(57)【要約】【課題】オイルシールの気密性を損なうことなく、外輪に対する玉および保持器の組付け性を向上させる。【解決手段】内輪２２の小径外周２２ａから大径外周２２ｆへ外輪２３および内輪２２間を潤滑油が流れるようにした回転軸装置において、保持器２７の環状部２７ａは、軸方向に延びるオイルシール側内周２７ｅと、このオイルシール側内周２７ｅのオイルシール４０側の端部より外径方向に延びるオイルシール側端面２７ｆとを有し、内輪２２の外周に、軌道面２２ｃおよび大径外周２２ｆ間で、オイルシール側内周２７ｅに対し径方向に隙間を隔てて中径外周２２ｄを形成するとともに、オイルシール側端面２７ｆに対し軸方向に隙間を隔てて段面２２ｅを形成し、オイルシール側内周２７ｅおよび中径外周２２ｄ間に潤滑油が軸方向に流れる第１油路を形成し、オイルシール側端面２７ｆおよび段面２２ｅ間に潤滑油が外径方向に流れる第２油路を形成した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、このケーシングに設けられたアンギュラ玉軸受と、このアンギュラ玉軸受を介して回転可能に軸承された回転軸とからなり、
前記アンギュラ玉軸受は、前記ケーシングに取付けられた外輪と、前記回転軸に取付けられた内輪と、外輪および内輪間に配置された玉と、玉を回転可能に保持する保持器と、前記外輪の内周に嵌合されたオイルシールとからなり、
前記内輪の外周に、小径の小径外周と、前記玉が転動する軌道面と、前記オイルシールが摺接する大径の大径外周が順に形成され、
前記保持器は、環状の環状部と、この環状部から軸方向に延びる柱部とからなり、前記環状部および一対の前記柱部でポケットを形成し、
前記小径外周から大径外周へ前記外輪および前記内輪間を潤滑油が流れるようにした回転軸装置において、
前記環状部は、軸方向に延びるオイルシール側内周と、このオイルシール側内周の前記オイルシール側の端部より外径方向に延びるオイルシール側端面とを有し、
前記内輪の外周に、前記軌道面および前記大径外周間で、前記オイルシール側内周に対し径方向に隙間を隔てて中径外周を形成するとともに、前記オイルシール側端面に対し軸方向に隙間を隔てて段面を形成し、
前記オイルシール側内周および前記中径外周間に潤滑油が軸方向に流れる第１油路を形成し、前記オイルシール側端面および前記段面間に潤滑油が外径方向に流れる第２油路を形成したことを特徴とする回転軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸をアンギュラ玉軸受を介して回転可能に支持した回転軸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のディファレンシャル装置は、ピニオン軸の回転を、リングギヤ、ディファレンシャルギヤケース、遊星歯車を介して車軸に伝えている。図３（特許文献１）に示すように、前記ピニオン軸１００はケーシング１１０にアンギュラ玉軸受１２０を介して回転可能に支持され、ピニオン軸１００（回転軸）、アンギュラ軸受１２０、ケーシング１１０の一部から回転軸装置が構成される。
【０００３】
前記アンギュラ軸受１２０は、ケーシング１１０の取付け穴１１１に嵌合される外輪１２１と、外輪１２１の内周側に軸方向に２列配列された第１の内輪１２２、第２の内輪１２３と、外輪１２１および第１の内輪１２２間に配置された第１の玉１２４と、外輪１２１および第２の内輪１２３間に配置された第２の玉１２５と、第１の玉１２４を回転可能に保持する第１の保持器１２６と、第２の玉１２５を回転可能に保持する第２の保持器１２７とからなっている。
【０００４】
前記外輪１２１の一端内周にオイルシール１３０が嵌合固定され、オイルシール１３０の内周側に設けられた２つのリップ部１３１、１３２が前記第２の内輪１２３に対して回転可能に摺接している。このオイルシール１３０によって、ケーシング１１０内の潤滑油が外部へ漏れるのを防止している。
