JP5128112B2 - Tapered roller bearing - Google Patents
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Description
本発明は、円すいころ軸受に関するものである。 The present invention relates to a tapered roller bearing.
自動車におけるエンジンの駆動力は、トランスミッション、プロペラシャフト、デファレンシャル、ドライブシャフトの何れか又は全てを含む動力伝達系を介して車輪に伝達される。 The driving force of the engine in the automobile is transmitted to the wheels via a power transmission system including any or all of a transmission, a propeller shaft, a differential, and a drive shaft.
この動力伝達系では、シャフトを支持する軸受として、ラジアル荷重に対する負荷能力が高く、耐衝撃性にも優れる円すいころ軸受を使用する場合が多い。円すいころ軸受は、一般的には、図3に示すように、外周側に円すい状の軌道面1を有する内輪2と、内周側に円すい状の軌道面3を有する外輪4と、内輪2と外輪4との間に転動自在に配された複数の円すいころ5と、円すいころ5を円周所定間隔に保持する保持器6とを備える。
In this power transmission system, a tapered roller bearing having a high load capacity against a radial load and excellent in impact resistance is often used as a bearing for supporting the shaft. As shown in FIG. 3, the tapered roller bearing generally has an inner ring 2 having a
保持器6は、図4に示すように、一対の環状部6a、6bと、環状部6a、6bを連結する柱部6cとを備え、周方向に沿って隣合う柱部6c間に形成されるポケット6dに前記円すいころ5が収容される。
As shown in FIG. 4, the
この円すいころ軸受では、円すいころ5と内外輪2,4の軌道面1、3とが線接触しており、内・外輪軌道面1、3およびころ中心Oが軸心P上の一点(図示せず)に一致するよう設計される。
In this tapered roller bearing, the
このため、荷重が作用した場合には、円すいころ5がその大端側に押圧される。この荷重を受けるべく、内輪2の大径側には外径側へ突出する鍔部7が設けられている。また、この軸受を機械等に組込むまでの間に円すいころ5が小端側へ脱落しないようにするために、内輪2の小端側にも突出する鍔部8が設けられる。
For this reason, when a load acts, the
車内空間の拡大化に伴いエンジンルームの縮小化、エンジンの高出力化、燃費向上のためのトランスミッションの多段化などが進む中、そこに使用される円錐ころ軸受の使用環境は年々厳しくなってきている。その使用環境の中で軸受の寿命を満足する為には、更なる軸受の長寿命化が必要であった。 Along with the expansion of the interior space, the engine room is shrinking, the output of the engine is increased, and the transmission is multistaged to improve fuel efficiency. As a result, the usage environment of the tapered roller bearings used therein has become severer year by year. Yes. In order to satisfy the life of the bearing in the usage environment, it was necessary to further extend the life of the bearing.
上記背景に対して、ころ本数を増やすかころ長さを長くすることによって、同一寸法で負荷容量を現状よりも上げて、軸受の長寿命化を図ることを提案できる。しかしながら、現在の構造では、前記したように、軸受組立上の理由により内輪にはその軌道面の小径側に鍔部(小鍔)8を設けていた。このため、円すいころ5の長さ寸法を大きくすることに対してこの鍔部8による規制がある。また、各円すいころ5は前記したように保持器6にて支持されて、周方向に沿って隣合う円すいころ5間に保持器6の柱部6cが介在されることになる。このため、ころ本数を増加されるころに対しても柱部6cによる規制がある。このように、従来においては負荷容量を上げるのに限界があった。
Against the above background, it can be proposed to increase the load capacity with the same dimensions and increase the life of the bearing by increasing the number of rollers or increasing the roller length. However, in the current structure, as described above, the inner ring is provided with the flange portion (small rod) 8 on the small diameter side of the raceway surface for reasons of assembling the bearing. For this reason, there is a restriction by the
従来には、内輪において小径側の鍔部(小鍔)を省略したものがある(特許文献1)。内輪において小径側の鍔部を省略すれば、その省略した分だけ円すいころの軸方向長さを大きくとることができ、負荷容量の増加を図ることができる。
しかしながら、内輪2において小径側の鍔部8を省略すれば、機械等に組込むまでの間に円すいころ5が小端側へ脱落する。そこで、前記特許文献1に記載のものでは、円すいころ5が落下しないように、大径側の鍔部7に係合する引っ掛け部を保持器に設けている。
However, if the
ところが、前記特許文献1に記載の軸受はその保持器が鉄製であるので、引っ掛け部を形成する場合、この引っ掛け部を形成するための折曲工程を必要として、製造工程が増加して、製造コスト高となるとともに、製造時間が長くなる。また、鉄製保持器では摩耗粉が生じ、この摩耗粉によって潤滑性の低下を招くおそれがある。
However, since the bearing described in
なお、特許文献1に記載のものでは、前記したように、保持器は鉄製を前提として、このような軸受において、コンパクト化及び軽量化を図ることを主目的としている。
In addition, in the thing of
本発明は、上記課題に鑑みて、製造性の向上を図ることができて、長寿命化を達成することができる円すいころ軸受を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a tapered roller bearing capable of improving productivity and achieving a long life.
