JP2011174566A

JP2011174566A - 軸受

Info

Publication number: JP2011174566A
Application number: JP2010039821A
Authority: JP
Inventors: Yozo Taniguchi; 陽三谷口
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-09-08

Abstract

【課題】軸受における良好な密封性を確保しながら、内輪の軸方向長さを短くする。
【解決手段】先ず、内輪２４と、外輪２６と、内輪２４と外輪２６との間に配設される玉３０と、外輪２６に取り付けられ内輪２４に摺接するシール部材４０とを備える。そして、シール部材４０が配設される位置側における内輪２６の肩部２６ｂが当該内輪の軌道面２６ａより径方向外方位置の構成とされている。かかる構成において、内輪２４には、シール部材４０が配設される位置側における内輪２４の肩部２４ｂより軸方向外側に該肩部外径より小径の段部４２を備えている。この段部４２は前記肩部２４ｂの径方向内方位置に喰い込む肉抜き形状として形成されており、前記シール部材４０は該肉抜き形状箇所４４に入り込んで配設されており、内輪２４との摺接は該肉抜き形状箇所４４又は段部４２の円筒外周面４６で行われる構成となっている。
【選択図】図２

Description

本発明は軸受に関する。特に、自動車の回転駆動源からの駆動トルクを伝達するピニオン軸を支持するピニオン軸支持用軸受装置に好適に用いることのできる軸受に関する。

自動車のピニオン軸支持用軸受装置は下記特許文献１に示されている。特許文献１に開示されているピニオン軸支持用軸受装置を図３に示す。
図３に基づいてピニオン軸支持用軸受装置１１０を説明すると、ピニオンギア１１２を備えたピニオン軸１１４は転がり軸受１２０としての複列アンギュラー玉軸受を介してケーシング１１６に回転可能に支持されている。複列アンギュラー玉軸受の転がり軸受１２０は、左右一対の内輪１２２，１２４と、１つの外輪１２６と、この内輪１２２，１２４と外輪１２６との間に配された２列の転動体としての玉１２８、１３０とで構成されている。なお、玉１２８、１３０は保持器１３２，１３４に保持されて周方向に複数個配されている。潤滑油は２列の玉１２８，１３０の間の箇所の室１５２に導入されている。アンギュラー玉軸受１２０はこの導入された潤滑油が転がり軸受１２０の回転によりそれぞれの玉１２８，１３０の箇所を潤滑して転がり軸受１２０の左右外方に排出されるように配置されている。すなわち、内輪１２２、１２４の転がり軸受１２０の外方側となる位置の肩部１２２ｂ，１２４ｂの外径は玉１２８，１３０の転動面１２２ａ，１２４ａより径方向外方位置となる構成として配置されている。これにより、転がり軸受１２０は回転により潤滑油に径方向内方から外方へ移動する遠心力の作用力が生じ、この遠心力の作用力が内輪１２２，１２４の傾斜面に沿って働き潤滑油を順次軸方向へ移送する。

ところで、図３で見て、ピニオンギア１１２が位置する左側は潤滑油室１６０となっているので、転がり軸受１２０から左方向に排出される潤滑油は、この潤滑油室１６０に排出されて戻される。しかし、反対側の右側はケーシング１１６の外部となることから、右方向に排出される潤滑油はオイルシール等のシール部材１４０によりシールされる構成となっている。すなわち、玉１３０の右側の室１６２に排出された潤滑油はこの室１６２から通路１５４を通って潤滑油室１６０に戻されるようになっている。
シール部材１４０は外輪１２６と内輪１２４との間に配設されている。より詳細には、ケーシング１１６に固定状態に取付けられた外輪１２６にシール部材１４０であるオイルシールの径方向外方部位が一体的に取付けられており、オイルシールの径方向内方部位のリップ１７６が内輪１２４の肩部１２４ｂの外周面に摺接して配設されている。これにより、転がり軸受１２０の右方向に排出される潤滑油のケーシング１１６外への漏出防止を図っている。

