JP2004169890A - ピニオン軸支持用軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動車のディファレンシャル装置を構成するピニオン軸４を、ディファレンシャルケース１の内側に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し、回転トルクを小さくでき、自動車の燃費を向上できる。
【解決手段】ピニオン軸４の一端に設けたピニオンギヤ３と、他端に外嵌したコンパニオンフランジ７との間に、ピニオン軸４をケース１に対して回転自在に支持する軸心方向に並設した一対の転がり軸受５，６を装着してなり、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５を斜接玉軸受とし、転がり軸受５の内輪軌道５５の曲率半径Ｒｉ、外輪軌道５６の曲率半径Ｒｏ、玉５３の直径Ｂｄの関係が、Ｒｉ＜Ｒｏ、０．５０２×Ｂｄ＜Ｒｉ≦０．５１２×Ｂｄ、０．５１０×Ｂｄ＜Ｒｏ≦０．５２０×Ｂｄを満たしている。
【選択図】 図２
【解決手段】ピニオン軸４の一端に設けたピニオンギヤ３と、他端に外嵌したコンパニオンフランジ７との間に、ピニオン軸４をケース１に対して回転自在に支持する軸心方向に並設した一対の転がり軸受５，６を装着してなり、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５を斜接玉軸受とし、転がり軸受５の内輪軌道５５の曲率半径Ｒｉ、外輪軌道５６の曲率半径Ｒｏ、玉５３の直径Ｂｄの関係が、Ｒｉ＜Ｒｏ、０．５０２×Ｂｄ＜Ｒｉ≦０．５１２×Ｂｄ、０．５１０×Ｂｄ＜Ｒｏ≦０．５２０×Ｂｄを満たしている。
【選択図】 図２
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接続フランジ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１３に従来のディファレンシャル装置の構造を示す。
【０００４】
図１３において、１はディファレンシャルケースであり、このディファレンシャルケース１内に、左右の車輪を差動連動する差動変速機構２、ピニオンギヤ３、ピニオン軸４、ピニオン軸４を回転自在に支持する転がり軸受５，６等が収納されている。
【０００５】
ピニオンギヤ３は、差動変速機構２のリングギヤ２ａに噛合されており、ピニオン軸４の内端部に一体形成されている。
【０００６】
また、ピニオン軸４は、背面合わせに配置した単列の円すいころ軸受からなる一対の転がり軸受５，６にて、ディファレンシャルケース１の内側に回転自在に支持されており、外端部にはプロペラシャフト（図示せず）が連結される接続フランジとなるコンパニオンフランジ７が設けられている。
【０００７】
また、転がり軸受５，６は、各々ディファレンシャルケース１の鍛造製の軸受ケース部１ａに形成した軸受装着用の環状壁１３，１４の内周面に装着されている。なお、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５は軸受ケース部１ａの小径側開口部から組み込まれ、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は軸受ケース部１ａの大径側開口部から組み込まれ、両転がり軸受５，６間には位置決め用のスペーサ８が介装されている。転がり軸受５，６は、ピニオン軸４の外端部にナット１５を螺合し、コンパニオンフランジ７に締結することで、ピニオンギヤ３とコンパニオンフランジ７の間で十分な予圧を付与して固定される。
【０００８】
さらに、ディファレンシャルケース１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２ａの回転に伴って跳ね上げられ、軸受ケース部１ａ内の環状壁１３，１４間に形成したオイル導入路１１を通って転がり軸受５，６に導かれ、さらにオイル還流路（図示せず）を通って戻される。なお、ピニオン軸４の外端部側の外周面と軸受ケース部１ａの内周面との間には、オイルの漏洩防止のためのオイルシール９が装着されており、かつ、オイルシール９を隠蔽するシール保護カップ１０が取付けられている。
【０００９】
【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
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディファレンシャル装置やトランスファー装置の場合、接続フランジ側の転がり軸受５ならびにピニオンギヤ側の転がり軸受６には、共に負荷容量の大きな円すいころ軸受が用いられている。
【００１１】
しかし、負荷容量の大きな円すいころ軸受を用いると、摩擦抵抗が大きくなり、その結果、回転トルクが高くなって自動車の燃費が悪くなるおそれがあった。
【００１２】
【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軸心方向に並設した一対の転がり軸受を装着してなるピニオン軸支持用軸受装置であって、接続フランジ側の転がり軸受が、前記ピニオン軸に固定した内輪と、前記ケースに固定した外輪と、これら内外輪間に介装した玉群とからなる斜接玉軸受とし、前記接続フランジ側の転がり軸受の内輪軌道の曲率半径Ｒｉ、外輪軌道の曲率半径Ｒｏ、玉の直径Ｂｄの関係が、
Ｒｉ＜Ｒｏ
０．５０２×Ｂｄ≦Ｒｉ≦０．５１２×Ｂｄ
０．５１０×Ｂｄ≦Ｒｏ≦０．５２０×Ｂｄ
を満たすことを特徴とするものである。
【００１３】
また、接続フランジ側の転がり軸受における玉と内外輪軌道との接触角θは、例えば、３０°≦θ≦４５°を満たしている。
【００１４】
接続フランジ側の転がり軸受を構成する斜接玉軸受としては、単列アンギュラ玉軸受、タンデム型複列アンギュラ玉軸受等が挙げられる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明のピニオン軸支持用軸受装置によると、接続フランジ側の転がり軸受の負荷荷重は、ピニオンギヤ側の転がり軸受の負荷荷重に比べて小さいことから、接続フランジ側の転がり軸受に負荷容量の小さな斜接玉軸受が用いられる。斜接玉軸受は、円すいころ軸受に比べ摩擦抵抗が小さく、回転トルクを小さくできる。
【００１８】
また、接続フランジ側の転がり軸受の内輪軌道の曲率半径Ｒｉ、外輪軌道の曲率半径Ｒｏ、玉の直径Ｂｄの関係が、
Ｒｉ＜Ｒｏ
０．５０２×Ｂｄ≦Ｒｉ≦０．５１２×Ｂｄ
０．５１０×Ｂｄ≦Ｒｏ≦０．５２０×Ｂｄ
を満たしている。一般的に、内輪軌道の曲率半径Ｒｉ’、外輪軌道の曲率半径Ｒｏ’は、
０．５１５×Ｂｄ≦Ｒｉ’≦０．５２５×Ｂｄ
０．５２５×Ｂｄ≦Ｒｏ’≦０．５３５×Ｂｄ
であるので、本発明の内輪軌道の曲率半径Ｒｉおよび外輪軌道の曲率半径Ｒｏは、共に通常の値に比べて小さくなる。これにより、玉と内外輪軌道との接触面積が大きくなり（受け面が大きくなり）、面圧が小さくなって、軌道面に圧痕がつき難くなる。
【００１９】
