JP2021148255A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として車両のトランスミッションやデフに使用される転がり軸受に関し、特に、外輪のクリープを防止する構造に関する。 The present invention relates mainly to rolling bearings used in vehicle transmissions and differentials, and more particularly to structures that prevent creep of outer rings.
トランスミッションやデフなどの車両の駆動装置では、図9に示すように、ギアを備えたギア軸94が、転がり軸受95、95によって回転自在に支持されている。転がり軸受95は、中心軸の回りで相対的に回転する外輪96と内輪97とを備えており、外輪96がハウジング90の軸受座にすきまばめの状態で固定されている。ハウジング90は、アルミニウム鋳物で製造されており、鋼製の転がり軸受95及びギア軸94より線膨張係数が大きいので、車両が走行してハウジング90の温度が上昇すると、転がり軸受95の外輪96の側面99とハウジング90の肩の当接面との当接箇所にすきまが生じ、外輪96の外周面とハウジング90の軸受座とのすきまが大きくなる場合がある。
In vehicle drive devices such as transmissions and differentials, as shown in FIG. 9, a
通常、転がり軸受95には車両を駆動又は制動する動力の反力が作用しており、外輪96の側面99がハウジング90の肩の当接面に強く押し付けられている。しかしながら、車両がエンジンで駆動されるドライブの状態から、コーストの状態に切り替わるときに、外輪96に対する負荷が無負荷状態となる場合がある。転がり軸受95とハウジング90との嵌め合い面にすきまが生じている場合には、外輪96が内輪97に引きずられて回転する(以下、「クリープ」という)ことにより、ハウジング90の軸受座や肩が摩耗する恐れがある。このようなハウジング90の軸受座や肩の摩耗を防止するために、特許文献1では、図10、図11に示すように、ゴム製のOリング98が、外輪96の外周の凹部に弾性的に圧縮された状態で組み込まれた構成が開示されている。これらの構成によると、Oリング98が外輪96の外周の凹部とハウジング90の軸受座や肩の当接面とに押し付けられることによって、Oリング98とハウジング90との間、及び、Oリング98と外輪96との間にすべり摩擦力が生じ、ハウジング90に対して外輪96の動きを抑制する旨が記載されている。
Normally, the reaction force of the power for driving or braking the vehicle acts on the rolling
しかしながら、図10に示す構造では、Oリング98は外輪96の軸端の凹部に載置されているに過ぎず、容易に脱落する恐れがある。Oリング98が脱落すると、転がり軸受95をハウジング90に組付けるときに、脱落したOリング98が転がり軸受95とハウジング90との間に挟み込まれるので、転がり軸受95を適正な位置に組み込むことができないという問題がある。
一方、図11に示す構造では、Oリング98をより確実に保持することができる反面、外輪側面99からのOリング98の突出量が小さいため、十分な締め代をもってOリング98をハウジング90に押し付けることが困難である。このため、ハウジング90の昇温が大きい場合等にOリング98とハウジング90の軸受座や肩の当接面とが離れてしまい、外輪96のクリープを防止できないという問題があった。
However, in the structure shown in FIG. 10, the O-
On the other hand, in the structure shown in FIG. 11, while the O-
上記の事情に鑑み、本発明は、外輪の外周にOリングを装着して、ハウジングに対する外輪のクリープを防いだ転がり軸受において、Oリングの脱落を防止するとともに、外輪側面からのOリングの突出量を大きくして、より確実にクリープを防止できる転がり軸受を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, in the rolling bearing in which the O-ring is mounted on the outer periphery of the outer ring to prevent the outer ring from creeping with respect to the housing, the O-ring is prevented from falling off and the O-ring protrudes from the side surface of the outer ring. It is an object of the present invention to provide a rolling bearing which can prevent creep more reliably by increasing the amount.