特開２００６−９９３０号公報特開２００６−９７８５１号公報

ところで、上述したオイルシール等のシール部材１４０を配置する転がり軸受１２０は内輪１２４の軸方向長さが長くなるという問題がある。
すなわち、シール部材１４０であるオイルシールは、その径方向内方部位のリップ１７６が内輪１２４の肩部１２４ｂ外周面に摺接する構成となっている。この摺接する箇所の位置が玉１３０の配置位置から接近した位置にあると玉１３０から排出された潤滑油の流れが直接にそのままオイルシールのリップ１７６の摺接箇所に飛散し、密封性上、好ましくない。この状態は、軸受がポンプ作用を有する場合には、玉１３０から排出される潤滑油の飛散が顕著に摺接箇所に直接かかりやすいため、特に問題となる。
このため、良好な密封性を確保するためにはシール部材１４０のリップ１７６の摺接箇所と玉１３０との距離を確保することが必要となり、内輪１２４の軸方向長さが必然的に長くなっていた。
そして、発明者は、この様な問題が生じるのは、転動体としての玉から潤滑油が排出される流れの径方向位置と、オイルシール等のシール部材の摺接箇所の径方向位置とが同じ位置関係にあることによるものであることに気付いた。

而して、本発明は上記した問題点を解消するものとして創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、玉等の転動体から排出されてくる潤滑油の径方向位置と、シール部材の摺接箇所の径方向位置とを径方向で異ならせた位置とすることにより、良好な密封性を確保しながら、内輪の軸方向長さを短く構成することを可能とすることにある。

上記課題を解決するために、本発明の軸受は次の手段をとる。
すなわち、本発明に係る軸受は、先ず、内輪と、外輪と、この内輪と外輪との間に配設される転動体と、外輪又はこの外輪を固定するケーシングに取り付けられ内輪に摺接するシール部材とを備える。そして、シール部材が配設される位置側における内輪の肩部が当該内輪の軌道面より径方向外方位置の構成とされている。
かかる構成において、内輪には、シール部材が配設される位置側における内輪の肩部より軸方向外側に該肩部外径より小径の段部を備えている。この段部は前記肩部の径方向内方位置に喰い込む肉抜き形状として形成されており、前記シール部材は該肉抜き形状箇所に入り込んで配設されており、内輪との摺接は該肉抜き形状箇所又は段部の円筒外周面で行われる構成となっている。

本発明は、上記手段とすることにより玉等の転動体から排出されてくる潤滑油の径方向位置と、シール部材の摺接箇所の径方向位置とが径方向で異なった位置となるため、玉等の転動体から排出された潤滑油の流れがそのままシール部材の摺接箇所に直接に飛散することがなく、シール部材の摺接箇所の良好な密封性を確保することができる。
また、本発明によれば、シール部材は小径の段部に形成された肉抜き形状箇所に入り込んで配設される。このため、この肉抜き形状箇所に入り込んで配設された軸方向長さ分だけは内輪の軸方向長さを短く形成することが可能となる。

なお、本発明の軸受は、回転により潤滑油を軸方向に移送するポンプ作用をなす構成であり、このポンプ作用によって潤滑油が排出移送される側に前記シール部材が配設されていることが好ましい。この様なポンプ作用を有する軸受の場合には、排出される潤滑油の流れが比較的勢い良いことから問題が顕著に生じるものであったが、本発明の手段をとることにより、上述した良好な密封性の確保と、内輪の軸方向長さを短くすることが効果的に行うことができるものである。

本発明は、上記した手段をとることにより、玉等の転動体から排出されてくる潤滑油の径方向位置と、シール部材の摺接箇所の径方向位置とが径方向で異なった位置となり、良好な密封性を確保しながら、シール部材を小径の段部の肉抜き形状箇所に入り込んで配設することにより内輪の軸方向長さを短く構成することができる。

本発明に係る軸受を適用した一実施例であるピニオン軸支持用軸受装置を示す縦断面図である。図１のシール部材を配設した箇所の詳細を示す拡大縦断面図である。従来のピニオン軸支持用軸受装置を示す縦断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態の実施例について図面を用いて説明する。
図１は本発明に係る軸受を自動車のピニオン軸支持用軸受装置に適用した実施の形態の一実施例を示す。このピニオン軸支持用軸受装置は四輪駆動車用のトランスファ装置に装備したものである。以下の説明において、左右・上下は、図の左右・上下をいうものとする。なお、左が自動車のフロント側、右が自動車のリア側となっている。

