JP5815367B2 - Tandem type double row angular contact ball bearing - Google Patents

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Description

本発明は、タンデム型複列アンギュラ玉軸受に関する。   The present invention relates to a tandem type double row angular contact ball bearing.

軸受には、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重を負荷することができるアンギュラ玉軸受がある。玉(ボール)と内輪・外輪とは接触角をもっており、接触角が大きくなるほどアキシアル荷重の負荷能力が大きくなり、接触角が小さいほど、高速回転に有利となる。   As the bearing, there is an angular ball bearing capable of applying a radial load and an axial load in one direction. The ball and the inner ring / outer ring have a contact angle. The larger the contact angle, the greater the load capacity of the axial load, and the smaller the contact angle, the more advantageous for high-speed rotation.

ところで、転がり抵抗を低減するために、円すいころ軸受に代わるものとして複列アンギュラ玉軸受(タンデム型)がある(特許文献1)。また、このタンデム型複列アンギュラ玉軸受を自動車のトランスファに使用したものがある(特許文献2)。なお、トランスファとは、4WD車で、トランスミッションから来る動力を前後輪に分けて伝える装置であり、通常はデファレンシャル装置(差動装置)も一緒に組み込まれており、これを総称してセンターデフと呼んでいる。また、複列アンギュラ玉軸受とは、単列アンギュラ玉軸受を背面組合せとし、内輪、外輪をそれぞれ一体にした構造で、両方向のアキシアル荷重を負荷することができ、しかも、モーメント荷重に対する負荷能力がある軸受である。   By the way, in order to reduce rolling resistance, there is a double row angular contact ball bearing (tandem type) as an alternative to the tapered roller bearing (Patent Document 1). In addition, there is one in which this tandem type double row angular ball bearing is used for an automobile transfer (Patent Document 2). A transfer is a 4WD vehicle that transmits the power coming from the transmission to the front and rear wheels. Usually, a differential device (differential device) is also built in. I'm calling. A double row angular contact ball bearing is a structure in which a single row angular contact ball bearing is combined on the back and the inner ring and outer ring are integrated into one body, so that it can load an axial load in both directions, and has a load capacity for moment load. It is a certain bearing.

タンデム型複列アンギュラ玉軸受は、図5に示すように、複列の軌道面1a、1bを有する内輪2と、この内輪2の軌道面1a、1bと対応する複列の軌道面3a、3bを有する外輪4と、内輪2および外輪4の各列の軌道面1a、1b、3a、3b間に介装される複列の玉群5、6とを備える。複列の玉群5、6は、それぞれ異なるピッチ円直径をもっている。また、各玉群5、6のボール7,8は内輪2と外輪4との間に配置される保持器9,10に保持されている。   As shown in FIG. 5, the tandem type double-row angular ball bearing includes an inner ring 2 having double-row raceway surfaces 1a and 1b and double-row raceway surfaces 3a and 3b corresponding to the raceway surfaces 1a and 1b of the inner ring 2. And an outer ring 4 and double-row ball groups 5 and 6 interposed between the raceways 1a, 1b, 3a and 3b of each row of the inner ring 2 and the outer ring 4. The double row ball groups 5 and 6 have different pitch circle diameters. The balls 7 and 8 of the ball groups 5 and 6 are held by cages 9 and 10 disposed between the inner ring 2 and the outer ring 4.

前記特許文献2に記載のデファレンシャル装置は、図6に示すように、デファレンシャルケース101と、このデファレンシャルケース101内に配置される差動減速機構(図外)と、差動減速機構のリングギヤ(図外)に噛合するピニオンギヤ104と、ピニオンギヤ104を支持するピニオン軸105とを備え、ピニオン軸105が軸受106、107を介して回転自在にデファレンシャルケース101内に支持されている。   As shown in FIG. 6, the differential device described in Patent Document 2 includes a differential case 101, a differential reduction mechanism (not shown) arranged in the differential case 101, and a ring gear (see FIG. And a pinion shaft 105 that supports the pinion gear 104. The pinion shaft 105 is rotatably supported in the differential case 101 via bearings 106 and 107.

そして、軸受106、107にそれぞれタンデム型複列アンギュラ玉軸受を使用している。ピニオンギヤ104側に配設される一方の軸受106は、内輪2の大径側端面2a(外輪4よりもピニオンギヤ104側に突出している端面)がピニオンギヤ104の端面104aに圧接するとともに、外輪4の反ピニオンギヤ側の端面4aがケース101の内面に形成された段差面108に圧接している。   And tandem type double row angular contact ball bearings are used for the bearings 106 and 107, respectively. One bearing 106 disposed on the pinion gear 104 side has a large-diameter side end surface 2a of the inner ring 2 (an end surface protruding to the pinion gear 104 side from the outer ring 4) press-contacts the end surface 104a of the pinion gear 104, and The end surface 4 a on the side opposite to the pinion gear is in pressure contact with a step surface 108 formed on the inner surface of the case 101.

他方の軸受107は、内輪2の大径側端面2a(外輪4よりも反ピニオンギヤ側に突出している端面)がピニオンフランジ100の端縁100aに圧接するとともに、外輪4のピニオンギヤ側の端面4aがケース51の内面に形成された段差面109に圧接している。また、ピニオン軸105は、そのピニオンギヤ104側は大径とされて段差部105aが形成され、この段差部105aと他方の軸受107の内輪2との間にスリーブ110が介在されている。   The other bearing 107 has a large-diameter side end surface 2a of the inner ring 2 (an end surface protruding to the side opposite to the pinion gear from the outer ring 4) press-contacts the end edge 100a of the pinion flange 100, and an end surface 4a of the outer ring 4 on the pinion gear side. The step 51 is in pressure contact with the step surface 109 formed on the inner surface of the case 51. Further, the pinion shaft 105 has a large diameter on the pinion gear 104 side to form a stepped portion 105a, and a sleeve 110 is interposed between the stepped portion 105a and the inner ring 2 of the other bearing 107.

この場合、ピニオン軸105の端部のねじ部111にナット部材(図示省略)を螺合することによって、ピニオンフランジ100を介して軸受106、107に予圧を付与することになる。すなわち、軸受106、107に予圧を付与することによって、軸受支持構造の剛性が増し、ピニオン軸105の位置が安定してリングギヤとの噛み合いが良好となる。   In this case, a preload is applied to the bearings 106 and 107 via the pinion flange 100 by screwing a nut member (not shown) to the threaded portion 111 at the end of the pinion shaft 105. That is, by applying preload to the bearings 106 and 107, the rigidity of the bearing support structure is increased, the position of the pinion shaft 105 is stabilized, and the meshing with the ring gear is improved.

また、軸受106、107の内輪2、外輪4、ボール7,8等は、SUJ2などの軸受鋼にて構成される。   Further, the inner ring 2, the outer ring 4, the balls 7, 8 and the like of the bearings 106 and 107 are made of bearing steel such as SUJ2.

