(57)【要約】【課題】潤滑油の攪拌抵抗を抑えるとともに転がり軸受の焼付きを防止できる回転軸装置の潤滑構造を提供する。【解決手段】一対の転がり軸受２０、３０間に油導入空間６３を形成し、この油導入空間６３を一対の転がり軸受２０、３０のうち油溜まり空間１３側の転がり軸受３０の外輪３１および内輪３２間を介してのみ油溜まり空間１３に連通させ、一対の転がり軸受２０、３０のうち油溜まり空間１３側の転がり軸受３０の外輪３１の内周に油導入空間６３から油溜まり空間１３に向かって外径側へ傾斜した外輪用傾斜面３１ａを形成し、一対の転がり軸受２０，３０のうち油溜まり空間１３側の転がり軸受３０の内輪３２の外周に油導入空間６３から油溜まり空間１３に向かって外径側へ傾斜した内輪用傾斜面３２ａを形成し、一方が油導入空間６３の下面に開口し、他方が油溜まり空間１３の潤滑油の液面よりも下方に開口する油供給通路７０をハウジング１１に設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内部に油溜まり空間および軸受空間を形成し、この軸受空間に一対の転がり軸受を設け、前記一対の転がり軸受を介して前記ハウジングに回転軸を回転可能に軸承し、前記一対の転がり軸受は、リング状の外輪と、この外輪の内側に配置されるリング状の内輪と、前記外輪および前記内輪間を転動する複数の転動体とを有し、前記油溜まり空間の一部に潤滑油を貯留させ、この潤滑油を前記外輪および前記内輪間へ供給することにより前記転がり軸受を潤滑するようにした回転軸装置の潤滑構造において、
前記一対の転がり軸受を前記回転軸の軸線方向に互いに離間して配置するとともに、前記一対の転がり軸受間に油導入空間を形成し、この油導入空間を前記一対の転がり軸受のうち前記油溜まり空間側の転がり軸受の前記外輪および前記内輪間を介してのみ前記油溜まり空間に連通させ、前記一対の転がり軸受のうち前記油溜まり空間側の転がり軸受の前記外輪の内周に前記油導入空間から前記油溜まり空間に向かって外径側へ傾斜した外輪用傾斜面を形成し、前記一対の転がり軸受のうち前記油溜まり空間側の転がり軸受の前記内輪の外周に前記油導入空間から前記油溜まり空間に向かって外径側へ傾斜した内輪用傾斜面を形成し、一方が前記油導入空間の下面に開口し、他方が前記油溜まり空間の潤滑油の液面よりも下方に開口する油供給通路を前記ハウジングに設け、前記油溜まり空間に注入された潤滑油の液面高さを、前記外輪用傾斜面の最も低い位置以上にしたことを特徴とする回転軸装置の潤滑構造。
【請求項２】
前記一対の転がり軸受のうち前記油溜まり空間側の転がり軸受は、前記転動体として円すいころを使用した円すいころ軸受であり、前記外輪用傾斜面は、前記円すいころが転動する外輪用軌道面であり、前記内輪用傾斜面は、前記円すいころが転動する内輪用軌道面であることを特徴とする請求項１に記載の回転軸装置の潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を回転可能に軸承する転がり軸受へ、油溜まり空間に貯留された潤滑油を供給するようにした回転軸装置の潤滑構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に示すように、自動車のディファレンシャル装置１００は、ディファレンシャルケース１０１に設けられた油溜まり１０２の潤滑油を、リングギヤ１１０で掻き揚げ、掻き揚げられた潤滑油をディファレンシャルケース１０１の給油通路１０３へ導き、さらに、軸受ケース１２０の導入口１２１、油導入空間１２２を経て一対の円すいころ軸受１３０、１３１に導いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１５９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記リングギヤ１１０の回転数は、自動車の車速に応じて変化する。リングギヤ１１０の回転数が高いと、リングギヤ１１０によって掻き揚げられた潤滑油が広い角度範囲に渡って飛散し、リングギヤ１１０の回転数が低いと、リングギヤ１１０によって掻き揚げられた潤滑油が狭い角度範囲に渡って飛散する。前記角度範囲において、最も大量に飛散する方向があり、その方向がリングギヤ１１０の回転数に応じて変化する。大量に飛散する方向と、給油通路１０３の方向とが一致すると、必要以上の潤滑油が円すいころ軸受１３０、１３１に供給され、攪拌抵抗が上昇する。逆に、大量に飛散する方向と、給油通路１０３の方向とが一致しないと、円すいころ軸受１３０、１３１へ供給される潤滑油の量が必要以下となり、円すいころ軸受１３０、１３１の焼付きが発生しやすい。
