JP2021143751A - Rolling bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device.
従来、油潤滑環境下で使用され、保持器に保持された複数の転動体が一対の軌道輪の間で転動する転がり軸受は、転動体に供給される油量が少なすぎると転動体の接触部の潤滑を十分に確保できず、焼き付きなどのトラブルが発生するおそれがある一方、転動体に供給される油量が必要以上に多いと、潤滑油を撹拌することによる撹拌抵抗によって回転抵抗が増大してしまう。このため、本出願人は、特許文献1,2のものを提案している。
Conventionally, rolling bearings, which are used in an oil-lubricated environment and in which a plurality of rolling elements held in a cage roll between a pair of raceway wheels, are used in rolling bearings when the amount of oil supplied to the rolling elements is too small. Sufficient lubrication of the contact part cannot be secured and troubles such as seizure may occur. On the other hand, if the amount of oil supplied to the rolling element is larger than necessary, the rotation resistance due to the stirring resistance caused by stirring the lubricating oil. Will increase. Therefore, the applicant has proposed
特許文献1に記載の転がり軸受(玉軸受)は、一対の軌道輪としての外輪及び内輪と、外輪と内輪の間に配置された複数の転動体(玉)と、複数の転動体を保持する環状の保持器とを備えている。保持器は、潤滑油が流入する側に設けられた円環部と、円環部から複数の転動体側へ延びる柱部とを有しており、円環部における軸方向外側の端面と外周面とが交差する角部が、外輪の側面の軸方向位置とほぼ等しい位置に形成されている。これにより、円環部の軸方向端面に沿って流れた潤滑油が遠心力によって角部から径方向外側に飛ばされた際、この潤滑油が外輪と保持器との隙間から複数の転動体側に流入することが抑制されている。
The rolling bearing (ball bearing) described in
特許文献2に記載の転がり軸受(円錐ころ軸受)は、保持器の軸方向端面を遠心力によって外方に流動する潤滑油が保持器と外輪との隙間から複数の転動体側に流れ込む割合を低減するため、保持器の軸方向一端部における半径方向内寄りの領域に内周端部から半径方向外側に向かって軸方向内側に傾斜する内側傾斜面を形成し、半径方向外寄りの領域には、半径方向外側に向かって軸方向外側に傾斜する外側傾斜面を形成している。
In the rolling bearing (conical roller bearing) described in
例えば軸方向一端部にギヤ部を有するピニオンギヤシャフトをハウジングに対して軸受支持する場合には、一対の転がり軸受を用いて、これらの転がり軸受の軸方向の予圧を付与することが多い。そして、このような軸受構造では、ハウジングに設けられた供給油路から一対の転がり軸受の間の空間に潤滑油を流入させ、それぞれの転がり軸受を潤滑することがある。この場合、一対の転がり軸受のうち、ギヤ部に近い側の転がり軸受に対しては、他方の転がり軸受に比較して大きな荷重が作用するために多くの潤滑油を供給する必要があるが、他方の転がり軸受に過剰な潤滑油が供給されやすくなる。 For example, when a pinion gear shaft having a gear portion at one end in the axial direction is supported by a bearing with respect to a housing, a pair of rolling bearings is often used to apply a preload in the axial direction of these rolling bearings. In such a bearing structure, lubricating oil may flow into the space between the pair of rolling bearings from the supply oil passage provided in the housing to lubricate each rolling bearing. In this case, of the pair of rolling bearings, the rolling bearing on the side closer to the gear portion is required to be supplied with a large amount of lubricating oil because a larger load is applied than the other rolling bearing. Excessive lubricating oil is likely to be supplied to the other rolling bearing.
そこで、本発明は、ハウジングの供給油路から供給される潤滑油のうち、転がり軸受の内輪と外輪との間に流入する潤滑油の量を抑制することが可能な転がり軸受装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a rolling bearing device capable of suppressing the amount of lubricating oil flowing between the inner ring and the outer ring of the rolling bearing among the lubricating oil supplied from the supply oil passage of the housing. With the goal.
