JP6171444B2 - Rolling bearing device and pinion shaft support device for vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受装置、及びディファレンシャルギヤ装置等に用いられるピニオン軸を支持するための車両用ピニオン軸支持装置に関する。 The present invention relates to a vehicle pinion shaft support device for supporting a pinion shaft used in a rolling bearing device, a differential gear device, and the like.
自動車等の車両に用いられるディファレンシャルギヤ装置等には、ピニオン軸を支持するための転がり軸受として、円すいころ軸受が用いられることがある(例えば、特許文献1参照)。 In a differential gear device or the like used for a vehicle such as an automobile, a tapered roller bearing may be used as a rolling bearing for supporting a pinion shaft (see, for example, Patent Document 1).
円すいころ軸受は、円すいころと軌道輪の軌道面とが線接触している。よって、円すいころ軸受における、円すいころと軌道面との接触面積は、例えば、玉軸受等と比較して相対的に大きくなる。このため、円すいころ軸受は、高負荷荷重領域では接触面の面圧を相対的に小さく抑えることができ、軸受の回転トルクの低減化にとっては有利である。
一方、低負荷荷重領域では、円すいころと、軌道面との接触面積が相対的に大きいことに加えて、円すいころと、円すいころを軸方向に保持している鍔部とが摺接することによる滑り摩擦抵抗の影響が大きくなり、例えば、玉軸受等と比較すると、軸受の回転トルクが大きくなる傾向がある。
In the tapered roller bearing, the tapered roller and the raceway surface of the race are in line contact. Therefore, the contact area between the tapered roller and the raceway surface in the tapered roller bearing is relatively larger than that of, for example, a ball bearing. For this reason, the tapered roller bearing can keep the contact surface pressure relatively small in a high load load region, which is advantageous for reducing the rotational torque of the bearing.
On the other hand, in the low load load region, in addition to the relatively large contact area between the tapered roller and the raceway surface, the tapered roller and the flange that holds the tapered roller in the axial direction are in sliding contact. The influence of sliding friction resistance increases, and for example, the rotational torque of the bearing tends to increase as compared with a ball bearing or the like.
そこで、円すいころ軸受に代えて玉軸受を採用することも考えられる。玉軸受は、低負荷加重領域では、玉と軌道面とが点接触であるため、円すいころ軸受と比較して、玉と軌道面との接触面積を小さくすることができ、さらに、その構造上円すいころ軸受の鍔部に相当する構成を有さないため、軸受の回転トルクの低減化が可能である。
しかし、高負荷荷重領域では、接触面の面圧が非常に高くなり、その結果生じる高い摩擦抵抗によって軸受の回転トルクを増加させてしまう。
Therefore, it is conceivable to use a ball bearing instead of the tapered roller bearing. Ball bearings have a point contact between the ball and the raceway surface in the low load load region, so the contact area between the ball and raceway surface can be reduced compared to the tapered roller bearing. Since there is no configuration corresponding to the flange portion of the tapered roller bearing, the rotational torque of the bearing can be reduced.
However, in the high load load region, the contact surface pressure becomes very high, and the resulting high frictional resistance increases the rotational torque of the bearing.
以上のように、円すいころ軸受、又は玉軸受のいずれの軸受を採用したとしても、軸受としての回転トルクを相対的に増加させてしまう負荷荷重領域が存在するために、幅広い負荷荷重領域で回転トルクの低減化を図ることができないという問題を有していた。 As described above, even if either a tapered roller bearing or a ball bearing is adopted, there is a load load region that relatively increases the rotational torque of the bearing, so that it rotates in a wide load load region. There has been a problem that torque cannot be reduced.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、幅広い負荷荷重領域で回転トルクの低減化を図ることができる転がり軸受装置及び車両用ピニオン軸支持装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a rolling bearing device and a vehicle pinion shaft support device capable of reducing the rotational torque in a wide load range.
本発明は、ハウジングの内周面に内嵌されている外輪と、軸部材の外周面に外嵌されている内輪と、を備えた転がり軸受装置であって、周方向に配列された複数の円すいころを備えている円すいころ軸受部と、前記円すいころ軸受部に軸方向に並べて設けられ、前記複数の円すいころのピッチ円径と異なるピッチ円径で周方向に配列された複数の玉を備えている玉軸受部と、を備え、前記外輪は、互いに一体形成された前記玉軸受部に含まれる第1外輪部と前記円すいころ軸受部に含まれる第2外輪部とで構成され、前記内輪は、互いに一体形成された前記玉軸受部に含まれる第1内輪部と前記円すいころ軸受部に含まれる第2内輪部とで構成され、前記外輪又は前記内輪に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに前記第1外輪部が径方向外側に向けて弾性変形することを許容して前記玉軸受部が負担するラジアル荷重の負担割合を減少させるためのすき間が、前記第1外輪部の外周面と、前記ハウジングの内周面との間に形成されていることを特徴としている。 The present invention is a rolling bearing device including an outer ring fitted on the inner circumferential surface of the housing and an inner ring fitted on the outer circumferential surface of the shaft member, and is a plurality of bearings arranged in the circumferential direction. Tapered roller bearings having tapered rollers, and a plurality of balls arranged in the axial direction on the tapered roller bearings and arranged in the circumferential direction with a pitch circle diameter different from the pitch circle diameter of the plurality of tapered rollers. A ball bearing portion provided, and the outer ring is composed of a first outer ring portion included in the ball bearing portion formed integrally with each other and a second outer ring portion included in the tapered roller bearing portion, the inner ring is composed of a second inner ring contained in the tapered roller bearing unit and the first inner ring part that is included in the ball bearing portion formed integrally with each other, before Kigairin or greater radial than a predetermined load to the inner ring The first outer ring when a load is applied It is but clearance for reducing the ratio of load of radial load borne by the ball bearing unit and allowed to elastically deform radially outwardly, and the outer peripheral surface of the first outer portion, the inner periphery of the housing It is characterized by being formed between the surfaces .
