JP2010002030A - 円錐ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円錐ころの大径側に位置する大径端面や、この大径端面に摺接する内輪の鍔部のころ案内面等の摺動部の潤滑に優れ、かつ、加工も容易で、内輪の強度に影響を及ぼすことがない円錐ころ軸受を提供すること。
【解決手段】内輪２６の円錐外周軌道面６０の軸方向の大径側に大鍔部６２を形成する。大鍔部６２に、円錐ころ２７の大径端面９１を案内するころ案内面６７と、ころ案内面６７よりも径方向の外方に位置すると共に、円錐ころ２７の大径端面９１に軸方向に対向するオイル溜部６９とを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内輪および外輪の間に向けて軸方向の一方から軸方向の他方に向けて潤滑液体が流れる環境で使用される円錐ころ軸受に関する。

本発明は、特に、ディファレンシャルギヤ装置、トランスアクスル装置またはトランスファ装置等のピニオン軸を有する車両用ピニオン軸支持装置の上記ピニオン軸を支持するのに使用されれば好ましい円錐ころ軸受に関する。

従来、円錐ころ軸受としては、実開平５−３８４２１号公報に記載されているものがある。

この円錐ころ軸受は、内輪、外輪および複数の円錐ころを備える。上記内輪は、円錐軌道面と、この円錐軌道面の大径側に位置する鍔部とを有する。上記内輪は、円錐軌道面の大径側の端部に断面球状の環状の油溜を有する。

この円錐ころ軸受は、上記内輪の円錐軌道面のポンプ作用によって上記円錐軌道面の大径側に流動する油を、上記油溜に溜めるようになっている。そして、上記油溜に溜まっている油によって、円錐ころの円錐外周面の大径側の端面、この端面に摺接する内輪の大鍔のころ案内面等の摺動部の潤滑を行うようになっている。

上記円錐ころ軸受は、円錐ころの大径側の端面や、内輪の鍔部のころ案内面等の摺動部の潤滑に優れるという利点を有する一方、上記鍔部と円錐軌道面との間に位置する曲率が大きい部分に環状の凹部を形成しているから、油溜の加工が容易ではない。また、油溜を、円錐軌道面の近傍に形成しているから、内輪の強度が低くなることがある。
実開平５−３８４２１号公報（第１図）

そこで、本発明の課題は、円錐ころの大径側に位置する大径端面や、この大径端面に摺接する内輪の鍔部のころ案内面等の摺動部の潤滑に優れ、かつ、加工も容易で、内輪の強度に影響を及ぼすことがない円錐ころ軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の円錐ころ軸受は、
円錐内周軌道面を有する外輪と、
円錐外周軌道面と、その円錐外周軌道面の軸方向の大径側に位置する鍔部とを有する内輪と、
上記外輪と上記内輪との間に配置されると共に、円錐外周面と、その円錐外周面の小径側に位置する小径端面と、上記円錐外周面の大径側に位置する大径端面とを有する円錐ころと
を備え、
潤滑液体が、上記内輪と上記外輪との間を軸方向の上記円錐内周軌道面の小径側から大径側に向けて流れ、
上記鍔部は、
上記円錐ころの上記大径端面を案内するころ案内面と、
上記ころ案内面よりも径方向の外方に位置すると共に、上記円錐ころの上記大径端面に軸方向に対向する潤滑液体溜部と
を有することを特徴としている。

この円錐ころ軸受は、潤滑液体（例えば、潤滑油や洗浄液）が、内輪と外輪との間を軸方向の内輪の円錐内周軌道面の小径側から大径側に向けて流れる環境下で使用される。

本発明によれば、内輪が、円錐ころの外周面の大径側の端面に軸方向に対向する潤滑液体溜部を有しているから、内輪と外輪との間を軸方向の円錐内周軌道面の小径側から大径側に向けて流れる潤滑液体を、この潤滑液体溜部に溜めることができ、この潤滑液体溜部に溜められた潤滑液体を、この潤滑液体溜部に軸方向に対向する円錐ころの大径端面に効率良く供給することができる。したがって、円錐ころの上記大径端面や、この大径端面に摺接する内輪の鍔部のころ案内面等の摺動部を潤滑する性能が優れたものになる。