さらに、接続フランジ側の転がり軸受における玉と内外輪軌道との接触角θは、例えば、３０°≦θ≦４５°を満たしている。一般的に、高速回転用の斜接玉軸受においては、玉と内外輪軌道との接触角θ’は、２０°≦θ’≦２５°であるので、本発明の接触角θは通常の値に比べて大きくなり、アキシャル荷重に対する負荷容量が大きくなる。しかも、接触角θが大きくなることで、内輪の肩径も大きくなり、接続フランジとの当接面を十分に確保でき、接続フランジによる内輪の固定が確実に行える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１ないし図３を用いて説明する。
【００２１】
図１は実施の形態１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２は図１のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図、図３はコンパニオンフランジ側の転がり軸受の拡大断面図を示している。
【００２２】
この実施の形態１のピニオン軸支持用軸受装置は、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５が斜接玉軸受となる単列のアンギュラ玉軸受にて構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
なお、その他の構成は図１３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。
【００２４】
転がり軸受５は、内輪５１，外輪５２，保持器５４にて保持された玉群５３からなる。
【００２５】
図３に示すように、内輪５１の軌道５５の曲率半径をＲｉ、外輪５２の軌道５６の曲率半径をＲｏ、玉５３の直径をＢｄとすると、下記の式▲１▼▲２▼▲３▼の関係が成立する。
【００２６】
Ｒｉ＜Ｒｏ・・・▲１▼
０．５０２×Ｂｄ≦Ｒｉ≦０．５１２×Ｂｄ・・・▲２▼
０．５１０×Ｂｄ≦Ｒｏ≦０．５２０×Ｂｄ・・・▲３▼
通常、曲率半径をＲｏは曲率半径をＲｉに対して１％程度大きく設定されている。例えば、Ｒｉ＝０．５０５×Ｂｄに対し、Ｒｏ＝０．５１５×Ｂｄとする。
【００２７】
玉５３と内外輪５１，５２との接触角θ、すなわち玉５３と内外輪軌道５５，５６とが接する２点を結んだ作用線Ａと、ラジアル平面とのなす角度θは、下記の式▲４▼の関係が成立する。
【００２８】
３０°≦θ≦４５°・・・▲４▼
接触角θは、具体的には、θ＝３０°、３５°、４０°、４５°のいずれかとなるように設定されている。
【００２９】
なお、式▲４▼の関係については、特に、この範囲内に限定されるものではない。
【００３０】
転がり軸受６は、内輪６１，外輪６２，保持器６４にて保持された円すいころ群６３からなる。
【００３１】
コンパニオンフランジ７のピニオン軸４に外嵌される円筒部の内周面には、スプライン７１が形成されており、円筒部の先端部分の外周面には、転がり軸受５の内輪５１の端面をピニオンギヤ方向に押圧する環状突起の押圧部７２が一体形成されている。
【００３２】
そして、外輪５２を環状壁１３に圧入し、かつ外輪６２を環状壁１４に圧入し、ピニオン軸４に円すいころ群６３ならびに保持器６４をセットした内輪６１を外嵌した状態で、ピニオン軸４を軸受ケース部１ａの大径側開口部から挿入する。さらに、軸受ケース部１ａの小径側開口部から、スペーサ８と、玉群５３ならびに保持器５４をセットした内輪５１をピニオン軸４の外周に装着する。コンパニオンフランジ７をピニオン軸４のドライブシャフト側の小径部４１にスプライン嵌合する。さらに、ピニオン軸４のドライブシャフト側端部にナット１５を螺合し、コンパニオンフランジ７に締結する。
【００３３】
これにより、コンパニオンフランジ７の押圧部７２が転がり軸受５の内輪５１の端面に当接し、内輪５１をピニオンギヤ方向に押圧する。その結果、スペーサ８を介して軸方向に並設された転がり軸受５，６が、ピニオンギヤ３とコンパニオンフランジ７にて挟み込まれ、予圧を付与されてピニオン軸４に固定される。
【００３４】
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、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５の負荷荷重は、ピニオンギヤ側の転がり軸受６の負荷荷重に比べて小さいことから、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５に負荷容量の小さなアンギュラ玉軸受が用いられる。アンギュラ玉軸受は、円すいころ軸受に比べ摩擦抵抗が小さく、回転トルクを小さくでき、自動車の燃費が向上する。
【００３５】
また、前記式▲２▼▲３▼に示すように、内輪軌道５５の曲率半径Ｒｉおよび外輪軌道５６の曲率半径Ｒｏを、共に通常の値に比べて小さくすることにより、玉５３と内外輪軌道５５，５６との接触面積が大きくなり（受け面が大きくなり）、面圧が小さくなって、軌道面に圧痕がつき難くなる。
【００３６】
また、前記式▲４▼に示すように、接触角θを通常の値に比べて大きくすることにより、アキシャル荷重に対する負荷容量が大きくなる。しかも、接触角θが大きくなることで、内輪５１の肩径Ｄ（図３）も大きくなり、内輪５１の端面におけるコンパニオンフランジ７の押圧部７２との当接面を十分に確保でき、コンパニオンフランジ７による内輪５１の固定が確実に行える。
【００３７】
さらに、転がり軸受５にアンギュラ玉軸受を用いたので、深溝玉軸受に比べ玉数を増大でき、定格荷重が大きくなり、十分な軸受寿命を確保できる。
【００３８】
なお、ナット１５の代わりに、ピニオン軸４のドライブシャフト側端部をかしめて、転がり軸受５，６をピニオン軸４に固定してもよい。
【００３９】
図４に示すように、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は、タンデム型の複列のアンギュラ玉軸受としてもよい。タンデム型とは、各列の玉６３の中心を結んだ円の直径（ＰＣＤ）が異なるものである。
【００４０】
すなわち、転がり軸受６は、内輪６１，外輪６２，各々保持器６４にて保持された２列の玉群６３からなる。内輪６１ならびに外輪６２には、各々一対の内輪軌道６５，６６ならびに外輪軌道６７，６８が形成されており、ピニオンギヤ側の玉群６３のＰＣＤが大きくなるように形成されている。
【００４１】
その他の構成は、図１ないし図３に示した例と同様である。
【００４２】
このように、ピニオンギヤ側の転がり軸受６をタンデム型のアンギュラ玉軸受としたことで、円すいころ軸受に比べてトルクの低減がより一層図れる。さらに、転がり軸受６をタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受としたことで、一対の単列アンギュラ玉軸受を並設するのに比べ、軸受装置の小型化が図れる。
【００４３】