本発明の円すいころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に転動自在に配された複数の円すいころと、円すいころを円周所定間隔に保持する樹脂製の保持器とを備えた円すいころ軸受において、内輪の大径側に外径側へ突出して円すいころの大端面を受ける鍔部を設けて、この鍔部から小径端に達する軌道面を形成し、かつ前記保持器の大径側に、内径方向へ突出して前記内輪の鍔部に係合する係合部を設け、さらに、係合部の内径端をポケットの内径辺の外径縁よりも外径側に位置させるとともに、係合部の幅寸法をポケットの最小幅寸法よりも小さく設定して、前記係合部を軸方向から見て対応する位置のポケット内に収まるように配置したものである。 The tapered roller bearing according to the present invention includes an inner ring, an outer ring, a plurality of tapered rollers arranged to roll between the inner ring and the outer ring, and a resin cage that holds the tapered rollers at predetermined circumferential intervals. A tapered roller bearing provided with a flange that protrudes toward the outer diameter side on the large diameter side of the inner ring and that receives the large end surface of the tapered roller forms a raceway surface that reaches the small diameter end from the flange, and holds the holding An engagement portion that protrudes in the inner diameter direction and engages with the flange portion of the inner ring is provided on the large diameter side of the vessel, and the inner diameter end of the engagement portion is further on the outer diameter side than the outer diameter edge of the inner diameter side of the pocket. In addition, the engaging portion is set to have a width dimension smaller than the minimum width dimension of the pocket so that the engaging portion can be accommodated in a pocket at a corresponding position when viewed from the axial direction.
本発明の円すいころ軸受によれば、内輪の軌道面が鍔部から小径端に達するものであって、従来において存在していた内輪の小径側の鍔部およびぬすみ部も省略したものである。このため、この省略する鍔部およびぬすみ部分だけ、軌道面を大きくとることができる。また、保持器に内輪の鍔部に係合する係合部を設けたので、円すいころが小端側へ脱落を防止できる。しかも、前記係合部を軸方向から見て対応するポケット内に収まるように配置したので、樹脂製である保持器を成形する際に、係合部に影響されることなく、成形金型を抜くことができる。 According to the tapered roller bearing of the present invention, the raceway surface of the inner ring reaches the small-diameter end from the flange part, and the small-diameter side flange part and the slack part of the inner ring that existed in the prior art are also omitted. For this reason, the raceway surface can be made large only in this omitted collar portion and fillet portion. Moreover, since the engaging part which engages with the collar part of the inner ring is provided in the cage, the tapered roller can be prevented from falling off to the small end side. In addition, since the engaging portion is disposed so as to be accommodated in the corresponding pocket when viewed from the axial direction, the molding die is not affected by the engaging portion when the cage made of resin is formed. Can be removed.
前記鍔部の外径面に切欠部を設け、この切欠部に係合部が係止することができる。これによって、鍔部側への係合性の向上を図ることができる。しかも、係合部を軸方向から見て対応するポケット内に収まるように配置したので、係合部が係合する切欠部の深さを浅くでき、鍔部の強度低下を防止できる。 A cutout portion can be provided on the outer diameter surface of the flange portion, and the engagement portion can be locked to the cutout portion. As a result, it is possible to improve the engagement to the buttock side. In addition, since the engaging portions are arranged so as to be accommodated in the corresponding pockets when viewed from the axial direction, the depth of the notch portions with which the engaging portions engage can be reduced, and the strength of the collar portion can be prevented from being lowered.