【０００５】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、潤滑油の攪拌抵抗を抑えるとともに転がり軸受の焼付きを防止した回転軸装置の潤滑構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、ハウジング内部に油溜まり空間および軸受空間を形成し、この軸受空間に一対の転がり軸受を設け、前記一対の転がり軸受を介して前記ハウジングに回転軸を回転可能に軸承し、前記一対の転がり軸受は、リング状の外輪と、この外輪の内側に配置されるリング状の内輪と、前記外輪および前記内輪間を転動する複数の転動体とを有し、前記油溜まり空間の一部に潤滑油を貯留させ、この潤滑油を前記外輪および前記内輪間へ供給することにより前記転がり軸受を潤滑するようにした回転軸装置の潤滑構造において、前記一対の転がり軸受を前記回転軸の軸線方向に互いに離間して配置するとともに、前記一対の転がり軸受間に油導入空間を形成し、この油導入空間を前記一対の転がり軸受のうち前記油溜まり空間側の転がり軸受の前記外輪および前記内輪間を介してのみ前記油溜まり空間に連通させ、前記一対の転がり軸受のうち前記油溜まり空間側の転がり軸受の前記外輪の内周に前記油導入空間から前記油溜まり空間に向かって外径側へ傾斜した外輪用傾斜面を形成し、前記一対の転がり軸受のうち前記油溜まり空間側の転がり軸受の前記内輪の外周に前記油導入空間から前記油溜まり空間に向かって外径側へ傾斜した内輪用傾斜面を形成し、一方が前記油導入空間の下面に開口し、他方が前記油溜まり空間の潤滑油の液面よりも下方に開口する油供給通路を前記ハウジングに設け、前記油溜まり空間に注入された潤滑油の液面高さを、前記外輪用傾斜面の最も低い位置以上にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１によれば、内輪用傾斜面の回転によるポンプ作用によって油溜まり空間の潤滑油を油供給通路を介して油導入空間へ汲み上げることができる。内輪用傾斜面の回転数の増加につれて汲み上げられる潤滑油が増加するので、必要以上に潤滑油が供給されたり、潤滑油が不足することが無くなり、潤滑油の攪拌抵抗を抑えるとともに転がり軸受の焼付きを防止できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記一対の転がり軸受のうち前記油溜まり空間側の転がり軸受は、前記転動体として円すいころを使用した円すいころ軸受であり、前記外輪用傾斜面は、前記円すいころが転動する外輪用軌道面であり、前記内輪用傾斜面は、前記円すいころが転動する内輪用軌道面であることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２によれば、内輪用軌道面が内輪の軸線に対し傾斜した真っ直ぐな面であるので、潤滑油がスムーズに流れ、潤滑油の攪拌抵抗を抑えるとともに転がり軸受の焼付きをより防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、内輪用傾斜面の回転によるポンプ作用によって油溜まり空間の潤滑油を油供給通路を介して油導入空間へ汲み上げることができる。内輪用傾斜面の回転数の増加につれて汲み上げられる潤滑油が増加するので、必要以上に潤滑油が供給されたり、潤滑油が不足することが無くなり、潤滑油の攪拌抵抗を抑えるとともに転がり軸受の焼付きを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態におけるディファレンシャル装置の縦断面図
【図２】本発明の一実施形態における図１の一部拡大縦断面図
【図３】従来のディファレンシャル装置の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一例である実施形態を、図１乃至図２にもとづいて説明する。図１は、自動車のディファレンシャル装置の縦断面図、図２は、図１の一部拡大断面図である。
【００１３】
図１において、自動車のディファレンシャル装置１０は、ディファレンシャルケース１１と、このディファレンシャルケース１１に回転可能に軸支されたリングギヤ５０と、ディファレンシャルケース１１に一体的に設けられた略円筒状の軸受ケース６０と、この軸受ケース６０に保持された一対の円すいころ軸受２０、３０と、一対の円すいころ軸受２０、３０に回転可能に軸支されたピニオン軸４０とを有している。前記リングギヤ５０の回転軸線とピニオン軸４０の回転軸線は、互いに立体的に交差している。
