JP5126678B2 - ころがり軸受 - Google Patents

Description

この発明はころがり軸受に関する。

特開２００５−６９４２１号公報 ＷＯ２００５／０４５２６９号公報 特開２００３−３１４５４１号公報

自動車用のギア式駆動伝達ユニットにおいては、その要所（例えば終減速装置部分をなすディファレンシャルギア装置）に円錐ころ軸受が採用されている（特許文献１，２）。円錐ころ軸受は、コンパクトでありながら大容量で使用可能な利点があり、また、ギア噛み合いによる衝撃荷重への耐久性にも優れている利点がある。一方、上記終減速装置部分は、円錐ころ軸受に代えて複列玉軸受を採用したものもある（特許文献３）。

例えば、円錐ころ軸受は、軸受の回転によって生じるポンプ作用によって、潤滑油を小径側（第一端側）から内外輪間の転動体保持空間に吸い込み、大径側（第二端側）から流出するようになっている。しかし、この潤滑油の吸い込み量が多すぎたり、あるいは大径側からの流出が阻害されたりすると、転動体保持空間に滞留する潤滑油量が過剰となり、転動体による潤滑油の撹拌抵抗が大きくなって軸受の回転トルクが増大し、駆動ｄ年経つユニットの効率が低下して車両の燃費を悪化させる問題がある。このようなこの問題を解決するため、例えば特許文献１及び２には、アキシャル方向における保持器の第一端側端部を内輪（小鍔部）の外周面の対応する端部に向けて曲げ返すことにより、潤滑油の流入を規制するギャップを形成した軸受が提案されている。

ところで、軸受の保持器はプレス加工や加締めといった塑性加工を主体に製造され、また組み立てられるものであり、ギャップ形成面に対して仕上げ精度の期待できる研磨等が一般には適用されない。また、軸受の内外輪間には一定量の内部すきま（遊び）が形成されており、転動体を不要に拘束しないように、保持器も該内部すきまの範囲内で可動に配置されているから、軸受の回転中は保持器も内外輪間で振れ回りすることになる。上記従来の軸受の構成において、内輪（小鍔部）の外周面と保持器との間に潤滑油の流入を規制するギャップを形成する場合、保持器側ギャップの間隔は、ギャップ形成面の仕上げ精度の不足と回転時の振れ回りとを考慮して必要以上に大きく設定せざるを得ない事情がある。その結果、該ギャップによる軸受内部への油流入規制効果は思ったほど期待できず、また、ギャップを介した軸受内部への流入油量にもばらつきを生じやすい欠点がある。

本発明の課題は、ギャップ形成により軸受内部への油流入規制効果を高めつつ、当該ギャップでの摩擦剪断抵抗に起因したトルク増加を効果的に抑制でき、軸受内部への油流入量のばらつきも大幅に抑制できるころがり軸受を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記の課題を解決するために、本発明のころがり軸受は、
ラジアル方向に対向配置された外輪及び内輪と、それら外輪と内輪との間の環状の転動体保持空間にて回転周方向に複数配置された転動体とを備え、
アキシャル方向における予め定められた一方の端を第一端として、外輪及び内輪には、アキシャル方向にて各々転動体の軌道面よりも第一端側に延出する外輪側延出部及び内輪側延出部がそれぞれ形成され、
外輪側延出部の内周面には、ラジアル方向内向きに突出する周方向の外輪側フランジ部が、該外輪側延出部のアキシャル方向における第一端側端面から当該アキシャル方向にて一定深さオフセットした位置に設けられ、該外輪側フランジ部の内周面と内輪側延出部の外周面との間に軌道輪側ギャップが形成されてなることを特徴とする。

上記本発明のころがり軸受では、外輪及び内輪のアキシャル方向における第一端側に内輪側延出部及び外輪側延出部を設け、その外輪側延出部の内周面に形成した外輪側フランジ部の内周面と、内輪側延出部の外周面との間に軌道輪側ギャップを形成する。該軌道輪側ギャップは、第一端側から転動体保持空間への潤滑油の流入量を調整ないし規制する役割を果たす。本発明者が検討したところ、ころがり軸受に軌道輪側ギャップを形成する場合、軸受内部への流入油量は軌道輪側ギャップの間隔（ラジアル方向）の影響をより大きく受け、ギャップに保持される油の撹拌剪断抵抗はギャップ幅（アキシャル方向）の影響をより大きく受けることがわかった。そこで、本発明においては、外輪側フランジ部を第一端側端面からオフセットさせることで、軌道輪側ギャップのアキシャル方向幅を決める外輪側フランジ部の厚み（内周面幅）を縮小でき、軌道輪側ギャップに保持される油量ひいてはその撹拌剪断抵抗を縮小しつつ、軌道輪側ギャップ間隔の調整により軸受内部への油流入規制効果も問題なく達成できる。