本発明は、上記の目的を達成するため、内輪と外輪との間に複数の転動体を配置してなる転がり軸受と、前記外輪が取り付けられると共に、前記転がり軸受への潤滑油の供給油路が形成されたハウジングと、前記外輪又は前記ハウジングに取り付けられ、前記内輪と前記外輪との間に導入される潤滑油の量を抑制する抑制部材とを備え、前記内輪に挿通された軸状部材を前記ハウジングに対して回転可能に支持する転がり軸受装置であって、前記抑制部材は、前記軸状部材の回転軸線に対して垂直な径方向に沿って前記供給油路の開口の少なくとも一部と向かい合っている、転がり軸受装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is provided with a rolling bearing in which a plurality of rolling elements are arranged between an inner ring and an outer ring, and an oil passage for supplying lubricating oil to the rolling bearing while the outer ring is attached. A shaft-shaped member that is attached to the outer ring or the housing and suppresses the amount of lubricating oil introduced between the inner ring and the outer ring, and is inserted through the inner ring. A rolling bearing device that rotatably supports the housing, wherein the restraining member is at least a part of an opening of the supply oil passage along a radial direction perpendicular to the rotation axis of the shaft-shaped member. Provides rolling bearing devices facing each other.
本発明に係る転がり軸受装置によれば、ハウジングの供給油路から供給される潤滑油のうち、転がり軸受の内輪と外輪との間から流入する潤滑油の量を抑制することが可能となる。 According to the rolling bearing device according to the present invention, it is possible to suppress the amount of lubricating oil flowing from between the inner ring and the outer ring of the rolling bearing among the lubricating oil supplied from the supply oil passage of the housing.
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態について、図1乃至図3を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. It should be noted that the embodiments described below are shown as suitable specific examples for carrying out the present invention, and there are some parts that specifically exemplify various technically preferable technical matters. , The technical scope of the present invention is not limited to this specific aspect.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る転がり軸受としての玉軸受2が用いられた駆動力配分装置1を示す断面図である。駆動力配分装置1は、玉軸受2及び円錐ころ軸受3を備えた転がり軸受装置10と、転がり軸受装置10によって支持される軸状部材としてのピニオンギヤシャフト11と、ピニオンギヤシャフト11の端部に相対回転不能に連結された連結部材としてのコンパニオンフランジ12と、コンパニオンフランジ12をピニオンギヤシャフト11に固定するボルト13と、ピニオンギヤシャフト11に噛み合わされたリングギヤ14と、リングギヤ14によって駆動力が入力されるディファレンシャル装置15と、シール161及びダストカバー162と、ディファレンシャルキャリア17と、ディファレンシャルキャリア17の底部を覆うカバー部材18とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a driving
ピニオンギヤシャフト11は、回転軸線Oを中心として回転し、図略のエンジンの駆動力が伝達される駆動軸及びこの駆動軸に連結されたコンパニオンフランジ12から入力される駆動力をリングギヤ14に伝達する。以下、ピニオンギヤシャフト11の回転軸線Oに平行な方向を軸方向という。玉軸受2及び円錐ころ軸受3には、ボルト13の締め付けによって軸方向の予圧が付与されている。
The pinion gear shaft 11 rotates about the rotation axis O, and transmits the driving force input from the drive shaft to which the driving force of the engine (not shown) is transmitted and the
ディファレンシャルキャリア17は、自動車の左右輪の間に配置され、ディファレンシャル装置15は、リングギヤ14に伝達された駆動力を左右の車輪に差動を許容して配分する。図1では、図面左右方向が車両前後方向にあたり、図面下側が鉛直方向の下方にあたる。また、図1では、右車輪に駆動力を伝達するドライブシャフト19の断面を図示している。ディファレンシャルキャリア17の底部には、カバー部材18によって潤滑油Lが貯留されるオイルパン180が形成されている。ディファレンシャルキャリア17は、本発明のハウジングに相当する。
The
