JP5927773B2 - Tandem angular contact ball bearings - Google Patents
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Description
この発明は、自動車用のデファレンシャルギヤ、トランスファ、変速機(手動変速機、自動変速機を含む)等の回転機械装置に組み込まれて、ラジアル荷重及びスラスト荷重が加わった状態で回転する回転軸を支承する為のタンデムアンギュラ型玉軸受の改良に関する。具体的には、軸方向寸法を大きくする事なく負荷容量を増大できる構造の実現を図るものである。 The present invention relates to a rotating shaft that is incorporated in a rotary machine device such as a differential gear, a transfer, and a transmission (including a manual transmission and an automatic transmission) for an automobile and that rotates in a state where a radial load and a thrust load are applied. The present invention relates to an improvement of a tandem angular contact ball bearing for supporting. Specifically, a structure capable of increasing the load capacity without increasing the axial dimension is realized.
例えば自動車用のデファレンシャルギヤを構成する為のピニオン軸はデファレンシャルケース内に、複数個の転がり軸受により回転自在に支持する。デファレンシャルギヤの運転時に前記ピニオン軸には、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重が同時に加わる為、このピニオン軸を支持する為の軸受として、ラジアル、スラスト両方向の負荷容量が十分に大きなものを使用する必要がある。又、近年に於ける自動車の省燃費化の流れにより、デファレンシャルケースに対してピニオン軸を支持する為の転がり軸受として、ラジアル、スラスト両方向に関する大きな荷重を支承可能で、しかも円すいころ軸受に比べて動トルク(回転抵抗)を低く抑えられる、タンデムアンギュラ型玉軸受を使用する事が、特許文献1〜3に記載されている様に、従来から考えられている。 For example, a pinion shaft for constituting a differential gear for automobiles is rotatably supported by a plurality of rolling bearings in a differential case. Since large radial load and thrust load are simultaneously applied to the pinion shaft during differential gear operation, it is necessary to use a bearing with sufficient load capacity in both radial and thrust directions to support the pinion shaft. is there. In addition, due to the recent trend of reducing fuel consumption in automobiles, it is possible to support large loads in both radial and thrust directions as rolling bearings for supporting the pinion shaft with respect to the differential case, and compared to tapered roller bearings. As described in Patent Documents 1 to 3, it has been conventionally considered to use a tandem angular ball bearing that can keep the dynamic torque (rotational resistance) low.
図7は、特許文献1に記載された、タンデムアンギュラ型玉軸受により構成した、デファレンシャルギヤ用ピニオン軸の回転支持装置を示している。尚、デファレンシャルギヤ全体の構造及び作用は従来から周知であるし、特許文献1〜2にも記載されている為、図示並びに詳しい説明を省略し、以下、前記回転支持装置部分の構造に就いて説明する。デファレンシャルケースの内部に1対の玉軸受1、2を、互いに離隔した状態で配置し、これら両玉軸受1、2によりピニオン軸3を支持している。これら両玉軸受1、2は、それぞれ玉に接触角を持たせたアンギュラ型玉軸受であり、これら両玉軸受1、2の接触角の方向を互いに逆向きとしている。従って、前記ピニオン軸3は、前記デファレンシャルケースの内部に、ラジアル荷重だけでなく、両方向のスラスト荷重を支承される状態で、回転自在に支持されている。 FIG. 7 shows a rotational support device for a pinion shaft for a differential gear, which is configured by a tandem angular ball bearing described in Patent Document 1. Since the structure and operation of the entire differential gear are well known and described in Patent Documents 1 and 2, the illustration and detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, the structure of the rotation support device portion will be described. explain. A pair of ball bearings 1 and 2 are arranged inside the differential case in a state of being separated from each other, and the pinion shaft 3 is supported by these ball bearings 1 and 2. These ball bearings 1 and 2 are angular ball bearings in which the balls have contact angles, and the contact angles of these ball bearings 1 and 2 are opposite to each other. Therefore, the pinion shaft 3 is rotatably supported in the differential case in a state where not only a radial load but also a thrust load in both directions is supported.
又、前記両玉軸受1、2のうち、比較的大きなラジアル荷重及びスラスト荷重を支承するピニオンギヤ4側(図7の左側)の玉軸受1として、本発明の対象となる、タンデムアンギュラ型玉軸受を使用している。これに対して、比較的小さなラジアル荷重及びスラスト荷重しか支承しない反ピニオンギヤ4側(図7の右側)の玉軸受2は、単列アンギュラ型の玉軸受を使用している。但し、ピニオンギヤ側だけでなく、反ピニオンギヤ側の玉軸受もタンデムアンギュラ型とする構造も、特許文献1〜2に記載されており、従来から知られている。この様な構造の場合、反ピニオンギヤ側の玉軸受も、本発明の対象となる。何れにしても、前記ピニオンギヤ4側の玉軸受1は、ラジアル荷重に加えて、このピニオンギヤ4と噛合したリングギヤ(図示省略)から離れる方向(図7の右向き)のスラスト荷重を支承する。これに対して反ピニオンギヤ4側の玉軸受2は、ラジアル荷重に加えて、前記リングギヤに近付く方向(図7の左向き)のスラスト荷重を支承する。 Of the two ball bearings 1 and 2, a tandem angular ball bearing that is an object of the present invention is used as the ball bearing 1 on the pinion gear 4 side (left side in FIG. 7) that supports a relatively large radial load and thrust load. Is used. On the other hand, the ball bearing 2 on the anti-pinion gear 4 side (the right side in FIG. 7) that supports only a relatively small radial load and thrust load uses a single-row angular ball bearing. However, a structure in which not only the pinion gear side but also the ball bearing on the anti-pinion gear side is a tandem angular type is described in Patent Documents 1 and 2, and is conventionally known. In the case of such a structure, the ball bearing on the anti-pinion gear side is also an object of the present invention. In any case, in addition to the radial load, the ball bearing 1 on the pinion gear 4 side supports a thrust load in a direction away from a ring gear (not shown) meshed with the pinion gear 4 (rightward in FIG. 7). On the other hand, the ball bearing 2 on the side opposite to the pinion gear 4 supports a thrust load in a direction approaching the ring gear (leftward in FIG. 7) in addition to the radial load.