【０００５】
前記ケーシング１１０内の潤滑油は、前記アンギュラ軸受１２０に供給されるようになっている。すなわち、前記リングギヤによって掻き揚げられた潤滑油は、ケーシング１１０の潤滑油溝１１２と、外輪１２１の貫通穴１２１ａを経由して２列の玉１２４、１２５間へ供給され、アンギュラ軸受のポンプ作用によって内輪１２２、１２３の小径側から大径側へ送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記第２の保持器１２７は、環状の環状体１２７ａと、環状体１２７ａに対し軸方向に延びる爪１２７ｂとからなり、一対の爪１２７ｂおよび環状体１２７ａによって構成されるポケットに玉１２５が回転可能に保持されている。環状体１２７ａが玉１２５を挟んでオイルシール１３０と反対側に位置するため、玉１２５をポケットに保持させた状態で、玉１２５を外輪１２１に嵌め込むときに、玉１２５がポケットから外れやすい問題があった。
【０００８】
環状体１２７ａが玉１２５を挟んでオイルシール１３０側に位置すると、玉１２５をポケットに保持させた状態で、玉１２５を外輪１２１に嵌め込むときに、玉１２５がポケットから外れにくい。逆に、環状体１２７ａの内周および内輪１２３の大径外周１２３ｃ間の油路によって、前記リップ部１３１、１３２の内周へ潤滑油が供給されやすくなり、リップ部１３１、１３２をピニオン軸１００から離れる方向に浮き上がらせようとするため、オイルシール１３０の気密性が損なわれる。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、その目的は、オイルシールの気密性を損なうことなく、外輪に対する玉および保持器の組付け性を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、ケーシングと、このケーシングに設けられたアンギュラ玉軸受と、このアンギュラ玉軸受を介して回転可能に軸承された回転軸とからなり、前記アンギュラ玉軸受は、前記ケーシングに取付けられた外輪と、前記回転軸に取付けられた内輪と、外輪および内輪間に配置された玉と、玉を回転可能に保持する保持器と、前記外輪の内周に嵌合されたオイルシールとからなり、前記内輪の外周に、小径の小径外周と、前記玉が転動する軌道面と、前記オイルシールが摺接する大径の大径外周が順に形成され、前記保持器は、環状の環状部と、この環状部から軸方向に延びる柱部とからなり、前記環状部および一対の前記柱部でポケットを形成し、前記小径外周から大径外周へ前記外輪および前記内輪間を潤滑油が流れるようにした回転軸装置において、前記環状部は、軸方向に延びるオイルシール側内周と、このオイルシール側内周の前記オイルシール側の端部より外径方向に延びるオイルシール側端面とを有し、前記内輪の外周に、前記軌道面および前記大径外周間で、前記第１内周に対し径方向に隙間を隔てて中径外周を形成するとともに、前記オイルシール側端面に対し軸方向に隙間を隔てて段面を形成し、前記オイルシール側内周および前記中径外周間に潤滑油が軸方向に流れる第１油路を形成し、前記オイルシール側端面および前記段面間に潤滑油が外径方向に流れる第２油路を形成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、オイルシールの気密性を損なうことなく、外輪に対する玉および保持器の組付け性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の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】本発明の実施形態におけるディファレンシャル装置の回転軸装置の縦断面図
