JP2013177943A

JP2013177943A - 円すいころ軸受

Info

Publication number: JP2013177943A
Application number: JP2012042754A
Authority: JP
Inventors: Takuya Iwao; 拓也岩尾
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-09

Abstract

【課題】転がり軸受、特に円すいころ軸受、更には自動車の変速機やディファレンシャル装置に使用される円すいころ軸受であって、製造コストの上昇を最低限に抑えつつ、広範な使用条件において低トルク化を実現可能であり、いわゆる高負荷容量性能も維持できるものを提供することを目的とする。
【解決手段】外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に介装される転動体である複数の円すいころを備える円すいころ軸受において、円すいころの大径側外形寸法（円すいころの大径側のころ直径）が相対的に直径の大きい円すいころと、相対的に直径の小さい円すいころを交互に配列したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、円すいころ軸受に関し、特に、回転トルクが低減された円すいころ軸受に関する。

円すいころ軸受は、自動車の変速機、ディファレンシャル装置（差動装置）等に広く用いられている。これらの用途では、変速機やディファレンシャル装置の駆動に伴うフリクションロスが自動車の燃費にも影響を及ぼす。これらフリクションロスの一部は、これらの装置に使用されている転がり軸受に由来するものである。そのため、これらの装置に使用される転がり軸受は低トルクで回転することが求められている。

特に、これらの装置の中でも比較的高荷重を負荷して回転する円すいころ軸受には、更なる低トルク化がもとめられている。

これらの部分の改善の先行技術としては、特開２００７−１２０７１５号に開示されるように、外輪の軌道面と、大径側の端部に大鍔が設けられた内輪の軌道面との間に、小端面と大端面の間に円錐面の転動面が設けられた複数の円錐ころを、前記内輪の大鍔側に大端面を向けて配列した円錐ころ軸受において、少なくとも１つの前記円錐ころの転動面に、前記小端面から大端面に連なる油溝を設けた構成を採用したものがある。

これは、転動体である円すいころの転動面に油溝を設け、転動体と軌道面間の潤滑を改善し、回転時のトルク低減をしようとするものである。

しかしながら、この場合、転動体である円すいころ表面への微細かつ精細な加工が必要となり製造コスト上昇につながる恐れがある。さらに、この技術は、転がり軸受が十分な油量の潤滑油で潤滑されている場合にその効果を発揮するものである。そのため、自動車の変速機やディファレンシャル装置に適用した場合、これら装置が起動して潤滑油が転がり軸受に行き渡るまでの間はその効果が十分に発揮されない可能性がある。また、円すいころ表面に形成された油溝により転がり軸受としての負荷容量が減少する恐れもある。

特開２００７−１２０７１５号公報

本発明は、転がり軸受、特に円すいころ軸受、更には自動車の変速機やディファレンシャル装置に使用される円すいころ軸受であって、製造コストの上昇を最低限に抑えつつ、広範な使用条件において低トルク化を実現可能であり、いわゆる高負荷容量性能も維持できるものを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に介装される転動体である複数の円すいころを備える円すいころ軸受において、円すいころの大径側外形寸法（円すいころの大径側のころ直径）が相対的に直径の大きい円すいころと、相対的に直径の小さい円すいころを交互に配列したことを特徴とする。

これにより、潤滑油量にかかわらず、比較的軽い荷重を受けての回転時には回転を支承する円すいころの数を少なくして低トルク化を実現しつつ、比較的高い荷重を受けての回転時には配列されている円すいころのほとんどで荷重を受けることにより、軸受としての荷重負荷容量を維持することが可能となる。

本発明に係る円すいころ軸受の一実施形態を示す図である。図１における左側から見た円すいころ軸受の概要を示す図である。円すいころの大径側寸法（大径側のころ直径）を説明する図である。

本発明に係るころ軸受の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るころ軸受の一実施形態である円すいころ軸受の構造を示す部分縦断面図である。

図１の円すいころ軸受は、内輪１と、外輪２と、内輪１及び外輪２の間に転動自在に配された複数の円すいころ３と、内輪１及び外輪２の間に複数の円すいころ３を保持する保持器４と、で構成されている。内輪１の外周面及び外輪２の内周面の間に形成された軸受内部空間には、図示しない潤滑剤（例えば潤滑油，グリース）が封入もしくは供給されている。なお、保持器４は備えていなくてもよい。

