JP2008169871A - Tapered roller bearing and inner ring machining method for tapered roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、円すいころ軸受及び円すいころ軸受用内輪の加工方法に関するものである。 The present invention relates to a tapered roller bearing and a method for processing an inner ring for a tapered roller bearing.
自動車におけるエンジンの駆動力は、トランスミッション、プロペラシャフト、デファレンシャル、ドライブシャフトの何れか又は全てを含む動力伝達系を介して車輪に伝達される。 The driving force of the engine in the automobile is transmitted to the wheels via a power transmission system including any or all of a transmission, a propeller shaft, a differential, and a drive shaft.
この動力伝達系では、シャフトを支持する軸受として、ラジアル荷重に対する負荷能力が高く、耐衝撃性にも優れる円すいころ軸受を使用する場合が多い。円すいころ軸受は、一般的には、図5に示すように、外周側に円すい状の軌道面1を有する内輪2と、内周側に円すい状の軌道面3を有する外輪4と、内輪2と外輪4との間に転動自在に配された複数の円すいころ5と、円すいころ5を円周所定間隔に保持する保持器6とを備える。
In this power transmission system, a tapered roller bearing having a high load capacity against a radial load and excellent in impact resistance is often used as a bearing for supporting the shaft. As shown in FIG. 5, the tapered roller bearing generally has an
この円すいころ軸受では、円すいころ5と内外輪2,4の軌道面1、3とが線接触しており、内・外輪軌道面1、3およびころ中心Oが軸心P上の一点(図示せず)に一致するよう設計される。
In this tapered roller bearing, the
このため、荷重が作用した場合には、円すいころ5がその大端側に押圧されるため、この荷重を受けるべく、内輪2の大径側には外径側へ突出する鍔部7が設けられている。また、この軸受を機械等に組込むまでの間に円すいころ5が小端側へ脱落しないようにするために、内輪2の小端側にも突出する鍔部8が設けられる。
For this reason, when a load is applied, the
自動車のデファレンシャルやトランスミッションに使用されている円すいころ軸受は、近年エンジンのトルクアップや多段化もあり、小スペースで大きな荷重が負荷されるケースが多くなっている。そこで、従来には、ころ間すきまを小さくすることで、ころ本数を増加させ、これによって負荷容量を上げるようにしたものがある(特許文献1)。また、ころ長さやころ径を大きくすることによって、負荷容量を上げるようにしたものもある。
ところで、円すいころ軸受の内輪2は、鋼素材から鍛造→旋削→熱処理→研削という工程を経て製造される。研削加工は、端面10,11、内径面12、軌道面1、および大鍔面13(鍔部7のころ対応面)に対して行われる。
By the way, the
すなわち、軌道面1に対しては、図7に示すようなローラ状の研削体15にて、軌道面1の研削が行われる。このため、軌道面1と鍔部7,8との各コーナ部には、研削体(砥石)15の周縁部を逃がし、かつ円すいころ5との干渉をさけるためにぬすみ部16、17を設ける必要があった。
That is, the
大鍔面13に対しては、図8に示すような円盤状の研削体18にて研削が行われる。このため、大径側のぬすみ部16を大きくとる必要があった。すなわち、研削体15の逃がしと、研削体18の逃がしを必要とするためである。このため、図6に示すように、ぬすみ部16は、底面が円弧状の本体部16aと、この本体部16aの軌道面1側の開口部から延びる平面状の開口側端面部16bとからなり、このぬすみ部16(つまり本体部16a)の曲率半径Rを円すいころ5の大端縁のアール部(面取り部)5aの曲率半径rよりも大きく設定している。また、ぬすみ部16の軸方向長さAを円すいころ5の大端縁面取り部5aの軸方向長さaよりも大きくするとともに、このぬすみ部16の径方向長さBを円すいころ5の大端縁面取り部5aの径方向長さbよりも大きくしている。
The
このように、軌道面1の大径側及び小径側にぬすみ部16、17を設ければ、このぬすみ部16、17分、負荷容量の低下を招いていた。特に、大径側のぬすみ部16を大きくとる必要があるため、負荷容量の低下は大きくなっていた。
In this manner, if the
また、軌道面1の大径側及び小径側に鍔部7、8を設けたことによって、軸方向スペース(内輪2の軌道面長さ及びころ長さ)に制約があり、ころ長さやころ径を大きくしようとしても、同一軸受サイズ内での負荷容量には限界があった。
Further, by providing the
本発明は、上記課題に鑑みて、同一軸受サイズに比べて負荷容量を向上することができ、近年要望されている小スペースで大きな荷重が負荷される部位に配置することが可能な円すいころ軸受およびこのような円すいころ軸受に用いることができる円すいころ軸受用内輪の加工方法を提供する。 In view of the above problems, the present invention is capable of improving the load capacity compared to the same bearing size, and is a tapered roller bearing that can be disposed in a part that is requested in a small space and is loaded with a large load in recent years. And the processing method of the inner ring | wheel for tapered roller bearings which can be used for such a tapered roller bearing is provided.
