JP4722822B2 - Tandem type double row angular contact ball bearing - Google Patents
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Description
本発明は、タンデム型複列アンギュラ玉軸受に関する。 The present invention relates to a tandem type double row angular contact ball bearing.
軸受には、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重を負荷することができるアンギュラ玉軸受がある。玉(ボール)と内輪・外輪とは接触角をもっており、接触角が大きくなるほどアキシアル荷重の負荷能力が大きくなり,接触角が小さいほど、 高速回転に有利となる。 As the bearing, there is an angular ball bearing capable of applying a radial load and an axial load in one direction. Balls and inner and outer rings have a contact angle. The larger the contact angle, the greater the load capacity of the axial load. The smaller the contact angle, the more advantageous for high-speed rotation.
ところで、転がり抵抗を低減するために、円すいころ軸受に代わるものとして複列アンギュラ玉軸受(タンデム型)がある(特許文献1)。また、このタンデム型複列アンギュラ玉軸受を自動車のトランスファに使用したものがある(特許文献2)。なお、トランスファとは、4WD車で、トランスミッションから来る動力を前後輪に分けて伝える装置であり、通常はデファレンシャル装置(差動装置)も一緒に組み込まれており、これを総称してセンターデフと呼んでいる。また、複列アンギュラ玉軸受とは、単列アンギュラ玉軸受を背面組合せとし、内輪、外輪をそれぞれ一体にした構造で、両方向のアキシアル荷重を負荷することができ、しかも、 モーメント荷重に対する負荷能力がある軸受である。 By the way, in order to reduce rolling resistance, there is a double row angular contact ball bearing (tandem type) as an alternative to the tapered roller bearing (Patent Document 1). In addition, there is one in which this tandem type double row angular ball bearing is used for an automobile transfer (Patent Document 2). A transfer is a 4WD vehicle that transmits the power coming from the transmission to the front and rear wheels. Usually, a differential device (differential device) is also built in. I'm calling. A double row angular contact ball bearing is a structure in which a single row angular contact ball bearing is combined on the back and the inner ring and outer ring are integrated into one body, so that axial loads in both directions can be applied, and the load capacity for moment load is high. It is a certain bearing.
タンデム型複列アンギュラ玉軸受は、図3に示すように、複列の軌道面1a、1bを有する内輪2と、この内輪2の軌道面1a、1bと対応する複列の軌道面3a、3bを有する外輪4と、内輪2および外輪4の各列の軌道面1a、1b、3a、3b間に介装される複列の玉群5、6とを備える。複列の玉群5、6は、それぞれ異なるピッチ円直径をもっている。また、各玉群5、6のボール7,8は内輪2と外輪4との間に配置される保持器9,10に保持されている。
すなわち、タンデム型複列アンギュラ玉軸受は、内輪2とボール7、8と保持器9、10とのアセンブリ体と、外輪4とが分離できる構造となっているので、その取り扱いは円すいころ軸受と同様であり、取り扱いやすい。そこで、近年では、低トルク化を目的に円すいころ軸受に代えてこのタンデム型複列アンギュラ玉軸受が使用されている。
That is, the tandem double-row angular contact ball bearing has a structure in which the assembly of the inner ring 2 and the
ところが、タンデム型複列アンギュラ玉軸受は、円錐ころ軸受と同等の負荷容量や剛性を確保しようとすると、軸受サイズが大きくなる。また、タンデム型複列アンギュラ玉軸受はデファレンシャル装置などで使用された場合、デファレンシャル装置のピニオン軸は最大7000rpmで回転する。そのため、この回転数では、タンデム型複列アンギュラ玉軸受の両軌道溝(軌道面)で相対すべりが発生し、保持器にダメージを与える。 However, the tandem double-row angular contact ball bearing has a large bearing size in order to ensure the same load capacity and rigidity as the tapered roller bearing. Further, when the tandem double-row angular ball bearing is used in a differential device or the like, the pinion shaft of the differential device rotates at a maximum of 7000 rpm. For this reason, at this rotational speed, relative slip occurs in both raceway grooves (track surfaces) of the tandem double-row angular contact ball bearing, which damages the cage.
本発明は、上記課題に鑑みて、コンパクト化を図ることができて、しかも保持器にダメージを与えないタンデム型複列アンギュラ玉軸受を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a tandem double-row angular ball bearing that can be made compact and that does not damage the cage.
