JP2012127389A

JP2012127389A - 円すいころ軸受

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Publication number: JP2012127389A
Application number: JP2010277814A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Chihara; 勝彦千原; Ryosuke Nakado; 了介中堂
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-07-05

Abstract

【課題】保持器のポケット部、外輪側軌道面、内輪側軌道面に潤滑油が確実に供給され、油膜切れによる摩耗を確実に防ぐ。
【解決手段】複数のポケット部３１ｂ、３２ｂを有する保持器３０は、外輪側軌道面１２に沿って内輪２０の軸線に対して傾斜した面を有する外径側保持部３１と、この外径側保持部３１に対して内周側に設けられ、内輪側軌道面２１に沿って内輪２０の軸線に対して傾斜した面を有する内径側保持部３２と、内輪２０の軸線方向において円すいころ４０の大径側端面４０ｂよりも大径側で外径側保持部３１と内径側保持部３２を連結し、円すいころ４０の軸線に対し直交する衝突面３３ａを有する大径側連結部３３とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、外輪と内輪間に、円すいころと保持器を配置した円すいころ軸受に関する。

図５（特許文献１）に示すように、自動車のディファレンシャル装置１００は、ピニオン軸１０１の回転を、リングギヤ１０２、ディファレンシャルギヤケース１０３、遊星歯車１０４を介して車軸１０５に伝えている。前記ピニオン軸１０１は、円すいころ軸受１１０を介してデフケース１０６に回転可能に軸承されている。前記デフケース１０６内に潤滑油が貯留されており、この潤滑油に前記ピニオン軸１０１のピニオンギヤ１０１ａ、前記リングギヤ１０２、円すいころ軸受１０６の一部がどぶ漬けされる。

このようなどぶ漬け状態にあるため、前記ピニオン軸１０１、前記リングギヤ１０２を回転させたときに、前記潤滑油が粘性抵抗として働く。近年、自動車の燃費向上が取り組まれており、前記粘性抵抗を減らすために、粘性の低い潤滑油が使われる傾向にある。

特開２００６−２８３７９１号公報

前記ピニオン軸を回転可能に軸承する円すいころ軸受として、例えば、図６に示すような円すいころ軸受１２０が使用され、粘性の低い潤滑油を使用することによって、円すいころ１２１と内輪１２２の内輪側軌道面１２２ａとの間、円すいころ１２１と外輪１２４の外輪側軌道面１２４ａとの間、円すいころ１２１と保持器１２３のポケット部１２３ａとの間、円すいころ１２１の大径側端面１２１ａと内輪１２２の大径側内側端面１２２ｂとの間の油膜が切れやすく、摩耗が発生しやすい。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的とするところは、円すいころと内輪の内輪側軌道面との間、円すいころと外輪の外輪側軌道面との間、円すいころと保持器のポケット部との間、円すいころの大径側端面と内輪の大径側内側端面との間に十分な潤滑油を供給して、油膜切れによる摩耗を無くす。

請求項１に記載の発明は、外輪と、前記外輪の内周側に配置される内輪と、前記外輪と前記内輪間に配置され円周方向に複数のポケット部を有する保持器と、前記ポケット部に配置され、小径側端面と大径側端面を有する複数の円すいころと、少なくとも前記内輪と前記円すいころが接触する箇所を潤滑する潤滑油とを備え、前記外輪の内周に前記円すいころが転動する外輪側軌道面を形成し、前記内輪の外周に前記円すいころが転動する内輪側軌道面を形成し、前記内輪側軌道面は前記内輪の軸線に対して傾斜した面であり、前記内輪の前記内輪側軌道面の大径側に前記円すいころの大径側端面に接触する大径側内側端面を設けた円すいころ軸受において、前記保持器は、前記外輪側軌道面に沿って前記内輪の軸線に対して傾斜した面を有する外径側保持部と、この外径側保持部に対して内周側に設けられ、前記内輪側軌道面に沿って前記内輪の軸線に対して傾斜した面を有する内径側保持部と、前記内輪の軸線方向において円すいころの大径側端面よりも大径側で前記外径側保持部と内径側保持部を連結した大径側連結部とを備え、前記外径側保持部と前記内径側保持部に前記ポケット部を設け、前記大径側連結部に前記潤滑油が衝突して流れの向きを変える衝突面を円すいころの軸線に対し直交して設けたものである。

