JP4411831B2 - Assembly for double row ball bearing and assembly method of apparatus using the assembly - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両に搭載されるディファレンシャル装置等に用いられる複列玉軸受を構成する組品および複列玉軸受用組品を用いる装置の組立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のディファレンシャル装置には、ピニオン軸の両側(ヘッド側とテール側)を円錐ころ軸受で回転自在に支持したものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
以下図11に基づいて、従来のディファレンシャル装置60の構成を説明する。図11は、ディファレンシャル装置の断面構造を示している。このディファレンシャル装置60は、そのディファレンシャルケース61内に、ピニオン軸(ドライブピニオン)63を有する。このピニオン軸63は、軸心方向に離間して配置される一対単列の円錐ころ軸受65,66によって、軸心回りに回転自在に支持されている。ピニオン軸63の端部に、不図示のプロペラシャフトに連結されるコンパニオンフランジ64が設けられている。
【0004】
このようなディファレンシャル装置60を組立てる際は、概略次のようにして行う。
(1)ディファレンシャルケース61内に形成されている環状壁67,68に、両側の円錐ころ軸受65,66の外輪部材69,70を圧入する。
(2)ピニオン軸63のピニオンギヤ62側に、円錐ころ軸受65の内輪部材71およびころ73の組品における、内輪部材71を圧入する。
(3)ピニオン軸63をディファレンシャルケース61の一側から挿入し、一側の円錐ころ軸受65の外輪部材69の軌道面に、組品のころ73を嵌め込む。
(4)他側の円錐ころ軸受66の外輪部材70に、他側の内輪部材72および74の組品におけるころ74が、外輪部材70の外輪軌道面に嵌合するよう、内輪部材72をピニオン軸63に圧入する。
(5)ピニオン軸63の外端部にナット75を螺合し、ピニオンギヤ62とコンパニオンフランジ64の間で両側の円錐ころ軸受65,66の各ころ73,74に対して所定の予圧を付与する。
【0005】
上記ディファレンシャル装置60では、ピニオン軸63を回転自在に支持する軸受が円錐ころ軸受65,66からなっている。特に、スラスト荷重の大きなピニオンギヤ62側の円錐ころ軸受65には大きな摩擦抵抗が働く。このため回転トルクが大きくなり、ディファレンシャル装置60の効率が低下するといった課題がある。そこで、ピニオンギヤ62側の軸受を、円錐ころ軸受65に代えてタンデム型の複列玉軸受(例えば複列アンギュラ玉軸受)を用いることが考えられる。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−48805号(第3頁,第1図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば一側(ピニオンギヤ62側)の円錐ころ軸受65を複列玉軸受に代えて用いる場合であっても、円錐ころ軸受65を用いた組立ての場合と同様の工程でもってディファレンシャル装置60を組立てられるよう、上記(1)〜(5)で述べた工程は変更しないことが望ましい。このため、外輪部材に組込まれる、複数の玉を有する組品が必要となる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の複列玉軸受用組品は、大径内輪軌道面と、前記大径内輪軌道面に対して軸方向に離隔した位置に形成された小径内輪軌道面を含む内輪部材と、大径保持器と、前記大径保持器に円周方向等配位置に保持されるとともに、該大径保持器に形成された抜止め部によって径方向外側に抜出るのを防止された状態で前記大径内輪軌道面に嵌合される大径軌道側の玉と、小径保持器と、前記小径保持器に円周方向等配位置に保持されるとともに、該小径保持器に形成された抜止め部によって径方向外側に抜出るのを防止された状態で、前記大径側の玉を前記大径内輪軌道面に嵌合した後に前記小径内輪軌道面に嵌合される小径軌道側の玉とを含み、前記内輪部材に、前記小径保持器に保持された玉が前記小径内輪軌道面から軸方向に抜出るのを防止するための、前記小径内輪軌道面よりも大径の肩部が形成され、前記大径保持器および小径保持器は、各玉を装着して保持するための複数のポケットが環体の円周数ヶ所に形成されるものであって、各ポケットのピッチ円径を軸方向に延長して得られる仮想円筒面よりも外径側に形成された大輪部と、前記仮想円筒面よりも内径側に形成された小輪部と、前記大輪部と前記小輪部との円周数ヶ所を連接する複数の架橋部とから形成され、前記ポケットは、前記大輪部と周方向で隣り合う2つの前記架橋部で形成される略半円状の第1凹部と、前記小輪部と周方向で隣り合う2つの前記架橋部で形成される略半円状の第2凹部とを組み合わせて構成され、前記第1凹部の外径側の開口縁の間隔W3は第2凹部の内径側の開口縁の間隔W4より小に設定されているとともに、前記各架橋部の外周面は、前記大輪部につながるとともに軸方向に沿う平面と、前記小輪部につながるとともに該小輪部側ほど縮径する斜面とでなり、この平面と斜面とが架橋部の軸方向中央で連続して形成されており、その接合部を、前記大輪部における前記第1凹部の内面の径方向外端箇所と前記小輪部における前記第2凹部の内面の径方向外端箇所とを直線で結ぶ仮想円錐面よりも外径側に配置させ、前記各架橋部の内周面は、前記小輪部につながるとともに軸方向に沿う平面と、前記大輪部につながるとともに該大輪部側ほど拡径する斜面とでなり、この平面と斜面とが架橋部の軸方向中央で連続して形成されており、その接合部を、前記大輪部における前記第1凹部の内面の径方向内端箇所と前記小輪部における前記第2凹部の内面の径方向内端箇所とを直線で結ぶ仮想円錐面よりも内径側に配置させている。
【0009】