内輪側延出部の外周面には、当該外周面のアキシャル方向における第一端側端部をなし外輪側フランジ部の内周面と対向して軌道輪側ギャップを形成する第一部分と、アキシャル方向軸受内部側において該第一部分に続く形で該第一部分よりも径大に形成された第二部分とを形成できる。そして、それら第一部分と第二部分とをラジアル方向にて階段状につなぐ段部面を、アキシャル方向にて外輪側フランジ部の軸受内側に位置する側周面先端部と対向させることにより補助ギャップを形成することができる。ラジアル方向の軌道輪側ギャップに続く形でアキシャル方向の補助ギャップを形成することで、油流入を規制するギャップが全体として階段状に形成されることになり、軸受外部からの異物等が転動体保持空間へ侵入する効果を高めることができる。

この場合、上記の補助ギャップは軌道輪側ギャップよりも小さく形成することが望ましい。軌道輪側ギャップは、前述のごとく外輪側フランジ部のオフセットによりアキシャル方向幅が縮小され、ギャップ内面での摩擦剪断抵抗ひいては軸受の回転トルクを低減できる一方、補助ギャップについては、軌道輪側ギャップよりも間隔を狭くすることで油流入規制効果を高めることができる。また、軌道輪側ギャップは対向方向がラジアル方向となるのに対し、補助ギャップは対向方向がアキシャル方向となるから、軌道輪側ギャップのアキシャル方向内側の延長上に形成する補助ギャップのギャップ間隔を縮小することで、補助ギャップに保持される油量を縮小でき、撹拌剪断抵抗ひいては軸受回転トルクの増加を小さく留めることができる。

次に、転動体保持空間には、転動体をそれぞれ転動可能に収容保持する複数個のポケット部が周方向に形成された保持器を配置することができる。アキシャル方向における該保持器の第一端側の側縁には内輪側延出部の外周面に向けてラジアル方向内向きに突出する保持器側フランジ部を形成でき、当該保持器側フランジ部の内周面と内輪側延出部の外周面との間に保持器側ギャップを形成することができる。軌道輪側ギャップと保持器側ギャップとを組み合わせることにより、転動体側への油流入量の調整をよりきめ細かく行なうことができる。例えば、軸受自体への潤滑油供給量が相当大きい場合にあっても、軌道輪側ギャップと保持器側ギャップとの併用により、転動体側への過度な油流入を抑制することができる。また、転動体と軌道輪側フランジ部との間に保持器側フランジ部が介在することで、保持器側フランジ部と転動体との間に形成される油溜まり空間が拡張され、転動体に供給される油流入量の変動をさらに小さくすることができる。

この場合、軌道輪側フランジ部の内周面のアキシャル方向幅は、保持器側フランジ部の内周面のアキシャル方向幅よりも小さく設定することが望ましい。これにより、保持器側フランジ部は、油流入量の規制効果を補助的に高めつつも、そのアキシャル方向幅が軌道輪側フランジ部よりも縮小されることで、保持器側のギャップに保持される油量を削減でき、撹拌剪断抵抗ひいては軸受回転トルクの増加を抑制することができる。

外輪側フランジ部の内周面は切削仕上げ面として形成できる。多数のポケットを有した薄肉の保持器は打抜き加工により製造されるので、特許文献１ないし２に開示された保持器によるギャップ形成方式では、保持器側のギャップ形成面も形成精度が粗い打抜面となり（具体的には面平滑性や円筒度の劣化、バリの残留など）、保持器と内輪との干渉防止の観点から、保持器と内輪との間に形成するギャップの間隔は必要以上に大きく設定せざるを得なかった。しかし、本発明においては、鍛造及び切削により外輪の一部として一体形成できる外輪側フランジ部を用いてギャップ形成するので、当該外輪側フランジ部の内周面を形成精度の良好な切削面とすることにより、軌道輪ギャップの間隔をより縮小でき、油流入規制効果が向上するとともに軸受個体間でのばらつきも縮小できる。

また、軸受の回転トルクの過度な上昇を回避しつつ、軸受外部からの異物等が転動体保持空間へ侵入するのを抑制するために、軌道輪側ギャップをラビリンスシールとして形成することが望ましい。