本発明は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に配置される複数の転動体と、前記外輪に一体に組付けられた弾性体のOリングと、を備える転がり軸受であって、前記外輪は、軸受外径面と、前記軸受外径面の軸方向一方で径方向に延在する側面と、前記側面の径方向外方で前記軸受外径面とつながる部位に全周にわたって形成される環状の凹部と、を有し、前記凹部は、互いに周方向につながる第1の部分と第2の部分とを有し、前記第1の部分は、前記側面より軸方向他方で、かつ、前記軸受外径面より径方向内方で軸方向に延在する第1溝底面と、前記第1溝底面の軸方向一方の端部から径方向外方に突出する突出部と、前記第1溝底面の軸方向他方の端部から径方向外方に延在し前記軸受外径面とつながる第1溝側面と、を有し、前記第2の部分は、前記側面より軸方向他方で、かつ、前記軸受外径面より径方向内方で軸方向に延在する第2溝底面と、前記第2溝底面の軸方向他方の端部から径方向外方に延在し前記軸受外径面とつながる第2溝側面と、を有し、前記側面と前記第1溝側面との軸方向の寸法は、前記側面と前記第2溝側面との軸方向の寸法より大きく、前記Oリングは、前記凹部に組付けられて、少なくとも前記第1溝底面に対して径方向に圧接している。 The present invention is a rolling bearing including an outer ring, an inner ring, a plurality of rolling elements arranged between the outer ring and the inner ring, and an elastic O-ring integrally assembled to the outer ring. The outer ring is all around the bearing outer diameter surface, the side surface extending in the radial direction on the axial side of the bearing outer diameter surface, and the portion connected to the bearing outer diameter surface on the radial outer side of the side surface. It has an annular recess formed over the bearing, the recess having a first portion and a second portion that are connected to each other in the circumferential direction, and the first portion is axially opposite to the side surface. In addition, the bottom surface of the first groove extending in the axial direction inward from the outer diameter surface of the bearing, and the protruding portion protruding outward in the radial direction from one end of the bottom surface of the first groove in the axial direction. It has a first groove side surface extending radially outward from the other end in the axial direction of the bottom surface of the first groove and connecting to the bearing outer diameter surface, and the second portion is axially oriented from the side surface. On the other hand, the bottom surface of the second groove extending radially inward from the outer diameter surface of the bearing and extending radially outward from the other end of the bottom surface of the second groove in the axial direction. It has a second groove side surface connected to the bearing outer diameter surface, and the axial dimension of the side surface and the first groove side surface is larger than the axial dimension of the side surface and the second groove side surface. The O-ring is assembled in the recess and is in radial pressure contact with at least the bottom surface of the first groove.
本発明によると、外輪の外周にOリングを装着して、ハウジング90に対する外輪のクリープを防いだ転がり軸受において、Oリングの脱落を防止するとともに、外輪側面からのOリングの突出量を大きくして、より確実にクリープを防止することができる。
According to the present invention, in a rolling bearing in which an O-ring is mounted on the outer periphery of the outer ring to prevent creep of the outer ring with respect to the
図を用いて本発明を実施するための形態を説明する。図1(a)は、第1実施形態としての転がり軸受10の正面図である。図1(b)は、転がり軸受10を中心軸mを含む平面で切断したときの断面図であって、中心軸mより上半分が図1(a)のXの位置における断面図で、中心軸mより下半分が図1(a)のYの位置における断面図である。
以下の説明では、中心軸mと平行な方向を軸方向とし、中心軸mと直交する方向を径方向、中心軸mの回りを周回する方向を周方向という。また、図1(b)の左方を軸方向一方といい、右方を軸方向他方という。
A mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a front view of the rolling bearing 10 as the first embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional view of the rolling bearing 10 cut along a plane including the central axis m, and the upper half of the rolling bearing 10 above the central axis m is a cross-sectional view at the position X in FIG. 1A, which is the center. The lower half of the axis m is a cross-sectional view taken at the position Y in FIG. 1 (a).
In the following description, the direction parallel to the central axis m is referred to as the axial direction, the direction orthogonal to the central axis m is referred to as the radial direction, and the direction orbiting around the central axis m is referred to as the circumferential direction. Further, the left side of FIG. 1B is referred to as one in the axial direction, and the right side is referred to as the other in the axial direction.
第1実施形態の転がり軸受10は、外輪11と、内輪12と、転動体としての複数の円すいころ13と、保持器14と、Oリング15と、を備えている。外輪11及び内輪12は環状であり、それぞれの中心軸が一致するように組み合わされている。外輪11と内輪12との間には複数の円すいころ13が組み込まれており、内輪12は外輪11の内側で、中心軸mを中心として回転自在である。
Oリング15は、環状の弾性体で形成されており、周方向と直交する向きの断面が円形状である。第1実施形態では、Oリング15は、ニトリルゴム(NBR)やアクリルゴム(ACM)などの耐油性を有するゴム材で形成されている。また、好ましくはJISB2401−1で規定されるOリングが使用される。普及品で入手が容易であり、安価なためであるが、これに限定されない。
The rolling bearing 10 of the first embodiment includes an
The O-
外輪11は、SUJ2等の軸受鋼で製造されている。外輪11は、外側軌道面16と、軸受外径面17と、外輪の背面18(請求項1の側面)と、外輪の正面19と、凹部30と、を備えている。
外側軌道面16は、外輪11の内周に形成され、円すいころ13が転走する面である。外側軌道面16は、中心軸mを軸とする円錐面で形成されており、軸方向一方に向かうにしたがって直径が小さくなっている。軸受外径面17は、中心軸mを中心とする円筒面である。軸受外径面17の軸方向一方の端部は凹部30とつながっている。外輪の背面18は、外輪11の軸方向一方において径方向に延在しており、径方向内方の端部は外側軌道面16の軸方向一方の端部とつながっており、径方向外方で凹部30とつながっている。外輪の正面19は、外輪11の軸方向他方において径方向に延在し、径方向外方の端部が軸受外径面17とつながり、径方向内方の端部が外側軌道面16とつながっている。
凹部30は、外輪の背面18と軸受外径面17とがつながる角部に全周にわたって形成されており、Oリング15が組込まれる。凹部30の形態の詳細については、転がり軸受10のその他の構成を説明した後に説明する。
The
The
The
内輪12は、SUJ2等の軸受鋼で製造されている。内輪12は、内側軌道面21と、軸受内径面22と、内輪の正面23と、内輪の背面24と、を備えている。内側軌道面21は、内輪12の外周に形成されており、円すいころ13が転走する面である。内側軌道面21は、中心軸mを軸とする円錐面で形成されており、軸方向一方に向かうにしたがって直径が小さくなっている。内側軌道面21の軸方向一方の端部に、径方向外方に凸となった小つば27が形成されるとともに、内側軌道面21の軸方向他方の端部に、径方向外方に凸となった大つば28が形成されている。転がり軸受10が回転するときには、大つば28に案内されて、円すいころ13が周方向に転走する。軸受内径面22は、中心軸mを中心とする円筒面である。内輪の正面23は、内輪12の軸方向一方で径方向に延在する側面であり、内輪の背面24は、内輪12の軸方向他方で径方向に延在する側面である。
The
円すいころ13は、SUJ2等の軸受鋼で製造されている。円すいころ13は、円錐台の形状であり、外輪11の外側軌道面16と内輪12の内側軌道面21との間に複数組み込まれる。
保持器14は、冷間圧延鋼板をプレス成形し、或いは、合成樹脂を射出成形することによって製造される。保持器14は、円すいころ13の軸方向の両側で、円すいころ13に沿って配置される一組の環状体20、25を有し、互いに軸方向に延在する複数の柱26でつないだ形態である。柱26と柱26の間に複数のポケットが形成され、各ポケットに円すいころ13が収容される。
The tapered
The
こうして、転がり軸受10は、複数の円すいころ13が、外輪11と内輪12との間で周方向に等しい間隔で保持されて、内輪12が、中心軸mの回りで回転することができる。また、転がり軸受10は、各軌道面16、21が円錐面で形成されており、軸方向に作用する荷重(アキシアル荷重)と、径方向に作用する荷重(ラジアル荷重)を同時に支持することができる。
In this way, in the rolling
外輪11に形成された凹部30の形態について説明する。
凹部30は、外輪の背面18の径方向外方の端部と軸受外径面17の軸方向一方の端部とがつながる部位に、全周にわたって環状に形成されており、凹部30は、外輪の背面18の径方向外方の端部から軸方向他方に凹み、軸受外径面17の軸方向一方の端部から径方向内方に凹むことで形成されている。