上記構成において、大径保持器に玉を組付けた状態で玉を内輪部材の大径内輪軌道面に嵌合させ、小径保持器に玉を組付けた状態で玉を内輪軌道面の小径内輪軌道面に嵌合させることで、複列玉軸受用組品とする。
【0010】
このような複列玉軸受用組品を用いて複列玉軸受を組立てる場合は、例えばハウジングの内面に予め外輪部材を組付けておき、軸を複列玉軸受用組品の内輪部材に挿通しておき、この軸をハウジングに挿通するようにして、複列玉軸受用組品における小径保持器に保持された玉を外輪部材の小径外輪軌道面に嵌合するよう、また複列玉軸受における大径保持器に保持された玉を外輪部材の大径外輪軌道面に嵌合するよう組付ける。
【0011】
この際、複列玉軸受用組品における両列の玉は、径方向外側および軸方向に抜出るのを防止されていることにより、一体ものとして容易に取扱うことが可能となり、円錐ころ軸受を用いていた場合と同様にして複列玉軸受用組品を外輪部材に組付けることが可能となる。
【0012】
また本発明の複列玉軸受用組品は、前記内輪部材に、前記大径保持器に保持された大径軌道側の玉が前記大径内輪軌道面から軸方向に抜出るのを防止するための、前記大径内輪軌道面よりも大径の抜止め部が、前記大径内輪軌道面と小径内輪軌道面との間の連続面に形成されている。
【0013】
この構成によれば、大径保持器に玉を組付けた状態で玉を内輪部材の大径内輪軌道面に嵌合させることで、玉が径方向外側および軸方向に抜出るのを防止された状態となるので、これらの玉を特別な手段を用いて保持させることなく、小径保持器に玉を組付けた状態の組品における玉を、手順よく内輪軌道面の小径内輪軌道面に嵌合させ、組付けることができる。
【0014】
さらに、前記複列玉軸受用組品は、前記大径内輪軌道面と小径内輪軌道面との間の連続面に、前記大径保持器に玉を保持した状態で前記内輪部材に軸方向から組込む際に、前記玉を案内するための斜面が形成されている。
【0015】
この構成によれば、大径保持器に保持した玉は、斜面に案内されることで大径内輪軌道面に向けて円滑に案内されて、これに嵌合させることができる。
【0016】
なお、複列玉軸受に対する荷重の働き方に応じては、複列玉軸受用組品における両列の玉が、外輪部材の大径外輪軌道面、小径外輪軌道面にそれぞれ嵌合した状態で前記両列の玉における接触角を同一に設定するばかりでなく、それぞれの接触角を異なった角度に設定するのが望ましい。
また、本発明に係る複列玉軸受用組品を用いる装置の組立方法は、前記大径保持器および前記小径保持器のそれぞれについて各保持器のポケットに内径側から玉を無理嵌めして得られた大径側組品および小径側組品を、それぞれ、前記内輪部材の大径内輪軌道面、小径内輪軌道面に嵌合するように組み付け、その後、この組み付けたものを、前記外輪部材の大径外輪軌道面に大径側組品が嵌合し、小径外輪軌道面に小径側組品が嵌合するように、小径側から組み込む。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図は、本発明の実施形態における複列転がり軸受用組品を、車両に付設されるディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受に適用させている。
【0018】
図1の全体断面図に示すように、ディファレンシャル装置1は、ディファレンシャルケース2を有している。このディファレンシャルケース2は、フロントケース3とリヤケース4とからなり、両ケース3,4は、ボルト・ナット2aにより一体に取付けられている。
【0019】
ディファレンシャルケース2は、左右の車輪を差動連動する差動変速機構5、および軸方向一方側(以下単に一側という)にピニオンギヤ6を有するピニオン軸(ドライブピニオン)7を内装している。ピニオンギヤ6は、差動変速機構5のリングギヤ8に噛合されている。ピニオン軸7の軸部9は、軸方向他方側(以下単に他側という)ほど一側に比べて小径となるよう外周面が段状に形成されている。
【0020】
ピニオン軸7の軸部9は、その一側を、複列玉軸受10を介してディファレンシャルケース2に軸心回りに回転自在に支持されている。ピニオン軸7の軸部9はその他側を、複列玉軸受25を介してディファレンシャルケース2に軸心回りに回転自在に支持されている。
【0021】
前記フロントケース3の内方に、軸受装着用の環状壁27,28が形成され、前記複列玉軸受10の外輪部材11および複列玉軸受25の外輪部材12が、それぞれ環状壁27,28の内周面に嵌着されている。
【0022】
両複列玉軸受10,25は、ピニオン軸7の軸方向において対称の構成であり、複列玉軸受25の径は、複列玉軸受10の径に比べて、ピニオン軸7の小径部分に嵌合する分だけ小径となっている。
【0023】
すなわち複列玉軸受25は、内輪部材14、外輪部材12、ピッチ円直径の異なる2列の玉26,29およびその保持器44,45を有している。また内輪部材14は、ピニオン軸7の軸方向途中に嵌合している。
【0024】
前述のように、両複列玉軸受10,25は軸方向において対称形状で径が異なるだけであるため、以下に一側の複列玉軸受10について、その詳細な構成を代用して説明する。
【0025】
複列玉軸受10は、単一の外輪部材11と、図2に示す複列転がり軸受用組品としての内輪側組品21とから構成される。図3に示すように、外輪部材11は、その内周面が段状に形成されている。すなわち、外輪部材11の内周面には、一側の大径外輪軌道面11aと、この大径外輪軌道面11aに他側に離隔した部位に形成された小径外輪軌道面11bと、両軌道面11a,11bの間に形成された外輪環状面11cとを有し、この外輪環状面11cの途中には、他側に向けて拡径する傾斜段付面11dが形成されている。さらに、外輪部材11の内周面一側には、他側に向けて拡径する傾斜案内面11eが形成されている。
【0026】
図2に示すように、内輪側組品21は、外輪部材11の径方向内方に配置される単一の内輪部材13と、外輪部材11と内輪部材13との間に介装されて、ピッチ円直径D1,D2がそれぞれ異なる一方列の玉群15および他方列の玉群16と、これら玉群15,16を構成する玉17,18を、円周方向等配位置にそれぞれ保持する大径保持器19および小径保持器20とを有する。