なお、ピニオンギヤ側の転がり軸受６において、内輪軌道６５，６６の曲率半径をＲｉ、外輪軌道６７，６８の曲率半径をＲｏ、玉６３の直径をＢｄとし、前記式▲１▼▲２▼▲３▼の関係を満たす構成としてもよい。さらに、各玉６３と内外輪６１，６２との接触角θを、前記式▲４▼を満たすようにしてもよい。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図５ないし図７を用いて説明する。
【００４４】
図５は実施の形態２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６は図５のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図、図７は図５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。
【００４５】
この実施の形態２のピニオン軸支持用軸受装置は、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５が単列のアンギュラ玉軸受からなり、ピニオンギヤ側の転がり軸受６がタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受からなるものであって、転がり軸受５，６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。
【００４６】
なお、その他の構成は図１３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。
【００４７】
転がり軸受５は、内輪軌道５５を有した内輪５１，外輪軌道５６を有した外輪５２，保持器５４にて保持された玉群５３からなり、転がり軸受６は、一対の内輪軌道６５，６６を有した内輪６１，一対の外輪軌道６７，６８を有した外輪６２，各々保持器６４にて保持された２列の玉群６３からなり、転がり軸受５のコンパニオンフランジ側端部ならびに転がり軸受６のピニオンギヤ側端部はシール部材５９，６９にて密封されている。これらシール部材５９，６９にて密封された転がり軸受５，６間に、グリースＧが充填されている。転がり軸受５は、図３に示したように、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たしており、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００４８】
なお、転がり軸受６においても、図４の例中にも記したように、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たし、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００４９】
コンパニオンフランジ側に配置されるシール部材５９は、軸受シールと呼ばれるタイプとされており、ピニオンギヤ側に配置されるシール部材６９は、オイルシールと呼ばれるタイプとされている。
【００５０】
各シール部材５９，６９は、環状芯金５９ａ，６９ａにゴムなどの弾性体５９ｂ，６９ｂを加硫接着してなり、弾性体５９ｂ，６９ｂには内輪５１，６１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５９ｃ，６９ｃが形成されている。なお、リップ部５９ｃ，６９ｃは、主として軸受外部からの異物の侵入を防止するように、軸受外側に向けて開きうる形状となっている。
【００５１】
また、シール部材６９は、リップ部６９ｃをバネリング６９ｄによって内輪６１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。
【００５２】
シール部材５９は、バネリングなどを用いておらず、単にリップ部５９ｃの内径を内輪５１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５９ｃを弾性的に拡径した状態で内輪５１に対して接触させるようになっている。なお、シール部材５９に、軸受内外に連通する通気孔を形成し、軸受内外の圧力差によってリップ部５９ｃが内輪５１の肩部外径に吸い付くのを防止するようにしてもよい。
【００５３】
各シール部材５９，６９の弾性体５９ｂ，６９ｂについては、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。
【００５４】
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ＳＲＬ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ＳＲＬは、基油をエステル、増ちょう剤をリチウム石けんとしたもので、使用温度範囲は−４０℃〜１３０℃である。
【００５５】
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、回転トルクを小さくでき、自動車の燃費が向上する。
【００５６】
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１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。
【００５７】
図８に示すように、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は、複列のアンギュラ玉軸受としてもよい。
【００５８】
すなわち、転がり軸受６は、一対の内輪６１，一対の外輪６２，各々保持器６４にて保持されて各内外輪６１，６２間に介装した２列の玉群６３からなる。
【００５９】
なお、その他の構成は、図５ないし図７に示した例と同様である。
【００６０】
この例においても、転がり軸受６の各列の玉軸受が、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たし、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００６１】
図９に示すように、軸受ユニット１００にて、ピニオン軸４をディファレンシャルケース１に対して回転自在に支持させるようにしてもよい。
【００６２】
軸受ユニット１００は、コンパニオンフランジ側の単列のアンギュラ玉軸受からなる転がり軸受５と、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転がり軸受６にて構成されている。すなわち、転がり軸受５は、内輪５１，外輪１０１，保持器５４にて保持された玉群５３からなり、転がり軸受６は、内輪６１，外輪１０１，各々保持器６４にて保持された２列の玉群６３からなる。内輪５１には内輪軌道５５が形成され、内輪６１には一対の内輪軌道６５，６６が形成され、外輪１０１には３本の外輪軌道５６，６７，６８が形成されている。両内輪５１，６１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５９，６９にて密封し、かつ外輪１０１を単一としたユニットものにて形成されている。
【００６３】