上記構成の転がり軸受装置によれば、外輪又は内輪に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに、第1外輪部が弾性変形するので、玉軸受部に作用するラジアル荷重を適度に逃がすことができ、所定荷重以上に大きいラジアル荷重が玉軸受部に作用するのを抑制することができる。
これにより、所定荷重よりも大きいラジアル荷重が外輪又は内輪に作用している場合に、所定荷重よりも小さいラジアル荷重が外輪又は内輪に作用している場合と比較して、玉軸受部が負担するラジアル荷重の負担割合を減少させ、円すいころ軸受部が負担するラジアル荷重の負担割合を増加させることができる。
According to the rolling bearing device having the above-described configuration, when a radial load larger than a predetermined load is applied to the outer ring or the inner ring, the first outer ring portion is elastically deformed, so that the radial load acting on the ball bearing portion is appropriately released. It is possible to suppress a radial load larger than a predetermined load from acting on the ball bearing portion.
Thus, when a radial load larger than a predetermined load is applied to the outer ring or the inner ring, the ball bearing portion bears compared to a case where a radial load smaller than the predetermined load is applied to the outer ring or the inner ring. The load ratio of radial load can be reduced and the load ratio of radial load borne by the tapered roller bearing portion can be increased.
つまり、外輪又は内輪に作用するラジアル荷重が所定荷重よりも小さい低負荷荷重領域では、一般に低負荷加重領域において回転トルクの低減化に有利な玉軸受部に荷重を負担させ、外輪又は内輪に作用するラジアル荷重が所定荷重よりも大きい高負荷荷重領域では、一般に高負荷加重領域において回転トルクの低減化に有利な円すいころ軸受部に荷重を負担させることができる。
このように、本構成によれば、低負荷荷重領域及び高負荷荷重領域で主として荷重を負担する軸受部を異ならせることができ、この結果、幅広い負荷荷重領域で回転トルクの低減化を図ることができる。
In other words, in the low load load region where the radial load acting on the outer ring or inner ring is smaller than the predetermined load, the load is generally applied to the ball bearing portion that is advantageous for reducing rotational torque in the low load load region, and the load acts on the outer ring or inner ring. In a high load load region where the radial load to be applied is larger than a predetermined load, the load can be applied to a tapered roller bearing portion that is generally advantageous in reducing the rotational torque in the high load load region.
As described above, according to this configuration, it is possible to vary the bearing portion that mainly bears the load in the low load load region and the high load load region, and as a result, it is possible to reduce the rotational torque in a wide load load region. Can do.
また、本発明は、ハウジングの内周面に内嵌されている外輪と、軸部材の外周面に外嵌されている内輪と、を備えた転がり軸受装置であって、周方向に配列された複数の円すいころを備えている円すいころ軸受部と、前記円すいころ軸受部に軸方向に並べて設けられ、前記複数の円すいころのピッチ円径と異なるピッチ円径で周方向に配列された複数の玉を備えている玉軸受部と、を備え、前記外輪は、互いに一体形成された前記玉軸受部に含まれる第1外輪部と前記円すいころ軸受部に含まれる第2外輪部とで構成され、前記内輪は、互いに一体形成された前記玉軸受部に含まれる第1内輪部と前記円すいころ軸受部に含まれる第2内輪部とで構成され、前記外輪又は前記内輪に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに前記第1内輪部が径方向内側に向けて弾性変形することを許容して前記玉軸受部が負担するラジアル荷重の負担割合を減少させるためのすき間が、前記第1内輪部の内周面と、前記軸部の外周面との間に形成されていることを特徴としている。 Further, the present invention is a rolling bearing device including an outer ring fitted on the inner circumferential surface of the housing and an inner ring fitted on the outer circumferential surface of the shaft member, which are arranged in the circumferential direction. A tapered roller bearing portion having a plurality of tapered rollers, and a plurality of tapered roller bearing portions arranged in the axial direction in the tapered roller bearing portion and arranged in the circumferential direction with a pitch circle diameter different from a pitch circle diameter of the plurality of tapered rollers. A ball bearing portion including a ball, and the outer ring includes a first outer ring portion included in the ball bearing portion and a second outer ring portion included in the tapered roller bearing portion that are integrally formed with each other. the inner ring is composed of a second inner ring contained in the tapered roller bearing unit and the first inner ring part that is included in the ball bearing portion formed integrally with each other, than the predetermined load before Kigairin or the inner ring When a large radial load is applied, Clearance for reducing the ratio of load of radial load inner ring is borne by the ball bearing unit and allowed to elastically deform toward the inside in the radial direction, the inner peripheral surface of the first inner ring portion, said shaft It is characterized by being formed between the outer peripheral surface of the part .
