JP2014098460A

JP2014098460A - 深みぞ玉軸受

Info

Publication number: JP2014098460A
Application number: JP2012251388A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ryono; 嘉昭漁野
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-05-29

Abstract

【課題】スラスト負荷容量の大きな深みぞ玉軸受のボールの組込み性の向上を図ることである。
【解決手段】左右の肩高さが相違する外輪１１と内輪２１間にボール３１を組込み、そのボール３１を保持器４０で保持する。内輪２１における大径肩２３ｂ側の背面２４の外周縁部と外輪１１における大径肩１３ｂ側の正面１４の内周縁部の少なくとも一方に傾斜状のボール案内面２５を形成して、ボール３１の組込み性の向上を図る。
【選択図】図１

Description

この発明は、外方軌道輪と内方軌道輪間にボールを組み込んだ深みぞ玉軸受に関する。

インプットシャフトとアウトプットシャフトを同軸上に配置し、その両軸に平行にカウンタシャフトを設け、その平行する２軸の相互間に変速比の異なる複数の歯車式減速部を設けて、インプットシャフトの回転を複数段に変速してアウトプットシャフトから出力するようにしたトランスミッションにおいては、一般的に、歯車式減速部にヘリカルギヤを採用しているため、インプットシャフトからアウトプットシャフトへの回転トルクの伝達時、インプットシャフト、アウトプットシャフトおよびカウンタシャフトのそれぞれにスラスト力が負荷されることになる。

このため、インプットシャフト、アウトプットシャフトおよびカウンタシャフトを支持する軸受には、ラジアル荷重とスラスト荷重の両方の荷重を支持することができる軸受を用いる必要がある。

円すいころ軸受においては、負荷容量が大きく、スラスト荷重およびラジアル荷重の両方を受けることができるため、トランスミッション用の軸受に好適である。しかし、円すいころ軸受においては、損失トルクが大きく、燃料の消費量が多くなるという問題が生じる。その低燃費化を図るため、トルク損失の少ない深みぞ玉軸受が使用されるケースが多くなってきている。

ところで、標準の深みぞ玉軸受においては、過大なスラスト荷重が負荷された際に、そのスラスト荷重を受ける負荷側の肩にボールが乗り上げて、肩のエッジが損傷する懸念がある。

そのような不都合を解消するため、特許文献１に記載された深みぞ玉軸受においては、外輪の軌道溝および内輪の軌道溝のそれぞれ両側に形成された肩のうち、スラスト荷重を受ける側の肩を高くして、ボールの乗り上げを阻止し、軸受の耐久性の低下を抑制して、大きなスラスト荷重を受けることができるようにしている。

特開２０１１−２１６６１号公報

ところで、上記特許文献１に記載された深みぞ玉軸受においては、外輪および内輪の肩を高くしたことにより、ボールの肩乗り上げを防止して、大きなスラスト荷重を受けることができるものの、外輪内径面と内輪外径面間に形成される軸受空間の開口部が狭くなって、ボールの組込みが困難となり、その組込み性を向上させる上において改善すべき点が残されている。

この発明の課題は、スラスト負荷容量の大きな深みぞ玉軸受のボールの組込み性の向上を図ることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、内径面に軌道溝を有する外方軌道輪と、外径面に軌道溝を有する内方軌道輪と、外方軌道輪の軌道溝と内方軌道輪の軌道溝間に組込まれたボールと、そのボールを保持する保持器とからなり、前記外方軌道輪における軌道溝の一側の肩と前記内方軌道輪における軌道溝の他側の肩の高さを、外方軌道輪の他側の肩と前記内方軌道輪の一側の肩の高さより高くし、その高さの高い肩の肩高さをＨ_１、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２５〜０．５０未満の範囲とし、前記内方軌道輪を軸に嵌合し、その軸に設けられた肩で内方軌道輪の大径肩側の背面を位置決めして使用される深みぞ玉軸受において、前記内方軌道輪の肩高さの高い大径肩側の背面の外周縁部と外方軌道輪の肩高さの低い大径肩側の正面の内周縁部の少なくとも一方に傾斜状のボール案内面を形成した構成を採用したのである。

ここで、背面とは、ＪＩＳに規定されているように、スラスト荷重を受ける側の側面をいい、正面とは、スラスト荷重を受ける側の反対側の側面をいう。

上記のように、内方軌道輪における大径肩側の背面の外周縁部と外方軌道輪における大径肩側の正面の内周縁部の少なくとも一方に傾斜状のボール案内面を形成することにより、内方軌道輪と外方軌道輪間に対してボールを組み入れる際のボール組込み用入口の拡径化を図ることができ、内方軌道輪と外方軌道輪間にボールを容易に組込むことができる。

