JP2017125572A - 円すいころ軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】潤滑不足による軸受温度の上昇を抑制することができる円すいころ軸受を提供する。
【解決手段】円すいころ軸受１は、内輪軌道面２１を有する内輪２と、内輪２の外周側に同心に配置され内輪軌道面２１に対向する外輪軌道面３１を有する外輪３と、内輪軌道面２１と外輪軌道面３１との間に介在する複数の円すいころ４と、円すいころ４を周方向に沿って所定間隔毎に保持する保持器５とを備えている。保持器５における小径円環部５１の内周面５１ｂの直径Ｄ１が、円すいころ４の小径側のピッチ円直径Ｄ２と略同じである。
【選択図】図１

Description

本発明は、円すいころ軸受に関する。
自動車に搭載されるデファレンシャルギヤ装置のピニオン軸を支持するための転がり軸受として、例えば、特許文献１に記載された円すいころ軸受が知られている。この円すいころ軸受は、図４に示すように、内輪１０１と、外輪１０２と、内外輪１０１，１０２間に転動自在に介在している複数の円すいころ１０３と、複数の円すいころ１０３を周方向に等間隔に保持している環状の保持器１０４とを備えている。
保持器１０４の小径側端部の内周面１０４ａと、内輪１０１の外周面１０１ａとの間にはラビリンス隙間が形成されている。そして、円すいころ軸受の回転に伴うポンプ作用によって、潤滑油が前記ラビリンス隙間から軸受内部へ流入するようになっている。これにより、潤滑油が軸受内部に過剰供給されるのを抑制し、円すいころ軸受の回転抵抗（潤滑油の撹拌抵抗）を低減している。
特開２０１５−１６９３００号公報
ところで、産業機械に搭載されるデファレンシャルギヤ装置のピニオン軸を支持するための円すいころ軸受にあっては、装置の構造上、軸受内部に潤滑油が供給されにくい。このため、産業機械用の前記円すいころ軸受では、上記のように軸受の回転抵抗を低減することよりも、潤滑不足による軸受温度の上昇を抑制することが望まれている。
そこで、本発明は、潤滑不足による軸受温度の上昇を抑制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する。
本発明の円すいころ軸受は、内輪軌道面を有する内輪と、前記内輪の外周側に同心に配置され前記内輪軌道面に対向する外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に介在する複数の円すいころと、前記円すいころを周方向に沿って所定間隔毎に保持する保持器と、を備えた円すいころ軸受であって、前記保持器における小径側端部の内周面の直径が、前記円すいころの小径側のピッチ円直径と略同じであることを特徴とする。
上記のように構成された円すいころ軸受によれば、保持器における小径側端部の内周面の直径が、円すいころの小径側のピッチ円直径と略同じであるため、保持器の小径側端部の内周面と、当該内周面に対向する内輪の外周面との間に大きな空間が形成される。これにより、潤滑油は前記空間から軸受内部に流入し易くなるため、軸受内部の潤滑不足による軸受温度の上昇を抑制することができる。
また、前記保持器は、互いに軸方向に離れて配置された小径円環部及び大径円環部と、これら小径円環部と大径円環部とを連結する複数の柱部と、を有し、周方向に隣り合う前記柱部同士の間が前記円すいころを収容するポケットとされており、前記小径円環部の内周面は、前記柱部の内周面に対して段差が生じないように接続されているのが好ましい。
この場合、保持器の小径円環部の内周面と柱部の内周面との接続部分に段差が生じないため、小径円環部の内周面から柱部の内周面に向けて潤滑油を円滑に移動させることができる。その結果、潤滑油は上記空間から軸受内部にさらに流入し易くなる。
また、前記柱部の内周面に、潤滑油を案内する溝部が軸方向に延びて形成されており、前記溝部の軸方向の一端部は、前記小径円環部の内周面まで延びて形成されているのが好ましい。
この場合、溝部により潤滑油を案内することで、小径円環部の内周面から柱部の内周面に向けて潤滑油をさらに円滑に移動させることができる。その結果、潤滑油は上記空間から軸受内部にさらに流入し易くなる。