凹部30は、突出部29を備えてOリング15の脱落を防ぐ第1凹部30a(第1の部分)と、組付けられたOリング15が外輪の背面18より軸方向一方に突出する第2凹部30b(第2の部分)とが、周方向につながって形成されている。図1(a)では、第1凹部30aが形成されている範囲をE1で示すとともに、第2凹部30bが形成されている範囲をE2で示している。第1実施形態では、第1凹部30aと第2凹部30bは、それぞれ中心角が約90°の範囲で外輪の背面18の外周に沿って形成されており、2カ所の第1凹部30aと2カ所の第2凹部30bとが周方向に交互に配置されている。
The form of the
The
The
図2は、図1(b)の中心軸mより上側の部分の拡大図で、第1凹部30aの軸方向断面を表している。図3は、図1(b)の中心軸mより下側の部分の拡大図で、第2凹部30bの軸方向断面を表している。
FIG. 2 is an enlarged view of a portion above the central axis m of FIG. 1B, and shows an axial cross section of the
図2を参照する。第1凹部30aは、第1溝底面31と、第1溝側面32と、突出部29と、で画定される。
第1溝底面31は、中心軸mを中心とする円筒面aの一部であり、外周にOリング15が嵌め合わされる。円筒面aの直径は、軸受外径面17の直径より小径であり、嵌め合わされたOリング15は、軸受外径面17より径方向外方に突出しないように配置されている。軸受外径面17の直径と第1溝底面31の直径の差の半分は、Oリング15の断面の直径d(中心軸mを中心とする径方向の最大値)よりも大きくなっている。
See FIG. The
The first
第1溝側面32は、中心軸mと直交する向きに延在しており、第1溝底面31の軸方向他方の端から径方向外方に延在し、軸受外径面17の軸方向一方の端とつながっている。外輪の背面18と第1溝側面32との軸方向の寸法L1は、Oリング15の断面の直径d(中心軸mに平行な軸方向の寸法の最大値)より大きく、第1凹部30aでは組付けられたOリング15が、外輪の背面18より軸方向一方に突出しないようになっている。
The first
突出部29は、第1溝底面31の軸方向一方の端部から径方向外方に突出しており、軸方向断面は略矩形の形状である。突出部29の軸方向一方の側面は、外輪の背面18と面一になっている。
突出部29の外周は、少なくとも軸受外径面17の外径より小径である。これにより、Oリング15を組込んだ状態で、転がり軸受10をトランスミッションなどの駆動装置のハウジング90に組付けることができる。
第1実施形態では、突出部29の外周は、Oリング15の断面の中心Pの位置より径方向の内側に位置している。仮に、突出部29の外周が、中心Pの位置より径方向の外方に位置すると仮定すると、突出部29の厚さt2の分だけOリング15が軸方向他方に位置ずれして、凹部30と外側軌道面16との間の板厚t1(図2参照)が減少する。このため、第1実施形態では、Oリング15をできるだけ外輪の背面18に近い位置に組み込んで、外輪11の強度低下を抑制している。
The protruding
The outer circumference of the protruding
In the first embodiment, the outer circumference of the protruding
なお、第1溝底面31及び第1溝側面32の形態は、上記の形態に限定されない。例えば、図5に示すように、軸方向断面の形状が、Oリング15の断面の外周に沿った形状であってもよい。この場合には、第1溝底面31及び第1溝側面32は、軸方向断面が円弧形状になっており、第1溝底面31と外輪の背面18とがつながる部位に、第1溝底面31の最も小さい直径より大きい直径の突出部29が形成される。
The form of the first
図3を参照する。第2凹部30bは、第2溝底面33と、第2溝側面34と、で画定される。
第2溝底面33は、中心軸mを中心とする円筒面bの一部であり、外周にOリング15が嵌め合わされる。第2溝底面33を構成する円筒面bの直径は、第1溝底面31を構成する円筒面aの直径と同等であって、第1溝底面31と第2溝底面33は単一の円筒面を構成する。
See FIG. The
The second
第2溝側面34は、中心軸mと直交する向きに延在しており、第2溝底面33の軸方向他方の端部から径方向外方に延在し、軸受外径面17の軸方向一方の端とつながっている。外輪の背面18と第2溝側面34との軸方向の寸法L2は、Oリング15の断面の直径d(中心軸mに平行な軸方向の寸法の最大値)より小さく、太さdの1/2より大きい。これにより、Oリング15は、内周の頂点Qが第2溝底面33と径方向に当接するとともに、外輪の背面18より軸方向一方に突出するように組み込まれる。
The second
こうして、転がり軸受10は、第1凹部30aでは、Oリング15が突出部29と第1溝側面32との間に組み込まれて第1溝底面31の外周に嵌めあわされており、第2凹部30bでは、Oリング15が第2溝底面33の外周に嵌めあわされている。自由状態におけるOリング15の内径は、第1溝底面31及び第2溝底面33の外径より小径である。このため、Oリング15が、弾性をもって第1溝底面31及び第2溝底面33に径方向に押し付けられて、第1溝底面31及び第2溝底面33を緊迫している。
こうして、Oリング15は、第1凹部30aの突出部29によって凹部30から脱落しないように保持されるとともに、第2凹部30bでは、外輪の背面18より軸方向一方に突出して組付けられる。
In this way, in the
In this way, the O-
なお、第2凹部30bの形態は、上記で説明した形態に限定されない。例えば、図6に示すように、第2溝底面33及び第2溝側面34の一部が、Oリング15の断面の外周に沿った円弧形状であってもよい。この場合には、Oリング15の内周の頂点Qが、外輪の背面18より軸方向他方に配置されて、第2溝底面33とOリング15とが径方向に当接する領域のうち最も小径の領域(Qの位置である)よりも大径の突出部29a(第2突出部)が形成される。これにより、第2凹部30bにおいて、Oリング15が脱落するのを更に確実に防止できる。
The form of the
次に、図4によって、転がり軸受10をトランスミッションのハウジング90に組付けたときの作用について説明する。図4は、トランスミッションの部分断面図で、ギア軸94を支持する転がり軸受10の組み込み状態を示している。図4における転がり軸受10の断面形状は、図1(b)と同様に、中心軸mより上半分が図1(a)のXの位置における断面で、中心軸mより下半分が図1(a)のYの位置における断面である。
なお、トランスミッションの全体の形態は、従来構造と同様であるため、適宜図9を参照する。転がり軸受10は、ハウジング90に組み込まれて、ギア軸94の両端を回転自在に支持している(図9参照)。