【0027】
同図に示すように、内輪部材13は、その外周面が段状に形成されている。すなわち、内輪部材13の外周面に、一側の大径内輪軌道面17aと、この大径内輪軌道面17aに対して他側に離隔して形成された小径内輪軌道面18aと、大径内輪軌道面17aと小径内輪軌道面18aとの間に形成された内輪環状面とが形成されている。
【0028】
この内輪環状面は、大径内輪軌道面17a側に形成されて軸方向に沿うとともに、軸方向に所定の長さLを有する保持部として筒状面部13aと、この筒状面部13aと小径内輪軌道面18aとを連続する傾斜案内面部13bとを有する。筒状面部13aの径は、大径内輪軌道面17aの底の径よりもわずかに大きく形成されている。
【0029】
内輪部材13の軸方向両側に形成された肩部22,23のうち、他側の肩部23の径は、小径内輪軌道面18aの底の径よりもわずかに大径に形成されている。両肩部22,23は、角Rとなる面取りが施されている。なお、大径軌道側の玉17の径と小径軌道側の玉18の径とは実質的に同一である。
【0030】
さらに、図4の断面図に示すように、本発明の実施形態における複列玉軸受10では、一方列の玉群15における玉17と、他方列の玉群16における玉18を、上記組品21を外輪部材11に対して組付けた際、荷重の働きに応じて接触角θ1,θ2を必要な角度だけ異ならせるよう構成されている。
【0031】
このように、外輪部材11が大径外輪軌道面11aと小径内輪軌道面11bとを有し、内輪部材13が大径内輪軌道面17aと小径内輪軌道面18aとを有し、一方列の玉群15および他方列の玉群16におけるピッチ円直径D1,D2が異なる構成の複列玉軸受10は、タンデム型の転がり軸受と称される。
【0032】
ここで、図5乃至図10に基づいて、複列玉軸受10における大径保持器19および小径保持器20の構成を説明する。大径保持器19と小径保持器20とは、径が異なり、小径保持器20のポケット86が大径保持器19のポケット89の数よりも少ないだけであるので、ここでは、大径保持器19の構成の説明をもって、小径保持器20の構成の説明も代用することとする。
【0033】
大径保持器19には、図5および図6の斜視図に示すように、環体の円周数ヶ所に玉17を装着するための複数個のポケット86が形成されている。これらポケット86は、荷重作用線X(図4参照)に沿う方向に環体を貫通するように形成されている。
【0034】
そして図7に示すように、各ポケット86のピッチ円径(ポケット86どうしの中心を結ぶ円の直径)を軸方向に延長して得られる仮想円筒面Yよりも外径側に形成された大輪部87と、仮想円筒面Yよりも内径側に形成された小輪部88と、図8に示すように、大輪部87と小輪部88との円周数ヶ所を連接する複数の架橋部(柱)89とから形成されている。
【0035】
ポケット86は、大輪部87と周方向で隣合う2つの架橋部89で形成される略半円状の第1凹部90と、小輪部88と周方向で隣合う各2つの架橋部89で作られる略半円状の第2凹部91とを組み合わせて構成される。
【0036】
周方向で隣合う各2つの架橋部89,89において、第1凹部90の内面および第2凹部91の内面は、玉17の曲率と同一の曲率に設定された球状の凹面に形成されている。
【0037】
架橋部89の外周面において、軸方向に沿う平面89aと斜面89bとは軸方向中央で連続して形成されており、その接合部89cを、大輪部87と小輪部88とを直線で結ぶ仮想円錐面Z1よりも外径側に配置させている。
【0038】
架橋部89の内周面において、軸方向に沿う平面89dと斜面89eとが軸方向中央で連続して形成されており、その接合部89fを、大輪部87と小輪部88とを直線で結ぶ仮想円錐面Z2よりも内径側に配置させている。
【0039】
図9および図10に示すように、第1凹部90の外径側の開口縁C1,C2の間隔W3、および第2凹部91の内径側の開口縁D1,D2の間隔W4は、玉17の直径よりも小さく設定されるとともに、W4>W3に設定されている。
【0040】
以上のような構成により、大径保持器19では、開口縁C1,C2、開口縁D1,D2が抜止め部として働き、ポケット86内から玉17が内径側および外径側に抜出ない構成になっている。なお、ポケット86に対する玉17の組込みは、ポケット86の内径側から無理嵌めすることにより行うよう。
【0041】
図7に示すように、ポケット86の中心と玉17の中心とを一致させた状態において、第1凹部90の外径縁と玉17との間のラジアル隙間Δ3は、第2凹部91の内径縁と玉17との間のラジアル隙間Δ4とほぼ同じ量になっている。以上が大径保持器19と小径保持器20の構成である。
【0042】
前記複列玉軸受10の前記内輪側組品21における内輪部材13は、ピニオン軸7の軸部9の一側端部に外嵌挿通されている。複列玉軸受10の内輪部材13における一側端面は、ピニオンギヤ6の他側端面に軸方向で当接している。複列玉軸受10の内輪部材13と、複列玉軸受25の内輪部材14の対向する端面間でピニオン軸7の軸部9の途中位置に、塑性スペーサ33が介装されている。
【0043】
フロントケース3の外壁と一側の環状壁27間に、オイル循環路30が形成されており、このオイル循環路30のオイル入口31は、オイル循環路30のリングギヤ8側に開口され、オイル循環路30のオイル出口32は、環状壁27,28間に開口されている。
【0044】
さらにディファレンシャル装置1は、コンパニオンフランジ34を有し、このコンパニオンフランジ34は、胴部35とこの胴部35に一体的に形成されるフランジ部36とを有する。胴部35は、ピニオン軸7の軸部9の他側、すなわち不図示のドライブシャフト側に外嵌するものである。
【0045】
胴部35の一側端面と複列玉軸受25の内輪部材14端面との間に、遮蔽板37が介装されている。胴部35の外周面とフロントケース3の他側開口内周面との間に、オイルシール38が配置されている。オイルシール38を覆うためのシール保護カップ39が、フロントケース3の他側開口部に取付けられている。軸部9の他側外端部にねじ部40が形成され、このねじ部40は、フランジ部36の中心凹部41に突出している。ねじ部40に、ナット42が螺着されている。
