(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に円すい状の軌道を有する外輪と、外周面に円すい状の軌道を有し、この軌道の小径側端部に小鍔部を、大径側端部に大鍔部をそれぞれ突設した内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に介在された円すいころとを備え、自動車のトランスアクスル軸やデフピニオン軸を回転自在に支持するとともに、これらに組み込まれる際に内輪を回転させて予圧調整が行われる円すいころ軸受において、
上記円すいころの大端面と内輪の大鍔部との隙間が０．２ｍｍを超える値に設定されており、
上記外輪軌道の延長線が交差するコーンセンタと、上記円すいころの外輪軌道に接する母線の延長線が交差するコーンセンタとを、軸受の軸線上の第１の位置で一致させ、
上記内輪軌道の延長線が交差するコーンセンタと、上記円すいころの内輪軌道に接する母線の延長線が交差するコーンセンタとを、軸受の軸線上の第２の位置で一致させ、
上記内輪の大鍔部側の端面を含む平面と軸受の軸線との交点と上記第１の位置との距離をＬ１とし、上記交点と上記第２の位置との距離をＬ２として、次式
δ＝２（Ｌ１−Ｌ２）×１００／（Ｌ１＋Ｌ２）
で示される無次元オフセット量δが、０．１５〜０．６の範囲であることを特徴とする円すいころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のトランスアクスル軸やデフピニオン軸を回転自在に支持する円すいころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
上記トランスアクスル軸等を支持するころがり軸受については、ラジアル荷重とアキシャル荷重の双方の負荷が作用することから、一般に円すいころ軸受が使用されている。この円すいころ軸受は、図６に示すように、内周面に円すい状の軌道９１ａを有する外輪９１と、外周面に円すい状の軌道９２ａを有する内輪９２との間に、円すいころ９３が転動自在に介在されているものであり、上記内輪９２には、その小径側端部に小鍔部９２ｂが、大径側端部に大鍔部９２ｃがそれぞれ突設されている。また、上記円すいころ軸受においては、外輪９１、内輪９２及び円すいころ９３のそれぞれの円すい面のコーンセンタＸが、軸受の軸線Ｌ上で一致するように設計されているのが通例である。
【０００３】
この種の円すいころ軸受は、トランスアクスル等に組み込む際に、予圧調整を行って、軸受隙間を適正値に設定する必要がある。このため、内輪９２を軸に取り付けた状態で回転させることにより、当該内輪９２を、Δｈだけ浮き上がった状態から（図７参照）外輪９１側に沈み込ませて、内輪９２の大鍔部９２ｃを円すいころ９３の大端面９３ａに着座させることが行われている。この着座を完全に行うためには、内輪９２を通常１０回以上回転させる必要があるが、内輪９２の沈み込み特性が悪い場合には、多くの内輪回転を必要としたり、場合によっては内輪９２をいくら回転させても、全く着座しない場合があり、この場合には、軸受隙間を適正値に設定することができなくなる。
【０００４】
このような不都合が生じるのを防止するために、図８に示すように、外輪軌道９１ａ及び内輪軌道９２ａの円すい角に対して、円すいころ９３の円すい角を僅かにずらして、円すいころ９３のコーンセンタＸ１が、外輪９１及び内輪９２のコーンセンタＸ２よりも遠い位置にくるように設定した円すいころ軸受が提案されている（例えば実開平５−５０１４８号公報参照）。
しかし、この円すいころ軸受は、内輪９２の沈み込み特性は良好となるが、外輪軌道９１ａ及び内輪軌道９２ａに対して、円すいころ９３の小端面９３ｂ寄りの外周が片当たりするので、荷重が作用した場合にいわゆるエッジロードを生じ、軸受寿命が短くなるという問題があった。
【０００５】
