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KR100733438B1 - Bearing apparatus for supporting pinion shaft - Google Patents

Bearing apparatus for supporting pinion shaft Download PDF

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KR100733438B1
KR100733438B1 KR1020057008629A KR20057008629A KR100733438B1 KR 100733438 B1 KR100733438 B1 KR 100733438B1 KR 1020057008629 A KR1020057008629 A KR 1020057008629A KR 20057008629 A KR20057008629 A KR 20057008629A KR 100733438 B1 KR100733438 B1 KR 100733438B1
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rolling bearing
rolling
companion flange
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모토시 가와무라
무네야스 아키야마
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가부시키가이샤 제이텍트
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Abstract

피니언축 지지용 베어링 장치는, 피니언 축을 케이스에 회전 가능하게 지지하고 피니언축의 일단부에 배치된 피니언 기어와 피니언축의 타단부 외측에 배치된 컴패니언 플랜지 사이에 축방향으로 나란히 배치된 한 쌍의 구름 베어링을 포함한다. 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링은 각접촉 볼 베어링을 포함하며, 내륜 궤도의 곡률 반경(Ri)과, 외륜 궤도의 곡률 반경(Ro)과, 구름 베어링의 볼 직경(Bd)은 식 Ri < Ro, 0.502 × Bd ≤ Ri ≤ 0.512 × Bd, 및 0.510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd에 의해 주어지는 관계를 만족시킬 수 있다.The pinion shaft support bearing device includes a pair of rolling bearings arranged axially side by side between a pinion gear disposed on one end of the pinion shaft and a companion flange disposed outside the other end of the pinion shaft so as to rotatably support the pinion shaft to the case. It includes. The rolling bearing on the companion flange side includes an angular contact ball bearing, wherein the radius of curvature Ri of the inner raceway, the radius of curvature Ro of the outer raceway, and the ball diameter Bd of the rolling bearing are expressed by the formula Ri <Ro, 0.502. The relationship given by x Bd <Ri <0.512 x Bd, and 0.510 x Bd <Ro <0.520 x Bd can be satisfied.

Description

피니언축 지지용 베어링 장치{BEARING APPARATUS FOR SUPPORTING PINION SHAFT}BEARING APPARATUS FOR SUPPORTING PINION SHAFT}

본 발명은 차량의 차동 기구, 4륜 구동 차량용 트랜스퍼 기구 등을 구성하는 피니언축을 회전 가능하게 지지하는 피니언축 지지용 베어링 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pinion shaft support bearing device for rotatably supporting pinion shafts constituting a differential mechanism of a vehicle, a transfer mechanism for a four-wheel drive vehicle, and the like.

차량의 차동 기구 또는 4륜 구동 차량용 트랜스퍼 기구에 있어서, 피니언축이 피니언 기어측과 컴패니언 플랜지(companion flange)측 각각에서 테이퍼 롤러 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 구성이 종래에 제안되었다(예컨대, 일본 특허 공개 공보 제9-105450호 및 제10-220468호 참조). 이러한 차동 기구와 트랜스퍼 기구의 경우에는, 부하 용량이 큰 테이퍼 롤러 베어링이 피니언 기어측 또는 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링용으로 사용된다. In a differential mechanism of a vehicle or a transfer mechanism for a four-wheel drive vehicle, a configuration has been conventionally proposed in which the pinion shaft is rotatably supported by a tapered roller bearing on each of the pinion gear side and the companion flange side (for example, Japan). See Patent Publications Nos. 9-105450 and 10-220468). In the case of such a differential mechanism and a transfer mechanism, tapered roller bearings with a large load capacity are used for rolling bearings on the pinion gear side or the companion flange side.

부하 용량이 큰 테이퍼 롤러 베어링이 사용되는 경우에는, 마찰 저항이 증가하여 운전 토크가 증가하고, 이에 따라 차량의 연료 소비에 영향을 줄 가능성이 존재할 것이다. If tapered roller bearings with a large load capacity are used, there will be a possibility that the frictional resistance increases and the driving torque increases, thereby affecting the fuel consumption of the vehicle.

본 발명은 피니언축 지지용 베어링 장치가 피니언축을 케이스에 대해 회전 가능하게 지지하고 피니언축의 일단부에 배치된 피니언 기어와 피니언축 타단부의 외측에 부착된 컴패니언 플랜지 사이에 축방향으로 나란히 배치되는 한 쌍의 구름 베어링을 포함하고, 피니언축에 고정된 내륜과, 케이스에 고정된 외륜과, 이들 내륜과 외륜 사이에 개재된 한 세트의 볼을 포함하는 각접촉 볼 베어링이 컴패니언 플랜지측상의 구름 베어링용으로 사용되며, 내륜 궤도의 곡률 반경(Ri), 외륜 궤도의 곡률 반경(Ro) 및 컴패니언 플랜지측상의 상기 구름 베어링의 볼 직경(Bd)의 관계가 According to the present invention, as long as the bearing device for supporting the pinion shaft is disposed axially side by side between the pinion gear rotatably supporting the pinion shaft relative to the case and disposed on one end of the pinion shaft and the companion flange attached to the outside of the other end of the pinion shaft. An angular contact ball bearing comprising a pair of rolling bearings, including an inner ring fixed to the pinion shaft, an outer ring fixed to the case, and a set of balls interposed between these inner and outer rings, for rolling bearings on the companion flange side. The relationship between the radius of curvature Ri of the inner ring raceway, the radius of curvature Ro of the outer ring raceways and the ball diameter Bd of the rolling bearing on the companion flange side

Ri < RoRi <Ro

0. 502 × Bd ≤ Ri ≤ 0.512 ×Bd502 × Bd ≤ Ri ≤ 0.512 × Bd

0. 510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 ×Bd510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd

를 만족시키는 것을 특징으로 한다.Characterized by satisfying.

또한, 컴패니언 플랜지측상의 구름 베어링에 있는 외륜 궤도 및 내륜 궤도와 볼 사이의 접촉각 Θ가, 예컨대 30°≤ Θ ≤ 45°를 만족시킨다.In addition, the contact angle θ between the outer ring raceway and the inner ring raceway and the ball in the rolling bearing on the companion flange side satisfies, for example, 30 ° ≦ Θ ≦ 45 °.

컴패니언 플랜지측의 구름 베어링을 구성하는 볼 베어링은 단일 궤도를 지닌 각접촉 볼 베어링과, 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링 등을 포함한다.The ball bearings constituting the rolling bearing on the companion flange side include angular contact ball bearings having a single track, tandem angular contact ball bearings having a double row track, and the like.

본 발명의 베어링 장치는 차동 기구, 트랜스퍼 기구 등에 포함되는 부품으로 적용되며, 예컨대 차동 기구에 적용되는 경우, 컴패니언 플랜지는 추진축에 연결되는 컴패니언 플랜지로 사용되고, 트랜스퍼 기구에 적용되는 경우, 컴패니언 플랜지는 후륜 차동 기어에 연결되는 출력 플랜지로 사용된다. The bearing device of the present invention is applied to a part included in a differential mechanism, a transfer mechanism, and the like. For example, when applied to a differential mechanism, a companion flange is used as a companion flange connected to a propulsion shaft, and when applied to a transfer mechanism, the companion flange is a rear wheel. Used as an output flange that connects to a differential gear.

베어링 장치용 윤활은 차동 유지 실드 내에 있는 링 기어의 회전에 따라 오일이 흘러나와 베어링 장치로 공급되는 오일 윤활이나 베어링 장치에 의해 그리스(grease)가 흘러나오는 그리스 윤활 중 한가지일 수 있다.Lubrication for the bearing device can be either oil lubrication as the oil flows out as the ring gear in the differential holding shield is supplied to the bearing device or grease lubrication by the bearing device.