また、特許文献3に示すピニオン軸支持用軸受装置では、ピニオンフロント側軸受が単列アンギュラ玉軸受で、そのアキシアルすきまが、ピニオンリア側軸受のタンデムアンギュラ玉軸受の小径列アキシアルすきまと概略同一と規定されている。これにより、単列アンギュラとタンデムアンギュラ玉軸受との荷重分配の割合の均一化を図っている。   Further, in the pinion shaft support bearing device shown in Patent Document 3, the pinion front side bearing is a single row angular ball bearing, and the axial clearance thereof is substantially the same as the small diameter row axial clearance of the tandem angular ball bearing of the pinion rear side bearing. It is prescribed. Thereby, the ratio of the load distribution between the single row angular contact and the tandem angular contact ball bearing is made uniform.

特許第181547号公報Japanese Patent No. 181547 特表2002−52370号公報Special Table 2002-52370 特開2004−190728号公報JP 2004-190728 A

ところで、ピニオンフロント・リア両軸受がタンデムアンギュラ玉軸受であった場合、従来技術によるすきま設定ができない。このため、前記特許文献3に記載のものでは、ピニオンフロント側軸受を単列アンギュラ玉軸受とし、ピニオンリア側軸受をタンデムアンギュラ玉軸受としている。   By the way, when both the pinion front and rear bearings are tandem angular ball bearings, the clearance cannot be set by the conventional technology. For this reason, in the thing of the said patent document 3, the pinion front side bearing is made into the single row angular ball bearing, and the pinion rear side bearing is made into the tandem angular ball bearing.

しかしながら、ピニオンフロント側の負荷荷重はピニオンリア側と比して小さいものの、面圧過大及び肩乗上げを防止するためには、ピニオンフロント・リアの両軸受をタンデムアンギュラ玉軸受にしなければならない場合がある。このため、従来では、タンデムアンギュラ玉軸受を使用したデファレンシャルは、ピニオンフロント・リアの両軸受ともタンデムアンギュラ玉軸受が一般的である。   However, although the load on the pinion front side is smaller than that on the pinion rear side, both pinion front and rear bearings must be tandem angular ball bearings to prevent excessive surface pressure and shoulder climbing. There is. For this reason, conventionally, a differential using a tandem angular ball bearing is generally a tandem angular ball bearing for both the pinion front and rear bearings.

このように、ピニオンフロント・リアの両軸受をタンデムアンギュラ玉軸受にした場合、タンデムアンギュラ玉軸受単体での大径列・小径列の荷重分配を均等にしなければ、大径列・小径列のどちらか一方で荷重負荷割合が大きくなり、短寿命となるおそれがある。   In this way, when both the pinion front and rear bearings are tandem angular ball bearings, if the load distribution of the large diameter row and small diameter row in the tandem angular ball bearing alone is not even, either the large diameter row or the small diameter row On the other hand, there is a possibility that the load ratio increases and the service life is shortened.

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、荷重負荷時において大径列と小径列との荷重負荷割合が均一化され、長寿命化を図ることができるタンデム型複列アンギュラ玉軸受を提供しようとするものである。   Therefore, in view of such circumstances, the present invention aims to provide a tandem double-row angular contact ball bearing in which the load ratio between the large-diameter row and the small-diameter row is equalized when a load is applied, and the life can be extended. To do.

本発明のダンデム型複列アンギュラ玉軸受は、複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各列の軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装される複列の玉群とを備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受であって、荷重無負荷時において、小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅を、大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅よりも大きくした内輪及び外輪を有し、荷重負荷時において、小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅と大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅とを同一にした内輪及び外輪となるものである。ここで、組幅とは、この玉軸受全体の軸方向長さである。 The Dandem double row angular contact ball bearing of the present invention includes an inner ring having a double row raceway surface, an outer ring having a double row raceway surface corresponding to the raceway surface of the inner ring, and a raceway surface between each row of the inner ring and the outer ring. Tandem type double-row angular contact ball bearings having double-row ball groups interposed with different pitch circle diameters, which accommodate balls only on the small-diameter row side when no load is applied. a set width when, have inner and outer rings is larger than the set width when accommodating the balls of the ball group only large径列side, at the time of load application, the balls of the ball group only the small-diameter column-side The inner ring and the outer ring are the same when the group width when accommodated and the group width when the balls of the ball group are accommodated only on the large diameter row side. Here, the set width is the axial length of the entire ball bearing.

本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受によれば、荷重負荷時において、小径列側と大径列側との荷重負荷割合の均一化を図ることができる。荷重負荷時に組幅が同一となるような荷重とは、予圧荷重であり、例えば、デファレンシャル装置のピニオン軸支持軸受に対し負荷されている初期荷重である。   According to the tandem double-row angular contact ball bearing of the present invention, it is possible to equalize the load ratio between the small diameter row side and the large diameter row side when a load is applied. The load with the same assembly width when the load is applied is a preload load, for example, an initial load applied to the pinion shaft support bearing of the differential device.

また、他のダンデム型複列アンギュラ玉軸受は、複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各列の軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装される複列の玉群とを備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受であって、荷重無負荷時において、小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅を、大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅よりも大きくした内輪及び外輪を有し、荷重負荷時においては、小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの軸方向弾性変位量と、大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの軸方向弾性変位量とを同一にした内輪及び外輪となるものである。このように設定することによって、小径列側にのみボールを収容したときの組幅と大径列側にのみボールを収容したときの組幅とを、安定して同一とすることができる。この際、小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの軸方向弾性変位量と、大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの軸方向弾性変位量とを、少なくとも、ボール径、初期接触角、内輪の軌道面の曲率、および外輪の軌道面の曲率を含むパラメータに基づいて、同一にすることができる。 In addition, other Dandem double row angular contact ball bearings include an inner ring having a double row raceway surface, an outer ring having a double row raceway surface corresponding to the raceway surface of the inner ring, and a raceway surface of each row of the inner ring and the outer ring. A tandem double-row angular contact ball bearing with a double-row ball group interposed between them with different pitch circle diameters, and accommodates the balls of the ball-group only on the small-diameter row side when no load is applied The inner group and outer ring have a set width that is larger than the set width when the ball group balls are accommodated only on the large diameter row side, and the ball group balls only on the small diameter row side when a load is applied. The inner ring and the outer ring have the same amount of elastic displacement in the axial direction when the ball is accommodated and the amount of elastic displacement in the axial direction when the balls of the ball group are accommodated only on the large diameter row side . By setting in this way, the set width when the balls are accommodated only on the small diameter row side and the set width when the balls are accommodated only on the large diameter row side can be stably made the same. At this time, at least the axial elastic displacement amount when the ball group ball is accommodated only on the small diameter row side and the axial elastic displacement amount when the ball group ball is accommodated only on the large diameter row side are at least the ball diameter, the initial contact angle, the curvature of the inner ring raceway surface, and on the basis of parameters including the curvature of the raceway surface of the outer ring can be Rukoto the same.

保持器材料が、例えば、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイト、およびポリエーテルエーテルケトンから選ばれた少なくとも一種類からなるものであってもよい。すなわち、保持器をこのようなエンジニアリングプラスチック等の樹脂保持器とすることができる。   The cage material may be made of at least one selected from, for example, polyamide, polyphenylene sulfite, and polyether ether ketone. That is, the cage can be a resin cage such as engineering plastic.

保持器には強化材が充填され、その充填率を30%以上とするのが好ましい。強化材が炭素繊維やガラス繊維等の繊維強化プラスチック(Fiber Reinforced Plastics:FRP)であってもよい。   The cage is preferably filled with a reinforcing material, and the filling rate is preferably 30% or more. The reinforcing material may be a fiber reinforced plastic (FRP) such as carbon fiber or glass fiber.