この場合も、外輪又は内輪に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに、第1外輪部が弾性変形するので、玉軸受部に作用するラジアル荷重を適度に逃がすことができ、所定荷重以上に大きいラジアル荷重が玉軸受部に作用するのを抑制することができる。この結果、低負荷荷重領域及び高負荷荷重領域で主に荷重を負担する軸受部を異ならせることができ、幅広い負荷荷重領域で回転トルクの低減化を図ることができる。 Also in this case, when a radial load larger than a predetermined load is applied to the outer ring or the inner ring, the first outer ring portion is elastically deformed, so that the radial load acting on the ball bearing portion can be appropriately released, and the predetermined load or more. Can be prevented from acting on the ball bearing portion. As a result, it is possible to vary the bearing portion that mainly bears the load in the low load load region and the high load load region, and it is possible to reduce the rotational torque in a wide load load region.
また、前記すき間は、当該すき間を形成する周面同士がすきまばめとされることで形成されていることが好ましく、この場合、容易にすき間を形成することができる。 Moreover, it is preferable that the said clearance gap is formed because the surrounding surfaces which form the said clearance gap make clearance fit, and a clearance gap can be formed easily in this case.
また、上記転がり軸受装置において、前記玉軸受部に対する予圧が、前記円すいころ軸受部に対する予圧よりも大きく設定されていることが好ましい。
この場合、低負荷荷重領域における荷重をより効果的に玉軸受部に負担させることができる。
In the rolling bearing device, it is preferable that a preload for the ball bearing portion is set larger than a preload for the tapered roller bearing portion.
In this case, the ball bearing portion can be more effectively loaded with the load in the low load load region.
また、本発明は、差動機構に噛み合うピニオンギヤが一端に形成されたピニオン軸を回転自在に支持する転がり軸受装置を備えた車両用ピニオン軸支持装置であって、前記転がり軸受装置が、上述の転がり軸受装置であることを特徴としている。
上記構成によれば、上述のように、幅広い負荷荷重領域で回転トルクの低減化を図ることができる。
Further, the present invention is a vehicle pinion shaft support device including a rolling bearing device that rotatably supports a pinion shaft having a pinion gear meshing with a differential mechanism at one end, wherein the rolling bearing device includes the above-described rolling bearing device. It is a rolling bearing device.
According to the above configuration, as described above, it is possible to reduce the rotational torque in a wide load range.
本発明の転がり軸受装置及び車両用ピニオン軸支持装置によれば、幅広い負荷荷重領域で回転トルクの低減化を図ることができる。 According to the rolling bearing device and the vehicle pinion shaft support device of the present invention, it is possible to reduce the rotational torque in a wide load range.
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る転がり軸受を備えているディファレンシャルギヤ装置の断面図である。このディファレンシャルギヤ装置1は、自動車等の車両の駆動機構に用いられるものであり、ハウジング2内に、図示しないドライブシャフトにより回転駆動されるピニオン軸3と、差動減速機構5とを備えている。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a differential gear device including a rolling bearing according to a first embodiment of the present invention. The differential gear device 1 is used in a drive mechanism of a vehicle such as an automobile, and includes a
ピニオン軸3の先端には、ピニオンギヤ4が設けられている。ピニオンギヤ4は、差動減速機構5のリングギヤ6と噛み合っている。
ピニオン軸3を介してドライブシャフトの回転力が伝達される差動減速機構5は、図示しない左右両駆動輪の差動動作を行いつつ、当該左右両駆動輪に回転力を伝達する。
A
The differential speed reduction mechanism 5 to which the rotational force of the drive shaft is transmitted via the
ハウジング2の内部には、内周が円形の支持部2aが、ハウジング2の一部として形成されている。ピニオン軸3のピニオンギヤ4側(以下、ヘッド側ともいう)は、支持部2aに装着された転がり軸受7によって、支持部2aに対して回転自在に支持されている。
ピニオン軸3のヘッド側の反対側(以下、テール側ともいう)は、ハウジング2の端部に形成された円筒部2bに装着された転がり軸受8によってハウジング2に対して回転自在に支持されている。
つまり、転がり軸受7,8は、差動減速機構5に噛み合うピニオンギヤ4が一端に形成されたピニオン軸3を回転自在に支持する車両用ピニオン軸支持装置を構成している。
A
The opposite side (hereinafter also referred to as tail side) of the
In other words, the
テール側の転がり軸受8は、いわゆるタンデム型の複列玉軸受を構成しており、ピニオン軸3に装着された内輪81と、ハウジング2の円筒部2bに装着された外輪82と、内外輪間において軸方向に複列に設けられた複数の玉83と、各列の保持器84とを備えている。両軸受7,8間におけるピニオン軸3には、円筒状のスペーサ9が装着されている。転がり軸受8の内輪81は、このスペーサ9と、環状の遮蔽板10とによって軸方向に挟まれている。遮蔽板10は、ピニオン軸3の他端側にスプライン嵌合によって当該ピニオン軸3と一体回転可能に装着されたフランジ11により押さえられている。フランジ11は、ピニオン軸3の先端に形成されたねじ部に螺合しているボルト14によって固定されている。
フランジ11とハウジング2との間にはオイルシール12が装着され、さらに、フランジ11に取り付けられた保護キャップ13によりオイルシール12が覆われている。
The tail-side rolling bearing 8 forms a so-called tandem double-row ball bearing, and includes an
An oil seal 12 is mounted between the
ヘッド側の転がり軸受7も、タンデム型の複列転がり軸受を構成している。このヘッド側の転がり軸受7については、後に詳述する。 The head-side rolling bearing 7 also constitutes a tandem type double-row rolling bearing. The head-side rolling bearing 7 will be described in detail later.
