JP2008025617A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受内部の油の撹拌抵抗を低減し、軸受トルクを低減する。
【解決手段】円すいころ軸受１０において、内輪１１には、貫通孔１１ｂが、円周方向に複数、かつ、円周方向に等配に、中心線Ｏが軸受１０の軸線Ｃに対して傾斜して設けられる。貫通孔１１ｂは、内輪１１のつば部１１ｃの逃げ溝１１ｄを内輪１１の軸方向側方に連通することにより、軸受１０内部の油を軸受１０外部に抜け易くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内輪及び外輪間に、保持器に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる円すいころ軸受に関し、詳しくは、部品点数及び組付工数を増大することなく、軸受内部の油の撹拌抵抗を低減するための構造に関する。

従来から円すいころ軸受は知られている。

円すいころ軸受は、内輪の外周面に形成された内輪軌道面及び外輪の内周面に形成された外輪軌道面間に、保持器に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる。円すいころ軸受は、コンパクトでありながら、大きなラジアル荷重及びアキシャル荷重を支持することができ、しかも高速回転での使用が可能であるため、広く使用されている。

しかし、一方で、玉軸受に比較すると、軸受のトルク損失が大きく、エネルギー節約の観点から、軸受トルクの低減が大きな課題となっている。

そこで、円すいころ軸受として、軸受内部の油の撹拌抵抗を低減することにより、軸受トルクの低減を図るものが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

図６は、特許文献１で開示されている円すいころ軸受を示す断面図である。

図６を参照すると、円すいころ軸受１００において、内輪１０１の小径側端部１０２は、円すいころ１０３の軸方向の移動を規制する小径鍔部１０４と、小径鍔部１０４の軸方向外方に連続し、小径鍔部１０４より小径の円筒部１０５とからなる。また、保持器１０６の小径側端部１０７は、径方向内方に折り曲げられた折曲げ部１０８を有する。折曲げ部１０８は、内輪１０１の円筒部１０５の外径に間隙をおいて対向しており、内輪１０１との間にラビリンスを形成する。ラビリンスにより、軸受１００内への油流入量が低減され、これにより油の撹拌抵抗が低減される。

図７は、特許文献２で開示されている円すいころ軸受を示す断面図であり、図８は、図７の円すいころ軸受のＬ１位置での要部断面図、図９は、図７の円すいころ軸受のＬ２位置での要部断面図、図１０は、図７の円すいころ軸受のＬ３位置での要部断面図である。

図７〜図１０を参照すると、円すいころ軸受１１０において、内輪１１１の小鍔部１１２と外輪１１３の小径側端面における軸方向端部との間の潤滑油流路断面積Ａ１（図８）と、円すいころ１１４の小径側端面における内輪１１１及び外輪１１３間の潤滑油流路断面積Ａ２（図９）と、外輪１１３の大径側における軸方向端部と内輪１１１の大鍔部１１５との間の潤滑油流路断面積Ａ３（図１０）とは、次式の関係を満たす。すなわち、Ａ１≦Ａ２＜Ａ３である。

潤滑油流路断面積Ａ１は、内輪１１１の小鍔部１１２において、内輪１１１と外輪１１３の間隙における保持器１１６を除いた断面積に相当する。また、潤滑油流路断面積Ａ２は、円すいころ１１４の小径側において、内輪１１１及び外輪１１３の間隙における保持器１１６、円すいころ１１４及び小鍔部１１２の投影面積を除いた断面積に相当する。つまり、小鍔部１１２が壁となり、潤滑油流路断面積Ａ２では、小鍔部１１２の投影面積も減じた流路面積となっている。更に、潤滑油流路断面積Ａ３は、大鍔部１１５において、内輪１１１及び外輪１１３の間隙における保持器１１６と円すいころ１１４を除いた断面積に相当する。

このような円すいころ軸受１１０では、軸受１１０への潤滑油の入口側の流路断面積Ａ１及びＡ２は、軸受１１０への潤滑油の出口側の流路断面積Ａ３より小さくなっている。したがって、軸受１１０に入る潤滑油の油量Ｑ１が、軸受１１０から出る潤滑油の油量Ｑ２より小さくなり、軸受１１０内部に滞留する潤滑油量が小さくなる。これにより、円すいころ１１４の転動に伴って撹拌される潤滑油量が小さくなり、軸受１１０の損失トルクが低減される。