본 발명의 피니언축 지지용 베어링 장치에 따르면, 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링의 하중이 피니언 기어측 상의 구름 베어링의 하중에 비해 작기 때문에, 부하 용량이 작은 각접촉 볼 베어링이 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링용으로 사용된다. 각접촉 볼 베어링의 마찰 저항은 테이퍼 롤러 베어링의 마찰 저항에 비해 작고, 따라서 운전 토크를 감소시킬 수 있다.According to the bearing device for pinion shaft support of the present invention, since the load of the rolling bearing on the companion flange side is smaller than the load of the rolling bearing on the pinion gear side, the angular contact ball bearing having a small load capacity is used for the rolling bearing on the companion flange side. Used as The frictional resistance of the angular contact ball bearings is smaller than the frictional resistance of the tapered roller bearings, thus reducing the operating torque.

또한, 내륜 궤도의 곡률 반경(Ri), 외륜 궤도의 곡률 반경(Ro) 및 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링의 볼 직경(Bd) 사이의 관계는Further, the relationship between the radius of curvature Ri of the inner raceway, the radius of curvature Ro of the outer raceway and the ball diameter Bd of the rolling bearing on the companion flange side

Ri < RoRi <Ro

0.502 × Bd ≤ Ri ≤ 0.512 × Bd0.502 × Bd ≤ Ri ≤ 0.512 × Bd

0.510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd0.510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd

를 만족시킨다.Satisfies

통상, 내륜 궤도의 곡률 반경(Ri')과 외륜 궤도의 곡률 반경(Ro')은 다음과 같이 주어진다.Typically, the radius of curvature Ri 'of the inner raceway and the radius of curvature Ro' of the outer raceway are given as follows.

0.515 × Bd ≤ Ri' ≤ 0.525 × Bd0.515 × Bd ≤ Ri '≤ 0.525 × Bd

0.525 × Bd ≤ Ro' ≤ 0.535 × Bd0.525 × Bd ≤ Ro '≤ 0.535 × Bd

본 발명의 내륜 궤도의 곡률 반경(Ri)과, 외륜 궤도의 곡률 반경(Ro) 양자는 전형적인 값에 비해 작아지게 된다. 따라서, 볼과, 내륜 궤도 및 외륜 궤도 사이의 접촉 면적이 증가하여(유지면이 증가) 접촉 압력이 감소하고, 이에 따라 궤도면상에 압흔이 생성되기가 어렵다.Both the radius of curvature Ri of the inner ring raceway and the radius of curvature Ro of the outer ring raceway of the present invention become smaller than typical values. Therefore, the contact area between the ball and the inner raceway and the outer raceway increases (increased oil level), so that the contact pressure decreases, thus making it difficult to generate indentations on the raceway surface.

더욱이, 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링에 있는 내륜 궤도 및 외륜 궤도와 볼 사이의 접촉각 Θ가, 예컨대 30°≤ Θ ≤ 45°를 만족시킨다. 통상, 고속 회전용 각접촉 볼 베어링에서는 볼과 내륜 궤도 및 외륜 궤도 사이의 접촉각 Θ'이 20°≤ Θ' ≤ 25°이기 때문에, 본 발명의 접촉각 Θ는 전형적인 값에 비해 커지게 되고, 이에 따라 축방향 하중에 대한 부하 용량이 증가한다. 또한, 접촉각 Θ가 증가하기 때문에, 내륜의 견부(肩部) 직경도 또한 증가하여, 컴패니언 플랜지와 함께 접촉면이 충분히 고정될 수 있고, 따라서 컴패니언 플랜지로 내륜을 확실하게 고정할 수 있다. Moreover, the contact angle Θ between the inner ring raceway and the outer ring raceway and the ball in the rolling bearing on the companion flange side satisfies, for example, 30 ° ≦ Θ ≦ 45 °. In general, in the angular contact ball bearing for high speed rotation, the contact angle Θ 'between the ball, the inner ring raceway and the outer ring raceway is 20 ° ≤ Θ' ≤ 25 °, so that the contact angle Θ of the present invention becomes larger than a typical value. The load capacity for axial loads increases. In addition, since the contact angle Θ increases, the shoulder diameter of the inner ring also increases, so that the contact surface can be sufficiently fixed together with the companion flange, and thus the inner ring can be reliably fixed by the companion flange.

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치가 적용되는 차동 기구의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a differential mechanism to which a pinion shaft support bearing device of a first embodiment of the present invention is applied.

도 2는 도 1에 도시된 피니언축 지지용 베어링 장치의 부분적인 확대 단면도이다.FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the pinion shaft support bearing device shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1에 도시된 피니언축 지지용 베어링 장치의 컴패니언 플랜지측 상에 있는 구름 베어링의 확대 단면도이다..3 is an enlarged cross-sectional view of a rolling bearing on the companion flange side of the pinion shaft support bearing device shown in FIG. 1.

도 4는 본 발명의 제1 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치의 변형예의 부분적인 확대 단면도이다. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a modification of the pinion shaft support bearing device of the first embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치가 적용되는 차동 기구의 단면도이다.Fig. 5 is a sectional view of a differential mechanism to which the pinion shaft support bearing device of the second embodiment of the present invention is applied.

도 6은 도 5에 도시된 피니언축 지지용 베어링 장치의 부분적인 확대 단면도 이다.FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of the pinion shaft support bearing device shown in FIG. 5.

도 7은 도 5에 도시된 피니언축 지지용 베어링 장치의 시일부의 확대 단면도이다. 7 is an enlarged cross-sectional view of the seal portion of the pinion shaft support bearing device shown in FIG. 5.

도 8은 본 발명의 제2 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치의 변형예의 부분적인 확대 단면도이다.8 is a partially enlarged cross-sectional view of a modification of the pinion shaft support bearing device of the second embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제2 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치의 다른 변형예의 부분적인 확대 단면도이다. 9 is a partially enlarged sectional view of another modification of the pinion shaft support bearing device of the second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제3 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치에 적용되는 차동 기구의 단면도이다.Fig. 10 is a sectional view of a differential mechanism applied to the pinion shaft support bearing device of the third embodiment of the present invention.

도 11은 도 10에 도시된 피니언축 지지용 베어링 장치의 부분적인 확대 단면도이다. FIG. 11 is a partially enlarged cross-sectional view of the pinion shaft support bearing device shown in FIG. 10.

도 12는 본 발명의 제3 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치의 변형예의 부분적인 확대 단면도이다.12 is a partially enlarged cross-sectional view of a modification of the pinion shaft support bearing device of the third embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예(제1 실시예라고 칭함)에 따른 피니언축 지지용 베어링 장치를 설명하겠다. 도 1은 제1 실시예에 따른 피니언축 지지용 베어링 장치가 적용되는 차동 기구의 단면도를 도시하고, 도 2는 도 1에 도시된 피니언축 지지용 베어링 장치의 부분적인 확대 단면도를 도시한다. Hereinafter, a pinion shaft support bearing device according to a preferred embodiment of the present invention (called a first embodiment) will be described with reference to the drawings. 1 shows a sectional view of a differential mechanism to which a pinion shaft support bearing device according to a first embodiment is applied, and FIG. 2 shows a partially enlarged sectional view of the pinion shaft support bearing device shown in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 참조 부호 1은 차동 유지 실드이고, 우륜과 좌륜을 차동적으로 인터로킹(interlocking)하는 차동 트랜스미션 기구(2)와, 피니언 기 어(3)와, 피니언축(4)과, 피니언축(4)을 회전 가능하게 지지하는 구름 베어링(5, 6)이 이 차동 유지 실드(1) 내에 수납된다.1 and 2, reference numeral 1 denotes a differential holding shield, a differential transmission mechanism 2 which differentially interlocks the right wheel and the left wheel, a pinion gear 3, and a pinion shaft ( 4) and rolling bearings 5 and 6 for rotatably supporting the pinion shaft 4 are housed in this differential holding shield 1.