ここで上記ディファレンシャルギヤ装置1の潤滑動作について説明する。ハウジング2の底部にはディファレンシャルギヤ装置1の内部全体を潤滑するための潤滑油(図示せず)が貯留されている。また、支持部2aは、図中矢印で示すように潤滑油を導入して各転がり軸受7,8を潤滑するための潤滑油供給路Pを、ハウジング2内に形成している。
Here, the lubricating operation of the differential gear device 1 will be described. Lubricating oil (not shown) for lubricating the entire interior of the differential gear device 1 is stored at the bottom of the housing 2. In addition, the
差動減速機構5のリングギヤ6は、車両が前進駆動状態において図中の矢印で示す方向に回転駆動されるようになっており、このリングギヤ6の回転により、ハウジング2の底部に貯留されている潤滑油を上方に跳ね上げる。跳ね上げられた潤滑油は、潤滑油供給路Pを通って、一対の転がり軸受7,8間に導かれ、当該軸受に供給される。ヘッド側の転がり軸受7内を通過した潤滑油は、ハウジング2の底部に戻される。また、テール側の転がり軸受8内を通過した潤滑油は、図示しない還流路を通過してハウジング2の底部に戻される。このようにして、潤滑油は、ディファレンシャルギヤ装置1の内部を循環している。
The
図2は、ヘッド側の転がり軸受7の拡大断面図である。
図中、ヘッド側の転がり軸受7は、ピニオン軸3に装着された内輪20と、支持部2aに装着された外輪21と、内輪20及び外輪21の間に複列に配置された複数の転動体としての玉22及び円すいころ23と、玉22及び円すいころ23を周方向に保持している一対の保持器24,25とを備えている。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the rolling
In the figure, the head-side rolling bearing 7 includes an
外輪21は、軸受鋼や機械構造用合金鋼等によって形成された環状の部材であり、内周面には第1外輪軌道21aと、第2外輪軌道21bとが軸方向に並べて形成されている。
内輪20は、軸受鋼や機械構造用合金鋼等によって形成された環状の部材であり、外輪21に同心に配置されている。内輪20の外周面には、第1外輪軌道21aに対向している第1内輪軌道20aと、第2外輪軌道21bに対向している第2内輪軌道20bとが形成されている。
The
The
軸方向一端側に形成され互いに対向している第1外輪軌道21a及び第1内輪軌道20aの間には、複数の玉22が配置されている。軸方向他端側に形成され互いに対向している第2外輪軌道21b及び第2内輪軌道20bの間には、複数の円すいころ23が配置されている。
複数の玉22及び複数の円すいころ23は、それぞれ保持器24,25によって周方向に等間隔に保持されている。保持器24,25は、金属又は樹脂等によって形成された環状の部材であり、内外輪20,21間の環状空間に配置されて、玉22及び円すいころ23を保持している。
A plurality of
The plurality of
複数の玉22は、軸受鋼等を用いて形成された部材であり、第1内輪軌道20a及び第1外輪軌道21aの間に転動自在に介在している。
玉22は、第1内輪軌道20a側の接触点が軸方向一端側にずれることで、ラジアル方向に対して所定の傾斜角度をもって第1内輪軌道20a及び第1外輪軌道21aに接触している。よって、玉22及び内外輪20,21は、アンギュラ玉軸受を構成している。
The plurality of
The
また、複数の円すいころ23は、軸受鋼等を用いて形成された部材であり、第2内輪軌道20b及び第2外輪軌道21bの間に転動自在に介在している。
円すいころ23は、小径端面23aが軸方向他端側、大径端面23bが軸方向一端側となるように配置されており、内輪20に形成された小鍔部26及び大鍔部27によって、軸方向に保持されている。よって、円すいころ23及び内外輪20,21は、軸方向一端側が内輪20の大径端側となる円すいころ軸受を構成している。
The plurality of tapered
The tapered
このように、本実施形態のヘッド側の転がり軸受7は、複列にそれぞれ複数個ずつ配置された転動体のうち、いずれか一方の列には玉22が配置され、他方の列には円すいころ23が配置されており、円すいころ軸受と玉軸受とを組み合わせたタンデム型の複列転がり軸受を構成している。
つまり、転がり軸受7は、円すいころ軸受を構成している円すいころ軸受部60と、円すいころ軸受部60に軸方向に並べて設けられ玉軸受を構成している玉軸受部70とを備えている。
As described above, in the rolling
That is, the rolling
転がり軸受7の軸方向一端側に設けられた玉軸受部70は、外輪21の軸方向一端側の第1外輪部71と、内輪20の軸方向一端側の第1内輪部72と、複数の玉22とを含んで構成されている。
また、転がり軸受7の軸方向他端側に設けられた円すいころ軸受部60は、外輪21の軸方向他端側の第2外輪部61と、内輪20の軸方向他端側の第2内輪部62と、複数の円すいころ23とを含んで構成されている。
従って、外輪21は、互いに一体形成された、玉軸受部70に含まれる第1外輪部71と、円すいころ軸受部60に含まれる第2外輪部61とで構成されている。内輪20は、互いに一体形成された、玉軸受部70に含まれる第1内輪部72と、円すいころ軸受部60に含まれる第2内輪部62とで構成されている。
A
Further, the tapered
Therefore, the
円すいころ軸受においては、一般に、大鍔部と小鍔部とは、円すいころの両端面に摺接しつつ円すいころを軸方向に保持している。よって、大鍔部と小鍔部との軸方向の間隔には、円すいころの軸方向長さに対してわずかなクリアランスが与えられる。
一方、玉軸受においては、玉と軌道との間においては軸方向に対してほとんどクリアランスはないので、内輪及び外輪の相対移動を規制することができる。
In a tapered roller bearing, generally, the large collar part and the small collar part hold the tapered roller in the axial direction while being in sliding contact with both end faces of the tapered roller. Therefore, a slight clearance is given to the axial distance between the large collar part and the small collar part with respect to the axial length of the tapered roller.