【0046】
ねじ部40にナット42を螺着することで、複列玉軸受10の内輪部材13および複列玉軸受25の内輪部材14がピニオンギヤ6の端面とコンパニオンフランジ34の端面とで軸方向に挟み込まれ、遮蔽板37および塑性スペーサ33を介して、複列玉軸受10および複列玉軸受25に所定の予圧が付与されている。
【0047】
上記構成のディファレンシャル装置1では、ディファレンシャルケース2内には、潤滑用のオイル43が運転停止状態において所定のレベルにて貯留されている。オイル43は、運転時にリングギヤ8の回転に伴って跳ね上げられ、フロントケース3内のオイル循環路30を通って複列玉軸受10および複列玉軸受25に供給されるように導かれ、複列玉軸受10および複列玉軸受25を潤滑するよう、ディファレンシャルケース2内を循環する。
【0048】
次に、上記構成のディファレンシャル装置1の組立方法を説明する。まず、複列玉軸受10における内輪側組品21の組立て順序を説明する。
【0049】
一方列の玉群15を構成する玉17を、大径保持器19のポケット86に、その内径側から無理嵌めして、大径側組品S1とする。また他方列の玉群16を構成する玉18を、小径保持器20のポケット86に、その内径側から無理嵌めして、小径側組品S2とする。このように各玉17,18をそれぞれ大径保持器19、小径保持器20に装着した大径側組品S1、小径側組品S2では、保持器19,20の構成により何れの玉17,18も各保持器19,20から、外径側および内径側に抜出るのを防止された状態にある。
【0050】
大径側組品S1において、大径保持器19に保持された状態で各玉17の内方側外周面を連ねた仮想円の径は、前記内輪環状面(筒状面部13a)の径よりもわずかに小さい。さらに小径側組品S2において、小径保持器20に保持された状態で各玉18の内方側外周面を連ねた仮想円の径は、他側の肩部23の径よりもわずかに小さい。
【0051】
このような大径側組品S1および小径側組品S2における玉17および玉18を、それぞれ大径内輪軌道面17a、小径内輪軌道面18aに嵌合するように、大径側組品S1および小径側組品S2を内輪部材13に組込んで内輪側組品21とする。
【0052】
大径側組品S1および小径側組品S2を内輪部材13に組込む際、大径側組品S1における玉17は、内輪部材13の外周面のうち傾斜案内面部13bに案内された後、筒状面部13aを通過して、大径内輪軌道面17aに嵌合する。このようにすると、大径内輪軌道面17aの軌道径よりも筒状面部13aの径の方がわずかに大きいので、大径側組品S1は、内輪部材13からその他側へ抜出る(離脱する)のが防止された状態となる。勿論、肩部22によって大径側組品S1は、一側へ抜出るのも防止された状態となっている。加えて、各玉17は、大径保持器19の構成により外径側に抜出るのを防止された状態にある。従って、この時点で内輪部材13と大径側組品S1との組品となる。
【0053】
上記のようにして、大径側組品S1を内輪部材13に組付けた後、今度は小径側組品S2を内輪部材13に他側から組付ける。このとき、内輪部材13における他側の肩部23の径は、小径内輪軌道面18aの底の径よりもわずかに大径に形成されており、この肩部23は、角Rとなる面取りが施されているため、小径側組品S2における玉18は、面取り部によって円滑に案内され、無理嵌めによって肩部23を乗越えた後、小径内輪軌道面18aに嵌合する。このようにすると、小径内輪軌道面18aの底の径よりも肩部23の径の方がわずかに大きいので、小径側組品S2が内輪部材13から他側へ抜出るのが防止された状態となる。加えて、各玉18は、小径保持器20の構成により、外径側に抜出るのを防止された状態にある。
【0054】
このようにして内輪側組品21の組立てを終了する。よって、この内輪側組品21では、内輪部材13と大径側組品S1および小径側組品S2が一体になった構成となり、取扱いが極めて便利となる。以上のことは、複列玉軸受25における大径側組品、小径側組品および内輪部材14からなる内輪側組品(図示せず)においても同様の作用効果となる。
【0055】
一方で、フロントケース3とリヤケース4とを未だ分離させた状態で、複列玉軸受10における外輪部材11を、フロントケース3に組込む。このとき、外輪部材11を、フロントケース3の一側開口から環状壁27に形成されている段部に当たる軸心方向所定位置まで圧入するようにする。また、複列玉軸受25の外輪部材12を、フロントケース3の他側開口から、環状壁28に形成されている段部に当たる軸心方向所定位置まで圧入する。
【0056】
これとは別に、複列玉軸受10側の内輪側組品21を、ピニオン軸7の軸部9に組付けておく。すなわち内輪側組品21の内輪部材13を、ピニオン軸7の軸部9に挿通させ、内輪側組品21をピニオン軸7の軸部9のピニオンギヤ6側に位置させておく。
【0057】
上記のようにして内輪側組品21を取付けたピニオン軸7を、その小径側から、またフロントケース3の一側開口から、内輪側組品21における他方列の玉18が外輪部材11の小径外輪軌道面11bに嵌合するよう、かつ内輪側組品21における一方列の玉17が外輪部材11の大径外輪軌道面11aに嵌合するよう組込む。
【0058】
このとき、内輪側組品21の玉18は、外輪環状面11cの途中に形成された案内斜面11dに案内され、玉17は傾斜案内面11eに案内されて、それぞれ円滑に大径外輪軌道面11b、小径外輪軌道面11aに嵌合する。
【0059】
次に、塑性スペーサ33を、フロントケース3の他側開口からピニオン軸7の軸部9に外嵌挿入する。続いて、複列玉軸受25における内輪側組品を、フロントケース3の他側開口からピニオン軸7の軸部9に装着する。この場合、前記組品の内輪部材14をピニオン軸7の軸部9に挿入して、玉26,29を外輪部材12の外輪軌道面に嵌めるようにする。この場合の作用効果は、複列玉軸受10における内輪側組品21を外輪部材11に組込む場合と同様である。