本発明の円すいころ軸受では、従来において存在していた内輪の小径側の鍔部を省略したものである。このため、この省略する鍔部分、軽量化を図ることができる。さらに、省略した小径側の鍔部及びぬすみ部分だけ、軌道面が大きくなり、これによって円すいころの軸心長さを長くでき、負荷容量を向上させることができ、長寿命化を達成することができる。また、保持器の係合部が内輪の鍔部に係合するので、円すいころの小端側への脱落を防止でき、内輪と円すいころと保持器とをアセンブリ(組立ユニット体)として、取り扱うことができ、軸受全体の組立性(生産性)を向上することができる。 In the tapered roller bearing of the present invention, the flange portion on the small diameter side of the inner ring, which has existed in the prior art, is omitted. For this reason, this omission part and weight reduction can be achieved. In addition, the raceway surface is enlarged only in the small diameter side flange portion and the omitted portion which are omitted, whereby the axial center length of the tapered roller can be increased, the load capacity can be improved, and a longer life can be achieved. it can. Further, since the engaging portion of the cage engages with the flange portion of the inner ring, the tapered roller can be prevented from falling off to the small end side, and the inner ring, the tapered roller and the cage are handled as an assembly (assembly unit body). It is possible to improve the assemblability (productivity) of the entire bearing.
しかも、樹脂製の保持器を成形する際に、係合部に影響されることなく、成形金型を抜くことができる。このため、製造性の向上を図って、この円すいころ軸受を安定して確実に製造することができる。また、保持器が樹脂製であるので、摩耗による摩耗粉が生じず、摩耗粉によって潤滑性の低下を招くおそれがなくなって、長寿命化を図ることができる。 In addition, when the resin cage is molded, the molding die can be pulled out without being affected by the engaging portion. For this reason, the improvement of manufacturability can be aimed at, and this tapered roller bearing can be manufactured stably and reliably. In addition, since the cage is made of resin, wear powder due to wear does not occur, and there is no possibility of causing a decrease in lubricity due to the wear powder, thereby extending the life.
前記鍔部の切欠部に係合部が係止することによって、係合部の鍔部側への係合性の向上を図ることができ、しかも、内輪の大径側における係合部の軸方向外方への突出を回避することができ、コンパクト化を図ることができる。さらに、係合部が係合する切欠部の深さを浅くできて、鍔部の強度低下を防止でき、これによって、鍔部によるころ受強度不足を回避できて、安定して円すいころを受けることができる。 By engaging the engaging part with the notch part of the flange part, the engagement of the engaging part to the flange part side can be improved, and the shaft of the engaging part on the large diameter side of the inner ring can be achieved. Protrusion outward in the direction can be avoided and downsizing can be achieved. Furthermore, the depth of the notch part with which the engaging part engages can be reduced, and the strength of the collar part can be prevented from being lowered, thereby preventing a lack of roller bearing strength due to the collar part and receiving the tapered roller stably. be able to.
また、樹脂製保持器は鉄板製に比べ保持器重量が軽く、自己潤滑性があり、摩擦係数が小さいという特徴があるため、軸受内に介在する潤滑油の効果と相俟って、外輪との接触による摩耗の発生を抑えることが可能になる。また、樹脂製保持器は重量が軽く摩擦係数が小さいため、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適である。 In addition, the cage made of resin is lighter than the steel plate, is self-lubricating, and has a small coefficient of friction. Therefore, combined with the effect of the lubricating oil in the bearing, It is possible to suppress the occurrence of wear due to the contact of. Further, since the resin cage is light and has a small coefficient of friction, it is suitable for reducing torque loss and cage wear at the time of starting the bearing.
以下本発明の実施の形態を図1と図2とに基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明に係る円すいころ軸受を示し、この円すいころ軸受は、内輪21と、外輪22と、内輪21と外輪22との間に転動自在に配された複数の円すいころ23と、円すいころ23を円周所定間隔に保持する樹脂製の保持器24とを備える。
