JP2021055756A - Outer ring member for bearing and bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸受用外輪部材、及びこれを備えた軸受装置に関する。 The present invention relates to an outer ring member for a bearing and a bearing device including the outer ring member.
従来、例えば自動車のトランスアクスルには、回転部材を支持するための複数の転がり軸受が用いられている。これらの転がり軸受は、内輪及び外輪と、内輪と外輪との間に配置された複数の転動体と、複数の転動体を保持する保持器とを備えて構成されている。内輪は、回転部材に外嵌され、外輪はケース部材に形成された嵌合部に例えば圧入によって嵌合される。 Conventionally, for example, a transaxle of an automobile has a plurality of rolling bearings for supporting a rotating member. These rolling bearings are configured to include an inner ring and an outer ring, a plurality of rolling elements arranged between the inner ring and the outer ring, and a cage for holding the plurality of rolling elements. The inner ring is fitted onto the rotating member, and the outer ring is fitted into the fitting portion formed on the case member by, for example, press fitting.
特許文献1に記載のトランスアクスルは、トランスアクスルケースと、トランスアクスルケースに収容されたベルト式無段変速機(CVT)及びディファレンシャル機構とを備えている。ベルト式無段変速機は、プライマリシャフト及びセカンダリシャフトと、プライマリシャフトに設けられたプライマリプーリと、セカンダリシャフトに設けられたセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間に掛け回されたベルトと、セカンダリプーリと一体に回転するドライブギヤとを備えている。 The transaxle described in Patent Document 1 includes a transaxle case, a belt-type continuously variable transmission (CVT) housed in the transaxle case, and a differential mechanism. The belt-type continuously variable transmission includes a primary shaft and a secondary shaft, a primary pulley provided on the primary shaft, a secondary pulley provided on the secondary shaft, and a belt hung between the primary pulley and the secondary pulley. , It is equipped with a drive gear that rotates integrally with the secondary pulley.
ディファレンシャル機構は、デフケースと、デフケースに固定されたピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに軸支された一対のピニオンギヤと、一対のピニオンギヤに噛み合う左右のサイドギヤと、デフケースに固定されたリングギヤとを有している。ベルト式無段変速機のドライブギヤ及びディファレンシャル機構のリングギヤは、共にトランスアクスルケースに支持されたインターミディエイトシャフトに一体成形されたドリブンギヤに噛み合っている。 The differential mechanism has a differential case, a pinion shaft fixed to the differential case, a pair of pinion gears pivotally supported by the pinion shaft, left and right side gears that mesh with the pair of pinion gears, and a ring gear fixed to the differential case. .. The drive gear of the belt-type continuously variable transmission and the ring gear of the differential mechanism are both meshed with a driven gear integrally molded with an intermediate shaft supported by a transaxle case.
プライマリシャフト、セカンダリシャフト、インターミディエイトシャフト、及びデフケースは、それぞれ転がり軸受によって支持されており、これらの転がり軸受の外輪がトランスアクスルケースに設けられた軸受嵌合部に嵌合固定されている。 The primary shaft, secondary shaft, intermediate shaft, and differential case are each supported by rolling bearings, and the outer rings of these rolling bearings are fitted and fixed to bearing fitting portions provided in the transaxle case.
ところで、転がり軸受では、内輪が回転部材からラジアル荷重を受けて回転する際、外輪がケース部材に対して滑るように回転するクリープが発生する場合がある。例えば上記のように構成されたトランスアクスルでは、トランスアクスルケースがダイキャスト成形されたアルミニウム合金からなり、外輪は例えばアルミニウム合金よりも硬い浸炭鋼からなるので、外輪のクリープが発生すると、トランスアクスルケースの軸受嵌合部が摩耗してしまい、支持剛性が低下してしまう。 By the way, in a rolling bearing, when the inner ring receives a radial load from a rotating member and rotates, creep may occur in which the outer ring rotates so as to slide with respect to the case member. For example, in the trans-axle configured as described above, the trans-axle case is made of die-cast aluminum alloy, and the outer ring is made of carburized steel, which is harder than, for example, aluminum alloy. Therefore, when creep of the outer ring occurs, the trans-axle case The bearing fitting portion of the aluminum alloy is worn, and the support rigidity is lowered.
