JP2007315566A - ピニオン軸支持用軸受装置、及びそれを用いた軸受装置用給油装置、並びに円すいころ軸受装置 - Google Patents

ピニオン軸支持用軸受装置、及びそれを用いた軸受装置用給油装置、並びに円すいころ軸受装置 Download PDF

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Abstract

【課題】
ピニオン軸支持用軸受装置において、円すいころ軸受を構成する円すいころの大端面に、潤滑油が確実に供給されるようにすることである。
【解決手段】
ピニオンギア6から遠い側の円すいころ軸受4を構成する内輪8の大つば部16を、内輪8の背面18の側から円すいころ14の大端面14aに向うにつれて拡径させることによって当該部分に拡径部17を形成し、ハウジング1の上部に設けられた給油孔21を通って流れて拡径部17に落下させた潤滑油Qを、ピニオン軸5の回転に伴う遠心力で遡らせ、円すいころ14の大端面14aに供給する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、差動機構のリングギアと噛み合うピニオンギアがピニオン軸の一端部に形成され、一対の円すいころ軸受によって前記ピニオン軸を回転可能に支持するためのピニオン軸支持用軸受装置、及びそれを用いた軸受装置用給油装置、並びに円すいころ軸受装置に関するものである。
本明細書では、後輪駆動方式(FR方式)の車両のディファレンシャル装置について説明する。図3に示されるように、車両に内装されるディファレンシャル装置Eは、エンジン出力軸(図示せず)に連結されるピニオン軸51の端部に設けられたピニオンギア52と噛み合うリングギア53を有する差動減速機構を備えており、この減速機構を介在させてエンジンの回転力を左右の車輪に伝達する構成である。ピニオン軸51は、所定間隔をおいてハウジング54に装着された各円すいころ軸受55,56を備えたピニオン軸支持用軸受装置A(以下、単に「軸受装置」と記載する)によって回転可能に支持されている。
従来のディファレンシャル装置Eの場合、ハウジング54とその内部に設けられた環状壁部57との間に樋部58が形成されている。また、ハウジング54の底部には、所定量の潤滑油Qが貯留されている。リングギア53によってかき上げられた潤滑油Qは、樋部58を通って各円すいころ軸受55,56に供給される。図3において、潤滑油Qが流れる方向を矢印で示す。
ここで、ディファレンシャル装置Eには、粘度の高い潤滑油Qが使用されている。このため、車両が走行してリングギア53が高速回転しているとき、リングギア2がかき上げる潤滑油Qの量が多くなる。特に、リングギア52に近い側の円すいころ軸受55には、樋部58からだけでなく、リングギア53の側からも潤滑油Qがミストとなって供給される。これに対して、ピニオンギア52から遠い側の円すいころ軸受56への潤滑油Qの供給量は不足しがちである。そして、必要量以上の潤滑油Qが各円すいころ軸受55,56に供給されると、潤滑油Qに含まれている研磨剤や異物等により、各円すいころの回転トルクが大きくなって、車両の燃費が悪化するおそれがある。これを防止するため、各円すいころ軸受55,56に供給される潤滑油Qの量を少なくすると、それらの回転トルクは小さくなるものの、焼付きが発生するおそれがある。上記した不具合を解消するために、各種の出願がされている(例えば、特許文献1を参照)。
ここで、各円すいころ軸受55,56では、それらの構成上、特に内輪55a,56aと各円すいころ55b,56bとの接触部において焼付きが発生し易い。このため、前記接触部に潤滑油が確実に供給されることが必要になる。
特開平11−48805号公報
本発明は、上記した不具合に鑑み、ピニオン軸支持用軸受装置において、円すいころ軸受を構成する円すいころの大端面に、潤滑油が確実に供給されるようにすることを課題としている。
課題を解決するための手段及び発明の効果
上記課題を達成するための本発明は、差動機構のリングギアと噛み合うピニオンギアがピニオン軸の一端部に形成され、一対の円すいころ軸受によって前記ピニオン軸を回転可能に支持するためのピニオン軸支持用軸受装置であって、前記ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受における内輪の大つば部は、内輪の背面側から円すいころの大端面側に向うにつれて拡径する拡径部を有し、前記大つば部に供給された潤滑油は、前記ピニオン軸の回転に伴う遠心力によって前記拡径部の外周面を遡るようにして前記円すいころの大端面側に供給されることを特徴としている。