本例の場合、タンデムアンギュラ型玉軸受である、前記ピニオンギヤ4側の玉軸受1は、外輪5と、内輪6と、複数個の玉7a、7bと、1対の保持器8a、8bとを備える。このうちの外輪5は、内周面に、互いに内径が異なる、複列アンギュラ型の外輪軌道9a、9bを設けている。これら両外輪軌道9a、9bの内径は、前記ピニオンギヤ4側の外輪軌道9aの方が大きく、このピニオンギヤ4と反対側の外輪軌道9bの方が小さい。又、前記内輪6は、前記外輪5の内径側にこの外輪5と同心に配置されたもので、外周面のうちで前記両外輪軌道9a、9bに対向する部分に、互いに外径が異なる、複列アンギュラ型の内輪軌道10a、10bを設けている。これら両内輪軌道10a、10bの外径は、前記ピニオンギヤ4側の内輪軌道10aの方が大きく、このピニオンギヤ4と反対側の外輪軌道10bの方が小さい。又、前記各玉7a、7bは、前記両外輪軌道9a、9bと前記両内輪軌道10a、10bとの間に、それぞれの列毎に複数個ずつ、両列で同じ方向の(並列組み合わせ型の)接触角を付与された状態で、転動自在に設けられている。更に、前記両保持器8a、8bは、互いに直径が異なり、それぞれが前記両列の玉7a、7bを、転動自在に保持している。尚、これら両列の玉7a、7bの直径は、互いに同じ場合も、或いは、互いに異なる場合もある。
In the case of this example, the ball bearing 1 on the pinion gear 4 side, which is a tandem angular ball bearing, includes an
上述の様なタンデムアンギュラ型の玉軸受1は、前記デファレンシャルケースの支持部11の支持孔12の内周面と、前記ピニオン軸3の外周面との間に組み込まれる。そして、前記玉軸受1は、運転時に円すいころ軸受の場合の様な大きな滑り接触を伴わないので、動トルクを低く抑えられ、デファレンシャルギヤの抵抗を低くできる。又、複列に配置した玉7a、7bにより、前記ピニオンギヤ4と前記リングギヤとの噛合部で発生するラジアル荷重及びスラスト荷重を支承する為、これら両方向の荷重に関する負荷容量も十分に確保できる。
The tandem angular ball bearing 1 as described above is incorporated between the inner peripheral surface of the
上述の様なタンデムアンギュラ型玉軸受を組み込んだデファレンシャルギヤの性能を向上させる為には、このタンデムアンギュラ型玉軸受の軸方向寸法を大きくする事なく負荷容量を増大させる事が望まれる。この負荷容量を増大させる為には、前記各玉7a、7bの直径を大きくする事が効果がある。但し、図7に示した構造及び寸法(特に、列間ピッチP)のまま、これら各玉7a、7bの直径を大きくすると、これら各玉7a、7bを保持した保持器8a、8b同士が干渉するか、若しくは干渉する可能性が高くなってしまう。この理由は、前記図7に示した構造の場合には、前記両保持器8a、8bとして、何れも、軸方向両端部にそれぞれリム部を設けたものを使用している為である。
In order to improve the performance of the differential gear incorporating the tandem angular ball bearing as described above, it is desired to increase the load capacity without increasing the axial dimension of the tandem angular ball bearing. In order to increase the load capacity, it is effective to increase the diameters of the
この様な保持器8a、8bを使用した従来構造の場合、前記負荷容量を増大させる為に前記各玉7a、7bの直径を大きくし、それに伴って前記両保持器8a、8bの軸方向に関する幅寸法を大きくすると、これら両保持器8a、8bのうちで互いに対向する側に存在するリム部同士が過度に近づく。両列の玉7a、7bの公転速度に一致する、前記両保持器8a、8bの回転速度は微妙に相違するので、これら両保持器8a、8bのリム部同士が干渉する(強く突き当たる)状態は勿論、擦れ合う状態も、タンデムアンギュラ型玉軸受の運転を安定した状態で行う面から好ましくない。
In the case of the conventional structure using
この様な事情から、図7に示した構造のタンデムアンギュラ型の玉軸受1の負荷容量を増大させるべく、前記各玉7a、7bの直径を大きくする為には、両列の玉7a、7bの列間ピッチPを大きくする必要がある。この結果、前記玉軸受1の軸方向寸法が大きくなり、この玉軸受1を組み込んだデファレンシャルギヤを小型・軽量化する面から不利になる。尚、特許文献2には、両列の玉を転動自在に保持する為の保持器として冠型保持器を使用した構造が記載されている。但し、この特許文献2に記載された従来構造の場合には、ピッチ円直径が大きな列の玉を保持する為の保持器のリム部を、両列の転動体同士の間に配置しており、このリム部が両列の玉同士を近づける事を妨げる為、上述の様な問題を解決できない。
In order to increase the diameter of each of the
この様な事情に鑑みて本発明者は先に、図8に示す様な構造のタンデムアンギュラ型玉軸受を発明した。先ず、この先発明に係る構造とその作用とに就いて、前記図8に図9を加えて説明する。
この先発明に係るタンデムアンギュラ型玉軸受は、図8に示す様に、外輪5と、内輪6と、複数個の玉7a、7bと、1対の保持器13a、13bとを備える。
このうちの外輪5は、それぞれがアンギュラ型であって内径が互いに異なる2列の外輪軌道9a、9bを内周面に、互いに同じ向きに設けている。
又、前記内輪6は、それぞれがアンギュラ型であって外径が互いに異なる2列の内輪軌道10a、10bを外周面に、互いに同じ向きに設けたもので、前記外輪5の内径側に、この外輪5と同心に配置している。
又、前記各玉7a、7bは、前記両外輪軌道9a、9bと前記両内輪軌道10a、10bとの間に、それぞれの列毎に複数個ずつ、両列同士の間で同じ方向の接触角を付与され、且つ、ピッチ円直径を互いに異ならせた状態で、転動自在に設けている。
In view of such circumstances, the present inventor previously invented a tandem angular ball bearing having a structure as shown in FIG. First, the structure according to the present invention and its operation will be described with reference to FIG. 8 and FIG.
