JP2005273796A - ピニオン軸支持用軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ピニオンギヤ２ａが一端に設けられたピニオン軸２をハウジング１内に二つの斜接型転がり軸受３，４を介して支持し、この二つの斜接型転がり軸受３，４を背面組み合わせとし、この二つの斜接型転がり軸受３，４を油浴潤滑としたピニオン軸支持用軸受装置において、ピニオンギヤ２ａ側に配置される円すいころ軸受３の潤滑油通過量を、別部品を用いずに制限できるようにし、該円すいころ軸受３における潤滑油の攪拌抵抗を軽減する。
【解決手段】ピニオンギヤ２ａ側の斜接型転がり軸受を円すいころ軸受３とする。この円すいころ軸受３の保持器１４を各円すいころ１３の回転軸線Ｇそれぞれを結んだ仮想の円すい面より大径とし、かつ保持器１４の小径端側に径方向内向きの鍔部１４ｂを設け、この鍔部１４ｂの内径ｄを内輪１２の小鍔部１２ｃの外径Ｄより小さくして、この鍔部１２ｃを内輪１２の正面に非接触に対向配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ピニオン軸をハウジングに二つの斜接型転がり軸受を介して支持したピニオン軸支持用軸受装置に関する。
例えば自動車等の車両に搭載されるデファレンシャル等では、ピニオン軸をハウジング内に二つの円すいころ軸受を介して支持している（例えば特許文献１参照。）。両円すいころ軸受は、外輪および内輪と円すいころとの接触面積が大きく、かつ内輪の大鍔部との間ですべりが生じるため、回転抵抗が比較的大きい。両円すいころ軸受は、その内部にハウジング内の潤滑油を通過させる油浴潤滑という方法で潤滑されるが、軸受内部への潤滑油の通過量が過剰であると、潤滑油の攪拌抵抗が大になるために、回転抵抗が増大する。また、潤滑油中に含まれているギヤ等からの摩耗粉が円すいころ軸受内部に入り込むことになるために、円すいころや内・外輪の軌道面が損傷しやすくなる。
特開平１１−４８８０５号
本発明は、ピニオン軸支持用軸受装置において、ピニオンギヤ側に配置される円すいころ軸受の潤滑油通過量を、別部品を用いずに制限できるようにし、該円すいころ軸受における潤滑油の攪拌抵抗を軽減することを解決すべき課題としている。
本発明は、ピニオンギヤが一端に設けられたピニオン軸をハウジング内に二つの斜接型転がり軸受を介して支持し、この二つの斜接型転がり軸受を背面組み合わせとし、この二つの斜接型転がり軸受を油浴潤滑としたピニオン軸支持用軸受装置であって、上記ピニオンギヤ側の斜接型転がり軸受を円すいころ軸受とし、この円すいころ軸受の保持器を各円すいころの回転軸線それぞれを結んだ仮想の円すい面より大径とし、かつこの保持器の小径端側に径方向内向きの鍔部を設け、この鍔部の内径を内輪の小鍔部の外径より小さくして、この鍔部を内輪の正面に非接触に対向配置したことを特徴としている。
好ましくは、上記二つの斜接型転がり軸受は、その内部に各外輪の背面側からハウジング内の潤滑油が通過されるようにできる。
本発明によると、円すいころ軸受の内部へ向かう潤滑油は、内輪の小鍔部と保持器の鍔部との間からほとんど流入できなくなり、保持器の外周面と外輪の軌道面との間の所定のすきまから流入することになって、円すいころ軸受内への潤滑油の通過量が制限される。この潤滑油の通過量は、必要に応じて前記すきまを管理することにより適宜調整することができる。これにより、円すいころ軸受における潤滑油の攪拌抵抗を軽減できるので、ピニオン軸を回転抵抗少なく安定的に支持できる他、軸受内部に潤滑油中の摩耗粉が入りにくくなって耐摩耗性が向上する。しかも、円すいころ軸受の構成部品で潤滑油の通過量を制限するようにしていて、別部品を用いないので、コスト抑制に効果的である。
本発明は、ピニオンギヤ側の円すいころ軸受における潤滑油の攪拌抵抗を軽減し、ピニオン軸支持用軸受装置の高効率化が可能になる。
以下、本発明の最良の実施形態を図面に示して説明する。この実施形態では、ピニオン軸支持用軸受装置をデファレンシャルに適用した場合を例に挙げる。図１は、デファレンシャルを示す断面図、図２は、図１のピニオン軸支持用軸受装置を拡大して示す断面図、図３は、図２のピニオンギヤ側の円すいころ軸受の拡大図である。