図１に示すように、ピニオン軸支持用軸受装置１０は、左端部にピニオンギア１２が配設されたピニオン軸１４と、このピニオン軸１４をケーシング１６に回転自在に支持する転がり軸受２０とを備えている。そして、ピニオンギア１２が後輪駆動用リングギア（不図示）に噛み合わされると共に、ピニオン軸１４がプロペラシャフト（不図示）に接続されることで、自動車前側に配置されたエンジンから後輪に動力が伝達される。
転がり軸受２０は、複列アンギュラー玉軸受であり、左右一対の内輪２２，２４と、これらに共通の一つの外輪２６と、左の内輪２２と外輪２６の左半分との間に配された左側の列の玉２８と、右の内輪２４と外輪２６の右半分との間に配された右側の列の玉３０と、各列の玉２８，３０を保持する左右一対の保持器３２，３４と、右列の玉３０の右側位置の右の内輪２４と外輪２６との間に配されたシール部材４０とから構成されている。そして、外輪２６がケーシング１６に嵌合して固定されて、ピニオン軸１４を支持する転がり軸受２０がケーシング１６に対して取付けられる。なお、玉２８、３０が本発明の転動体に相当し、この転動体は円錐ころとされる場合もある。

この実施例の転がり軸受２０はアンギュラー玉軸受であることから、転動体としての玉２８、３０が配設される内輪２２，２４と外輪２６の軌道面は角度を持って傾斜して形成されている。この実施例では二列の玉２８，３０の軌道面の傾斜は対称形とされており、中心から軸方向外方に向けて径が大きくなる形態として配置されている。したがって、左側の列の玉２８の内輪２２の軌道面２２ａの径方向位置より左側の肩部２２ｂの径方向位置の方が径方向で見て大径位置となっている。同様に、右側の列の玉３０の内輪２４の軌道面２４ａの径方向位置より右側の肩部２４ｂの径方向位置の方が径方向で見て大径位置となっている。外輪２６の２列の軌道面もこの内輪２２、２４の軌道面２２ａ，２４ａに対応した形態として形成されている。このアンギュラー玉軸受の構成は、内輪２２，２４の回転により潤滑油に径方向内方から外方に向けた遠心力の作用力が生じ、この作用力が傾斜に沿って潤滑油を軸方向に移送させるポンプ作用として機能する構成となっている。
ピニオン軸１４の右端部には、転がり軸受２０の内輪２２，２４を固定するための段付き状の抜け止め部材１８がねじ止めされており、抜け止め部材１８の小径部の外径には、スリンガ３８が嵌め合わされている。スリンガ３８は、外輪２６の右端部に若干の隙間をおいて対向する折り曲げ部３８ａを有しており、これにより、外輪２６とスリンガ３８によるラビリンスシールが形成されている。

転がり軸受２０の潤滑は、ケーシング１６内を循環する潤滑油によって行われている。詳しくは、ピニオンギア１２が位置する箇所がケーシング１６内の潤滑油室６０とされており、この潤滑油室６０から転がり軸受２０へ潤滑油が循環されて潤滑が行われる。外輪２６には、二列の玉２８，３０の軸方向中央に相当する部分に、潤滑油供給用の供給通路５０が設けられ、潤滑油がこの供給通路５０を通じて二列の玉２８，３０の間の室５２に供給されるようになっている。また、外輪２６の右端部すなわちピニオンギア１２から遠い方の端部には潤滑油出口用の排出通路５４が斜め方向に形成されて設けられている。ケーシング１６の内周には、軸方向に延びる２本の潤滑油通路５６、５８が形成されている。１本の潤滑油通路５６は供給通路５０と接続され、他の１本５８は排出通路５４と接続されている。これら潤滑油通路５６，５８の他端は、ピニオンギヤ１２が位置する潤滑油室６０に開口されており、これにより、これら各通路を通じて潤滑油室６０から転がり軸受２０に潤滑油の供給・排出が行われ、２列の玉２８，３０の箇所の潤滑が行われる。
より詳しくは、室５２に供給された潤滑油は転がり軸受２０がポンプ作用を有るアンギュラー玉軸であることから、そのポンプ作用により、左側の玉２８列の場合は左方向に、右側の玉３０列に対しては右方向に移送しながらそれぞれの玉２８，３０を潤滑する。そして、左側の玉２８を潤滑して排出された潤滑油はそのまま潤滑油室６０に戻る。右側の玉３０を潤滑してこの玉３０の右側の室６２に排出された潤滑油はこの室６２から排出通路５４及び潤滑油通路５８を通じて潤滑油室６０に戻される。この潤滑により、焼き付きが起こりやすい右側（リア側）の軸受部分における潤滑油の循環が促進させられ、耐焼付き性能が向上すると共に、シール部材４０へのスラッジの付着も防止される。