そこで、本発明は、クリープを発生させることなく回転部材を支持することが可能な軸受用外輪部材、及びこれを備えた軸受装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an outer ring member for bearings capable of supporting a rotating member without generating creep, and a bearing device provided with the outer ring member for bearings.
本発明は、上記の目的を達成するために、第1の回転部材の周囲に配置される複数の第1の転動体が転動する第1の外輪軌道面を有する第1の外輪部と、第2の回転部材の周囲に配置される複数の第2の転動体が転動する第2の外輪軌道面を有する第2の外輪部と、前記第1の外輪部と前記第2の外輪部とを連結する連結部と、を備えた軸受用外輪部材を提供する。 The present invention comprises a first outer ring portion having a first outer ring raceway surface on which a plurality of first rolling elements arranged around a first rotating member roll in order to achieve the above object. A second outer ring portion having a second outer ring raceway surface on which a plurality of second rolling elements arranged around the second rotating member roll, and the first outer ring portion and the second outer ring portion. Provided is an outer ring member for a bearing provided with a connecting portion for connecting the above.
また、本発明は、上記の目的を達成するために、上記の軸受用外輪部材と、前記複数の第1の転動体と、前記複数の第2の転動体と、前記複数の第1の転動体を保持する第1の保持器と、前記複数の第2の転動体を保持する第2の保持器と、前記複数の第1の転動体が転動する第1の内輪軌道面を有する第1の内輪と、前記複数の第2の転動体が転動する第2の内輪軌道面を有する第2の内輪と、を備えた軸受装置を提供する。 Further, in order to achieve the above object, the present invention includes the above-mentioned outer ring member for bearings, the plurality of first rolling elements, the plurality of second rolling elements, and the plurality of first rolling elements. A first cage having a first cage for holding a moving body, a second cage for holding the plurality of second rolling elements, and a first inner ring raceway surface on which the plurality of first rolling elements roll. Provided is a bearing device including one inner ring and a second inner ring having a second inner ring raceway surface on which the plurality of second rolling elements roll.
本発明に係る軸受用外輪部材及び軸受装置によれば、クリープを発生させることなく回転部材を支持することが可能となる。 According to the bearing outer ring member and the bearing device according to the present invention, it is possible to support the rotating member without generating creep.
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態について、図1乃至図3を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. It should be noted that the embodiments described below are shown as suitable specific examples for carrying out the present invention, and there are some parts that specifically exemplify various technically preferable technical matters. , The technical scope of the present invention is not limited to this specific aspect.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る軸受装置が用いられた自動車のトランスアクスルを水平方向に沿った断面で示す断面図である。図1では、図面左方が車幅方向の左側にあたり、図面右方が車幅方向の右側にあたる。以下、「左」及び「右」とは、車幅方向の左右をいうものとする。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a transaxle of an automobile in which the bearing device according to the first embodiment of the present invention is used in a cross section along a horizontal direction. In FIG. 1, the left side of the drawing corresponds to the left side in the vehicle width direction, and the right side of the drawing corresponds to the right side in the vehicle width direction. Hereinafter, "left" and "right" shall mean left and right in the vehicle width direction.