As shown in FIG. 8, the tandem angular ball bearing according to the present invention includes an
The
The
更に、前記両保持器13a、13bは、両列毎に互いに独立し、且つ、直径が互いに異なるもので、前記各玉7a、7bを転動自在に保持している。先発明に係る構造の場合には、前記両保持器13a、13bのうち、大径列側(ピッチ円直径が大きい側)の玉7aを保持する保持器13aとして、冠型のものを使用している。この冠型の保持器13aの構造自体は、従来から広く知られている冠型保持器と同様のもので、例えば耐油性を有する合成樹脂を射出成形する事により造られており、軸方向に関して一端側(図8の左端側)にのみ、円環状のリム部14を設けている。又、このリム部14の軸方向片面(図8の右側面)に複数の弾性片15を、軸方向に関して突出させている。そして、前記リム部14の軸方向片面と円周方向に隣り合う1対の弾性片15の円周方向側面とにより三方を囲まれる部分を、前記各玉7aを転動自在に保持するポケット16としている。
Further, the
そして、前記保持器13aを構成する前記リム部14を、この保持器13aにより保持された前記各玉7aに関して、これら各玉7aと異なる列の玉7bと反対側に配置している。言い換えれば、前記リム部14を、前記外輪5の内周面と前記内輪6の外周面との間に存在して前記各玉7a、7bを設置した内部空間17の開口端側に配置している。又、前記各弾性片15の、軸方向に関する高さ寸法は、前記各玉7aの直径よりも小さくしている。従って、前記各ポケット16内にこれら各玉7aを保持した状態で、前記各弾性片15の先端は、これら各玉7aよりも、小径列側(ピッチ円直径が小さい側)の玉7b側には突出していない。
And the said rim |
上述の様な大径列側の玉7aを保持する為の、冠型の保持器13aに対して、小径列側の各玉7bを保持する為の保持器13bは、もみ抜き型の保持器としている。即ち、この保持器13bは、前記各玉7bを軸方向両側から挟む位置に1対のリム部14a、14bを備え、各ポケット16aを軸方向中央部に設けている。従って、これら両リム部14a、14bのうちの一方(図8の左方)のリム部14aは、両列の玉7a、7bの間部分に配置されている。
In contrast to the crown-shaped
上述の様に構成する先発明に係るタンデムアンギュラ型玉軸受によれば、軸方向寸法を大きくする事なく負荷容量の増大を図ったり、或いは、負荷容量を低下させる事なく軸方向寸法を短縮できる。
即ち、前記先発明に係るタンデムアンギュラ型玉軸受の場合には、前記大径列側の玉7aを保持する為の保持器13aを、軸方向片側にのみリム部14を備えた冠型保持器とし、このリム部14を、前記内部空間17の開口側に配置している。従って、両列の玉7a、7b同士の間部分には、前記小径列側の玉7bを保持する保持器13bのリム部14aのみが存在する状態となる。
According to the tandem angular contact ball bearing according to the prior invention configured as described above, the load capacity can be increased without increasing the axial dimension, or the axial dimension can be shortened without reducing the load capacity. .
