JP2004190728A - ピニオン軸支持用軸受装置 - Google Patents

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Toshiro Fukuda
Toshihiro Kawaguchi
Motoji Kawamura
Tomonori Nakashita
Hideo Ueda
Kunihiko Yokota
英雄 上田
智徳 中下
敏弘 川口
邦彦 横田
基司 河村
登志郎 福田
宗靖 秋山
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Abstract

【課題】ディファレンシャル装置やトランスファー装置のピニオン軸支持装置に関し、各玉群の寿命が平均化され、複列玉軸受全体のシステム寿命が延びる。
【解決手段】ピニオンギヤ側の軸受10が、複列の軌道面を有する内輪部材13と、この内輪部材13の各軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪部材11と、内輪部材13および外輪部材11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15,16とを含むタンデム型の複列アンギュラ玉軸受であり、複列の玉群のうち、ピニオンギヤ側に配置される玉群15とその軌道面との間のアキシアル内部隙間が、反ピニオンギヤ側に配置される玉群16とその軌道面との間のアキシアル内部隙間に比べて大きく設定されている。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のディファレンシャル装置や四輪駆動用トランスファー装置等を構成するピニオン軸を回転自在に支持するためのピニオン軸支持用軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車のディファレンシャル装置や四輪駆動車用のトランスファー装置において、当該ピニオン軸をピニオンギヤ側ならびに反ピニオンギヤ側において各々円すいころ軸受にて回転自在に支持する構成が提案されている(例えば、特許文献1,2参照。)。
【0003】
図15は、従来のディファレンシャル装置100の断面構造を示している。このディファレンシャル装置100は、そのディファレンシャルケース101内に、ピニオン軸(ドライブピニオン)102を有し、ピニオン軸102は、その一端に差動変速機構107のリングギヤ108に噛合されるピニオンギヤ106を有する。ピニオン軸102はまた、軸心方向に離間して配置される一対単列の円錐ころ軸受103,104によって、軸心回りに回転自在に支持されている。ピニオン軸102の他端に、不図示のプロペラシャフトに連結される接続フランジとなるコンパニオンフランジ105が設けられている。
【0004】
上記ディファレンシャル装置100では、ピニオン軸102を回転自在に支持する軸受が円錐ころ軸受103,104からなっている。ピニオンギヤ側の円錐ころ軸受103には、ラジアル荷重ならびにスラスト荷重が同時に負荷され、かつスラスト荷重比が高いため、接触角の大きい軸受が使用されている。よって、スラスト荷重の大きなピニオンギヤ側の円錐ころ軸受103には大きな摩擦抵抗が働く。このため回転トルクが大きくなり、ディファレンシャル装置100の効率が低下することが考えられる。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−105450号公報
【特許文献2】
特開平10−220468号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ピニオンギヤ側の軸受を、円錐ころ軸受103に代えて、タンデム型の複列玉軸受を用いることが考えられる。このように、円錐ころ軸受103に代えてタンデム型の複列玉軸受を用いる場合、ピニオンギヤ側の玉に対する負荷の方が、反ピニオンギヤ側の玉に対する負荷よりも大きくなる。
【0007】
このため、円錐ころ軸受103に代えて複列玉軸受を用いた場合、ピニオン軸102のたわみを考慮すると、大きなラジアル荷重を受けるピニオンギヤ側の玉に対する負荷が大きくなり、特に負荷圏に集中的に荷重がかかる。
【0008】