各転がり軸受10は、それぞれの外輪11の外輪の正面19が互いに向き合う方向に組み込まれており、ギア軸94の両端の支持構造は互いに同様である。図4は、一方の転がり軸受10の組込状態を示している。
Next, the operation when the rolling
Since the overall form of the transmission is the same as that of the conventional structure, FIG. 9 will be referred to as appropriate. The rolling
Each rolling
ハウジング90は、アルミニウム鋳物などの軽合金製である。転がり軸受10は、ハウジング90に設けた軸受嵌合部91に組み込まれている。軸受嵌合部91は、軸方向に窪んだ有底の円筒孔である。
軸受嵌合部91は、軸受座92と肩の当接面93を備えている。軸受座92は中心軸mを中心とする円筒面である。軸受座92の直径は、常温では転がり軸受10の軸受外径面17の直径よりわずかに大径で、転がり軸受10は、軸受座92と軸受外径面17との間にわずかなすきまをもって組付けられる。
肩の当接面93は、中心軸mと直交する面であって、軸受座92の軸方向一方の端部から径方向内方に延在している。転がり軸受10は、外輪11の外輪の背面18が肩の当接面93と当接する向きで、軸受座92の内側に軸方向に挿入されている。
The
The bearing
The
図4の中心軸mより上側の段面で示すように、第1凹部30aに組み込まれたOリング15は、突出部29の内側で、第1溝底面31に押し付けられるように組み込まれている。このため、Oリング15は突出部29を容易に乗り越えることがなく、転がり軸受10を組込むときに、Oリング15の脱落を防止することができる。
As shown by the stepped surface above the central axis m in FIG. 4, the O-
また、凹部30に組み込まれたOリング15は、第1凹部30a及び第2凹部30bのいずれにおいても径方向で軸受外径面17より径方向外側に突出しない。このため、転がり軸受10を組み込むときに、Oリング15がハウジング90と接触しないので、更に確実にOリング15の脱落を防止することができる。
なお、Oリング15の外周が、軸受外径面17より径方向外方に突出することを制限するものではない。第1実施形態では、第1溝底面31と第2溝底面33とに嵌め合わされたOリング15は、径方向に突出しても本発明の目的を達成できる。
Further, the O-
It should be noted that the outer circumference of the O-
図4の中心軸mより下側の段面で示すように、第2凹部30bに組み込まれたOリング15は、外輪の背面18より軸方向一方に突出している。外輪の背面18と肩の当接面93とが当接したときには、Oリング15は肩の当接面93と第2溝側面34とで挟まれて、軸方向に弾性をもって圧縮された状態で組み込まれる。
また、軸方向の両側でギア軸94を支持する転がり軸受10は、軸方向に予圧が付与された状態で組み込まれている。
As shown in the stepped surface below the central axis m in FIG. 4, the O-
Further, the rolling
ギア軸94が回転し、トランスミッションの温度が上昇したときの作用について説明する。
ハウジング90はアルミニウム製であり、線膨張係数は、概ね18〜25×10−6であり、ギア軸94及び転がり軸受10は鋼製であり、線膨張係数は、概ね10〜13×10−6である。トランスミッションの温度が上昇すると、ハウジング90、ギア軸94及び転がり軸受10が、それぞれ軸方向及び径方向に膨張する。
ハウジング90の軸方向の膨張量(一方の軸受嵌合部91と他方の軸受嵌合部91との軸方向の寸法の増加量である)は、ギア軸94の軸方向の膨張量より大きいので、転がり軸受10の軸方向の予圧が減少する。また、軸受座92の内径の膨張量は、外輪11の外径の膨張量より大きいので、ハウジング90の軸受座92と外輪11の軸受外径面17との間のすきまが拡大する。
ハウジング90の温度上昇が大きいときには、外輪11の外輪の背面18と肩の当接面93との間にすきまが生じたり、外輪11の軸受外径面17と軸受座92との間のすきまが増大することによって、外輪11が軸受嵌合部91の内側で容易に動きうる状態となる場合がある。
The operation when the
The
Since the axial expansion amount of the housing 90 (the increase in the axial dimension of one bearing
When the temperature rise of the
車両の走行時にエンジンから車輪を駆動するドライブ状態では、トランスミッションのギアの反力が、主にラジアル荷重として転がり軸受10に作用するので、外輪11がハウジング90に強く押し付けられる。一方、車両の走行中にアクセルを緩めた場合など、ドライブ状態から車輪でエンジンが駆動されるコースト状態に切り替わるときには、転がり軸受10に荷重が負荷されない状態が生じる。この状態でギア軸94が回転すると、転がり軸受10の引きずり抵抗によって、内輪12とともに外輪11が回転する場合がある。引きずり抵抗とは、内輪12が回転するときに、転がり軸受10を潤滑するオイルの粘性や転がり摩擦などによって、外輪11を回転させる力をいう。
In the drive state in which the wheels are driven from the engine when the vehicle is running, the reaction force of the gears of the transmission acts on the rolling
ハウジング90の熱膨張による軸方向の膨張量は概ね0.5mm以下である。外輪の背面18から突出するOリング15の突出量は、最大で、太さの1/2程度である。第1実施形態で使用されるOリング15の太さは、3mmから6mm程度であるため、突出量を1.5mmから3mm程度に設定できる。したがって、ハウジング90が熱膨張して、外輪11の外輪の背面18と肩の当接面93との間にすきまが生じた場合であっても、常にOリング15が、肩の当接面93と第2溝側面34との間で弾性をもって圧縮された状態を維持することができる。
このため、外輪11が中心軸mの周りで回転しようとすると、Oリング15と肩の当接面93との間、及び、Oリング15と第2溝側面34との間に周方向の滑り摩擦力が生じる。この滑り摩擦力によって、外輪11が、ハウジング90に対して周方向に回転するのを防止することができる。
第1実施形態では、第2溝底面33の軸方向の長さ(外輪の背面18と第2溝側面34との軸方向の寸法に等しい)を適宜選択することによって、外輪の背面18から突出するOリング15の突出量を任意の大きさに設定することができる。