前記ボールをセラミックス製としてもよい。このように、ボールをセラミックス製とすることによって、従来一般的に使用されていた鋼製のボールを使用した玉軸受に比べて、ボールと、外輪の軌道面及び内輪の軌道面との接触部に作用する転がり摩擦の低減を図れる。すなわち、セラミックス製のボールと、鋼等の硬質金属製の外輪及び内輪とを当接させる為、異種材料同士の接触状態となり、同種金属同士の接触状態に比べて、当接部での摩擦抵抗が低減される。同時に、セラミックス製のボールは、鋼製のボールに比べて弾性変形量が少ないので、当接部に存在するヘルツの接触楕円が小さくなる。さらには、金属に比べて比重が小さく、慣性質量が小さいため、セラミックス製のボール自体の転がり抵抗も小さい。   The ball may be made of ceramics. Thus, by making the ball made of ceramics, the contact portion between the ball and the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface as compared with the ball bearing using a steel ball that has been generally used conventionally. It is possible to reduce the rolling friction acting on the. In other words, since ceramic balls and outer rings and inner rings made of hard metal such as steel are brought into contact with each other, different materials are in contact with each other. Is reduced. At the same time, ceramic balls have a smaller amount of elastic deformation than steel balls, so that the Hertzian contact ellipse present at the abutting portion is reduced. Furthermore, since the specific gravity is smaller than that of metal and the inertial mass is small, the rolling resistance of the ceramic ball itself is also small.

内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか1つの部材に窒化処理を施したものであってもよい。ここで、窒化処理とは、アルミニウム、クロム、モリブデンなどの窒化物形成元素を含む鋼を、アンモニアまたは窒素を含んだ雰囲気中に暴露し、オーステナイト化温度以下の温度域で加熱することにより、鋼の表面近傍(1mm以内)に窒素を浸透させて硬化させる処理である。耐磨耗性、耐疲労性、耐腐食性、耐熱性の向上を図ることができる。   At least one member of the inner ring, the outer ring, and the ball may be subjected to nitriding treatment. Here, the nitriding treatment is performed by exposing a steel containing a nitride-forming element such as aluminum, chromium or molybdenum to an atmosphere containing ammonia or nitrogen and heating it in a temperature range below the austenitizing temperature. This is a treatment in which nitrogen is infiltrated into the vicinity of the surface (within 1 mm) and cured. Abrasion resistance, fatigue resistance, corrosion resistance, and heat resistance can be improved.

内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか1つの部材に結晶粒微細化強化を施したものであってもよい。結晶粒微細化強化処理は、例えば、浸炭窒化された組織を低温で2次焼き入れする処理である。この結晶粒微細化強化を施すことによって、鋼材の結晶粒が小さくなって疲労強度が向上する。   At least any one member of the inner ring, the outer ring, and the ball may be strengthened by crystal grain refinement. The crystal grain refinement strengthening process is, for example, a process of second quenching the carbonitrided structure at a low temperature. By applying this grain refinement strengthening, the crystal grains of the steel material become smaller and the fatigue strength is improved.

内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか1つの部材が浸炭鋼であってもよい。ここで、浸炭鋼とは、浸炭後,肌焼(はだやき)を行って表面を硬化させた鋼である。また、浸炭とは、鋼の表面部の炭素含有量を増加させるため,炭素を含む媒剤中で加熱する処理である。コークス,木炭などによる固体浸炭,シアン化物による液体浸炭,一酸化炭素,メタンなどによるガス浸炭がある。浸炭鋼は、耐摩耗性が大きく内部は粘り強い。   Carburized steel may be sufficient as at least any one member among an inner ring | wheel, an outer ring | wheel, and a ball | bowl. Here, the carburized steel is steel whose surface has been hardened by carburizing (chadding) after carburizing. Carburization is a process of heating in a medium containing carbon in order to increase the carbon content of the steel surface. Solid carburization with coke, charcoal, etc., liquid carburization with cyanide, gas carburization with carbon monoxide, methane, etc. Carburized steel has high wear resistance and is persistent inside.

浸炭鋼としては、クロムモリブデン鋼であっても、クロム鋼であってもよい。クロムモリブデン鋼には、SMn420やSCM435等がある。クロム鋼にはSCr415やSCr420等がある。   The carburized steel may be chromium molybdenum steel or chrome steel. Examples of chromium molybdenum steel include SMn420 and SCM435. Examples of chromium steel include SCr415 and SCr420.

このタンデム型複列アンギュラ玉軸受は、デファレンシャルケースと、このデファレンシャルケース内に配置される差動減速機構と、差動減速機構のリングギヤに噛合するピニオンギヤと、ピニオンギヤを支持するピニオン軸とを備えたデファレンシャル装置に用いることができる。   The tandem double-row angular contact ball bearing includes a differential case, a differential reduction mechanism disposed in the differential case, a pinion gear that meshes with a ring gear of the differential reduction mechanism, and a pinion shaft that supports the pinion gear. It can be used for a differential device.

本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受では、荷重負荷時において、小径列側と大径列側との荷重負荷割合の均一化を図ることができ、長寿命化を図ることができる。   In the tandem double-row angular contact ball bearing of the present invention, when the load is applied, the load ratio of the small diameter row side and the large diameter row side can be made uniform, and the life can be extended.

特に、小径列側にのみボールを収容したときの軸方向弾性変位量と、大径列側にのみボールを収容したときの軸方向弾性変位量とを同一となるように設定することによって、荷重負荷割合の均一化をより安定して図ることができる。   In particular, by setting the axial elastic displacement amount when the ball is accommodated only on the small diameter row side and the axial elastic displacement amount when the ball is accommodated only on the large diameter row side to be the same, the load The load ratio can be made more uniform.

ポリアミド、ポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルエーテルケトン等のエンジニアリングプラスチック等の樹脂保持器を用いれば、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となる。特に、樹脂保持器では、射出成形で形成することができるので、特異形状の保持器でも製作し易い利点がある。   If resin cages such as engineering plastics such as polyamide, polyphenylene sulfite, and polyether ether ketone are used, the weight is small and the coefficient of friction is small, which is suitable for reducing torque loss and cage wear at the time of starting the bearing. In particular, since the resin cage can be formed by injection molding, there is an advantage that even a cage having a unique shape can be easily manufactured.

充填率を30%以上とされた強化材が充填されたものでは、保持器の強度向上を図ることができ、タンデム型複列アンギュラ玉軸受として安定する。   When the reinforcing material is filled at a filling rate of 30% or more, the strength of the cage can be improved, and the tandem double-row angular ball bearing is stable.

セラミックス製のボールを用いれば、軽量化を図ることができ、しかも、接触面積を小さくでき、軸受の低トルク化を実現できる。   If ceramic balls are used, the weight can be reduced, the contact area can be reduced, and the torque of the bearing can be reduced.

内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか1つの部材に、窒化処理を施したもの、結晶粒微細化強化を施したもの、又は浸炭鋼を用いたものでは、それぞれの鋼材の特質を生かせることができ、一層の長寿命化等を図ることができる。   For at least one of the inner ring, outer ring, and ball, nitriding treatment, crystal grain refinement strengthening, or carburizing steel use, take advantage of the characteristics of each steel material Thus, the service life can be further extended.