これにより、各列の玉と軌道面とのアキシアル隙間を等しく設定してしまうと、ピニオンギヤ側の玉に大きなラジアル荷重ならびにアキシアル荷重が作用し、軌道面に疲れが発生して軸受が短寿命となり、複列玉軸受全体として寿命が短くなることが考えられる。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ピニオン軸の一端に設けたピニオンギヤと、他端に外嵌した接続フランジとの間に、前記ピニオン軸をケースに対して回転自在に支持する一対の軸受を軸方向においてピニオンギヤ側と反ピニオンギヤ側に並設してなるピニオン軸支持用軸受装置であって、前記ピニオンギヤ側の軸受が、複列の軌道面を有する内輪部材と、この内輪部材と同心に配置されかつ前記内輪部材の各軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪部材と、前記内輪部材および外輪部材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含むタンデム型の複列アンギュラ玉軸受であり、前記複列の玉群のうち、ピニオンギヤ側に配置される玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間が、反ピニオンギヤ側に配置される玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間に比べて大きく設定されていることを特徴とするものである。
【0010】
さらに、前記反ピニオンギヤ側の軸受が、単列の軌道面を有する内輪部材と、この内輪部材と同心に配置されかつ前記内輪部材の軌道面と対応する単列の軌道面を有する外輪部材と、前記内輪部材および外輪部材の軌道面間に介装される単列の玉群とを含む単列アンギュラ玉軸受であり、前記反ピニオンギヤ側の軸受の玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間が、前記ピニオンギヤ側の軸受の反ピニオンギヤ側に配置される玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間と略同一の大きさとしてもよい。
【0011】
本発明の軸受装置が適用される部位としては、ディファレンシャル装置やトランスファー装置などが挙げられ、例えばディファレンシャル装置に適用される場合は、接続フランジがプロペラシャフトに連結されるコンパニオンフランジとなり、トランスファー装置に適用される場合は、接続フランジが後輪デフに連結される出力フランジとなる。
【0012】
軸受装置の潤滑は、ディファレンシャルケース内のオイルをリングギヤの回転に伴って跳ね上げて軸受装置に供給するオイル潤滑、あるいは軸受装置内にグリースを封入してなるグリース潤滑のいずれであってもよい。
【0013】
本発明のピニオン軸支持用軸受装置によると、ピニオンギヤ側の複列アンギュラ玉軸受において、複列の玉群のうち、負荷の大きいピニオンギヤ側に配置される玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間を、負荷の小さい反ピニオンギヤ側に配置される玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間比べて大きく設定してある。これにより、玉群で負荷を負担する際に、まず負荷が小さい反ピニオンギヤ側に配置される玉群でラジアル荷重とアキシアル荷重を支持し、負荷の大きいピニオンギヤ側に配置される玉群では主としてラジアル荷重のみを支持する。よって、ピニオンギヤ側に配置される玉群と、反ピニオンギヤ側に配置される玉群にて荷重支持の分担がなされ、各玉群の寿命が平均化され、複列玉軸受全体のシステム寿命が延びる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明のピニオン軸支持用軸受装置を、車両に付設されるディファレンシャル装置に適用させた場合を例に、図1ないし図7に基づいて説明する。
【0015】
図1は本発明の実施の形態を示すディファレンシャル装置の全体構成を示す断面図、図2はディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受装置の断面図、図3はピニオン軸支持用軸受装置の拡大断面図、図4はピニオン軸支持用軸受装置の複列玉軸受のアキシアル内部隙間を示す断面図、図5,6はピニオン軸支持用軸受装置の複列玉軸受の組幅を示す断面図、図7はピニオン軸支持用軸受装置の複列玉軸受の組付け途中の状態を示す断面図である。
【0016】
図1に示すように、ディファレンシャル装置1は、ディファレンシャルケース2を有する。このディファレンシャルケース2は、フロントケース3とリヤケース4とからなり、両者3,4は、ボルト・ナット2aにより取付けられている。フロントケース3の内方に、軸受装着用の環状壁27A,27Bが形成されている。このディファレンシャルケース2は、左右の車輪を差動連動する差動変速機構5、一側にピニオンギヤ6を有するピニオン軸(ドライブピニオン)7を内装している。ピニオンギヤ6は、差動変速機構5のリングギヤ8に噛合されている。ピニオン軸7の軸部9は、ピニオンギヤ側ほど大径となるよう段状に形成されている。