【００１４】
前記軸受ケース６０にはピニオン軸４０の軸線方向に貫通した貫通穴６１が形成され、この貫通穴６１は、リングギヤ５０側から順に、第２の保持穴６２、油導入空間６３、第１の保持穴６４を有する。第２の保持穴６２および油導入空間６３間には第２の段部６６を有し、第１の保持穴６４および油導入空間６３間には第１の段部６７を有する。
【００１５】
第１の円すいころ軸受２０は、第１の段部６７に当接する位置まで第１の保持穴６４に嵌合保持され、第１の円すいころ軸受２０は、外輪２１、内輪２２、円すいころ２３を有する。第２の円すいころ軸受３０は、第２の段部６６に当接する位置まで第２の保持穴６２に嵌合保持され、第２の円すいころ軸受３０は、外輪３１、内輪３２、円すいころ３３を有する。
【００１６】
外輪２１の内周には円すいころ２３が転動する外輪用軌道面２１ａが形成され、内輪２２の外周には円すいころ２３が転動する内輪用軌道面２２ａが形成されている。外輪用軌道面２１ａは、内輪２２の軸線に対し傾斜した真っ直ぐな面を有し、内輪用軌道面２２ａは、内輪２２の軸線に対し傾斜した真っ直ぐな面を有する。内輪２２の軸線に対する傾斜角度は、外輪用軌道面２１ａの方が内輪用軌道面２２ａに比べて大きい。
【００１７】
外輪３１の内周には円すいころ３３が転動する外輪用軌道面３１ａが形成され、内輪３２の外周には円すいころ３３が転動する内輪用軌道面３２ａが形成されている。外輪用軌道面３１ａは、内輪３２の軸線に対し傾斜した真っ直ぐな面を有し、内輪用軌道面３２ａは、内輪３２の軸線に対し傾斜した真っ直ぐな面を有する。内輪３２の軸線に対する傾斜角度は、外輪用軌道面３１ａの方が内輪用軌道面３２ａに比べて大きい。
【００１８】
第１の円すいころ軸受２０は、内輪２２の小径側が油導入空間６３側となるように配置され、第２の円すいころ軸受３０は、内輪３２の小径側が油導入空間６３側となるように配置されている。
【００１９】
ピニオン軸４０のリングギヤ５０側の一端には、リングギヤ５０と噛合うピニオン４１が形成され、ピニオン軸４０の他端には、フランジ継手４２がナット４３を介して固定されている。ピニオン軸４０の外周には、内輪２２および内輪３２間で間座５１が嵌装されている。内輪３２のリングギヤ５０側の端面にはピニオン軸４０の段部４４が当接し、内輪２２、３２の油導入空間６３側の端面には間座５１が当接し、内輪２２のリングギヤ５０と反対側の端面には、フランジ継手４２が当接し、前記ナット４３の締め付け加減で、一対の円すいころ軸受２０、３０にかかる予圧が調整できるようになっている。前記第１の保持穴６４には、オイルシール５２が嵌合固定され、オイルシール５２のリップがフランジ継手４２の外周を摺接するようになっている。
【００２０】
前記ディファレンシャルケース１１の内部には、リングギヤ５０およびピニオン４１が回転する作動空間１２が設けられ、作動空間１２の下部には、潤滑油を貯留する第１の油溜まり１３が設けられている。油導入空間６３の下部には、潤滑油を貯留する第２の油溜まり６９が設けられている。
【００２１】
軸受ケース６０には、一端が第１の油溜まり１３の側面に開口し、他端が第２油溜まり６９の下面に開口する油供給通路７０が形成されている。また軸受ケース６０には、一端が第１の油溜まり１３の側面に開口し、他端が第１の保持穴６４の下面に開口する油排出通路７１が形成されている。
【００２２】
ディファレンシャル装置１０は、ピニオン軸４０が水平軸線に対し傾斜した状態、すなわち円すいころ軸受３０に対し円すいころ軸受２０が持ち上がった状態で設置される。外輪用軌道面３１ａには、円周方向における最も低い角度位置があり、この低い角度位置において軸方向における最も低い位置がある。この最も低い位置を越える位置まで、第１の油溜まり１３に潤滑油を注入する（図２）。また外輪用軌道面３１ａには、円周方向における最も低い角度位置があり、この低い角度位置において軸方向における最も高い位置がある。この最も高い位置に達しない位置まで、第１の油溜まり１３に潤滑油を注入する。こうすれば、外輪用軌道面３１ａの空気の連れ回りによるポンプ作用により、外輪３１および内輪３２間を介して油導入空間６３から第１の油溜まり１３へ潤滑油を送ることができ、潤滑油の攪拌抵抗を小さくできる。
【００２３】
潤滑油の攪拌抵抗が大きくなるが、ポンプ作用が機能する以下に述べる位置まで、潤滑油を注入しても良い。外輪用軌道面３１ａには、円周方向における最も高い角度位置があり、この高い角度位置において軸方向における最も低い位置がある。この最も低い位置に達しない位置、すなわち外輪用軌道面３１ａおよび内輪用軌道面３２ａ間の空間を塞がない位置まで第１の油溜まり１３に潤滑油を注入することも可能である。