外輪側フランジ部のアキシャル方向における第一端側の側周面と、該第一端側における外輪側延出部の内周面端部とにより、外輪の第一端側端面には周方向の座ぐり状の凹部を形成することができる。この凹部は、軌道輪側ギャップへの潤滑油滞留部として機能させることができるので、軸受第一端側への潤滑油供給量に仮に変動が生じても該凹部に潤滑油をプールすることで、軌道輪側ギャップへの潤滑油供給量を安定化できる。

外輪側フランジ部は、ラジアル方向において内周面側よりも外輪側延出部と接続する基端側にてアキシャル方向厚さが大きくなるように形成することができる。このようにすると、外輪側フランジ部は、内周面側を薄肉化しても基端側で十分な肉厚を確保することができ、機械的な剛性を高めることができる。例えば、外輪側フランジ部は、アキシャル方向において軸受外側に位置する側周面を階段状とし、軸受内側に位置するの側周面を平坦とする形で、基端側から内周面に向けてアキシャル方向厚さを段階的に減ずる形で形成することができる。

本発明のころがり軸受は円錐ころ軸受として構成することができる。具体的には、外輪の内周面及び内輪の外周面に、それぞれアキシャル方向の第一端側から第二端側に向けて拡径する円錐軌道面が形成され、それら円錐軌道面の間に転動体として円錐ころを配置した構成となる。このような構成の円錐ころ軸受は、前述のポンプ作用により、アキシャル方向の第一端側から転動体配置空間に潤滑油を吸い込む作用が強く、撹拌抵抗増大につながる前述の潤滑油過剰状態を招来しやすい。しかし、本発明の適用により、第一端側に軌道輪側ギャップ（さらには保持器側ギャップ）を形成することで、このような不具合を効果的に抑制することができる。他方、本発明のころがり軸受は玉軸受として構成することもできる。この場合、転動体は玉であり、外輪の内周面及び内輪の外周面に、当該玉が係合する湾曲断面形態の転動面をそれぞれ形成することができる。また、転動面と、これに係合する玉とがアキシャル方向にて複列に設けられた複列玉軸受として構成することも可能である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の適用対象の１つとなるディファレンシャルギア装置の内部構造を示すものである。該ディファレンシャルギア装置３はＦＲ（前方エンジン後輪駆動）方式の自動車において、そのトランスミッションユニットの終減速装置部分に適用されるもので、前後に長いプロペラシャフト１を介して車両前方（図１では右側）に搭載されるエンジン（図示せず）からの動力が、該ディファレンシャルギア装置３を経てドライブシャフト２へ伝えられ、左右の後輪（駆動輪；図示せず）を回転させるようになっている。プロペラシャフト１の回転はコンパニオンフランジ３８を介してピニオン軸３１（後述の液体潤滑機構３０に含まれる部材である）に伝達される。該ピニオン軸３１は、ケース３４内にて一対の円錐ころ軸受１０，２０により支持されている。

これら円錐ころ軸受１０，２０は、第一端側（軌道面の小径側）がアキシャル方向に対向する形で、該ピニオン軸３１に外嵌される円筒状のスペーサ３９を介し一定の対向距離をもってピニオン軸３１上に取り付けられている。内輪１１，２１はピニオン軸３１と一体回転する一方、外輪１２，２２はケース３４内の軸受ハウジング部３５に非回転に固定される。

円錐ころ軸受１０，２０は、いずれも本発明のころがり軸受として構成され、軸受寸法が相違する点を除き同一の構成を有するものである。図２に示すように、いずれも、ラジアル方向に対向配置された外輪１２，２２及び内輪１１，２１と、それら外輪１２，２２と内輪１１，２１との間の環状の転動体保持空間にて回転周方向に複数配置された転動体としての円錐ころ１３，２３とを備える。外輪１２，２２の内周面及び内輪１１，２１の外周面には、それぞれアキシャル方向の第一端側から第二端側に向けて拡径する円錐軌道面が形成され、それら円錐軌道面の間に円錐ころ１３，２３が配置される。

内輪１１，２１の内周面には、円錐軌道面のアキシャル方向における第二端側に隣接する形で、円錐ころ１３，２３のアキシャル方向における当該第二端側の位置を規制する周方向の大鍔部１１ｂ，２１ｂが突出形成されている。また、円錐軌道面のアキシャル方向における第一端側に隣接する形で、円錐ころ１３，２３のアキシャル方向における当該第一端側の位置を規制する周方向の小鍔部１１ｓ，２１ｓが突出形成されている。内輪１１，２１及び外輪１２，２２は鋼材の鍛造及び切削加工により成型される。