【0060】
その後、遮蔽板37をフロントケース3の他側開口からピニオン軸7の軸部9に挿通し、オイルシール38を装着し、シール保護カップ39をフロントケース3の他側開口部に取付け、シール保護カップ39にコンパニオンフランジ34の胴部35を挿通してその端面を遮蔽板37に当接させる。続いて、軸部9のねじ部40にナット42を螺着し、塑性スペーサ33をアキシャル方向に押圧することで、複列玉軸受10および複列玉軸受25に所定の予圧を付与する。
【0061】
上記のように、ピニオン軸7の軸部9を一側で回転自在に支持するための複列玉軸受10は、外輪部材11と内輪側組品21とからなっている。そしてこの内輪側組品21は、単一の内輪部材13と、外輪部材11と内輪部材13との間に介装されて、ピッチ円直径D1,D2がそれぞれ異なる一方列の玉群15および他方列の玉群16と、これら玉群15,16を構成する玉17,18を、円周方向等配位置にそれぞれ保持する大径保持器19および小径保持器20とからなっており、両列の玉17,18はそれぞれ大径保持器19および小径保持器20によって、外径側に抜出るのを防止された状態で、かつ大径側組品S1および小径側組品S2は内輪部材13から軸方向へ抜出るのを防止された状態で、内輪部材13に保持されている。
【0062】
従って、ピニオン軸7の一側に円錐ころ軸受を配置する代わりにタンデム型の複列玉軸受10を用いる場合でも、円錐ころ軸受を用いた場合に内輪部材と円錐ころと保持器とをひとつの組品として扱うことができるのと同様に、内輪部材13、一方列の玉群15、他方列の玉群16、大径保持器19および小径保持器20からなる内輪側組品21として複列転がり軸受10の構成部品を扱うことができるようになる。このため、従来の、円錐ころ軸受を用いた場合に比べても、ディファレンシャル装置1の組付け、特に軸受部分での組付けの際の作業性が低下することはない。この点については、ピニオン軸7をその他側で回転自在に支持する複列玉軸受25についても同様の作用効果を奏し得る。
【0063】
さらに、本発明の実施形態によれば、大きなスラスト荷重が働くピニオンギヤ6側の転がり軸受として、摩擦抵抗の小さい複列玉軸受10を用いたことで、従来用いていた円錐ころ軸受に比べて回転トルクが小さくなる。これにより、ディファレンシャル装置1の効率を向上させることができる。しかも、単列の玉軸受でなく、複列玉軸受10を用いたことにより、単列の玉軸受に比べて負荷容量を大きくすることができ、十分な支持剛性が得られる。
【0064】
加えて、複列玉軸受10として、一方列の玉群15、すなわちピニオンギヤ6側の玉群15のピッチ円直径D1を、他方列の玉群16のピッチ円直径D2に比べて大きくしたタンデム型の複列玉軸受10を用いたことにより、より大きなスラスト荷重が働くピニオンギヤ6側の玉群16における玉17の数を増加させることができ、大きな負荷に耐え得る。
【0065】
上記実施形態では、ピニオン軸7を支持する両側の軸受について複列玉軸受10,25を用いたがこれに限定されるものではなく、ピニオン軸7の軸部9をその一側で支持する軸受として複列玉軸受10を用い、他側で支持する軸受として、従来から用いられている単列の円錐ころ軸受としてもよい。
【0066】
この場合であっても、ディファレンシャル装置1の組付け、特に軸受部分での組付けの際の作業性が低下することはない。
【0067】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、軸支持用の複列玉軸受を、円錐ころ軸受を用いた場合と同様の取扱いで所定の装置に組付けることができるので、円錐ころ軸受を複列玉軸受に変更したことによる作業性の低下や、組付けの際の煩雑さを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態を示すディファレンシャル装置の全体構成を示す断面図である。
【図2】 同じく内輪側組品の拡大断面図である。
【図3】 同じく内輪側組品を外輪部材に組付ける際の拡大断面図である。
【図4】 同じく内輪側組品を外輪部材に組付けた際の拡大断面図である。
【図5】 同じく大径保持器の一側からの斜視図である。
【図6】 同じく大径保持器の他側からの斜視図である。
【図7】 同じく玉を保持した状態の保持器の一部断面図である。
【図8】 同じく玉を保持した状態の保持器の一部側面図である。
【図9】 同じく保持器の外径側からの平面図である。
【図10】 同じく保持器の内径側からの平面図である。
【図11】 従来例を示すディファレンシャル装置の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ディファレンシャル装置
3 フロントケース
4 リヤケース
7 ピニオン軸
9 軸部
10 複列玉軸受
11 外輪部材
15 一方列の玉群
16 他方列の玉群
19 大径保持器
20 小径保持器
21 内輪側組品
S1 大径側組品
S2 小径側組品[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an assembly that constitutes a double-row ball bearing used in, for example, a differential device mounted on a vehicle.And assembly method of apparatus using double row ball bearing assemblyAbout.
[0002]
[Prior art]
A conventional differential device includes one in which both sides (a head side and a tail side) of a pinion shaft are rotatably supported by a tapered roller bearing (for example, see Patent Document 1).