なお、転がり軸受５を構成する内輪軌道５５，外輪軌道５６，玉群６３は、図３に示したように、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たしており、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００６４】
軸受ユニット１００は、製造段階で、内輪５１，６１、外輪１０１、保持器５４，６４にて保持した玉群５３，６３を組み付けることで正確な予圧調整を行っておく。
【００６５】
そして、転がり軸受５，６をピニオン軸４の外周に外嵌して軸受ユニット１００を装着し、ピニオン軸４をドライブシャフト側から挿入する。コンパニオンフランジ７をピニオン軸４のドライブシャフト側の小径部４１にスプライン嵌合し、ピニオン軸４のドライブシャフト側端部を径方向外向きにかしめ、当該かしめ１６によって、コンパニオンフランジ７をピニオンギヤ方向に締め付ける。これにより、コンパニオンフランジ７が転がり軸受５の内輪５１の端面に当接し、内輪５１をピニオンギヤ方向に押圧する。その結果、内輪５１，６１が、ピニオンギヤ３とコンパニオンフランジ７にて挟み込まれ、予圧を付与されてピニオン軸４に固定される。さらに、外輪１０１の外周に形成されたフランジ１０２をボルト１０３にてディファレンシャルケース１に固定する。
【００６６】
なお、その他の構成は、図５ないし図７に示した例と同様である。
【００６７】
この例においても、転がり軸受６が、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たし、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図１０および図１１を用いて説明する。
【００６８】
図１０は実施の形態３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１１は図１０のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図を示している。
【００６９】
この実施の形態３のピニオン軸支持用軸受装置は、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５が斜接玉軸受となるタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受にて構成されていることを特徴とするものである。
【００７０】
なお、その他の構成は図１３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。
【００７１】
転がり軸受５は、一対の内輪軌道５５，５７を有した内輪５１、一対の外輪軌道５６，５８を有した外輪５２、各々保持器５４にて保持された２列の玉群５３からなる。
【００７２】
転がり軸受５を構成する各内輪軌道５５，５７の曲率半径をＲｉ、外輪軌道５６，５８の曲率半径をＲｏ、玉５３の直径をＢｄとすると、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たしている。さらに、各玉５３と内外輪５１，５２との接触角θを、前記式▲４▼を満たすようにしてもよい。
【００７３】
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、回転トルクを小さくでき、自動車の燃費が向上する。さらに、転がり軸受５をタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受としたことで、単列のアンギュラ玉軸受に比べ、軸受寿命、静的荷重に対する安全率、剛性に優れる。しかも、一対の単列アンギュラ玉軸受を並設するのに比べ、差幅管理が不要となり、組立が容易に行える。
【００７４】
図１２に示すように、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は、タンデム型の複列のアンギュラ玉軸受としてもよい。
【００７５】
すなわち、転がり軸受６は、一対の内輪軌道６５，６６を有した内輪６１、一対の外輪軌道６７，６８を有した外輪６２、各々保持器６４にて保持された２列の玉群６３からなる。
【００７６】
なお、その他の構成は、図１０および図１１に示した例と同様である。
【００７７】
この例においても、転がり軸受６が、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たし、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００７８】
なお、前記各実施の形態において、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は、前記各実施の形態に挙げた他、例えば、単列のアンギュラ玉軸受、各種ラジアル軸受とスラスト軸受の組合せ、各種ラジアル軸受とアンギュラ玉軸受の組合せなどが挙げられる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明のピニオン軸支持用軸受装置によれば、回転トルクを小さくでき、自動車の燃費が向上す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１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である。
【図２】図１のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図である。
【図３】図１のピニオン軸支持用軸受装置のコンパニオンフランジ側の転がり軸受の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるピニオン軸支持用軸受装置の変形例の部分拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２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である。
【図６】図５のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図である。
【図７】図５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である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるピニオン軸支持用軸受装置の変形例の部分拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２におけるピニオン軸支持用軸受装置の他の変形例の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３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である。
【図１１】図１０のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３におけるピニオン軸支持用軸受装置の変形例の部分拡大断面図である。