他方、各転動体保持空間には、円錐ころ１３，２３をそれぞれ転動可能に収容保持する複数個のポケット部２４ｐが周方向に形成された保持器１４，２４が配置されている。保持器１４，２４は、鋼板を素材として外形及びポケット部２４ｐを打抜形成し、さらに、後述の保持器側フランジ部１４ａ，２４ａの曲げ返しを含めて、アキシャル方向への絞り形態のプレス加工を施すことにより成型され、外面切削はなされない。

円錐ころ軸受１０，２０の外輪１２，２２及び内輪１１，２１には、アキシャル方向にて各々転動体１３，２３の軌道面よりも第一端側に延出する外輪側延出部１２ｅ，２２ｅ及び内輪側延出部１１ｅ，２１ｅがそれぞれ形成されている。また、外輪側延出部１２ｅ，２２ｅの内周面には、ラジアル方向内向きに突出する周方向の外輪側フランジ部１２ａ，２２ａが、該外輪側延出部１２ｅ，２２ｅのアキシャル方向における第一端側端面から当該アキシャル方向にて一定深さオフセットした位置に設けられ、該外輪側フランジ部１２ａ，２２ａの内周面と内輪側延出部１１ｅ，２１ｅの外周面との間に軌道輪側ギャップＡ，Ｃが形成されている。また、保持器２４の第一端側の側縁には内輪側延出部１１ｅ，２１ｅの外周面に向けてラジアル方向内向きに突出する保持器側フランジ部１４ａ，２４ａが形成され、当該保持器側フランジ部１４ａ，２４ａの内周面と内輪小鍔部１１ｓ，２１ｓの外周面との間に保持器側ギャップＢ，Ｄが形成されている。

図１に戻り、ピニオン軸３１上の円錐ころ軸受１０，２０には、液体潤滑機構３０により、各々上記第一端側から各転動体保持空間に潤滑油Ｌが供給される。液体潤滑機構３０は、上記ピニオン軸３１と、その一端に一体回転可能に取り付けられたピニオンギア３２と、下縁部がディファレンシャルケース３４内の潤滑油Ｌ中に浸漬されるとともに上記ピニオンギア３２と噛合して回転駆動され、潤滑油Ｌを跳ね上げるリングギア３３とを備える。

また、ピニオン軸３１の他端には、プロペラシャフト１とピニオン軸３１とを連結するコンパニオンフランジ３８（連結継手）が、ピニオン軸３１に対し対応する端面から軸線方向にねじ込まれるナット３８ａにより締結結合されている。また、軸受ハウジング部３５の内周面とコンパニオンフランジ３８との間には摺動型のオイルシール３６が介挿されている。さらに、コンパニオンフランジ３８には該オイルシール３６を覆う環状のデフレクタ３７（保護部材）が一体回転可能に固定されている。

リングギア３３で跳ね上げられた潤滑油Ｌは、軸受ハウジング部３５の内壁面に沿う給油路３５ａを通り、一対の円錐ころ軸受１０，２０に対して内輪１１，２１のアキシャル方向における第一端側から供給される。各円錐ころ軸受１０，２０において第一端側から供給された潤滑油Ｌは、円錐ころ１３，２３の回転に伴い発生するポンプ作用により転動面に沿って軸受内にらせん状に引き込まれ、各々第二端側から排出される。

このときの、軌道輪側ギャップＡ，Ｃ及び保持器側ギャップＢ，Ｄの作用・効果については、円錐ころ軸受１０，２０について全く同じであるので、以下、リングギア３３に近い側の円錐ころ軸受２０で代表させて説明する。図３は、その拡大図である。外輪側フランジ部２２ａの内周面と、内輪側延出部２１ｅの外周面との間に形成された軌道輪側ギャップＣは、第一端側から転動体保持空間への潤滑油Ｌの流入量を調整ないし規制する役割を果たす。そして、この軌道輪側ギャップＣを形成する外輪側フランジ部２２ａは、外輪側延出部２２ｅのアキシャル方向における第一端側端面から一定深さｄだけオフセットした位置に設けられる。軸受の回転トルクの過度な上昇を回避しつつ、軸受外部からの異物等が転動体保持空間へ侵入するのを抑制するために、軌道輪側ギャップＣはラビリンスシールを形成している。