[0003]
The configuration of the conventional
[0004]
When assembling such a
(1)The
(2)The
(3)The
(4)The
(5)A
[0005]
In the
[0006]
[Patent Document 1]
JP 11-48805 (
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for example, even when the one side (
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The double row ball bearing assembly of the present invention includes a large diameter inner ring raceway surface, an inner ring member including a small diameter inner ring raceway surface formed at a position axially separated from the large diameter inner ring raceway surface, and a large diameter The retainer and the large-diameter retainer are held at circumferentially equidistant positions, and the large-diameter retainer is prevented from being pulled out radially outward by a retaining portion formed in the large-diameter retainer. A ball on the large-diameter track that is fitted to the inner ring raceway surface, a small-diameter retainer, and a retaining portion formed in the small-diameter retainer while being held in the circumferentially equidistant position by the small-diameter retainer. The ball on the small-diameter track side that is fitted to the small-diameter inner ring raceway surface after fitting the large-diameter side ball to the large-diameter inner ring raceway surface in a state that is prevented from being pulled out radially outward by A ball held by the small-diameter retainer is pulled out from the small-diameter inner ring raceway surface in the axial direction. A shoulder having a diameter larger than that of the small-diameter inner ring raceway surface is formed, and the large-diameter retainer and the small-diameter retainer each have a plurality of pockets for mounting and holding each ball. A large ring formed on the outer diameter side of the virtual cylindrical surface obtained by extending the pitch circle diameter of each pocket in the axial direction, and an inner diameter larger than the virtual cylindrical surface. A small ring portion formed on the side, and a plurality of bridging portions connecting several circumferential points of the large ring portion and the small ring portion, and the pocket is adjacent to the large ring portion in the circumferential direction 2 A combination of a substantially semicircular first recess formed by the two bridging portions and a substantially semicircular second recess formed by the two bridging portions adjacent to the small ring portion in the circumferential direction. The interval W3 of the opening edge on the outer diameter side of the first recess is equal to the interval W4 of the opening edge on the inner diameter side of the second recess. It is set in a smallIn addition, the outer peripheral surface of each bridging portion is connected to the large ring portion and is a plane along the axial direction, and a slope that is connected to the small ring portion and is reduced in diameter toward the small ring portion. Is formed continuously at the center in the axial direction of the bridging portion, and the joint portion is formed between the radially outer end portion of the inner surface of the first recess in the large ring portion and the inner surface of the second recess in the small ring portion. It is arranged on the outer diameter side of the virtual conical surface connecting the radially outer end portion with a straight line, and the inner peripheral surface of each bridging portion is connected to the small ring portion and a plane along the axial direction, and the large ring portion It is connected to the large ring portion and has a slope that is enlarged in diameter, and the flat surface and the slope are formed continuously at the center in the axial direction of the bridging portion. The radially inner end portion of the inner surface and the first in the small ring portion And is disposed on the inner diameter side than the virtual conical surface connecting the points radially inner end of the inner surface of the recess in a straight line.
[0009]
In the above configuration, the ball is fitted to the large-diameter inner ring raceway surface of the inner ring member with the ball assembled to the large-diameter cage, and the ball is assembled to the small-diameter inner ring of the inner ring raceway surface with the ball assembled to the small-diameter cage. By fitting to the raceway surface, a double row ball bearing assembly is obtained.
[0010]
When assembling a double row ball bearing using such a double row ball bearing assembly, for example, an outer ring member is assembled in advance on the inner surface of the housing, and the shaft is inserted into the inner ring member of the double row ball bearing assembly. In addition, the double-row ball bearing is adapted so that the ball held in the small-diameter retainer in the double-row ball bearing assembly is fitted to the small-diameter outer ring raceway surface of the outer ring member so that the shaft is inserted into the housing. The ball held by the large-diameter cage is assembled so as to fit the large-diameter outer ring raceway surface of the outer ring member.
[0011]
At this time, the balls in both rows in the double row ball bearing assembly are prevented from being pulled out in the radially outward direction and the axial direction, so that they can be easily handled as a single unit. It becomes possible to assemble the double row ball bearing assembly to the outer ring member in the same manner as in the case of using it.
[0012]
Further, the double row ball bearing assembly of the present invention prevents the ball on the large diameter raceway side held by the large diameter cage from being pulled out from the large diameter inner ring raceway surface in the inner ring member in the axial direction. Therefore, a retaining portion having a larger diameter than the large-diameter inner ring raceway surface is formed on a continuous surface between the large-diameter inner ring raceway surface and the small-diameter inner ring raceway surface.
[0013]
According to this configuration, the ball is prevented from being pulled out radially outward and axially by fitting the ball to the large diameter inner ring raceway surface of the inner ring member in a state where the ball is assembled to the large diameter cage. Therefore, without holding these balls using special means, fit the balls in the assembled state with the small-diameter cage into the small-diameter inner ring raceway surface of the inner ring raceway. Can be combined and assembled.
[0014]
Furthermore, the assembly for the double row ball bearing is axially connected to the inner ring member in a state where balls are held by the large diameter cage on a continuous surface between the large diameter inner ring raceway surface and the small diameter inner ring raceway surface. A slope for guiding the balls when assembled is formed.
[0015]
According to this configuration, the ball held by the large-diameter cage is smoothly guided toward the large-diameter inner ring raceway surface by being guided by the inclined surface, and can be fitted thereto.
[0016]
Depending on how the load is applied to the double-row ball bearing, both rows in the double-row ball bearing assembly are fitted to the large-diameter outer ring raceway surface and the small-diameter outer ring raceway surface of the outer ring member, respectively. In addition to setting the contact angles of the balls in both rows to be the same, it is desirable to set the contact angles to different angles.
Further, the method of assembling the apparatus using the double row ball bearing assembly according to the present invention is obtained by forcibly fitting a ball from the inner diameter side into the pocket of each cage for each of the large diameter cage and the small diameter cage. The large-diameter side assembly and the small-diameter side assembly are assembled so as to be fitted to the large-diameter inner ring raceway surface and the small-diameter inner ring raceway surface of the inner ring member, respectively. The small diameter side assembly is assembled from the small diameter side so that the large diameter side assembly is fitted to the large diameter outer ring raceway surface and the small diameter side assembly is fitted to the small diameter outer ring raceway surface.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the double row rolling bearing assembly according to the embodiment of the present invention is applied to a pinion shaft support bearing of a differential device attached to a vehicle.