FIG. 1 shows a tapered roller bearing according to the present invention. The tapered roller bearing includes an
内輪21はその外径面に円すい状の軌道面25を有し、軌道面25の大径側に外径側へ突出する鍔部26が形成されている。すなわち、軌道面25は鍔部26から小径端まで形成され、従来の円すいころ軸受の内輪のように小径側に鍔部を有さない。軌道面25と鍔部26との間のコーナ部にはぬすみ部27を形成している。この場合の鍔部26は、円すいころ23を通じてかかるアキシャル荷重を受けて、円すいころ23を回転案内する大鍔である。また、従来において設けられている小鍔は、軸受回転中には特別な役割を果たすものでなく、このようなものを本発明では省略していることになる。
The
また、鍔部26の内面(つまり小径側の端面)26aは、軸受軸心Pと直交する平面に対して所定角度だけ傾斜している。すなわち、図1に示すように、内輪21の軌道面25に嵌合させた場合、ころ23の周壁23aが軌道面25に接触(当接)するとともに、円すいころ23の大端面23bが鍔部26の内面26aに接触(当接)するように、軌道面25と鍔部26の内面26aとが成す角度を、ころ23の周壁23aが成す角度に合わせている。
Further, the inner surface (that is, the end surface on the small diameter side) 26 a of the
外輪22はその内径面に円すい状の軌道面30を有し、この軌道面30と内輪21の軌道面25とを、保持器24で保持された複数の円すいころ23が転動することになる。
The
このため、内輪21は、小径側に鍔部を有さないので、図1に示すように、円すいころ23の小端面23cを、内輪21の小径側端面21bに達するまで延ばすことができる。
For this reason, since the
また、保持器24は、図1と図2に示すように、一対の環状部24a、24bと、円周等配位置でころ中心O方向に延びて環状部24a、24bを連結する柱部24cとを備える。そして、周方向に沿って隣合う柱部24c、24cで仕切られたポケット24dに円すいころ23が回転自在に収容される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
大径側の環状部24aは、大径の短円筒部35と、内径方向へ突出する係合部36とからなり、係合部36が、周方向に沿って90度ピッチで配設される係止片36aにて構成される。図2に示すように、軸方向から見て、係止片36aは対応する一つのポケット24d内に収まる大きさとされる。この場合、係合部36の内径端39を、ポケット24dの内径辺37の外径縁37aより外径側に位置させる。また、係合部36の幅寸法Wを、ポケット24dの最小幅寸法W1よりも小さく設定する。
The large-diameter-side
そして、内輪21の鍔部26の外径面26cの大径側に切欠部38を形成し、この切欠部38に前記係合部36を係合させる。このため、係合部36としては、内径端39を、ポケット24dの内径辺37の外径縁37aより外径側に位置させるとともに、内輪21の鍔部26の外径面26cよりも内径側に位置させている。この場合、ポケット24dの内径辺37の外径縁37aよりも、切欠部38の切欠内径端38aがギャップH分だけ外径側にある。また、係合部36の外面40は、内輪21の大径側の端面21aよりも軸心方向外方へ突出しない。
And the
また、保持器24はエンジニアリングプラスチック製とするのが好ましい。エンジニアリングプラスチック(エンプラ)とは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れており、強度が必要とされる分野に使うことのできるものをいう。さらに耐熱性・強度を増した樹脂をスーパーエンプラと呼ぶ。技術的な分類というより、商業戦略上の分類という側面がある。一般には耐熱温度100℃以上で、かつ、一定の機械強度を有する樹脂をエンプラと呼ぶ。代表的なものには、5大汎用エンプラとして知られている、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)、ポリブチレンテレフタレート(PPB)などがある。GF強化ポリエチレンテレフタレート(GF−PET)や超高分子量ポリエチレン(UHPE)もエンプラに分類される。また、エンプラの中で耐熱温度150℃以上の樹脂をスーパーエンプラと呼び、このスーパーエンプラもこの保持器24に用いることができる。代表的なものには、ポリアリレート(PAR)、ポリスルホン(PSF),ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド(PI)、ポリエーテルイミド(PEI)、フッ素樹脂、液晶ポリマー(LCP)などがある。
The
次にこの円すいころ軸受の組立方法を説明する。まず、保持器24の各ポケット24dにころ23を収容する。その後、保持器24の内周に内輪21を押し込み、さらに外輪22を軸方向に押し込みつつ各ころ23の外周に嵌合する。保持器24の係合部36は、弾性変形させることによって、切欠部38に係合させることができる。この際、係合部36と切欠部38との間には軸方向および半径方向に僅かな隙間があり、これより保持器24は軸方向および半径方向に僅かに移動可能である。
Next, a method for assembling the tapered roller bearing will be described. First, the
この円すいころ軸受を機械に組込むまでの間は、ころ23はその自重によって小端側に脱落しようとし、これに伴って保持器24にも同方向の押圧力が作用する。これに伴い、係合部36が内輪21に設けられた切欠部と大端側から係合するため、保持器24のそれ以上の小端側への変位が規制される。この場合、ころ23は、その小端側への変位がポケット24dの内径辺37によって規制されているため、ころ23の内輪21からの脱落を確実に防止することが可能となる。
Until the tapered roller bearing is assembled in the machine, the
本発明の円すいころ軸受では、内輪21の軌道面25は、鍔部26から小径端に達するものであって、従来において存在していた内輪の小径側の鍔部を省略したものである。このため、この省略する鍔部分、軽量化を図ることができる。さらに、省略した小径側の鍔部及びぬすみ部分だけ、軌道面が大きくなり、これによって円すいころの軸心長さを長くでき、負荷容量を向上させることができ、長寿命化を達成することができる。また、保持器24に内輪21の鍔部26に係合する係合部36を設けたので、円すいころ23の小端側への脱落を防止でき、内輪21と円すいころ23と保持器24とをアセンブリ(組立ユニット体)として、取り扱うことができ、軸受全体の組立性(生産性)を向上すことができる。
In the tapered roller bearing of the present invention, the
しかも、係合部36を軸方向から見て対応するポケット24d内に収まるように配置したので、保持器24を成形する際に、係合部36に影響されることなく、成形金型を抜くことができる。このため、製造性の向上を図って、この円すいころ軸受を安定して確実に製造することができる。また、保持器24が樹脂製であるので、摩耗による摩耗粉が生じず、摩耗粉によって潤滑性の低下を招くおそれがなくなって、長寿命化を図ることができる。