上記不都合が生じるのを防止するための他の円すいころ軸受として、図９に示すように、円すいころ９３を内輪９２の小鍔部９２ｂ側に寄せたときの、円すいころ９３の大端面９３ａと内輪９２の大鍔部９２ｃとの隙間ΔＬを、０．２ｍｍ以下に設定することによって、良好な沈み込み特性を確保し、最も少ない回転回数で内輪を着座させるようにしたものが提案されている。（例えば特開平２−２５６９２１号公報参照）。
しかし、この円すいころ軸受は、上記隙間ΔＬが小さく、内輪９２に保持器９４を組み付ける際の自由度が極めて少ないので、その組み付けが困難であるとともに、ころ９３の小端面９３ｂが殆ど鍛造面のままであることから、上記隙間ΔＬを小さい値で管理できないという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、保持器の組み付けが容易であるとともに、軸受の動的性能を損なうことなく内輪の良好な沈み込み特性を確保することができる円すいころ軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのこの発明の円すいころ軸受は、内周面に円すい状の軌道を有する外輪と、外周面に円すい状の軌道を有し、この軌道の小径側端部に小鍔部を、大径側端部に大鍔部をそれぞれ突設した内輪と、上記外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に介在された円すいころとを備え、自動車のトランスアクスル軸やデフピニオン軸を回転自在に支持するとともに、これらに組み込まれる際に内輪を回転させて予圧調整が行われる円すいころ軸受において、
上記円すいころの大端面と内輪の大鍔部との隙間が０．２ｍｍを超える値に設定されており、
上記外輪軌道の延長線が交差するコーンセンタと、上記円すいころの外輪軌道に接する母線の延長線が交差するコーンセンタとを、軸受の軸線上の第１の位置で一致させ、
上記内輪軌道の延長線が交差するコーンセンタと、上記円すいころの内輪軌道に接する母線の延長線が交差するコーンセンタとを、軸受の軸線上の第２の位置で一致させ、
上記内輪の大鍔部側の端面を含む平面と軸受の軸線との交点と上記第１の位置との距離をＬ１とし、上記交点と上記第２の位置との距離をＬ２として、次式
δ＝２（Ｌ１−Ｌ２）×１００／（Ｌ１＋Ｌ２）
で示される無次元オフセット量δが、０．１５〜０．６の範囲であることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成の円すいころ軸受によれば、外輪軌道の延長線が交差するコーンセンタと、円すいころの外輪軌道に接する母線の延長線が交差するコーンセンタとを、軸受の軸線上の第１の位置で一致させているとともに、上記内輪軌道の延長線が交差するコーンセンタと、上記円すいころの内輪軌道に接する母線の延長線が交差するコーンセンタとを、軸受の軸線上の第２の位置で一致させているので、内外輪の軌道と円すいころとを一様に接触させることができる。このため、円すいころ軸受に荷重が付加された状態で、当該円すいころにエッジロードが作用するのを防止することができ、このエッジロードに起因して軸受寿命が短くなるのを防止することができる。
また、上式で示される無次元オフセット量δを、０．１５〜０．６の範囲に設定しているので、円すいころ軸受の動トルク特性等を損なうことなく、良好な内輪の沈み込み特性を確保することができる。
【０００９】
すなわち、本願発明者は、鋭意研究の結果、外輪軌道の延長線が交差するコーンセンタと、円すいころの外輪軌道に接する母線の延長線が交差するコーンセンタとを、軸受の軸線上の第１の位置で一致させ、上記内輪軌道の延長線が交差するコーンセンタと、上記円すいころの内輪軌道に接する母線の延長線が交差するコーンセンタとを、軸受の軸線上の第２の位置で一致させ、且つ上記式で示される無次元オフセット量δを、０．１５〜０．６の範囲に設定すれば、寿命や動トルク等の軸受の動的性能を損なうことなく、内輪の沈み込み特性を良好に確保することができるとの知見を得、かかる知見に基づいて、本願発明を完成したものである。