前記したようなタンデム型複列アンギュラ玉軸受を、デファレンシャル装置に用いることによって、高品質のデファレンシャル装置を提供することができる。   By using the tandem type double-row angular ball bearing as described above for the differential device, a high-quality differential device can be provided.

本発明の実施形態を示すタンデム型複列アンギュラ玉軸受の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the tandem type double row angular contact ball bearing which shows the embodiment of the present invention. 前記図1に示すタンデム型複列アンギュラ玉軸受において、小径側にのみボールを収容した状態の組幅を示し、(a)は荷重無負荷時の要部拡大断面図であり、(b)は荷重負荷時の要部拡大断面図である。In the tandem double-row angular contact ball bearing shown in FIG. 1, the assembled width in a state where the balls are accommodated only on the small diameter side is shown, (a) is an enlarged cross-sectional view of the main part when no load is applied, (b) It is a principal part expanded sectional view at the time of load loading. 前記図1に示すタンデム型複列アンギュラ玉軸受において、大径側にのみボールを収容した状態の組幅を示し、(a)は荷重無負荷時の要部拡大断面図であり、(b)は荷重負荷時の要部拡大断面図である。In the tandem double-row angular contact ball bearing shown in FIG. 1, the assembled width in a state in which balls are accommodated only on the large diameter side is shown, (a) is an enlarged cross-sectional view of the main part when no load is applied, (b) These are the principal part expanded sectional views at the time of load loading. 前記図1に示すタンデム型複列アンギュラ玉軸受を用いたデファレンシャル装置の断面図である。It is sectional drawing of the differential apparatus using the tandem type | mold double row angular contact ball bearing shown in the said FIG. 従来のタンデム型複列アンギュラ玉軸受の断面図である。It is sectional drawing of the conventional tandem type double row angular contact ball bearing. 従来のタンデム型複列アンギュラ玉軸受を用いたデファレンシャル装置の断面図である。It is sectional drawing of the differential apparatus using the conventional tandem type double row angular contact ball bearing.

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図1は、本発明に係るタンデム型複列アンギュラ玉軸受を示し、このタンデム型複列アンギュラ玉軸受は、複列の軌道面11a、11bを有する内輪12と、この内輪12の軌道面11a、11bと対応する複列の軌道面13a、13bを有する外輪14と、内輪12および外輪14の各列の軌道面11a、11b、13a、13b間に介装される複列の玉群15、16とを備える。玉群15、16はそれぞれ異なるピッチ円直径D1、D2をもっている。この場合、D1<D2とされる。内輪12の外径面には、軌道面11a、11b間に周方向溝23が形成されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a tandem double-row angular contact ball bearing according to the present invention. The tandem double-row angular contact ball bearing includes an inner ring 12 having double-row raceway surfaces 11a and 11b, and a raceway surface 11a of the inner ring 12; The outer ring 14 having double-row raceway surfaces 13a and 13b corresponding to 11b, and the double-row ball groups 15 and 16 interposed between the raceways 11a, 11b, 13a and 13b of each row of the inner ring 12 and the outer ring 14 With. The ball groups 15 and 16 have different pitch circle diameters D1 and D2, respectively. In this case, D1 <D2. On the outer diameter surface of the inner ring 12, a circumferential groove 23 is formed between the raceway surfaces 11a and 11b.

玉群15、16はそれぞれ保持器19、20にて保持される。一方の保持器19は、周方向に沿って所定ピッチで複数のポケット30が形成されたリング状の本体部19aと、この本体部19aの軸方向内方端部に外径方向に突出する外鍔部19bと、本体部19aの軸方向内方端部に内径方向に突出する内鍔部19cとを備える。また、他方の保持器20は、周方向に沿って所定ピッチで複数のポケット31が形成されたリング体からなる。
そして、各保持器19、20のポケット30、31には、転動体としてのボール27,28が保持される。
The ball groups 15 and 16 are held by holders 19 and 20, respectively. One retainer 19 includes a ring-shaped main body portion 19a in which a plurality of pockets 30 are formed at a predetermined pitch along the circumferential direction, and an outer surface projecting in an outer diameter direction at an axially inner end portion of the main body portion 19a. A flange portion 19b and an inner flange portion 19c protruding in the inner diameter direction are provided at the axially inner end portion of the main body portion 19a. The other cage 20 is made of a ring body in which a plurality of pockets 31 are formed at a predetermined pitch along the circumferential direction.
Then, in the pockets 30 and 31 of the cages 19 and 20, balls 27 and 28 as rolling elements are held.

また、小径側のボール27の接触角α1を大径側のボール28の接触角α2よりも大きくしている。ボール27(28)の内輪12の軌道面11a(11b)との接触点Pa(Pb)と、ボール27(28)の外輪14の軌道面13a(13b)との接触点Qa(Qb)とを結ぶ直線ma(mb)を形成するとともに、この軸受の中心軸線Lと直交する直線nを形成する。この直線ma(mb)と直線nとが成す角度α1(α2)が接触角である。そして、本発明では、α1>α2としている。接触角が大きいとアキシアル荷重の負荷能力が大きくなり、逆に、接触角が小さいと高速回転に有利となる。このため、本発明では、接触角が大きい利点と、接触角が小さい利点の両者を生かすため、小径側のボールの接触角を大径側のボールの接触角よりも大きくした。   Further, the contact angle α1 of the small-diameter side ball 27 is made larger than the contact angle α2 of the large-diameter side ball 28. A contact point Pa (Pb) of the ball 27 (28) with the raceway surface 11a (11b) of the inner ring 12 and a contact point Qa (Qb) of the ball 27 (28) with the raceway surface 13a (13b) of the outer ring 14 are defined. A straight line ma (mb) is formed, and a straight line n orthogonal to the central axis L of the bearing is formed. An angle α1 (α2) formed by the straight line ma (mb) and the straight line n is a contact angle. In the present invention, α1> α2. If the contact angle is large, the load capacity of the axial load is increased. Conversely, if the contact angle is small, it is advantageous for high-speed rotation. Therefore, in the present invention, in order to take advantage of both the advantage of a large contact angle and the advantage of a small contact angle, the contact angle of the small-diameter side ball is made larger than the contact angle of the large-diameter side ball.

保持器19、20は樹脂保持器である。この樹脂としてはエンジニアリングプラスチックが好ましい。ここで、エンジニアリングプラスチックとは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れ、強度が必要とされる分野に使うことができるものであって、エンプラと略される。また、エンジニアリングプラスチックは、汎用エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックとがあり、この保持器19,20に用いるエンジニアリングプラスチックには両者を含む。以下に代表的なものを掲げる。なお、これらはエンジニアリングプラスチックの例示であって、エンジニアリングプラスチックが以下のものに限定されるものではない。また、この樹脂保持器19,20では、例えば射出成形にて形成することができる。   The cages 19 and 20 are resin cages. This resin is preferably an engineering plastic. Here, the engineering plastic is an abbreviation for engineering plastics, which is excellent in heat resistance among synthetic resins and can be used in fields where strength is required. Engineering plastics include general-purpose engineering plastics and super engineering plastics. The engineering plastics used for the cages 19 and 20 include both. The following are typical examples. These are examples of engineering plastics, and engineering plastics are not limited to the following. The resin holders 19 and 20 can be formed by, for example, injection molding.