駆動源としてのエンジン1の出力軸であるクランクシャフト11の回転駆動力は、トランスアクスル2を介して左右のドライブシャフト91,92に伝達され、左右の車輪に配分される。トランスアクスル2は、主な構成要素として、トランスアクスルケース20と、トルクコンバータ21と、前後進切換機構22と、変速機構23と、ドライブギヤ24と、ドリブンギヤ25と、カウンタシャフト26と、ディファレンシャル機構27とを有している。
The rotational driving force of the crankshaft 11, which is the output shaft of the engine 1 as a driving source, is transmitted to the left and
トランスアクスルケース20は、ダイキャスト成形されたアルミニウム合金からなり、トルクコンバータ21、前後進切換機構22、変速機構23、ドライブギヤ24、ドリブンギヤ25、カウンタシャフト26、及びディファレンシャル機構27を収容している。また、トランスアクスルケース20は、図略のマウント部材により、エンジン1と共に車体に弾性支持されている。
The
トルクコンバータ21は、不図示のポンプインペラ、タービンランナ、及びステータを有して構成され、クランクシャフト11の回転トルクを増幅して前後進切換機構22の入力軸221に伝達する。前後進切換機構22は、不図示の遊星歯車機構やクラッチ等を有して構成され、車両前進時には入力軸221の回転方向を反転せずに入力された駆動力を出力軸222から出力し、車両後退時には入力軸221の回転方向を反転して入力された駆動力を出力軸222から出力する。
The
変速機構23は、前後進切換機構22の出力軸222の回転を変速する。本実施の形態では、変速機構23がベルト式のCVT(Continuously Variable Transmission:無段変速機)であり、プライマリシャフト231、プライマリプーリ232、及びプライマリシリンダ233と、セカンダリシャフト234、セカンダリプーリ235、及びセカンダリシリンダ236と、ベルト237とを有している。セカンダリシャフト234には、スプライン嵌合により、ドライブギヤ24が相対回転不能に取り付けられている。
The
プライマリプーリ232は、プライマリシャフト231と一体に設けられた固定シーブ232aと、プライマリシリンダ233に供給される油圧によって固定シーブ232aに対して軸方向移動する可動シーブ232bとを有している。セカンダリプーリ235は、セカンダリシャフト234と一体に設けられた固定シーブ235aと、セカンダリシリンダ236に供給される油圧によって固定シーブ235aに対して軸方向移動する可動シーブ235bとを有している。
The
プライマリシリンダ233及びセカンダリシリンダ236には、プライマリプーリ232及びセカンダリプーリ235の固定シーブ232a,235aと可動シーブ232b,235bとの間の溝幅を変化させる油圧が加えられる。これにより、変速機構23は、前後進切換機構22から伝達された駆動力を無段階に変速し、セカンダリシャフト234と一体に回転するドライブギヤ24に出力する。
A flood pressure that changes the groove width between the
プライマリシャフト231は、軸受31によってトランスアクスルケース20に対して回転可能に支持され、セカンダリシャフト234は、軸受32によってトランスアクスルケース20に対して回転可能に支持されている。ドライブギヤ24は、軸受33,34によってトランスアクスルケース20に対して回転可能に支持されている。軸受31,32は、球状の転動体を有する玉軸受であり、軸受33,34は、円錐形状の転動体を有する円錐ころ軸受である。
The
カウンタシャフト26は、プライマリシャフト231及びセカンダリシャフト234と平行に、トランスアクスルケース20に対して回転可能に支持されている。ドリブンギヤ25は、カウンタシャフト26にスプライン嵌合されてカウンタシャフト26に対する相対回転及び軸方向への相対移動が規制されており、カウンタシャフト26と一体に回転する。カウンタシャフト26は、中空の円筒状であり、軸方向の一部にギヤ部261が設けられている。ギヤ部261は、ディファレンシャル機構27のリングギヤ271に噛み合わされている。
The
ディファレンシャル機構27は、リングギヤ271と一体に回転するデフケース272と、デフケース272に固定されたピニオンシャフト273と、ピニオンシャフト273に軸支された一対のピニオンギヤ274,274と、一対のピニオンギヤ274,274に噛み合う左側のサイドギヤ275及び右側のサイドギヤ276とを有している。リングギヤ271は、デフケース272の外周に配置され、複数のボルト277によってデフケース272に固定されている。
The
サイドギヤ275,276には、左右のドライブシャフト91,92がそれぞれスプライン嵌合されている。図1では、左右のドライブシャフト91,92を構成する等速ジョイントのアウタレースの一部を図示している。トランスアクスルケース20には、左右のドライブシャフト91,92を挿通させる挿通孔201,202が形成されている。また、トランスアクスルケース20には、トランスアクスルケース20内の各部の摺動を潤滑する潤滑油が収容されており、挿通孔201,202からの潤滑油の漏出は、シール部材281,282により抑止されている。