【図３】従来の回転軸装置の縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の回転軸装置を自動車のディファレンシャル装置に用いた実施形態を、図１および図２にもとづいて説明する。図１は、ディファレンシャル装置の縦断面図、図２は、ディファレンシャル装置の回転軸装置の縦断面図である。
【００１３】
図１において、自動車のディファレンシャル装置１０は、ケーシング１１を有し、このケーシング１１にリングギヤ１２が回転可能に軸支されている。また、ケージング１１にアンギュラ玉軸受２０を介してピニオン軸３０が回転可能に軸支されている。前記リングギヤ１２の回転軸線とピニオン軸３０の回転軸線は、互いに上下方向にずれ、直交している。
【００１４】
ピニオン軸３０の一端には、リングギヤ１２と噛合うピニオンギヤ３０ａが形成され、ピニオン軸２１の他端には、フランジ継手３１が固定されている。ピニオン軸３０のピニオンギヤ３０ａとフランジ継手３１間には、小径部３０ｂが形成され、この小径部３０ｂにアンギュラ玉軸受２０の第１の内輪２１と第２の内輪２２が嵌合されている。ケーシンング１１には、ピニオン軸３０と同軸に取付け穴１１ａが形成され、この取付け穴１１ａにアンギュラ玉軸受２０の外輪２３が嵌合されている。外輪２３と第１の内輪２１間には、複数の第１の玉２４が転動可能に配置され、これら第１の玉２４は円周方向に等間隔に配置されるよう第１の保持器２５に転動可能に保持されている。外輪２３と第２の内輪２２間には、複数の第２の玉２６が転動可能に配置され、これら第２の玉２６は円周方向に等間隔に配置されるよう第２の保持器２７に転動可能に保持されている。
【００１５】
前記ピニオン軸３０、フランジ継手３１、アンギュラ玉軸受２０、ケーシング１１の一部によって、回転軸装置が構成される。
【００１６】
図２に示すように前記第１の内輪２１の外周には、第１大径外周２１ｆ、第１の内輪側軌道面２１ｃ、第１傾斜面２１ｂ、第１小径外周２１ａが順に形成されている。第１大径外周２１ｆ、第１小径外周２１ａは、第１の内輪２１の軸線と平行な面を持つ。
【００１７】
前記第２の内輪２２の外周には、第２小径外周２２ａ、第２傾斜面２２ｂ、第２の内輪側軌道面２２ｃ、中径外周２２ｄ、段面２２ｅ、第２大径外周２２ｆが順に形成されている。第２小径外周２２ａ、中径外周２２ｄ、第２大径外周２２ｆは、第２の内輪２２の軸線と平行な面を持つ。段面２２ｅは、内輪２１、２２の軸線に対し垂直な面を持つ。
【００１８】
第１小径外周２１ａおよび第２小径外周２２ａ、第１大径外周２１ｆおよび中径外周２２ｄ、第２大径外周２２ｆの順に径が大きくなる。第１小径外周２１ａと第２小径外周２２ａは、同一径であり、第１大径外周２１ｆと中径外周２２ｄは、同一径である。
【００１９】
前記外輪２３の内周には、互いに軸方向に離間して第１の外輪側軌道面２３ａと第２の外輪側軌道面２３ｂが形成され、第１の外輪側軌道面２３ａと第２の外輪側軌道面２３ｂは、第１の内輪側軌道面２１ｃと第２の内輪側軌道面２２ｃよりも軸方向において内側に形成されている。前記第１の玉２４は、第１の内輪側軌道面２１ｃと第１の外輪側軌道面２３ａ上を転動し、前記第２の玉２６は、第２の内輪側軌道面２２ｃと第２の外輪側軌道面２３ｂ上を転動するようになっている。
【００２０】
前記第１の保持器２５は、リング状の第１環状部２５ａと、軸方向に延びる柱部２５ｂとからなる冠型保持器である。第１の保持器２５の内周には、第３傾斜面２５ｄと、第１内周２５ｃが順に形成されている。第１内周２５ｃは、第１の内輪２１と平行な面を持つ。柱部２５ｂは、円周方向に等間隔に設けられ、第１環状部２５ａと柱部２５ｂとで第１の玉２４を転動可能に保持する第１のポケットが形成されている。柱部２５ｂは、第１の玉２４を挿入するときに弾性変形によりポケットの挿入口が拡がる爪でもある。
【００２１】