汎用エンジニアリングプラスチックには、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド6(PA6)、ポリアミド66(PA66)、ポリアセタール(POM)、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(PBT)、GF強化ポリエチレンテレフタレート(GF−PET)、超高分子量ポリエチレン(UHMW−PE)等がある。また、スーパーエンジニアリングプラスチックには、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアリレート(PAR)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー(LCP)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリメチルベンテン(TPX)、ポリ1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート(PCT)、ポリアミド46(PA46)、ポリアミド6T(PA6T)、ポリアミド9T(PA9T)、ポリアミド11,12(PA11,12)、フッ素樹脂、ポリフタルアミド(PPA)等がある。   General-purpose engineering plastics include polycarbonate (PC), polyamide 6 (PA6), polyamide 66 (PA66), polyacetal (POM), modified polyphenylene ether (m-PPE), polybutylene terephthalate (PBT), GF reinforced polyethylene terephthalate (GF). -PET), ultra high molecular weight polyethylene (UHMW-PE) and the like. Super engineering plastics include polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate (PAR), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), and polyetheretherketone. (PEEK), liquid crystal polymer (LCP), thermoplastic polyimide (TPI), polybenzimidazole (PBI), polymethylbenten (TPX), poly 1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate (PCT), polyamide 46 (PA46), There are polyamide 6T (PA6T), polyamide 9T (PA9T), polyamide 11,12 (PA11,12), fluororesin, polyphthalamide (PPA) and the like.

保持器19、20をこのような樹脂保持器とする場合、強化材(樹脂強化材)を充填するのが好ましい。その充填率を30%以上とするのが好ましい。強化材が炭素繊維やガラス繊維等の繊維強化プラスチック(Fiber Reinforced Plastics:FRP)であってもよい。ここで、炭素繊維とは、アクリル繊維またはピッチ(石油、石炭、コールタールなどの副生成物)を原料に高温で炭化して作った繊維である。前者の原料を使った炭素繊維はPAN(Polyacrylonitrile)、後者を使った炭素繊維はPITCHと区分される。広義の意味で炭素の集合体である。グラファイトの結合により高い強度を得ている。グラファイトとは、炭素から成る元素鉱物である。炭素繊維は、耐摩耗性、耐熱性、熱伸縮性、耐酸性、電気伝導性、耐引張力などに優れ、アルミニウムなどの金属に比べても軽量である利点がある。また、ガラス繊維とは、溶融したガラスを細く引き伸ばし急冷固化して作られた繊維状材料である。繊維形式によって長繊維、短繊維に分類され、また組成によってアルカリガラス繊維と含アルカリガラス繊維に大別される。ガラス繊維は、耐食性,耐熱性,耐湿性,電気絶縁性に優れる。このため、樹脂に炭素繊維やガラス繊維を混ぜることで、軽量かつ強度のある素材となる。   When the cages 19 and 20 are such resin cages, it is preferable to fill a reinforcing material (resin reinforcing material). The filling rate is preferably 30% or more. The reinforcing material may be a fiber reinforced plastic (FRP) such as carbon fiber or glass fiber. Here, the carbon fiber is a fiber made by carbonizing an acrylic fiber or pitch (by-products such as petroleum, coal, coal tar, etc.) at a high temperature. Carbon fibers using the former raw material are classified as PAN (Polyacrylonitrile), and carbon fibers using the latter are classified as PITCH. It is an aggregate of carbon in a broad sense. High strength is obtained by the combination of graphite. Graphite is an elemental mineral consisting of carbon. Carbon fiber is excellent in wear resistance, heat resistance, thermal stretchability, acid resistance, electrical conductivity, tensile resistance, and the like, and has an advantage of being lighter than metals such as aluminum. Further, the glass fiber is a fibrous material made by thinly stretching a molten glass and rapidly solidifying it. They are classified into long fibers and short fibers according to the fiber type, and are roughly classified into alkali glass fibers and alkali-containing glass fibers according to the composition. Glass fiber is excellent in corrosion resistance, heat resistance, moisture resistance, and electrical insulation. For this reason, it becomes a lightweight and strong raw material by mixing carbon fiber and glass fiber with resin.

ところで、この軸受では、内輪12、外輪14、ボール27,28のいずれかの部材を、SCM420(クロムモリブデン鋼)、SCM435(クロムモリブデン鋼)、SCr415(クロム鋼)等の浸炭鋼にて構成したものである。ここで、浸炭鋼とは、浸炭後,肌焼(はだやき)を行って表面を硬化させた鋼である。また、浸炭とは、鋼の表面部の炭素含有量を増加させるため,炭素を含む媒剤中で加熱する処理である。   By the way, in this bearing, any member of the inner ring 12, the outer ring 14, and the balls 27 and 28 is made of carburized steel such as SCM420 (chromium molybdenum steel), SCM435 (chromium molybdenum steel), SCr415 (chromium steel). Is. Here, the carburized steel is steel whose surface has been hardened by carburizing (chadding) after carburizing. Carburization is a process of heating in a medium containing carbon in order to increase the carbon content of the steel surface.

浸炭は、例えば次のような熱処理工程を行う。まず、所定温度(例えば、840℃)の予熱を所定時間(例えば、30分)だけ行い、その後、所定高温(例えば、930℃)に加熱して浸炭工程(例えば、90分〜150分程度)を行う。次に、例えば30分程度拡散を行って、例えば、850℃程度の焼き入れを30分程度行う。   For carburizing, for example, the following heat treatment process is performed. First, preheating at a predetermined temperature (for example, 840 ° C.) is performed for a predetermined time (for example, 30 minutes), and then carburizing process (for example, about 90 to 150 minutes) by heating to a predetermined high temperature (for example, 930 ° C.). I do. Next, for example, diffusion is performed for about 30 minutes, and for example, quenching at about 850 ° C. is performed for about 30 minutes.

また、内輪12、外輪14、ボール27,28のいずれかの部材に窒化処理を施したものであってもよい。ここで、窒化処理とは、アルミニウム、クロム、モリブデンなどの窒化物形成元素を含む鋼を、アンモニアまたは窒素を含んだ雰囲気中に暴露し、オーステナイト化温度以下の温度域で加熱することにより、鋼の表面近傍(1mm以内)に窒素を浸透させて硬化させる処理である。耐磨耗性、耐疲労性、耐腐食性、耐熱性の向上を図ることができる。   Further, any member of the inner ring 12, the outer ring 14, and the balls 27 and 28 may be subjected to nitriding treatment. Here, the nitriding treatment is performed by exposing a steel containing a nitride-forming element such as aluminum, chromium or molybdenum to an atmosphere containing ammonia or nitrogen and heating it in a temperature range below the austenitizing temperature. This is a treatment in which nitrogen is infiltrated into the vicinity of the surface (within 1 mm) and cured. Abrasion resistance, fatigue resistance, corrosion resistance, and heat resistance can be improved.