【0017】
ピニオン軸7の軸部9は、そのピニオンギヤ側を、複列玉軸受10を介してフロントケース3に形成された環状壁27Aに、軸心回りに回転自在に支持されている。ピニオン軸7の軸部9は、その反ピニオンギヤ側を、単列玉軸受25を介してフロントケース3の環状壁27Bに軸心回りに回転自在に支持されている。
【0018】
フロントケース3の外壁と環状壁27Aの間に、オイル循環路40が形成されており、このオイル循環路40のオイル入口41は、オイル循環路40のリングギヤ8側に開口され、オイル循環路40のオイル出口42は、環状壁27A,27B間に開口されている。
【0019】
図2に示すように、複列玉軸受10は、ピニオンギヤ側の大径外輪軌道面11aおよび反ピニオンギヤ側の小径外輪軌道面11bを有する単一の外輪部材11と、大径外輪軌道面11aに径方向で対向する大径内輪軌道面13aおよび小径外輪軌道面11bに径方向で対向する小径内輪軌道面13bを有する単一の内輪部材13と、ピニオンギヤ側の大径側玉群15および反ピニオンギヤ側の小径側玉群16と、各玉群15,16を構成する玉17,18を円周方向等配位置に保持する保持器19,20とから構成されている。
【0020】
複列玉軸受10において、大径側玉群15における玉17の径と、小径側玉群16における玉18の径とは等しく形成され、各玉群15,16のピッチ円直径D1,D2はそれぞれ異なる。すなわち、大径側玉群15のピッチ円直径D1は、小径側玉群16のピッチ円直径D2より大きく設定されている。このようにピッチ円直径D1,D2が異なる玉群15,16を有する複列玉軸受10は、タンデム型の複列アンギュラ玉軸受と称される。
【0021】
単列玉軸受25は単列のアンギュラ玉軸受からなり、外輪軌道面12aを有する外輪部材12と、外輪軌道面12aに径方向で対向する内輪軌道面14aを有する内輪部材14と、玉群28と、玉群28を構成する玉30を円周方向等配位置に保持する保持器32とから構成されている。
【0022】
図3に示すように、複列玉軸受10は、外輪部材11として、肩おとし外輪が用いられている。この外輪部材11の大径外輪軌道面11aと小径外輪軌道面11bとの間に、小径外輪軌道面11bより大径で大径外輪軌道面11aに連続する平面部11cが形成されている。この構成により、外輪部材11の内周面は段状に形成されている。
【0023】
内輪部材13として肩おとし内輪が用いられている。この内輪部材13の大径内輪軌道面13aと小径内輪軌道面13bとの間に、小径内輪軌道面13bより大径で大径内輪軌道面13aに連続する平面部13cが形成されている。この構成により、内輪部材13の外周面は段状に形成されている。
【0024】
図4を用いて、複列玉軸受10のアキシアル内部隙間について説明する。
【0025】
ここで、アキシアル内部隙間とは、内外輪の一方(この例では内輪13)を固定し、他方(この例では外輪11)を軸方向に動かした場合の移動量をいう。
【0026】
外輪部材11を軸方向に移動させて、小径外輪軌道面11bを小径側玉群16に接した状態で、大径外輪軌道面11aと大径側玉群15の間に軸方向の隙間αが生じる。
【0027】
すなわち、大径側玉群15のアキシアル内部隙間は、小径側玉群16のアキシアル内部隙間より、寸法α分だけ大きく設定されている。
【0028】
図5に示すように、小径側玉群16のみを装着した状態で、小径外輪軌道面11bが小径側玉群16に接するように外輪部材11を軸方向に移動させ、外輪部材11と内輪部材13の軸方向両端間の最大幅寸法を組幅β1とする。
【0029】
また、図6に示すように、大径側玉群15のみを装着した状態で、大径外輪軌道面11aが大径側玉群15に接するように外輪部材11を軸方向に移動させ、外輪部材11と内輪部材13の軸方向両端間の最大幅寸法を組幅β2とする。
【0030】
大径側玉群15のアキシアル内部隙間が、小径側玉群16のアキシアル内部隙間より、寸法α分だけ大きく設定されていることから、小径側玉群16の組幅β1と、大径側玉群15の組幅β2は、
β1>β2・・・▲1▼
の関係を満たしている。
【0031】
なお、単列玉軸受25の玉群28については、例えば、複列玉軸受10の小径側玉群16と同等のアキシアル内部隙間に設定しておく。
【0032】