피니언 기어(3)는 차동 트랜스미션 기구(2)의 링 기어(2a)에 체결되고, 피니언축(4)의 토우와 일체로 형성된다. 피니언축(4)은 후면이 서로 면하도록 배치된 한 쌍의 구름 베어링(5, 6)에 의해 차동 유지 실드(1) 내측에 회전 가능하게 지지되며, 추진축(도시하지 않음)이 연결되는 컴패니언 플랜지(7)가 휠에 배치된다.The pinion gear 3 is fastened to the ring gear 2a of the differential transmission mechanism 2 and is formed integrally with the tow of the pinion shaft 4. The pinion shaft 4 is rotatably supported inside the differential holding shield 1 by a pair of rolling bearings 5 and 6 arranged so that the rear surfaces face each other, and a companion flange to which a propulsion shaft (not shown) is connected. 7 is arranged on the wheel.

구름 베어링(5, 6)은 차동 유지 실드(1)의 전방 베어링 케이스부(1a)에 형성된 베어링을 끼워맞추기 위한 환형벽(13, 14)의 내주면 상에 각각 끼워맞춤된다. 컴패니언 플랜지(7)측 상의 구름 베어링(5)은 베어링 케이스부(1a)의 소경부측 상의 개방부에 포함되고, 피니언 기어(3)측 상의 구름 베어링(6)은 베어링 케이스부(1a)의 대경부 측상의 개방부에 포함되며, 위치 설정용 스페이서(8)가 양자의 구름 베어링(5, 6) 사이에 개재된다. 너트(15)가 컴패니언 플랜지(7)에 고정되도록 피니언축(4)의 휠상에 나사 결합되어, 구름 베어링(5, 6)이 충분한 예하중이 인가되는 상태로 피니언 기어(3)와 컴패니언 플랜지(7) 사이에 고정된다.The rolling bearings 5, 6 are respectively fitted on the inner circumferential surfaces of the annular walls 13, 14 for fitting the bearings formed in the front bearing case portion 1a of the differential holding shield 1. The rolling bearing 5 on the companion flange 7 side is included in the opening on the small diameter side of the bearing case portion 1a, and the rolling bearing 6 on the pinion gear 3 side of the bearing case portion 1a. It is included in the opening part on the large diameter side, and the positioning spacer 8 is interposed between the rolling bearings 5 and 6 of both. The nut 15 is screwed onto the wheel of the pinion shaft 4 so as to be fixed to the companion flange 7 so that the pinion gear 3 and the companion flange (with the preload force applied to the rolling bearings 5 and 6) are applied. 7) is fixed in between.

윤활용 오일은 정지 상태에서 차동 유지 실드(1) 내에 L 레벨로 저장된다. 오일은 작동중에 링 기어(2a)가 회전함에 따라 흘러나오고, 그 후에 베어링 케이스부(1a) 내의 환형벽(13, 14) 사이에 형성된 오일 유입 경로(11)를 통해 구름 베어링(5, 6)으로 도입되며, 또한 오일 복귀 경로(도시하지 않음)를 통해 복귀된다. 추가적으로, 오일 누출 방지용 오일 시일(9)이 피니언축(4)에서의 휠 측상의 외주면과 베어링 케이스부(1a)의 내주면 사이에 끼워넣어지고, 오일 시일(9) 보호용 시 일 보호컵(10)이 부착된다.The lubricating oil is stored at the L level in the differential holding shield 1 at standstill. The oil flows out as the ring gear 2a rotates during operation, and then the rolling bearings 5, 6 through the oil inflow path 11 formed between the annular walls 13, 14 in the bearing case portion 1a. Is introduced, and is also returned via an oil return path (not shown). In addition, an oil leak preventing oil seal 9 is sandwiched between the outer circumferential surface on the wheel side of the pinion shaft 4 and the inner circumferential surface of the bearing case portion 1a, and the seal protective cup 10 for protecting the oil seal 9. Is attached.

구름 베어링(5)은 내륜(51), 외륜(52) 및 케이지(54)에 의해 유지되는 한 세트의 볼(53)을 포함한다. 구름 베어링(6)은 내륜(61), 외륜(62) 및 케이지(64)에 의해 유지되는 한 세트의 테이퍼 롤러(63)를 포함한다.The rolling bearing 5 comprises a set of balls 53 held by an inner ring 51, an outer ring 52 and a cage 54. The rolling bearing 6 comprises a set of tapered rollers 63 held by an inner ring 61, an outer ring 62 and a cage 64.

스플라인(71)이 컴패니언 플랜지(7)측 상에 있는 피니언축(4)의 외측에 부착된 본체의 내주면에 형성되고, 구름 베어링(5)에서의 내륜(51)의 단부면을 피니언 기어(3) 방향으로 가압하는 환형 돌출부의 가압부(72)가 본체 상부의 외주면 상에 일체 형성된다. The spline 71 is formed on the inner circumferential surface of the main body attached to the outside of the pinion shaft 4 on the companion flange 7 side, and the end face of the inner ring 51 in the rolling bearing 5 passes through the pinion gear 3. The pressing portion 72 of the annular projection pressing in the direction of () is integrally formed on the outer circumferential surface of the upper portion of the main body.

구름 베어링(5)의 외륜(52)은 하나의 환형벽(13) 내로 가압 장착되고, 구름 베어링(6)의 외륜(62)은 다른 환형벽(14) 내로 가압 장착되며, 테이퍼 롤러(63) 세트가 세팅되고 구름 베어링(6)의 케이지(64)가 세팅되는 내륜(61)이 피니언축(4)의 외측에 부착된 상태에서, 피니언축(4)이 베어링 케이스부(1a)의 대경부측 상의 개방부로부터 삽입된다. 또한, 스페이서(8)와, 볼(53) 세트 및 케이지(54)가 세팅되는 내륜(51)은 베어링 케이스부(1a)의 소경부측 상의 개방부로부터 피니언축(4)의 둘레에 장착된다. 그 후, 컴패니언 플랜지(7)가 피니언축(4)의 구동축 상에 있는 소경부(41)에 스플라인 결합(spline-fitting)된다. 또한, 너트(15)가 컴패니언 플랜지(7)에 고정되도록 피니언축(4)에서의 구동축의 측부 엣지부 상에 나사 결합된다. The outer ring 52 of the rolling bearing 5 is press-mounted into one annular wall 13, the outer ring 62 of the rolling bearing 6 is press-mounted into the other annular wall 14 and the tapered roller 63. In the state where the set is set and the inner ring 61 on which the cage 64 of the rolling bearing 6 is set is attached to the outside of the pinion shaft 4, the pinion shaft 4 is the large diameter portion of the bearing case portion 1a. It is inserted from the opening on the side. In addition, the inner ring 51 in which the spacer 8 and the set of balls 53 and the cage 54 are set is mounted around the pinion shaft 4 from the opening on the small diameter side of the bearing case portion 1a. . The companion flange 7 is then spline-fitted to the small diameter portion 41 on the drive shaft of the pinion shaft 4. Further, the nut 15 is screwed onto the side edge of the drive shaft at the pinion shaft 4 so as to be fixed to the companion flange 7.

따라서, 컴패니언 플랜지(7)의 가압부(72)는 구름 베어링(5)에서의 내륜(51)의 단부면과 접촉하여 피니언 기어(3) 방향으로 내륜(51)을 가압한다. 그 결과, 스페이서(8)를 매개로 축 방향으로 나란히 배치된 구름 베어링(5, 6)은 예하중이 인가된 상태로 피니언 기어(3)와 컴패니언 플랜지(7) 사이에 삽입되어 피니언축(4)에 고정된다.Accordingly, the pressing portion 72 of the companion flange 7 contacts the end face of the inner ring 51 in the rolling bearing 5 to press the inner ring 51 in the direction of the pinion gear 3. As a result, the rolling bearings 5, 6 arranged side by side in the axial direction via the spacer 8 are inserted between the pinion gear 3 and the companion flange 7 with a preload applied to the pinion shaft 4. It is fixed to).

