(57)【要約】【課題】軸受内部に潤滑油が流入する円錐ころ軸受における潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減することである。【解決手段】保持器５の外径面に、ポケット６に連なって大径端側へ延びる油溝７を設けることにより、保持器５の外径側に流入した潤滑油や、ポケット６を通って保持器５の内径側から外径側に流入する潤滑油を、外径面の油溝７に沿わせて大径端側へ速やかに逃がし、内輪の軌道面に沿って大鍔まで到る潤滑油の量を少なくして、軸受内部に滞留する潤滑油の量を減らし、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減できるようにした。【選択図】図２
2007154937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径面に軌道面が設けられた内輪と、内径面に軌道面が設けられた外輪と、前記内輪と外輪の軌道面間に配列された複数の円錐ころと、これらの円錐ころを保持するポケットが設けられた円錐筒状の保持器とからなり、この保持器のポケットに前記円錐ころを、その小径側を保持器の小径端側に、大径側を保持器の大径端側に向けて保持する円錐ころ軸受において、前記保持器の外径面に、前記ポケットに連なって大径端側へ延びる油溝を設けたことを特徴とする円錐ころ軸受。
【請求項２】
前記ポケットに連なって大径端側へ延びる油溝に、大径端側へ軸方向と捩じり傾斜する傾斜角を付与し、この傾斜角を前記円錐ころ軸受が多く回転する方向と対向する方向に傾けた請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項３】
前記円錐ころ軸受が、自走車両の動力伝達軸を支持するものである請求項１または２に記載の円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油が外部から流入する部位の用途に好適な円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
円錐ころ軸受は、外径面の軌道面の両側に小鍔と大鍔が設けられた内輪と、内径面に軌道面が設けられた外輪と、内輪と外輪の軌道面間に配列された複数の円錐ころと、これらの円錐ころを保持するポケットが設けられた円錐筒状の保持器とからなり、この保持器のポケットに円錐ころを、その小径側を保持器の小径端側に、大径側を保持器の大径端側に向けて保持するものが用いられている。
【０００３】
自走車両のデファレンシャルやトランスミッション等の動力伝達軸を支持する円錐ころ軸受は、下部が油浴に漬かった状態で使用され、その回転に伴って油浴の油が潤滑油として軸受内部に流入する。このような用途に使用される円錐ころ軸受では、潤滑油が円錐ころの小径側から軸受内部に流入し、保持器よりも外径側から流入する潤滑油は外輪の軌道面に沿って円錐ころの大径側へ移動し、保持器よりも内径側から流入する潤滑油は内輪の軌道面に沿って円錐ころの大径側へ移動する。
【０００４】
このように潤滑油が外部から流入する部位に使用される円錐ころ軸受には、保持器のポケットに切欠きを設けて、保持器の外径側と内径側とに分かれて流入する潤滑油がこの切欠きを通過するようにし、軸受内部での潤滑油の流通を向上させるようにしたものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
なお、内輪または外輪に案内される保持器を備え、少量の油潤滑で使用される転がり軸受を対象として、保持器の案内面である内径面または外径面に、軸方向に延びる溝と周方向に延びる溝とを複数形成し、保持器の案内面やポケット面に滞留する潤滑油をこれらの溝から外部へ排出して、軸受回転初期の動摩擦トルクを速やかに定常状態の低い値にするとともに、保持器と軌道輪の案内面間に最低限の潤滑油を確保して、これらの案内面間の滑り摩擦を小さくするようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２８５８号公報（第３図）
【特許文献２】特開平１１−２０１１４９号公報（第２図）
【特許文献３】特開２００３−１８４８８８号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように潤滑油が保持器の外径側と内径側とに分かれて軸受内部へ流入する円錐ころ軸受では、保持器の内径側から内輪側へ流入する潤滑油の割合が多くなると、トルク損失が大きくなることが分かった。この理由は、以下のように考えられる。
【０００８】