ここで、傾斜状のボール案内面は、円弧面からなるものであってもよく、あるいは、傾斜面からなるものであってもよい。

この発明に係る深みぞ玉軸受において、ボール案内面の面取り幅が大きくなり過ぎると、内方軌道輪に形成されたボール案内面の大径端縁が軸に形成された肩の側面に当接して、その大径端縁が損傷し易くなるため、ボール案内面における径方向の面取り幅が、前記軸側の肩径の６〜８％程度とするのがよい。

上記ボール案内面は、軸方向の面取り幅と径方向の面取り幅とが同一とされたものであってもよく、軸方向の面取り幅が径方向の面取り幅より大きくされたものであってもよい。

この発明においては、上記のように、内方軌道輪における大径肩側の背面の外周縁部と外方軌道輪における大径肩側の正面の内周縁部の少なくとも一方に傾斜状のボール案内面を形成したことにより、ボール組入れ時の入口の拡径化を図ることができ、内方軌道輪と外方軌道輪間に対するボールの組込み性の向上を図ることができる。

この発明に係る深みぞ玉軸受の実施の形態を示す縦断面図図１の一部を拡大して示す断面図（ａ）乃至（ｃ）は、面取りの形成例を示す断面図この発明に係る深みぞ玉軸受の使用状態を示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、深みぞ玉軸受Ａは、外方軌道輪としての外輪１１と、内方軌道輪としての内輪２１と、外輪１１の内径面に形成された軌道溝１２と内輪２１の外径面に設けられた軌道溝２２間に組み込まれたボール３１と、そのボール３１を保持する保持器４０とを有している。

外輪１１の軌道溝１２の両側に形成された一対の肩１３ａ、１３ｂのうち、軌道溝１２の一側方に位置する肩１３ａの高さは他側方に位置する肩１３ｂの高さよりも高くなっている。一方、内輪２１の軌道溝２２の両側に形成された一対の肩２３ａ、２３ｂのうち、軌道溝２２の他側方に位置する肩２３ｂの高さは一側方に位置する肩２３ａの高さより高くなっている。

ここで、高さの低い肩１３ｂおよび２３ａの肩の高さは、ＪＩＳに規定される標準型深みぞ玉軸受の肩と同じ高さとされているが、標準型深みぞ玉軸受の肩の高さより低くしてもよい。

なお、説明の都合上、高さの高い肩１３ａ、２３ｂをスラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂといい、高さの低い肩１３ｂ、２３ａをスラスト非負荷側の肩１３ｂ、２３ａという。

スラスト負荷側の肩１３ａ、２３ｂの肩高さをＨ_１とし、ボール３１の球径をｄとすると、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄは、Ｈ_１／ｄ＝０．２５〜０．５０未満の範囲とされている。

保持器４０は、第１分割保持器４１と、第２分割保持器４２とからなる。第１分割保持器４１および第２分割保持器４２のそれぞれは、複数の半球状のポケット部４３を一側部に有する冠形分割保持器からなり、第１分割保持器４１の内径は第２分割保持器４２の外径より小径とされ、第１分割保持器４１内に第２分割保持器４２が嵌合可能とされている。

また、第１分割保持器４１は、外輪１１の高さの低い大径肩１３ｂと内輪２１の高さの高い大径肩２３ｂの対向面間から軸受内部に挿入可能とされている。一方、第２分割保持器４２は、外輪１１の高さの高い小径肩１３ａと内輪２１の高さの低い小径肩２３ａの対向面間から軸受内部に挿入可能とされている。

第１分割保持器４１と第２分割保持器４２は、内外に嵌合されて半球状ポケット部４３が球状のポケットを形成する組み合わせとされる。その組み合わせにおいて、第１分割保持器４１に設けられた内向き係合爪４４が第２分割保持器４２の外径面に形成された係合凹部４５に係合し、また、第２分割保持器４２に設けられた外向き係合爪４６が第１分割保持器４１の内径面に形成された係合凹部４７に係合する。その係合により、第１分割保持器４１と第２分割保持器４２は、軸方向に非分離とされる。

図４は、上記の構成からなる深みぞ玉軸受Ａの使用例を示し、内輪２１は軸５０に嵌合され、その軸５０に形成された肩５１で内輪２１の大径肩２３ｂ側の背面２４を位置決めして、軸５０の肩５１から内輪２１の大径肩２３ｂの背面２４にスラスト荷重が負荷されるようにしている。

深みぞ玉軸受Ａにおいて、ボール３１の組込みに際しては、図２に示すように、外輪１１内に組み込まれた内輪２１を径方向にオフセットして、内輪２１の外径面の一部を外輪１１の内径面の一部に当接し、その当接部位から周方向に１８０度ずれた位置に三日月形の空間を形成し、その空間の一側方から内部にボール３１を組込むようにする。

そのボール３１の組込みに際して、外輪１１のスラスト負荷側の肩１３ａや内輪２１のスラスト負荷側の肩２３ｂの肩高さＨ_１が必要以上に高い場合は、ボール３１の組込みを阻害することになるが、実施の形態では、ボール３１の球径ｄに対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄが、０．５未満とされているため、外輪１１と内輪２１間にボール３１を確実に組込むことができる。