しかも、この発明の円すいころ軸受は、円すいころを内輪の小鍔部側に寄せたときの、円すいころの大端面と内輪の大鍔部との隙間を小さくすることなく、上記沈み込み特性を確保することができるので、内輪に保持器を組み付ける際の自由度を良好に確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、この発明の円すいころ軸受の一つの実施の形態を示す断面図である。この円すいころ軸受は、トランスアクスル軸等を回転自在に支持するものであり、内周面に円すい状の軌道１ａを有する外輪１と、外周面に円すい状の軌道２ａを有する内輪２との間に、複数個の円すいころ３が、図示しない保持器によって保持された状態で、転動自在に介在されている。また、上記内輪２には、その小径側端部に小鍔部２ｂが、大径側端部に大鍔部２ｃがそれぞれ突設されている。
【００１１】
上記円すいころ軸受においては、外輪１の軌道１ａの延長線が交差するコーンセンタＱ１と、上記円すいころ３の、外輪軌道１ａに接する母線の延長線が交差するコーンセンタＱ２とを、円すいころ軸受の軸線Ｌ上の第１の位置Ｐ１で一致させているとともに、上記内輪２の軌道の延長線が交差するコーンセンタＱ３と、上記円すいころ３の内輪軌道２ａに接する母線の延長線が交差するコーンセンタＱ４とを、円すいころ軸受の軸線Ｌ上の第２の位置Ｐ２で一致させている。
【００１２】
また、上記内輪２の大鍔部２ｃ側の端面を含む平面Ｓと、円すいころ軸受の軸線Ｌとの交点Ｐ３と、上記第１の位置Ｐ１との距離をＬ１とし、上記交点Ｐ３と上記第２の位置Ｐ２との距離をＬ２として、次式（１）で示される無次元オフセット量δが、０．１５〜０．６の範囲に設定されている。
δ＝{２（Ｌ１−Ｌ２）×１００}／（Ｌ１＋Ｌ２）    ・・・（１）
さらに、上記円すいころ軸受は、円すいころ３を内輪２の小鍔部２ｂ側に寄せたときの、円すいころ３の大端面３ａと内輪２の大鍔部２ｃとの隙間ΔＬ（図９参照）は、従来と同様に０．２ｍｍを超える値に設定されている。
【００１３】
以上の構成の円すいころ軸受によれば、外輪１の軌道１ａの延長線が交差するコーンセンタＱ１と、円すいころ３の外輪軌道１ａに接する母線の延長線が交差するコーンセンタＱ２とを、円すいころ軸受の軸線Ｌ上の第１の位置Ｐ１で一致させているとともに、上記内輪２の軌道の延長線が交差するコーンセンタＱ３と、上記円すいころ３の内輪軌道２ａに接する母線の延長線が交差するコーンセンタＱ４とを、円すいころ軸受の軸線Ｌ上の第２の位置Ｐ２で一致させているので、外輪１の軌道１ａ及び内輪２の軌道２ａのそれぞれに対して、円すいころ３を軸方向において一様に接触させることができる。このため、円すいころ軸受に荷重が作用した状態で、円すいころ３にエッジロードが生じるのを防止することができ、ひいては当該エッジロードに起因して軸受寿命が短くなるのを防止することができる。
【００１４】
また、上式(1) で示される無次元オフセット量δが、０．１５〜０．６の範囲に設定されているので、動トルク特性等を損なうことなく、良好な内輪２の沈み込み特性を確保することができる。図２〜図５は、このような効果を立証するために行った試験結果を示すグラフ図である。
これらグラフ図のうちの図２は、上記無次元オフセット量δが異なる円すいころ軸受（型番ＴＲ０７０８−１Ｒ：以下同じ）について、内輪２の大鍔部２ｃを円すいころ３の大端面３ａに着座させるのに要した内輪２の回転回数を試験した結果を示している。
同図から明らかなように、無次元オフセット量δを０．１５以上に設定した円すいころ軸受については、内輪２を５回程度回転させるだけで、内輪２の大鍔部２ｃを円すいころ３の大端面３ａに着座させることができるのに対して、無次元オフセット量δを０．１５未満に設定した円すいころ軸受については、内輪２を７回以上回転させなければ、内輪２の大鍔部２ｃを円すいころ３の大端面３ａに着座させることができない。このことから内輪の良好な沈み込み特性を確保するためには、無次元オフセット量δを０．１５以上に設定すればよいことが分かる。
【００１５】