The left and
プライマリシャフト231の回転軸線O1、セカンダリシャフト234の回転軸線O2、カウンタシャフト26の回転軸線O3、及びデフケース272の回転軸線O4は、互いに平行である。カウンタシャフト26及びデフケース272のそれぞれの一端部は、トランスアクスルケース20に設けられた受容部200に取り付けられた軸受装置4によってトランスアクスルケース20に対して回転可能に支持されている。軸受装置4は、カウンタシャフト26の一端部を支持する第1の軸受部41と、デフケース272の一端部を支持する第2の軸受部42とを有している。
Rotation axis O 1 of the
カウンタシャフト26の他端部は、軸受35によってトランスアクスルケース20に対して回転可能に支持され、デフケース272の他端部は、軸受36によってトランスアクスルケース20に対して回転可能に支持されている。本実施の形態では、軸受35,36が円錐ころ軸受であり、カウンタシャフト26及びデフケース272のそれぞれの右側の端部に配置されている。カウンタシャフト26及びデフケース272の左側の端部は、軸受装置4によって支持されている。軸受装置4の構成については後述する。
The other end of the
ドライブギヤ24のギヤ歯24a及びドリブンギヤ25のギヤ歯25a、ならびにカウンタシャフト26のギヤ部261のギヤ歯261a及びリングギヤ271のギヤ歯271aは、歯すじが軸方向に対して傾斜した斜歯として形成されている。ドリブンギヤ25のギヤ歯25aのねじれ方向、及びカウンタシャフト26のギヤ歯261aのねじれ方向は、ドリブンギヤ25がドライブギヤ24から受ける噛み合い反力の軸方向の分力と、カウンタシャフト26がリングギヤ271から受ける噛み合い反力の軸方向の分力とが相殺される方向である。
The
本実施の形態では、前進駆動時において、ディファレンシャル機構27のリングギヤ271がカウンタシャフト26との噛み合いによって右方向に向かう噛み合い反力の分力を受ける。これにより、リングギヤ271及びデフケース272には、右方向へのスラスト力が作用し、軸受36がこのスラスト荷重を受ける。
In the present embodiment, the
軸受36は、外輪361と内輪362の間に複数の円錐ころ363が配置されている。軸受36は、スラスト荷重によって外輪361の右側の側面がトランスアクスルケース20の内面に押し付けられて摩擦力が発生するので、前進駆動時においてデフケース272が回転しても、外輪361のクリープが発生しにくい。一方、軸受装置4は、軸受36とは逆に、デフケース272の両端部のうち荷重が抜ける側の端部に配置されている。
In the
(軸受装置4の構成)
図2(a)は、カウンタシャフト26及びデフケース272の軸方向から見た軸受装置4を示す正面図であり、図2(b)は、図2(a)のA−A線断面図である。図3(a)は、軸受装置4の外輪部材5を単体で示す斜視図であり、図3(b)は、図3(a)のB−B線断面図である。
(Structure of bearing device 4)
FIG. 2A is a front view showing the
軸受装置4は、外輪部材5と、第1の内輪61と、第2の内輪62と、複数の第1の転動体71と、複数の第2の転動体72と、複数の第1の転動体71を保持する第1の保持器81と、複数の第2の転動体72を保持する第2の保持器82とを有している。外輪部材5ならびに第1及び第2の内輪61,62は、トランスアクスルケース20の材料よりも硬い金属からなり、例えば浸炭鋼によって形成されている。第1及び第2の転動体71,72は、例えば軸受鋼からなる。第1及び第2の保持器81,82は、例えば合成樹脂からなる。
The
複数の第1の転動体71は、第1の回転部材としてのカウンタシャフト26の周囲に配置され、第1の内輪61の外周面に形成された第1の内輪軌道面61aを転動する。複数の第2の転動体72は、第2の回転部材としてのデフケース272の周囲に配置され、第2の内輪62の外周面に形成された第2の内輪軌道面62aを転動する。第1の内輪61は、カウンタシャフト26の一端部に外嵌され、第2の内輪62は、デフケース272の一端部に外嵌される。
The plurality of first
外輪部材5は、複数の第1の転動体71が転動する第1の外輪軌道面51aを有する環状の第1の外輪部51と、複数の第2の転動体72が転動する第2の外輪軌道面52aを有する環状の第2の外輪部52と、第1の外輪部51と第2の外輪部52とを連結する連結部53とを一体に有している。第1の外輪部51、第1の内輪61、複数の第1の転動体71、及び第1の保持器81は、第1の軸受部41を構成する。また、第2の外輪部52、第2の内輪62、複数の第2の転動体72、及び第2の保持器82は、第2の軸受部42を構成する。
The