上記のようなボール３１の組込みにおいて、その組込み性を高めるため、図２および図３（ａ）に示すように、外輪１１における大径肩１３ｂ側の正面１４の内周縁部と内輪２１における大径肩２３ｂ側の背面２４の外周縁部のそれぞれに傾斜状のボール案内面２５を形成している。

ここで、深みぞ玉軸受においては、一般的に、内輪の背面および正面の外周縁や外輪の背面や正面の内周縁に面取りが形成される。その面取りは、打ちキズ防止のために形成されるものであり、面取り幅は、図４に示される肩５１の外径ｄａの１．５％程度であって、１ｍｍに満たない大きさのものである。

これに対し、図３（ａ）に示される傾斜状のボール案内面２５は、その面取り幅ｗが、最大で、図４に示される肩５１の外径ｄａの６〜８％程度の大きさ、すなわち、ｗ＝（０．０６〜０．０８）×ｄａの大きさとされている。

上記のように、外輪１１における大径肩１３ｂ側の正面１４の内周縁部と内輪２１における大径肩２３ｂ側の背面２４の外周縁部のそれぞれに、面取り幅が肩５１の外径ｄａの６〜８％程度の大きさとされる傾斜状のボール案内面２５を形成することにより、外輪１１と内輪２１間にボール３１を組み入れる際のボール挿入用入口の拡径化を図ることができる。その結果、外輪１１と内輪２１間にボール３１を容易に組込むことができる。

また、面取り幅ｗを肩５１の外径ｄａの６〜８％程度の大きさとすることにより、傾斜状のボール案内面２５の大径縁は軸５０の肩５１の側面から径方向外方に露出することになり、肩５１の側面からの押圧により、傾斜状のボール案内面２５の大径縁が損傷するのを防止することができる。

図３（ａ）では、外輪１１における大径肩１３ｂ側の正面１４の内周縁部と内輪２１における大径肩２３ｂ側の背面２４の外周縁部のそれぞれにボール案内面２５を形成したが、図３（ｂ）に示すように、内輪２１における大径肩２３ｂ側の背面２４の外周縁部にのみにボール案内面２５を形成してもよく、あるいは、図３（ｃ）で示すように、外輪１１における大径肩１３ｂ側の正面１４の内周縁部にボール案内面２５を形成してもよい。

上記のようなボール組込み誘導用の面取り２５は、外輪１１における大径肩１３ｂ側の背面の内周縁部や内輪２１における大径肩２３ｂ側の正面の外周縁部に設けるようにしてもよい。

また、図３では、傾斜状のボール案内面２５として、円弧状のものを示したが、傾斜面からなるものであってもよい。面取り２５は、径方向の面取り幅ｗと軸方向の面取り幅ｗが同じ大きさのものを示したが、軸方向の面取り幅を径方向の面取り幅より大きくしてもよい。

１１外輪（外方軌道輪）
１２軌道溝
１３ａ肩
１３ｂ肩
１４正面
２１内輪（内方軌道輪）
２２軌道溝
２３ａ肩
２３ｂ肩
２４背面
２５ボール案内面
３１ボール
４０保持器
５０軸
５１肩

Claims

内径面に軌道溝を有する外方軌道輪と、外径面に軌道溝を有する内方軌道輪と、外方軌道輪の軌道溝と内方軌道輪の軌道溝間に組込まれたボールと、そのボールを保持する保持器とからなり、前記外方軌道輪における軌道溝の一側の肩と前記内方軌道輪における軌道溝の他側の肩の高さを、外方軌道輪の他側の肩と前記内方軌道輪の一側の肩の高さより高くし、その高さの高い肩の肩高さをＨ_１、ボールの球径をｄとしたとき、ボールの球径ｄに対する肩高さＨ_１の比率Ｈ_１／ｄを０．２５〜０．５０未満の範囲とし、前記内方軌道輪を軸に嵌合し、その軸に設けられた肩で内方軌道輪の大径肩側の背面を位置決めして使用される深みぞ玉軸受において、
前記内方軌道輪の肩高さの高い大径肩側の背面の外周縁部と外方軌道輪の肩高さの低い大径肩側の正面の内周縁部の少なくとも一方に傾斜状のボール案内面を形成したことを特徴とする深みぞ玉軸受。
前記ボール案内面が、円弧面からなる請求項１に記載の深みぞ玉軸受。
前記ボール案内面が、傾斜面からなる請求項１に記載の深みぞ玉軸受。
前記ボール案内面における径方向の面取り幅が、前記軸側の肩径の６〜８％とされた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の深みぞ玉軸受。
前記ボール案内面の軸方向の面取り幅を径方向の面取り幅より大きくした請求項１乃至４のいずれか１項に記載の深みぞ玉軸受。