That is, in the case of the tandem angular ball bearing according to the previous invention, the
この為、前記大径列側、小径列側両列の玉7a、7b同士の間隔を、このうちの大径列側の玉7aと前記リム部14aとが擦れ合わない程度にまで近づけられる。この結果、負荷容量を同じとした場合、言い換えれば、前記両列の玉7a、7bの直径を同じとした場合には、前記大径列側の保持器13aのリム部がこれら両列の玉7a、7b同士の間部分に存在しない分、前記タンデムアンギュラ型玉軸受の軸方向寸法を縮められる。即ち、前述の図7に示した従来構造と同様、図9の上段に示す様に、両列の玉7a、7b同士の間に1対のリム部が存在する場合には、これら両列の玉7a、7bの列間ピッチがP1となる。これに対して、前記先発明に係る構造によれば、前記大径列側の保持器13aのリム部を前記間部分に存在させない分、同図の下段に示す様に、列間ピッチがP2(<P1)になるまで、δ分だけ、前記軸方向寸法を縮められる。そして、このδ分、タンデムアンギュラ型玉軸受の小型・軽量化を図れる。
For this reason, the space | interval of the
上述の図8に示した様な先発明に係る構造によれば、前述の図7に示した従来構造に比べて、軸方向寸法を大きくする事なく負荷容量の増大を図ったり、或いは、負荷容量を低下させる事なく軸方向寸法を短縮できる。但し、前記先発明に係る構造の場合には、依然として両列の玉7a、7b同士の間にリム部14aが存在する為、負荷容量の増大や軸方向寸法の短縮を、必ずしも十分に図る事ができない。
According to the structure according to the prior invention as shown in FIG. 8 described above, the load capacity can be increased without increasing the axial dimension as compared with the conventional structure shown in FIG. The axial dimension can be shortened without reducing the capacity. However, in the case of the structure according to the previous invention, since the
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、軸方向寸法を大きくする事なく負荷容量のより一層の増大を図ったり、或いは、負荷容量を低下させる事なく軸方向寸法をより一層短縮できるタンデムアンギュラ型玉軸受の構造を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention is a tandem that can further increase the load capacity without increasing the axial dimension, or can further reduce the axial dimension without reducing the load capacity. It was invented to realize the structure of an angular ball bearing.
本発明のタンデムアンギュラ型玉軸受は、特許文献1〜3に記載される等により従来から知られているタンデムアンギュラ型玉軸受と同様に、外輪と、内輪と、複数個の玉と、1対の保持器とを備える。
このうちの外輪は、それぞれがアンギュラ型であって内径が互いに異なる2列の外輪軌道を内周面に、互いに同じ向きに設けている。
又、前記内輪は、それぞれがアンギュラ型であって外径が互いに異なる2列の内輪軌道を外周面に、互いに同じ向きに設けたもので、前記外輪の内径側にこの外輪と同心に配置している。
又、前記各玉は、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、それぞれの列毎に複数個ずつ、両列同士の間で同じ方向の接触角を付与され、且つ、ピッチ円直径を互いに異ならせた状態で、転動自在に設けている。
更に、前記両保持器は、両列毎に互いに独立して直径が互いに異なるもので、前記各玉を転動自在に保持している。
The tandem angular ball bearing according to the present invention includes an outer ring, an inner ring, a plurality of balls, and a pair, as in the conventional tandem angular ball bearing described in Patent Documents 1 to 3 and the like. And a cage.
Of these, the outer ring is an angular type and has two rows of outer ring raceways having different inner diameters on the inner peripheral surface in the same direction.
The inner ring is an angular type and has two rows of inner ring raceways with different outer diameters provided on the outer peripheral surface in the same direction, and is arranged concentrically with the outer ring on the inner diameter side of the outer ring. ing.
Each of the balls is provided with a contact angle in the same direction between the outer ring raceways and the inner ring raceways in a same direction between the rows, and a plurality of pitch circle diameters. Are provided so that they can roll freely.
Further, the two cages are different from each other in diameter in each row, and hold the balls so that they can roll.
特に、本発明のタンデムアンギュラ型玉軸受に於いては、前記両保持器はそれぞれ、1個のリム部の軸方向片面に複数の弾性片を突出させ、このリム部の軸方向片面と円周方向に隣り合う1対の弾性片の円周方向側面とにより三方を囲まれる部分を、前記各玉を転動自在に保持するポケットとした冠型保持器である。
そして、これら両冠型保持器のリム部を、前記外輪及び前記内輪の軸方向に関して互いに反対側に配置している。言い換えれば、前記両保持器を構成する前記両リム部から前記各弾性片を、互いに近付く方向に突出させている。
又、これら各弾性片の先端は、前記冠型保持器により保持された前記各玉よりも異なる列の玉側に突出していない。言い換えれば、前記両リム部からの前記各弾性片の突出長さは、前記各玉の直径よりも小さくしている。且つ、前記弾性片の先端を、前記外輪及び前記内輪の径方向から見た場合に、前記異なる列の玉と軸方向に離間させている。
更に、追加的に、前記両列の玉を、前記外輪及び前記内輪の径方向に関して(径方向から見た場合に)重畳させており、且つ、これら両列の玉の半径をそれぞれRa、Rbとし、これら両列の玉の列間ピッチをPとした場合に、0.9≦P/(Ra+Rb)としている。
In particular, in the tandem angular ball bearing according to the present invention, each of the cages has a plurality of elastic pieces projecting from one axial surface of one rim portion, and the circumferential surface of the rim portion and a circumferential surface thereof. A crown-shaped cage having a portion surrounded by three sides of a pair of elastic pieces adjacent to each other in a circumferential direction as pockets that hold the balls freely to roll.
And the rim | limb part of these both crown type holder | retainers is arrange | positioned on the mutually opposite side regarding the axial direction of the said outer ring | wheel and the said inner ring | wheel. In other words, the elastic pieces are protruded in the direction approaching each other from the rim portions constituting both the cages.
Further, the tip of each elastic piece does not protrude to the ball side of a different row from the balls held by the crown type cage. In other words, the protruding length of each elastic piece from both the rim portions is smaller than the diameter of each ball. And when the front-end | tip of the said elastic piece is seen from the radial direction of the said outer ring | wheel and the said inner ring | wheel, it is spaced apart from the ball | bowl of the said different row | line | column in the axial direction.