本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受は、複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各列の軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装される複列の玉群とを備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受において、大径側のボール接触角と小径側のボール接触角とを相違させて、大径側のボールの公転回転数と小径側のボールの公転回転数との差を、大きい方のボールの公転回転数に対して10%以下に設定したものである。
The tandem double row angular contact ball bearing of the present invention includes an inner ring having a double row raceway surface, an outer ring having a double row raceway surface corresponding to the raceway surface of the inner ring, and a raceway surface between each row of the inner ring and the outer ring. In addition, in the tandem type double row angular contact ball bearing provided with a double row ball group interposed with different pitch circle diameters, the ball contact angle on the large diameter side is different from the ball contact angle on the small diameter side, the difference between the revolution speed of the revolution speed and the small diameter side of the ball of the large-diameter ball is obtained by set to 10% or less with respect to the revolution speed of the larger ball.
本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受によれば、大径側のボールと小径側のボールとの公転回転数の差を10%以下に設定したものであるので、大径側の保持器の回転速度(回転数)と小径側の保持器の回転速度(回転数)とが略等しくなる。 According to the tandem double-row angular contact ball bearing of the present invention, the difference in revolution speed between the large-diameter side ball and the small-diameter side ball is set to 10% or less. The rotation speed (number of rotations) is substantially equal to the rotation speed (number of rotations) of the cage on the small diameter side.
大径側のボール保持器と小径側のボール保持器とが接触するものであっても、大径側のボール保持器と小径側のボール保持器とが一体化されたものであってもよい。 The large-diameter side ball cage and the small-diameter side ball cage may be in contact with each other, or the large-diameter side ball cage and the small-diameter side ball cage may be integrated. .
本発明では、大径側の保持器回転数と小径側の保持器回転数は略等しくなるので、保持器同士が接触しても円滑な転がり運動が妨げられることがなくなって、保持器にダメージを与えない。このため、保持器同士が近接した状態乃至接触した状態で配置することができて、軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。 In the present invention, since the cage rotation speed on the large diameter side and the cage rotation speed on the small diameter side are substantially equal, smooth rolling motion is not hindered even if the cages come into contact with each other, and the cage is damaged. Not give. For this reason, it can arrange | position in the state which the holder | retainer adjoined thru | or the state which contacted, and can achieve size reduction of an axial direction length.
ところで、保持器回転数はピッチ円径も一つの因子を含んだ演算式にて算出することができるので、このピッチ円径を調整することによっても、大径側と小径側とにおいて、公転回転数の差を10%以下に設定することが可能である。しかしながら、ピッチ円径での調整では、鋼球(ボール)のサイズ(大きさ)が通常決まっており微調整が困難であるため、内外輪の肉厚等の関係から軸受サイズに影響を与える可能性があり、好ましくない。これに対して、本発明のように、大径側のボール接触角と小径側のボール接触角とを相違させることによって、ボールの公転回転数を調整すれば、軸受サイズを大きくする必要がなく、軸受全体の軸方向長さの大型化を防止できる。 By the way, the cage rotation speed can be calculated by an arithmetic expression including one factor of the pitch circle diameter. Therefore, by adjusting the pitch circle diameter, the revolution rotation can be performed on the large diameter side and the small diameter side. The difference in number can be set to 10% or less. However, since the size of the steel ball (ball) is usually determined and fine adjustment is difficult in the adjustment with the pitch circle diameter, the bearing size can be affected due to the wall thickness of the inner and outer rings. This is undesirable. On the other hand, if the revolution speed of the ball is adjusted by making the ball contact angle on the large diameter side different from the ball contact angle on the small diameter side as in the present invention, there is no need to increase the bearing size. Therefore, it is possible to prevent an increase in the axial length of the entire bearing.
大径側の保持器と小径側の保持器とを一体化することによって、軸方向長さの一層のコンパクト化を図ることができる。 By integrating the retainer on the large diameter side and the retainer on the small diameter side, it is possible to further reduce the axial length.