図２はシール部材４０が配設されるピニオン軸支持用軸受装置１０の右側部分の箇所を拡大して示したものである。外輪２６は右端部にフランジ２６ａを有しており、このフランジ２６ａの左側根元部は、外輪２６とケーシング１６との間からの潤滑油の漏れを防止するためのＯリング３６が配置されている。ケーシング１６のＯリング３６に接触する角部１６ａはフランジ２６ａの左側根元部とによって断面三角形状のＯリング収納溝４８を形成するように面取りされており、Ｏリング３６はこのＯリング収納溝４８内に配置されている。Ｏリング収納溝４８を形成するための外輪２６の外径およびフランジ２６ａ根元部に対する加工は、従来から行われている研摩により行うことができる。また、面取りは、従来から行われている面取りの大きさをＯリング３６の径に応じて調整するだけでよい。これにより、Ｏリング収納溝４８を切削加工により外輪２６外径に設ける場合に比べて、工数を削減することができる。また、Ｏリング収納溝４８を研摩によって形成することで、切削に比べて溝精度が向上し、潤滑油密封性も向上する。

シール部材４０は、図２に詳細に示されるように、オイルシールとして形成されており、環状の芯金６４及びゴムシール７０を有している。芯金６４は、外輪２６の右端部内径部位に圧入されている大径部６６ａおよびこれの軸方向外側（右側）に連なる小径部６６ｂからなる円筒部６６と、小径部６６ｂの右端部に設けられた内向きフランジ部６８とからなっている。ゴムシール７０は、芯金６４の小径部６６ｂ及び内向きフランジ部６８に接着されている。
シール部材４０のゴムシール７０における径方向内方部位のシールリップ部７６は、環状のばね７２によって径方向内向きに付勢されて、後で詳述する右側の内輪２４の段部４２に形成された肉抜き形状箇所４４に入り込んで配設されている。なお、ゴムシール７０の径方向中間部の右方向にはラジアルリップ部７４が形成されている。このラジアルリップ部７４は外輪２６との間にラビリンスシールを形成しているスリンガ３８に接触するように配設されている。

上述した右側の内輪２４に形成される肉抜き形状箇所４４は、内輪２４の右側の側面から軸方向左方向に入り込んだ形態として形成される。先ず、右側の内輪２４の肩部２４ｂは、図３に示される従来の形態と異なり、この箇所でシールリップ部によりシール機能を行うものではないため、軌道面２４ａ等の強度上必要とされる軸方向幅だけの長さで形成される。したがって、右側の内輪２４の肩部２４ｂの形態と左側の内輪２２の肩部２２ｂの形態は対称形態として形成することができる。
そして、右側の内輪２４の右側には、肩部２４ｂが形成される径位置より小径の段部４２が軸方向に延在して形成されている。上記肉抜き形状箇所４４は、この段部４２により形成される円筒外周面４６が左方向に延長して形成されるように、上記肩部２４ｂの径方向内方位置に入り込んだ形態として形成されている。したがって、肉抜き形状箇所４４は全周に亘って円環状に形成されている。
上記段部４２と肉抜き形状箇所４４により連続して形成される円筒外周面４６にシール部材４０のシールリップ部７６が摺接して配設されている。シールリップ部７６の主リップ部７６ａは肉抜き形状箇所４４に入り込んだ位置の円筒外周面４６の箇所に環状のばね７２により内方に付勢された付勢力で以って摺接した形態として配設されている。シールリップ部７６の副リップ部７６ｂは段部４２の位置の円筒外周面４６の箇所にゴム弾性力自体の付勢力で以って摺接した形態として配設されている。