また、本発明によれば、潤滑液体溜部が、鍔部において上記ころ案内面よりも径方向の外方に位置していて、工具を接触させ易い箇所に位置しているから、潤滑液体溜部の加工を容易に行うことができる。

また、本発明によれば、上記潤滑液体溜部が、鍔部において上記ころ案内面よりも径方向の外方に位置していて、上記潤滑液体溜部が、内輪において荷重を殆ど負荷しない部分に形成されているから、上記潤滑液体溜部の加工によって、内輪の強度が殆ど低下することがない。

また、一実施形態では、
上記鍔部は、
上記内輪の上記円錐外周軌道面の大径側の端部につながると共に、上記ころ案内面と、上記ころ案内面の径方向の外方の端部から軸方向の外方に延在する外周面とを有する第１部分と、
上記第１部分の上記外周面に、外嵌されて固定されると共に、上記潤滑液体溜部を有する環状の第２部分と
を有する。

上記実施形態によれば、内輪の円錐外周軌道面につながると共に、鍔部においてころ案内面を有する部分（第１部分）と、鍔部において潤滑液体溜部を有する部分（第２部分）とが、別体であるから、第２部分のみの加工によって、潤滑液体溜部を形成することができる。また、潤滑液体溜部が劣化した場合に、第２部分を新しい第２部分に交換することによって、また、第２部分を第１部分から取り外した上で、第２部分を修復して、再度、第１部分に圧入することによって、容易かつ迅速に潤滑液体溜部の機能を復帰させることができる。

尚、ケースと、そのケース内に設けられると共に、リングギヤを含む差動機構と、上記差動機構の上記リングギヤと噛み合うピニオンギヤを有するピニオン軸とを備える車両用ピニオン軸支持装置における上記ピニオン軸を回転自在に支持する円錐ころ軸受として、本発明の円錐ころ軸受を使用すれば、その車両用ピニオン軸支持装置において、円錐ころ軸受の焼付きを抑制できると共に、円錐ころ軸受の加工を容易に行うことができる。

本発明の円錐ころ軸受によれば、円錐ころの大径端面や、この大径端面に摺接する内輪の鍔部のころ案内面等の摺動部を潤滑する性能が優れたものになる。

また、本発明の円錐ころ軸受によれば、潤滑液体溜部が、鍔部において上記ころ案内面よりも径方向の外方に位置していて、工具を接触させ易い箇所に位置しているから、潤滑液体溜部の加工を容易に行うことができる。

また、本発明の円錐ころ軸受によれば、潤滑液体溜部が、鍔部においてころ案内面よりも径方向の外方に位置していて、潤滑液体溜部が、内輪において荷重を殆ど負荷しない部分に形成されているから、潤滑液体溜部の加工によって、内輪の強度が殆ど低下することがない。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の円錐ころ軸受を備えるディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸３の中心軸１１を含む鉛直方向の断面図である。尚、図１において、矢印は、潤滑液体の一例としてのオイルの流れを示している。

このディファレンシャルギヤ装置は、ケース１と、差動機構２と、ピニオン軸３と、円錐ころ軸受５と、本発明の一実施形態の円錐ころ軸受７とを備える。

上記差動機構２は、ケース１内に設けられている。上記差動機構２は、リングギヤ８、サイドギヤ（図示せず）等から成り、リングギヤ８は、ピニオン軸３のピニオンギヤ１０に噛合している。上記差動機構２は、ドライブシャフトからの動力をピニオン軸３のピニオンギヤ１０を介して受けて、差動機構２の図１の紙面の垂直な方向の両側方に一つずつ配置される２つの車輪軸（図示せず）の回転速度差を適宜調整するようになっている。

上記円錐ころ軸受５は、外輪１５と、内輪１６と、円錐ころ１７とを備える。上記外輪１５は、ケース１内の内壁１９に嵌合固定されている一方、内輪１６は、ピニオン軸３に嵌合固定されている。上記円錐ころ１７は、外輪１５の円錐軌道面と内輪１６の円錐軌道面との間に保持器によって保持された状態で、周方向に一定の間隔を隔てられて略等間隔に複数配置されている。上記円錐ころ軸受５は、ピニオン軸３のヘッド側の部分、すなわち、ピニオン軸３のピニオンギヤ１０側の部分に配置されて、ピニオン軸３を回転自在に支持している。