In addition, the balls in both rows are overlapped in the radial direction of the outer ring and the inner ring (when viewed from the radial direction) , and the radii of the balls in both rows are respectively Ra and Rb. In this case, 0.9 ≦ P / (Ra + Rb) where P is the pitch between the rows of the balls in both rows.
この様な本発明のタンデムアンギュラ型玉軸受を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、前記両保持器のうち、ピッチ円直径が大きい大径列側の玉を保持する保持器の内周縁部と、ピッチ円直径が小さい小径列側の玉を保持する保持器の外周縁部とを、前記外輪及び前記内輪の軸方向から見た場合に重畳させる事ができる。
又、好ましくは請求項3に記載した発明の様に、ピッチ円直径が大きい大径列側の玉の直径を、ピッチ円直径が小さい小径列側の玉の直径よりも大きくする事ができる。
又、本発明を実施する場合には、追加的に、前記ピッチ円直径が大きな(大径列側の)各玉を保持した冠型保持器を構成する各弾性片は、リム部から離れるに従って径方向内方に向かう方向に傾斜したものとする事ができる。
更に、追加的に、前記ピッチ円直径が小さな(小径列側)各玉を保持した冠型保持器を構成する各弾性片は、リム部から離れるに従って径方向外方に向かう方向に傾斜したものとする事ができる。
When implementing such a tandem angular ball bearing according to the present invention, it is preferable to hold a ball on the large diameter row side having a large pitch circle diameter among the two cages as in the invention described in claim 2. The inner peripheral edge portion of the retainer and the outer peripheral edge portion of the retainer that holds the balls on the small diameter row side having a small pitch circle diameter can be overlapped when viewed from the axial direction of the outer ring and the inner ring.
Preferably, as in the invention described in claim 3, the diameter of the ball on the large diameter row side having a large pitch circle diameter can be made larger than the diameter of the ball on the small diameter row side having a small pitch circle diameter.
Further, when carrying out the present invention, each elastic piece constituting the crown-shaped cage holding each ball having a large pitch circle diameter (on the large diameter row side) is further separated from the rim portion. It can be inclined in the direction toward the radially inward direction.
In addition, the elastic pieces constituting the crown-shaped cage that holds the balls having a small pitch circle diameter (on the small diameter row side) are inclined in the direction toward the radially outer side as they move away from the rim portion. Can be.
上述の様に構成する本発明のタンデムアンギュラ型玉軸受によれば、軸方向寸法を大きくする事なく負荷容量の増大を図ったり、或いは、負荷容量を低下させる事なく軸方向寸法を短縮できる。
即ち、本発明のタンデムアンギュラ型玉軸受の場合には、1対の保持器を冠型保持器とし、これら両冠型保持器のリム部を、何れも両列の玉同士の間に配置しない構成を採用している。
この為、前記タンデムアンギュラ型玉軸受の軸方向寸法を同じとした場合には、前記リム部の軸方向寸法分、何れかの列又は両列の玉の直径を大きくできて、その分、負荷容量を向上させられる。
又、負荷容量を同じとした場合には、前記両リム部の軸方向寸法分、前記タンデムアンギュラ型玉軸受の軸方向寸法を縮め、このタンデムアンギュラ型玉軸受の小型・軽量化を図る事ができる。
特に、本発明の構造の場合には、両列の玉同士の間にリム部が存在しない。この為、負荷容量を増大する為に玉の直径を大きくしたり、小型・軽量化の為に両列の玉の間隔を縮める事を限界近くまで行えて、負荷容量の増大、或いは小型・軽量化の効果を顕著に得られる。
更に、追加的に、ピッチ円直径が大きな大径列側の各玉を保持した冠型保持器を構成する各弾性片を、リム部から離れるに従って径方向内方に向かう方向に傾斜したものとすれば、保持器を構成する各弾性片の円周方向側面と各玉の転動面との係り代を十分に確保できる事に加えて、これら各弾性片の強度向上を図れる。
According to the tandem angular contact ball bearing of the present invention configured as described above, the load capacity can be increased without increasing the axial dimension, or the axial dimension can be shortened without reducing the load capacity.
That is, in the case of the tandem angular ball bearing of the present invention, a pair of cages are crown-shaped cages, and the rim portions of both the crown-shaped cages are not arranged between the balls in both rows. The configuration is adopted.
For this reason, when the axial dimensions of the tandem angular ball bearings are the same, the diameter of the ball in either or both rows can be increased by the axial dimension of the rim portion, and the load can be increased accordingly. Capacity can be improved.
If the load capacity is the same, the axial dimension of the tandem angular ball bearing can be reduced by the axial dimension of both rims, and the tandem angular ball bearing can be reduced in size and weight. it can.
In particular, in the case of the structure of the present invention, there is no rim portion between the balls in both rows. For this reason, the ball diameter can be increased to increase the load capacity, or the distance between the balls in both rows can be reduced to the limit to reduce the size and weight. The effect of making it remarkable can be obtained.
In addition, each elastic piece constituting the crown type cage that holds each ball on the large diameter row side having a large pitch circle diameter is inclined in a direction toward the radially inward as it is separated from the rim portion. In this case, in addition to ensuring a sufficient allowance between the circumferential side surface of each elastic piece constituting the cage and the rolling surface of each ball, the strength of each elastic piece can be improved.