【図１３】従来例におけるディファレンシャル装置の断面図である。
【符号の説明】
１ ディファレンシャルケース
２ 差動変速機構
２ａ リングギヤ
３ ピニオンギヤ
４ ピニオン軸
５ コンパニオンフランジ側の転がり軸受
６ ピニオンギヤ側の転がり軸受
７ コンパニオンフランジ（接続フランジ）
【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接続フランジ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１３に従来のディファレンシャル装置の構造を示す。
【０００４】
図１３において、１はディファレンシャルケースであり、このディファレンシャルケース１内に、左右の車輪を差動連動する差動変速機構２、ピニオンギヤ３、ピニオン軸４、ピニオン軸４を回転自在に支持する転がり軸受５，６等が収納されている。
【０００５】
ピニオンギヤ３は、差動変速機構２のリングギヤ２ａに噛合されており、ピニオン軸４の内端部に一体形成されている。
【０００６】
また、ピニオン軸４は、背面合わせに配置した単列の円すいころ軸受からなる一対の転がり軸受５，６にて、ディファレンシャルケース１の内側に回転自在に支持されており、外端部にはプロペラシャフト（図示せず）が連結される接続フランジとなるコンパニオンフランジ７が設けられている。
【０００７】
また、転がり軸受５，６は、各々ディファレンシャルケース１の鍛造製の軸受ケース部１ａに形成した軸受装着用の環状壁１３，１４の内周面に装着されている。なお、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５は軸受ケース部１ａの小径側開口部から組み込まれ、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は軸受ケース部１ａの大径側開口部から組み込まれ、両転がり軸受５，６間には位置決め用のスペーサ８が介装されている。転がり軸受５，６は、ピニオン軸４の外端部にナット１５を螺合し、コンパニオンフランジ７に締結することで、ピニオンギヤ３とコンパニオンフランジ７の間で十分な予圧を付与して固定される。
【０００８】
さらに、ディファレンシャルケース１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２ａの回転に伴って跳ね上げられ、軸受ケース部１ａ内の環状壁１３，１４間に形成したオイル導入路１１を通って転がり軸受５，６に導かれ、さらにオイル還流路（図示せず）を通って戻される。なお、ピニオン軸４の外端部側の外周面と軸受ケース部１ａの内周面との間には、オイルの漏洩防止のためのオイルシール９が装着されており、かつ、オイルシール９を隠蔽するシール保護カップ１０が取付けられている。
【０００９】
【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
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディファレンシャル装置やトランスファー装置の場合、接続フランジ側の転がり軸受５ならびにピニオンギヤ側の転がり軸受６には、共に負荷容量の大きな円すいころ軸受が用いられている。
【００１１】
しかし、負荷容量の大きな円すいころ軸受を用いると、摩擦抵抗が大きくなり、その結果、回転トルクが高くなって自動車の燃費が悪くなるおそれがあった。
【００１２】
【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軸心方向に並設した一対の転がり軸受を装着してなるピニオン軸支持用軸受装置であって、接続フランジ側の転がり軸受が、前記ピニオン軸に固定した内輪と、前記ケースに固定した外輪と、これら内外輪間に介装した玉群とからなる斜接玉軸受とし、前記接続フランジ側の転がり軸受の内輪軌道の曲率半径Ｒｉ、外輪軌道の曲率半径Ｒｏ、玉の直径Ｂｄの関係が、
Ｒｉ＜Ｒｏ
０．５０２×Ｂｄ≦Ｒｉ≦０．５１２×Ｂｄ
０．５１０×Ｂｄ≦Ｒｏ≦０．５２０×Ｂｄ
を満たすことを特徴とするものである。
【００１３】
また、接続フランジ側の転がり軸受における玉と内外輪軌道との接触角θは、例えば、３０°≦θ≦４５°を満たしている。
【００１４】
接続フランジ側の転がり軸受を構成する斜接玉軸受としては、単列アンギュラ玉軸受、タンデム型複列アンギュラ玉軸受等が挙げられる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明のピニオン軸支持用軸受装置によると、接続フランジ側の転がり軸受の負荷荷重は、ピニオンギヤ側の転がり軸受の負荷荷重に比べて小さいことから、接続フランジ側の転がり軸受に負荷容量の小さな斜接玉軸受が用いられる。斜接玉軸受は、円すいころ軸受に比べ摩擦抵抗が小さく、回転トルクを小さくできる。
【００１８】
また、接続フランジ側の転がり軸受の内輪軌道の曲率半径Ｒｉ、外輪軌道の曲率半径Ｒｏ、玉の直径Ｂｄの関係が、
Ｒｉ＜Ｒｏ
０．５０２×Ｂｄ≦Ｒｉ≦０．５１２×Ｂｄ
０．５１０×Ｂｄ≦Ｒｏ≦０．５２０×Ｂｄ
を満たしている。一般的に、内輪軌道の曲率半径Ｒｉ’、外輪軌道の曲率半径Ｒｏ’は、
０．５１５×Ｂｄ≦Ｒｉ’≦０．５２５×Ｂｄ
０．５２５×Ｂｄ≦Ｒｏ’≦０．５３５×Ｂｄ
であるので、本発明の内輪軌道の曲率半径Ｒｉおよび外輪軌道の曲率半径Ｒｏは、共に通常の値に比べて小さくなる。これにより、玉と内外輪軌道との接触面積が大きくなり（受け面が大きくなり）、面圧が小さくなって、軌道面に圧痕がつき難くなる。
【００１９】
さらに、接続フランジ側の転がり軸受における玉と内外輪軌道との接触角θは、例えば、３０°≦θ≦４５°を満たしている。一般的に、高速回転用の斜接玉軸受においては、玉と内外輪軌道との接触角θ’は、２０°≦θ’≦２５°であるので、本発明の接触角θは通常の値に比べて大きくなり、アキシャル荷重に対する負荷容量が大きくなる。しかも、接触角θが大きくなることで、内輪の肩径も大きくなり、接続フランジとの当接面を十分に確保でき、接続フランジによる内輪の固定が確実に行える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１ないし図３を用いて説明する。
【００２１】
図１は実施の形態１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２は図１のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図、図３はコンパニオンフランジ側の転がり軸受の拡大断面図を示している。
【００２２】
この実施の形態１のピニオン軸支持用軸受装置は、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５が斜接玉軸受となる単列のアンギュラ玉軸受にて構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