On the other hand, in the ball bearing, there is almost no clearance in the axial direction between the ball and the raceway, so that the relative movement of the inner ring and the outer ring can be restricted.
よって、本実施形態の転がり軸受7によれば、玉軸受部70の第1外輪部71及び第1内輪部72が、両者間に介在した玉22によって軸方向へ相対移動するのを規制されているので、外輪21と内輪20とが軸方向に相対移動するのを当該玉軸受部70によって規制することができる。このため、円すいころ軸受部60に含まれる第2外輪部61と第2内輪部62との軸方向の位置関係に誤差が生じるのを抑制できる。この結果、円すいころ軸受部60に含まれる円すいころ23を軸方向に保持する両鍔部26,27が円すいころ23の軸方向端面に高い面圧で摺接するのを抑制することができ、両鍔部26,27にかじりが発生するのを抑制することができる。
Therefore, according to the rolling
第1外輪軌道21a及び第1内輪軌道20aは、周方向に沿って列状に配置された複数の玉22のピッチ円径が、同じく列状に配置された円すいころ23のピッチ円径よりも大きくなるように形成されている。よって、内輪20と外輪21との間で形成される環状空間は、軸方向他端側から軸方向一端側に向かって漸次拡径するように形成されている。
このため、運転状態の転がり軸受7は、内輪20の遠心力によって、潤滑油を軸方向他端部側の内外輪20,21間の環状開口部から軸受内部に導入し、一端部側の環状開口部から排出するポンプ作用を生じさせる。
In the first
For this reason, the rolling
上記ポンプ作用によって、潤滑油が軸受内部を通過する。よって、大鍔部27と第1内輪軌道20aとの間の中間部28は、滑らかな曲面によって繋げられている。これによって、軸受内部を通過する潤滑油が流れやすくなり、潤滑油を軸受外部に速やかに排出することができる。
Lubricating oil passes through the inside of the bearing by the pump action. Therefore, the
また、保持器25の軸方向他端部には、径方向内側に向かって延びる環状部25aが形成されている。内輪20の他端部側の肩部には、径方向内側に凹む周溝29が形成されている。環状部25aは、周溝29の内側面との間にわずかなすき間が形成されるように当該周溝29の内側に挿入されている。これにより、軸方向他端部側の環状開口部における実質的な開口面積を小さくすることができ、上記ポンプ作用によって、軸方向他端部側の環状開口部から軸受内部に導入される潤滑油量を制限することができる。
Further, an
つまり、軸方向他端部側の内外輪20,21間の環状開口部から軸受内部に導入される潤滑油量が比較的多い場合、潤滑油の撹拌抵抗によって、転がり軸受7の回転トルクを増加させるおそれがある。このため、環状部25a及び周溝29によって、軸受内部に導入される潤滑油量を制限することで、潤滑油の撹拌抵抗を低下させることができる。この結果、転がり軸受7の回転トルクを減少させることができる。
That is, when the amount of lubricating oil introduced into the bearing from the annular opening between the inner and
また、内輪20の大径端面20cは、ピニオンギヤ4の側面4aと当接している。また、テール側の転がり軸受8の内輪81は、ピニオン軸3の端部に装着されたフランジ11によって固定されている(図1参照)。
テール側の転がり軸受8の外輪82と、ヘッド側の転がり軸受7の外輪21とは、円筒部2bと、支持部2aとによって、軸方向に固定されている。
よって、ボルト14を締め込み、フランジ11をヘッド側に向けて押圧すれば、両軸受7,8の内輪20,81が、軸方向に沿って互いに接近するように押圧することができ、これによって、両軸受7,8に対する予圧を調整することができる。なお、両軸受7,8の予圧を調整する場合、スペーサ9の軸方向長さも調整される。
Further, the large-
The
Therefore, if the
ここで、本実施形態の転がり軸受7の外輪21の外周面側には、大径外周面40と、小径外周面41と、大径外周面40及び小径外周面41を繋ぐ段差面42とが形成されている。
また、外輪21が装着されている支持部2aの内周面側には、外輪21の外周面側の形状に応じて、大径内周面50と、小径内周面51と、大径内周面50及び小径内周面51を繋ぐ段差面52とが形成されている。
Here, on the outer peripheral surface side of the
Further, on the inner peripheral surface side of the
段差面42と、外輪21の軸方向他端面43とは、支持部2aの段差面52と、小径内周面51の端部から径方向内側に形成された環状壁53とに当接している。これによって、外輪21は、軸方向に位置決めされている。
The
大径外周面40は、外輪21外周面の一端縁から、軸方向円すいころ23の大径端面23bに重なる位置まで形成されている。小径外周面41は、大径外周面40の他端縁から段差面52を介して、外輪21外周面の他端縁まで形成されている。