[実施の形態の第1例]
図1は、請求項1、2に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例を含めて、前述した先発明の構造に対する、本発明のタンデムアンギュラ型玉軸受の特徴は、1対の保持器として何れも冠型のものを使用し、これら両保持器のリム部を、外輪5及び内輪6の軸方向に関して、互いに反対側に位置させ、両列の玉7a、7b同士の間にはリム部を存在させない様にした点にある。即ち、本例の構造の場合には、大径列側の玉7aを保持する保持器13aだけでなく、小径列側の玉7bを保持する保持器13cに就いても、冠型保持器としている。この為に、この小径列側の玉7bを保持する保持器13cとして、円環状のリム部14cの軸方向片面(図1の左側面)に複数の弾性片15aを、軸方向に関して突出させ、このリム部14cの軸方向片面と円周方向に隣り合う1対の弾性片15aの円周方向側面とにより三方を囲まれる部分を、前記各玉7bを転動自在に保持するポケット16bとしたものを使用している。そして、前記両保持器13a、13cのリム部14、14cを、外輪5及び内輪6の軸方向に関して互いに反対側、即ち、内部空間17の両端開口部に配置している。
[First example of embodiment]
FIG. 1 shows a first example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 2 . The features of the tandem angular contact ball bearing of the present invention with respect to the structure of the above-mentioned invention including the present example are that a pair of retainers are both crown-shaped, and the rims of these retainers are used. The portion is located on the opposite side with respect to the axial direction of the
この様な構成を有する本例の構造の場合、前述の図9と図1とを比較すれば明らかな通り、前述した先発明に係る構造よりも、更に両列の玉7a、7bの列間ピッチP3(<P2)を縮められて、タンデムアンギュラ型玉軸受の更なる小型・軽量化を図れる。即ち、前述の先発明により縮められた軸方向寸法δの凡そ2倍(2δ)分、タンデムアンギュラ型玉軸受の軸方向寸法を縮められる(「P1−P3≒2δ」にできる)。尚、前記両列の玉7a、7bの半径をそれぞれRa、Rbとした場合に、前記列間ピッチP3の値は、好ましくはこれら両列の玉7a、7bの半径Ra、Rbの和の0.9〜1.2倍{0.9≦P3/(Ra+Rb)≦1.2}、より好ましくは0.93〜1.1倍{0.93≦P3/(Ra+Rb)≦1.1}とする。前記列間ピッチP3の値を前記半径Ra、Rbの和以下{(Ra+Rb)≧P3}とする場合には、前記両列の玉7a、7bのピッチ円直径を十分に異ならせる。但し、前記列間ピッチP3の値を上述した範囲よりも小さくする{0.9(Ra+Rb)未満、0.93(Ra+Rb)未満にする}には、前記両列の玉7a、7bのピッチ円直径を異ならせる程度を著しくする必要があり、タンデムアンギュラ型玉軸受の径方向寸法が過大になる。要するに、このタンデムアンギュラ型玉軸受の寸法をできるだけ小さくすべく、前記両列の玉7a、7bを近接配置した場合、このタンデムアンギュラ型玉軸受の軸方向寸法と径方向寸法とはトレードオフの関係になる。そこで、前記P3/(Ra+Rb)の下限値を、好ましくは0.9以上、より好ましくは0.93以上とする。一方、このP3/(Ra+Rb)の上限値は、前述の図9の上段に記載した従来構造に比べて、タンデムアンギュラ型玉軸受の軸方向寸法を十分に短縮できる範囲として規制する。因みに、前記図9の上段に記載した従来構造の場合には、保持器強度を確保する面から、P3/(Ra+Rb)の値を1.2以下に抑える事は難しいし、1.1以下に抑える事は殆ど不可能である。
その他の部分の構成及び作用は、前述した先発明に係る構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
In the case of the structure of this example having such a configuration, as is clear from the comparison of FIG. 9 and FIG. 1, the distance between the
Since the configuration and operation of the other parts are the same as those of the structure according to the above-described prior invention, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[参考例の第1例]
図2は、本発明に関する参考例の第1例を示している。本参考例の場合には、大径列側の玉7Aと小径列側の玉7Bとの列間ピッチを、前述の図9の上段部分に示した従来構造と同じ大きさ(P1)とする代わりに、前記両列の玉7A、7Bの直径を、この従来構造及び前述した先発明に係る構造及び上述した実施の形態の第1例の玉7a、7bの直径よりも大きくしている。
本例の場合には、この様な構成により、タンデムアンギュラ型玉軸受の負荷容量を、前記従来構造と同じ軸方向寸法のまま、大きくしている。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
[First example of reference example]
FIG. 2 shows a first example of a reference example relating to the present invention. In the case of this reference example, the inter-row pitch between the
In the case of this example, with such a configuration, the load capacity of the tandem angular ball bearing is increased while maintaining the same axial dimension as that of the conventional structure.