The amount of expansion in the axial direction due to thermal expansion of the
Therefore, when the
In the first embodiment, the length of the
以上説明したように、第1実施形態の転がり軸受10では、第1凹部30aに突出部29を設けることによって、Oリング15の脱落を確実に防止している。そして、第2凹部30bを設けることによって、外輪の背面18からのOリング15の突出量を大きく設定できるので、外輪11のクリープを確実に防止することができる。
なお、第1凹部30a及び第2凹部30bの配置は、第1実施形態に限定されない。第1凹部30a及び第2凹部30bが、それぞれ周方向に1か所であってもよく3か所以上であってもよい。また、第1凹部30aと第2凹部30bの周方向の大きさは互いに異なってもよい。
As described above, in the rolling
The arrangement of the
(第2実施形態)
図7によって、本発明のその他の実施形態(以下、第2実施形態という)について説明する。図7は、第2実施形態の転がり軸受70についての図1と同様の図である。図7(a)は、転がり軸受70の正面図である。図7(b)は、転がり軸受70の中心軸mを含む断面図であり、上半分が図7(a)のXの位置における断面図で、下半分が図7(a)のYの位置における断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 describes another embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as a second embodiment). FIG. 7 is a diagram similar to FIG. 1 for the rolling
転がり軸受70は、外輪71と、内輪12と、転動体としての複数の円すいころ13と、保持器14と、Oリング15と、を備えている。転がり軸受70は、第1実施形態の転がり軸受10と比較して、外輪71に設けられた凹部75の形態が異なっているだけであり、その他の構成は同様である。以下の説明では、第1実施形態と共通する構成については第1実施形態と同一の番号を付して簡単に説明し、又は説明を省略する。
なお、第1実施形態と同様に、中心軸mの方向を軸方向とし、中心軸mと直交する方向を径方向、中心軸mの回りを周回する方向を周方向という。また、図7(b)の左方を軸方向一方といい、右方を軸方向他方という。
The rolling
As in the first embodiment, the direction of the central axis m is referred to as an axial direction, the direction orthogonal to the central axis m is referred to as a radial direction, and the direction orbiting around the central axis m is referred to as a circumferential direction. Further, the left side of FIG. 7B is referred to as one in the axial direction, and the right side is referred to as the other in the axial direction.
外輪71は、外側軌道面16と、軸受外径面17と、外輪の背面18(請求項1の側面)と、外輪の正面19と、凹部75と、を備えている。
The
凹部75は、外輪の背面18の径方向外方の端部と軸受外径面17の軸方向一方の端部とがつながる部位に、全周にわたって環状に形成されており、凹部30は、外輪の背面18の径方向外方の端部から軸方向他方に凹み、軸受外径面17の軸方向一方の端部から径方向内方に凹むことで形成されている。凹部75には、Oリング15が組込まれる。
The
凹部75は、突出部29を備えてOリング15の脱落を防ぐ第1凹部75a(第1の部分)と、組付けられたOリング15が外輪の背面18から軸方向一方に突出する第2凹部75b(第2の部分)とが、周方向につながって形成されている。図7(a)では、第1凹部75aが形成されている範囲をE3で示すとともに、第2凹部75bが形成されている範囲をE4で示している。第2実施形態では、第1凹部75aは中心角が約127°の範囲で背面18の外周に沿って形成されており、第2凹部75bは中心各が約53°の範囲で背面18の接線方向に沿って形成されており、2カ所の第1凹部75aと2カ所の第2凹部75bとが周方向に交互に配置されている。
The
第1凹部75aは、軸方向視では、図7(a)に示すように、軸受外径面17に沿って円弧状に形成されている。第1凹部75aは、軸方向断面の形状が第1実施形態の第1凹部30a(図2参照)と同様であり、第1溝底面31と、第1溝側面32と、突出部29と、で画定される。第1凹部75aについては、その他の詳細な説明を省略する。
The
第2凹部75bは、軸方向視では、図7(a)に示すように、外輪の背面18の径方向外方で、接線方向に直線状に形成されている。図8は、図7(b)の中心軸mより下側の部分の拡大図で、第2凹部75bの軸方向断面を表している。第2凹部75bは、第2溝底面78と、第2溝側面79と、で画定される。第2溝底面78は、中心軸mと平行に軸方向に延在する平面である。第2溝底面78は、第1凹部75aの第1溝底面31とつながって、環状につながった凹部75の溝底面を形成する。
第2溝側面79は、第2溝底面78の軸方向他方の端部から中心軸mと直交する向きで径方向外方に延在し、軸受外径面17の軸方向一方の端とつながっている。外輪の背面18と第2溝側面79との軸方向の寸法L3は、Oリング15の太さdより小さく、太さdの1/2より大きい。なお、寸法L3が、Oリング15の太さdの1/2以下となることを妨げない。
As shown in FIG. 7A, the
The second
Oリング15は、自由状態における内周の周長が、2カ所の第1溝底面31及び2カ所の第2溝底面78の全周長よりわずかに短い。このため、Oリング15が凹部75に組付けられた時には、Oリング15は、第1溝底面31及び第2溝底面78と径方向に接触している。このとき、Oリング15は、第1溝底面31に対して弾性をもって径方向に強く押し付けられているが、第2凹部75bは接線方向に直線状に延在している(図7参照)ので、Oリング15は、第2溝底面78に沿って直線状に配置されており、Oリング15の内周の頂点Q(図8参照)が、第2溝底面78と径方向に当接した状態で嵌め合わされている。
