(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸と、軸方向に所定の間隔を隔てて上記軸に嵌合されている２つの円すいころ軸受と、一方の円すいころ軸受の内輪と他方の円すいころ軸受の内輪との間に嵌合された内輪間座と、一方の外輪の外周面と他方の外輪の外周面に嵌合されており、かつ、一方の外輪と他方の外輪の間で、一方の外輪の軸方向の端面と他方の外輪の軸方向の端面とに当接する内周凸部を含んだハウジングとを備えたデフピニオンの円すいころ軸受装置において、
上記ハウジングがアルミ合金で作製されている一方、上記内輪間座と２つの円すいころ軸受とが鋼で作製されていて、
使用温度が上下に変化したときに、上記ハウジングの軸方向寸法の増減に起因する上記円すいころ軸受のアキシャル隙間の減増量を、上記ハウジングの径方向寸法の増減に起因する上記円すいころ軸受のアキシャル隙間の増減量でもって相殺するように、上記ハウジングの内の上記２つの外輪の端面に挟まれた内周凸部の軸方向寸法Ｌ０と、上記円すいころ軸受のころと外輪との接触角θと、外輪とハウジングとの径方向の締め代Ｄとが設定されていることを特徴とするデフピニオンの円すいころ軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデフピニオンの円すいころ軸受装置において、
上記ハウジングの軸方向寸法Ｌ０と上記接触角θと上記締め代Ｄとを、次の（１）式と（２）式と（３）式を満足するような範囲に設定したことを特徴とするデフピニオンの円すいころ軸受装置。
４０ｍｍ≦Ｌ０≦６０ｍｍ          ………  （１）
１８°≦θ≦２５°                ………  （２）
３０μｍ  ≦Ｄ≦８０μｍ            ………  （３）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デフピニオン（差動小歯車）の円すいころ軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デフピニオンの円すいころ軸受装置としては、軸とハウジングとの間に軸方向に所定の間隔を隔てて２つの円すいころ軸受を配置したものがある。上記ハウジングは径方向内方に突き出した内周凸部を有し、この内周凸部が上記２つの円すいころ軸受の２つの外輪の間に嵌合して間座の役目を果たしている。また、上記２つの円すいころ軸受の内輪の間には、内輪間座が嵌合されている。従来、軸とハウジングおよび２つの円すいころ軸受は鋼製である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、軽量化の目的で、上記ハウジングを鋼製からアルミ合金製に変えることが検討されている。
【０００４】
しかし、上記ハウジングをアルミ合金製にした場合には、ハウジングの線膨張係数が軸や軸受や内輪間座の線膨張係数よりも大きなことに起因して、使用温度の上下変動により、円すいころ軸受のアキシャル隙間が増減して、予圧不足で円すいころ軸受にガタが発生したり、予圧過大で焼き付いたりするという問題がある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、使用温度の変化による円すいころ軸受の予圧不足や予圧過大を招くことなく、ハウジングをアルミ合金製にして軽量化することができるデフピニオンの円すいころ軸受装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のデフピニオンの円すいころ軸受装置は、軸と、軸方向に所定の間隔を隔てて上記軸に嵌合されている２つの円すいころ軸受と、一方の円すいころ軸受の内輪と他方の円すいころ軸受の内輪との間に嵌合された内輪間座と、一方の外輪の外周面と他方の外輪の外周面に嵌合されており、かつ、一方の外輪と他方の外輪の間で、一方の外輪の軸方向の端面と他方の外輪の軸方向の端面とに当接する内周凸部