도 3을 참조하여 본 발명의 특징을 상세히 설명하겠다. 본 발명에서는, 컴패니언 플랜지(7)측 상의 구름 베어링(5)이 단일 궤도를 지닌 각접촉 볼 베어링으로 이루어진다는 것을 특징으로 한다.With reference to Figure 3 will be described in detail the features of the present invention. In the present invention, the rolling bearing 5 on the companion flange 7 side is made of an angular contact ball bearing having a single track.

내륜(51) 궤도(55)의 곡률 반경을 Ri, 외륜(52) 궤도(56)의 곡률 반경을 Ro, 볼의 직경(53)을 Bd로 하면, 이들 사이의 관계는 이하의 식 (1), (2) 및 (3)으로 주어진다.If the radius of curvature of the raceway 55 of the inner ring 51 is Ri, the radius of curvature of the raceway 56 of the outer ring 52 is Ro, and the diameter 53 of the ball is Bd, the relationship between them is expressed by the following equation (1) , (2) and (3).

Ri < Ro (1)Ri <Ro (1)

0.502 × Bd ≤ Ri ≤ 0.512 × Bd (2)0.502 × Bd ≤ Ri ≤ 0.512 × Bd (2)

0.510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd (3)0.510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd (3)

통상, 곡률 반경(Ro)은 곡률 반경(Ri)보다 약 1% 크게 설정된다. 예컨대, Ri = 0.505 × Bd에 대하여, Ro = 0.515 × Bd로 설정된다.Usually, the radius of curvature Ro is set to about 1% larger than the radius of curvature Ri. For example, for Ri = 0.505 x Bd, Ro = 0.515 x Bd.

볼(53)과, 내륜(51) 및 외륜(52) 사이의 접촉각 Θ은 볼(53)이 내측 궤도(55) 및 외측 궤도(56)와 접촉하는 두 점을 연결하는 작용선(A)과 반경 방향 평면 사이의 각(Θ)이며, 이 각(Θ)은 다음 식 (4)의 관계를 갖는다.The contact angle Θ between the ball 53 and the inner ring 51 and the outer ring 52 is a radius of action A and a line connecting the two points at which the ball 53 contacts the inner track 55 and the outer track 56. It is an angle Θ between the directional planes, and this angle Θ has a relationship of the following equation (4).

30°≤ Θ ≤ 45° (4)30 ° ≤ Θ ≤ 45 ° (4)

특히, 접촉각(Θ)은 Θ = 30°, 35 °, 40 °또는 45 ° 중 하나로 설정된다.In particular, the contact angle Θ is set to one of Θ = 30 °, 35 °, 40 ° or 45 °.

추가적으로, 식 (4)의 관계는 특별히 이 범위로만 한정되는 것은 아니다.In addition, the relationship of Formula (4) is not specifically limited only to this range.

전술한 바와 같이 구성된 피니언축 지지용 베어링 장치에 따르면, 컴패니언 플랜지(7)측 상의 구름 베어링(5)의 하중이 피니언 기어(3)측 상의 구름 베어링(6)의 하중에 비해 작기 때문에, 부하 용량이 작은 각접촉 볼 베어링이 컴패니언 플랜지(7)측 상의 구름 베어링(5)용으로 사용된다. 각접촉 볼 베어링의 마찰 저항이 테이퍼 롤러 베어링의 마찰 저항에 비해 작고, 따라서 운전 토크를 저감하고, 이에 따라 차량의 연료 소비를 개선할 수 있다. According to the bearing device for supporting pinion shafts configured as described above, since the load of the rolling bearing 5 on the companion flange 7 side is smaller than the load of the rolling bearing 6 on the pinion gear 3 side, the load capacity This small angular contact ball bearing is used for the rolling bearing 5 on the companion flange 7 side. The frictional resistance of the angular contact ball bearing is smaller than the frictional resistance of the tapered roller bearings, thus reducing the driving torque, thereby improving the fuel consumption of the vehicle.

또한, 상기 식 (2) 및 (3)에 나타낸 바와 같이, 내륜 궤도(55)의 곡률 반경(Ri)와 외륜 궤도(56)의 곡률 반경(Ro) 양자는 전형적인 값에 비해 작게 형성되고, 따라서 볼(53)과 내륜 궤도(55) 및 외륜 궤도(56) 사이의 접촉 면적이 증대하여(유지면이 증대), 접촉 압력이 저감하고, 이에 따라 궤도면에 압흔이 생성되기가 어려워진다. Further, as shown in the above formulas (2) and (3), both the radius of curvature Ri of the inner ring raceway 55 and the radius of curvature Ro of the outer ring raceway 56 are formed smaller than typical values, and thus The contact area between the ball 53, the inner ring raceway 55, and the outer ring raceway 56 is increased (increasing the oil level), so that the contact pressure is reduced, thereby making it difficult to generate indentations on the raceway surface.

또한, 상기 식 (4)에 나타낸 바와 같이, 접촉각(Θ)은 전형적인 값에 비해 크게 형성되고, 따라서 축방향 하중에 대한 하중 운반 능력이 증대한다. 더욱이, 접촉각(Θ)이 증가하면, 내륜(51)의 견부 직경(D)(도3 참조)도 또한 증가하여, 내륜(51)의 단부면에서의 컴패니언 플랜지(7)의 가압부(72)와 함께 접촉면이 충분히 고정될 수 있고, 이에 따라 컴패니언 플랜지(7)로 내륜(51)을 확실하게 고정시킬 수 있다.In addition, as shown in Equation (4) above, the contact angle Θ is formed larger than the typical value, thus increasing the load carrying capacity with respect to the axial load. Furthermore, as the contact angle Θ increases, the shoulder diameter D (see Fig. 3) of the inner ring 51 also increases, so that the pressing portion 72 of the companion flange 7 at the end face of the inner ring 51 is increased. And the contact surface can be sufficiently secured, whereby the inner ring 51 can be reliably fixed by the companion flange 7.

더욱이, 각접촉 볼 베어링이 구름 베어링(5)으로 사용되기 때문에, 볼의 개수가 깊은 홈 볼 베어링(deep groove ball bearing)의 볼의 개수에 비해 증가될 수 있고, 따라서 순하중(net-rated load)이 증가하며, 이에 따라 충분한 베어링 수명을 보장할 수 있다.Moreover, since the angular contact ball bearing is used as the rolling bearing 5, the number of balls can be increased compared to the number of balls of deep groove ball bearings, and thus net-rated load. ), Thereby ensuring sufficient bearing life.

추가적으로, 너트(15) 대신에 피니언축(4)에서의 구동축의 측부 엣지부가 고정되어 구름 베어링(5, 6)을 피니언축(4)에 고정시킬 수 있다. In addition, instead of the nut 15, the side edges of the drive shaft in the pinion shaft 4 can be fixed to fix the rolling bearings 5, 6 to the pinion shaft 4.

도 4에 도시한 바와 같이, 피니언 기어측 상의 구름 베어링(6)은 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링일 수 있다. 탠덤형 볼 베어링이란 각 열(PCD)에 있는 볼(63)의 중심을 연결함으로써 형성되는 원의 직경(PCD)이 상이하다는 것을 의미한다. As shown in Fig. 4, the rolling bearing 6 on the pinion gear side may be a tandem angular contact ball bearing with a double row track. The tandem ball bearing means that the diameter PCD of the circle formed by connecting the center of the balls 63 in each row PCD is different.

환언하자면, 구름 베어링(6)은 내륜(61), 외륜(62) 및 각각이 케이지(64)에 의해 유지되는 2열의 볼(63) 세트를 포함한다. 한 쌍의 내륜 궤도(65, 66)와 한 쌍의 외륜 궤도(67, 68)가 내륜(61)과 외륜(62) 각각에 형성되고, 피니언 기어측 상의 볼(63) 세트의 PCD는 카운터 피니언 기어 측상의 PCD보다 커질 수 있다.In other words, the rolling bearing 6 comprises an inner ring 61, an outer ring 62 and a set of two rows of balls 63 each of which is held by a cage 64. A pair of inner ring raceways 65 and 66 and a pair of outer ring raceways 67 and 68 are formed in the inner ring 61 and the outer ring 62, respectively, and the PCD of the set of balls 63 on the pinion gear side is a counter pinion. It can be larger than the PCD on the gear side.