次に、このようなディファレンシャル装置1の組立方法を説明する。ディファレンシャル装置1の組立てに際して、複列玉軸受10を仮組立てし、上記式▲1▼を満たすようにアキシアル内部隙間の管理をしておく。単列玉軸受25も同様に仮組立てし、アキシアル内部隙間の管理をしておく。
【0033】
まず、フロントケース3とリヤケース4とを未だ分離させた状態で、複列玉軸受10の外輪部材11を、フロントケース3の大径開口から、環状壁27Aに形成されている段部に当たる軸心方向所定位置まで圧入する。また、単列玉軸受25の外輪部材12を、フロントケース3の小径開口から、環状壁27Bに形成されている段部に当たる軸心方向所定位置まで圧入する。
【0034】
これとは別に、複列玉軸受10の内輪部材13、玉群15,16、保持器19,20からなる組品21を、その内輪部材13をピニオン軸7に外嵌させ、組品21をピニオン軸7の軸部9のピニオンギヤ側に位置させておく。
【0035】
組品21を取付けたピニオン軸7を、その小径側から、またフロントケース3の大径開口から、組品21の小径側玉群16の玉18が外輪部材11の小径外輪軌道面11bに転接するよう、かつ組品21の大径側玉群15の玉17が外輪部材11の大径外輪軌道面11aに転接するよう挿入する(図7参照)。
【0036】
次に、塑性スペーサ23を、フロントケース3の小径開口からピニオン軸7の軸部9に外嵌する。続いて、単列玉軸受25の内輪部材14、玉群28、保持器32からなる組品を、その内輪部材14をフロントケース3の小径開口からピニオン軸7の軸部9に外嵌し、組品22の玉群28を外輪部材12の外輪軌道面12aに転接させる。
【0037】
その後、遮蔽板37をフロントケース3の小径開口からピニオン軸7の軸部9に外嵌し、コンパニオンフランジ43の胴部44を軸部9にスプライン嵌合してその端面を遮蔽板37に当接させる。オイルシール46を装着し、シール保護カップ47をフロントケース3の小径開口部に取付ける。続いて、軸部9のねじ部48にナット49を螺着することで、複列玉軸受10の組品21における玉17,18、および単列玉軸受25の組品における玉30に所定の予圧を付与する。
【0038】
すなわち、ねじ部48にナット49が螺着されることで、複列玉軸受10の内輪部材13および単列玉軸受25の内輪部材14がピニオンギヤ6の端面とコンパニオンフランジ43の端面とで軸心方向に挟み込まれ、遮蔽板37および塑性スペーサ23を介して、複列玉軸受10の玉17,18および単列玉軸受25の玉30に対して所定の予圧が付与された状態となる。
【0039】
ここで、予圧を付与した状態での複列玉軸受10の大径側玉群15のアキシアル隙間A、小径側玉群16のアキシアル隙間B、単列玉軸受25の玉群28のアキシアル隙間Cとすると、
A=+10[μm](正の隙間)
B=−30[μm](負の隙間)
C=−30[μm](負の隙間)
となる。
【0040】
なお、上記値は一例であり、これに限るものではない。
【0041】
上記構成のディファレンシャル装置1では、ディファレンシャルケース2内には、潤滑用のオイルが運転停止状態においてレベルLにて貯留されている。オイルは、運転時にリングギヤ8の回転に伴って跳ね上げられ、フロントケース3内のオイル循環路40を通って複列玉軸受10および単列玉軸受25の上部に供給されるように導かれ、複列玉軸受10および単列玉軸受25を潤滑するようディファレンシャルケース2内を循環する。
【0042】
このように構成されたピニオン軸支持用軸受装置によると、複列玉軸受10において、各列の玉群15,16のうち、大きな荷重が働き荷重条件の厳しいピニオンギヤ側に配置される大径側玉群15とその軌道面11a,13aとの間のアキシアル内部隙間を、負荷の小さい反ピニオンギヤ側に配置される小径側玉群16とその軌道面11b,13bとの間のアキシアル内部隙間に比べて、寸法α分だけ大きく設定してある。予圧を付与した状態では、大径側玉群15のアキシアル隙間Aは正の隙間となり、小径側玉群16のアキシアル隙間Bは負の隙間となる。これにより、玉群15,16で負荷を負担する際に、まず負荷が小さい反ピニオンギヤ側に配置される玉群16でラジアル荷重とアキシアル荷重を支持し、負荷の大きいピニオンギヤ側に配置される玉群15では主としてラジアル荷重のみを支持する。よって、ピニオンギヤ側に配置される玉群15と、反ピニオンギヤ側に配置される玉群16にて荷重支持の分担がなされ、各玉群15,16の寿命が平均化され、複列玉軸受10全体のシステム寿命が延びる。
【0043】
複列玉軸受10の大径側玉群15に大きな負荷がかからないので、当該玉群15を大きくする必要がなく、装置の小型化が図れる。
【0044】