また、内輪12、外輪14、およびボール27,28のうち少なくともいずれか1つの部材に結晶粒微細化強化を施したものであってもよい。結晶粒微細化強化処理(FA処理)は、例えば、浸炭窒化された組織を低温で2次焼入れする処理である。この結晶粒微細化強化を施すことによって、鋼材の結晶粒が小さくなって疲労強度が向上する。   Further, at least any one member of the inner ring 12, the outer ring 14, and the balls 27 and 28 may be strengthened by crystal grain refinement. The crystal grain refinement strengthening process (FA process) is, for example, a process of second quenching the carbonitrided structure at a low temperature. By applying this grain refinement strengthening, the crystal grains of the steel material become smaller and the fatigue strength is improved.

FA処理は、1次焼入時においてマルテンサイト中に十分な炭素を固溶させつつ、鋼のAc1変態点を下げる目的で窒化処理を施し、その後、2次焼入工程保持温度を低温化させて、微細な結晶粒を得る方法である。   In the FA treatment, nitriding treatment is performed for the purpose of lowering the Ac1 transformation point of steel while sufficiently dissolving carbon in martensite at the time of primary quenching, and then the holding temperature of the secondary quenching process is lowered. This is a method for obtaining fine crystal grains.

なお、内輪12や外輪14には、SUJ2等の軸受鋼を用いることができる。また、ボール27,28は、鋼球(SUJ2)、ステンレス鋼球(SUS440C)、炭素鋼球(SWCH10)、さらにはセラミックス球等にて構成できる。   For the inner ring 12 and the outer ring 14, bearing steel such as SUJ2 can be used. The balls 27 and 28 can be made of steel balls (SUJ2), stainless steel balls (SUS440C), carbon steel balls (SWCH10), ceramic balls, and the like.

ボール27,28にセラミックス製のものを用いると、軸受鋼製の内輪12、及び外輪14に対して異種材料の組合せとなり、また鋼製転動体に比べて比重も小さいことから、軸受内部の摩擦及び磨耗が軽減される。ボール27、28を構成するセラミックの種類は特に限定しないが、例えば、窒化珪素(Si34)、ジルコニア(ZrO2)、炭化珪素(SiC)、アルミナ(Al23)等が、好適に使用できる。摩擦特性、加工性、比重等を考慮すると特に窒化珪素が望ましい。又、セラミックス製転動体の成形法に関しても、特に限定せず、常圧、加圧、HIP等、何れの成形法によるものでも利用可能である。これらセラミックス製転動体は、金型成形若しくは造粒成形によって一次成形され、常圧焼結、加圧焼結、HIP焼結等で二次成形して得られた素球を、ラッピング等で仕上げて完成球とされる。この中で最も安価な素球を得られるのは造粒成形−常圧焼結であるが、更に高性能を要求するならHIP焼結若しくは加圧焼結を施したものが望ましい。 When ceramic balls are used for the balls 27 and 28, a combination of different materials is used for the bearing steel inner ring 12 and outer ring 14, and the specific gravity is smaller than that of the steel rolling elements. And wear is reduced. The type of ceramic constituting the balls 27 and 28 is not particularly limited. For example, silicon nitride (Si 3 N 4 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon carbide (SiC), alumina (Al 2 O 3 ) and the like are preferable. Can be used for In consideration of friction characteristics, workability, specific gravity, etc., silicon nitride is particularly desirable. Further, the forming method of the ceramic rolling element is not particularly limited, and any forming method such as normal pressure, pressurization, and HIP can be used. These ceramic rolling elements are primary molded by die molding or granulation molding, and the ball obtained by secondary molding by atmospheric pressure sintering, pressure sintering, HIP sintering, etc. is finished by lapping etc. To be a completed ball. Of these, the cheapest raw spheres can be obtained by granulation molding-atmospheric pressure sintering, but if higher performance is required, those subjected to HIP sintering or pressure sintering are desirable.

図4は本発明にかかるタンデム型複列アンギュラ玉軸受を使用したデファレンシャル装置を示し、このデファレンシャル装置は、デファレンシャルケース51と、このデファレンシャルケース51内に配置される差動減速機構52と、差動減速機構52のリングギヤ53に噛合するピニオンギヤ54と、ピニオンギヤ54を支持するピニオン軸55とを備え、ピニオン軸55が軸受56、57を介して回転自在にデファレンシャルケース51内に支持されている。   FIG. 4 shows a differential apparatus using a tandem type double-row angular ball bearing according to the present invention. This differential apparatus includes a differential case 51, a differential reduction mechanism 52 arranged in the differential case 51, a differential A pinion gear 54 that meshes with the ring gear 53 of the speed reduction mechanism 52 and a pinion shaft 55 that supports the pinion gear 54 are provided, and the pinion shaft 55 is rotatably supported in the differential case 51 via bearings 56 and 57.

そして、軸受56、57にそれぞれ前記図1や図2に示すタンデム型複列アンギュラ玉軸受を使用している。ピニオンギヤ54側に配設される一方の軸受56は、ピニオン軸55のピニオンギヤ54の端面54aに軸受56の内輪12の端部33、つまり端面12aが圧接するとともに、外輪14の反ピニオンギヤ側の端面14aがケース51の内面に形成された段差面58に圧接している。   The tandem double-row angular ball bearings shown in FIGS. 1 and 2 are used for the bearings 56 and 57, respectively. One of the bearings 56 disposed on the pinion gear 54 side is in contact with the end portion 33 of the inner ring 12 of the bearing 56, that is, the end surface 12a, on the end surface 54a of the pinion gear 54 of the pinion shaft 55, and the end surface of the outer ring 14 on the side opposite to the pinion gear. 14 a is in pressure contact with a step surface 58 formed on the inner surface of the case 51.

他方の軸受57は、内輪12の端部33、つまり端面12a(反フランジ側の端面)がピニオンフランジ50の端縁50aに圧接するとともに、外輪14のピニオンギヤ側の端面14aがケース51の内面に形成された段差面59に圧接している。また、一方の軸受56と他方の軸受57の内輪12との間にスリーブ60が介在されている。   In the other bearing 57, the end portion 33 of the inner ring 12, that is, the end surface 12 a (the end surface on the opposite flange side) is pressed against the end edge 50 a of the pinion flange 50, and the end surface 14 a of the outer ring 14 on the pinion gear side is on the inner surface of the case 51. It is in pressure contact with the formed step surface 59. A sleeve 60 is interposed between the one bearing 56 and the inner ring 12 of the other bearing 57.

この場合、ピニオン軸55の端部のねじ部61にナット部材62を螺合することによって、ピニオンフランジ50を介して軸受56、57に予圧を付与することになる。   In this case, a preload is applied to the bearings 56 and 57 via the pinion flange 50 by screwing the nut member 62 into the threaded portion 61 at the end of the pinion shaft 55.

ところで、本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受では、荷重無負荷時において、小径列側にのみボール27を収容したときの組幅A0(図2(a)参照)を、大径列側にのみボール28を収容したときの組幅B0(図3(a)参照)よりも大きく設定する。すなわち、A0>B0とする。ここで、組幅とは、この玉軸受全体の軸方向長さである。   By the way, in the tandem double-row angular contact ball bearing of the present invention, when no load is applied, the assembled width A0 (see FIG. 2A) when the balls 27 are accommodated only on the small-diameter row side is set on the large-diameter row side. Only the set width B0 (see FIG. 3A) when the ball 28 is accommodated is set. That is, A0> B0. Here, the set width is the axial length of the entire ball bearing.