また、内輪１の外周面の軸方向両端部には、つば５，５が径方向外方に突出して設けられている。外輪２には、つばは設けられていない。ただし、図１の例とは逆に、外輪２の内周面の軸方向両端部につばを設け、内輪１にはつばを設けない構成としてもよいし、内輪１及び外輪２の両方につばを設ける構成としてもよい。

つば５，５の内側面５ａ，５ａ、すなわちつば面は、円すいころ３を案内し保持する面として機能しており、円すいころ３の端面と摺接する。

図２は、図１に示す円すいころ軸受を図１の左側から見た状態を概略的に示している。本発明の円すいころ軸受においては、円すいころＡ１，Ａ２，Ａ３の大径側寸法（大径側直径）が、円すいころＢ１，Ｂ２，Ｂ３よりも相対的に大きいものとなっている。

この形態の円すいころ軸受によれば、例えば、自動車の変速機やディファレンシャル装置（差動装置）に組み込まれて使用された場合、以下のような効果がある。自動車の走行条件における発進から低速加速時には、これらの部位の円すいころ軸受には、比較的大きな荷重が負荷される。このような高負荷状態においては、すべてのころで荷重を受けることとなるため円すいころ軸受の耐久性を損なうことが無い。

その後、自動車の速度が上昇し、定常あるいは高速での巡航状態になると、これらの部位の円すいころ軸受に負荷される荷重は比較的軽いものとなる。このような軽負荷状態においては、約半数のころ、すなわち円すいころＡ１，Ａ２，Ａ３・・・といった比較的大径のころが主として荷重を支え、円すいころＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・といった比較的小径のころは、内輪１及び外輪２と面圧の低い接触状態、あるいは内輪１もしくは外輪２の一方にしか接触していない状態となる。

かかる状態になることにより、円すいころ軸受全体としての内輪１、外輪２と円すいころの接触状態が適正化され、円すいころ軸受の回転に対する抵抗を低減することが可能となる。そのため、円すいころ軸受の回転トルクを低減することができる。

さらに、発進時から低速加速時の高負荷状態においては、上述の通り、円すいころ軸受に備わった負荷容量を十分に発揮することができる。

図３は、円すいころ３の大径側寸法（大径側直径）Ｄ１を説明する図である。図３に示す通り、通常、円すいころの転動面３５と大径側端面３３との間には、寸法Ｃ１，Ｃ２からなる面取り３６が施されている。また、通常、小径側端面３４と転動面３５との間にも面取り３７が施されている。

本発明における円すいころ３の大径側寸法は、転動面３５から延長される直線と、大径側端面３３から延長される直線の交点間の寸法Ｄ１で示される。

尚、好ましくは、円すいころＡ１，Ａ２，Ａ３・・・といった比較的大径のころの大系側寸法に対して、円すいころＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・といった比較的小径のころの大径側寸法を０．１〜０．２％の範囲で小さくする。これにより、特に、自動車の変速機やディファレンシャル装置に組み込まれて使用される円すいころ軸受において、転がり軸受の負荷容量の損失を抑えつつ、低トルク化の効果を好適に得ることができる。

より好ましくは、円すいころＡ１，Ａ２，Ａ３・・・といった比較的大径のころの大系側寸法に対して、円すいころＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・といった比較的小径のころの大径側寸法を０．１〜０．１５％の範囲で小さくする。

最も好ましくは、円すいころＡ１，Ａ２，Ａ３・・・といった比較的大径のころの大系側寸法に対して、円すいころＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・といった比較的小径のころの大径側寸法を０．１〜０．１３％の範囲で小さくする。

上記実施例では、円すいころＡ１，Ａ２，Ａ３・・・といった比較的大径のころと、円すいころＢ１，Ｂ２，Ｂ３・・・といった比較的小径のころを交互に配置した例を示したが、円すいころ軸受の円周方向において、対象性が保てる形態で２つおき、３つおきにこれらを配置することも可能である。

１内輪
２外輪
３円すいころ
４保持器
５つば

Claims

外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に介装される転動体である複数の円すいころを備える円すいころ軸受において、円すいころの大径側外形寸法が相対的に直径の大きい円すいころと、相対的に直径の小さい円すいころを交互に配列したことを特徴とする円すいころ軸受。