オイルパン180の底部には、微細な異物Fが沈殿している。異物Fは、例えばピニオンギヤシャフト11とリングギヤ14との噛み合い部や、ディファレンシャル装置15内のピニオンギヤ及びサイドギヤの噛み合い部で発生した鉄粉である。なお、図1では、異物Fの大きさを誇張して図示している。
Fine foreign matter F is settled on the bottom of the
ピニオンギヤシャフト11は、玉軸受2及び円錐ころ軸受3に挿通された円柱状の軸部111と、軸部111の一端部に連続して設けられ、リングギヤ14に噛み合うギヤ部112とを一体に有している。ギヤ部112は、軸部111よりも大径であり、円錐ころ軸受3は、軸部111とギヤ部112との角部に配置されている。玉軸受2は、円錐ころ軸受3から軸方向に離間して配置されている。ピニオンギヤシャフト11のギヤ部112及びリングギヤ14は、ハイポイドギヤからなる。なお、図1では、ギヤ部112及びリングギヤ14の歯形の図示を省略している。
The pinion gear shaft 11 integrally includes a
ディファレンシャルキャリア17には、ピニオンギヤシャフト11のギヤ部112及びリングギヤ14を収容する第1収容部17aと、ピニオンギヤシャフト11の軸部111及び転がり軸受装置10を収容する第2収容部17bと、リングギヤ14の回転によって掻き上げられた潤滑油Lを第1収容部17aから第2収容部17bに導く供給油路17cとが設けられている。供給油路17cは、例えばドリルによって穿設された断面円形状の孔である。
The
供給油路17cに導かれた潤滑油Lは、玉軸受2と円錐ころ軸受3との間から第2収容部17bに供給される。図1では、車両前進時におけるリングギヤ14の回転方向を矢印A1で示し、リングギヤ14の回転によって掻き上げられた潤滑油Lの移動方向を矢印A2で示している。ディファレンシャルキャリア17の第2収容部17bの内面とコンパニオンフランジ12の外周面との間には、第2収容部17bからの潤滑油Lの漏出を防ぐためのシール161が配置されている。
The lubricating oil L guided to the
また、ディファレンシャルキャリア17には、潤滑油Lを第2収容部17bからオイルパン180に排出する第1排出孔17d及び第2排出孔17eが形成されている。第1排出孔17dは、玉軸受2と円錐ころ軸受3との間に開口し、第2排出孔17eは、玉軸受2とシール161との間に開口している。
Further, the
図2は、転がり軸受装置10及びその周辺部を拡大して示す図1の部分拡大図である。転がり軸受装置10は、軸方向に並置された玉軸受2及び円錐ころ軸受3と、玉軸受2と円錐ころ軸受3との間に配置された筒状の間座4と、玉軸受2の内輪21と外輪22との間に導入される潤滑油の量を抑制する抑制部材5とを備え、ピニオンギヤシャフト11をディファレンシャルキャリア17に対して回転可能に支持している。玉軸受2は本発明の「転がり軸受」に相当し、円錐ころ軸受3は本発明の「他の転がり軸受」に相当する。
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 showing an enlarged view of the rolling bearing
玉軸受2は、内輪21及び外輪22と、内輪21及び外輪22との間に配置された複数の球状の転動体23と、複数の転動体23を保持する保持器24とを備えている。内輪21には、転動体23が転動する内輪転動面21aが形成されている。外輪22には、転動体23が転動する外輪転動面22aが形成されている。玉軸受2は、内輪21及び外輪22と転動体23との接触点を結んだ直線aが径方向に対して傾斜したアンギュラ玉軸受である。
The
円錐ころ軸受3は、内輪31及び外輪32と、複数の転動体としての円錐ころ33と、複数の円錐ころ33を保持する保持器34とを備えている。内輪31には、円錐ころ33が転動する内輪転動面31aが形成されている。外輪32には、円錐ころ33が転動する外輪転動面32aが形成されている。また、内輪31には、円錐ころ33の大端面33aが当接するつば311が設けられている。つば311が設けられた側の内輪31の軸方向端面31bは、ピニオンギヤシャフト11のギヤ部112におけるギヤ背面112aに当接している。
The
間座4は、玉軸受2の内輪21と円錐ころ軸受3の内輪31との間に配置されており、間座4の軸方向の中央部には径方向外方に膨出する膨大部41が設けられている。玉軸受2の内輪21及び円錐ころ軸受3の内輪31には、ピニオンギヤシャフト11の軸部111が挿通されている。玉軸受2の外輪22及び円錐ころ軸受3の外輪32は、ディファレンシャルキャリア17に取り付けられている。ディファレンシャルキャリア17には、玉軸受2の外輪22が軸方向に当接する第1の環状壁部171、及び円錐ころ軸受3の外輪32が軸方向に当接する第2の環状壁部172が設けられている。第2収容部17bにおける第1の環状壁部171と第2の環状壁部172との間の上端部には、供給油路17cの開口170が形成されている。
The
抑制部材5は、例えばステンレス等の鋼材によって形成された円筒状の部材であり、間座4の外周側に配置されている。本実施の形態では、抑制部材5の軸方向一端部が玉軸受2の外輪22に取り付けられている。玉軸受2の外輪22には、外輪転動面22aよりも供給油路17cの開口170側にあたる内周面に切り欠き220が形成されており、この切り欠き220に抑制部材5の軸方向一端部が圧入嵌合されている。
The restraining
抑制部材5は、間座4の膨大部41の頂点41aを覆うと共に、回転軸線Oに対して垂直な径方向(上下方向)に沿って供給油路17cの開口170と向かい合っている。本実施の形態では、開口170の全体が抑制部材5の外周面5aと向かい合っているが、開口170の一部が抑制部材5の外周面5aと向かい合っていてもよい。すなわち、開口170の少なくとも一部が抑制部材5の外周面5aと径方向に向かい合っていればよい。
The restraining
図3(a)は、円錐ころ軸受3側から軸方向に見た抑制部材5を示す図であり、図3(b)は、図3(a)のA−A線断面図である。抑制部材5は、その内周面5bに、周方向に延びる溝50が形成されている。この溝50は、ピニオンギヤシャフト11がその主たる回転方向に回転した場合に当該回転方向に連れ回りする潤滑油が玉軸受2から離れる方向に流れるように捩じれた螺旋溝である。ここで、ピニオンギヤシャフト11の主たる回転方向とは、車両の前進走行時におけるピニオンギヤシャフト11の回転方向である。
FIG. 3A is a view showing the restraining
また、抑制部材5には、玉軸受2の外輪22側とは反対側にあたる軸方向他端部に、径方向内方に向かって突出する堰部51が設けられている。この堰部51は、第2収容部17bに多くの潤滑油が滞留した場合に、滞留した潤滑油が抑制部材5の内側に流入することを抑制する。なお、本実施の形態では、堰部51が抑制部材5の周方向の全体に環状に形成されているが、これに限らず、ディファレンシャルキャリア17に組付けられた状態における下端部のみに堰部51が設けられていてもよい。