外輪側フランジ部２２ａは、鍛造及び切削により外輪２２の一部として、外輪周方向に沿って連続環状に一体形成されている。当該フランジ部２２ｅの内周面は、内輪側延出部２１ｅの外周面とともに、形成精度が良好な切削面とされている。そして、外輪側フランジ部２２ａのアキシャル方向における第一端側の側周面と、該第一端側における外輪側延出部２２ｅの内周面端部とにより、外輪２２の第一端側端面には周方向の座ぐり状の凹部２５が形成されている。

内輪側延出部２１ｅの外周面は、当該外周面のアキシャル方向における第一端側端部を形成するとともに、外輪側フランジ部２２ａの内周面と対向して軌道輪側ギャップＣを形成する第一部分と、アキシャル方向軸受内部側において該第一部分に続く形で該第一部分よりも径大に形成された第二部分とからなる。具体的には、小鍔部２１ｓの外周面が第二部分とされ、内輪側延出部２１ｅの、アキシャル方向にて小鍔部２１ｓよりも第一端に近い側（軸受外側）に位置する部分の外周面が第一部分をなす。

そして、上記第一部分と第二部分とは段部面によりラジアル方向にて階段状に接続され、外輪側フランジ部２２ａの軸受内側に位置する側周面先端部がアキシャル方向にて該段部面と対向することにより、補助ギャップＦが形成されている。補助ギャップＦの間隔（アキシャル方向）λは、軌道輪側ギャップＣの間隔（ラジアル方向）ｇ１よりも小さく設定されている。また、保持器側フランジ部２４ａの内周面は、小鍔部２１ｓの外周面（第二部分）と対向することで保持器側ギャップＤを形成している。軌道輪側フランジ部の内周面のアキシャル方向幅ｔ１は、保持器側フランジ部の内周面のアキシャル方向幅ｔ２よりも小さく設定されている。さらに、外輪側フランジ部２２ａの、アキシャル方向にて軸受外側に位置する側周面と上記段部面とのアキシャル方向距離μは、外輪側フランジ部２２ａの内周面及び保持器側フランジ部２４ａの内周面の各アキシャル方向幅ｔ１，ｔ２のいずれよりも小さく設定されている。

軌道輪側ギャップＣの間隔（ラジアル方向）ｇ１は、例えば０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ（例えば、０．６３ｍｍ）以下である。また、補助ギャップＦの間隔（アキシャル方向）λは、例えば０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下（例えば、０．４ｍｍ）である。それぞれλ＜ｇ１となるように上記数値範囲内で適宜設定される。また、保持器側フランジ部２２ａの先端部と、小鍔部２１ｓとのラジアル方向のオーバーラップ量εは０．６ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。

軌道輪側ギャップＣは、そのアキシャル方向間隔ｇ１が小さいほど潤滑油Ｌの通過断面積が縮小する。従って、アキシャル方向間隔ｇ１を適度に小さく設定することで、軌道輪側ギャップＣにおける潤滑油Ｌの流入規制効果を高めることができる。一方、外輪側フランジ部２２ａの内周面（つまり、軌道輪側ギャップＣのアキシャル方向幅）のアキシャル方向幅ｔ１は、極度に大きくなると軌道輪側ギャップＣに保持される潤滑油Ｌの量が大きくなり、潤滑油Ｌの撹拌剪断抵抗が増加して軸受の回転トルクが大きくなることにつながる。

しかし、本実施形態においては、軌道輪側ギャップＣを形成する外輪側フランジ部２２ａの厚み（図３では外輪側フランジ部２２ａの厚みはラジアル方向にほぼ一定とされており、内周面幅ｔ１と一致する）が、第一端側端面からの外輪側フランジ部２２ａのオフセット深さｄにより縮小方向に調整されている。すなわち、軌道輪側ギャップＣのアキシャル方向幅ｔ１が削減され、軌道輪側ギャップＣでの潤滑油Ｌの撹拌剪断抵抗ひいては軸受回転トルクが縮小するとともに、軌道輪側ギャップＣの間隔ｇ１の調整により軸受内部への潤滑油Ｌの流入規制効果も問題なく達成されている。また、軌道輪側ギャップＣに補助ギャップＦを組み合わせ、ギャップ全体を階段状に形成することで、内外輪２２，２３間のシール性（特に、異物等の侵入遮断性）が向上する。