単列玉軸受25の玉群28のアキシアル内部隙間と、複列玉軸受10の小径側玉群16のアキシアル内部隙間を略同一の大きさとしたので、両玉群16,28にバランスがよく荷重が作用し、システム寿命のより一層の向上が図れる。
【0045】
反ピニオンギヤ側に比べて大きな荷重が働くピニオンギヤ側の玉軸受として、摩擦抵抗の小さい複列玉軸受10を用いている。これにより、従来用いていた円錐ころ軸受に比べて回転トルクが小さくなり、ディファレンシャル装置1の効率を向上させることができる。しかも、単列の玉軸受でなく、複列の玉軸受を用いたことにより、単列の玉軸受に比べて負荷容量を大きくすることができ、十分な支持剛性が得られる。
【0046】
複列玉軸受10として、ピニオンギヤ側の大径側玉群15のピッチ円直径D1を、小径側玉群16のピッチ円直径D2に比べて大きくしたタンデム型のアンギュラ玉軸受を用いたことにより、両列の玉17,18が同径であれば、より大きな荷重が働くピニオンギヤ側の大径側玉群15における玉17の数を増加させることができ、このため大きな負荷に耐え得る。
【0047】
なお、反ピニオンギヤ側の軸受は、単列のアンギュラ玉軸受からなる単列玉軸受25に限らず、例えば、反ピニオンギヤ側の玉群のピッチ円直径が、ピニオンギヤ側の玉群のピッチ円直径より大きく設定してなるタンデム型の複列アンギュラ玉軸受であったり、あるいは、複列玉軸受10とで背面組合せ軸受を構成する円すいころ軸受としてもよい。
【0048】
本発明の変形例を図8ないし図10に示す。
【0049】
図8は本変形例におけるピニオン軸支持用軸受装置を適用したディファレンシャル装置の断面図、図9は図8のピニオン軸支持用軸受装置の断面図、図10は図9のピニオン軸支持用軸受装置のシール部分の拡大断面図を示している。
【0050】
本変形例のピニオン軸支持用軸受装置は、ピニオンギヤ側の複列玉軸受10がタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受からなり、反ピニオンギヤ側の単列玉軸受25が単列のアンギュラ玉軸受からなるものであって、複列玉軸受10と単列玉軸受25の間にグリースGを充填したことことを特徴とするものである。
【0051】
複列玉軸受10は、一対の外輪軌道11a,11bを有した外輪11と、一対の内輪軌道13a,13bを有した内輪13と、各々保持器19,20にて保持された2列の玉群15,16とからなる。
【0052】
単列玉軸受25は、外輪軌道12aを有した外輪12と、内輪軌道14aを有した内輪14と、保持器32にて保持された玉群28とからなる。
【0053】
複列玉軸受10のピニオンギヤ側端部ならびに単列玉軸受25の反ピニオンギヤ側端部は、シール部材50,51にて密封されている。これらシール部材50,51にて密封された複列玉軸受10と単列玉軸受25の間に、グリースGが充填されている。
【0054】
複列玉軸受10の玉群15,16は、前記式▲1▼の関係を満たすように、アキシアル内部隙間の管理をしておく。また、単列玉軸受25の玉群28についても、例えば、複列玉軸受10の小径側玉群16と同等のアキシアル内部隙間に設定しておく。
【0055】
複列玉軸受10のピニオンギヤ側端部に配置されるシール部材50は、オイルシールと呼ばれるタイプとされており、単列玉軸受25の反ピニオンギヤ側端部に配置されるシール部材51は、軸受シールと呼ばれるタイプとされている。
【0056】
各シール部材50,51は、環状芯金52,53にゴムなどの弾性体54,55を加硫接着してなり、弾性体54,55には内輪13,14に対して所定の緊縛力を持つ状態で接触されるリップ部56,57が形成されている。なお、リップ部56は、主としてギヤオイルの流入を阻止し、リップ部57は、主として軸受外部からの泥水や異物の侵入を阻止するように取付けられている。
【0057】
また、シール部材50は、リップ部56をバネリング58によって内輪13に対して強制的に押圧させることにより、密封性を可及的に高めるようになっていて、オイルが軸受内部に侵入することを強力に防止することができる。
【0058】
シール部材51は、バネリングなどを用いておらず、単にリップ部57の内径を内輪14の肩部外径よりも所定量小さく設定することにより、この寸法差によってリップ部57を弾性的に拡径した状態で内輪14に対して接触させるようになっている。
【0059】
各シール部材50,51の弾性体54,55については、装置が130℃〜150℃にさらされる場合があるため、アクリルゴム、耐熱アクリルゴムなどが好適に用いられる。耐熱アクリルゴムは、エチレンおよびアクリル酸エステルが共重合体組成の主成分として結合されてなるエチレン−アクリルゴムである。