【００２４】
外輪用軌道面３１ａには、円周方向における最も低い角度位置があり、この低い角度位置において軸方向における最も高い位置がある。外輪用軌道面２１ａには、円周方向における最も低い角度位置があり、この低い角度位置において軸方向における最も高い位置がある。ピニオン軸４０が水平軸線に対し傾斜した状態において、外輪用軌道面３１ａの最も低い角度位置における軸方向の最も高い位置が、外輪用軌道面２１ａの最も低い角度位置における軸方向の最も高い位置と等しくなるように、一対の円すいころ軸受２０、３０を選定する。こうすれば、第２の油溜まり６９の潤滑油の液面が、外輪用軌道面３１ａの最も低い角度位置における軸方向の最も高い位置と、外輪用軌道面２１ａの最も低い角度位置における軸方向の最も高い位置に一致する。
【００２５】
次に上述した構成にもとづいて、動作を説明する。
【００２６】
ディファレンシャル装置１０を、ピニオン軸４０が水平軸線に対し傾斜した状態、すなわち円すいころ軸受３０に対し円すいころ軸受２０が持ち上がった状態で設置する。外輪用軌道面３１ａの円周方向における最も低い角度位置で、軸方向における最も低い位置から最も高い位置までの範囲内に液面が来るように、第１の油溜まり１３に潤滑油を注入する。
【００２７】
かかる状態で、ピニオン軸４０が回転すると、これに噛合するリングギヤ５０が回転する。リングギヤ５０の一部が第１の油溜まり１３の潤滑油に浸かっており、この潤滑油がリングギヤ５０およびピニオン４１間に介在することによって、リングギヤ５０およびピニオン４１間の噛合いが滑らかになる。
【００２８】
ピニオン軸４０とともに内輪２２、３２が回転し、内輪用軌道面２２ａ、３２ａによって空気が連れ回りし、油導入空間６３内の空気が排出されることによって、油導入空間６３内の圧力が作動空間１２内の圧力に比べて低くなる。この結果、第１の油溜まり１３の潤滑油が、油供給通路７０を介して第２の油溜まり６９へ流入し、一方は外輪３１および内輪３２間を経て作動空間１２へ戻され、他方は外輪２１および内輪２２間、油排出通路７１を経て作動空間１２へ戻される。
【００２９】
こうして、外輪用軌道面２１ａ、３１ａに潤滑油が供給され、円すいころ２３、３３を介して内輪用軌道面２２ａ、３２ａに潤滑油が供給される。円すいころ２３、３３の転動による外輪用軌道面２１ａ、３１ａおよび内輪用軌道面２２ａ、３２ａの摩耗を減らすことができ、温度上昇を抑えることができる。
【００３０】
内輪用軌道面２２ａ、３２ａによって空気が連れ回ることによるポンプ作用であるので、潤滑油が必要以上に多くなることがなく、潤滑油の攪拌抵抗を減らすことができる。また、必要以上の潤滑油を確保でき、軌道面の焼付きを防止できる。内輪用軌道面２２ａ、３２ａは、内輪２２、３２の軸線に対し傾斜した真っ直ぐな面であるので、潤滑油がスムーズに流れ、軌道面の焼付きをより一層防止できる。
【００３１】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００３２】
上述した実施形態は、転がり軸受２０、３０として円すいころ軸受を用いた例について述べた。他の実施形態として、転がり軸受２０、３０としてアンギュラ玉軸受を用いても良い。
【００３３】
上述した実施形態は、回転軸装置としてディファレンシャル装置を適用した例について述べた。他の実施形態として、回転軸装置として工作機械の主軸装置を適用しても良い。
【符号の説明】
【００３４】
１１：ディファレンシャルケース（ハウジング）、１３：第１の油溜まり（油溜まり空間）、２０：第１の円すいころ軸受（転がり軸受）、２１：外輪、２１ａ：外輪用軌道面（外輪用傾斜面）、２２：内輪、２２ａ：内輪用軌道面（内輪用傾斜面）、２３：円すいころ（転動体）、３０：第２の円すいころ軸受（転がり軸受）、３１：外輪、３１ａ：外輪用軌道面（外輪用傾斜面）、３２：内輪、３２ａ：内輪用軌道面（内輪用傾斜面）、３３：円すいころ（転動体）、５０：リングギヤ、４０：ピニオン軸、４１：ピニオン、６０：軸受ケース（ハウジング）、６１：貫通穴（軸受空間）、６３：油導入空間、６８：導入口、６９：第２の油溜まり、７０：油供給通路、７１：油排出通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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