다른 구성은 도 1 내지 도 3에 도시된 예의 구성과 유사하다.The other configuration is similar to that of the example shown in Figs.

따라서, 피니언 기어측의 구름 베어링(6)은 탠덤형 각접촉 볼 베어링으로 이루어지고, 따라서 탠덤형 각접촉 볼 베어링의 토크 감소가 테이퍼형 롤러 베어링의 토크 감소에 비해 보다 더 획득될 수 있다. 더욱이, 구름 베어링(6)은 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링으로 이루어지고, 따라서 단일 궤도를 지니고 나란히 배치된 한 쌍의 각접촉 볼 베어링에 비해 더욱 베어링 장치의 소형화를 획득할 수 있다.Therefore, the rolling bearing 6 on the pinion gear side is made of a tandem angular contact ball bearing, so that the torque reduction of the tandem angular contact ball bearing can be obtained more than the torque reduction of the tapered roller bearing. Moreover, the rolling bearing 6 consists of a tandem angular contact ball bearing with a double row track, and thus it is possible to obtain more miniaturization of the bearing device compared to a pair of angular contact ball bearings arranged side by side with a single track.

추가적으로, 피니언 기어측의 구름 베어링(6)에 있어서, 내륜 궤도(65, 66)의 곡률 반경을 Ri, 외륜 궤도(67, 68)의 곡률 반경을 Ro, 볼의 직경을 Bd라고 하면, 구름 베어링은 상기 식 (1), (2), 및 (3)의 관계를 만족시키도록 구성된다. 더욱이, 각 볼(63)과, 내륜(61) 및 외륜(62) 사이의 접촉각(Θ)은 상기 식 (4)를 만족시킬 것이다.In addition, in the rolling bearing 6 on the pinion gear side, when the radius of curvature of the inner ring raceways 65 and 66 is Ri, the radius of curvature of the outer ring raceways 67 and 68 is Ro, and the diameter of the ball is Bd, the rolling bearing Is configured to satisfy the relationship of the formulas (1), (2), and (3). Moreover, the contact angle Θ between each ball 63 and the inner ring 61 and the outer ring 62 will satisfy the above equation (4).

도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예를 설명하겠다. 5 to 7, a second embodiment of the present invention will be described.

도 5는 제2 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치가 적용되는 차동 기구의 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 피니언축 지지용 베어링 장치의 부분적인 확대 단면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 피니언축 지지용 베어링 장치의 시일부의 확대 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a differential mechanism to which the pinion shaft support bearing device of the second embodiment is applied, FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view of the pinion shaft support bearing device shown in FIG. 5, and FIG. 7 is shown in FIG. 5. Sectional drawing of the seal part of the pinion shaft support bearing device.

제2 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치는 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링(5)이 단일 궤도를 지닌 각접촉 볼 베어링을 포함하고, 피니언 기어측 상의 구름 베어링(6)이 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링을 포함하며, 그리스(G)가 구름 베어링(5, 6) 사이의 공간에 충전된다는 것을 특징으로 한다.The pinion shaft support bearing device of the second embodiment includes a tandem ball bearing in which the rolling bearing 5 on the companion flange side has an angular contact ball bearing, and the rolling bearing 6 on the pinion gear side has a double row track. A contact ball bearing, characterized in that the grease G is filled in the space between the rolling bearings 5, 6.

추가적으로, 다른 구성은 도 3에 도시된 도시된 예의 구성과 유사하기 때문에, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략하기로 한다.In addition, since the other components are similar to those of the illustrated example shown in FIG. 3, the same components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

구름 베어링(5)은 내륜 궤도(55)를 지닌 내륜(51)과, 외륜 궤도(56)를 지닌 외륜(52)과, 케이지(54)에 의해 유지되는 볼(53) 세트를 포함하고, 구름 베어링(6)은 한 쌍의 내륜 궤도(65, 66)를 지닌 내륜(61)과, 한 쌍의 외륜 궤도(67, 68)를 지닌 외륜(62)과, 케이지(64)에 의해 유지되는 2열의 볼(63) 세트를 포함하며, 구름 베어링(5)에서의 컴패니언 플랜지의 측부 엣지부와 구름 베어링(6)에서의 피니 언 기어의 측부 엣지부는 시일 부재(59, 69)에 의해 각각 밀봉된다. 그리스(G)가 시일 부재(59, 69)에 의해 밀봉된 구름 베어링(5, 6) 사이의 공간에 충전된다. 구름 베어링(5)은 도 3에 도시한 바와 같이 상기 식 (1) 내지 (3) 사이의 관계를 만족시키며, 이 베어링은 또한 상기 식 (4)를 만족시키도록 구성될 수 있다.The rolling bearing 5 comprises an inner ring 51 having an inner ring raceway 55, an outer ring 52 having an outer ring raceway 56, and a set of balls 53 held by the cage 54, and rolling The bearing 6 includes an inner ring 61 having a pair of inner ring raceways 65 and 66, an outer ring 62 having a pair of outer ring raceways 67 and 68, and two held by a cage 64. A row of ball 63 sets, wherein the side edges of the companion flanges in the rolling bearings 5 and the side edges of the pinion gears in the rolling bearings 6 are sealed by seal members 59 and 69, respectively. . Grease G is filled in the space between the rolling bearings 5, 6 sealed by the seal members 59, 69. The rolling bearing 5 satisfies the relationship between the above equations (1) to (3) as shown in FIG. 3, which bearing can also be configured to satisfy the above equation (4).

추가적으로, 구름 베어링(6)은 또한 상기 식 (1) 내지 (3) 사이의 관계를 만족시키고, 또한 도 4에 도시된 예에서도 또한 설명한 바와 같이 상기 식 (4)를 만족시키도록 구성될 수 있다.In addition, the rolling bearing 6 may also be configured to satisfy the relationship between the above equations (1) to (3), and also to satisfy the above equation (4) as also described in the example shown in FIG. .

컴패니언 플랜지측 상에 배치된 시일 부재(59)는 베어링 시일이라고 불리는 타입으로 이루어지고, 피니언 기어측 상에 배치된 시일 부재(69)는 오일 시일이라고 불리는 타입으로 이루어진다. The seal member 59 disposed on the companion flange side is of a type called bearing seal, and the seal member 69 disposed on the pinion gear side is of a type called oil seal.

시일 부재(59, 69)는 고무와 같은 탄성체(59b, 69b)를 환형 코어 링(59a, 69a)에 각각 가황 접착시킴으로써 형성되고, 예정된 타이트한 결합력을 지닌 상태에서 내륜(51, 61)에 접촉하는 립부(59c, 69c)가 탄성체(59b, 69b)에 형성된다. 추가적으로, 립부(59c, 69c)는 베어링의 외측을 향해 개방 가능한 형태를 지녀서 베어링의 외측으로부터 외부 물질이 들어오는 것을 주로 방지한다. The seal members 59 and 69 are formed by vulcanizing and bonding the elastic bodies 59b and 69b such as rubber to the annular core rings 59a and 69a, respectively, and contacting the inner ring 51 and 61 in a state of having a predetermined tight coupling force. Lip portions 59c and 69c are formed in elastic bodies 59b and 69b. In addition, the lip portions 59c and 69c are openable toward the outside of the bearing to mainly prevent foreign material from entering the outside of the bearing.