請求項1の発明では、ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受を構成する内輪の大つば部は、内輪の背面側から円すいころの大端面側に向うにつれて拡径する拡径部を有している。このため、大つば部に供給された潤滑油は、ピニオン軸の回転に伴う遠心力によって前記拡径部の外周面を遡るようにして前記円すいころの大端面側に供給される。従来のピニオン軸支持用軸受装置では、ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受には潤滑油の供給量が不足しがちであったが、本発明では、大つば部に供給された潤滑油が、遠心力によって内輪の拡径部の外周面を遡って、円すいころの大端面側に供給される。これにより、潤滑油の供給が不足することがなくなり、ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受に焼付きが生じることが防止される。
請求項2の発明は、請求項1の発明を前提として、前記大つば部の上方から重力によって落下する潤滑油が、前記拡径部の内輪の背面寄りに供給されることを特徴としている。
潤滑油は、重力によって落下するため、該潤滑油を落下させるための動力を設ける必要はなく、軸受装置の構成が簡単になる。
請求項3の発明は、請求項2の発明を前提として、前記ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受を構成する保持器の先端部は、前記円すいころの大端面よりもアキシャル方向で内輪の背面側に位置するように庇状に延設されていて、前記保持器における円すいころの大端面からアキシャル方向の突出幅をLとし、同じく大端面から内輪の背面までのアキシャル方向の幅をLとしたとき、LよりもLが大に構成されていることを特徴としている。
請求項3の発明では、円すいころ軸受の保持器が庇状に延設されていても、前記保持器の先端部と内輪の背面との間に所定幅の潤滑油供給部が形成されるため、前記保持器によって潤滑油の落下が阻害されることはない。
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明を前提として、前記内輪の背面側には、前記拡径部に供給された潤滑油が、内輪の背面側から落下することを防止して貯留するためのストッパ部材が取付けられていることを特徴としている。
内輪の拡径部に供給された潤滑油が、内輪の背面側から落下することが防止され、前記潤滑油が円すいころの大端面の側に確実に供給される。
請求項5の発明に係る軸受装置用給油装置では、請求項1ないし4のいずれかに記載のピニオン軸支持用軸受装置が前記差動機構の収納ケースに配設されると共に、前記収納ケースには、リングギアの回転に伴ってかき上げられた潤滑油を、一対の円すいころ軸受の上方を迂回して、ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受の大つば部に供給するための給油路が形成されていることを特徴としている。
請求項5の発明に係る軸受装置用給油装置では、差動機構の収容ケースに、ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受の大つば部に供給するための給油路が形成されている。このため、簡単な構成で、前記遠い側の円すいころ軸受の大つば部に潤滑油を供給することができる。
請求項6の発明に係る円すいころ軸受装置は、円すいころ軸受の大つば部に、内輪の背面側から円すいころの大端面側に向うにつれて拡径する拡径部が形成され、前記大つば部の上方から供給された潤滑油が、前記内輪の回転に伴う遠心力によって前記拡径部の外周面を遡るようにして前記円すいころの大端面側に供給されることを特徴としている。
請求項6の発明に係る円すいころ軸受装置は、内輪の拡径部に供給された潤滑油が、前記回転に伴う遠心力によって円すいころの大端面の側に供給されるため、潤滑油の不足に起因する焼付きの発生を防止することができる。
本発明の実施例を説明する。図1は本発明の実施例の円すいころ軸受装置Aが内装されたディファレンシャル装置Eの要部の断面図、図2は第2円すいころ軸受4の拡大面図である。