本発明の円すいころ軸受によれば、潤滑不足による軸受温度の上昇を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る円すいころ軸受を示す軸方向断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、保持器の柱部における小径円環部側の端部を示す周方向の拡大断面図である。 保持器の内周側を示す斜視図である。 従来の円すいころ軸受を示す軸方向断面図である。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明の一実施形態に係る円すいころ軸受を示す軸方向断面図である。本実施形態の円すいころ軸受１は、産業機械に搭載されるデファレンシャルギヤ装置のピニオン軸を支持する用途等に使用される。この円すいころ軸受１は、内輪２、外輪３、複数の円すいころ（転動体）４、及びこれら円すいころ４を保持する保持器５を有している。内輪２、外輪３及び保持器５は、共通する軸線Ｃを中心線とする環状（短円筒状）の部材である。
内輪２は、外周に内輪軌道面２１を有し、内周面２２が円筒形状に形成されている。内輪２の軸方向両端には、大端面２３と小端面２４とがそれぞれ軸線Ｃと直角な平面で形成されている。内輪軌道面２１は円すい形状である。内輪軌道面２１の大径側（図１では右側）には、大鍔面２５が、軸方向の断面形状（軸線Ｃを含む断面）において内輪軌道面２１と概ね直交する方向に形成されている。そして、大鍔面２５の外径側と大端面２３の外径側との間に大円筒面２６が形成されている。
内輪２の小端面２４側の外周には軸線Ｃと同軸の小円筒面２７が形成されていて、この小円筒面２７と内輪軌道面２１との間には、小円筒面２７の外径よりわずかに大きい外径の小鍔部２８が形成されている。
内輪２は、軸受鋼を用いて製作されていて、焼入れ硬化処理をした後、内輪軌道面２１、内周面２２、大端面２３、小端面２４、大鍔面２５、大円筒面２６、小円筒面２７、及び小鍔部２８がそれぞれ研削加工によって仕上げられている。
外輪３は、内周に外輪軌道面３１を有し、外周面３２が円筒形状に形成されている。外輪３の軸方向両端には、大端面３３と小端面３４とが軸線Ｃと直角な平面で形成されている。外輪軌道面３１は円すい形状であって、その小径側（図１では左側）は、軸線Ｃと同軸に形成された内周円筒面３５に連続している。
外輪３は、軸受鋼を用いて製作されていて、焼入れ硬化処理をした後、外輪軌道面３１、外周面３２、大端面３３、小端面３４、及び内周円筒面３５がそれぞれ研削加工によって仕上げられている。
円すいころ４は、略円すい台の形状であり、外周の転走面４１が円すい形状に研磨加工されている。内輪２及び外輪３は、内輪軌道面２１及び外輪軌道面３１が互いに半径方向に対向するように同心に組み合わされ、この内輪軌道面２１と外輪軌道面３１との間に複数の円すいころ４が転動自在に組み込まれている。円すいころ４の大径側端面４２，小径側端面４３のうち、大径側端面４２は研磨加工されていて、内輪２の大鍔面２５と摺接する。
保持器５は、合成樹脂を射出成形することによって製作され、互いに軸方向に離れて配置された小径円環部５１と大径円環部５２とが、周方向に等間隔に配置された複数の柱部５３により連結されている（図３も参照）。周方向に隣り合う柱部５３と小径円環部５１と大径円環部５２とで囲まれた空間は、円すいころ４が１個ずつ収容されるポケット５４（図３参照）とされている。これにより、保持器５は、複数の円すいころ４を周方向に沿って等間隔に保持している。
保持器５の小径円環部５１の外周面５１ａおよび柱部５３の外周面５３ａは、外輪軌道面３１に沿う曲面状に形成されており、外輪軌道面３１に摺接する。これにより、内輪２が回転して円すいころ４が公転運動すると、保持器５は、外輪軌道面３１に案内されて公転し、内輪２及び外輪３と同軸で回転する。そして、円すいころ軸受１の回転に伴うポンプ作用によって、保持器５の小径側端部である小径円環部５１の内周面５１ｂと、内輪２の小端面２４側の外周面（小円筒面２７及び小鍔部２８の外周面。以下、同様）との間から、潤滑油が軸受内部へ流入するようになっている。
保持器５の小径円環部５１の内周面５１ｂは、軸方向の断面視において軸方向全長にわたって軸線Ｃと略平行な平坦面とされている。また、小径円環部５１の内周面５１ｂにおける柱部５３側の端縁５１ｂ１は、柱部５３の内周面５３ｂにおける小径円環部５１側の端縁５３ｂ１に対して段差が生じないように接続されている。
小径円環部５１の内周面５１ｂの直径Ｄ１は、円すいころ４の小径側のピッチ円直径Ｄ２と略同じである。ここで、小径側のピッチ円直径とは、円すいころ軸受１内において各円すいころ４の小径側端面４３の中心を結んだ円の直径である。一方、内輪２の小端面２４側の外周面における最大直径Ｄ３は、従来の円すいころ軸受１（図４参照）において対応する最大直径と略同じである。これにより、潤滑油の入口部分である、小径円環部５１の内周面５１ｂと内輪２の小径面２４側の外周との間には、従来の円すいころ軸受１よりも大きい空間Ｓが形成されている。
また、小径円環部５１の内周面５１ｂの直径Ｄ１は、以下の関係式を満たすように設定されている。
Ｄ２−（２×０．３×Ｄ４）≦Ｄ１≦Ｄ２＋（２×０．３×Ｄ４）