The large-diameter outer
つまり、大径外周面40は、玉軸受部70に含まれる第1外輪部71の外周面を構成しており、小径外周面41は、円すいころ軸受部60に含まれる第2外輪部61の外周面を構成している。
That is, the large-diameter outer
小径外周面41は、支持部2aの小径内周面51に対して、しまりばめによって嵌合固定されており、これによって外輪21は、支持部2aに固定されている。
一方、大径外周面40は、支持部2aの大径内周面50に対して、すきまばめとされている。
大径外周面40の外径寸法は、支持部2aの大径内周面50に対して、10〜20μm程度のすき間が形成されるはめあい寸法に設定されている。
これによって、小径外周面41は、嵌合固定されている一方、大径外周面40は、大径内周面50に対して、すき間Sを形成している。なお、図2では、理解を容易とするため、すき間Sを誇張して示している。このすき間Sは、上述のように、10〜20μm程度に設定されている。
The small-diameter outer
On the other hand, the large-diameter outer
The outer diameter dimension of the large-diameter outer
Thus, the small-diameter outer
ここで、玉軸受部70に含まれる第1外輪部71は、外輪21又は内輪20に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに弾性変形するように形成されている。また、大径外周面40と、大径内周面50との間に上述のすき間Sが形成されることで、第1外輪部71は、径方向外側に向けて弾性変形することが許容されている。
つまり、本実施形態では、大径外周面40と、大径内周面50との間に、外輪21又は内輪20に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに第1外輪部71が弾性変形することを許容するすき間Sを形成している。
Here, the first
That is, in the present embodiment, the first
従って、本実施形態の転がり軸受7によれば、外輪21又は内輪20に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに、第1外輪部71が弾性変形するので、玉軸受部70に作用するラジアル荷重を適度に逃がすことができ、所定荷重以上に大きいラジアル荷重が玉軸受部70に作用するのを抑制することができる。
これにより、所定荷重よりも大きいラジアル荷重が外輪21又は内輪20に作用している場合、所定荷重よりも小さいラジアル荷重が外輪21又は内輪20に作用している場合と比較して、玉軸受部70が負担するラジアル荷重の負担割合を減少させ、円すいころ軸受部60が負担するラジアル荷重の負担割合を増加させることができる。
Therefore, according to the rolling
Thereby, when the radial load larger than the predetermined load is acting on the
このため、外輪21又は内輪20に作用するラジアル荷重が所定荷重よりも小さい低負荷荷重領域では、主に玉軸受部70に荷重を負担させ、外輪21又は内輪20に作用するラジアル荷重が所定荷重よりも大きい高負荷荷重領域では、主に円すいころ軸受部60に荷重を負担させることができる。
低負荷荷重領域では、一般に玉軸受の方が円すいころ軸受よりも摩擦トルクが小さく、回転トルクを相対的に低くできる。一方、高負荷荷重領域では、逆に玉軸受よりも円すいころ軸受の方が回転トルクを相対的に低くできる。
よって、本構成によれば、低負荷荷重領域及び高負荷荷重領域で主として荷重を負担する軸受部を異ならせることができ、この結果、幅広い負荷荷重領域で回転トルクの低減化を図ることができる。
For this reason, in the low load load region where the radial load acting on the
In the low load load region, the ball bearing generally has a smaller friction torque than the tapered roller bearing, and the rotational torque can be relatively lowered. On the other hand, in the high load load region, conversely, the tapered roller bearing can make the rotational torque relatively lower than the ball bearing.
Therefore, according to this configuration, it is possible to vary the bearing portion that mainly bears the load in the low load load region and the high load load region, and as a result, it is possible to reduce the rotational torque in a wide load load region. .