なお、その他の構成は図１３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。
【００２４】
転がり軸受５は、内輪５１，外輪５２，保持器５４にて保持された玉群５３からなる。
【００２５】
図３に示すように、内輪５１の軌道５５の曲率半径をＲｉ、外輪５２の軌道５６の曲率半径をＲｏ、玉５３の直径をＢｄとすると、下記の式▲１▼▲２▼▲３▼の関係が成立する。
【００２６】
Ｒｉ＜Ｒｏ・・・▲１▼
０．５０２×Ｂｄ≦Ｒｉ≦０．５１２×Ｂｄ・・・▲２▼
０．５１０×Ｂｄ≦Ｒｏ≦０．５２０×Ｂｄ・・・▲３▼
通常、曲率半径をＲｏは曲率半径をＲｉに対して１％程度大きく設定されている。例えば、Ｒｉ＝０．５０５×Ｂｄに対し、Ｒｏ＝０．５１５×Ｂｄとする。
【００２７】
玉５３と内外輪５１，５２との接触角θ、すなわち玉５３と内外輪軌道５５，５６とが接する２点を結んだ作用線Ａと、ラジアル平面とのなす角度θは、下記の式▲４▼の関係が成立する。
【００２８】
３０°≦θ≦４５°・・・▲４▼
接触角θは、具体的には、θ＝３０°、３５°、４０°、４５°のいずれかとなるように設定されている。
【００２９】
なお、式▲４▼の関係については、特に、この範囲内に限定されるものではない。
【００３０】
転がり軸受６は、内輪６１，外輪６２，保持器６４にて保持された円すいころ群６３からなる。
【００３１】
コンパニオンフランジ７のピニオン軸４に外嵌される円筒部の内周面には、スプライン７１が形成されており、円筒部の先端部分の外周面には、転がり軸受５の内輪５１の端面をピニオンギヤ方向に押圧する環状突起の押圧部７２が一体形成されている。
【００３２】
そして、外輪５２を環状壁１３に圧入し、かつ外輪６２を環状壁１４に圧入し、ピニオン軸４に円すいころ群６３ならびに保持器６４をセットした内輪６１を外嵌した状態で、ピニオン軸４を軸受ケース部１ａの大径側開口部から挿入する。さらに、軸受ケース部１ａの小径側開口部から、スペーサ８と、玉群５３ならびに保持器５４をセットした内輪５１をピニオン軸４の外周に装着する。コンパニオンフランジ７をピニオン軸４のドライブシャフト側の小径部４１にスプライン嵌合する。さらに、ピニオン軸４のドライブシャフト側端部にナット１５を螺合し、コンパニオンフランジ７に締結する。
【００３３】
これにより、コンパニオンフランジ７の押圧部７２が転がり軸受５の内輪５１の端面に当接し、内輪５１をピニオンギヤ方向に押圧する。その結果、スペーサ８を介して軸方向に並設された転がり軸受５，６が、ピニオンギヤ３とコンパニオンフランジ７にて挟み込まれ、予圧を付与されてピニオン軸４に固定される。
【００３４】
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、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５の負荷荷重は、ピニオンギヤ側の転がり軸受６の負荷荷重に比べて小さいことから、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５に負荷容量の小さなアンギュラ玉軸受が用いられる。アンギュラ玉軸受は、円すいころ軸受に比べ摩擦抵抗が小さく、回転トルクを小さくでき、自動車の燃費が向上する。
【００３５】
また、前記式▲２▼▲３▼に示すように、内輪軌道５５の曲率半径Ｒｉおよび外輪軌道５６の曲率半径Ｒｏを、共に通常の値に比べて小さくすることにより、玉５３と内外輪軌道５５，５６との接触面積が大きくなり（受け面が大きくなり）、面圧が小さくなって、軌道面に圧痕がつき難くなる。
【００３６】
また、前記式▲４▼に示すように、接触角θを通常の値に比べて大きくすることにより、アキシャル荷重に対する負荷容量が大きくなる。しかも、接触角θが大きくなることで、内輪５１の肩径Ｄ（図３）も大きくなり、内輪５１の端面におけるコンパニオンフランジ７の押圧部７２との当接面を十分に確保でき、コンパニオンフランジ７による内輪５１の固定が確実に行える。
【００３７】
さらに、転がり軸受５にアンギュラ玉軸受を用いたので、深溝玉軸受に比べ玉数を増大でき、定格荷重が大きくなり、十分な軸受寿命を確保できる。
【００３８】
なお、ナット１５の代わりに、ピニオン軸４のドライブシャフト側端部をかしめて、転がり軸受５，６をピニオン軸４に固定してもよい。
【００３９】
図４に示すように、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は、タンデム型の複列のアンギュラ玉軸受としてもよい。タンデム型とは、各列の玉６３の中心を結んだ円の直径（ＰＣＤ）が異なるものである。
【００４０】
すなわち、転がり軸受６は、内輪６１，外輪６２，各々保持器６４にて保持された２列の玉群６３からなる。内輪６１ならびに外輪６２には、各々一対の内輪軌道６５，６６ならびに外輪軌道６７，６８が形成されており、ピニオンギヤ側の玉群６３のＰＣＤが大きくなるように形成されている。
【００４１】
その他の構成は、図１ないし図３に示した例と同様である。
【００４２】
このように、ピニオンギヤ側の転がり軸受６をタンデム型のアンギュラ玉軸受としたことで、円すいころ軸受に比べてトルクの低減がより一層図れる。さらに、転がり軸受６をタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受としたことで、一対の単列アンギュラ玉軸受を並設するのに比べ、軸受装置の小型化が図れる。
【００４３】
なお、ピニオンギヤ側の転がり軸受６において、内輪軌道６５，６６の曲率半径をＲｉ、外輪軌道６７，６８の曲率半径をＲｏ、玉６３の直径をＢｄとし、前記式▲１▼▲２▼▲３▼の関係を満たす構成としてもよい。さらに、各玉６３と内外輪６１，６２との接触角θを、前記式▲４▼を満たすようにしてもよい。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図５ないし図７を用いて説明する。
【００４４】
図５は実施の形態２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６は図５のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図、図７は図５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。
【００４５】
この実施の形態２のピニオン軸支持用軸受装置は、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５が単列のアンギュラ玉軸受からなり、ピニオンギヤ側の転がり軸受６がタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受からなるものであって、転がり軸受５，６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。
【００４６】