そして、補助ギャップＦの間隔λが軌道輪側ギャップＣの間隔ｇ１よりも小さく設定されていることで、次のような効果が達成されている。すなわち、軌道輪側ギャップＣは、前述のごとく外輪側フランジ部２２ａのオフセットによりアキシャル方向幅ｔ１が縮小され、ギャップＣび内面での摩擦剪断抵抗ひいては軸受の回転トルクが低減されている。他方、補助ギャップＦについては、軌道輪側ギャップＣよりも間隔を狭くすることで油流入規制効果を高められている。そして、軌道輪側ギャップＣのアキシャル方向内側の延長上に形成する補助ギャップＦの間隔λを縮小することで、補助ギャップＦに保持される油量を縮小でき、撹拌剪断抵抗ひいては軸受回転トルクの増加が抑制されている。

さらに、軌道輪側ギャップＣと保持器側ギャップＤとを組み合わせることにより、転動体２３側への油流入量の調整をよりきめ細かく行なうことができる。例えば、軸受自体への潤滑油供給量が相当大きい場合にあっても、軌道輪側ギャップＣと保持器側ギャップＤとの併用により、転動体２３側への過度な油流入を抑制することができる。そして、本実施形態では、保持器側フランジ部２４ａは、内周面のアキシャル方向幅ｔ２が軌道輪側フランジ部２２ａの内周面のアキシャル方向幅ｔ１よりも大きく設定されているので、軌道輪側ギャップＣと協働して油流入量の規制効果を補助的に高めつつも、油流入口側の保持器側ギャップＤに保持される油量は縮小され、撹拌剪断抵抗ひいては軸受回転トルクの増加抑制に寄与している。例えば、保持器フランジ部２４ａのアキシャル方向幅ｔ２は１．５〜２．０ｍｍに、軌道輪側フランジ２２ａのアキシャル方向幅ｔ１は０．８〜１．４ｍｍに設定される。

外輪側フランジ部２２ａの内周面は、内輪側延出部２１ｅの外周面とともに、形成精度が良好な切削面とされているので、軌道輪ギャップＣの間隔ｇ１をより縮小でき、油流入規制効果が向上する。また、間隔ｇ１の軸受個体間でのばらつきも抑制される。さらに、保持器側ギャップＤは、転動体保持空間内での保持器２４のラジアル方向への遊びにより間隔ｇ２が変動しやすいのに対し、軌道輪側ギャップＣを形成する内輪側延出部２１ｅの外周面は、内輪２２と外輪２１とが転動体２３を介してアキシャル方向に予圧付与した形で組みつけられていることとも相俟って、ラジアル方向における位置が一定である。その結果、軌道輪側ギャップＣの間隔ｇ１は軸受回転中もほとんど変動せず、潤滑油Ｌの供給量を安定に保つことができる。

また、外輪側フランジ部２２ａに凹部２５が形成されているので、軌道輪側ギャップＣへの潤滑油滞留部として機能し、液体潤滑機構３０（図１）による軸受第一端側への潤滑油Ｌの供給量に変動が生じても、該凹部２５に一定量の潤滑油Ｌが保持され、軌道輪側ギャップＣを通過する潤滑油量の変動抑制に寄与する。

また、外輪側フランジ部２２ａの、アキシャル方向にて軸受外側に位置する側周面と上記段部面とのアキシャル方向距離μは、外輪側フランジ部２２ａの内周面及び保持器側フランジ部２４ａの内周面の各アキシャル方向幅ｔ１，ｔ２のいずれよりも小さく設定されているので、軌道輪側ギャップＣ及び補助ギャップＦを通過した潤滑油を保持器側ギャップＤに速やかに導くことができる。また、外輪側フランジ部２２ａとの保持器２４との間の空間に余分な潤滑油が滞留しにくくなるので、転動体２３による潤滑油の撹拌抵抗を低減する効果がさらに高められている。

以下、本発明のころがり軸受の実施形態にかかる円錐ころ軸受２０の、種々の変形態様について説明する。図４は、外輪側フランジ部２２ａの、軸受内側の側周面のアキシャル方向位置を変えず、軸受外側の側周面の、外輪２２の第一端側端面からのオフセット深さ（つまり、凹部２５の深さ）を、図３での値ｄから、それよりも小さいｄ’に変更した態様を示すものである。これにより、外輪側フランジ部２２ａのアキシャル方向厚さ（ひいては軌道輪側ギャップＣのアキシャル方向幅）ｔ１が図３よりも大きくなっている。