すなわち、保持器の外径側から外輪側へ流入する潤滑油は、外輪の内径面には障害物がないので、その軌道面に沿って円錐ころの大径側へスムーズに移動して軸受内部から流出するが、保持器の内径側から内輪側へ流入する潤滑油は、内輪の外径面には大鍔があるので、その軌道面に沿って円錐ころの大径側へ移動したときに大鍔で堰き止められ、軸受内部に滞留しやすくなる。このため、保持器の内径側から内輪側へ流入する潤滑油の割合が多くなると、軸受内部に滞留する潤滑油の量が多くなり、この滞留する潤滑油が軸受回転に対する流動抵抗となってトルク損失が増大するものと考えられる。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、軸受内部に潤滑油が流入する円錐ころ軸受における潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、外径面に軌道面が設けられた内輪と、内径面に軌道面が設けられた外輪と、前記内輪と外輪の軌道面間に配列された複数の円錐ころと、これらの円錐ころを保持するポケットが設けられた円錐筒状の保持器とからなり、この保持器のポケットに前記円錐ころを、その小径側を保持器の小径端側に、大径側を保持器の大径端側に向けて保持する円錐ころ軸受において、前記保持器の外径面に、前記ポケットに連なって大径端側へ延びる油溝を設けた構成を採用した。
【００１１】
すなわち、保持器の外径面に、ポケットに連なって大径端側へ延びる油溝を設けることにより、円錐ころの小径側から保持器の外径側へ流入した潤滑油や、遠心力等でポケットを通って保持器の内径側から外径側へ流入する潤滑油を、保持器の外径面の油溝に沿わせて大径端側へ速やかに逃がし、内輪の軌道面に沿って大鍔まで到る潤滑油の量を少なくして、軸受内部に滞留する潤滑油の量を減らし、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減できるようにした。
【００１２】
前記ポケットに連なって大径端側へ延びる油溝に、大径端側へ軸方向と捩じり傾斜する傾斜角を付与し、この傾斜角を前記円錐ころ軸受が多く回転する方向と対向する方向に傾けることにより、保持器の外径面の油溝に入り込む潤滑油を、円錐ころ軸受の回転に伴う保持器の回転により油溝内の潤滑油に作用する大径端側への分力を利用して、積極的に保持器の大径端側へ逃がすことができる。
【００１３】
上述した各円錐ころ軸受は、自走車両の動力伝達軸を支持するものに好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の円錐ころ軸受は、保持器の外径面に、ポケットに連なって大径端側へ延びる油溝を設けたので、円錐ころの小径側から保持器の外径側へ流入した潤滑油や、遠心力等でポケットを通って保持器の内径側から外径側へ流入する潤滑油を、保持器の外径面の油溝に沿わせて大径端側へ速やかに逃がし、内輪の軌道面に沿って大鍔まで到る潤滑油の量を少なくして、軸受内部に滞留する潤滑油の量を減らし、潤滑油の流動抵抗によるトルク損失を低減することができる。
【００１５】
前記ポケットに連なって大径端側へ延びる油溝に、大径端側へ軸方向と捩じり傾斜する傾斜角を付与し、この傾斜角を円錐ころ軸受が多く回転する方向と対向する方向に傾けることにより、保持器の外径面の油溝に入り込む潤滑油を、円錐ころ軸受の回転に伴う保持器の回転により油溝内の潤滑油に作用する大径端側への分力を利用して、積極的に保持器の大径端側へ逃がすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、この円錐ころ軸受１は、両側に小鍔２ｂと大鍔２ｃが設けられた内輪２の軌道面２ａと外輪３の軌道面３ａの間に、複数の円錐ころ４を保持器５に保持して配列したものである。
【００１７】
図１および図２に示すように、前記保持器５は小径端側に内向きの鍔５ａが設けられた円錐筒状とされ、小径端側と大径端側の各環状部５ｂ、５ｃと複数の柱部５ｄとによって、円錐ころ４を収納する台形状のポケット６が形成されている。
【００１８】
また、前記保持器５の外径面には、各ポケット６に連なって大径端側へ延びる油溝７が設けられている。各油溝７は大径端まで連なり、大径端側へ軸方向と捩じり傾斜する傾斜角θを付与されている。この傾斜角θは、図２中に矢印で示す円錐ころ軸受の回転に伴う保持器５の回転方向と対向する方向に傾けられている。
【００１９】
図３は、前記保持器５の変形例を示す。この変形例では、前記各ポケット６に連なり、傾斜角θを付与されて大径端側へ延びる油溝７が２本ずつ設けられ、その内の１本が隣のポケット６に連なっている点が異なる。
【００２０】