一方、上記円錐ころ軸受７は、外輪２５と、内輪２６と、円錐ころ２７とを備える。上記円錐ころ２７は、外輪２５の円錐軌道面と内輪２６の円錐軌道面との間に保持器（図示せず）によって保持された状態で、周方向に一定の間隔を隔てられて略等間隔に複数配置されている。上記円錐ころ軸受７は、ピニオン軸３のテール側の部分、すなわち、ピニオン軸３における円錐ころ軸受装置５が配置されている部分よりもピニオンギヤ１０から離れた部分に配置されて、ピニオン軸３を回転自在に支持している。

上記ディファレンシャルギヤ装置は、図示しないエンジンと、このエンジンよりも低い位置に設置されている車輪の車軸との間に配置されており、ディファレンシャルギヤ装置は、ピニオン軸３におけるピニオンギヤ１０側と反対側の一端の高さが、ピニオン軸３のピニオンギヤ１０側の他端の高さよりも高くなっている。詳細には、ピニオン軸３の中心軸１１が水平面Ｐと成す角度であるノーズ角は、予め定められた設定ノーズ角θに設定されている。

上記構成において、上記ディファレンシャルギヤ装置は、ドライブシャフト（図示せず）の動力を、ピニオン軸３を介して差動機構２に伝達して、差動機構２を駆動させるようになっている。そして、上記差動機構２の側方に配置される継手（図示せず）の夫々に連結されている２つの車輪軸（図示せず）の回転速度差を適宜調整するようになっている。

また、上記ディファレンシャルギヤ装置では、運転時に、ピニオン軸３が回動している状態において、ディファレンシャルケース内の油を、ピニオン軸３のピニオンギヤ１０と噛合しているリングギヤ８で上方に跳ね上げて、この上方に跳ね上げられた油を、ディファレンシャルケース内に形成された油導入路を介してピニオンギヤ１０、差動機構２のリングギヤ８、および、差動機構２のサイドギヤ等のギヤに供給して、これらのギヤの焼付を防止している。

また、運転時に、リングギヤ８で上方に跳ね上げた油を、図１に、矢印ａ,ｂ,ｃ,ｄ,ｅ,ｆ,ｇ,ｈ,ｉ,ｊ,ｋに示すように、円錐ころ軸受５および円錐ころ軸受７の夫々において、内輪１６,２６の円錐外周軌道面の小径側から大径側に流して、円錐ころ軸受５および円錐ころ軸受７を潤滑するようになっている。

図２は、上記円錐ころ軸受７の軸方向の断面図である。

上述のように、この円錐ころ軸受７は、外輪２５と、内輪２６と、円錐ころ２７とを備える。

上記外輪２５は、円錐内周軌道面５０を有する。一方、上記内輪２６は、円錐外周軌道面６０と、小鍔部６１と、大鍔部６２とを有する。

上記小鍔部６１は、円錐外周軌道面６１の小径側に位置する一方、大鍔部６２は、円錐外周軌道面６１の大径側に位置する。また、上記円錐ころ２６は、円錐外周面９０、大径端面９１および小径端面９２を有し、上記大径端面９１は、円錐外周面９０の大径側に位置する一方、円錐外周面９０の小径側に位置している。

上記大鍔部６２は、第１部分４０と、第２部分４１とを有する。

上記第１部分４０は、内輪２６の円錐外周軌道面６０の大径側の端部につながっている。上記第１部分４０は、ころ案内面６７と、円筒外周面９４とを有する。

上記ころ案内面６７は、円錐ころ２７の大径端面９１を案内している。上記ころ案内面６７は、円錐ころ２７の大径端面９１に摺動している。上記ころ案内面６７は、略円錐状の内周面からなっている。

上記円筒外周面９４は、ころ案内面６７の径方向の外方の端部につながっている。上記円筒外周面９４は、ころ案内面６７の径方向の外方の端部から内輪２６の円錐軌道面６０の大径側の端面まで略軸方向に延在している。