또한, 립부(69c)는 스프링 링(69d)에 의해 강제로 내륜(61)을 향해 가압되고, 따라서 시일 부재(69)는 가능한한 시일 성능을 향상시키며, 이에 따라 오일이 베어링 내부로 들어오는 것을 확실히 방지할 수 있다. In addition, the lip portion 69c is forcibly pushed toward the inner ring 61 by the spring ring 69d, so that the seal member 69 improves the seal performance as much as possible, thereby ensuring that oil enters the bearing interior. You can prevent it.

스프링 링 등은 시일 부재(59)용으로 사용되지 않으며, 립부(59c)의 내경이 단지 내륜(51)에서의 견부의 외경보다 예정된 양만큼 작게 설정되고, 따라서 립부 (59c)는 그 외경이 공차의 변동에 의해 탄성적으로 확대된 상태에서 내륜(51)과 접촉하도록 형성된다. 추가적으로, 립부는 베어링의 내외측과 소통하는 공기 구멍이 시일 부재(59)에 형성되도록 구성될 수 있고, 립부(59c)는 베어링의 내외측간의 압력차로 인해서 내륜(51)의 견부의 외경으로 돌출하는 것이 방지된다. The spring ring or the like is not used for the seal member 59, and the inner diameter of the lip portion 59c is set to be smaller than the outer diameter of the shoulder portion only at the inner ring 51 by a predetermined amount, so that the lip portion 59c has an outer diameter tolerance. It is formed to contact the inner ring 51 in a state in which it is elastically expanded by the variation of. In addition, the lip portion may be configured such that an air hole communicating with the inner and outer sides of the bearing is formed in the seal member 59, and the lip portion 59c protrudes to the outer diameter of the shoulder of the inner ring 51 due to the pressure difference between the inner and outer sides of the bearing. Is prevented.

아크릴 고무, 내열성 아크릴 고무 등이 시일 부재(59, 69) 각각에 대응하는 각각의 탄성체(59b, 69b)를 위해 사용되는 것이 바람직하다. 내열성 아크릴 고무는 에틸렌과 아크릴 에스테르가 공중합체 베이스 조성물로서 결합된 에틸렌 아크릴 고무일 수 있다. Acrylic rubber, heat resistant acrylic rubber and the like are preferably used for the respective elastic bodies 59b and 69b corresponding to the seal members 59 and 69, respectively. The heat resistant acrylic rubber may be ethylene acrylic rubber in which ethylene and acrylic ester are combined as the copolymer base composition.

또한, 내열성을 고려할 때, 기어 오일과 소망하는 유사성을 지닌 디요소(diurea)형 그리스 또는 에스테르형 그리스가 베어링 장치의 내부에 충전되는 그리스(G)로 사용되는 것이 바람직하다. 특히, 예컨대 Japan Grease Co. Ltd.에 의해 제조된 상품명 KNG170 또는 Yusi Co. Ltd.에 의해 제조된 상품명 MULTEMP SRL을 사용하는 것이 적합하다. KNG170은 베이스 오일로서 폴리 α올레핀 미네랄을, 호제(thicking agent)로서 디요소를 사용함으로써 마련되고, 작동 온도 제한이 -30 내지 150℃이다. MULTEMP SRL은 베이스 오일로서 에스테르를, 호제로서 리튬 비누를 사용하여 마련되고, 작동 온도 제한이 -40 내지 130℃이다.In addition, in consideration of heat resistance, it is preferable that diurea type grease or ester type grease having desired similarity to gear oil is used as grease G filled in the inside of the bearing device. In particular, for example, Japan Grease Co. Trade name KNG170 or Yusi Co. It is suitable to use the trade name MULTEMP SRL manufactured by Ltd. KNG170 is prepared by using poly alpha -olefin mineral as base oil and diurea as thickening agent, and has an operating temperature limit of -30 to 150 ° C. MULTEMP SRL is prepared using esters as base oils and lithium soaps as a starting agent, with an operating temperature limit of -40 to 130 ° C.

또한, 이렇게 구성된 피니언축 지지용 베어링 장치에서는, 운전 토크가 감소하고, 따라서 차량의 연료 소비가 개선된다. In addition, in the pinion shaft support bearing device configured as described above, the driving torque is reduced, and thus the fuel consumption of the vehicle is improved.

더욱이, 오일 윤활 대신에 그리스 윤활이 사용되기 때문에 오일 윤활과 같이 오일 유입 경로나 오일 복귀 경로를 차동 유지 케이스(1)에 형성할 필요가 없고, 이에 따라 차동 기구의 크기와 중량을 감소시킬 수 있으며, 이에 더하여 베어링 장치가 차동 기구의 오일에 있는 외부 물질에 의해 영향을 받지 않기 때문에 베어링 수명을 향상시킬 수 있다.Moreover, since grease lubrication is used instead of oil lubrication, it is not necessary to form an oil inflow path or an oil return path in the differential holding case 1 like oil lubrication, thereby reducing the size and weight of the differential mechanism. In addition, the bearing life can be improved because the bearing device is not affected by foreign matter in the oil of the differential mechanism.

도 8에 도시한 바와 같이, 피니언 기어측 상의 구름 베어링(6)은 단일 궤도를 지닌 두 개의 각접촉 볼 베어링의 조합일 수 있다.As shown in FIG. 8, the rolling bearing 6 on the pinion gear side can be a combination of two angular contact ball bearings with a single track.

즉, 구름 베어링(6)은 한 쌍의 내륜(61), 한 쌍의 외륜(62), 각각이 케이지(64)에 의해 유지되고, 각각의 내륜(61) 및 외륜(62) 사이에 개재되어 있는 2열의 볼(63) 세트를 포함한다.That is, the rolling bearing 6 is a pair of inner ring 61, a pair of outer ring 62, each of which is held by a cage 64, interposed between each of the inner ring 61 and outer ring 62 Two rows of balls (63).

추가적으로, 다른 구성은 도 5 내지 도 7에 도시되어 있는 예의 구성과 유사하다.In addition, the other configuration is similar to that of the example shown in FIGS. 5 to 7.

본 예에서도 또한, 구름 베어링(6)의 각 열의 볼 베어링도 또한 상기 식 (1) 내지 식 (3) 사이의 관계를 만족시키록 구성되고, 더욱이 상기 식 (4)를 만족시키도록 구성된다.Also in this example, the ball bearings in each row of the rolling bearing 6 are also configured to satisfy the relationship between the above formulas (1) to (3), and are further configured to satisfy the above formula (4).

도 9에 도시한 바와 같이, 피니언축(4)은 베어링 유닛(100)에 의해 차동 유지 실드(1)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.As shown in FIG. 9, the pinion shaft 4 can be rotatably supported by the bearing unit 100 on the differential holding shield 1.

베어링 유닛(100)은 컴패니언 플랜지측 상의 단일 궤도를 지닌 각접촉 볼 베어링을 갖는 구름 베어링(5)과, 피니언 기어측 상의 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링을 갖는 구름 베어링(6)을 포함한다. 즉, 구름 베어링(5)은 내륜(51), 외륜(101), 및 케이지(54)에 의해 유지되는 볼(53) 세트를 포함하고, 구름 베어링(6)은 내륜(61), 외륜(101), 및 각각이 케이지(64)에 의해 유지되는 2열의 볼(63) 세트를 포함한다. 내륜 궤도(55)는 내륜(51)에 형성되고, 한 쌍의 내륜 궤도(65, 66)는 내륜(61)에 형성되며, 세 개의 외륜 궤도(56, 67, 68)는 외륜(101)에 형성된다. 베어링 유닛(100)은 두 개의 내륜(51, 61)이 축방향으로 정합하는 유닛으로 형성되며, 그리스(G)가 충전되고, 그 후에 축방향의 양 단부는 시일 부재(59, 69)에 의해 밀봉되며, 외륜(101)은 단일형으로 형성된다.The bearing unit 100 comprises a rolling bearing 5 having an angular contact ball bearing with a single track on the companion flange side and a rolling bearing 6 with a tandem angular contact ball bearing with a double row track on the pinion gear side. do. That is, the rolling bearing 5 includes a set of balls 53 held by an inner ring 51, an outer ring 101, and a cage 54, and the rolling bearing 6 includes an inner ring 61, an outer ring 101. ), And a set of two rows of balls 63, each held by a cage 64. An inner ring raceway 55 is formed in the inner ring 51, a pair of inner ring raceways 65, 66 are formed in the inner ring 61, and three outer ring raceways 56, 67, and 68 are formed in the outer ring 101. Is formed. The bearing unit 100 is formed of a unit in which two inner rings 51 and 61 are axially matched, and grease G is filled, and then both ends in the axial direction are sealed by the seal members 59 and 69. Sealed, the outer ring 101 is formed in a single type.