最初に、ディファレンシャル装置Eについて簡単に説明する。ディファレンシャル装置Eのハウジング1の一端部には、回転可能にしてリングギア2が取付けられていて、同じく他端部には、本発明の実施例の円すいころ軸受装置Aが内装されている。円すいころ軸受装置Aは、ハウジング1に装着される第1及び第2の各円すいころ軸受3,4を備えていて、各円すいころ軸受3,4により、ピニオン軸5が回転可能に支持されている。ピニオン軸5の一端部には、その軸部と一体にしてピニオンギア6が設けられていて、ピニオンギア6はリングギア2と噛み合っている。以下、必要に応じて、ピニオンギア6に近い側の円すいころ軸受を「第1円すいころ軸受3」と記載し、ピニオンギア6から遠い側の円すいころ軸受を「第2円すいころ軸受4」と記載する。各円すいころ軸受3,4は、それらの内輪7,8の小つば部7a,8aどうしを対向配置(背面取付け)させて嵌合されている。各円すいころ軸受3,4は、ピニオン軸5の他端部(ピニオンギア6から遠い側の端部)に嵌合されたコンパニオンフランジ9を介して螺合されたナット10が締め込まれることにより、所定の予圧が付与されてハウジング1に固定される。各円すいころ軸受3,4の内輪7,8の小つば部7a,8aどうしの間隔は、スペーサ11によって常に一定に保持されている。また、第2円すいころ軸受4の内輪8とコンパニオンフランジ9との間には、リング状のストッパ板12が装着されている。
ハウジング1の底部には、所定量の潤滑油Qが貯留されている。リングギア2の下端部は、常に潤滑油Qに浸漬されているため、リングギア2が回転することによって潤滑油Qがかき上げられる。
第1及び第2の各円すいころ軸受3,4について説明する。ここで、第1円すいころ軸受3の構成は、従来の円すいころ軸受55と同一なので、本明細書では第2円すいころ軸受4についてのみ説明する。図2に示されるように、第2円すいころ軸受4は、ピニオン軸5に嵌合装着される円筒状の内輪8及び外輪13と、内輪8及び外輪13の各軌道面8b,13aに挟持される複数個の円すいころ14と、各円すいころ14を保持するための保持器15とを備えている。そして、内輪8の大つば部16の外径は、内輪の背面18から各円すいころ14の大端面14aにかけて徐々に大きくなっている。即ち、大つば部16における内輪の背面18の外径Dは、大つば部25における円すいころ14のころ大端面14aに当接する部分の外径Dよりも小さい(D<D)。これにより、本実施例の第2円すいころ軸受4の大つば部16は、その全幅に亘って拡径されていて、拡径部17となっている。
そして、内輪8の大つば部16(拡径部17)において、ピニオンギア6から遠い側の保持器15の端面15aは、内輪の背面18よりもピニオンギア6に近い側に配置されている。ここで、保持器15における円すいころ14の大端面14aからアキシャル方向の突出幅をLとし、同じく大端面14aから内輪8の背面18までのアキシャル方向の幅をLとすると、LよりもLの方が大きい(L<L)。このため、保持器15の端面15aと内輪の背面18との間には、所定長さδ(δ=L−L)の潤滑油供給部19が形成されている。
図1及び図2に示されるように、本実施例のディファレンシャル装置Eのハウジング1には、軸受装置A用の給油装置Kが設けられている。即ち、ハウジング1の内面の上部で、第2円すいころ軸受4の外輪13が装着される部分には、ハウジング3の内面(樋部20の内周面)を流れる潤滑油Qを集めて、大つば部16の潤滑油供給部19に落下させるための給油孔21が形成されている。給油孔21の出口部21aは、第2円すいころ軸受4の潤滑油供給部18の直上に配置されている。リングギア2によってかき上げられた潤滑油Qは、ハウジング1の上部の内面を伝い、給油孔21に入り込む。そして、給油孔21の出口部21aから、重力によって第2円すいころ軸受4の内輪8における大つば部16(潤滑油供給部19)に落下される。内輪8の大つば部16に落下された潤滑油Qは、ストッパ板12により、ピニオン軸5のラジアル方向周辺部(コンパニオンフランジ9の端部)に落下することが抑止され、当該部分で貯留される。給油孔21の出口部21aが、内輪8の大つば部16の直上に設けられているため、潤滑油Qは重力によって落下される。この結果、給油のために動力を設ける必要がなくなり、給油装置Kの構成が簡単になる。なお、潤滑油量が多く必要とされる場合においては、圧力等によって強制的に潤滑油Qを供給してもよい。
本発明に係る円すいころ軸受装置Aの作用について説明する。図1及び図2に示されるように、リングギア2が回転することにより、かき上げられた潤滑油Qがピニオンギア6に落下する。これにより、ミスト状となった潤滑油Qが、第1円すいころ軸受3に、その内輪7の背面側(ピニオンギア6と内輪7との間の部分)から供給される。また、ハウジング1の樋部20に入り込んだ潤滑油Qは、樋部20を流れてピニオン軸5のラジアル方向周辺部に当たり、第1及び第2の各円すいころ軸受3,4に、それらの内輪7,8の正面側(各小つば部7a,8a)から供給される。