を含んだハウジングとを備えたデフピニオンの円すいころ軸受装置において、上記ハウジングがアルミ合金で作製されている一方、上記内輪間座と２つの円すいころ軸受とが鋼で作製されていて、使用温度が上下に変化したときに、上記ハウジングの軸方向寸法の増減に起因する上記円すいころ軸受のアキシャル隙間の減増量を、上記ハウジングの径方向寸法の増減に起因する上記円すいころ軸受のアキシャル隙間の増減量でもって相殺するように、上記ハウジングの内の上記２つの外輪の端面に挟まれた内周凸部の軸方向寸法Ｌ０と、上記円すいころ軸受のころと外輪との接触角θと、外輪とハウジングとの径方向の締め代Ｄとが設定されていることを特徴としている。
【０００７】
したがって、この請求項１の発明によれば、使用温度の変化による円すいころ軸受の予圧不足や予圧過大を招くことなく、ハウジングをアルミ合金製にして軽量化することができる。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のデフピニオンの円すいころ軸受装置において、上記ハウジングの軸方向寸法Ｌ０と上記接触角θと上記締め代Ｄとを、次の（１）式と（２）式と（３）式を満足するような範囲に設定したことを特徴としている。
【０００９】
４０ｍｍ≦Ｌ０≦６０ｍｍ          ………  （１）
１８°≦θ≦２５°              ………  （２）
３０μｍ≦Ｄ≦８０μｍ            ………  （３）
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１０】
図１に、この発明のデフピニオンの円すいころ軸受装置の実施の形態の要部断面を示す。この円すいころ軸受装置は、軸１とアウター側の円すいころ軸受２とインナー側の円すいころ軸受３と内輪間座５とハウジング６とを有している。
【００１１】
上記ハウジング６はアルミ合金製であり、軸１と円すいころ軸受２および３と内輪間座５は鋼製である。
【００１２】
上記軸１は、小径部７と大径部８とを有している。この小径部７には上記アウター側の円すいころ軸受２が締まり嵌めされている。また、上記大径部８にはインナー側の円すいころ軸受３が締まり嵌めされている。この円すいころ軸受２の内輪１０の小径部１１の軸方向端面１１ａと、上記円すいころ軸受３の内輪１２の小径部１３の軸方向端面１３ａとは対面している。そして、上記軸方向端面１１ａと１３ａに端面５ａと５ｂとが当接するように、内輪間座５が軸１に嵌合されている。
【００１３】
また、円すいころ軸受２の外輪１５は、上記ハウジング６のアウター側の内周面６ａに押圧されており、ハウジング６に対して締まり嵌めされている。また、円すいころ軸受３の外輪１６は、上記ハウジング６のインナー側の内周面６ｂに押圧されており、ハウジング６に対して締まり嵌めされている。そして、上記外輪１５の厚肉部１７の軸方向端面１７ａと上記外輪１６の厚肉部１８の軸方向端面１８ａとは対面している。そして、上記ハウジング６の径方向内方に突き出している円環形状の内周凸部２０が外輪１５と１６との間に嵌合していて、内周凸部２０の軸方向端面２０ａと２０ｂは、外輪１５の軸方向端面１７ａと外輪１６の軸方向端面１８ａに当接している。
【００１４】
上記構成のデフピニオンの円すいころ軸受装置は、ハウジング６がアルミ合金製であるのに対して、軸１と円すいころ軸受２，３と内輪間座５が鋼製であるから、軸１や円すいころ軸受２，３や内輪間座５の線膨張係数よりも、ハウジング６の線膨張係数の方が大きい。具体的には、ハウジング６の線膨張係数は約２０．０〔１０−６／ｄｅｇ〕であり、軸１や軸受２，３の線膨張係数は約１１．２〔１０−６／ｄｅｇ〕である。
【００１５】