また、本実施形態の転がり軸受7によれば、高負荷荷重領域においては、剛性の高い円すいころ軸受部60に主として荷重を負担させるので、長寿命化を図ることができる。
Moreover, according to the rolling
なお、第1外輪部71が弾性変形しうる所定荷重としては、軸受に用いられる玉の疲労限荷重である1500MPaとすることができる。これにより、玉の疲労限荷重以上に大きいラジアル荷重が玉22に作用するのを抑制することができる。
In addition, as a predetermined load which can elastically deform the 1st outer ring |
また、本実施形態では、大径外周面40を、大径内周面50に対してすきまばめとすることで、第1外輪部71が弾性変形するのを許容するのに必要なすき間Sを形成したので、当該すき間Sを容易に形成することができる。
In the present embodiment, the clearance S necessary to allow the first
また、本実施形態の転がり軸受7は、玉軸受部70に付与される予圧と、円すいころ軸受部60に付与される予圧とが、異なるように設定されている。
より具体的には、玉軸受部70に対する予圧を円すいころ軸受部60に対する予圧よりも大きく設定する。これにより、低負荷荷重領域において、円すいころ軸受部60に対する予圧を相対的に低くすることで当該円すいころ軸受部60が負担するラジアル荷重を減少させ、効果的にラジアル荷重を玉軸受部70に負担させることができる。この結果、低負荷荷重領域における回転トルクをより効果的に低減することができる。
Moreover, the rolling
More specifically, the preload for the
図3は、本発明の第2の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
本実施形態では、内輪20に大径内周面45と、小径内周面46とが形成されているとともに、外輪21の大径外周面40と小径外周面41とが、支持部2aに対してしまりばめによって嵌合固定されている点において、第1の実施形態と相違している。その他の点については、第1の実施形態と同様の構成である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a rolling bearing according to the second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, a large-diameter inner
本実施形態において、内輪20の大径内周面45は、内輪20内周面の一端縁から、軸方向玉22の存在する他端付近まで形成されている。内輪20の小径内周面46は、大径内周面45の他端縁から段差面47を介して、内輪20内周面の他端縁まで形成されている。
In the present embodiment, the large-diameter inner
つまり、大径内周面45は、玉軸受部70に含まれる第1内輪部72の内周面を構成していおり、小径内周面46は、円すいころ軸受部60に含まれる第2内輪部62の内周面を構成している。
That is, the large-diameter inner
内輪20の小径内周面46は、ピニオン軸3の外周面56に対してしまりばめによって嵌合固定されている。これによって、内輪20は、ピニオン軸3に固定されている。
一方、大径内周面45は、ピニオン軸3の外周面56から径方向に離間して形成されていることで、外周面56に対して環状のすき間Sを形成している。
The small diameter inner
On the other hand, the large-diameter inner
玉軸受部70に含まれる第1内輪部72は、外輪21又は内輪20に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに弾性変形するように形成されている。また、大径内周面45と、外周面56との間に環状のすき間Sが形成されることで、第1内輪部72は、径方向内側に向けて弾性変形することが許容されている。
つまり、本実施形態では、大径内周面45と、外周面56との間に、外輪21又は内輪20に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに第1内輪部72が弾性変形することを許容するすき間Sを形成している。
The first
That is, in the present embodiment, the first
これにより、本実施形態の転がり軸受7によれば、外輪21又は内輪20に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに、第1内輪部72が弾性変形するので、玉軸受部70に作用するラジアル荷重を適度に逃がすことができ、所定荷重以上に大きいラジアル荷重が玉軸受部70に作用するのを抑制することができる。
この結果、本実施形態においても、第1の実施形態と同様、低負荷荷重領域及び高負荷荷重領域で主に荷重を負担する軸受部を異ならせることができ、幅広い負荷荷重領域で回転トルクの低減化を図ることができる。
Thereby, according to the rolling
As a result, also in the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to vary the bearing portions that mainly bear the load in the low load load region and the high load load region, and the rotational torque can be varied in a wide load load region. Reduction can be achieved.
図4は、本発明の第3の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
本実施形態の転がり軸受7は、円すいころ軸受部60が軸方向一端側に設けられ、玉軸受部70が軸方向他端側に設けられている点において第1の実施形態と相違している。
FIG. 4 is a sectional view of a rolling bearing according to the third embodiment of the present invention.
The rolling
本実施形態では、外輪21の小径外周面41が、玉軸受部70に含まれる第1外輪部71の外周面を構成し、外輪21の大径外周面40が、円すいころ軸受部60に含まれる第2外輪部61の外周面を構成している。
大径外周面40は、支持部2aに対してしまりばめによって嵌合固定されている。また、小径外周面41は、支持部2aに対してすきまばめとされている。
In the present embodiment, the small-diameter outer
The large-diameter outer
本実施形態では、小径外周面41の外径寸法は、支持部2aの小径内周面51に対して、10〜20μm程度のすき間Sが形成されるはめあい寸法に設定されている。
これによって、小径外周面41は、小径内周面51に対して、わずかなすき間Sを形成している。なお、図4では、理解を容易とするため、すき間Sを誇張して示している。
In this embodiment, the outer diameter dimension of the small-diameter outer
Thereby, the small-diameter outer
第1外輪部71は、第1の実施形態と同様、外輪21に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに弾性変形するように形成されている。また、小径外周面41と、小径内周面51との間にすき間Sが形成されることで、第1外輪部71は、径方向外側に向けて弾性変形することが許容されている。
つまり、本実施形態では、小径外周面41と、小径内周面51との間に、外輪21又は内輪20に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに第1外輪部71が弾性変形することを許容するすき間Sを形成している。
Similar to the first embodiment, the first
That is, in the present embodiment, the first
この結果、本実施形態においても、第1の実施形態と同様、低負荷荷重領域及び高負荷荷重領域で主に荷重を負担する軸受部を異ならせることができ、幅広い負荷荷重領域で回転トルクの低減化を図ることができる。 As a result, also in the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to vary the bearing portions that mainly bear the load in the low load load region and the high load load region, and the rotational torque can be varied in a wide load load region. Reduction can be achieved.