本発明の円すいころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持する保持器とを備えた円すいころ軸受において、内輪の大径側に外径側へ突出して円すいころの大端面を受ける鍔部を設けて、この鍔部から小径端に達する軌道面を形成し、鍔部と軌道面とのコーナ部に、曲率半径が円すいころの大端縁のアール部の曲率半径よりも小さくしたぬすみ部を設けたものである。 A tapered roller bearing according to the present invention includes an inner ring, an outer ring, a plurality of tapered rollers arranged to roll between the inner ring and the outer ring, and a cage that holds the tapered rollers at a predetermined circumferential interval. In a tapered roller bearing, a flange that protrudes toward the outer diameter on the large diameter side of the inner ring and receives the large end surface of the tapered roller is provided, and a raceway surface that reaches the small diameter end from the flange is formed. In this corner portion, a relief portion having a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the rounded portion of the large end of the tapered roller is provided.
本発明の円すいころ軸受によれば、内輪の軌道面が鍔部から小径端に達するのもであって、従来において存在していた内輪の小径側の鍔部を省略したものである。このため、この省略する鍔部分、軌道面を大きくとることができる。また、小径側の鍔部を省略することによって、小径側のぬすみ部も省略することができ、しかも、鍔部と軌道面とのコーナ部に設けられるぬすみ部は、曲率半径が円すいころの大端縁のアール部の曲率半径よりも小さく、さらには、ぬすみ部の軸方向長さを円すいころの大端縁面取り部の軸方向長さよりも小さくするとともに、このぬすみ部の径方向長さを円すいころの大端縁面取り部の径方向長さよりも小さくしたことにより、ぬすみ部による軌道面の減少量は少ない。 According to the tapered roller bearing of the present invention, the raceway surface of the inner ring reaches the small diameter end from the collar portion, and the collar portion on the small diameter side of the inner ring, which has existed conventionally, is omitted. For this reason, it is possible to make a large ridge portion and raceway surface to be omitted. Further, by omitting the small diameter side flange portion, the small diameter side hollow portion can also be omitted, and the corner portion provided between the flange portion and the raceway surface has a large radius of curvature of the tapered roller. It is smaller than the radius of curvature of the rounded portion of the edge, and further, the axial length of the shading portion is made smaller than the axial length of the chamfered portion of the large edge of the tapered roller, and the radial length of the shading portion is made smaller. By making it smaller than the radial length of the chamfered portion of the large end edge of the tapered roller, the amount of decrease in the raceway surface due to the shading portion is small.
円すいころ軸受用内輪の加工方法は、大径側に外径側へ突出する鍔部を設けて、この鍔部から小径端に達する軌道面を形成した円すいころ軸受用内輪の加工方法であって、外径面がテーパ面である短円筒体の本体部と、この本体部の外径面の大径側に設けられる鍔部とを備えた内輪素材を成形した後、内輪素材の外径面と鍔部の小径側端面とを同時に研削して、研削した外径面を軌道面とするとともに、研削した鍔部の小径側端面を円すいころの大端面対応面とするものである。 The processing method of the inner ring for the tapered roller bearing is a processing method of the inner ring for the tapered roller bearing in which a flange portion protruding to the outer diameter side is provided on the large diameter side, and a raceway surface extending from the flange portion to the small diameter end is formed. The outer ring surface of the inner ring material is formed after forming an inner ring material including a main body portion of a short cylindrical body whose outer diameter surface is a tapered surface and a flange portion provided on the larger diameter side of the outer diameter surface of the main body portion. And the small diameter side end face of the flange part are ground at the same time, and the ground outer diameter surface is used as the raceway surface, and the small diameter side end face of the ground flange part is used as the large end face corresponding surface of the tapered roller.