デファレンシャルのピニオン軸支持用軸受装置は、ツーピース構造のハウジング１内にピニオンギヤ２ａ付きのピニオン軸２を、単列の円すいころ軸受３と単列のアンギュラ玉軸受４とを介して回転自在に支持した構成である。ピニオン軸２のピニオンギヤ２ａは、リングギヤ５に噛合されている。
円すいころ軸受３およびアンギュラ玉軸受４は、背面組み合わせで組み込まれて、定位置予圧が付与されている。この定位置予圧は、円すいころ軸受３の外輪１１の背面およびアンギュラ玉軸受４の肩おとし外輪２１の背面をハウジング１の径方向内向きの段部１ａ，１ｂにそれぞれ当接させ、円すいころ軸受３の内輪１２の背面をピニオンギヤ２ａの一側面に、また、アンギュラ玉軸受４の肩おとし内輪２２の背面をコンパニオンフランジ６の内端面にそれぞれ当接させ、さらに、円すいころ軸受３の内輪１２の正面とアンギュラ玉軸受４の肩おとし内輪２２の正面との間に間座７を挟んだ状態において、ナット８を締めこむことにより設定する。
円すいころ軸受３は、外輪１１と内輪１２との間に複数個の円すいころ１３を介装し、この複数個の円すいころ１３を保持器１４で円周方向等間隔に保持した構成である。アンギュラ玉軸受４は、肩おとし外輪２１と肩おとし内輪２２との間に複数個の玉２３を介装し、この複数個の玉２３を保持器２４で円周方向等間隔に保持した構成である。
円すいころ軸受３およびアンギュラ玉軸受４は、それらの内部にハウジング１内に封入されている潤滑油を通過させる油浴潤滑という方法で潤滑される。具体的に、ハウジング１内には図１の一点鎖線で示すレベルＬの量の潤滑油が入っており、この潤滑油中に円すいころ軸受３およびアンギュラ玉軸受４の略下半分が浸かっている。そして、ハウジング１内の潤滑油は、リングギヤ５の回転により図１の矢印で示すように上方へ跳ね上げられ、ハウジング１の油通路１ｃを経て円すいころ軸受３とアンギュラ玉軸受４との間に流れ、ここから円すいころ軸受３およびアンギュラ玉軸受４の内部を通過する。このような経路で潤滑油に流れが生じるため、両軸受３，４の内部を潤滑油が通過する。
ところで、ハウジング１のコンパニオンフランジ６側の開口部分は、密封装置９で閉塞されている関係より、潤滑油は反ピニオンギヤ（コンパニオンフランジ６）側のアンギュラ玉軸受４よりピニオンギヤ２ａ側の円すいころ軸受３の方へ大量に流入しやすい。そもそも、円すいころ軸受３とアンギュラ玉軸受４とは、転動体の形状が違うため、仮に潤滑油通過量が同じであっても、円すいころ軸受３の方が潤滑油の攪拌抵抗が大きい。
このようなことから、上記ピニオンギヤ２ａ側に配置される円すいころ軸受３に関して、別部品を用いずに潤滑油の通過量を制限できるようにしたので、以下で説明する。なお、反ピニオンギヤ側のアンギュラ玉軸受４に関しては、潤滑油の通過量を制限するようにはしていない。
具体的に、円すいころ軸受３において、内輪１２は、外周面の軸方向中間に軌道面１２ａが設けられ、この軌道面１２ａの大径側端部に大鍔部１２ｂが、また、小径側端部に小鍔部１２ｃが設けられている。保持器１４は、テーパ形状であり、その円周方向複数箇所に径方向内外に貫通するポケット１４ａが設けられており、小径側部分には径方向内向きに延びる鍔部１４ｂが設けられている。鍔部１４ｂの内径ｄを内輪１２の小鍔部１２ｃの外径Ｄより小さくし、この鍔部１４ｂを内輪１２の正面に非接触に対向配置させている。
なお、この保持器１４は各円すいころ１３の回転軸線Ｇそれぞれを結んだ仮想の円すい面より大径とされている。これにより、外輪１１と内輪１２との対向環状空間における内輪１２の正面側の開口部分を鍔部１４ｂで塞ぐ面積を大きくできる。そのことに加えて、組立時に、内輪１２の軌道面１２ａ上に保持器１４を配置してこの保持器１４の各ポケット１４ａに円すいころ１３を無理嵌めすることで、内輪１２と円すいころ１３と保持器１４とを非分離の組品にできるので、円すいころ軸受３の組立や取り扱いが容易になる。
この場合、円すいころ軸受３の内部へ向かう潤滑油は、内輪１２の小鍔部１２ｃと保持器１４の鍔部１４ｂとの間からほとんど流入できなくなり、保持器１４の外周面と外輪１１の軌道面１１ａとの間の所定のすきまから流入することになって、円すいころ軸受３内への潤滑油の通過量が制限される。この潤滑油の通過量は、必要に応じて前記すきまを管理することにより適宜調整することができる。