なお、その他の構成は図１３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。
【００４７】
転がり軸受５は、内輪軌道５５を有した内輪５１，外輪軌道５６を有した外輪５２，保持器５４にて保持された玉群５３からなり、転がり軸受６は、一対の内輪軌道６５，６６を有した内輪６１，一対の外輪軌道６７，６８を有した外輪６２，各々保持器６４にて保持された２列の玉群６３からなり、転がり軸受５のコンパニオンフランジ側端部ならびに転がり軸受６のピニオンギヤ側端部はシール部材５９，６９にて密封されている。これらシール部材５９，６９にて密封された転がり軸受５，６間に、グリースＧが充填されている。転がり軸受５は、図３に示したように、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たしており、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００４８】
なお、転がり軸受６においても、図４の例中にも記したように、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たし、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００４９】
コンパニオンフランジ側に配置されるシール部材５９は、軸受シールと呼ばれるタイプとされており、ピニオンギヤ側に配置されるシール部材６９は、オイルシールと呼ばれるタイプとされている。
【００５０】
各シール部材５９，６９は、環状芯金５９ａ，６９ａにゴムなどの弾性体５９ｂ，６９ｂを加硫接着してなり、弾性体５９ｂ，６９ｂには内輪５１，６１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５９ｃ，６９ｃが形成されている。なお、リップ部５９ｃ，６９ｃは、主として軸受外部からの異物の侵入を防止するように、軸受外側に向けて開きうる形状となっている。
【００５１】
また、シール部材６９は、リップ部６９ｃをバネリング６９ｄによって内輪６１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。
【００５２】
シール部材５９は、バネリングなどを用いておらず、単にリップ部５９ｃの内径を内輪５１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５９ｃを弾性的に拡径した状態で内輪５１に対して接触させるようになっている。なお、シール部材５９に、軸受内外に連通する通気孔を形成し、軸受内外の圧力差によってリップ部５９ｃが内輪５１の肩部外径に吸い付くのを防止するようにしてもよい。
【００５３】
各シール部材５９，６９の弾性体５９ｂ，６９ｂについては、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。
【００５４】
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ＳＲＬ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ＳＲＬは、基油をエステル、増ちょう剤をリチウム石けんとしたもので、使用温度範囲は−４０℃〜１３０℃である。
【００５５】
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、回転トルクを小さくでき、自動車の燃費が向上する。
【００５６】
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１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。
【００５７】
図８に示すように、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は、複列のアンギュラ玉軸受としてもよい。
【００５８】
すなわち、転がり軸受６は、一対の内輪６１，一対の外輪６２，各々保持器６４にて保持されて各内外輪６１，６２間に介装した２列の玉群６３からなる。
【００５９】
なお、その他の構成は、図５ないし図７に示した例と同様である。
【００６０】
この例においても、転がり軸受６の各列の玉軸受が、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たし、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００６１】
図９に示すように、軸受ユニット１００にて、ピニオン軸４をディファレンシャルケース１に対して回転自在に支持させるようにしてもよい。
【００６２】
軸受ユニット１００は、コンパニオンフランジ側の単列のアンギュラ玉軸受からなる転がり軸受５と、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転がり軸受６にて構成されている。すなわち、転がり軸受５は、内輪５１，外輪１０１，保持器５４にて保持された玉群５３からなり、転がり軸受６は、内輪６１，外輪１０１，各々保持器６４にて保持された２列の玉群６３からなる。内輪５１には内輪軌道５５が形成され、内輪６１には一対の内輪軌道６５，６６が形成され、外輪１０１には３本の外輪軌道５６，６７，６８が形成されている。両内輪５１，６１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５９，６９にて密封し、かつ外輪１０１を単一としたユニットものにて形成されている。
【００６３】
なお、転がり軸受５を構成する内輪軌道５５，外輪軌道５６，玉群６３は、図３に示したように、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たしており、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００６４】
軸受ユニット１００は、製造段階で、内輪５１，６１、外輪１０１、保持器５４，６４にて保持した玉群５３，６３を組み付けることで正確な予圧調整を行っておく。
【００６５】
そして、転がり軸受５，６をピニオン軸４の外周に外嵌して軸受ユニット１００を装着し、ピニオン軸４をドライブシャフト側から挿入する。コンパニオンフランジ７をピニオン軸４のドライブシャフト側の小径部４１にスプライン嵌合し、ピニオン軸４のドライブシャフト側端部を径方向外向きにかしめ、当該かしめ１６によって、コンパニオンフランジ７をピニオンギヤ方向に締め付ける。これにより、コンパニオンフランジ７が転がり軸受５の内輪５１の端面に当接し、内輪５１をピニオンギヤ方向に押圧する。その結果、内輪５１，６１が、ピニオンギヤ３とコンパニオンフランジ７にて挟み込まれ、予圧を付与されてピニオン軸４に固定される。さらに、外輪１０１の外周に形成されたフランジ１０２をボルト１０３にてディファレンシャルケース１に固定する。
【００６６】
なお、その他の構成は、図５ないし図７に示した例と同様である。