【0060】
また、軸受装置の内部に封入されるグリースGについては、耐熱性を考慮し、ジウレア系グリースまたはギヤオイルとの相性がよいエステル系グリースが好ましい。具体的に、例えば日本グリース株式会社製の商品名KNG170や、協同油脂株式会社製の商品名マルテンプSB−Mと呼ばれるものが好適に用いられる。KNG170は、基油をポリαオレフィン鉱油、増ちょう剤をジウレアとしたもので、使用温度範囲は−30℃〜150℃である。マルテンプSB−Mは、基油を合成炭化水素、増ちょう剤をジウレアとしたもので、使用温度範囲は−40℃〜200℃である。
【0061】
なお、その他の構成は図1ないし図7の例と同一であり、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【0062】
このように構成されたピニオン軸支持用軸受装置においても、図1ないし図7の例と同様の効果が得られる。
【0063】
さらに、グリース潤滑としたことで、オイル潤滑のようにディファレンシャルケース2内にオイル導入路やオイル還流路を形成する必要がなく、ディファレンシャル装置1の小型,軽量化が図れ、かつ、軸受装置はディファレンシャル装置1におけるオイル中の異物の影響を受けないため、軸受寿命が向上する。
【0064】
グリースGが充填される密封空間が、複列玉軸受10ならびに単列玉軸受25の各内外輪間に加え、複列玉軸受10と単列玉軸受25の間におけるフロントケース3とピニオン軸7間にも形成されており、軸受の潤滑に十分なグリースGを充填できる。
【0065】
なお、反ピニオンギヤ側の軸受は、タンデム型の複列アンギュラ玉軸受や円すいころ軸受としてもよい。
【0066】
本発明の他の変形例を図11および図12に示す。
【0067】
図11は本変形例におけるピニオン軸支持用軸受装置を適用したディファレンシャル装置の断面図、図12は図11のピニオン軸支持用軸受装置の断面図を示している。
【0068】
本変形例のピニオン軸支持用軸受装置は、軸受ユニット60にて、ピニオン軸7をディファレンシャルケース2のフロントケース3に対して回転自在に支持させるようにしたものである。
【0069】
軸受ユニット60は、ピニオンギヤ側のタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受からなる複列玉軸受10と、反ピニオンギヤ側の単列のアンギュラ玉軸受からなる単列玉軸受25にて構成されている。すなわち、複列玉軸受10は、外輪61と、内輪13と、各々保持器19,20にて保持された2列の玉群15,16とからなり、単列玉軸受25は、外輪61と、内輪14と、保持器32にて保持された玉群28とからなる。内輪13には一対の内輪軌道13a,13bが形成され、内輪14には内輪軌道14aが形成され、外輪61には各内輪軌道13a,13b,14aに対向する外輪軌道11a,11b,12aが形成されている。両内輪13,14どうしを軸心方向に突合せると共に、グリースGを充填して軸心方向両端をシール部材50,51にて密封し、かつ外輪61を単一としたユニットものにて形成されている。
【0070】
複列玉軸受10の玉群15,16は、前記式▲1▼の関係を満たすように、アキシアル内部隙間の管理をしておく。また、単列玉軸受25の玉群28についても、例えば、複列玉軸受10の小径側玉群16と同等のアキシアル内部隙間に設定しておく。
【0071】
軸受ユニット60は、製造段階で、内輪13,14、外輪61、保持器19,20,32にて保持した玉群15,16,28を組み付けることで正確な予圧調整を行っておく。
【0072】
軸受ユニット60は、ピニオン軸7にドライブシャフト側から圧入し、内輪13をピニオン軸7の大径部に外嵌し、内輪14を中径部に外嵌させる。ピニオン軸7の小径部にコンパニオンフランジ43をスプライン嵌合し、ピニオン軸7のドライブシャフト側端部を径方向外向きに変形させてコンパニオンフランジ43にかしめ付ける。かしめ91によって、軸受ユニット60をピニオンギヤ6とコンパニオンフランジ43にて挟み込み、予圧を付与して固定する。
【0073】
さらに、フロントケース3の外面に外輪61のフランジ62を当接し、フランジ62にボルト64を挿通しフロントケース3に締結する。
【0074】
外輪61とフロントケース3の間には、ディファレンシャル装置1のオイルが漏洩するのを防止するために、パッキング63が設けられている。
【0075】
なお、その他の構成は図1ないし図7の例と同一であり、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【0076】