本発明の円すいころ軸受用内輪の加工方法によれば、内輪素材の外径面と鍔部の小径側端面とを同時に研削するので、従来のように、軌道面研削用の砥石と鍔部研削用砥石との2種類を使用しないで済む。このため、形成すべき研削用砥石の逃げ用のぬすみ部を小さくできる。また、研削時に、内輪素材の小径端には鍔部を有しないので、研削用砥石は軸方向長さに規制されない。 According to the method of processing an inner ring for a tapered roller bearing according to the present invention, the outer diameter surface of the inner ring material and the small-diameter side end face of the flange part are ground simultaneously. There is no need to use two types of grinding wheels. For this reason, the relief part for escape of the grinding stone to be formed can be reduced. In addition, during grinding, the small diameter end of the inner ring material does not have a flange, so the grinding wheel is not restricted by the axial length.
本発明の円すいころ軸受では、省略する鍔部およびぬすみ部分だけ、軌道面を大きくとることができ、さらに、大径側に設けられるぬすみ部は小さく、ぬすみ部による軌道面の減少量は少ない。このため、軌道面が可能な限り大きくでき、円すいころの軸心長さを長くできて、負荷容量を向上させることができる。すなわち、この軸受を用いれば、小スペースで大きな荷重が負荷される部位に配置する場合に好適となる。 In the tapered roller bearing of the present invention, the raceway surface can be made large only in the flange portion and the thinning portion that are omitted, and the thinning portion provided on the large diameter side is small, and the amount of decrease in the raceway surface due to the thinning portion is small. For this reason, the raceway surface can be made as large as possible, the axial center length of the tapered roller can be increased, and the load capacity can be improved. That is, if this bearing is used, it will be suitable when it arrange | positions in the site | part to which a big load is loaded in a small space.
本発明の円すいころ軸受用内輪の加工方法では、軌道面研削用の砥石と鍔部研削用砥石との2種類を使用しないので、研削用砥石の逃げ用のぬすみ部を小さくできる。このため、軌道面を大きくとることができることと、内輪素材の小径端には鍔部およびぬすみ部を有しないことと相俟って、この加工された内輪を円すいころ軸受に用いれば、負荷容量を向上させることができる。 In the method for processing an inner ring for a tapered roller bearing according to the present invention, since two types of a grinding wheel for raceway surface grinding and a grinding wheel for saddle grinding are not used, a relief portion for escaping the grinding wheel can be reduced. For this reason, in combination with the fact that the raceway surface can be made large and the small-diameter end of the inner ring material does not have a flange portion and a hollow portion, if this processed inner ring is used for a tapered roller bearing, the load capacity Can be improved.
また、研削時に、内輪素材の小径端には鍔部およびぬすみ部を有しないので、研削用砥石は軸方向長さに規制されず、種々のサイズの研削用砥石を使用でき、低コスト化を達成できる。 In addition, when grinding, the small diameter end of the inner ring material does not have a flange portion or a thinning portion, so the grinding wheel is not restricted by the axial length, and various sizes of grinding wheels can be used, reducing costs. Can be achieved.
以下本発明の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明に係る円すいころ軸受を示し、この円すいころ軸受は、内輪21と、外輪22と、内輪21と外輪22との間に転動自在に配された複数の円すいころ23と、円すいころ23を円周所定間隔に保持する保持器24とを備える。
FIG. 1 shows a tapered roller bearing according to the present invention. The tapered roller bearing includes an
内輪21はその外径面に円すい状の軌道面25を有し、軌道面25の大径側に外径側へ突出する鍔部26が形成されている。すなわち、軌道面25は鍔部26から小径端まで形成され、従来の円すいころ軸受の内輪のように小径側に鍔部(小鍔)を有さない。このため、軌道面25と鍔部26との間のコーナ部のみにぬすみ部27を形成している。この場合の鍔部26は、円すいころ23を通じてかかるアキシャル荷重を受けて、円すいころ23を回転案内する大鍔である。また、従来において設けられている小鍔は、軸受回転中には特別な役割を果たすものでなく、このようなものを本発明では省略していることになる。