したがって、周囲温度が上昇すると、上記ハウジング６のアウター側の内周面６ａは円すいころ軸受２の外輪１５に対して緩み、ハウジング６のインナー側の内周面６ｂは円すいころ軸受３の外輪１６に対して緩む。この緩みは、円すいころ軸受２と３のアキシャル隙間ＡＣ２とＡＣ３を増加させる方向に働く。そして、ころ２１と外輪１５との接触角θ１が小さいほど、上記緩み量に対するアキシャル隙間ＡＣ２の増加量が大きく、ころ２２と外輪１６との接触角θ２が小さいほど、上記緩み量に対するアキシャル隙間ＡＣ３の増加量が大きい。なお、接触角とは、軸方向に対する外輪の軌道面の傾斜角度である。
【００１６】
また、上記周囲温度の上昇によって、上記ハウジング６の内周凸部２０の端面２０ａは円すいころ軸受２の外輪１５の厚肉部１７の軸方向端面１７ａに対して締まり、上記内周凸部２０の端面２０ｂは円すいころ軸受３の外輪１６の厚肉部１８の軸方向端面１８ａに対して締まる。この締まりは、円すいころ軸受２と３のアキシャル隙間ＡＣ２とＡＣ３を減少させる方向に働く。
【００１７】
また、周囲温度が下降したときには、上述とは逆に、ハウジング６の外輪１５，１６に対する径方向の締まりに起因してアキシャル隙間ＡＣ２，ＡＣ３が減少し、ハウジング６の内周凸部２０の外輪１５，１６に対する軸方向の緩みに起因してアキシャル隙間ＡＣ２，ＡＣ３が増加する。
【００１８】
このように、周囲温度が変化したときに、アキシャル隙間ＡＣ２とＡＣ３とを増加させる要因と、減少させる要因とがあるから、この増加量と減少量とを拮抗させるように、上記増加要因と減少要因とを設定することによって、温度変化した時にアキシャル隙間ＡＣ２とＡＣ３が変化しないようにすることができる。
【００１９】
具体的には、上記要因としては、上記２つの外輪１５と１６に挟まれた内周凸部２０の軸方向の寸法Ｌ０と、外輪１５とハウジング６との径方向の締め代Ｄ１と、外輪１６とハウジング６との径方向の締め代Ｄ２、さらには、上記接触角θ１，θ２がある。上記内周凸部２０の軸方向の寸法Ｌ０が大きいほど、周囲温度の増加に対するアキシャル隙間ＡＣ２およびＡＣ３の増加量が大きくなる。また、上記締め代Ｄ１が大きいほど、周囲温度の増加に対するアキシャル隙間ＡＣ２の減少量が大きくなる。また、締め代Ｄ２が大きいほど、周囲温度の増加に対するアキシャル隙間ＡＣ３の減少量が大きくなる。
【００２０】
また、ころ２１と外輪１５との接触角θ１が大きいほど、ハウジング６の径方向への拡大（周囲温度の増加による）に起因するアキシャル隙間ＡＣ２の増加量が小さくなる。また、ころ２２と外輪１６との接触角θ２が大きいほど、ハウジング６の径方向への拡大（周囲温度の増加による）に起因するアキシャル隙間ＡＣ３の増加量が小さくなる。
【００２１】
したがって、たとえば、上記内周凸部２０の軸方向の寸法Ｌ０の増加に起因するＡＣ２とＡＣ３の減少量に、締め代Ｄ１とＤ２の減少に起因するＡＣ２とＡＣ３の増加量が略等しくなるように、上記Ｌ０，Ｄ１，Ｄ２および接触角θ１とθ２を設定することによって、使用温度が変化してもアキシャル隙間ＡＣ２，ＡＣ３が変化することを防止することができる。したがって、使用温度の変化による円すいころ軸受２および３が予圧不足や予圧過大になることを防止できる。したがって、この形態によれば、予圧不足によるガタや予圧過大による焼付を招くことなく、ハウジング６をアルミ合金製にして軽量化することができる。
【００２２】
次に、上記要因としての上記２つの外輪１５と１６に挟まれた内周凸部２０の軸方向の寸法Ｌ０と、外輪１５とハウジング６との径方向の締め代Ｄ１と、外輪１６とハウジング６との径方向の締め代Ｄ２、さらには、上記接触角θ１，θ２の具体的な設定数値を説明する。
【００２３】
この実施の形態では、上記内周凸部２０の軸方向の寸法Ｌ０を５８ｍｍとし、上記締め代Ｄ１を３１μｍ〜８０μｍとし、上記締め代Ｄ２を３１〜８０μｍとした。更には、上記接触角θ１を２０°とし、上記接触角θ２を２０°とした。そして、この実施の形態の円すいころ軸受装置の周囲温度の変化（０℃〜１２０℃）に対するアキシャル隙間ＡＣ２とＡＣ３の変動値を、図２に示す。この図２に示されたような、アキシャル隙間の変動範囲では、予圧不足でガタが発生することがなく、かつ、予圧過大で焼き付くことがない。