この構成によれば、前記外輪に対し、前記内輪、前記保持器が回転すると、前記内輪の内輪側軌道面、前記外径側保持部の内周面、前記内径側保持部の外周面が、前記内輪の軸線に対し傾斜しているため、小径側から大径側へ潤滑油が流れるポンプ作用が発生する。外径側保持部と内径側保持部間を小径側から大径側へ潤滑油が流れると、前記大径側連結部で潤滑油が２方向に向きが変えられ、一方は外径側保持部のポケット部と、外輪側軌道面に潤滑油が確実に供給され、他方は内径側保持部のポケット部と、内輪側軌道面と、大径側内側端面に潤滑油が確実に供給され、油膜切れによる摩耗を確実に防ぐことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の円すいころ軸受において、前記外径側保持部と前記内径側保持部は、別々の金属板から形成され、前記連結部かしめ、溶接、接着の少なくともいずれか１つにより一体化したものである。

この構成によれば、様々な形状を有する保持器を容易に製作することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の円すいころ軸受において、前記保持器は、記内輪の軸線方向において円すいころの小径側端面よりも小径側でしかも前記内輪の円周方向において前記円すいころと同位置で前記外径側保持部と内径側保持部を連結し、円すいころの軸線に対し直交する面を有する小径側連結部をさらに備えたものである。

この構成によれば、保持器を強固なものにすることができ、円すいころ軸受の内輪を急回転、急停止させても保持器が壊れにくい。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の円すいころ軸受において、前記保持器は、記内輪の軸線方向において小径側端面側の内輪側軌道面と同位置で、しかも前記内輪の円周方向において前記円すいころと対応しない位置で前記外径側保持部と内径側保持部を連結し、円すいころの軸線に対し直交する面を有する中間連結部をさらに備えたものである。

この構成によれば、保持器を強固なものにすることができ、円すいころ軸受の内輪を急回転、急停止させても保持器が壊れにくい。また、前記外輪に対し、前記内輪、前記保持器が回転すると、前記内輪の内輪側軌道面、前記外径側保持部の内周面、前記内径側保持部の外周面が、前記内輪の軸線に対し傾斜しているため、小径側から大径側へ潤滑油が流れるポンプ作用が発生する。小径側から大径側へ流れる潤滑油の一部は、前記小径側連結部によって向きを変えられ、内輪側軌道面と、大径側内側端面に潤滑油が確実に供給され、油膜切れによる摩耗を確実に防ぐことができる。

本発明によれば、円すいころ軸受のポンプ作用により、外径側保持部と内径側保持部間を小径側から大径側へ潤滑油が流れると、前記連結部で潤滑油が２方向に向きが変えられ、一方は外径側保持部のポケット部と、外輪側軌道面に潤滑油が確実に供給され、他方は内径側保持部のポケット部と、内輪側軌道面と、大径側内側端面に潤滑油が確実に供給され、油膜切れによる摩耗を確実に防ぐことができる。

本発明の実施形態における円すいころ軸受のポケット部で断面した断面図である。本発明の実施形態における円すいころ軸受のポケット部以外で断面した断面図である。本発明の実施形態における図１のＡ矢視図である。本発明の他の実施形態における円すいころ軸受のポケット部で断面した断面図である。従来の円すいころ軸受を自動車のディファレンシャル装置に適用した断面図である。従来の円すいころ軸受のポケット部で断面した断面図である。

本発明の一実施形態について、図１乃至図３を参酌しつつ説明する。図１は円すいころ軸受のポケット部で断面した断面図であり、図２は円すいころ軸受のポケット部以外で断面した断面図であり、図３は図１のＡ矢視である。

図１に示すように、円すいころ軸受１０は、リング状の外輪１１と、外輪１１の内周側に配置されるリング状の内輪２０と、外輪１１と内輪２０間に配置されるリング状の保持器３０と、保持器３０に保持される複数の円すいころ４０とからなっている。

前記外輪１１の内周には、外輪１１の軸線に対して傾斜した外輪側軌道面１２が形成されている。

前記内輪２０の外周には、内輪２０の軸線に対して傾斜した内輪側軌道面２１が形成され、内輪側軌道面２１を挟んで小径側に半径方向外方へ突出した小径側フランジ部２２が形成され、内輪側軌道面２１を挟んで大径側に半径方向外方へ突出した大径側フランジ部２３が形成されている。小径側フランジ部２２の円すいころ４０側の端面には、円すいころ４０の小径側端面４０ａに接触する小径側内側端面２４が形成されている。大径側フランジ部２３の円すいころ４０側の端面には、円すいころ４０の大径側端面４０ｂに接触する大径側内側端面２５が形成されている。