Further, the restraining
(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第1の実施の形態によれば、抑制部材5が供給油路17cの開口170と径方向に沿って向かい合っているので、開口170から流れ出た潤滑油が抑制部材5の外周面5aに当たり、その一部は抑制部材5の外周面5aに沿って下方に流れ落ち、他の一部は円錐ころ軸受3側に流れる。これにより、円錐ころ軸受3に供給される潤滑油の量を増大させると共に、玉軸受2の内輪21と外輪22との間に流れ込む潤滑油の量を抑制することができる。つまり、本実施の形態では、抑制部材5によって、供給油路17cから玉軸受2に供給される潤滑油の量が円錐ころ軸受3に供給される潤滑油の量よりも少なくなるように調整されている。
(Actions and effects of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, since the suppressing
したがって、本実施の形態によれば、比較的高負荷の円錐ころ軸受3に十分な潤滑油を供給しながらも、玉軸受2に供給される潤滑油の量を抑制し、玉軸受2の回転抵抗を低減させることができる。また、異物Fが潤滑油に混入して供給油路17cから供給された場合にも、その異物Fが玉軸受2の転動体23と内輪転動面21a又は外輪転動面22aとの間に挟まることを抑止できる。
Therefore, according to the present embodiment, while supplying sufficient lubricating oil to the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について、図4を参照して説明する。図4は、第2の実施の形態に係る転がり軸受装置10Aを示す断面図である。本実施の形態では、転がり軸受装置10Aが、第1の実施の形態と同様に、玉軸受2、円錐ころ軸受3、間座4、及び抑制部材5とを備えているが、抑制部材5の構成及び取付構造が異なる。以下、本実施の形態に係る転がり軸受装置10Aに関し、第1の実施の形態と異なる部分について重点的に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the rolling
第1の実施の形態では、抑制部材5が玉軸受2の外輪22に取り付けられた場合について説明したが、本実施の形態では、抑制部材5がディファレンシャルキャリア17の第1の環状壁部171の内周面171aに圧入して取り付けられている。また、第1の実施の形態では、開口170の全体が抑制部材5の外周面5aと向かい合っている場合について説明したが、本実施の形態では、開口170における玉軸受2側の一部が抑制部材5の外周面5aと向かい合っている。また、本実施の形態では、抑制部材5に溝50及び堰部51が設けられていない。
In the first embodiment, the case where the restraining
このような第2の実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様、玉軸受2の内輪21と外輪22との間に流れ込む潤滑油の量を抑制することができ、円錐ころ軸受3に十分な潤滑油を供給しながらも、玉軸受2に供給される潤滑油の量を抑制して玉軸受2の回転抵抗を低減させることができる。また、玉軸受2の転動体23と内輪転動面21a及び外輪転動面22aへの異物の侵入も抑制することができる。
Similar to the first embodiment, the amount of lubricating oil flowing between the
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について、図5を参照して説明する。図5は、第3の実施の形態に係る転がり軸受装置10Bを示す断面図である。第1の実施の形態では、転がり軸受装置10を構成する一対の転がり軸受のうち、低負荷側の転がり軸受が玉軸受2である場合について説明したが、本実施の形態では、低負荷側の転がり軸受が円錐ころ軸受6となっている。以下、高負荷側の円錐ころ軸受3を第1の円錐ころ軸受3といい、低負荷側の円錐ころ軸受6を第2の円錐ころ軸受6という。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the rolling
第2の円錐ころ軸受6は、内輪61及び外輪62と、複数の転動体としての円錐ころ63と、複数の円錐ころ63を保持する保持器64とを備えている。内輪61には、円錐ころ63が転動する内輪転動面61aが形成され、外輪62には、円錐ころ63が転動する外輪転動面62aが形成されている。また、内輪61には、円錐ころ63の大端面63aが当接するつば611が設けられている。
The second
外輪62には、外輪転動面62aよりも供給油路17cの開口170側にあたる内周面に切り欠き620が形成されており、この切り欠き620に抑制部材5の軸方向一端部が圧入嵌合されている。抑制部材5には、第1の実施の形態と同様に、溝50及び堰部51が設けられており、開口170の全体が抑制部材5の外周面5aと向かい合っている。
The
このような第3の実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様、第2の円錐ころ軸受6の内輪61と外輪62との間に流れ込む潤滑油の量を抑制することができ、第1の円錐ころ軸受3に十分な潤滑油を供給しながらも、第2の円錐ころ軸受6に供給される潤滑油の量を抑制して円錐ころ軸受6の回転抵抗を低減させることができる。また、円錐ころ軸受6の円錐ころ63と内輪転動面61a及び外輪転動面62aへの異物の侵入も抑制することができる。
Similar to the first embodiment, the amount of lubricating oil flowing between the
(付記)
以上、本発明を第1乃至第3の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
(Additional note)