The
図3に示すように、ぬすみ部27は、底面が円弧状の本体部27aと、この本体部27aの開口端部から延びる平面状の開口側端面27b、27cとからなる。そして、ぬすみ部27の大きさを図6に示す従来のものに比べて小さくしている。すなわち、ぬすみ部27は、その曲率半径R1(本体部27aの曲率半径)をころ23の大端縁のアール部(面取り部)28の曲率半径rよりも小さく設定している。しかも、ぬすみ部27の軸方向長さA1を円すいころ23の大端縁面取り部28の軸方向長さa1よりも小さくするとともに、このぬすみ部27の径方向長さB1を円すいころ23の大端縁面取り部28の径方向長さb1よりも小さくしている。すなわち、a1>A1、b1>B1、r>Rの関係となっている。
As shown in FIG. 3, the
外輪22はその内径面に円すい状の軌道面30を有し、この軌道面30と内輪21の軌道面25とを、保持器24で保持された複数の円すいころ23が転動することになる。円すいころ23と内外輪21,22の軌道面25、30とが線接触しており、内・外輪軌道面21,22およびころ中心Oが軸心P上の一点(図示せず)に一致するよう設計される。
The
また、保持器24は、図2に示すように、一対の環状部24a、24bと、円周等配位置でころ中心O方向に延びて環状部24a、24bを連結する柱部24cとを備える。そして、周方向に沿って隣合う柱部24c、24cで仕切られたポケット24dに円すいころ23が回転自在に収容される。なお、この保持器24は、鋼板をプレス加工して製作したものであっても、合成樹脂材を成型したものであってもよい。
Further, as shown in FIG. 2, the
このように、構成された円すいころ軸受では、内輪21の小径側には鍔部を有さないので、図1に示すように、円すいころ23の小端面23cを、内輪21の小径側端面21bに達するまで延ばすことができる。
Since the tapered roller bearing thus configured does not have a flange on the small diameter side of the
次に、この円すいころ軸受の内輪21の加工方法を説明する。すなわち、内輪21は、鋼素材から鍛造→旋削→熱処理→研削という工程を経て製造する。研削加工は、端面21a、21b、内径面31、軌道面25、および鍔面26a(鍔部26のころ対応面)に対して行う。
Next, a method for processing the
すなわち、研削前において、図4に示すように、外径面35がテーパ面である短円筒体の本体部36と、この本体部36の外径面の大径側に設けられる鍔部37とを備えた内輪素材38を形成する。この内輪素材38において、外径面35と鍔部37とのコーナ部にぬすみ部27が形成されている。
That is, before grinding, as shown in FIG. 4, a
この場合、外径面35と鍔部37の小径側端面37aとは、一つの研削具(研削砥石)33で研削される。この研削砥石33は、外径面35を研削する軌道面用研削部33aと、小径側端面37aを研削する鍔面用研削部33bとを備える。すなわち、軌道面用研削部33aと鍔面用研削部33bとは、内輪21の軌道面25と、鍔面26aとが成す角度と同一角度γを成すように設定されている。
In this case, the
このため、この研削砥石33をその軸心O1廻りに回転することによって、外径面35と小径側端面37aとが同時に研削される。これによって、外径面35が内輪21の軌道面25となり、小径側端面37aが内輪21の鍔面26aとなり、内輪21を形成することができる。
For this reason, the
本発明の円すいころ軸受では、内輪21の軌道面25が鍔部26から小径端に達するのもであって、従来において存在していた内輪21の小径側の鍔部及びぬすみ部を省略したものである。このため、この省略する鍔部およびぬすみ部分だけ、軌道面25を大きくとることができる。また、鍔部26と軌道面25とのコーナ部に設けられるぬすみ部27は、その曲率半径rが円すいころ23の大端縁のアール部(面取り部)28の曲率半径Rよりも小さく、しかも、a1>A1、b1>B1であるので、図6に示すような従来の円すいころ軸受に比べて、ぬすみ部27を設けたことによる軌道面25の減少量は少ない。
In the tapered roller bearing of the present invention, the
このため、同一サイズの従来の円すいころ軸受用の内輪と比べて軌道面が大きくなり、この大きくなった分、円すいころ23の軸心長さを長くでき、負荷容量を向上させることができる。小径側の鍔部及びぬすみ部を廃止して、ころ長さ(ころ軸方向長さ)を長くすることによって、同一サイズの従来の円すいころ軸受に対して負荷容量を10%〜20%程度向上させることができる。すなわち、この軸受を用いれば、小スペースで大きな荷重が負荷される部位に配置する場合に好適となる。
For this reason, the raceway surface becomes larger than the conventional inner ring for tapered roller bearings of the same size, and the length of the axial center of the tapered
円すいころ軸受用内輪の加工方法では、内輪素材38の外径面35と鍔部37の小径側端面37aとを同時に研削するので、従来のように、軌道面研削用の砥石と鍔部研削用砥石との2種類を使用しないで済む。このため、形成すべき研削用砥石の逃げ用のぬすみ部27を小さくできる。このため、軌道面25を大きくとることができることと、内輪素材38の小径端には鍔部およびぬすみ部を有しないことと相俟って、この加工された内輪21を円すいころ軸受に用いれば、負荷容量を向上させることができる。
In the processing method of the inner ring for the tapered roller bearing, the
また、研削時に、内輪素材38の小径端には鍔部を有しないので、研削用砥石は軸方向長さに規制されない。このため、種々のサイズの研削用砥石を使用でき、低コスト化を達成できる。
In addition, during grinding, the small diameter end of the
ところで、内輪21の小径側には、鍔部を有さないので、この軸受を機械等に組込むまでの間に円すいころ23が小端側へ脱落するおそれがある。このため、円すいころ23が落下しないように、大径側の鍔部に係合する引っ掛け部を保持器に設けるのが好ましい。この場合、引っ掛け部が引っ掛かる切欠部等を大径側の鍔部に形成する必要があるが、この切欠部を形成する場合、内輪21の軌道面25側に影響を及ぼすものではなく、本発明における構成およびこの構成に基づく作用効果に影響を及ぼさない。