本発明は、上記実施形態に限定されることはない。例えば、上記各実施形態では、支持部2a、及びピニオン軸3との間ですき間Sを形成している外輪21の大径外周面40、及び内輪20の大径内周面45が円筒面状である場合を示したが、支持部2a、及びピニオン軸3との間で、第1外輪部71又は第1内輪部72の弾性変形を許容するすき間Sを形成することができれば、円筒面状である必要ななく、テーパ面や、曲面、またこれらを組み合わせた面とすることもできる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in each of the above embodiments, the large-diameter outer
また、上記第1の実施形態において、内輪20の他端部側の肩部に、径方向内側に凹む周溝29を形成し、保持器25の環状部25aを周溝29の内側に挿入することで、軸受内部に導入される潤滑油量を制限する構成を示したが、例えば、図5に示すように、周溝29に代えて、環状部25aとの間で、わずかなすき間を形成している段差30を設けてもよい。この場合も、周溝29の場合と同様、軸受内部に導入される潤滑油量を制限することができる。
In the first embodiment, a
3 ピニオン軸 4 ピニオンギヤ 5 差動減速機構
7 転がり軸受(転がり軸受装置) 20 内輪
20a 第1内輪軌道 20b 第2内輪軌道 21 外輪
21a 第1外輪軌道 21b 第2外輪軌道 22 玉
23 円すいころ 40 大径外周面 41 小径外周面
45 大径内周面 46 小径内周面 50 大径内周面
51 小径内周面 56 外周面 60 円すいころ軸受部
61 第2外輪部 62 第2内輪部 70 玉軸受部
71 第1外輪部 72 第1内輪部
3
Claims (5)
周方向に配列された複数の円すいころを備えている円すいころ軸受部と、
前記円すいころ軸受部に軸方向に並べて設けられ、前記複数の円すいころのピッチ円径と異なるピッチ円径で周方向に配列された複数の玉を備えている玉軸受部と、を備え、
前記外輪は、互いに一体形成された前記玉軸受部に含まれる第1外輪部と前記円すいころ軸受部に含まれる第2外輪部とで構成され、
前記内輪は、互いに一体形成された前記玉軸受部に含まれる第1内輪部と前記円すいころ軸受部に含まれる第2内輪部とで構成され、
前記外輪又は前記内輪に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに前記第1外輪部が径方向外側に向けて弾性変形することを許容して前記玉軸受部が負担するラジアル荷重の負担割合を減少させるためのすき間が、前記第1外輪部の外周面と、前記ハウジングの内周面との間に形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。 A rolling bearing device comprising: an outer ring fitted on the inner circumferential surface of the housing; and an inner ring fitted on the outer circumferential surface of the shaft member,
A tapered roller bearing having a plurality of tapered rollers arranged in the circumferential direction;
A ball bearing portion provided with a plurality of balls arranged in a circumferential direction with a pitch circle diameter different from a pitch circle diameter of the plurality of tapered rollers provided in an axial direction in the tapered roller bearing portion; and
The outer ring is composed of a first outer ring part included in the ball bearing part integrally formed with each other and a second outer ring part included in the tapered roller bearing part,
The inner ring is composed of a first inner ring part included in the ball bearing part and a second inner ring part included in the tapered roller bearing part, which are integrally formed with each other,
Burden before Kigairin or radial load the ball bearing unit and allowed to elastically deform to bear toward the first outer portion is radially outward when a large radial load than a predetermined load to the inner ring is applied A rolling bearing device , wherein a gap for reducing the ratio is formed between the outer peripheral surface of the first outer ring portion and the inner peripheral surface of the housing .
周方向に配列された複数の円すいころを備えている円すいころ軸受部と、
前記円すいころ軸受部に軸方向に並べて設けられ、前記複数の円すいころのピッチ円径と異なるピッチ円径で周方向に配列された複数の玉を備えている玉軸受部と、を備え、
前記外輪は、互いに一体形成された前記玉軸受部に含まれる第1外輪部と前記円すいころ軸受部に含まれる第2外輪部とで構成され、
前記内輪は、互いに一体形成された前記玉軸受部に含まれる第1内輪部と前記円すいころ軸受部に含まれる第2内輪部とで構成され、
前記外輪又は前記内輪に所定荷重よりも大きいラジアル荷重が作用したときに前記第1内輪部が径方向内側に向けて弾性変形することを許容して前記玉軸受部が負担するラジアル荷重の負担割合を減少させるためのすき間が、前記第1内輪部の内周面と、前記軸部の外周面との間に形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。 A rolling bearing device comprising: an outer ring fitted on the inner circumferential surface of the housing; and an inner ring fitted on the outer circumferential surface of the shaft member,
A tapered roller bearing having a plurality of tapered rollers arranged in the circumferential direction;
A ball bearing portion provided with a plurality of balls arranged in a circumferential direction with a pitch circle diameter different from a pitch circle diameter of the plurality of tapered rollers provided in an axial direction in the tapered roller bearing portion; and
The outer ring is composed of a first outer ring part included in the ball bearing part integrally formed with each other and a second outer ring part included in the tapered roller bearing part,
The inner ring is composed of a first inner ring part included in the ball bearing part and a second inner ring part included in the tapered roller bearing part, which are integrally formed with each other,
Burden before Kigairin or radial load the ball bearing unit and allowed to elastically deform to bear toward the first inner ring portion radially inward when a radial load is applied greater than a predetermined load to the inner ring A rolling bearing device , wherein a gap for reducing the ratio is formed between an inner peripheral surface of the first inner ring portion and an outer peripheral surface of the shaft portion .
前記転がり軸受装置が、請求項1〜4のいずれか一項に記載の転がり軸受装置であることを特徴とする車両用ピニオン軸支持装置。 A pinion shaft support device for a vehicle including a rolling bearing device that rotatably supports a pinion shaft formed at one end of a pinion gear meshing with a differential mechanism,
The said rolling bearing apparatus is a rolling bearing apparatus as described in any one of Claims 1-4, The pinion shaft support apparatus for vehicles characterized by the above-mentioned.
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