Although the present invention has been described above based on the first to third embodiments, these embodiments do not limit the invention according to the claims. It should also be noted that not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能であり、例えば本発明に係る転がり軸受を、車両のトランスミッションやトランスファ、あるいは産業機械等の様々な用途に用いることも可能である。 Further, the present invention can be carried out by omitting a part of the configuration or adding or replacing the configuration and appropriately modifying the configuration without departing from the spirit of the present invention. For example, the rolling bearing according to the present invention. Can also be used for various purposes such as vehicle transmissions and transfers, or industrial machinery.
10,10A,10B…軸受装置 11…ピニオンギヤシャフト(軸状部材)
17…ディファレンシャルキャリア(ハウジング) 170…開口
17c…供給油路 2…玉軸受(転がり軸受)
21…内輪 22…外輪
23…転動体 3…円錐ころ軸受(他の転がり軸受)
5…抑制部材 50…溝
6…円錐ころ軸受(他の転がり軸受) 61…内輪
62…外輪 63…円錐ころ(転動体)
O…回転軸線
10, 10A, 10B ... Bearing device 11 ... Pinion gear shaft (shaft member)
17 ... Differential carrier (housing) 170 ...
21 ...
5 ... Suppressing
O ... Rotation axis
Claims (5)
前記抑制部材は、前記軸状部材の回転軸線に対して垂直な径方向に沿って前記供給油路の開口の少なくとも一部と向かい合っている、
転がり軸受装置。 A rolling bearing in which a plurality of rolling elements are arranged between an inner ring and an outer ring, a housing in which the outer ring is attached and an oil passage for supplying lubricating oil to the rolling bearing is formed, and the outer ring or the housing. A rolling bearing that is attached and includes a restraining member that suppresses the amount of lubricating oil introduced between the inner ring and the outer ring, and rotatably supports a shaft-shaped member inserted through the inner ring with respect to the housing. It ’s a device,
The restraining member faces at least a part of the opening of the supply oil passage along a radial direction perpendicular to the rotation axis of the shaft-shaped member.
Rolling bearing device.
請求項1に記載の転がり軸受装置。 The restraining member has a cylindrical shape, and a groove extending in the circumferential direction is formed on the inner peripheral surface thereof.
The rolling bearing device according to claim 1.
請求項2に記載の転がり軸受装置。 The groove is a spiral groove twisted so that when the shaft-shaped member rotates in the main rotation direction, the lubricating oil that rotates in the rotation direction flows in a direction away from the rolling bearing.
The rolling bearing device according to claim 2.
前記供給油路から前記転がり軸受に供給される潤滑油の量が前記他の転がり軸受に供給される潤滑油の量よりも少なくなるように調整されている、
請求項1乃至3の何れか1項に記載の転がり軸受装置。 Along with the rolling bearing, another rolling bearing that is juxtaposed with the rolling bearing and supports the shaft-shaped member is further provided.
The amount of lubricating oil supplied from the supply oil passage to the rolling bearing is adjusted to be smaller than the amount of lubricating oil supplied to the other rolling bearings.
The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 3.
前記他の転がり軸受は、円錐ころ軸受である、
請求項4に記載の転がり軸受装置。 The rolling bearing is an angular contact ball bearing.
The other rolling bearing is a conical roller bearing.
The rolling bearing device according to claim 4.
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