一方、上記第２部分４１は、環状部材である。上記第２部分４１は、第１部分４０に外嵌されて固定されるようになっている。上記第２部分４１は、略径方向に延在する円錐ころ側端面９７と、円筒内周面９８を有する。上記第２部分４１を、第１部分４０に外嵌する前、第２部分４１の円筒内周面９８の内径は、第１部分４０の円筒外周面９４の外径よりも若干小さくなっている。上記第２部分４１の円筒内周面９８は、上記円錐ころ側端面９７が円錐ころ２７側に位置するように、第１部分４０の円筒外周面９４に圧入されている。このようにして、上記第２部分４１を、第１部分４０に固定している。

上記第２部分４１は、本体部６８と、潤滑液体溜部であるオイル溜部６９を有する。上記本体部６８は、軸方向の一方の端面に、環状であって断面略矩形状の凹部を有する。上記オイル溜部６９は、本体部６８の上記凹部に、その凹部形状に一致する環状形状の含油樹脂や、またはその凹部形状に一致する環状形状のフェルトを嵌入固定してなっている。

上記オイル溜部６９は、第１部分４０のころ案内面６７よりも径方向の外方に位置している。上記オイル溜部６９は、環状であり、断面略矩形の形状を有している。上記オイル溜部６９は、円錐ころ側端面９７に露出している。上記オイル溜部６９は、円錐ころ２７の大径端面９１に軸方向に対向している。

上記複数の円錐ころ２７は、外輪２５の円錐内周軌道面５０と、内輪２６の円錐外周軌道面６０との間に、保持器４７によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。上記保持器４７において円錐ころ２７の大径端面６９よりも軸方向の外方に位置する部分８８は、第２部分４１に対して径方向に間隔をおいて位置している。

上記実施形態の円錐ころ軸受によれば、オイル溜部６９が、大鍔部６２においてころ案内面６７よりも径方向の外方に位置していて、工具を接触させ易い箇所に位置しているから、オイル溜部６９の加工を容易に行うことができる。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受によれば、オイル溜部６９が、大鍔部６２においてころ案内面６９よりも径方向の外方に位置していて、オイル溜部６９が、内輪２６において荷重を殆ど負荷しない部分に形成されているから、オイル溜部６９の加工によって、内輪２６の強度が殆ど低下することがない。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受によれば、内輪２６の円錐外周軌道面６０につながると共に、大鍔部６２においてころ案内面６７を有する第１部分４０と、大鍔部４１においてオイル溜部６９を有する第２部分４１とが、別体であるから、第２部分４１のみの加工によって、オイル溜部６９を形成することができる。また、オイル溜部６９が消耗等して劣化した場合に、第２部分４１を新しい第２部分４１に交換することによって、また、第２部分４１を第１部分４０から取り外した上で、第２部分４１を修復して、再度、第１部分４０に圧入することによって、容易かつ迅速にオイル溜部６９の機能を復帰させることができる。

尚、上記実施形態の円錐ころ軸受では、ころ案内面６７を有する大鍔部６２の第１部分４０と、オイル溜部６９を有する大鍔部６２の第２部分４１とが別体であったが、この発明では、ころ案内面を有する大鍔部の第１部分と、オイル溜部を有する大鍔部の第２部分とが一体であっても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受では、オイル溜部６９が環状であったが、この発明では、オイル溜部は、環状でなくても良く、例えば、オイル溜部は、大鍔部の第２部分に、周方向に等間隔または非等間隔に複数箇所に存在していても良い。また、オイル溜部は、単に、大鍔部の第２部分に、周方向の所定領域（全周でない）に一箇所形成されていても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受では、オイル溜部６９において、円錐ころ２７の大径端面９１に軸方向に対向している平面が、略径方向に延在していたが、この発明では、オイル溜部において、円錐ころの大径端面に軸方向に対向している平面は、略円錐ころの大径端面に平行である等、略径方向に延在していなくても良く、円錐ころの大径端面に接触していなければ如何なる方向に延在していても良い。また、オイル溜部において、円錐ころの大径端面に軸方向に対向している面は、曲面であっても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受では、オイル溜部６９が、第２部分４１の本体部６８の軸方向に開口する環状の凹部に、その凹部形状に一致する環状形状の含油樹脂や、またはその凹部形状に一致する環状形状のフェルトを嵌入固定してなっていた。しかしながら、この発明では、オイル溜部は、第２部分の本体部の軸方向に開口する環状または非環状の凹部に、その凹部形状に一致する環状または非環状形状であり、かつ、含油樹脂およびフェルト以外の材料であると共に、オイルが含浸している材料か、または、オイルが浸透する性質を有する材料からなる部材を嵌入固定してなっていても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受では、オイル溜部６９が、第２部分４１の本体部６８の軸方向に開口する環状の凹部に、その凹部形状に一致する環状形状の含油樹脂や、またはその凹部形状に一致する環状形状のフェルトを嵌入固定してなっていたが、この発明では、オイル溜部は、図３に示すように、内輪１２６の大鍔部１６２においてころ案内面１６７よりも径方向の上方に位置する第２部分１４１に、軸方向に開口するように形成された環状の凹部１６９そのものであっても良い。オイル溜部を、このようにして形成した場合でも、内輪１２６の円錐外周軌道面１６０の小径側から大径側に流れるオイルを、その環状の凹部１６９に溜めることができて、その凹部１６９から円錐ころ２７の大径端面９１に、凹部１６９内のオイルを、供給することができるからである。

