JP2007315566A

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

Info

Publication number: JP2007315566A
Application number: JP2006148483A
Authority: JP
Inventors: Motoji Kawamura; 基司河村; Kunihiko Yokota; 邦彦横田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-12-06

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_０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_０（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_０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_０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_１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_２としたとき、Ｌ_１よりもＬ_２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_１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_２よりも小さい（Ｄ_１＜Ｄ_２）。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_１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_２とすると、Ｌ_１よりもＬ_２の方が大きい（Ｌ_１＜Ｌ_２）。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_２−Ｌ_１）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_０が内装されたディファレンシャル装置Ｅ_０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

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。
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。
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_１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_２としたとき、Ｌ_１よりもＬ_２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。
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。
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。
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。