(57)【要約】【課題】  ピニオン軸に配置された二つの転がり軸受のうちでピニオンギヤ側と反対側の第１転がり軸受が焼き付かない車両用ピニオン軸支持装置を提供すること。【解決手段】  ピニオン軸１上に、第１円錐ころ軸受５を配置すると共に、第１円錐ころ軸受５のピニオンギヤ２側に第２円錐ころ軸受６を配置する。第１円錐ころ軸受５の外輪２４と内輪２８との間における軸方向の両側の開口にオイルエアを噴霧するオイルエア供給装置を設置すると共に、第１円錐ころ軸受５の外輪２４と内輪２８との間における上記軸方向の一方の開口付近にオイルを滴下するオイル滴下装置を設置する。マイコンが、ケース８の温度が所定温度以下であると判定すると、上記オイルエア供給装置は、第１円錐ころ軸受５にオイルエアを噴霧し、上記オイル滴下装置は、第１円錐ころ軸受５にオイルを供給するようになっている。【選択図】  図１
2006234105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
上記ケース内に設けられた差動機構と、
上記差動機構のリングギヤと噛み合うピニオンギヤを有するピニオン軸と、
上記ピニオン軸を回転自在に支持すると共に、第１内輪、第１外輪および第１転動体を有する第１転がり軸受と、
上記第１転がり軸受よりも上記ピニオンギヤ側に配置されて上記ピニオン軸を回転自在に支持すると共に、第２内輪、第２外輪および第２転動体を有する第２転がり軸受と、
上記第１転がり軸受にオイルを供給するオイル供給装置と
を備えることを特徴とする車両用ピニオン軸支持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用ピニオン軸支持装置において、
気温、上記第１外輪の温度、または、上記第１外輪の近傍の温度を検知するセンサと、
上記センサからの出力を受けて、上記センサが検知した温度が所定温度以下のときは、上記オイル供給装置を駆動する制御装置と
を備えることを特徴とする車両用ピニオン軸支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、デファレンシャルギヤ装置、トランスアクスル装置およびトランスファ装置等のピニオン軸を有する車両用ピニオン軸支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用ピニオン軸支持装置としては、特開平１１−４８８０５号公報（特許文献１）に記載されているデファレンシャルギヤ装置がある。
【０００３】
このデファレンシャルギヤ装置は、ピニオン軸が回動している状態において、ディファレンシャルケース内のオイルを、上記ピニオン軸のピニオンギヤと噛合しているリングギヤで上方に跳ね上げて、この上方に跳ね上げられたオイルを、オイル導入路を介して上記ピニオン軸上に配置された第１円錐ころ軸受および上記ピニオン軸上における上記第１円錐ころ軸受よりもピニオンギヤ側に配置された第２円錐ころ軸受に流入させるようになっている。また、上記第１円錐ころ軸受および第２円錐ころ軸受から流出したオイルを、オイル還流路を介して、上記リングギヤの方まで流すようになっている。
【０００４】
上記デファレンシャルギヤ装置は、このようにして、ピニオン軸が回動している状態において、上記オイルを、上記リングギヤと上記ピニオンギヤの噛合部等の様々なギヤ接続の噛合部、および、上記第１、第２円錐ころ軸受を通過するように循環させて、上記様々な噛合部の焼付、および、上記第１、第２円錐ころ軸受の焼付を防止するようにしている。
【０００５】
しかしながら、上記デファレンシャルギヤ装置に使用されるオイルは、上記様々な噛合部の焼付を防止するのに好適な粘性が高いオイルであるので、気温が−４０℃等の低い温度になると、オイルの流動性が極端に低くなって、上記デファレンシャルギヤ装置の運転の始動時に、第１、第２円錐ころ軸受のうちでオイルを跳ね上げるリングギヤから遠い方の上記第１円錐ころ軸受にオイルが供給されなくなって、上記第１円錐ころ軸受が焼き付くという問題がある。
【特許文献１】特開平１１−４８８０５号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ピニオン軸に配置された二つの転がり軸受のうちでピニオンギヤ側と反対側の第１転がり軸受が焼き付かない車両用ピニオン軸支持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の車両用ピニオン軸支持装置は、
ケースと、
上記ケース内に設けられた差動機構と、
上記差動機構のリングギヤと噛み合うピニオンギヤを有するピニオン軸と、
上記ピニオン軸を回転自在に支持すると共に、第１内輪、第１外輪および第１転動体を有する第１転がり軸受と、
上記第１転がり軸受よりも上記ピニオンギヤ側に配置されて上記ピニオン軸を回転自在に支持すると共に、第２内輪、第２外輪および第２転動体を有する第２転がり軸受と、
上記第１転がり軸受にオイルを供給するオイル供給装置と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、上記第１転がり軸受にオイルを供給するオイル供給装置を備えるので、例えば、車両用ピニオン軸支持装置の始動時から数分間の間、上記オイル供給装置から上記第１転がり軸受にオイルを供給するようにすることによって、車両用ピニオン軸支持装置の始動時に、第１転がり軸受にオイルが供給されなくなる現象を確実に防止できる。したがって、上記第１転がり軸受が焼き付くことがない。