尚、内輪の大鍔部においてころ案内面よりも径方向の上方に位置する第２部分に軸方向に開口するように形成されたオイル溜部としての環状の凹部は、図３に示すように、第１部分１４０の方に径方向の内方に開口していても良く、第１部分の方に径方向の内方に開口していなくても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受７は、オイルが、外輪２５と内輪２６,１２６との間を軸方向の一方から他方に流れる環境に設置されたが、この発明の円錐ころ軸受は、洗浄液等のオイル以外の潤滑液体が、外輪と内輪との間を軸方向の一方から他方に流れる環境に設置されても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受７は、ディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸３のテール側に配置されたが、この発明の円錐ころ軸受は、ディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸のヘッド側に配置されても良い。また、この発明の円錐ころ軸受は、ディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸のテール側およびヘッド側の両方に配置されても良い。また、この発明の円錐ころは、トランスアクスル装置またはトランスファ装置等のディファレンシャルギヤ装置以外の車両用ピニオン軸支持装置のピニオン軸のヘッド側およびテール側のうちの少なくとも一方に配置されても良い。

本発明の一実施形態の円錐ころ軸受を備えるディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸の中心軸を含む鉛直方向の断面図である。 上記一実施形態の円錐ころ軸受の軸方向の断面図である 変形例の円錐ころ軸受の軸方向の断面図である。

符号の説明

２５ 外輪
２６,１２６ 内輪
２７ 円錐ころ
４０,１４０ 第１部分
４１,１４１ 第２部分
４７ 保持器
５０ 円錐内周面
６０,１６０ 円錐外周面
６２,１６２ 大鍔部
６７,１６７ ころ案内面
６９,１６９ オイル溜部
９１ 円錐ころの大径端面

Claims (2)

1. 円錐内周軌道面を有する外輪と、
   円錐外周軌道面と、その円錐外周軌道面の軸方向の大径側に位置する鍔部とを有する内輪と、
   上記外輪と上記内輪との間に配置されると共に、円錐外周面と、その円錐外周面の小径側に位置する小径端面と、上記円錐外周面の大径側に位置する大径端面とを有する円錐ころと
   を備え、
   潤滑液体が、上記内輪と上記外輪との間を軸方向の上記円錐内周軌道面の小径側から大径側に向けて流れ、
   上記鍔部は、
   上記円錐ころの上記大径端面を案内するころ案内面と、
   上記ころ案内面よりも径方向の外方に位置すると共に、上記円錐ころの上記大径端面に軸方向に対向する潤滑液体溜部と
   を有することを特徴とする円錐ころ軸受。
2. 請求項１に記載の円錐ころ軸受において、
   上記鍔部は、
   上記内輪の上記円錐外周軌道面の大径側の端部につながると共に、上記ころ案内面と、上記ころ案内面の径方向の外方の端部から軸方向の外方に延在する外周面とを有する第１部分と、
   上記第１部分の上記外周面に、外嵌されて固定されると共に、上記潤滑液体溜部を有する環状の第２部分と
   を有することを特徴とする円錐ころ軸受。

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