図２や図３に示した油溝７は、前記保持器５が金属板から溶接やプレス加工等によって成形される場合は、金属板の状態でポケットを打ち抜くときに同時に形成することができる。また、保持器５を樹脂の射出成形で形成する場合は、金型に油溝７を形成するための突条を設け、射出成形で油溝７を同時に形成することができる。勿論、いずれの場合も、保持器５を円錐筒状に成形した後で切削等により形成することもできる。
【００２１】
図４は、上述した円錐ころ軸受１を使用した自動車のデファレンシャルを示す。このデファレンシャルは、プロペラシャフト（図示省略）に連結され、デファレンシャルケース２１に挿通されたドライブピニオン２２が、差動歯車ケース２３に取り付けられたリングギヤ２４と噛み合わされ、差動歯車ケース２３の内部に取り付けられたピニオンギヤ２５が、差動歯車ケース２３に左右から挿通されるドライブシャフト（図示省略）に連結されるサイドギヤ２６と噛み合わされて、エンジンの駆動力がプロペラシャフトから左右のドライブシャフトに伝達されるようになっている。このデファレンシャルでは、動力伝達軸であるドライブピニオン２２と差動歯車ケース２３が、それぞれ一対の円錐ころ軸受１ａ、１ｂで支持されている。
【００２２】
前記デファレンシャルケース２１には潤滑油が貯留されて、シール部材２７ａ、２７ｂ、２７ｃで密封されており、各円錐ころ軸受１ａ、１ｂは、下部がこの貯留された潤滑油の油浴に漬かった状態で回転する。
【００２３】
前記各円錐ころ軸受１ａ、１ｂが高速で回転してその下部が油浴に漬かると、図５に矢印で示すように、油浴の潤滑油が円錐ころ４の小径側から保持器５の外径側と内径側とに分かれて軸受内部へ流入し、保持器５の外径側から流入した潤滑油は、外輪３の軌道面３ａに沿って円錐ころ４の大径側へ移動して軸受内部から流出し、外径面の油溝７に入り込んだ潤滑油は、円錐ころ軸受１の回転に伴う保持器５の回転によって作用する大径端側への分力により、積極的に保持器５の大径端側へ逃がされる。
【００２４】
一方、保持器５の内径側から流入する潤滑油は、内輪２の軌道面２ａに沿って円錐ころ４の大径側へ移動するが、その一部が保持器５のポケット６から外径面の油溝７に入り込み、円錐ころ軸受１の回転に伴う保持器５の回転によって作用する大径端側への分力により、積極的に保持器５の大径端側へ逃がされる。したがって、内輪２の軌道面２ａに沿って大鍔２ｃまで到る潤滑油の量が少なくなり、軸受内部に滞留する潤滑油の量を減らすことができる。
【実施例】
【００２５】
実施例として、図２に示した保持器を用いた円錐ころ軸受と、比較例として、外径面に油溝のない従来の保持器を用いた円錐ころ軸受とを用意した。各円錐ころ軸受の寸法は、外径１００ｍｍ、内径４５ｍｍ、幅２７．２５ｍｍとした。
【００２６】
上記実施例と比較例の円錐ころ軸受について、縦型トルク試験機を用いたトルク測定試験を行った。試験条件は以下の通りである。
・アキシアル荷重：３００ｋｇｆ
・回転速度      ：５００〜２０００ｒｐｍ（１００ｒｐｍピッチ）
・潤滑条件      ：油浴潤滑（潤滑油：７５Ｗ−９０）
【００２７】
図６（ａ）、（ｂ）は、上記トルク測定試験の結果を示す。図６（ｂ）のグラフは、図６（ａ）のグラフにおける実施例のトルクを、外径面に油溝のない保持器を用いた比較例のトルクに対するトルク低減率で示したものである。この試験結果より、保持器の外径面に油溝を設けた実施例のものは、従来の外径面に油溝のない保持器を用いた比較例のものに対して、トルクを４〜１３％程度低減できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】円錐ころ軸受の実施形態を示す縦断面図
【図２】図１の保持器の展開平面図
【図３】図２の保持器の変形例を示す展開平面図
【図４】図１の円錐ころ軸受を使用したデファレンシャルを示す横断面図
【図５】図４の円錐ころ軸受の軸受内部への潤滑油の流れを示す断面図
【図６】ａ、ｂは、それぞれトルク測定試験の結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００２９】
１、１ａ、１ｂ  円錐ころ軸受
２  内輪
２ａ  軌道面
２ｂ  小鍔
２ｃ  大鍔
３  外輪
３ａ  軌道面
４  円錐ころ
５  保持器
５ａ  鍔
５ｂ、５ｃ  環状部
５ｄ  柱部
６  ポケット
７  油溝
２１  デファレンシャルケース
２２  ドライブピニオン
２３  差動歯車ケース
２４  リングギヤ
２５  ピニオンギヤ
２６  サイドギヤ
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ  シール部材
【図１】
2007154937.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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