また、例えば特許文献３には、円すいころ軸受として、摩擦面において発生する摩擦熱を逃がして耐焼付性を向上させるものが開示されている。

図１１は、特許文献３で開示されている円すいころ軸受を示す断面図である。

図１１を参照すると、円すいころ軸受１２０の内輪１２１において、外周軌道１２２の大径軌道部１２２ａとつば面１２３とが交わる稜線部には、環状凹部１２４が形成されており、環状凹部１２４には、貫通孔１２５が、中心線を軸方向に沿うように設けられる。貫通孔１２５は、環状凹部１２４を内輪１２１の軸方向側方に連通する。また、内輪１２１のつば面１２３には、半径方向の油溝１２６が、設けられる。油溝１２６は、環状凹部１２４と外周面１２７とを連通する。

このような円すいころ軸受１２０では、潤滑油は、つば面１２３の半径方向溝１２６から環状凹部１２４側に流れ、環状凹部１２４に一旦流入した後、貫通孔１２５を通って軸受外部へ流出する。潤滑油の流出により、つば面１２３と円すいころ１２８の大径端面１２８ａとの当接による摩擦熱が放散される。
特開２００５−６９４２１号公報（第３〜４頁、第１図） 特開２００４−７６７６６号公報（第３〜５頁、第１図〜第４図） 特開２００５−３５１３０１号公報（第５〜第６頁、第３図）

しかし、上述した従来の円すいころ軸受１００（特許文献１）又は円すいころ軸受１１０（特許文献２）のいずれの場合も、内輪軌道面１０９付近の油は、鍔部に遮られて軸受１００，１１０外部に出難いという問題があった。

また、上述した特許文献３記載の円すいころ軸受１２０では、貫通孔１２５が、中心線を軸方向に沿うように設けられる。つまり、貫通孔１２５の方向は、軸受１２０運転中に働く遠心力の方向である径方向外側に対して略垂直となる。したがって、貫通孔１２５を通る油は、軸受１２０運転中の遠心力によってはほとんど流動されず、油の高い流通性が得られないという問題があった。

本発明は、軸受内部の油を軸受外部に抜け易くすることができ、これにより軸受内部の油の撹拌抵抗を低減することができ、軸受トルクを低減することができる円すいころ軸受を提供することを目的としている。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。

（１） 内輪の外周面に形成された内輪軌道面及び外輪の内周面に形成された外輪軌道面間に、保持器に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる円すいころ軸受において、
前記内輪には、前記内輪のつば部の逃げ溝から軸方向側方に貫通し、中心線が軸受の軸線に対して傾斜した貫通孔が、円周方向に少なくとも一つ形成されたことを特徴とする円すいころ軸受。

（２） 前記貫通孔は、中心線が内輪軌道面の仮想延長線と平行であることを特徴とする前記（１）記載の円すいころ軸受。

（３） 前記貫通孔は、中心線が内輪軌道面の仮想延長線に対して所定の角度をなすように、つば部外径側に傾斜されていることを特徴とする前記（１）記載の円すいころ軸受。

（４） 前記内輪には、第２の貫通孔が、中心線を前記貫通孔の中心線と交差するように設けられており、該第２の貫通孔は、前記貫通孔をつば部外径側に連通することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか記載の円すいころ軸受。

（５） 前記貫通孔は、円周方向に等配して複数設けられることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか記載の円すいころ軸受。

（６） 前記貫通孔は、つば部の逃げ溝側から内輪の軸方向側方側に向けて、口径が徐々に拡がるようにテーパ状に形成されることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか記載の円すいころ軸受。

前記（１）及び（２）記載の円すいころ軸受では、軸受内部の油が、貫通孔を介して軸受外部に抜け易くなる。この際、油は、軸受運転中に作用する遠心力によって、貫通孔内の流動を補助される。したがって、軸受内部に滞留する油量が低減され、軸受内部の油の撹拌抵抗が低減される。これにより、軸受トルクが低減される。