추가적으로, 구름 베어링(5)을 구성하는 내륜 궤도(55), 외륜 궤도(56), 및 볼(63) 세트는 상기 식 (1) 내지 식 (3)의 관계를 만족시키도록 구성되며, 더욱이 도 3에 도시된 바와 같이 상기 식(4)를 만족시키도록 구성될 수 있다.In addition, the inner ring raceway 55, the outer ring raceway 56, and the set of balls 63 constituting the rolling bearing 5 are configured to satisfy the relationship of Equations (1) to (3) above. It can be configured to satisfy the above formula (4) as shown in 3.

베어링 유닛(100)의 정확한 예하중 조정은 제조 단계 중에, 우선 내륜(51, 61), 외륜(101), 및 케이지(54, 64)에 의해 유지되는 볼(53, 63) 세트를 하나의 유닛으로 부착함으로써 수행된다.Precise preload adjustment of the bearing unit 100 is carried out during the manufacturing phase, first of which a set of balls 53, 63 is held by the inner race 51, 61, the outer race 101, and the cage 54, 64. By attachment.

그 후, 구름 베어링(5, 6)이 피니언축(4) 둘레의 외측에 부착되어 베어링 유닛(100)이 피니언축 둘레에 장착되며, 피니언축(4)은 구동축측으로부터 삽입된다. 컴패니언 플랜지(7)는 피니언축(4)의 구동축측 상의 소경부(41)에 스플라인 결합되고, 그 후에 피니언축(4)에서의 구동축의 측부 엣지부가 반경 방향 외측으로 고정되며, 컴패니언 플랜지(7)는 해당 코킹(16)에 의해 피니언 기어 방향으로 타이트하게 클램핑(clamping)된다. 따라서, 컴패니언 플랜지(7)는 구름 베어링(5)에 있는 내륜(51)의 단부면에 접촉하고, 내륜(51)은 피니언 기어 방향으로 가압된다. 그 결과, 내륜(51, 61)이 피니언 기어(3)와 컴패니언 플랜지(7) 사이에 삽입되어 예하중이 인가되는 상태로 피니언축(4)에 고정된다. 더욱이, 외륜(101)의 둘레에 형성 된 플랜지(102)가 볼트(103)에 의해 차동 유지 실드(10)에 고정된다.Thereafter, the rolling bearings 5 and 6 are attached to the outer side around the pinion shaft 4 so that the bearing unit 100 is mounted around the pinion shaft, and the pinion shaft 4 is inserted from the drive shaft side. The companion flange 7 is splined to the small diameter portion 41 on the drive shaft side of the pinion shaft 4, after which the side edge portion of the drive shaft on the pinion shaft 4 is fixed radially outward, and the companion flange 7 ) Is clamped tightly in the direction of the pinion gear by the corresponding caulking 16. Accordingly, the companion flange 7 contacts the end face of the inner ring 51 in the rolling bearing 5, and the inner ring 51 is pressed in the pinion gear direction. As a result, the inner rings 51 and 61 are inserted between the pinion gear 3 and the companion flange 7 and fixed to the pinion shaft 4 in a state in which a preload is applied. Moreover, a flange 102 formed around the outer ring 101 is fixed to the differential holding shield 10 by bolts 103.

추가적으로, 다른 구성은 도 5 내지 도 7에 도시되어 있는 예의 구성과 유사하다.In addition, the other configuration is similar to that of the example shown in FIGS. 5 to 7.

본 예에서는 또한, 구름 베어링(6)은 상기 식 (1) 내지 식 (3) 사이의 관계를 만족시키도록 구성되며, 더욱이 상기 식 (4)를 만족시키도록 구성된다.In this example also, the rolling bearing 6 is configured to satisfy the relationship between the above formulas (1) to (3), and is further configured to satisfy the above formula (4).

도 10 및 도 11을 사용하여 본 발명의 제3 실시예를 설명하겠다.10 and 11, a third embodiment of the present invention will be described.

도 10은 제3 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치가 적용되는 차동 기구의 단면도이고, 도 11은 도 10에 도시된 피니언축 지지용 볼 베어링 장치의 부분적인 확대 단면도를 도시한다.Fig. 10 is a sectional view of a differential mechanism to which the pinion shaft support bearing device of the third embodiment is applied, and Fig. 11 shows a partially enlarged sectional view of the pinion shaft support ball bearing device shown in Fig. 10.

제3 실시예의 피니언축 지지용 베어링 장치는 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링(5)이 각접촉 볼 베어링으로 사용되는 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링으로 구성된다는 것을 특징으로 한다.The pinion shaft support bearing device of the third embodiment is characterized in that the rolling bearing 5 on the companion flange side is composed of a tandem angular contact ball bearing with a double row track used as an angular contact ball bearing.

추가적으로, 다른 구성은 도 3에 있는 예의 구성과 유사하기 때문에, 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략하기로 한다.In addition, since the other components are similar to those of the example in FIG. 3, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

구름 베어링(5)은 한 쌍의 내륜 궤도(55, 57)를 지닌 내륜(51)과, 한 쌍의 외륜 궤도(56, 58)를 지닌 외륜(52), 및 각각이 케이지(54)에 의해 유지되는 2열의 볼(53) 세트를 포함한다.The rolling bearing 5 has an inner ring 51 having a pair of inner ring raceways 55, 57, an outer ring 52 having a pair of outer ring raceways 56, 58, and each of which is driven by a cage 54. And a set of two rows of balls 53 to be maintained.

구름 베어링(5)을 구성하는 각각의 내륜 궤도(55, 57)의 곡률 반경, 외륜 궤도(56, 58)의 곡률 반경, 및 볼(53)의 직경을 각각 Ri, Ro, Bd라고 하면, 상기 식 (1) 내지 식 (3)의 관계가 만족된다. 더욱이, 각각의 볼(53)과 내륜(51) 및 외륜(52) 사이의 접촉각 Θ는 상기 식 (4)를 만족시키도록 설정된다.When the radius of curvature of each of the inner ring raceways 55 and 57 constituting the rolling bearing 5, the radius of curvature of the outer ring raceways 56 and 58, and the diameter of the ball 53 are Ri, Ro, and Bd, respectively, The relationship of Formulas (1) to (3) is satisfied. Moreover, the contact angle Θ between each of the balls 53 and the inner ring 51 and the outer ring 52 is set to satisfy the above expression (4).

이렇게 구성된 피니언축 지지용 베어링 장치에서는 또한, 운전 토크를 저감할 수 있고, 이에 따라 차량의 연료 소비가 개선된다. 더욱이, 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링은 구름 베어링(5)용으로 사용되며, 베어링의 수명, 사하중(dead load)에 대한 안전 요인, 및 강성도가 단일 궤도를 지닌 각접촉 볼 베어링에 비해 보다 우수하다. 또한, 단일 궤도를 지닌 한 쌍의 각접촉 볼 베어링을 나란히 배치하는 것에 비해, 숙련자에 의한 조정이 불필요하며, 용이하게 조립할 수 있다.In the pinion shaft support bearing device configured as described above, driving torque can also be reduced, thereby improving fuel consumption of the vehicle. Furthermore, tandem angular contact ball bearings with double row tracks are used for rolling bearings (5), bearing life, safety against dead load, and stiffness compared to angular contact ball bearings with single tracks. Better than Further, compared with arranging a pair of angular contact ball bearings having a single track side by side, adjustment by a skilled person is unnecessary and can be easily assembled.

