(57)【要約】【課題】アキシャル剛性を高めることができて、しかもボール（転動体）の肩乗上げを防止できるタンデム型複列アンギュラ玉軸受を提供する。【解決手段】複列の軌道面１１ａ、１１ｂを有する内輪１２と、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、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１５、１６とを備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受である。大径側の接触角及び小径側の接触角を２５°以上４５°以下に設定する。ボールの球径をＤＷとし、内輪の軌道面の溝曲率直径をＤｉとし、外輪の軌道面の溝曲率直径をＤｏとしたときに、１．０４ＤＷ≦Ｄｉ≦１．０６ＤＷとするとともに、１．０８ＤＷ≦Ｄｏ≦１．１０ＤＷとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
大径側の接触角及び小径側の接触角を２５°以上４５°以下に設定し、かつ玉群のボールの球径をＤＷとし、内輪の軌道面の溝曲率直径をＤｉとし、外輪の軌道面の溝曲率直径をＤｏとしたときに、１．０４ＤＷ≦Ｄｉ≦１．０６ＤＷとするとともに、１．０８ＤＷ≦Ｄｏ≦１．１０ＤＷと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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンデム型複列アンギュラ玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特許第１８１５４７号
【特許文献２】特開２００４−１８３７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、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る。
【０００６】
ところが、タンデム型複列アンギュラ玉軸受は、同寸法の円錐ころ軸受と比較して軸受のアキシャル剛性が劣る。タンデム型複列アンギュラ玉軸受において、アキシャル剛性を高めようとすれば、接触角を大きくする必要がある。しかしながら、接触角を大きくすると、ボール（鋼球）が肩乗上げしやすくなる。このように、肩乗上げが生じれば、軸受寿命が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて、アキシャル剛性を高めることができて、しかもボール（転動体）の肩乗上げを防止できるタンデム型複列アンギュラ玉軸受を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、大径側の接触角及び小径側の接触角を２５°以上４５°以下に設定し、かつ玉群のボールの球径をＤＷとし、内輪の軌道面の溝曲率直径をＤｉとし、外輪の軌道面の溝曲率直径をＤｏとしたときに、１．０４ＤＷ≦Ｄｉ≦１．０６ＤＷとするとともに、１．０８ＤＷ≦Ｄｏ≦１．１０ＤＷとしたものである。
【０００９】
本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受によれば、大径側の接触角及び小径側の接触角を２５°以上４５以下であり、接触角として大きくとることになる。また、内輪の軌道面及び外輪の軌道面の曲率直径がボール（転動体）の球径よりも大きくなる。しかも、外輪の軌道面の曲率直径が内輪の軌道面の曲率直径よりも大きくなっている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、接触角として大きくとることができ、アキシャル剛性を大とすることができる。しかも、内輪の軌道面及び外輪の軌道面の曲率直径がボール（転動体）の球径よりも大きくなるので、ボールの肩乗上げを防止できる。ところで、一般に、外輪にかかるアキシャル荷重が内輪にかかるアキシャル荷重よりも大きいが、本発明では、外輪の軌道面の曲率直径が内輪の軌道面の曲率直径よりも大きくなっているので、外輪の軌道面からのボールの肩乗上げを有効に防止できる。このため、タンデム型複列アンギュラ玉軸受としては、高品質であって長期にわたって安定してその機能を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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直径（ＰＣＤ）Ｄ１、Ｄ２をもっている。この場合、Ｄ１＞Ｄ２とされる。
【００１３】
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。
【００１４】
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１３ａとされ、第２切欠部２５が前記軌道面１３ｂとされる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
この軸受では、大径側の接触角α１及び小径側の接触角α２を２５°以上４５°以下に設定している。すなわち、２５°≦α１≦４５°とし、２５°≦α２≦４５°としている。この場合、α１＜α２としている。さらに、ボール２７，２８の球径をＤＷとし、内輪１２の軌道面１１ａ、１１ｂの溝曲率直径をＤｉとし、外輪１４の軌道面１３ａ、１３ｂの溝曲率直径をＤｏとしたときに、１．０４ＤＷ≦Ｄｉ≦１．０６ＤＷとするとともに、１．０８ＤＷ≦Ｄｏ≦１．１０ＤＷとしている。
【００１９】
本発明では、大径側の接触角α１及び小径側の接触角α２を２５°以上４５以下としたので、接触角として大きくとることができて、アキシャル剛性を大とすることができる。しかも、内輪１２の軌道面１１ａ，１１ｂ及び外輪１４の軌道面１３ａ，１３ｂの曲率直径がボール（転動体）２７，２８の球径よりも大きくなるので、ボール２７，２８の肩乗上げを防止できる。一般に外輪にかかるアキシャル荷重が内輪にかかるアキシャル荷重よりも大きいが、本発明では、外輪の軌道面の曲率直径が内輪の軌道面の曲率直径よりも大きくなっているので、外輪の軌道面からのボールの肩乗上げを有効に防止できる。このため、タンデム型複列アンギュラ玉軸受としては、高品質であって長期にわたって安定してその機能を発揮する。
【００２０】
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。
【００２１】
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、負荷容量を下げることなく、コンパクト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。さらに、玉群１５、１６の各ピッチ円直径Ｄ１、Ｄ２の差も、使用する機械、装置、工具等に応じて種々変更できる。
【実施例】
【００２２】
次に実施例を示す。この場合、次の表１に示すように、接触角が１５°で、内輪１２側の軌道面１１ａ（１１ｂ）の曲率直径を１．０２ＤＷとするとともに、外輪１４側の軌道面１３ａ（１３ｂ）の曲率直径を１．０４ＤＷとしたものと、接触角が２５°で、内輪１２側の軌道面１１ａ（１１ｂ）の曲率直径を１．０２ＤＷとするとともに、外輪１４側の軌道面１３ａ（１３ｂ）の曲率直径を１．０４ＤＷとしたものと、接触角が２５°で、内輪１２側の軌道面１１ａ（１１ｂ）の曲率直径を１．０４ＤＷとするとともに、外輪１４側の軌道面１３ａ（１３ｂ）の曲率直径を１．０８ＤＷとしたものとについて、肩乗上げに割合いについて調べた。なお、表１の肩乗上げ割合の欄における正の数値は乗上げした割合であり、負の数値は乗上げしない割合である。
【００２３】
【表１】
2008138842.tif 000003
【００２４】
この結果からわかるように、接触角が１５°と小さければ、肩乗上げを生じないが、接触角が２５°と大きくなって軌道面の曲率直径が小さければ、肩乗上げが生じる。これに対して、接触角が２５°と大きくても、軌道面の曲率直径が大きければ肩乗上げを生じない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態を示すタンデム型複列アンギュラ玉軸受の要部拡大断面図である。
【図２】前記タンデム型複列アンギュラ玉軸受の要部断面図である。
【図３】従来のタンデム型複列アンギュラ玉軸受の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
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
【図１】
2008138842.tif 000004
【図２】
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【図３】
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