そして、荷重負荷時において、小径列側にのみボール27を収容したときの組幅A1(図2(b)参照)と、大径列側にのみボール28を収容したときの組幅B1(図3(b)参照)とを同一に設定する。荷重負荷時に組幅は同一となるような荷重とは、予圧荷重であり、例えば、デファレンシャル装置のピニオン軸支持軸受に対し負荷されている初期荷重である。   When the load is applied, the assembled width A1 (see FIG. 2B) when the balls 27 are accommodated only on the small diameter row side and the assembled width B1 when the balls 28 are accommodated only on the large diameter row side (see FIG. 2). 3 (b)) is set the same. The load with the same assembly width when the load is applied is a preload load, for example, an initial load applied to the pinion shaft support bearing of the differential device.

また、予圧荷重負荷時において、小径側(小径列)にボール27を収容したとき(図2(b)に示す状態)の軸方向弾性変形量δa1と、大径側(大径列)にボール28を収容したとき(図3(b)に示す状態)軸方向弾性変形量δa2とを同一となるように設定する。この場合、ボール27(28)の球径、初期接触角、内輪12の軌道面11a(11b)の曲率、外輪14の軌道面13a(13b)の曲率等のパラメータに基づいて設定する。   In addition, when the preload is applied, the axial elastic deformation amount δa1 when the ball 27 is accommodated on the small diameter side (small diameter row) (the state shown in FIG. 2B) and the ball on the large diameter side (large diameter row). When 28 is accommodated (state shown in FIG. 3B), the axial elastic deformation amount δa2 is set to be the same. In this case, it is set based on parameters such as the ball diameter of the ball 27 (28), the initial contact angle, the curvature of the raceway surface 11a (11b) of the inner ring 12, the curvature of the raceway surface 13a (13b) of the outer ring 14.

ここで、軸方向弾性変形量δa1(δa2)は次の数1(数2)で表される。この数1及び数2において、Da1(Da2)はボール径(鋼球径)であり、α1(α2)は初期接触角(荷重無負荷時の接触角)であり、C1は内輪12の軌道面11a及び外輪14の軌道面13aの曲率によって決まる弾性定数である。C2は内輪12の軌道面11b及び外輪14の軌道面13bの曲率によって決まる弾性定数である。

Figure 0005815367
Here, the axial elastic deformation amount δa1 (δa2) is expressed by the following equation (1). In Equations 1 and 2, Da1 (Da2) is the ball diameter (steel ball diameter), α1 (α2) is the initial contact angle (contact angle when no load is applied), and C1 is the raceway surface of the inner ring 12. 11 a and an elastic constant determined by the curvature of the raceway surface 13 a of the outer ring 14. C2 is an elastic constant determined by the curvature of the raceway surface 11b of the inner ring 12 and the raceway surface 13b of the outer ring 14.
Figure 0005815367

Figure 0005815367
Figure 0005815367

また、数1(数2)におけるP0はボール1個にかかる荷重であって、次の数3(数4)で表される。ここで、Zはボール個数であり、Faは予圧(アキシアル荷重)である。

Figure 0005815367
Further, P 0 in Equation 1 (Equation 2) is a load applied to one ball, and is represented by the following Equation 3 (Equation 4). Here, Z is the number of balls, and Fa is a preload (axial load).
Figure 0005815367

Figure 0005815367
Figure 0005815367

本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受では、荷重負荷時において、小径列側と大径列側との荷重負荷割合の均一化を図ることができ、長寿命化を図ることができる。   In the tandem double-row angular contact ball bearing of the present invention, when the load is applied, the load ratio of the small diameter row side and the large diameter row side can be made uniform, and the life can be extended.

特に、小径列側にのみボール27を収容したときの軸方向弾性変位量と、大径列側にのみボール28を収容したときの軸方向弾性変位量とを同一となるように設定することによって、荷重負荷割合の均一化をより安定して図ることができる。   In particular, the axial elastic displacement when the ball 27 is accommodated only on the small diameter row side and the axial elastic displacement when the ball 28 is accommodated only on the large diameter row side are set to be the same. Further, the load load ratio can be made more uniform.

ポリアミド、ポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルエーテルケトン等のエンジニアリングプラスチック等の樹脂保持器を用いれば、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となる。特に、樹脂保持器では、射出成形で形成することができるので、特異形状の保持器でも製作し易い利点がある。   If resin cages such as engineering plastics such as polyamide, polyphenylene sulfite, and polyether ether ketone are used, the weight is small and the coefficient of friction is small, which is suitable for reducing torque loss and cage wear at the time of starting the bearing. In particular, since the resin cage can be formed by injection molding, there is an advantage that even a cage having a unique shape can be easily manufactured.

充填率を30%以上とされた強化材が充填されたものでは、保持器の強度向上を図ることができ、タンデム型複列アンギュラ玉軸受として安定する。   When the reinforcing material is filled at a filling rate of 30% or more, the strength of the cage can be improved, and the tandem double-row angular ball bearing is stable.

セラミックス製のボール27、28を用いれば、軽量化を図ることができ、しかも、接触面積を小さくでき、軸受の低トルク化を実現できる。   If the ceramic balls 27 and 28 are used, the weight can be reduced, the contact area can be reduced, and the torque of the bearing can be reduced.

内輪12、外輪14、およびボール27、28のうち少なくともいずれか1つの部材に、窒化処理を施したもの、結晶粒微細化強化を施したもの、又は浸炭鋼を用いたものでは、それぞれの鋼材の特質を生かせることができ、一層の長寿命化等を図ることができる。   In the case where at least one member of the inner ring 12, the outer ring 14, and the balls 27, 28 is subjected to nitriding treatment, crystal grain refinement strengthening, or carburizing steel, each steel material This makes it possible to take advantage of the characteristics of the material and to further extend the service life.

前記したようなタンデム型複列アンギュラ玉軸受を、デファレンシャル装置に用いることによって、高品質のデファレンシャル装置を提供することができる。   By using the tandem type double-row angular ball bearing as described above for the differential device, a high-quality differential device can be provided.

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、このタンデム型複列アンギュラ玉軸受は、デファレンシャル装置以外の種々の機械、装置、工具等に使用することができる。また、玉群15,16のボール27、28の数、球径等は任意に変更できる。さらに、前記実施形態では、玉群15,16は2列であったが、3列以上であってもよい。玉群15、16の各ピッチ円直径D1、D2の差も、使用する機械、装置、工具等に応じて種々変更できる。使用する浸炭鋼としては、SCM420(クロムモリブデン鋼)、SCM435(クロムモリブデン鋼)、SCr415(クロム鋼)に限るものではなく、他の浸炭鋼であってもよい。   As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the tandem double-row angular ball bearing has various configurations other than the differential device. It can be used for machines, devices, tools, etc. Further, the number of balls 27 and 28 of the ball groups 15 and 16, the diameter of the sphere, and the like can be arbitrarily changed. Furthermore, in the said embodiment, although the ball groups 15 and 16 were 2 rows, 3 or more rows may be sufficient. The difference between the pitch circle diameters D1 and D2 of the ball groups 15 and 16 can be variously changed according to the machine, device, tool and the like to be used. The carburized steel used is not limited to SCM420 (chromium molybdenum steel), SCM435 (chromium molybdenum steel), and SCr415 (chromium steel), and may be other carburized steel.