[0018]
As shown in the overall sectional view of FIG. 1, the
[0019]
The
[0020]
One side of the
[0021]
[0022]
The double-
[0023]
That is, the double-
[0024]
As described above, the double-
[0025]
The double
[0026]
As shown in FIG. 2, the inner
[0027]
As shown in the figure, the
[0028]
The inner ring annular surface is formed on the large-diameter inner
[0029]
Of the
[0030]
Furthermore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4, in the double
[0031]
Thus, the
[0032]
Here, based on FIG. 5 thru | or FIG. 10, the structure of the
[0033]
As shown in the perspective views of FIGS. 5 and 6, the large-
[0034]
Then, as shown in FIG. 7, a large ring formed on the outer diameter side of the virtual cylindrical surface Y obtained by extending the pitch circle diameter of each pocket 86 (diameter of the circle connecting the centers of the pockets 86) in the axial direction.
[0035]
The
[0036]
In each of the two bridging
[0037]
On the outer peripheral surface of the bridging
[0038]
On the inner peripheral surface of the bridging
[0039]
As shown in FIGS. 9 and 10, the distance W3 between the opening edges C1 and C2 on the outer diameter side of the
[0040]
With the configuration as described above, in the large-
[0041]
As shown in FIG. 7, in the state where the center of the
[0042]
The
[0043]
An
[0044]
Further, the
[0045]
A shielding
[0046]
By screwing the
[0047]
In the
[0048]
Next, a method for assembling the
[0049]
The
[0050]
In the large-diameter side assembly S1, the diameter of the virtual circle connecting the inner peripheral surfaces of the
[0051]
The large-diameter side assembly S1 and the
[0052]
When the large-diameter side assembly S1 and the small-diameter side assembly S2 are assembled into the
[0053]
After the large-diameter side assembly S1 is assembled to the
[0054]
In this way, the assembly of the inner
[0055]
On the other hand, the
[0056]
Separately, the inner
[0057]
The
[0058]
At this time, the
[0059]
Next, the
[0060]
Thereafter, the shielding
[0061]
As described above, the double-
[0062]
Therefore, even when the tandem double-
[0063]
Furthermore, according to the embodiment of the present invention, the double
[0064]
In addition, as the double
[0065]
In the above embodiment, the double-
[0066]
Even in this case, workability at the time of assembling the
[0067]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, according to the present invention, the double-row ball bearing for shaft support can be assembled to a predetermined device in the same manner as when a tapered roller bearing is used. Therefore, it is possible to prevent deterioration in workability due to the change to the double-row ball bearing and the complexity during assembly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a differential apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the inner ring side assembly.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view when the inner ring side assembly is similarly assembled to the outer ring member.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view when the inner ring side assembly is similarly assembled to the outer ring member.
FIG. 5 is a perspective view from one side of the large-diameter retainer.
FIG. 6 is a perspective view of the large diameter cage from the other side.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the cage in a state where the ball is similarly held.
FIG. 8 is a partial side view of the cage in a state where the ball is similarly held.
FIG. 9 is a plan view similarly from the outer diameter side of the cage.
FIG. 10 is a plan view similarly from the inner diameter side of the cage.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a differential apparatus showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Differential equipment
3 Front case
4 Rear case
7 Pinion shaft
9 Shaft
10 Double row ball bearing
11 Outer ring member
15 Balls in one row
16 Balls in the other row
19 Large diameter cage
20 Small diameter cage
21 Inner ring side assembly
S1 Large diameter side assembly
S2 Small diameter side assembly
Claims (4)
大径内輪軌道面と、前記大径内輪軌道面に対して軸方向に離隔した位置に形成された小径内輪軌道面を含む内輪部材と、
大径保持器と、前記大径保持器に円周方向等配位置に保持されるとともに、該大径保持器に形成された抜止め部によって径方向外側に抜出るのを防止された状態で前記大径内輪軌道面に嵌合される大径軌道側の玉と、小径保持器と、前記小径保持器に円周方向等配位置に保持されるとともに、該小径保持器に形成された抜止め部によって径方向外側に抜出るのを防止された状態で、前記大径側の玉を前記大径内輪軌道面に嵌合した後に前記小径内輪軌道面に嵌合される小径軌道側の玉とを含み、
前記内輪部材に、前記小径保持器に保持された玉が前記小径内輪軌道面から軸方向に抜出るのを防止するための、前記小径内輪軌道面よりも大径の肩部が形成され、
前記大径保持器および小径保持器は、各玉を装着して保持するための複数のポケットが環体の円周数ヶ所に形成されるものであって、各ポケットのピッチ円径を軸方向に延長して得られる仮想円筒面よりも外径側に形成された大輪部と、前記仮想円筒面よりも内径側に形成された小輪部と、前記大輪部と前記小輪部との円周数ヶ所を連接する複数の架橋部とから形成され、
前記ポケットは、前記大輪部と周方向で隣り合う2つの前記架橋部で形成される略半円状の第1凹部と、前記小輪部と周方向で隣り合う2つの前記架橋部で形成される略半円状の第2凹部とを組み合わせて構成され、
前記第1凹部の外径側の開口縁の間隔W3は第2凹部の内径側の開口縁の間隔W4より小に設定されているとともに、
前記各架橋部の外周面は、前記大輪部につながるとともに軸方向に沿う平面と、前記小輪部につながるとともに該小輪部側ほど縮径する斜面とでなり、この平面と斜面とが架橋部の軸方向中央で連続して形成されており、その接合部を、前記大輪部における前記第1凹部の内面の径方向外端箇所と前記小輪部における前記第2凹部の内面の径方向外端箇所とを直線で結ぶ仮想円錐面よりも外径側に配置させ、
前記各架橋部の内周面は、前記小輪部につながるとともに軸方向に沿う平面と、前記大輪部につながるとともに該大輪部側ほど拡径する斜面とでなり、この平面と斜面とが架橋部の軸方向中央で連続して形成されており、その接合部を、前記大輪部における前記第1凹部の内面の径方向内端箇所と前記小輪部における前記第2凹部の内面の径方向内端箇所とを直線で結ぶ仮想円錐面よりも内径側に配置させている、ことを特徴とする複列玉軸受用組品。A double row ball bearing assembly assembled from an axial direction with respect to an outer ring member having a large diameter outer ring raceway surface and a small diameter outer ring raceway surface,
An inner ring member including a large-diameter inner ring raceway surface and a small-diameter inner ring raceway surface formed in a position axially separated from the large-diameter inner ring raceway surface;
A large-diameter retainer and a state where the large-diameter retainer is held at a circumferentially equidistant position and prevented from being pulled out radially outward by a retaining portion formed in the large-diameter retainer. A ball on the large-diameter track side that is fitted to the raceway surface of the large-diameter inner ring, a small-diameter retainer, and the small-diameter retainer are held in a circumferentially equidistant position, and are formed in the small-diameter retainer A ball on the small-diameter track side that is fitted to the small-diameter inner ring raceway surface after the large-diameter side ball is fitted to the large-diameter inner ring raceway surface in a state that is prevented from being pulled out radially outward by a stopper. Including
A shoulder having a diameter larger than that of the small-diameter inner ring raceway surface is formed on the inner ring member to prevent the balls held in the small-diameter retainer from being pulled out from the small-diameter inner ring raceway surface in an axial direction.