前記（３）記載の円すいころ軸受では、軸受運転中の貫通孔内において、油に作用する遠心力が増大される。遠心力の増大により、軸受内部の油が、貫通孔を介して軸受外部に更に抜け易くなり、軸受内部に滞留する油量が更に低減される。これにより、軸受内部の油の撹拌抵抗が更に低減され、軸受トルクが更に低減される。

前記（４）記載の円すいころ軸受では、軸受内部の油が、貫通孔及び第２の貫通孔を介して、軸受外部に更に抜け易くなる。この際、第２の貫通孔内において、油は、貫通孔内よりも更に大きな遠心力の作用を受ける。したがって、軸受内部に滞留する油量が更に低減され、軸受内部の油の撹拌抵抗が更に低減される。これにより、軸受トルクが更に低減される。

前記（５）記載の円すいころ軸受では、軸受のバランス、特に軸受運転時の動的バランスが良好に保たれる。

前記（６）記載の円すいころ軸受では、つば部の逃げ溝側から内輪の軸方向側方側に向けての貫通孔のテーパ形状により、軸受内部の油が、貫通孔を介して軸受外部に更に抜け易くなる。

本発明の円すいころ軸受によれば、軸受内部の油を軸受外部に抜け易くすることができ、これにより軸受内部の油の撹拌抵抗を低減することができ、軸受トルクを低減することができる。

本発明により得られる円すいころ軸受は、例えば自動車の最終減速装置に好適に用いられ、最終減速装置において、内部の油を利用して潤滑されつつ使用される。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。

図１を参照すると、円すいころ軸受１０は、内輪１１の外周面に形成された内輪軌道面１１ａ及び外輪１２の内周面に形成された外輪軌道面１２ａ間に、保持器（図示しない）に転動自在に保持された複数の円すいころ１３を、周方向に所定の間隔をあけて組み込まれてなる。

内輪１１には、貫通孔１１ｂが、円周方向に複数、かつ、円周方向に等配に、中心線Ｏが軸受１０の軸線Ｃに対して傾斜するとともに内輪軌道面１１ａの仮想延長線と略平行をなすように設けられる。貫通孔１１ｂは、内輪１１のつば部１１ｃの逃げ溝１１ｄを内輪１１の軸方向側方に連通することにより、軸受１０内部の油を軸受１０外部に抜け易くする。

このような円すいころ軸受１０では、軸受１０内部の油は、貫通孔１１ｂを介して軸受１０外部に抜け易くなる。この際、油は、軸受１０運転中に作用する遠心力によって、貫通孔１１ｂ内の流動を補助される。したがって、軸受１０内部に滞留する油量が低減され、軸受１０内部の油の撹拌抵抗が低減される。これにより、軸受トルクが低減される。

図２は、本発明の第２実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。

図２を参照すると、円すいころ軸受２０において、内輪２１の貫通孔２１ｂは、中心線Ｏが軸受２０の軸線Ｃに対して傾斜するとともに内輪軌道面２１ａの仮想延長線に対して所定の角度をなすように、つば部２１ｃ外径側に傾斜されている。これにより、軸受２０運転中の貫通孔２１ｂ内において、油に作用する遠心力が増大され、軸受２０内部の油が、貫通孔２１ｂを介して軸受２０外部に更に抜け易くなる。
その他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。

図３は、本発明の第３実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。

図３を参照すると、円すいころ軸受３０において、内輪３１には、第２の貫通孔３２が、中心線Ｏ２を貫通孔１１ｂの中心線Ｏと交差するように設けられており、第２の貫通孔３２は、貫通孔１１ｂをつば部３３外径側に連通する。

このような円すいころ軸受３０では、軸受３０内部の油が、貫通孔１１ｂ及び第２の貫通孔３２を介して、軸受３０外部に更に抜け易くなる。この際、第２の貫通孔３２内において、油は、貫通孔１１ｂ内よりも更に大きな遠心力の作用を受ける。したがって、軸受３０内部に滞留する油量が更に低減され、軸受３０内部の油の撹拌抵抗が更に低減される。
その他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。