図５の構成では、内輪側延出部２１ｅの外周面が、軌道輪側ギャップＣを形成する部分と保持器側ギャップＤを形成する部分とが同一外径となる連続円筒面として形成されている。従って、図３において形成されていた補助ギャップＦは省略された形となっている。内輪側軌道面の第一端側縁は該連続円筒面よりも小径となることでラジアル方向に凹状に没し、小鍔部２１ｓが形成されている。軌道輪側ギャップＣを通過した潤滑油は、アキシャル方向に直進させる形で保持器側ギャップＤに速やかに導かれるので、外輪側フランジ部２２ａと保持器２４との間の空間（油溜まり空間）２８に余分な潤滑油が滞留しにくくなり、転動体２３による潤滑油の撹拌抵抗を低減する効果が高められている。図５においては、軌道輪側ギャップＣの出口を保持器側ギャップＤの入口に接近させて上記効果をさらに高めるため、外輪側フランジ部２２ａの、アキシャル方向にて軸受内側に位置する側周面と、これと対向する保持器側フランジ部２４ａの側周面とのアキシャル方向距離νを、外輪側フランジ部２２ａの内周面（軌道輪側ギャップＣ）及び保持器側フランジ部２４ａの内周面（保持器側ギャップＤ）の各アキシャル方向幅ｔ１，ｔ２のいずれよりも小さく設定している。

図６の構成は、外輪側フランジ部２２ａの、軸受外側の側周面のアキシャル方向位置（つまり、外輪２２の第一端側端面からのオフセット深さｄ）を変えず、外輪側フランジ部２２ａの厚さｔ１を、図５よりも小さくなるように変更した態様を示すものである。また、内輪側軌道面の第一端側縁が内輪側延出部２１ｅのに対して同径にて接続し、小鍔部が省略された形となっている。軌道輪側ギャップＣのアキシャル方向幅ｔ１は図３よりも縮小され、軌道輪側ギャップＣでの潤滑油の撹拌剪断抵抗が減少する。そして、外輪側フランジ部２２ａの、アキシャル方向にて軸受内側に位置する側周面は、これと対向する保持器側フランジ部２４ａの側周面から遠ざかり、油溜まり空間２８が拡大する。軸受２０に対する液体潤滑機構からの潤滑油の供給量が比較的小さくムラも大きい場合に、その均一化を図る上で有効である。前述のνの値は、外輪側フランジ部２２ａの内周面（軌道輪側ギャップＣ）のアキシャル方向幅ｔ１よりも小さくなっている。

図７は、図１の構成において、外輪側フランジ部２２ａを、ラジアル方向における内周面側のアキシャル方向厚さ（ｔ１）よりも外輪側延出部２２ｅと接続する基端側でのアキシャル方向厚さ（ｔｂ）が大きくなるように形成した例である。このようにすると、外輪側フランジ部２２ａは、内周面側を薄肉化しても基端側で十分な肉厚を確保することができ、機械的な剛性を高めることができる。図７においては、外輪側フランジ部２２ａは、アキシャル方向において軸受外側に位置する側周面が階段状とされ、軸受内側に位置するの側周面を平坦とする形で、基端側から内周面に向けてアキシャル方向厚さを段階的に減ずる形で形成している。ただし、軸受外側に位置する側周面をテーパ面（円錐面ないし凹状湾曲面）とすることにより、基端側から内周面に向けて外輪側フランジ部２２ａのアキシャル方向厚さを連続的に減ずる形態を採用することも可能である。

また、本発明のころがり軸受は玉軸受として構成することもできる。図８は、図１の構成における円錐ころ軸受１０，２０を玉軸受１１０，１２０で置き換えた態様の要部を示すものである（図１と共通する要素には同一の符号を付与し詳細な説明を略する。玉軸受１１０，１２０において転動体１１３，１２３は玉であり、外輪１１２，１２２の内周面及び内輪１１１，１２１の外周面に、当該玉１１３，１２３が係合する湾曲断面形態の転動面がそれぞれ形成されている。玉軸受１１０，１２０において、転動面及びこれに係合する玉列はいずれもアキシャル方向にて複列に設けられ、複列玉軸受として構成されている。

図９は、玉軸受１２０を拡大して示すもので、アキシャル方向における第二端側の玉列１２３（Ａ）のピッチ円径が第一端側の玉列１２３（Ｂ）のピッチ円径よりも大きく設定され、各玉列に対応する軌道面が外輪２２の内周面及び内輪２１の外周面に、ラジアル方向の互いに異なる位置に形成されている。また、第一端側の玉列１２３（Ｂ）の保持器１２４（Ｂ）と第二端側の玉列１２３（Ａ）の保持器１２４（Ａ）とはアキシャル方向に分離して設けられている。図１〜図７の円錐ころ軸受２０と同様に、外輪１２２及び内輪１２１には、アキシャル方向にて各々第一端側の玉列１２３（Ｂ）の軌道面よりも第一端側に延出する外輪側延出部１２２ｅ及び内輪側延出部１２１ｅがそれぞれ形成されている。また、外輪側延出部１２２ｅの内周面には、ラジアル方向内向きに突出する周方向の外輪側フランジ部１２２ａが、該外輪側延出部１２２ｅのアキシャル方向における第一端側端面から当該アキシャル方向にて一定深さｄだけオフセットした位置に設けられ、該外輪側フランジ部１２２ａの内周面と内輪側延出部１２１ｅの外周面との間に軌道輪側ギャップＣが形成されている。そして、第一端側の玉列１２３（Ｂ）の保持器１２４（Ｂ）に形成された保持器側フランジ部１２４ａが保持器側ギャップＤを形成している。