By the way, since there is no flange on the small diameter side of the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、単列で用いても複列で用いてもよい。また、この円すいころ軸受は、従来から円すいころ軸受を用いることができる種々の部位に用いることができる。特に、自動車のデファレンシャルやトランスミッションに用いるのが、エンジンのトルクアップや多段化に対応できて好ましい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, the present invention may be used in a single row or in multiple rows. Further, this tapered roller bearing can be used in various parts where a tapered roller bearing can be conventionally used. In particular, it is preferable to use it for an automobile differential or transmission because it can cope with an increase in engine torque and multi-stages.
21 内輪
22 外輪
23 円すいころ
24 保持器
25 軌道面
26a 小径側端面
27 ぬすみ部
28 アール部
35 外径面
36 本体部
37 鍔部
37a 小径側端面
38 内輪素材
21
Claims (2)
内輪の大径側に外径側へ突出して円すいころの大端面を受ける鍔部を設けて、この鍔部から小径端に達する軌道面を形成し、鍔部と軌道面とのコーナ部に、曲率半径が円すいころの大端縁面取り部の曲率半径よりも小さくしたぬすみ部を設け、前記内輪のぬすみ部の軸方向長さを円すいころの大端縁面取り部の軸方向長さよりも小さくするとともに、このぬすみ部の径方向長さを円すいころの大端縁面取り部の径方向長さよりも小さくたことを特徴とする円すいころ軸受。 In a tapered roller bearing comprising an inner ring, an outer ring, a plurality of tapered rollers arranged to roll between the inner ring and the outer ring, and a cage that holds the tapered rollers at a predetermined circumferential interval,
Providing a collar part that protrudes to the outer diameter side on the large diameter side of the inner ring and receives the large end face of the tapered roller, forms a raceway surface that reaches the small diameter end from this collar part, and at the corner part of the collar part and the raceway surface, A corner portion having a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the large edge chamfered portion of the tapered roller is provided, and the axial length of the inner ring corner portion is made smaller than the axial length of the large edge chamfered portion of the tapered roller. In addition, a tapered roller bearing characterized in that the radial length of the tapered portion is smaller than the radial length of the chamfered portion of the large edge of the tapered roller.
外径面がテーパ面である短円筒体の本体部と、この本体部の外径面の大径側に設けられる鍔部とを備えた内輪素材を成形した後、この内輪素材の外径面と鍔部の小径側端面とを同時に研削して、研削した外径面を軌道面とするとともに、研削した鍔部の小径側端面を円すいころの大端面対応面とすることを特徴とする円すいころ軸受用内輪の加工方法。 A method of processing an inner ring for a tapered roller bearing in which a flange portion protruding to the outer diameter side is provided on the large diameter side, and a raceway surface reaching the small diameter end from the flange portion is formed,
After forming an inner ring material including a main body portion of a short cylinder whose outer diameter surface is a tapered surface and a flange provided on the larger diameter side of the outer diameter surface of the main body portion, the outer diameter surface of the inner ring material And a small-diameter side end face of the flange part, and the ground outer diameter surface is used as a raceway surface, and the small-diameter side end face of the ground flange part is a surface corresponding to the large end face of a tapered roller. Processing method for inner ring for roller bearings.
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- 2007-01-09 JP JP2007001449A patent/JP2008169871A/en not_active Withdrawn
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