更に、ハウジング1の樋部20に入り込んだ潤滑油Qの一部は、ハウジング1の上部の内面を伝って、給油孔21に入り込み、給油孔21を流れてその出口部21aから重力によって落下され、第2円すいころ軸受4の大つば部16における内輪の背面18の近傍で貯留される。貯留された潤滑油Qは、ピニオン軸5が回転することに伴って生じる遠心力により、徐々に大つば部16の傾斜外周面を伝いながら遡り、各円すいころ14の大端面14aの側に供給される。図2において、給油孔21の出口部21aから落下する潤滑油Qを、一点鎖線で示す。これにより、第2円すいころ軸受4において、最も焼付きが生じやすい部分である各円すいころ14と内輪8の大つば部16との接触部22に焼付きが生じることが防止される。
しかも、従来の給油形態、即ち、第2円すいころ軸受4の内輪8の小つば部8aからのみ潤滑油Qを供給する場合、第2円すいころ軸受4への供給量が不足しがちであった。しかし、本発明の場合、第2円すいころ軸受4には、その内輪8の小つば部8aと大つば部16の両側から潤滑油Qが供給されるため、その供給量が不足することはない。即ち、焼付きの発生が防止される。
本明細書では、内輪8の大つば部16の端面部(内輪8の背面18側の端面部)から拡径部17が形成されている場合である。しかし、拡径部17が大つば部16の途中から形成されている場合であってもよい。この場合であっても、上記した場合と全く同様の作用効果が奏される。
本明細書では、後輪駆動方式(FR方式)の車両のディファレンシャル装置Eについて説明した。しかし、前輪駆動方式(FF方式)又は4輪駆動方式の車両のディファレンシャル装置であってもよい。
本発明の実施例の円すいころ軸受装置Aが内装されたディファレンシャル装置Eの要部の断面図である。 第2円すいころ軸受4の拡大面図である。 従来の軸受装置Aが内装されたディファレンシャル装置Eの断面図である。
符号の説明
A:ピニオン軸支持用軸受装置
K:軸受装置用給油装置
Q:潤滑油
1:ハウジング(収容ケース)
2:リングギア
3,4:円すいころ軸受
5:ピニオン軸
6:ピニオンギア
7,8:内輪
12:ストッパ板(ストッパ部材)
14a:大端面
15:保持器
16:大つば部
17:拡径部
18:内輪の背面
21:給油孔(給油路)

Claims (6)

  1. 差動機構のリングギアと噛み合うピニオンギアがピニオン軸の一端部に形成され、一対の円すいころ軸受によって前記ピニオン軸を回転可能に支持するためのピニオン軸支持用軸受装置であって、
    前記ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受における内輪の大つば部は、内輪の背面側から円すいころの大端面側に向うにつれて拡径する拡径部を有し、
    前記大つば部に供給された潤滑油は、前記ピニオン軸の回転に伴う遠心力によって前記拡径部の外周面を遡るようにして前記円すいころの大端面側に供給されることを特徴とするピニオン軸支持用軸受装置。
  2. 前記大つば部の上方から重力によって落下する潤滑油が、前記拡径部の内輪の背面寄りに供給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。
  3. 前記ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受を構成する保持器の先端部は、前記円すいころの大端面よりもアキシャル方向で内輪の背面側に位置するように庇状に延設されていて、
    前記保持器における円すいころの大端面からアキシャル方向の突出幅をLとし、同じく大端面から内輪の背面までのアキシャル方向の幅をLとしたとき、LよりもLが大に構成されていることを特徴とする請求項2に記載のピニオン軸支持用軸受装置。
  4. 前記内輪の背面側には、前記拡径部に供給された潤滑油が、内輪の背面側から落下することを防止して貯留するためのストッパ部材が取付けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のピニオン軸支持用軸受装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれかに記載のピニオン軸支持用軸受装置が前記差動機構の収納ケースに配設されると共に、
    前記収納ケースには、リングギアの回転に伴ってかき上げられた潤滑油を、一対の円すいころ軸受の上方を迂回して、ピニオンギアから遠い側の円すいころ軸受の大つば部に供給するための給油路が形成されていることを特徴とする軸受装置用給油装置。
  6. 円すいころ軸受の大つば部に、内輪の背面側から円すいころの大端面側に向うにつれて拡径する拡径部が形成され、
    前記大つば部の上方から供給された潤滑油が、前記内輪の回転に伴う遠心力によって前記拡径部の外周面を遡るようにして前記円すいころの大端面側に供給されることを特徴とする円すいころ軸受装置。
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