図４は、本発明の第４実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。

図４を参照すると、円すいころ軸受４０において、内輪４１の貫通孔４２は、軸受４０の軸線Ｃに対して傾斜するとともに中心線Ｏが内輪軌道面２１ａの仮想延長線に対して第２実施形態よりも大きな所定の角度なすように、つば部２１ｃ外径側に更に傾斜されている。これにより、軸受４０運転中の貫通孔４２内において、油に作用する遠心力が更に増大され、軸受４０内部の油が、貫通孔４２を介して軸受４０外部に更に抜け易くなる。
その他の構成及び作用については、上記第２実施形態と同様である。

図５は、本発明の第５実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。

図５を参照すると、円すいころ軸受５０において、内輪５１の貫通孔５２は、中心線Ｏが軸受５０の軸線Ｃに対して傾斜するとともに内輪軌道面１１ａの仮想延長線に沿うように、かつ、つば部５３の逃げ溝１１ｄ側（油入口側）から内輪５１の軸方向側方側（油出口側）に向けて、口径が徐々に拡がるようにテーパ状に形成されている。油入口側から油出口側に向けての貫通孔５２のテーパ形状により、軸受５０内部の油が、貫通孔５２を介して軸受５０外部に更に抜け易くなる。
その他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。

以上のように上記各実施形態によれば、円すいころ軸受１０，２０，３０，４０，５０の内輪１１，２１，３１，４１，５１には、貫通孔１１ｂ，２１ｂ，４２，５２が、円周方向に複数、かつ、円周方向に等配に設けられる。貫通孔１１ｂ，２１ｂ，４２，５２は、内輪１１，２１，３１，４１，５１のつば部１１ｃ，２１ｃ，３３，５３の逃げ溝１１ｄを内輪１１，２１，３１，４１，５１の軸方向側方に連通することにより、軸受１０，２０，３０，４０，５０内部の油を軸受１０，２０，３０，４０，５０外部に抜け易くする。

したがって、軸受１０，２０，３０，４０，５０内部の油を軸受１０，２０，３０，４０，５０外部に抜け易くすることができ、軸受１０，２０，３０，４０，５０内部に滞留する油量を低減することができる。これにより、軸受１０，２０，３０，４０，５０内部の油の撹拌抵抗を低減することができ、軸受トルクを低減することができる。また、摩擦面において発生する摩擦熱を、軸受１０，２０，３０，４０，５０外部に効率よく放散することができ、軸受１０，２０，３０，４０，５０の耐焼付性及び耐久性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。 本発明の第２実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。 本発明の第３実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。 本発明の第４実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。 本発明の第５実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。 特許文献１で開示されている円すいころ軸受を示す断面図である。 特許文献２で開示されている円すいころ軸受を示す断面図である。 図７の円すいころ軸受のＬ１位置での要部断面図である。 図７の円すいころ軸受のＬ２位置での要部断面図である。 図７の円すいころ軸受のＬ３位置での要部断面図である。 特許文献３で開示されている円すいころ軸受を示す断面図である。

符号の説明

１０ 円すいころ軸受
１１ 内輪
１１ａ 内輪軌道面
１１ｂ 貫通孔
１１ｃ ツバ部
１１ｄ 逃げ溝
１２ 外輪
１２ａ 外輪軌道面
１３ 円すいころ
Ｃ 軸受の軸線
Ｏ 貫通孔の中心線

Claims (6)

1. 内輪の外周面に形成された内輪軌道面及び外輪の内周面に形成された外輪軌道面間に、保持器に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる円すいころ軸受において、
   前記内輪には、前記内輪のつば部の逃げ溝から軸方向側方に貫通し、中心線が軸受の軸線に対して傾斜した貫通孔が、円周方向に少なくとも一つ形成されたことを特徴とする円すいころ軸受。
2. 前記貫通孔は、中心線が内輪軌道面の仮想延長線と平行であることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
3. 前記貫通孔は、中心線が内輪軌道面の仮想延長線に対して所定の角度をなすように、つば部外径側に傾斜されていることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受。
4. 前記内輪には、第２の貫通孔が、中心線を前記貫通孔の中心線と交差するように設けられており、該第２の貫通孔は、前記貫通孔をつば部外径側に連通することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の円すいころ軸受。
5. 前記貫通孔は、円周方向に等配して複数設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の円すいころ軸受。
6. 前記貫通孔は、つば部の逃げ溝側から内輪の軸方向側方側に向けて、口径が徐々に拡がるようにテーパ状に形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の円すいころ軸受。

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