次に、図３は無次元オフセット量δの異なる円すいころ軸受についての焼付寿命試験結果を示している。同図から無次元オフセット量δが０．１５〜０．６の範囲であれば、従来と同等以上の焼付寿命を確保できることが分かる。
なお、上記焼付試験における回転数は４１５０ｒｐｍである。また、当該試験は、円すいころ軸受をギャオイルに浸漬後、１０分間放置した状態で行った。
【００１６】
図４及び図５は、無次元オフセット量δが異なる円すいころ軸受についてのトルク試験結果を示しており、図４は１０ｒｐｍにおける平均トルクを、図５は５０ｒｐｍにおける平均トルクを示している。
同図から、無次元オフセット量が０．６以下であれば、実用上特に問題がないことが分かる。
【００１７】
以上の試験結果から、外輪１の軌道１ａの延長線が交差するコーンセンタＱ１と、円すいころ３の外輪軌道１ａに接する母線の延長線が交差するコーンセンタＱ２とを、円すいころ軸受の軸線Ｌ上の第１の位置Ｐ１で一致させるとともに、上記内輪２の軌道の延長線が交差するコーンセンタＱ３と、上記円すいころ３の内輪軌道２ａに接する母線の延長線が交差するコーンセンタＱ４とを、円すいころ軸受の軸線Ｌ上の第２の位置Ｐ２で一致させ、且つ上記無次元オフセット量δを０．１５〜０．６に設定すれば、軸受の動的性能を低下させることなく、内輪２の沈み込み特性を良好に確保することができることが明らかである。
【００１８】
また、上記円すいころ軸受は、円すいころ３を内輪２の小鍔部２ｂ側に寄せたときの、円すいころ３の小端面３ｂと内輪２の大鍔部２ｃとの隙間ΔＬを小さくすることなく、内輪２の沈み込み特性を確保することができるので、内輪２に保持器４を組み付ける際の自由度が大きく、その組み付けを容易に行うことができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、この発明の円すいころ軸受によれば、無次元オフセット量δを、０．１５〜０．６の範囲に設定しているので、円すいころにエッジロードが作用するのを防止している点と相まって、円すいころ軸受の動的性能を損なうことなく、内輪の沈み込み特性を良好に確保することができる。
また、円すいころを内輪の小鍔部側に寄せたときの、円すいころの小端面と内輪の大鍔部との隙間を小さくすることなく、内輪の沈み込み特性を確保することができるので、内輪に保持器に対して容易に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の円すいころ軸受の一つの実施の形態を示す断面図である。
【図２】沈み込み特性についての試験結果を示すグラフ図である。
【図３】焼付寿命試験の結果を示すグラフ図である。
【図４】動トルク試験の結果を示すグラフ図である。
【図５】動トルク試験の結果を示すグラフ図である。
【図６】従来例を示す断面図である。
【図７】内輪が浮き上がった状態を示す要部断面図である。
【図８】他の従来例を示す断面図である。
【図９】さらに他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１      外輪
１ａ    軌道
２      内輪
２ａ    軌道
２ｂ    小鍔部
２ｃ    大鍔部
３      円すいころ
Ｑ１    コーンセンタ
Ｑ２    コーンセンタ
Ｑ３    コーンセンタ
Ｑ４    コーンセンタ
Ｌ      軸線
Ｐ１    第１の位置
Ｐ２    第２の位置
δ      無次元オフセット量
Ｓ      内輪の大鍔部側の端面を含む平面
【図１】
0003718287.tif 000002
【図２】
0003718287.tif 000003
【図３】
0003718287.tif 000004
【図４】
0003718287.tif 000005
【図５】
0003718287.tif 000006
【図６】
0003718287.tif 000007
【図７】
0003718287.tif 000008
【図８】
0003718287.tif 000009
【図９】
0003718287.tif 000010