ここで、Ｄ４は、円すいころ４の小径側端面４３の直径である。
図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、保持器５の柱部５３における小径円環部５１側の端部を示す周方向の拡大断面図である。小径円環部５１の内周面５１ｂの直径Ｄ１を上記関係式を満たすように設定することで、図２に示すように、当該内周面５１ｂから連続して形成される柱部５３の内周面５３ｂは、円すいころ４のピッチ円直径Ｄ２の近傍に形成される。
以上の構成により、柱部５３の内周面５３ｂの周方向端部と、隣接する円すいころ４の転走面４１との間の隙間ｄが狭くなり、この隙間ｄから潤滑油が図中の上側に流入するのを抑制することができる。その結果、潤滑油を、図１の二点鎖線の矢印で示すように示すように、小径円環部５１の内周面５１ｂから柱部５３の内周面５３ｂを伝って、円すいころ４の大径側端面４２と内輪２の大鍔面２５との摺接部分に効率的に供給することができる。
図３は、保持器５の内周側を示す斜視図である。図３に示すように、保持器５の各柱部５３の内周面５３ｂには、潤滑油を案内する溝部５５が形成されている（図２も参照）。この溝部５５の軸方向の一端部５５ａは、小径円環部５１の内周面５１ｂまで延びて形成されている。また、溝部５５の軸方向の他端部には、溝部５５の底面から柱部５３の内周面５３ｂに向かって傾斜するテーパ面５５ｂが形成されている。これにより、小径円環部５１の内周面５１ｂ上の潤滑油は、溝部５５の軸方向の一端部５５ａを伝って溝部５５の内部に案内され、当該溝部５５の軸方向の他端部からテーパ面５５ｂを伝って大径円環部５２側に案内される。
以上、本実施形態の円すいころ軸受１によれば、保持器５における小径円環部５１の内周面５１ｂの直径Ｄ１が、円すいころ４の小径側のピッチ円直径Ｄ２と略同じであるため、保持器５の前記内周面５１ｂと、当該内周面５１ｂに対向する内輪２の外周面との間に大きな空間Ｓが形成される。これにより、潤滑油は前記空間Ｓから軸受内部に流入し易くなるため、軸受内部の潤滑不足による軸受温度の上昇を抑制することができる。
また、保持器５の小径円環部５１の内周面５１ｂと柱部５３の内周面５３ｂとの接続部分に段差が生じないため、小径円環部５１の内周面５１ｂから柱部５３の内周面５３ｂに向けて潤滑油を円滑に移動させることができる。その結果、潤滑油は上記空間Ｓから軸受内部にさらに流入し易くなる。
また、保持器５の各柱部５３の内周面５３ｂに形成された溝部５５により潤滑油を案内することで、小径円環部５１の内周面５１ｂから柱部５３の内周面５３ｂに向けて潤滑油をさらに円滑に移動させることができる。その結果、潤滑油は上記空間Ｓから軸受内部にさらに流入し易くなる。
なお、今回開示した実施形態は例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等の範囲内での全ての変更が含まれる。例えば、本実施形態における保持器５は、外輪３（外輪軌道面３１）により回転案内されているが、円すいころ４により回転案内されるものであってもよい。
１：円すいころ軸受、２：内輪、３：外輪、４：円すいころ、５：保持器、２１：内輪軌道面、３１：外輪軌道面、５１：小径円環部、５１ｂ：小径円環部（小径側端部）の内周面、５２：大径円環部、５３：柱部、５３ｂ：柱部の内周面、５４：ポケット、５５：溝部、Ｄ１：小径円環部の内周面の直径、Ｄ２：ピッチ円直径

Claims (3)

  1. 内輪軌道面を有する内輪と、前記内輪の外周側に同心に配置され前記内輪軌道面に対向する外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に介在する複数の円すいころと、前記円すいころを周方向に沿って所定間隔毎に保持する保持器と、を備えた円すいころ軸受であって、
    前記保持器における小径側端部の内周面の直径が、前記円すいころの小径側のピッチ円直径と略同じである、円すいころ軸受。
  2. 前記保持器は、互いに軸方向に離れて配置された小径円環部及び大径円環部と、これら小径円環部と大径円環部とを連結する複数の柱部と、を有し、周方向に隣り合う前記柱部同士の間が前記円すいころを収容するポケットとされており、
    前記小径円環部の内周面は、前記柱部の内周面に対して段差が生じないように接続されている、請求項１に記載の円すいころ軸受。
  3. 前記柱部の内周面に、潤滑油を案内する溝部が軸方向に延びて形成されており、
    前記溝部の軸方向の一端部は、前記小径円環部の内周面まで延びて形成されている、請求項２に記載の円すいころ軸受。
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