前記保持器３０は、リング状の外径側保持部３１と、この外径側保持部３１の内周側に配置されたリング状の内径側保持部３２と、前記大径側フランジ部２３側で外径側保持部３１と前記内径側保持部３２を連結する大径側連結部３３と、前記小径側フランジ部２２側で外径側保持部３１と前記内径側保持部３２を連結する小径側連結部３４とからなる。

前記大径側連結部３３は、前記外径側保持部３１側の金属板と、前記内径側保持部３２側の金属板が重なっており、かしめ、溶接、接着剤の少なくともいずれか１つにより互いに一体的に連結されている。前記大径側連結部３３は、前記内輪２０の軸線方向において、前記円すいころ４０に対し大径側フランジ部２３側に形成されている。また、前記大径側連結部３３は、前記内輪２０の円周方向において、連続して形成されている。

前記小径側連結部３４は、前記内径側保持部３２側の金属板の一部であり、内径側保持部３２の小径側フランジ部２２の一端を外周方向に折り曲げて形成される。前記小径側連結部３４は、前記内輪２０の軸線方向において、前記円すいころ４０に対し小径側フランジ部２２側に形成されている。また、前記小径側連結部３４は、前記内輪２０の円周方向において、前記円すいころ４０と同位置に形成されている。詳細に説明すると、
図３に示すように、小径側連結部３４は四角形状を有し、円すいころ４０間には、前記小径側連結部３４は有さない。前記小径側連結部３４の前記外径側保持部３１側は、図１に示すように、外径側保持部３１に沿って前記円すいころ４０と反対側へ折れ曲がり、内径側接続部３４ａが形成されている。

前記外径側保持部３１の前記小径側連結部３４側の一端は、前記内径側接続部３４ａを包みこむような形で、前記内輪２０側へ折れ曲がり、外径側接続部３１ａが形成されている。前記内径側接続部３４ａと前記外径側保持部３１は、かしめ、溶接、接着剤の少なくともいずれか１つにより互いに一体的に連結されている。このかしめによる連結は、外径側保持部３１の外径側接続部３１ａと外径側保持部３１の大径側連結部３３相当部分で内径側保持部３２を挟圧することによりなされる。

前記外径側保持部３１には、円周方向に等間隔にポケット部３１ｂが形成され、前記内径側保持部３２には、円周方向の等間隔にポケット部３２ｂが形成され、これらポケット部３１ｂ、３２ｂにより前記円すいころ４０が回転可能に保持されている。前記内輪２０の軸線方向において、これらポケット部３１ｂ、３２ｂの両側に前記大径側連結部３３と前記小径側連結部３４が形成されている。図２に示すように、前記外径側保持部３１には、前記内輪２０の円周方向において、ポケット部３１ｂ間に柱部３１ｃが形成され、前記内径側保持部３２には、前記内輪２０の円周方向において、ポケット部３２ｂ間に柱部３２ｃが形成されている。
前記大径側連結部３３の小径側連結部３３側の面には、円すいころ４０の軸線に対し直交する衝突面３３ａが設けられ、この衝突面３３ａに円すいころ４０の軸線方向に流れる潤滑油が衝突し、衝突面３３ａに沿った方向に流れが変えられるようになっている。

前記保持器３０の製造方法について説明する。保持器３０は、鉄の材質で主に作られている。外径側保持部３１側の鉄板に、打ち抜きのプレスによってポケット部３１ｂを形成し、さらに折り曲げのプレスによって大径側連結部３３の一部を形成するとともに外径側接続部３１ａを形成する。またさらに、リング状形成プレスによって、外径側保持部３１側の鉄板をリング状にし、円周方向の両端は、開いたままにする。

前記内径側保持部３２側の鉄板に、打ち抜きのプレスによってポケット部３２ｂを形成し、さらに折り曲げのプレスによって前記大径側連結部３３の一部を形成するとともに前記小径側連結部３４と内径側接続部３４ａを形成する。またさらに、リング状形成プレスによって、内径側保持部３２側の鉄板をリング状にし、円周方向の両端を溶接によって接続する。