前記第２の保持器２７は、リング状の第２環状部２７ａと、軸方向に延びる柱部２７ｂとからなる冠型保持器である。第２の保持器２７の内周には、第２内周２７ｃ、第４傾斜面２７ｄと、第３内周２７ｅが順に形成されている。第２内周２７ｃおよび第３内周２７ｅは、第２の内輪２２と平行な面を持つ。第２の保持器２７のオイルシール４０側の端面２７ｆは、第２の内輪２２の軸線に対し垂直な面を持つ。柱部２７ｂは、円周方向に等間隔に設けられ、第２環状部２７ａと柱部２７ｂとで第２の玉２６を転動可能に保持する第２のポケットが形成されている。柱部２７ｂは、第２の玉２６を挿入するときに弾性変形によりポケットの挿入口が拡がる爪でもある。
【００２２】
中径外周２２ｄおよび第３内周２７ｅ間には、第２の内輪２２の径方向の隙間を有し、第１油路を構成する。段面２２ｅおよび端面２７ｆ間には、第２の内輪２２の軸方向の隙間を有し、第２油路を構成する。第１油路によって、潤滑油は第２の内輪２２の軸方向に流れ、第２油路によって、潤滑油は第２の内輪２２の外径方向に流れる。
【００２３】
前記外輪２３のフランジ継手３１側の内周には、オイルシール４０が嵌合固定されている。オイルシール４０は、金属環４１、ゴム部４２、リング状のバンドとからなっている。ゴム部４２は、３つのリップ部４２ａ、４２ｂ、４２ｃを有する。第１のリップ部４２ａと第２のリップ部４２ｂは、第２の内輪２２の外周に回転可能に摺接し、第３のリップ部４２ｃは、フランジ継手３１の外周に嵌合固定されたプロテクタ５０の側面に回転可能に摺接する。第１のリップ部４２ａのみが前記バンドによって半径方向内方へ押付けられるようになっている。
【００２４】
図１および図２に示すように前記ケーシング１１には、取付け穴１１ａの上部に開口する油導入溝１１ｂが形成され、油導入溝１１ｂの一端はケーシング１１内部の空間１１ｃに開口している。空間１１ｃは、リングギヤ１２の回転を許容するとともに、潤滑油を貯留する役目を持っている。潤滑油は、リングギヤ１２の下からリングギヤ１２の直径の４分の１の深さまで入っている。またケーシング１１には、取付け穴１１ａの下部に開口する油戻り溝１１ｄが形成され、油戻り溝１１ｄの一端はケーシング１１内部の空間１１ｃに開口している。
【００２５】
前記外輪２３には、前記油導入溝１１ｂと対応する位置に半径方向に貫通するパス穴２３ｃが形成されている。パス穴２３ｃの内径側は、ピニオン軸３０の軸方向において、第１の内輪２１と第２の内輪２２間に対応する位置に開口している。また外輪２３には、前記油戻り溝１１ｄと対応する位置に貫通するパス穴２３ｄが形成されている。パス穴２３ｄの内径側は、ピニオン軸３０の軸方向において、第１環状部２５ａに対応する位置に開口している。
【００２６】
次に上述した構成にもとづいて、組付け動作を説明する。
【００２７】
第１の保持器２５の第１のポケットに第１の玉２４が嵌め込まれ、第２の保持器２７の第２のポケットに第２の玉２６が嵌め込まれる。外輪２０の軸方向一側より、外輪２０に第１の保持器２５に嵌め込まれた第１の玉２４が嵌め込まれ、第１の玉２４に第１の内輪２１が嵌め込まれ、第１の内輪２１にピニオン軸３０が嵌め込まれる。外輪２０の軸方向他側より、外輪２０に第２の保持器２７に嵌め込まれた第２の玉２６が嵌め込まれ、さらに外輪２０にオイルシール４０が嵌め込まれ、第２の内輪２２が第２の玉２６に嵌め込まれると同時にピニオン軸３０に嵌め込まれる。
【００２８】
フランジ継手３１の外周にプロテクタ５０が嵌合固定され、ピニオン軸２１の他端にフランジ継手３１が固定される。第１のリップ部４２ａと第２のリップ部４２ｂは、第２の内輪２２の外周に回転可能に摺接し、第３のリップ部４２ｃは、フランジ継手３１の外周に嵌合固定されたプロテクタ５０の側面に回転可能に摺接する。こうして組付けられた外輪２０を、ケーシング１１の取付け穴１１ａに嵌め込み、ケーシング１１にボルト等により固定される。
【００２９】