【００６７】
この例においても、転がり軸受６が、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たし、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について、図１０および図１１を用いて説明する。
【００６８】
図１０は実施の形態３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１１は図１０のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図を示している。
【００６９】
この実施の形態３のピニオン軸支持用軸受装置は、コンパニオンフランジ側の転がり軸受５が斜接玉軸受となるタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受にて構成されていることを特徴とするものである。
【００７０】
なお、その他の構成は図１３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。
【００７１】
転がり軸受５は、一対の内輪軌道５５，５７を有した内輪５１、一対の外輪軌道５６，５８を有した外輪５２、各々保持器５４にて保持された２列の玉群５３からなる。
【００７２】
転がり軸受５を構成する各内輪軌道５５，５７の曲率半径をＲｉ、外輪軌道５６，５８の曲率半径をＲｏ、玉５３の直径をＢｄとすると、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たしている。さらに、各玉５３と内外輪５１，５２との接触角θを、前記式▲４▼を満たすようにしてもよい。
【００７３】
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、回転トルクを小さくでき、自動車の燃費が向上する。さらに、転がり軸受５をタンデム型の複列のアンギュラ玉軸受としたことで、単列のアンギュラ玉軸受に比べ、軸受寿命、静的荷重に対する安全率、剛性に優れる。しかも、一対の単列アンギュラ玉軸受を並設するのに比べ、差幅管理が不要となり、組立が容易に行える。
【００７４】
図１２に示すように、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は、タンデム型の複列のアンギュラ玉軸受としてもよい。
【００７５】
すなわち、転がり軸受６は、一対の内輪軌道６５，６６を有した内輪６１、一対の外輪軌道６７，６８を有した外輪６２、各々保持器６４にて保持された２列の玉群６３からなる。
【００７６】
なお、その他の構成は、図１０および図１１に示した例と同様である。
【００７７】
この例においても、転がり軸受６が、前記式▲１▼〜▲３▼の関係を満たし、さらに前記式▲４▼を満たす構成としてもよい。
【００７８】
なお、前記各実施の形態において、ピニオンギヤ側の転がり軸受６は、前記各実施の形態に挙げた他、例えば、単列のアンギュラ玉軸受、各種ラジアル軸受とスラスト軸受の組合せ、各種ラジアル軸受とアンギュラ玉軸受の組合せなどが挙げられる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明のピニオン軸支持用軸受装置によれば、回転トルクを小さくでき、自動車の燃費が向上す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１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である。
【図２】図１のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図である。
【図３】図１のピニオン軸支持用軸受装置のコンパニオンフランジ側の転がり軸受の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるピニオン軸支持用軸受装置の変形例の部分拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２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である。
【図６】図５のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図である。
【図７】図５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である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるピニオン軸支持用軸受装置の変形例の部分拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２におけるピニオン軸支持用軸受装置の他の変形例の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３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である。
【図１１】図１０のピニオン軸支持用軸受装置の部分拡大断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３におけるピニオン軸支持用軸受装置の変形例の部分拡大断面図である。
【図１３】従来例におけるディファレンシャル装置の断面図である。
【符号の説明】
１ ディファレンシャルケース
２ 差動変速機構
２ａ リングギヤ
３ ピニオンギヤ
４ ピニオン軸
５ コンパニオンフランジ側の転がり軸受
６ ピニオンギヤ側の転がり軸受
７ コンパニオンフランジ（接続フランジ）
Claims (3)
- 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軸心方向に並設した一対の転がり軸受を装着してなるピニオン軸支持用軸受装置であって、
接続フランジ側の転がり軸受が、前記ピニオン軸に固定した内輪と、前記ケースに固定した外輪と、これら内外輪間に介装した玉群とからなる斜接玉軸受とし、
前記接続フランジ側の転がり軸受の内輪軌道の曲率半径Ｒｉ、外輪軌道の曲率半径Ｒｏ、玉の直径Ｂｄの関係が、
Ｒｉ＜Ｒｏ
０．５０２×Ｂｄ≦Ｒｉ≦０．５１２×Ｂｄ
０．５１０×Ｂｄ≦Ｒｏ≦０．５２０×Ｂｄ
を満たすことを特徴とするピニオン軸支持用軸受装置。 - 接続フランジ側の転がり軸受における玉と内外輪軌道との接触角θが、
３０°≦θ≦４５°
を満たすことを特徴とする請求項１記載のピニオン軸支持用軸受装置。 - 接続フランジ側の転がり軸受が、単列アンギュラ玉軸受またはタンデム型複列アンギュラ玉軸受であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のピニオン軸支持用軸受装置。
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