The circumference of the inner circumference of the O-
すなわち、第2実施形態では,Oリング15が、少なくとも第1凹部75aの第1溝底面31と径方向に弾性をもって当接するように組み込まれており、第1凹部75aでは、軸方向一方に突出部29が形成されている。このため、Oリング15を凹部75から脱落しないように保持することができる。
また、Oリング15は、第2凹部75bにおいて、外輪の背面18より軸方向一方に突出した状態で組み込まれている。Oリング15が軸方向に突出する高さは、最大で、Oリング15の太さdの1/2程度である。
なお、第1溝底面31と第2溝底面78とに嵌め合わされたOリング15は、軸受外径面17より径方向に突出しない。
なお、Oリング15の外周が、軸受外径面17より径方向外方に突出することを制限するものではない。第2実施形態では、第1溝底面31と第2溝底面78の第1溝底面31に隣接する一部に嵌め合わされたOリング15は、径方向に突出しても本発明の目的を達成できる。
That is, in the second embodiment, the O-
Further, the O-
The O-
It should be noted that the outer circumference of the O-
転がり軸受70をトランスミッションのハウジング90に組付けたときの作用は、第1実施形態と同様であるので簡単に説明する。
図示を省略するが、転がり軸受70は、第1実施形態(図4参照)と同様に、外輪の背面18がハウジング90の肩の当接面93と軸方向に当接する向きに組み込まれる。
第2実施形態の転がり軸受70においても、Oリング15が、突出部29によって第1凹部75aに確実に保持されているので、ハウジング90に組込むときに、Oリング15の脱落を確実に防止することができる。また、Oリング15は、第1凹部75a及び第2凹部75bのいずれにおいても径方向で軸受外径面17から突出しない。このため、転がり軸受70を組み込むときに、Oリング15はハウジング90と接触しないので、更に確実にOリング15が脱落するのを防止できる。
The operation when the rolling
Although not shown, the rolling
Also in the rolling
第2凹部75bに組み込まれたOリング15は、外輪の背面18より軸方向一方に突出しているので、外輪の背面18と肩の当接面93とが当接したときには、Oリング15は肩の当接面93と第2溝側面79とで挟まれて、弾性をもって軸方向に圧縮された状態で組み込まれる。
Since the O-
ギア軸94が回転し、トランスミッションの温度が上昇したときには、ハウジング90が膨張して、転がり軸受70の軸方向の予圧が減少するとともに、外輪71の外周のすきまが拡大する。第2実施形態の転がり軸受70では、Oリング15の太さが3mmから6mm程度であり、外輪の背面18から突出するOリング15の突出量が、最大1.5mmから3mm程度に設定される。外輪の背面18が肩の当接面93に当接すると、突出量の分だけ、Oリング15が、肩の当接面93と第2溝側面79との間で圧縮される。熱膨張によるハウジング90の軸方向の熱膨張量は、概ね0.5mm以下であり、Oリング15の圧縮量は、この熱膨張量より相当大きくなっている。このため、Oリング15が肩の当接面93と第2溝側面79との間で弾性をもって圧縮された状態を、常に維持することができる。
When the
この結果、外輪71が中心軸mの周りで回転しようとすると、Oリング15と肩の当接面93との間、及び、Oリング15と第2溝側面79との間に周方向の滑り摩擦力が生じる。この滑り摩擦力によって、外輪71が、ハウジング90に対して周方向に回転するのを防止することができる。
As a result, when the
以上説明したように、本発明を使用した転がり軸受では、外輪の外周にOリングを装着して、ハウジングに対する外輪のクリープを防いだ転がり軸受において、Oリングの脱落を防止するとともに、外輪側面からのOリングの突出量を大きくして、より確実にクリープを防止することができる。 As described above, in the rolling bearing using the present invention, in the rolling bearing in which the O-ring is mounted on the outer periphery of the outer ring to prevent the outer ring from creeping with respect to the housing, the O-ring is prevented from falling off and from the side surface of the outer ring. The amount of protrusion of the O-ring can be increased to more reliably prevent creep.
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
例えば、第2実施形態では、第1凹部75aが円弧状に形成され、第2凹部75bが直線状に形成されているが、第1凹部75aが直線状に形成され、第2凹部75bが円弧状に形成されていてもよく、第1凹部75aと第2凹部75bのいずれもが直線状に形成されていてもよい。
また、転がり軸受として、転動体が円すいころである円すいころ軸受について説明したが、転動体が玉であるアンギュラ玉軸受や複列玉軸受であってもよい。
また、転がり軸受が、アルミニウム製のハウジングに組付けられる場合について説明したが、ギア軸とハウジングとを、線膨張係数の近似した素材とした場合のように、転がり軸受に対する予圧変動が起こりにくい場合でも、外輪のクリープを防止する目的のためだけに本発明の転がり軸受を利用することができる。更に、本発明の転がり軸受は、車両のトランスミッションに用いる場合のみに限定されず、種々な場所に使用できる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the second embodiment, the
Further, as the rolling bearing, a tapered roller bearing in which the rolling element is a tapered roller has been described, but an angular contact ball bearing or a double row ball bearing in which the rolling element is a ball may be used.