また、保持器19,20を、鉄板保持器(金属板を打ち抜いて形成されたもの)としてもよい。金属板としては、冷間圧延鋼板(SPC)や熱間圧延軟鋼板(SPH)等の圧延鋼板、及びばね鋼等を使用することができる。また、冷間圧延鋼板(SPC)や熱間圧延軟鋼板(SPH)であれば、その表面に浸炭窒化処理やガス軟窒化処理等の表面硬化処理を施すのが好ましい。保持器19、20を鉄板製とすることによって、保持器の剛性を高めることができ、長期に亘って安定してボール27,28を保持することができる。しかも、耐油性に優れ、油への浸漬による材質劣化を防止できる。   The cages 19 and 20 may be iron plate cages (formed by punching a metal plate). As the metal plate, rolled steel plate such as cold rolled steel plate (SPC) and hot rolled mild steel plate (SPH), spring steel, and the like can be used. In the case of a cold rolled steel plate (SPC) or a hot rolled mild steel plate (SPH), it is preferable to subject the surface to surface hardening treatment such as carbonitriding treatment or gas soft nitriding treatment. By making the cages 19 and 20 made of iron plate, the rigidity of the cage can be increased, and the balls 27 and 28 can be stably held over a long period of time. Moreover, it is excellent in oil resistance and can prevent material deterioration due to immersion in oil.

11a、13a 軌道面
12 内輪
14 外輪
15,16 玉群
19,20 保持器
27,28 ボール
51 デファレンシャルケース
52 差動減速機構
54 ピニオンギヤ
55 ピニオン軸
11a, 13a Raceway surface 12 Inner ring 14 Outer ring 15, 16 Ball group 19, 20 Cage 27, 28 Ball 51 Differential case 52 Differential reduction mechanism 54 Pinion gear 55 Pinion shaft

Claims (10)

複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各列の軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装される複列の玉群とを備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受であって、
荷重無負荷時において、小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅を、大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅よりも大きくした内輪及び外輪を有し、荷重負荷時において、小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅と大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅とを同一にした内輪及び外輪となることを特徴とするタンデム型複列アンギュラ玉軸受。
An inner ring having a double-row raceway surface, an outer ring having a double-row raceway surface corresponding to the raceway surface of the inner ring, and a raceway surface in each row of the inner ring and the outer ring are interposed with different pitch circle diameters. A tandem type double row angular contact ball bearing with a double row ball group,
When no load is applied, there are inner and outer rings whose combined width when the ball group ball is accommodated only on the small diameter row side is larger than that when the ball group ball is accommodated only on the large diameter row side. and, at the time of load application, the inner and outer rings and a set width when accommodating the balls of the ball group only to the set width and large径列side when accommodating a ball of the ball group only the small-diameter column-side in the same tandem double row angular contact ball bearing, characterized in that a.
複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各列の軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装される複列の玉群とを備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受であって、
荷重無負荷時において、小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅を、大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの組幅よりも大きくした内輪及び外輪を有し、荷重負荷時においては、小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの軸方向弾性変位量と、大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの軸方向弾性変位量とを同一にした内輪及び外輪となることを特徴とするタンデム型複列アンギュラ玉軸受。
An inner ring having a double-row raceway surface, an outer ring having a double-row raceway surface corresponding to the raceway surface of the inner ring, and a raceway surface in each row of the inner ring and the outer ring are interposed with different pitch circle diameters. A tandem type double row angular contact ball bearing with a double row ball group,
When no load is applied, there are inner and outer rings whose combined width when the ball group ball is accommodated only on the small diameter row side is larger than that when the ball group ball is accommodated only on the large diameter row side. When the load is applied, the axial elastic displacement amount when the ball group ball is accommodated only on the small diameter row side, and the axial elastic displacement amount when the ball group ball is accommodated only on the large diameter row side features and to filter tandem type double row angular contact ball bearings to be the inner ring and the outer ring was the same.
小径列側にのみ玉群のボールを収容したときの軸方向弾性変位量と、大径列側にのみ玉群のボールを収容したときの軸方向弾性変位量とを、少なくとも、ボール径、初期接触角、内輪の軌道面の曲率、および外輪の軌道面の曲率を含むパラメータに基づいて、同一にしたことを特徴とする請求項2に記載のタンデム型複列アンギュラ玉軸受。 An axial elastic displacement amount when the ball group ball is accommodated only on the small diameter row side and an axial elastic displacement amount when the ball group ball is accommodated only on the large diameter row side are at least the ball diameter, initial value contact angle, the curvature of the inner ring raceway surface, and on the basis of parameters including the curvature of the raceway surface of the outer ring, a tandem-type double row angular contact ball bearing according to claim 2, characterized in that it has the same. 保持器材料が、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイト、およびポリエーテルエーテルケトンから選ばれた少なくとも一種類からなることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のタンデム型複列アンギュラ玉軸受。   The tandem type double row angular structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the cage material is made of at least one selected from polyamide, polyphenylene sulfite, and polyether ether ketone. Ball bearing. 保持器には強化材が充填され、その充填率を30%以上としたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のタンデム型複列アンギュラ玉軸受。   The tandem double-row angular ball bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein the cage is filled with a reinforcing material, and a filling rate thereof is set to 30% or more. 前記ボールをセラミックス製としたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のタンデム型複列アンギュラ玉軸受。   The tandem double-row angular contact ball bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein the ball is made of ceramics. 内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか1つの部材に窒化処理を施したことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のタンデム型複列アンギュラ玉軸受。   6. The tandem double-row angular contact ball bearing according to claim 1, wherein at least any one member of an inner ring, an outer ring, and a ball is subjected to nitriding treatment. 内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか1つの部材に結晶粒微細化強化を施したことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のタンデム型複列アンギュラ玉軸受。   6. The tandem double-row angular contact ball bearing according to claim 1, wherein at least any one member of an inner ring, an outer ring, and a ball is subjected to grain refinement strengthening. . 内輪、外輪、およびボールのうち少なくともいずれか1つの部材が浸炭鋼であることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のタンデム型複列アンギュラ玉軸受。   6. The tandem double-row angular contact ball bearing according to claim 1, wherein at least one member of the inner ring, the outer ring, and the ball is carburized steel. 前記請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のタンデム型複列アンギュラ玉軸受であって、デファレンシャルケースと、このデファレンシャルケース内に配置される差動減速機構と、差動減速機構のリングギヤに噛合するピニオンギヤと、ピニオンギヤを支持するピニオン軸とを備えたデファレンシャル装置に用いられることを特徴とするタンデム型複列アンギュラ玉軸受。   The tandem-type double-row angular contact ball bearing according to any one of claims 1 to 9, wherein a differential case, a differential reduction mechanism disposed in the differential case, and a differential reduction mechanism are provided. A tandem double-row angular contact ball bearing characterized by being used in a differential device including a pinion gear meshing with a ring gear and a pinion shaft that supports the pinion gear.
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