円すいころ軸受３の内部に流入した潤滑油は、図３の矢印で示すように、外輪１１と内輪１２との対向環状空間の全域に広がって通過するので、外輪１１と円すいころ１３と内輪１２との各接触部分の潤滑が良好に行われる。なお、円すいころ１３は外輪１１の軌道面１１ａや内輪１２の軌道面１２ａ上を転動する過程で、図３に示すように、内輪１２の大鍔部１２ｂに接触するが、内輪１２の小鍔部１２ｃには接触せずに離れている。この内輪１２の小鍔部１２ｃは、主として組立や取り扱いを容易にするために設けられている。
以上説明したように、ピニオンギヤ２ａ側に配置される円すいころ軸受３の構成部品である保持器１４の形状を工夫することで、別部品を用いずに、円すいころ軸受３内への潤滑油の通過量を制限できる。したがって、円すいころ軸受３による潤滑油の攪拌抵抗を軽減できるので、ピニオン軸２を回転抵抗少なく安定的に支持できる他、軸受内部に潤滑油中の摩耗粉が入りにくくなって耐摩耗性が向上する。しかも、円すいころ軸受３の構成部品で潤滑油の通過量を制限するようにしていて、別部品を用いないので、コスト抑制に効果的である。このように、安価で、ピニオン軸２を回転抵抗少なく安定的に支持できるピニオン軸支持用軸受装置を提供できる。
以下、本発明に係る他の実施の形態を説明する。
図２において、反ピニオンギヤ２ａ（コンパニオンフランジ６）側に配置されるアンギュラ玉軸受４の軸受形式は斜接型転がり軸受であれば特に限定されない。例えば反ピニオンギヤ２ａ側軸受は、図４に示すように、いわゆるタンデム型の複列斜接玉軸受３０としたり、あるいは、図５に示すように、単列の円すいころ軸受４０としたりすることができる。
図４に示す複列斜接玉軸受３０は、外輪３１、内輪３２、二列の玉３３Ａ，３３Ｂ、二つの保持器３４Ａ，３４Ｂを備えており、二列の玉３３Ａ，３３Ｂの直径を同一にし、一方列の玉３３Ａのピッチ円直径を他方列の玉３３Ｂのピッチ円直径より大きくし、さらに、二列の玉３３Ａ，３３Ｂの接触角を同一にし、二つの作用線の傾きを同じ向きにしている。このような構成の複列斜接玉軸受３０を、タンデム型と言う。但し、二列の玉３３Ａ，３３Ｂの直径や、接触角が異なる場合もタンデム型の複列斜接玉軸受と言う。
図５に示す円すいころ軸受４０は、外輪４１、内輪４２、円すいころ４３、保持器４４を備えており、図３に示すピニオンギヤ２ａ側の円すいころ軸受３と同じ構成にしている。但し、図５に示す反ピニオンギヤ２ａ側の円すいころ軸受４０は、潤滑油の通過量を制限しないように、保持器４４の鍔部４４ｂの内径ｄを内輪４２の小鍔部４２ｃの外径Ｄと同一または若干大きくしてもよい。
また、上記ピニオン軸支持用軸受装置は、四輪駆動車両に搭載されるトランスファ等にも適用できる。
本発明の最良の形態に係るデファレンシャルを示す断面図 図１のピニオン軸支持用軸受装置を拡大して示す断面図 図２のピニオンギヤ側の円すいころ軸受の拡大図 本発明のピニオン軸支持用軸受装置の他の構成を示す断面図 本発明のピニオン軸支持用軸受装置のさらに他の構成を示す断面図
符号の説明
１…ハウジング、２…ピニオン軸、２ａ…ピニオンギヤ、３…ピニオンギヤ側の円すいころ軸受、４…反ピニオンギヤ側のアンギュラ玉軸受、１１…外輪、１２…内輪、２ａ…軌道面、２ｂ…大鍔部、２ｃ…小鍔部、１３…円すいころ、１４…保持器、１４ａ…ポケット、１４ｂ…鍔部。

Claims (2)

  1. ピニオンギヤが一端に設けられたピニオン軸をハウジング内に二つの斜接型転がり軸受を介して支持し、この二つの斜接型転がり軸受を背面組み合わせとし、この二つの斜接型転がり軸受を油浴潤滑としたピニオン軸支持用軸受装置であって、
    上記ピニオンギヤ側の斜接型転がり軸受を円すいころ軸受とし、この円すいころ軸受の保持器を各円すいころの回転軸線それぞれを結んだ仮想の円すい面より大径とし、かつこの保持器の小径端側に径方向内向きの鍔部を設け、この鍔部の内径を内輪の小鍔部の外径より小さくして、この鍔部を内輪の正面に非接触に対向配置したことを特徴とするピニオン軸支持用軸受装置。
  2. 上記二つの斜接型転がり軸受は、その内部に各外輪の背面側からハウジング内の潤滑油が通過されることを特徴とする請求項１に記載のピニオン軸支持用軸受装置。
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