上述したように、シール部材４０のシールリップ部７６が肉抜き形状箇所４４に入り込んで配設されていることにより、この肉抜き形状箇所４４に入り込んだ軸方向長さだけ従来のシール部材４０の配置位置に比べ左方向位置とすることができ、それだけ内輪２２，２４のトータル軸方向長さを短くすることができる。これによりピニオン軸支持用軸受装置１０の軸方向長さのコンパクト化を図る事ができる。
また、上述した実施例によれば、潤滑油が内輪２４を潤滑してポンプ作用を伴って排出されてくる流れの位置の肩部２４ｂの位置と、シール部材４０のシールリップ部７６がシール機能を果たすために配設される段部４２や肉抜き形状箇所４４の円筒外周面４６の位置は径方向に異なった位置とされているため、右側の内輪２４から排出された潤滑油の流れがそのままシール部材４０のシールリップ部７６に直接に飛散することがなく、シール部材４０の良好な密封性を確保することができる。

以上、本発明の一実施例の実施形態について説明したが、本発明はその他各種の実施形態として実施できるものである。
例えば、上記実施例では、本発明に係る軸受を四輪駆動車用のトランスファ装置として装備されるピニオン軸支持用軸受装置に適用した場合について説明したが、本発明の軸受は、潤滑油によって潤滑され、潤滑油が一方から他方に流れ、この他方側にシール部材が配設される構成の形態には幅広く適用することができるものである。
また、上記実施例は、ポンプ作用を有するアンギュラー玉軸受の場合であったが、ポンプ作用を有しない軸受であっても、上記したように潤滑油が軸受の一方側から他方側に流れる形態のものであれば良い。
また、上記実施例は、シール部材４０がケーシング１６に固定された外輪２６に取付けられ内輪２４に摺接する形態の場合であったが、シール部材４０はケーシング１６に取付けられ内輪２４に摺接する形態でもよい。
また、上記実施例は、玉軸受の場合であったが、円錐ころ等各種転動体の軸受に適用可能なものである。

１０ピニオン軸支持用軸受装置
１２ピニオンギア
１４ピニオン軸
１６ケーシング
１６ａ角部
１８抜け止め部材
２０転がり軸受
２２左側の内輪
２２ａ軌道面
２２ｂ肩部
２４右側の内輪
２４ａ軌道面
２４ｂ肩部
２６外輪
２６ａフランジ
２８左側の玉（転動体）
３０右側の玉（転動体）
３２左側の保持器
３４右側の保持器
３６Ｏリング
３８スリンガ
３８ａ折り曲げ部
４０シール部材
４２段部
４４肉抜き形状箇所
４６円筒外周面
４８Ｏリング収納溝
５０供給通路
５２室
５４排出通路
５６潤滑油通路
５８潤滑油通路
６０潤滑油室
６２室
６４芯金
６６円筒部
６６ａ大径部
６６ｂ小径部
６８フランジ部
７０ゴムシール
７２ばね
７４ラジアルリップ部
７６シールリップ部
７６ａ主リップ部
７６ｂ副リップ部

Claims

内輪と、外輪と、該内輪と外輪との間に配設される転動体と、外輪又は該外輪を固定するケーシングに取り付けられ内輪に摺接するシール部材と、を備え、該シール部材が配設される位置側における内輪の肩部が当該内輪の軌道面より径方向外方位置の構成とされている軸受であって、
前記内輪には、前記シール部材が配設される位置側における内輪の肩部より軸方向外側に該肩部外径より小径の段部を備え、
前記段部は前記肩部の径方向内方位置に喰い込む肉抜き形状として形成されており、前記シール部材は該肉抜き形状箇所に入り込んで配設されており、内輪との摺接は該肉抜き形状箇所又は段部の円筒外周面で行われる構成となっていることを特徴とする軸受。
請求項１に記載の軸受であって、
該軸受は回転により潤滑油を軸方向に移送するポンプ作用をなす構成であり、該ポンプ作用によって潤滑油が排出移送される側に前記シール部材が配設されていることを特徴とする軸受。