【００２４】
尚、上記実施の形態では、凸部２０の軸方向の寸法Ｌ０を５８ｍｍとし、締め代Ｄ１を３１〜８０μｍとし、締め代Ｄ２を３１〜８０μｍとし、接触角θ１を２０°とし、接触角θ２を２０°としたが、凸部２０の軸方向の寸法Ｌ０が次の（１）式を満足しており、締め代Ｄ１，Ｄ２が次の（２）式を満足しており、接触角θ１，θ２が次の（３）式を満足していればよい。このように設定すれば、上述の周囲温度の変化に対するアキシャル隙間ＡＣ２とＡＣ３の変動量を、予圧不足や予圧過大を招かないような値に抑えることができる。上記式（１），（２），（３）の１つでも満足しない場合には、予圧不足や予圧過大になることが実験により分かった。なお、外輪とハウジングとの嵌め合いの隙間減少率Ｋｅは０．２ないし０．３を選んだ。
【００２５】
４０ｍｍ≦Ｌ０≦６０ｍｍ        ………  （１）
１８°≦θ≦２５°            ………  （２）
３０μｍ  ≦Ｄ≦８０μｍ          ………  （３）
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明のデフピニオンの円すいころ軸受装置は、軸と、軸方向に所定の間隔を隔てて上記軸に嵌合されている２つの円すいころ軸受と、一方の円すいころ軸受の内輪と他方の円すいころ軸受の内輪との間に嵌合された内輪間座と、一方の外輪の外周面と他方の外輪の外周面に嵌合されており、かつ、一方の外輪と他方の外輪との間で一方の外輪の軸方向の端面と他方の外輪の軸方向の端面とに当接する内周凸部を含んだハウジングとを備えたデフピニオンの円すいころ軸受装置において、上記ハウジングがアルミ合金で作製されている一方、上記内輪間座と２つの円すいころ軸受とが鋼で作製されていて、使用温度が上下に変化したときに、上記ハウジングの軸方向寸法の増減に起因する上記円すいころ軸受のアキシャル隙間の減増量を、上記ハウジングの径方向寸法の増減に起因する上記円すいころ軸受のアキシャル隙間の増減量でもって相殺するように、上記ハウジングの内の上記２つの外輪の端面に挟まれた内周凸部の軸方向寸法Ｌ０と、上記円すいころ軸受のころと外輪との接触角θと、外輪とハウジングとの径方向の締め代Ｄとが設定されている。
【００２６】
したがって、この請求項１の発明によれば、使用温度の変化による円すいころ軸受の予圧不足や予圧過大を招くことなく、ハウジングをアルミ合金製にして軽量化することができる。
【００２７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のデフピニオンの円すいころ軸受装置において、上記ハウジングの軸方向寸法Ｌ０と上記接触角θと上記締め代Ｄとを、次の（１）式と（２）式と（３）式を満足するような範囲に設定している。
【００２８】
４０ｍｍ≦Ｌ０≦６０ｍｍ        ………  （１）
１８°≦θ≦２５°            ………  （２）
３０μｍ  ≦Ｄ≦８０μｍ          ………  （３）
この請求項２の発明によれば、周囲温度の変化に対する円すいころ軸受のアキシャル隙間の変動量を、予圧不足や予圧過大を招かないような値に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のデフピニオンの円すいころ軸受装置の実施の形態の要部断面図である。
【図２】上記実施の形態において、周囲温度の変化に対するアキシャル隙間の変化量を表す特性図である。
【符号の説明】
１…軸、２，３…円すいころ軸受、５…内輪間座、６…ハウジング、
６ａ，６ｂ…内周面、７…小径部、８…大径部、１０，１２…内輪、
１１…小径部、１１ａ…軸方向端面、１３…小径部、
１３ａ…軸方向端面、１５，１６…外輪、１７…厚肉部、
１７ａ…軸方向端面、１８…厚肉部、１８ａ…軸方向端面、
２０…内周凸部、２１，２２…ころ。
【図１】
0003623309.tif 000002
【図２】
0003623309.tif 000003