도 12에 도시된 바와 같이, 피니언 기어측의 구름 베어링(6)은 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링일 수 있다.As shown in Fig. 12, the rolling bearing 6 on the pinion gear side may be a tandem angular contact ball bearing with a double row track.

즉, 구름 베어링(6)은 한 쌍의 내륜 궤도(65, 66)를 지닌 내륜(61), 한 쌍의 외륜 궤도(67, 68)를 지닌 외륜(62), 및 각각이 케이지(64)에 의해 유지되는 2열의 볼(63) 세트를 포함한다.That is, the rolling bearing 6 has an inner ring 61 having a pair of inner ring raceways 65 and 66, an outer ring 62 having a pair of outer ring raceways 67 and 68, and each of which has a cage 64. And a set of two rows of balls 63 held by.

추가적으로, 다른 구성은 도 10 내지 도 11에 도시되어 있는 예의 구성과 유사하다.In addition, the other configuration is similar to that of the example shown in FIGS. 10 to 11.

본 예에서는 또한, 구름 베어링(6)도 또한 상기 식 (1) 내지 식 (3) 사이의 관계를 만족시키도록 구성되며, 더욱이 상기 식 (4)를 만족시키도록 구성될 수 있다.In this example also, the rolling bearing 6 is also configured to satisfy the relationship between the above formulas (1) to (3), and may further be configured to satisfy the above formula (4).

추가적으로, 상기 각각의 실시예에는, 피니언 기어측 상의 구름 베어링(6)은 단일 궤도를 지닌 각접촉 볼 베어링, 다양한 레이디얼 베어링(radial bearing)과 트러스트 베어링의 조합, 다양한 레이디얼 베어링과 각접촉 볼 베어링의 조합, 또는 예컨대 상기 각 실시예에 포함된 베어링 이외의 것 등을 포함한다.In addition, in each of the above embodiments, the rolling bearing 6 on the pinion gear side includes an angular contact ball bearing with a single track, a combination of various radial and thrust bearings, various radial and angular contact balls. Combinations of bearings, or other than the bearings included in, for example, the above embodiments.

상기 피니언축 지지용 베어링 장치에 따르면, 운전 토크가 저감될 수 있고, 이에 따라 차량의 연료 소비 개선 효과가 달성된다.According to the bearing device for supporting the pinion shaft, the driving torque can be reduced, whereby the fuel consumption improvement effect of the vehicle is achieved.

본 발명은 차량의 차동 기구, 4륜 구동 차량용 트랜스퍼 기구 등을 구성하는 피니언을 회전 가능하게 지지하는 피니언 축 지지용 베어링 장치를 위해 사용될 수 있다.The present invention can be used for a pinion shaft support bearing device for rotatably supporting pinions constituting a differential mechanism of a vehicle, a transfer mechanism for a four-wheel drive vehicle, and the like.

Claims (7)

피니언축을 케이스에 회전 가능하게 지지하고 상기 피니언축의 일단부에 배치된 피니언 기어와 상기 피니언축의 타단부 외측에 부착된 컴패니언 플랜지(companion flange) 사이에 축방향으로 나란히 배치된 한 쌍의 구름 베어링을 포함하는 피니언축 지지용 베어링 장치로서,And a pair of rolling bearings arranged axially side by side between the pinion gear rotatably supporting the pinion shaft in the case and a companion flange attached to the outside of the other end of the pinion shaft. As a bearing device for supporting pinion shafts, 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링은 상기 피니언축에 고정된 내륜, 상기 케이스에 고정된 외륜, 및 이들 내륜과 외륜 사이에 개재된 볼 세트를 갖는 각접촉 볼 베어링을 포함하며,The rolling bearing on the companion flange side includes an angular contact ball bearing having an inner ring fixed to the pinion shaft, an outer ring fixed to the case, and a ball set interposed between these inner and outer rings, 내륜 궤도의 곡률 반경(Ri), 외륜 궤도의 곡률 반경(Ro), 및 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링의 볼 직경(Bd) 사이의 관계는 The relationship between the radius of curvature Ri of the inner raceway, the radius of curvature Ro of the outer raceway, and the ball diameter Bd of the rolling bearing on the companion flange side Ri < RoRi <Ro 0.502 × Bd ≤ Ri ≤ 0.512 × Bd, 및 0.502 × Bd <Ri <0.512 × Bd, and 0.510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd0.510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd 를 만족시키는 것인 피니언축 지지용 베어링 장치.Pinion shaft support bearing device to satisfy. 제1항에 있어서, 상기 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링에 있어서 볼과, 내륜 궤도 및 외륜 궤도 사이의 접촉각(Θ)은 30°≤ Θ ≤ 45°를 만족시키는 것인 피니언축 지지용 베어링 장치.The pinion shaft support bearing device according to claim 1, wherein in the rolling bearing on the companion flange side, the contact angle (Θ) between the ball and the inner raceway and the outer raceway satisfies 30 ° ≤Θ≤45 °. 제1항에 있어서, 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링은 단일 궤도를 지닌 각접촉 볼 베어링 또는 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링을 포함하는 것인 피니언축 지지용 베어링 장치.2. The pinion shaft support bearing device according to claim 1, wherein the rolling bearing on the companion flange side comprises an angular contact ball bearing with a single track or a tandem angular contact ball bearing with a double row track. 제3항에 있어서, 피니언축측 상의 구름 베어링은 단일 궤도를 지닌 원추형 구름 베어링을 포함하는 것인 피니언축 지지용 베어링 장치.4. The pinion shaft support bearing device of claim 3, wherein the rolling bearing on the pinion shaft side comprises a conical rolling bearing with a single track. 제3항에 있어서, 피니언축측 상의 구름 베어링은 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링을 포함하는 것인 피니언축 지지용 베어링 장치.4. The pinion shaft supporting bearing device according to claim 3, wherein the rolling bearing on the pinion shaft side includes a tandem angular contact ball bearing having a double row track. 제3항에 있어서, 피니언축측 상의 구름 베어링은 단일 궤도를 지닌 두 개의 각접촉 볼 베어링의 조합을 포함하는 것인 피니언축 지지용 베어링 장치.4. The pinion shaft support bearing device according to claim 3, wherein the rolling bearing on the pinion shaft side comprises a combination of two angular contact ball bearings having a single track. 단일 궤도를 지닌 각접촉 볼 베어링을 갖는 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링과, 복열 궤도를 지닌 탠덤형 각접촉 볼 베어링을 갖는 피니언 기어측 상의 구름 베어링을 포함하고, 피니언축을 차동 유지 실드에 지지하는 베어링 유닛으로서,A bearing unit comprising a rolling bearing on the companion flange side having an angular contact ball bearing with a single raceway and a rolling bearing on the pinion gear side with a tandem angular contact ball bearing with a double row raceway and supporting the pinion shaft to the differential holding shield; As 상기 구름 베어링은 양자 모두가 단일 외륜으로서의 외륜을 공통으로 포함하고, The rolling bearings both comprise a common outer ring as a single outer ring, 컴패니언 플랜지측 상의 구름 베어링의 볼 직경(Bd)과, 내륜 궤도의 곡률 반경(Ri)과, 외륜 궤도의 곡률 반경(Ro) 사이의 관계는The relationship between the ball diameter Bd of the rolling bearing on the companion flange side, the radius of curvature Ri of the inner raceway and the radius of curvature Ro of the outer raceway Ri < RoRi <Ro 0.502 × Bd ≤ Ri ≤ 0.512 × Bd, 및 0.502 × Bd <Ri <0.512 × Bd, and 0.510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd0.510 × Bd ≤ Ro ≤ 0.520 × Bd 를 만족시키는 것인 피니언축 지지용 베어링 유닛.Pinion shaft support bearing unit to satisfy the.
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