Moreover, since the engaging
鍔部26の切欠部38に係合部36が係止することによって、係合部36の鍔部側への係合性の向上を図ることができ、しかも、係合部36の内輪21の大径側における軸方向外方への突出を回避することができ、コンパクト化を図ることができる。さらに、係合部36を軸方向から見て対応するポケット24d内に収まるように配置したので、係合部36が係合する切欠部38の深さを浅くできて、鍔部26の強度低下を防止できる。このため、この鍔部26によるころ受強度不足を回避でき、安定して円すいころを受けることができる。
By engaging the engaging
樹脂製保持器は軸受の組立において底広げ、かしめといった作業が不要となるため、所要の寸法精度を確保することが容易である。また、樹脂製保持器は鉄板製に比べ保持器 重量が軽く、自己潤滑性があり、摩擦係数が小さいという特徴があるため、軸受内に介在する潤滑油の効果と相俟って、外輪との接触による摩耗の発生を抑えることが可能になる。また、樹脂製保持器は重量が軽く摩擦係数が小さいため、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適である。 Since the resin cage does not require operations such as bottom expansion and caulking in the assembly of the bearing, it is easy to ensure the required dimensional accuracy. In addition, resin cages are lighter in weight, self-lubricating, and have a smaller coefficient of friction than steel plates. It is possible to suppress the occurrence of wear due to the contact of. Further, since the resin cage is light and has a small coefficient of friction, it is suitable for reducing torque loss and cage wear at the time of starting the bearing.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、係合部36を構成する係止片36aの数としては、4個に限らず、その増減は任意であるが、安定して円すいころ23の落下を防止する上で、周方向に沿って不等配で3個以上配置するのが好ましい。また、切欠部38として、実施形態では、内輪21の大径側の端面21aに開口しているが、この端面21aに開口させずに、鍔部26の外径面26cに形成される環状の凹溝にて構成してもよい。
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the number of locking pieces 36a constituting the engaging
この円すいころ軸受は、従来から円すいこと軸受を用いることができる種々の部位に用いることができる。特に、自動車のデファレンシャルやトランスミッションに用いるのが、エンジンのトルクアップや多段化に対応できて好ましい。 This tapered roller bearing can be used in various parts where a tapered roller bearing can be used conventionally. In particular, it is preferable to use it for an automobile differential or transmission because it can cope with an increase in engine torque and multi-stages.
21 内輪
22 外輪
23 円すいころ
24d ポケット
24 保持器
26 鍔部
36 係合部
36a 係止片
38 切欠部
21
Claims (2)
内輪の大径側に外径側へ突出して円すいころの大端面を受ける鍔部を設けて、この鍔部から小径端に達する軌道面を形成し、かつ前記保持器の大径側に、内径方向へ突出して前記内輪の鍔部に係合する係合部を設け、さらに、係合部の内径端をポケットの内径辺の外径縁よりも外径側に位置させるとともに、係合部の幅寸法をポケットの最小幅寸法よりも小さく設定して、前記係合部を軸方向から見て対応する位置のポケット内に収まるように配置したことを特徴とする円すいころ軸受。 In a tapered roller bearing comprising an inner ring, an outer ring, a plurality of tapered rollers arranged to roll between the inner ring and the outer ring, and a resin cage that holds the tapered rollers at a predetermined circumferential interval,
Providing a flange that protrudes toward the outer diameter side on the large-diameter side of the inner ring and that receives the large end surface of the tapered roller, forms a raceway surface that reaches the small-diameter end from this flange, and an inner diameter on the large-diameter side of the cage An engaging portion that protrudes in the direction and engages with the flange portion of the inner ring is provided , and the inner diameter end of the engaging portion is positioned on the outer diameter side of the outer diameter edge of the inner diameter side of the pocket, and A tapered roller bearing , wherein a width dimension is set smaller than a minimum width dimension of the pocket, and the engaging portion is disposed so as to be accommodated in a pocket at a corresponding position when viewed in the axial direction.
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JP2008121744A (en) | 2008-05-29 |
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