Since the configuration and operation of the other parts are the same as in the first example of the above-described embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[参考例の第2例]
図3は、本発明に関する参考例の第2例を示している。本参考例の場合も、大径列側の玉7Aと小径列側の玉7bとの列間ピッチを、前述の図9の上段部分に示した従来構造と同じ大きさ(P1)とする代わりに、大径列側の玉7Aの直径を、この従来構造及び前述した先発明に係る構造の玉7aの直径よりも大きくしている。小径列側の玉7bに関しては、これら従来構造及び先発明に係る構造の場合と同じとしている。
[Second example of reference example]
FIG. 3 shows a second example of a reference example relating to the present invention. Also in this reference example, the pitch between the
本参考例の場合も、この様な構成により、タンデムアンギュラ型玉軸受の負荷容量を、前記従来構造と同じ軸方向寸法のまま、大きくしている。更に本参考例の場合には、使用条件が厳しくなる、言い換えれば、使用時に小径列側の玉7bに比べて大きな荷重を負荷する、前記大径列側の玉7Aの負荷容量を大きくしている。そして、大径列側、小径列側両列の玉7A、7bの転動面、並びに、外輪、内輪各軌道9a、9b、10a、10bの転がり疲れ寿命をバランスさせている。言い換えれば、両列同士の間で使用時に加わる負荷が異なるにも拘らず両列の負荷容量を同等にする場合に生じる無駄、即ち、何れか(小径列側)の列の転がり疲れ寿命が過剰になる事の無駄を防止している。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
Also in the case of this reference example, such a configuration increases the load capacity of the tandem angular ball bearing while maintaining the same axial dimension as that of the conventional structure. Furthermore, in the case of this reference example, the use conditions become severe. In other words, the load capacity of the
Since the configuration and operation of the other parts are the same as those of the first example of the embodiment described above, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[実施の形態の第2例]
図4は、請求項1にのみ対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、小径列側の玉7Bを保持する保持器13dとして、この保持器13dを構成する各弾性片15bが、リム部14dから離れるに従って径方向外方に向かう方向に傾斜した構造を有するものを使用している。この様な本例の構造の場合には、前記保持器13dの径方向に関する、前記各弾性片15bの厚さ寸法を大きくできる。この為、各ポケット16bの内面と前記各玉7Bの転動面との係り代を大きくして、これら各玉7Bによる、前記保持器13dの径方向に関する位置決めを良好に行える。又、前記各弾性片15bの強度及び剛性を高くして、使用時に前記保持器13dの回転に伴ってこれら各弾性片15bに加わる遠心力に拘らず、これら各弾性片15bが変形して、前記各ポケット16bの内面と前記各玉7Bの転動面とが強く擦れ合う事を防止できる。又、前記保持器13dの耐久性の向上も図れる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
[Second Example of Embodiment]
4, corresponding only to claim 1, shows a second example embodiment of the present invention. In the case of this example, as the
Since the configuration and operation of the other parts are the same as those of the first example of the embodiment described above, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[実施の形態の第3例]
図5は、請求項1に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合には、小径列側の玉7Bを保持する保持器13dだけでなく、大径列側の玉7Aを保持する保持器13eに関しても、各弾性片15cが傾斜したものを使用している。即ち、この保持器13eとして、これら各弾性片15cが、リム部14eから離れるに従って径方向内方に向かう方向に傾斜した構造を有するものを使用している。この様な本例の構造を採用する事により、前記大径列側の玉7Aを保持する保持器13eに関しても、各ポケット16の内面と前記各玉7Aの転動面とが強く擦れ合う事を防止すると共に、前記保持器13eの耐久性の向上を図っている。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第2例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
[Third example of embodiment]
FIG. 5 shows a third example of the embodiment of the present invention corresponding to the first aspect. In the case of this example, not only the
Since the configuration and operation of the other parts are the same as in the second example of the above-described embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[実施の形態の第4例]
図6も、請求項1に対応する、本発明の実施の形態の第4例を示している。本例の場合には、外輪5の内周面のうち、1対の外輪軌道9a、9bに隣接するカウンターボア部18a、18bの一部(小径側端部)で、これら両外輪軌道9a、9bに隣接する部分の内径を、各玉7A、7Bの外接円の直径よりも少しだけ小さくしている。そして、これら両隣接する部分を、それぞれ係り代部19a、19bとしている。それぞれ保持器13e、13dに保持された前記各玉7A、7Bを、前記両外輪軌道9a、9bの内径側に配置した状態では、これら各玉7A、7Bと前記両係り代部19a、19bとの(前記両保持器13e、13dの弾性に基づく)係合により、これら各玉7A、7Bが前記外輪5の内径側から不用意に抜け出る事が防止される。前記両係り代部19a、19bの内径を、前記両保持器13e、13dと干渉しない範囲に規制する事は勿論である。
[Fourth Example of Embodiment]
FIG. 6 also shows a fourth example of the embodiment of the invention corresponding to claim 1. In the case of this example, a part of the
本例の場合には、前記両係り代部19a、19bの存在により、前記各玉7A、7Bと前記外輪5とを一体的に(非分離状態で)取り扱う事ができて、タンデムアンギュラ型玉軸受の組み付け作業の容易化を図れる。尚、内輪6に関しては、前記外輪5及び前記各玉7A、7Bを外径側部材(例えばハウジング)の内径側に組み付けてから、これら各玉7A、7Bの内径側に、軸方向変位に基づいて組み付ける。この際、これら各玉7A、7Bは、殆ど径方向外方に変位する事はない。従って、前記内輪6の外周面には、前記係り代部19a、19bに対応する構造は設けていない。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第3例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
尚、本例の様に、外輪の内周面に係り代部を設ける構造は、前述の図1〜4に示した、実施の形態の第1例及び第2例、並びに、参考例の第1例及び第2例の構造と組み合わせて実施する事もできる。
In the case of this example, due to the presence of the
Since the configuration and operation of the other parts are the same as in the third example of the above-described embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
Note that, as in this example, the structure in which the engagement margin is provided on the inner peripheral surface of the outer ring is the first and second examples of the embodiment shown in FIGS. It can also be implemented in combination with the structures of the first and second examples.