外輪部材5は、トランスアクスルケース20の受容部200に例えば圧入によって固定される。軸受装置4がトランスアクスルケース20に取り付けられたとき、第1の外輪部51の中心軸線C1がカウンタシャフト26の回転軸線O3に一致し、第2の外輪部52の中心軸線C2がデフケース272の回転軸線O4に一致する。
The
本実施の形態では、第2の外輪部52の外径D2が第1の外輪部51の外径D1よりも大きく形成されている。図2(a)に示すように、連結部53は、第1の外輪部51の中心(中心軸線C1)と第2の外輪部52の中心(中心軸線C2)とを結ぶ直線Lに対して垂直な方向における幅Wが、第1の外輪部51の外径D1から第2の外輪部52の外径D2まで徐々に拡大している。
In the present embodiment, the outer diameter D 2 of the second
また、本実施の形態では、第1及び第2の転動体71,72が円錐ころであり、第1及び第2の外輪軌道面51a,52aならびに第1及び第2の内輪軌道面61a,62aがテーパ状に形成されている。
Further, in the present embodiment, the first and second
(第1の実施の形態の効果)
以上説明した第1の実施の形態によれば、外輪部材5における中心軸線に直交する断面の形状が円形ではなく、同断面の形状が第1の外輪部51と第2の外輪部52との並び方向に長い長円形(オーバル)であるので、外輪部材5がトランスアクスルケース20に対して回転しない。これにより、カウンタシャフト26及びデフケース272が回転しても、外輪部材5のトランスアクスルケース20に対するクリープが発生しない。
(Effect of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, the shape of the cross section of the
[第2の実施の形態]
図4は、第2の実施の形態に係る軸受装置4Aを示し、(a)は正面図、(b)は(a)のC−C線断面図である。この軸受装置4Aは、外輪部材5の連結部53の形状が第1の実施の形態に係る軸受装置4と異なり、その他の構成は軸受装置4と共通であるので、図4(a)及び(b)において軸受装置4のものと共通する部材等には、図2(a)及び(b)に付したものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。
[Second Embodiment]
4A and 4B show a
本実施の形態に係る軸受装置4Aは、第1の実施の形態に係る軸受装置4と同様に、外輪部材5と、第1及び第2の内輪61,62と、複数の第1及び第2の転動体71,72と、第1及び第2の保持器81,82とを有しており、外輪部材5の第1の外輪部51と第2の外輪部52とが連結部53によって連結されているが、連結部53が第1の実施の形態よりも幅狭に形成されている。
The
具体的には、第1の外輪部51の中心(中心軸線C1)と第2の外輪部52の中心(中心軸線C2)とを結ぶ直線Lに対して垂直な方向における連結部53の最小幅Wが、第1の外輪部51の外径D1及び第2の外輪部52の外径D2のうち、小さい方の外径D1よりもさらに小さい。
Specifically, the connecting
この第2の実施の形態に係る軸受装置4Aによれば、第1の実施の形態の効果に加え、外輪部材5を軽量化することが可能となる。
According to the
(付記)
以上、本発明を第1及び第2の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
(Additional note)
Although the present invention has been described above based on the first and second embodiments, these embodiments do not limit the invention according to the claims. It should also be noted that not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、軸受装置4,4Aの第1の軸受部41及び第2の軸受部42における第1及び第2の転動体71,72が共に円錐ころである場合について説明したが、第1の軸受部41の転動体ならびに第2の軸受部42の転動体の一方又は両方が球状もしくは円筒状であってもよい。また、本発明の軸受装置は、自動車のトランスアクスルに限らず、様々な装置に用いることができる。
Further, the present invention can be carried out by appropriately modifying it by omitting a part of the configuration or adding or replacing the configuration within a range not deviating from the gist thereof. For example, in the above embodiment, the case where the first and second