このように構成されたピニオン軸支持用軸受装置においても、図8ないし図10の例と同様の効果が得られる。
【0077】
さらに、ピニオン軸7をディファレンシャルケース2に対して回転自在に支持する軸受が、単一の外輪61にて構成してなるユニット化されているので、予圧調整が軸受ユニット60の製造段階で正確に行え、ディファレンシャル装置の組立時に予圧調整作業が不要となり、組立工程数を削減でき、組立性が向上する。
【0078】
なお、コンパニオンフランジ43の胴部44が、ピニオン軸7と内輪14との間に介装されるものであってもよい。
【0079】
本発明のさらに他の変形例を図13に示す。
【0080】
図13は、本変形例におけるディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受装置の断面図を示している。
【0081】
本変形例は、図11および図12に示した例において、軸受ユニット60の反ピニオンギヤ側の単列玉軸受25の内輪を、コンパニオンフランジ43に一体形成したことを特徴とするものである。
【0082】
すなわち、コンパニオンフランジ43の外周面に内輪軌道14aを形成し、単列玉軸受25をコンパニオンフランジ43,外輪61,保持器32にて保持した玉群28にて構成する。
【0083】
複列玉軸受10の玉群15,16は、前記式▲1▼の関係を満たすように、アキシアル内部隙間の管理をしておく。また、単列玉軸受25の玉群28についても、例えば、複列玉軸受10の小径側玉群16と同等のアキシアル内部隙間に設定しておく。
【0084】
軸受ユニット60の取付けは、ドライブシャフト側から内輪13をピニオン軸7に圧入すると共に、コンパニオンフランジ43をピニオン軸7にスプライン嵌合し、ピニオン軸7のドライブシャフト側端部にナット49を締結し予圧を付与して固定する。
【0085】
さらに、フロントケース3の外面に外輪61のフランジ62を当接し、フランジ62にボルト64を挿通しフロントケース3に締結する。
【0086】
なお、その他の構成は、図11および図12に示した例と同様である。
【0087】
このように構成されたピニオン軸支持用軸受装置においても、図11および図12の例と同様の効果が得られる。
【0088】
さらに、単列玉軸受25の内輪を、コンパニオンフランジ43に一体形成したので、部品点数を削減でき、コストの低減が図れる。
【0089】
本発明のさらに他の変形例を図14に示す。
【0090】
図14は、本変形例におけるディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受装置の断面図を示している。
【0091】
本変形例は、図11および図12に示した例において、軸受ユニット60の反ピニオンギヤ側の単列玉軸受25の内輪を、コンパニオンフランジ43に一体形成すると共に、ピニオンギヤ側の複列玉軸受10の内輪をピニオン軸7に一体形成したことを特徴とするものである。
【0092】
すなわち、コンパニオンフランジ43の外周面に内輪軌道14aを形成し、単列玉軸受25をコンパニオンフランジ43,外輪61,保持器32にて保持した玉群28にて構成する。また、ピニオン軸7の外周面に、ピニオンギヤ側が大径となる一対の内輪軌道13a,13bを形成し、転がり軸受10を、ピニオン軸7,外輪61,保持器19,20にて保持した玉群15,16にて構成する。
【0093】
複列玉軸受10の玉群15,16は、前記式▲1▼の関係を満たすように、アキシアル内部隙間の管理をしておく。また、単列玉軸受25の玉群28についても、例えば、複列玉軸受10の小径側玉群16と同等のアキシアル内部隙間に設定しておく。
【0094】
軸受ユニット60の取付けは、ドライブシャフト側から玉群15,16をピニオン軸7の内輪軌道13a,13bに装着すると共に、コンパニオンフランジ43をピニオン軸7にスプライン嵌合し、ピニオン軸7のドライブシャフト側端部にナット49を締結し予圧を付与して固定する。
【0095】
さらに、フロントケース3の外面に外輪61のフランジ62を当接し、フランジ62にボルト64を挿通しフロントケース3に締結する。
【0096】
なお、その他の構成は、図11および図12に示した例と同様である。
【0097】
このように構成されたピニオン軸支持用軸受装置においても、図11および図12の例と同様の効果が得られる。
【0098】
さらに、単列玉軸受25の内輪を、コンパニオンフランジ43に一体形成すると共に、複列玉軸受10の内輪をピニオン軸7に一体形成したので、部品点数を削減でき、より一層コストの低減が図れる。
【0099】