Further, the case where the rolling bearing is assembled to the aluminum housing has been described, but when the preload fluctuation with respect to the rolling bearing is unlikely to occur as in the case where the gear shaft and the housing are made of a material having an approximate linear expansion coefficient. However, the rolling bearings of the present invention can be used only for the purpose of preventing creep of the outer ring. Further, the rolling bearing of the present invention is not limited to the case where it is used for a vehicle transmission, and can be used in various places.
(第1実施形態)10:転がり軸受、11:外輪、12:内輪、13:円すいころ、14:保持器、15:Oリング、16:外側軌道面、17:軸受外径面、18:外輪の背面、19:外輪の正面、20:環状体、21:内側軌道面、22:軸受内径面、23:内輪の正面、24:内輪の背面、25:環状体、26:柱、29:突出部、30:凹部、30a:第1凹部、30b:第2凹部、31:第1溝底面、32:第1溝側面、33:第2溝底面、34:第2溝側面、
(第2実施形態)70:転がり軸受、71:外輪、75:凹部、75a:第1凹部、75b:第2凹部、78:第2溝底面、79:第2溝側面、
(従来技術)90:ハウジング、91:軸受嵌合部、92:軸受座、93:肩の当接面、94:ギア軸
(First Embodiment) 10: Rolling bearing, 11: Outer ring, 12: Inner ring, 13: Tapered roller, 14: Cage, 15: O-ring, 16: Outer raceway surface, 17: Bearing outer diameter surface, 18: Outer ring Back surface, 19: front surface of outer ring, 20: annular body, 21: inner raceway surface, 22: bearing inner diameter surface, 23: front surface of inner ring, 24: back surface of inner ring, 25: annular body, 26: pillar, 29: protrusion Part, 30: recess, 30a: first recess, 30b: second recess, 31: first groove bottom surface, 32: first groove side surface, 33: second groove bottom surface, 34: second groove side surface,
(Second Embodiment) 70: Rolling bearing, 71: Outer ring, 75: Recess, 75a: First recess, 75b: Second recess, 78: Second groove bottom surface, 79: Second groove side surface,
(Prior art) 90: housing, 91: bearing fitting, 92: bearing seat, 93: shoulder contact surface, 94: gear shaft
Claims (7)
前記外輪は、軸受外径面と、前記軸受外径面の軸方向一方で径方向に延在する側面と、前記側面の径方向外方で前記軸受外径面とつながる部位に全周にわたって形成される環状の凹部と、を有し、
前記凹部は、互いに周方向につながる第1の部分と第2の部分とを有し、
前記第1の部分は、前記側面より軸方向他方で、かつ、前記軸受外径面より径方向内方で軸方向に延在する第1溝底面と、前記第1溝底面の軸方向一方の端部から径方向外方に突出する突出部と、前記第1溝底面の軸方向他方の端部から径方向外方に延在し前記軸受外径面とつながる第1溝側面と、を有し、
前記第2の部分は、前記側面より軸方向他方で、かつ、前記軸受外径面より径方向内方で軸方向に延在する第2溝底面と、前記第2溝底面の軸方向他方の端部から径方向外方に延在し前記軸受外径面とつながる第2溝側面と、を有し、
前記側面と前記第1溝側面との軸方向の寸法は、前記側面と前記第2溝側面との軸方向の寸法より大きく、前記Oリングは、前記凹部に組付けられて、少なくとも前記第1溝底面に対して径方向に圧接している、転がり軸受。 A rolling bearing comprising an outer ring, an inner ring, a plurality of rolling elements arranged between the outer ring and the inner ring, and an elastic O-ring integrally assembled to the outer ring.
The outer ring is formed over the entire circumference at a bearing outer diameter surface, a side surface extending radially on one side of the bearing outer diameter surface in the axial direction, and a portion connected to the bearing outer diameter surface on the radial outer side of the side surface. With an annular recess, which is
The recess has a first portion and a second portion that are connected to each other in the circumferential direction.
The first portion is axially the other side from the side surface, and the bottom surface of the first groove extending in the axial direction inward in the radial direction from the outer diameter surface of the bearing, and one axial direction of the bottom surface of the first groove. It has a protruding portion that protrudes radially outward from the end portion, and a first groove side surface that extends radially outward from the other end portion of the bottom surface of the first groove in the axial direction and is connected to the bearing outer diameter surface. death,
The second portion is the other axial direction from the side surface, and the bottom surface of the second groove extending in the axial direction inward in the radial direction from the outer diameter surface of the bearing, and the other axial direction of the bottom surface of the second groove. It has a second groove side surface that extends radially outward from the end and is connected to the bearing outer diameter surface.
The axial dimension of the side surface and the first groove side surface is larger than the axial dimension of the side surface and the second groove side surface, and the O-ring is assembled in the recess and at least the first groove surface. A rolling bearing that is in radial pressure contact with the bottom of the groove.
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