次に、リング状の内径側保持部３２側の鉄板に、外径側保持部３１側の鉄板を半径外方に広げて被せ、外径側保持部３１側の鉄板の円周方向の両端を溶接によって接続する。この動作で持って、外径側保持部３１の外径側接続部３１ａと外径側保持部３１の大径側連結部３３相当部分で内径側保持部３２を挟圧し、外径側保持部３１と内径側保持部３２はかしめ連結される。他の実施形態として、外径側保持部３１側の鉄板の大径側連結部３３に相当する部分と、内径側保持部３２側の鉄板の大径側連結部３３に相当する部分を溶接で連結しても良い。また、外径側保持部３１と内径側接続部３４ａを溶接で連結しても良い。

内輪２０に保持器３０を嵌め込み、保持器３０の各ポケット部３１ｂ、３２ｂに円すいころ４０を挿入し、保持部３０に外輪１１を嵌め込む。このようにして組み立てられた円すいころ軸受１０は、自動車のディファレンシャル装置に組付けられる。

続いて円すいころ軸受１０の動作について説明する。

外輪１１に対して内輪２０が回転すると、円すいころ４０が外輪１１の外輪側軌道面１２上と内輪２０の内輪側軌道面２１上を転動し、円すいころ４０が円周方向に移動する。円すいころ４０の円周方向の移動により、保持器３０も内輪２０と同方向に回転する。

次に、外輪１１に対して内輪２０と保持器３０が回転した状態における潤滑油の流れについて説明する。内輪２０の内輪側軌道面２１が回転軸線に対して傾斜しているので、遠心力により内輪側軌道面２１に沿って小径側から大径側へ流れる。また内輪２０が回転しているので、潤滑油は内輪側軌道面２１に沿って内輪２０の回転方向と反対方向に流れる。すなわち、内輪側軌道面２１上を小径側から大径側へ流れながら、回転方向と反対方向に潤滑油が流れる。

外径側保持部３１は、外輪側軌道面１２とほぼ平行な内周面３１ｃと外周面３１ｄを有し、これらの面は、内輪２０の軸線に対し傾斜しているので、潤滑油は遠心力により内周面３１ｃと外周面３１ｄに沿って小径側から大径側へ流れる。また、外径側保持部３１が回転しているので、潤滑油は外径側保持部３１の内周面３１ｃと外周面３１ｄに沿って外径側保持部３１の回転方向と反対方向に流れる。すなわち、外径側保持部３１の内周面３１ｃ上と外周面３１ｄ上を小径側から大径側へ流れながら、回転方向と反対方向に潤滑油が流れる。

内径側保持部３２は、内輪側軌道面２１とほぼ平行な内周面３２ｃと外周面３２ｄを有し、これらの面は、内輪２０の軸線に対し傾斜しているので、潤滑油は遠心力により内周面と外周面に沿って小径側から大径側へ流れる。また、内径側保持部３２が回転しているので、潤滑油は内径側保持部３２の内周面３２ｃと外周面３２ｄに沿って内径側保持部３２の回転方向と反対方向に流れる。すなわち、内径側保持部３２の内周面３２ｃ上と外周面３２ｄ上を小径側から大径側へ流れながら、回転方向と反対方向に潤滑油が流れる。

外径側保持部３１と内径側保持部３２間を、図１乃至図２の矢印で示すように小径側から大径側へ流れる潤滑油は、大径側連結部３３の衝突面３３ａに衝突し、衝突面３３ａに沿って外径側と内径側の２方向へ向きが変えられ、外径側へ流れる潤滑油は、ポケット部３１ｂと外輪側軌道面１２へ供給され、内径側へ流れる潤滑油は、ポケット部３２ｂ、内輪側軌道面２１、小径側内側端面２４、大径側内側端面２５へ供給される。

保持器３０は、外径側保持部３１と内径側保持部３２をポケット部３１ｂ、３２ｂを挟んで大径側連結部３３と小径側連結部３４で連結しているため、強固となり、円すいころ軸受１０の内輪２０を急回転、急停止しても破損しない。小径側連結部３４は、内輪２０の円周方向において、円すいころ４０に同位置に設けられているので、小径側から大径側へ流れる潤滑油の流れの妨げとならない。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、前記小径側連結部３４を、内輪２０の軸線方向において小径側フランジ部２２とほぼ同位置に、しかも、内輪２０の円周方向において円すいころ４０に同位置に設けた。他の実施形態として、図４に示すように、中間連結部５０を、内輪２０の軸線方向において小径側フランジ部２２よりの内輪側軌道面２１と対応する位置に、しかも、内輪２０の円周方向において円すいころ４０と対応しない位置に設けた。中間連結部５０の外径側保持部３１側は、外径側保持部３１に沿って円すいころ４０と反対側へ折れ曲がり、内径側接続部５０ａが形成されている。小径側連結部３４、内径側接続部３４ａに代えて中間連結部５０、内径側接続部５０ａを設けた以外は、上述した実施形態と同じであるので、同一の番号を付与した。