外輪２０に第２の保持器２７に嵌め込まれた第２の玉２６が嵌め込まれるときに、第２の保持器２７の第２環状部２７ａが柱部２７ｂに対してオイルシール４０側に位置しているため、第２の保持器２７から第２の玉２６が抜けることがない。
【００３０】
次に上述した構成にもとづいて、回転伝達動作を説明する。
【００３１】
ピニオン軸３０が回転すると、これに噛合するリングギヤ１２も回転する。リングギヤ１２の回転は、さらに図略のディファレンシャルギヤケース、遊星歯車を介して車軸に伝えられる。
【００３２】
次に上述した構成にもとづいて、潤滑油の流れを説明する。
【００３３】
ケーシング１１内部の空間１１ｃには、潤滑油がリングギヤ１２の下からリングギヤの直径の４分の１の深さまで入っている。リングギヤ１２の回転によって、貯留された潤滑油が掻き揚げられ、油導入溝１１ｂに導かれる。さらに、パス穴２３ｃを通って、第１の内輪２１と第２の内輪２２間に導かれる。ピニオン軸３０の回転によって、第１の内輪２１と第２の内輪２２がピニオン軸３０と同方向に同量回転し、第１の玉２４と第２の玉２６が公転しながらピニオン軸３０と同方向に回転する。また、第１の保持器２５と第２の保持器２７がピニオン軸３０と同方向に回転する。
【００３４】
この結果、アンギュラ玉軸受２０自体のポンプ作用により、第１の内輪２１において、小径側から大径側へ潤滑油が流れ、ケーシング１１内部の空間１１ｃへ導かれる。また、アンギュラ玉軸受２０自体のポンプ作用により、第２の内輪２２において、小径側から大径側へ潤滑油が流れ、さらにパス穴２３ｄ、油戻り溝１１ｄを経てケーシング１１内部の空間１１ｃへ戻される。小径側から大径側へ流れるときに、主に第２の保持器２７および第２の内輪２２間の空間を潤滑油が流れる。すなわち、外径側は第２の保持器２７の第２内周２７ｃ、第４傾斜面２７ｄと、第３内周２７ｅ、端面２７ｆに沿って流れ、内径側は第２の内輪２２の第２小径外周２２ａ、第２傾斜面２２ｂ、第２の内輪側軌道面２２ｃ、中径外周２２ｄ、段面２２ｅに沿って流れる。
【００３５】
中径外周２２ｄおよび第３内周２７ｅ間の第１油路によって、潤滑油は第２の内輪２２の軸方向に流れ、段面２２ｅおよび端面２７ｆ間の第２油路によって、潤滑油は第２の内輪２２の外径方向に流れる。このように、第１油路および第２油路によって、最後は外径方向の潤滑油の流れを作るため、リップ部４２ａ、４２ｂがピニオン軸３０から離れる方向に浮き上がらせようとする力が作用せず、オイルシール４０の気密性が損なわれることがない。
【００３６】
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。
【００３７】
上述した実施形態は、回転軸としてディファレンシャル装置１０のピニオン軸３０を適用した例について述べたが、回転軸として工作機械の横型マシニングセンタの主軸を適用しても良い。
【００３８】
さらに上述した実施形態は、回転軸としてディファレンシャル装置１０のピニオン軸３０を適用した例について述べたが、回転軸として自動車のトランスファー装置のピニオン軸を適用しても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１１：ケーシング、２０：アンギュラ玉軸受、２２：第２の内輪（内輪）、２２ａ：第２小径外周（小径外周）、２２ｃ：第２の内輪側軌道面（軌道面）、２２ｄ：中径外周、２２ｆ：第２大径外周（大径外周）、２２ｅ：段面、２３：外輪、２６：第２の玉（転動体）、２７：第２の保持器（保持器）、２７ａ：第２環状部（環状部）、２７ｂ：柱部、２７ｅ：第３内周（オイルシール側内周）、２７ｆ：端面（オイルシール側端面）、３０：ピニオン軸（回転軸）、４０：オイルシール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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