以下本発明の実施の形態を図1と図2に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に第1実施形態のタンデム型複列アンギュラ玉軸受を示し、このタンデム型複列アンギュラ玉軸受は、複列の軌道面11a、11bを有する内輪12と、この内輪12の軌道面11a、11bと対応する複列の軌道面13a、13bを有する外輪14と、内輪12および外輪14の各列の軌道面11a、11b、13a、13b間に介装される複列の玉群15、16とを備える。玉群15、16はそれぞれ異なるピッチ円径(ピッチ円直径:PCD)D1、D2をもっている。この場合、D1>D2とされる。
FIG. 1 shows a tandem double-row angular contact ball bearing according to the first embodiment. The tandem double-row angular contact ball bearing includes an
内輪12は、その外径面に第1切欠部21が形成されるとともに、この第1切欠部21に第2切欠部22が形成される。そして、第1切欠部21の第2切欠部側の端部が前記軌道面11aとされ、第2切欠部22が前記軌道面11bとされる。また、第1切欠部21の第2切欠部22側には、周方向溝23が形成されている。
The
外輪14は、その内径面に第1切欠部24が形成されるとともに、この第1切欠部24に第2切欠部25が形成される。第1切欠部24の第2切欠部側の端部が前記軌道面13bとされ、第2切欠部25が前記軌道面13aとされる。
The
玉群15、16のボールはそれぞれ保持器19、20にて保持される。大径側の保持器19は、周方向に沿って所定ピッチでポケット40が形成された短円筒体からなり、各ポケット40に玉群15を構成するボール(鋼球)27が保持される。また、小径側の保持器20は、周方向に沿って所定ピッチでポケット41が形成された短円筒状の本体部42と、この本体部42の大径側端に設けられる内鍔部43及び外鍔部44とを備える。各ポケット41に玉群16を構成するボール(鋼球)28が保持される。なお、保持器20の内鍔部43が内輪12の周方向溝23に嵌合している。
The balls of the
この保持器19、20は樹脂保持器である。この樹脂としてはエンジニアリングプラスチックが好ましい。ここで、エンジニアリングプラスチックとは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れ、強度が必要とされる分野に使うことができるものであって、エンプラと略される。また、エンジニアリングプラスチックは、汎用エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックとがあり、この保持器19,20に用いるエンジニアリングプラスチックには両者を含む。以下に代表的なものを掲げる。なお、これらはエンジニアリングプラスチックの例示であって、エンジニアリングプラスチックが以下のものに限定されるものではない。また、この樹脂保持器19,20では、例えば射出成形にて形成することができる。
The
汎用エンジニアリングプラスチックには、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド6(PA6)、ポリアミド66(PA66)、ポリアセタール(POM)、変性ポリフェニレンエーテル(m−PPE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、GF強化ポリエチレンテレフタレート(GF−PET)、超高分子量ポリエチレン(UHMW−PE)等がある。また、スーパーエンジニアリングプラスチックには、ポリサルホン(PSF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアリレート(PAR)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー(LCP)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリベンズイミダゾール(PBI)、ポリメチルベンテン(TPX)、ポリ1,4−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート(PCT)、ポリアミド46(PA46)、ポリアミド6T(PA6T)、ポリアミド9T(PA9T)、ポリアミド11,12 (PA11,12)、フッ素樹脂、ポリフタルアミド(PPA)等がある。 General-purpose engineering plastics include polycarbonate (PC), polyamide 6 (PA6), polyamide 66 (PA66), polyacetal (POM), modified polyphenylene ether (m-PPE), polybutylene terephthalate (PBT), and GF reinforced polyethylene terephthalate (GF). -PET), ultra high molecular weight polyethylene (UHMW-PE) and the like. Super engineering plastics include polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate (PAR), polyamideimide (PAI), polyetherimide (PEI), polyetheretherketone. (PEEK), liquid crystal polymer (LCP), thermoplastic polyimide (TPI), polybenzimidazole (PBI), polymethylbenten (TPX), poly 1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate (PCT), polyamide 46 (PA46), There are polyamide 6T (PA6T), polyamide 9T (PA9T), polyamide 11,12 (PA11,12), fluororesin, polyphthalamide (PPA) and the like.
この軸受では、大径側のボール接触角α1と小径側のボール接触角α2とを相違させて、大径側のボール27と小径側のボール28との公転回転数の差を10%以下に設定している。この場合、図2に示すように、内輪12の大径側の接触点aと内輪12の小径側の接触点bとを結ぶ線の延長線L1と、外輪14の大径側の接触点cと外輪14の小径側の接触点dとを結ぶ線の延長線L2と、軸受中心線Lとの交点が作用点50となる。
In this bearing, the ball contact angle α1 on the large diameter side and the ball contact angle α2 on the small diameter side are made different so that the difference in revolution speed between the
ここで、軸受における軸受中心周りの転動体中心(保持器)の公転回転数は、次に示す数1の式で求めることができる。
このため、大径側と小径側とにおいて、接触角を相違させることによって、各保持器19、20の公転回転数を変更でき、大径側のボール27と小径側のボール28との公転回転数の差を10%以下に設定することができる。
Therefore, by changing the contact angle between the large-diameter side and the small-diameter side, the revolution speed of the
本発明では、大径側の保持器回転数と小径側の保持器回転数は略等しくなるので、保持器19、20同士が接触しても円滑な転がり運動が妨げられることがなくなって、保持器19、20にダメージを与えない。このため、保持器19、20同士が近接した状態乃至接触した状態で配置することができて、軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。
In the present invention, since the cage rotation speed on the large diameter side and the cage rotation speed on the small diameter side are substantially equal, even if the
ところで、前記数1によれば、ピッチ円径を調整することによっても、大径側と小径側とにおいて、公転回転数の差を10%以下に設定することが可能である。しかしながら、ピッチ円径での調整では、鋼球(ボール)のサイズ(大きさ)が通常決まっており微調整が困難であるため、内外輪の肉厚等の関係から軸受サイズに影響を与える可能性があり、好ましくない。これに対して、大径側のボール接触角と小径側のボール接触角とを相違させることによって、ボールの公転回転数を調整すれば、軸受サイズを大きくする必要がなく、軸受全体の軸方向長さの大型化を防止できる。 By the way, according to the above equation 1, it is possible to set the difference in revolution speed between the large diameter side and the small diameter side to 10% or less by adjusting the pitch circle diameter. However, since the size of the steel ball (ball) is usually determined and the fine adjustment is difficult when adjusting with the pitch circle diameter, the bearing size can be affected by the wall thickness of the inner and outer rings. This is undesirable. On the other hand, if the ball contact angle on the large diameter side and the ball contact angle on the small diameter side are made different to adjust the revolution speed of the ball, there is no need to increase the bearing size, and the axial direction of the entire bearing An increase in length can be prevented.