26…カウンタシャフト(第1の回転部材) 272…デフケース(第2の回転部材)
4,4A…軸受装置 5…外輪部材(軸受用外輪部材)
51…第1の外輪部 51a…第1の外輪軌道面
52…第2の外輪部 52a…第2の外輪軌道面
53…連結部 61…第1の内輪
61a…第1の内輪軌道面 62…第2の内輪
62a…第2の内輪軌道面 71…第1の転動体
72…第2の転動体 81…第1の保持器
82…第2の保持器
26 ... Counter shaft (first rotating member) 272 ... Diff case (second rotating member)
4, 4A ...
51 ... First
Claims (3)
第2の回転部材の周囲に配置される複数の第2の転動体が転動する第2の外輪軌道面を有する第2の外輪部と、
前記第1の外輪部と前記第2の外輪部とを連結する連結部と、
を備えた軸受用外輪部材。 A first outer ring portion having a first outer ring raceway surface on which a plurality of first rolling elements arranged around the first rotating member roll, and a first outer ring portion.
A second outer ring portion having a second outer ring raceway surface on which a plurality of second rolling elements arranged around the second rotating member roll, and a second outer ring portion.
A connecting portion that connects the first outer ring portion and the second outer ring portion,
Outer ring member for bearings.
請求項1に記載の軸受用外輪部材。 When viewed from the axial direction of the first and second rotating members, the connecting portion of the connecting portion in a direction perpendicular to the straight line connecting the center of the first outer ring portion and the center of the second outer ring portion. The minimum width is narrower than the smaller outer diameter of the outer diameter of the first outer ring portion and the outer diameter of the second outer ring portion.
The outer ring member for a bearing according to claim 1.
前記複数の第1の転動体と、
前記複数の第2の転動体と、
前記複数の第1の転動体を保持する第1の保持器と、
前記複数の第2の転動体を保持する第2の保持器と、
前記複数の第1の転動体が転動する第1の内輪軌道面を有する第1の内輪と、
前記複数の第2の転動体が転動する第2の内輪軌道面を有する第2の内輪と、
を備えた軸受装置。 The bearing outer ring member according to claim 1 or 2.
With the plurality of first rolling elements
With the plurality of second rolling elements
A first cage for holding the plurality of first rolling elements, and
A second cage for holding the plurality of second rolling elements, and
A first inner ring having a first inner ring raceway surface on which the plurality of first rolling elements roll, and a first inner ring.
A second inner ring having a second inner ring raceway surface on which the plurality of second rolling elements roll, and a second inner ring.
Bearing device equipped with.
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