【発明の効果】
本発明のピニオン軸支持用軸受装置によると、ピニオンギヤ側の複列アンギュラ玉軸受において、ピニオンギヤ側に配置される玉群と、反ピニオンギヤ側に配置される玉群にて荷重支持の分担がなされ、各玉群の寿命が平均化され、複列玉軸受全体のシステム寿命が延びるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すディファレンシャル装置の全体構成を示す断面図である。
【図2】図1のディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受装置の断面図である。
【図3】図2のピニオン軸支持用軸受装置の拡大断面図である。
【図4】図2のピニオン軸支持用軸受装置のアキシアル内部隙間を示す断面図である。
【図5】図2のピニオン軸支持用軸受装置の複列玉軸受の組幅を示す断面図である。
【図6】図2のピニオン軸支持用軸受装置の複列玉軸受の組幅を示す断面図である。
【図7】図2のピニオン軸支持用軸受装置の複列玉軸受の組付け途中の状態を示す断面図である。
【図8】本発明の変形例を示すディファレンシャル装置の全体構成を示す断面図である。
【図9】図8のディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受装置の断面図である。
【図10】図9のピニオン軸支持用軸受装置のシール部材の拡大断面図である。
【図11】本発明の他の変形例を示すディファレンシャル装置の全体構成を示す断面図である。
【図12】図11のディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受装置の断面図である。
【図13】本発明のさらに他の変形例を示すディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受装置の断面図である。
【図14】本発明のさらに他の変形例を示すディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受装置の断面図である。
【図15】従来例を示すディファレンシャル装置の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ディファレンシャル装置
6 ピニオンギヤ
7 ピニオン軸
10 複列玉軸受
11,12,61 外輪部材
13,14 内輪部材
15 大径側玉群
16 小径側玉群
17,18 玉
25 単列玉軸受
28 玉群
30 玉
60 軸受ユニット
β1,β2 組幅

Claims (2)

  1. ピニオン軸の一端に設けたピニオンギヤと、他端に外嵌した接続フランジとの間に、前記ピニオン軸をケースに対して回転自在に支持する一対の軸受を軸方向においてピニオンギヤ側と反ピニオンギヤ側に並設してなるピニオン軸支持用軸受装置であって、
    前記ピニオンギヤ側の軸受が、複列の軌道面を有する内輪部材と、この内輪部材と同心に配置されかつ前記内輪部材の各軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪部材と、前記内輪部材および外輪部材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含むタンデム型の複列アンギュラ玉軸受であり、
    前記複列の玉群のうち、ピニオンギヤ側に配置される玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間が、反ピニオンギヤ側に配置される玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間に比べて大きく設定されている、ことを特徴とするピニオン軸支持用軸受装置。
  2. 請求項1のピニオン軸支持用軸受装置において、
    前記反ピニオンギヤ側の軸受が、単列の軌道面を有する内輪部材と、この内輪部材と同心に配置されかつ前記内輪部材の軌道面と対応する単列の軌道面を有する外輪部材と、前記内輪部材および外輪部材の軌道面間に介装される単列の玉群とを含む単列アンギュラ玉軸受であり、
    前記反ピニオンギヤ側の軸受の玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間が、前記ピニオンギヤ側の軸受の反ピニオンギヤ側に配置される玉群とその軌道面との間のアキシアル内部隙間と略同一の大きさとした、ことを特徴とするピニオン軸支持用軸受装置。
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