本発明のタンデムアンギュラ型玉軸受は、大きなラジアル荷重及びスラスト荷重が加わった状態で回転する回転軸を支承する部分であれば、図7に示した自動車用のデファレンシャルギヤや、トランスファ等の自動車用の動力伝達装置に限らず、一般機械を含めて、各種回転機械装置の回転支持部分に組み込んだ状態で使用できる。 The tandem angular contact ball bearing of the present invention is a part for supporting a rotating shaft that rotates in a state where a large radial load and a thrust load are applied. It can be used in the state incorporated in the rotation support part of various rotary machine devices including not only the power transmission device but also general machines.
例えば、自動変速機(AT)、手動変速機(MT)、ダブルクラッチトランスミッション(DCT)等の自動車用変速機を構成する、インプットシャフト、カウンターシャフト、アウトプットシャフト等の回転軸の回転支持部に使用する事もできる。エンジンの出力を駆動輪に伝達する為の自動車用変速機は、エンジンルーム内、フロアトンネル内等の限られた空間内に設置される。この為、小型化の要求が高く、回転支持部に使用する転がり軸受に関しても、小型且つ高負荷容量で、しかも動トルクが低いものが要求される。特に、近年に於ける、変速機の高効率化に伴う変速段の多段化に伴って、小型化の要求はより厳しくなっている。この様な要求に対して、本発明のタンデムアンギュラ型玉軸受は、極めて有効である。 For example, used for rotation support parts of rotating shafts such as input shafts, counter shafts, output shafts, etc. constituting automobile transmissions such as automatic transmission (AT), manual transmission (MT), double clutch transmission (DCT) You can also do it. An automobile transmission for transmitting engine output to drive wheels is installed in a limited space such as an engine room or a floor tunnel. For this reason, there is a high demand for miniaturization, and a rolling bearing used for the rotation support portion is also required to be small and have a high load capacity and low dynamic torque. Particularly, in recent years, the demand for downsizing has become more severe with the increase in the number of shift stages accompanying the increase in efficiency of the transmission. The tandem angular ball bearing of the present invention is extremely effective for such a demand.
1 玉軸受
2 玉軸受
3 ピニオン軸
4 ピニオンギヤ
5 外輪
6 内輪
7a、7b、7A、7B 玉
8a、8b 保持器
9a、9b 外輪軌道
10a、10b 内輪軌道
11 支持部
12 支持孔
13a、13b、13c、13d、13e 保持器
14、14a、14b、14c、14d、14e リム部
15、15a、15b、15c 弾性片
16、16a、16b ポケット
17 内部空間
18a、18b カウンターボア部
19a、19b 係り代部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ball bearing 2 Ball bearing 3 Pinion shaft 4
Claims (3)
これら両保持器がそれぞれ、1個のリム部の軸方向片面に複数の弾性片を突出させ、このリム部の軸方向片面と円周方向に隣り合う1対の弾性片の円周方向側面とにより三方を囲まれる部分を、前記各玉を転動自在に保持するポケットとした冠型保持器であり、
これら両冠型保持器を構成する前記リム部が、前記外輪及び前記内輪の軸方向に関して互いに反対側に配置されて、前記各弾性片の先端は、前記両冠型保持器により保持された前記各玉よりも前記異なる列の玉側に突出しておらず、且つ、前記外輪及び前記内輪の径方向から見た場合に該異なる列の玉と軸方向に離間しており、
前記両列の玉が、前記外輪及び前記内輪の径方向から見た場合に重畳しており、且つ、これら両列の玉の半径をそれぞれRa、Rbとし、これら両列の玉の列間ピッチをPとした場合に、0.9≦P/(Ra+Rb)である、
事を特徴とするタンデムアンギュラ型玉軸受。 Two outer ring raceways each having an angular shape and different inner diameters on the inner peripheral surface, outer rings provided in the same direction, and two rows of inner ring raceways each having an angular shape and different outer diameters on the outer periphery A plurality of inner rings arranged in the same direction on the inner surface of the outer ring and arranged concentrically with the outer ring on the inner diameter side of the outer ring, and the outer ring raceway and the inner ring raceways in a plurality of rows. Balls provided with a contact angle in the same direction between the rows and having a pitch circle diameter different from each other and capable of rolling, and each row holding these balls so as to roll A tandem angular contact ball bearing having a pair of cages independent of each other and having different diameters,
Each of these cages projects a plurality of elastic pieces on one axial surface of one rim portion, and a circumferential side surface of a pair of elastic pieces adjacent to the axial one surface of the rim portion in the circumferential direction. Is a crown-shaped cage with a portion surrounded by three sides as a pocket for holding each ball in a rollable manner,
The rim portions constituting the double crown type cages are arranged on opposite sides with respect to the axial direction of the outer ring and the inner ring, and the tips of the elastic pieces are held by the double crown type cages. It does not protrude to the ball side of the different row from each ball, and is separated from the balls of the different row in the axial direction when viewed from the radial direction of the outer ring and the inner ring,
The balls in both rows overlap when viewed from the radial direction of the outer ring and the inner ring, and the radii of the balls in both rows are Ra and Rb, respectively, and the pitch between the balls in both rows is Is 0.9 ≦ P / (Ra + Rb) where
Tandem angular contact ball bearing characterized by
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