The large-diameter cage and the small-diameter cage are formed with a plurality of pockets for mounting and holding each ball at several places around the circumference of the ring, and the pitch circle diameter of each pocket is determined in the axial direction. A large ring portion formed on the outer diameter side of the virtual cylindrical surface obtained by extending to the inner ring, a small ring portion formed on the inner diameter side of the virtual cylindrical surface, and a circle of the large ring portion and the small ring portion It is formed from a plurality of bridging sections that connect several places,
The pocket is formed of a substantially semicircular first recess formed by the two bridging portions adjacent to the large ring portion in the circumferential direction, and two bridging portions adjacent to the small ring portion in the circumferential direction. And a substantially semicircular second recess,
The interval W3 of the opening edge on the outer diameter side of the first recess is set smaller than the interval W4 of the opening edge on the inner diameter side of the second recess ,
The outer peripheral surface of each bridging portion is composed of a plane that is connected to the large ring portion and extends in the axial direction, and a slope that is connected to the small ring portion and is reduced in diameter toward the small ring portion. Are formed continuously at the center in the axial direction of the portion, and the joint portion is radially outer end of the inner surface of the first recess in the large ring portion and the radial direction of the inner surface of the second recess in the small ring portion. Arranged on the outer diameter side of the virtual conical surface connecting the outer end portion with a straight line,
The inner peripheral surface of each bridging portion is a plane that is connected to the small ring portion and extends along the axial direction, and a slope that is connected to the large ring portion and has a diameter that increases toward the large ring portion. Are formed continuously at the center in the axial direction of the portion, and the joint portion is radially inward of the inner surface of the first recess in the large ring portion and the radial direction of the inner surface of the second recess in the small ring portion. An assembly for a double row ball bearing, wherein the assembly is arranged on the inner diameter side of a virtual conical surface connecting the inner end portion with a straight line .
前記内輪部材に、前記大径保持器に保持された大径軌道側の玉が前記大径内輪軌道面から軸方向に抜出るのを防止するための、前記大径内輪軌道面よりも大径の抜止め部が、前記大径内輪軌道面と小径内輪軌道面との間の連続面に形成された、ことを特徴とする複列玉軸受用組品。A double-row ball bearing assembly according to claim 1,
The inner ring member has a larger diameter than the large-diameter inner ring raceway surface for preventing the ball on the large-diameter raceway side held by the large-diameter cage from being pulled out from the large-diameter inner ring raceway surface in the axial direction. The double row ball bearing assembly is characterized in that a retaining portion is formed on a continuous surface between the large-diameter inner ring raceway surface and the small-diameter inner ring raceway surface.
前記大径内輪軌道面と小径内輪軌道面との間の連続面に、前記大径保持器に玉を保持した状態で前記内輪部材に軸方向から組込む際に、前記玉を案内するための斜面が形成された、ことを特徴とする複列玉軸受用組品。A double-row ball bearing assembly according to claim 1 or 2,
A slope for guiding the ball when it is assembled in the inner ring member from the axial direction in a state where the ball is held in the large-diameter retainer on a continuous surface between the large-diameter inner ring raceway surface and the small-diameter inner ring raceway surface. An assembly for a double row ball bearing, characterized in that is formed.
前記大径保持器および前記小径保持器のそれぞれについて各保持器のポケットに内径側から玉を無理嵌めして得られた大径側組品および小径側組品を、それぞれ、前記内輪部材の大径内輪軌道面、小径内輪軌道面に嵌合するように組み付け、
その後、この組み付けたものを、前記外輪部材の大径外輪軌道面に大径側組品が嵌合し、小径外輪軌道面に小径側組品が嵌合するように、小径側から組み込む、ことを特徴とする複列玉軸受用組品を用いる装置の組立方法。A method for assembling an apparatus using the double-row ball bearing assembly according to any one of claims 1 to 3,
For each of the large-diameter cage and the small-diameter cage, a large-diameter side assembly and a small-diameter side assembly obtained by forcibly fitting balls from the inner diameter side into pockets of the respective cages, respectively, Assemble the inner ring raceway surface and the small inner ring raceway surface,
After that, this assembly is assembled from the small diameter side so that the large diameter side assembly is fitted to the large diameter outer ring raceway surface of the outer ring member and the small diameter side assembly is fitted to the small diameter outer ring raceway surface. A method of assembling an apparatus using a double row ball bearing assembly characterized by the above.
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