なお、公転回転数の差としては無いのが好ましいが、10%以下であれば、保持器同士が接触しても円滑な転がり運動が妨げられることはない。しかも、公転回転数の差を無くすように構成するには製造上困難性を有し、ある程度の差を有するものの方が製造しやすい利点がある。公転回転数の差が10%を越えれば、円滑な転がり運動が妨げられるおそれがある。 In addition, it is preferable that it is not as a difference of revolution speed, but if it is 10% or less, even if a holder | retainer contacts, smooth rolling motion will not be prevented. In addition, it is difficult to manufacture the structure so as to eliminate the difference in revolution speed, and the one having a certain difference has an advantage that it is easy to manufacture. If the difference in revolution speed exceeds 10%, smooth rolling motion may be hindered.
このように、大径側の保持器19と小径側の保持器20とは接触していてもよいので、大径側の保持器19と小径側の保持器20とが一体化したものであってもよい。大径側の保持器19と小径側の保持器20とを一体化することによって、軸方向長さの一層のコンパクト化を図ることができる。
As described above, the large-
また、保持器19,20を樹脂保持器としているので、重量が軽く摩擦係数が小さいため、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適となる。特に、樹脂保持器では、射出成形で形成することができるので、特異形状の保持器でも製作し易い利点がある。
Further, since the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、玉群15,16のボール27、28の数、球径等は、同一球径であれば、任意に変更できる。保持器19,20を、鉄板保持器(金属板を打ち抜いて形成されたもの)としてもよい。金属板としては、冷間圧延鋼板(SPC)や熱間圧延軟鋼板(SPH)等の圧延鋼板、及びばね鋼等を使用することができる。また、冷間圧延鋼板(SPC)や熱間圧延軟鋼板(SPH)であれば、その表面に浸炭窒化処理やガス軟窒化処理等の表面硬化処理を施すのが好ましい。保持器19、20を鉄板製とすることによって、保持器の剛性を高めることができ、長期に亘って安定してボール27,28を保持することができる。しかも、耐油性に優れ、油への浸漬による材質劣化を防止できる。なお、このタンデム型複列アンギュラ玉軸受は、低トルク化を達成できるものであるので、種々の機械、装置、工具等に使用することができる。
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the number of
11a 軌道面
11b 軌道面
12 内輪
13a 軌道面
13b 軌道面
14 外輪
15 玉群
16 玉群
19 保持器
20 保持器
27 ボール
28 ボール
11 a
Claims (3)
大径側のボール接触角と小径側のボール接触角とを相違させて、大径側のボールの公転回転数と小径側のボールの公転回転数との差を、大きい方のボールの公転回転数に対して10%以下に設定したことを特徴とするタンデム型複列アンギュラ玉軸受。 An inner ring having a double-row raceway surface, an outer ring having a double-row raceway surface corresponding to the raceway surface of the inner ring, and a raceway surface in each row of the inner ring and the outer ring are interposed with different pitch circle diameters. In tandem double row angular contact ball bearings with double row ball groups,
By different and a ball contact angle of the larger diameter side and the smaller diameter side ball contact angle, the difference between the revolution speed of the revolution speed and the small diameter side of the ball of the large-diameter ball, revolution of the ball the larger A tandem double-row angular contact ball bearing characterized by being set to 10% or less of the number .
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