前記中間連結部５０は、図４の矢印で示すように、小径側から大径側へ流れる潤滑油の一部を、小径側内側端面２４と内輪側軌道面２１へ積極的に供給する役割を持つ。中間連結部５０の円周方向の幅は、小径側内側端面２４と内輪側軌道面２１へ潤滑油を供給する観点から円すいころ４０間の幅内でできるだけ大きくとる方が望ましいが、大径側内側端面２５、あるいは、大径側内側端面２５側のポケット部３１ｂ、３２ｂ、外輪側軌道面１２、内輪側軌道面２１へ潤滑油を供給する観点から円すいころ４０間の幅内でできるだけ小さくする方が望ましい。前記中間連結部５０は、保持器を強固なものにする役割を持つ。

上述した実施形態は、保持器３０を外径側保持部３１側の金属板と、前記内径側保持部３２側の金属板の２枚で構成したが、保持器３０を１枚の金属板で構成しても良い。この場合、打ち抜きのプレスによってポケット部３１ｂ、３２ｂを形成し、さらに折り曲げのプレスによって外径側接続部３１ａ、外径側保持部３１、大径側連結部３３、内径側保持部３２、小径側連結部３４、内径側接続部３４ａを形成し、リング状形成プレスによって、折り曲げ加工した鉄板をリング状にし、円周方向の両端を溶接によって接続する。外径側保持部３１と内径側接続部３４ａを溶接によって連結する。

１１：外輪、１２：外径側軌道面、２０：内輪、２１：内輪側軌道面、２５：大径側内側端面、３０：保持器、３１：外径側保持部、３１ｂ：ポケット部、３２：内径側保持部、３２ｂ：ポケット部、３３：大径側連結部、３３ａ：衝突面、３４：小径側連結部、４０：円すいころ、４０ａ：小径側端面、４０ｂ：大径側端面

Claims

外輪と、前記外輪の内周側に配置される内輪と、前記外輪と前記内輪間に配置され円周方向に複数のポケット部を有する保持器と、前記ポケット部に配置され、小径側端面と大径側端面を有する複数の円すいころと、少なくとも前記内輪と前記円すいころが接触する箇所を潤滑する潤滑油とを備え、前記外輪の内周に前記円すいころが転動する外輪側軌道面を形成し、前記内輪の外周に前記円すいころが転動する内輪側軌道面を形成し、前記内輪側軌道面は前記内輪の軸線に対して傾斜した面であり、前記内輪の前記内輪側軌道面の大径側に前記円すいころの大径側端面に接触する大径側内側端面を設けた円すいころ軸受において、前記保持器は、前記外輪側軌道面に沿って前記内輪の軸線に対して傾斜した面を有する外径側保持部と、この外径側保持部に対して内周側に設けられ、前記内輪側軌道面に沿って前記内輪の軸線に対して傾斜した面を有する内径側保持部と、前記内輪の軸線方向において円すいころの大径側端面よりも大径側で前記外径側保持部と内径側保持部を連結した大径側連結部とを備え、前記外径側保持部と前記内径側保持部に前記ポケット部を設け、前記大径側連結部に前記潤滑油が衝突して流れの向きを変える衝突面を円すいころの軸線に対し直交して設けたことを特徴とする円すいころ軸受。
前記外径側保持部と前記内径側保持部は、別々の金属板から形成され、前記連結部でかしめ、溶接、接着の少なくともいずれか１つにより一体化したことを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
前記保持器は、記内輪の軸線方向において円すいころの小径側端面よりも小径側でしかも前記内輪の円周方向において前記円すいころと同位置で前記外径側保持部と内径側保持部を連結し、円すいころの軸線に対し直交する面を有する小径側連結部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の円すいころ軸受。
前記保持器は、記内輪の軸線方向において小径側端面側の内輪側軌道面と同位置で、しかも前記内輪の円周方向において前記円すいころと対応しない位置で前記外径側保持部と内径側保持部を連結し、円すいころの軸線に対し直交する面を有する中間連結部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の円すいころ軸受。