本発明の適用対象となるディファレンシャルギア装置の一例を示す要部断面図。 図１の軸受部分を拡大して示す半断面図。 本発明のころがり軸受の一実施例をなす、図２の一方の円錐ころ軸受を拡大して示す半断面図。 図３の円錐ころ軸受の第一変形例を示す半断面図。 同じく第二変形例を示す半断面図。 同じく第三変形例を示す半断面図。 同じく第四変形例を示す半断面図。 円錐ころ軸受を玉軸受で置換したディファレンシャルギア装置の要部断面図。 本発明のころがり軸受の一実施例をなす、図８の一方の玉軸受を拡大して示す半断面図。

符号の説明

１０，２０ 円錐ころ軸受（ころがり軸受）
１１，２１ 内輪
１１ｅ，２１ｅ 内輪側延出部
１２，２２ 外輪
１２ｅ，２２ｅ 外輪側延出部
１２ａ，２２ａ 外輪側フランジ部
１３，２３ 円錐ころ（転動体）
Ａ，Ｃ 軌道輪側ギャップ
１４，２４ 保持器
１４ａ，２４ａ 保持器側フランジ部
Ｄ 保持器側ギャップ
Ｆ 補助ギャップ
１１０，１２０ 玉軸受（ころがり軸受）
１１１，１２１ 内輪
１１１ｅ，１２１ｅ 内輪側延出部
１１２，１２２ 外輪
１１２ｅ，１２２ｅ 外輪側延出部
１１２ａ，１２２ａ 外輪側フランジ部
１１３，１２３ 玉（転動体）
１１４，１２４ 保持器
１１４ａ，１２４ａ 保持器側フランジ部

Claims (3)

1. ラジアル方向に対向配置された外輪及び内輪と、それら外輪と内輪との間の環状の転動体保持空間にて回転周方向に複数配置された転動体とを備え、
   アキシャル方向における予め定められた一方の端を第一端として、前記外輪及び前記内輪には、アキシャル方向にて各々前記転動体の軌道面よりも前記第一端側に延出する外輪側延出部及び内輪側延出部がそれぞれ形成され、
   前記外輪側延出部の内周面には、ラジアル方向内向きに突出する周方向の外輪側フランジ部が、該外輪側延出部の前記アキシャル方向における第一端側端面から当該アキシャル方向にて一定深さオフセットした位置に設けられ、該外輪側フランジ部の内周面と前記内輪側延出部の外周面との間に軌道輪側ギャップが形成されてなることを特徴とするころがり軸受。
2. 前記内輪側延出部の外周面は、当該外周面のアキシャル方向における第一端側端部をなし前記外輪側フランジ部の前記内周面と対向して前記軌道輪側ギャップを形成する第一部分と、アキシャル方向軸受内部側において該第一部分に続く形で該第一部分よりも径大に形成された第二部分とを有し、それら第一部分と第二部分とをラジアル方向にて階段状につなぐ段部面が、アキシャル方向にて前記外輪側フランジ部の軸受内側に位置する側周面先端部と対向して、前記軌道輪側ギャップよりも小さい補助ギャップを形成してなる請求項１記載のころがり軸受。
3. 前記転動体保持空間に、前記転動体をそれぞれ転動可能に収容保持する複数個のポケット部が周方向に形成された保持器が配置され、アキシャル方向における該保持器の前記第一端側の側縁には前記内輪側延出部の外周面に向けてラジアル方向内向きに突出する保持器側フランジ部が形成され、当該保持器側フランジ部の内周面と前記内輪側延出部の外周面との間に保持器側ギャップが形成され、
   前記軌道輪側フランジ部の内周面のアキシャル方向幅を、前記保持器側フランジ部の内周面のアキシャル方向幅よりも小さく設定した請求項１又は請求項２に記載のころがり軸受。

Images