【０００９】
また、一実施形態の車両用ピニオン軸支持装置は、気温、上記第１外輪の温度、または、上記第１外輪の近傍の温度を検知するセンサと、上記センサからの出力を受けて、上記センサが検知した温度が所定温度以下のときは、上記オイル供給装置を駆動する制御装置とを備える。
【００１０】
この明細書では、上記第１転がり軸受の近傍の温度を、車両用ピニオン軸支持装置が有する部品のうちのいずれかの温度、または、上記ケース内のオイルの温度で定義することにする。
【００１１】
上記実施形態によれば、気温、上記第１外輪の温度、または、上記第１外輪の近傍の温度を検知するセンサと、上記センサからの出力を受けて、上記センサが検知した温度が所定温度以下のときは、上記オイル供給装置を駆動する制御装置とを備えるので、気温、上記第１外輪の温度、または、上記第１外輪の近傍の温度が所定温度以下の時のみに、上記オイル供給装置を駆動させるようにすることができる。したがって、上記オイル供給装置の運転コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両用ピニオン軸支持装置によれば、第１転がり軸受にオイルを供給するオイル供給装置を備えるので、例えば、車両用ピニオン軸支持装置の始動時から数分間の間、オイル供給装置から上記第１転がり軸受にオイルを供給するようにすることによって、車両用ピニオン軸支持装置の始動時に第１転がり軸受にオイルが供給されなくなる現象を確実に防止でき、上記第１転がり軸受が焼き付くことを確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明の車両用ピニオン軸支持装置の一実施形態のデファレンシャルギヤ装置の部分断面図である。
【００１５】
このデファレンシャルギヤ装置は、一端にピニオンギヤ２を有するピニオン軸１と、ピニオンギヤ２と噛合するリングギヤ（図示せず）を有する差動機構（図示せず）と、ピニオン軸１の外周に配置されている第１転がり軸受の一例としての第１円錐ころ軸受５と、ピニオン軸１における第１円錐ころ軸受５よりもピニオンギヤ２側に配置されている第２転がり軸受の一例としての第２円錐ころ軸受６と、ピニオン軸１、差動機構、第１円錐ころ軸受５および第２円錐ころ軸受６を収容しているケース８とを備える。上記ピニオン軸１における第１円錐ころ軸受５側の端部には、フランジ継手１２が配置され、図示しないドライブシャフトを連結できるようになっている。
【００１６】
このデファレンシャルギヤ装置は、上記ドライブシャフトの動力を、ピニオン軸１を介して上記差動機構に伝達して、上記差動機構を駆動させるようになっている。そして、上記差動機構の両側の側方に各側一つ配置される継手の夫々に連結されている車輪軸（図示せず）の回転速度差を適宜調整するようになっている。
【００１７】
上記第１円錐ころ軸受５は、第１内輪２８、第１外輪２４および複数の第１円錐ころ３０を備え、第２円錐ころ軸受６は、第２内輪２９、第２外輪２５および複数の第２円錐ころ３１を備える。上記第１円錐ころ軸受５の第１内輪２８の内周面および第２円錐ころ軸受６の第２内輪２９の内周面は、ピニオン軸１の外周面に外嵌固定されている一方、第１円錐ころ軸受５の第１外輪２４の外周面および第２円錐ころ軸受６の第２外輪２５の外周面は、ケース８の内周面に内嵌固定されている。上記第１および第２円錐ころ軸受５,６は、ピニオン軸１を、所定位置に回転自在に支持している。
【００１８】
また、このデファレンシャルギヤ装置は、センサの一例としてのサーミスタ（図示せず）と、オイルエア供給装置と、オイル滴下装置と、制御装置の一例としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）とを備える。上記オイルエア装置およびオイル滴下装置は、オイル供給装置を構成している。
【００１９】
上記サーミスタは、ケース８の外面に取り付けられている。上記サーミスタは、ケース８の温度を表す信号を、上記マイコンに出力するようになっている。
【００２０】
上記オイルエア供給装置は、圧縮空気をオイルエアライン３４に送り出す圧縮空気生成部（図示せず）と、オイルエアライン３４の第１箇所においてオイルエアライン３４に略垂直に接続されている図示しないオイルラインに、オイルを滴下する液体オイル供給部（図示せず）と、オイルエアライン３４の一端に接続されていると共に、ケース８内に形成されたオイルエア通路４０とを有する。
【００２１】
上記オイルエア供給装置は、上記マイコンから上記オイルエア供給装置始動の信号を受けると、上記圧縮空気生成部および上記液体オイル供給部を駆動するようになっている。そして、オイルエアライン３４内を一方向に高速で流れている圧縮空気生成部からの圧縮空気に、圧縮空気の流れの方向に略垂直な方向から、液体オイル供給部からの粒状の液体オイルを滴下することにより、この粒状のオイルを霧状にして圧縮空気に混入させ、このオイルを含む圧縮空気をオイルエア通路４０に吹き出すようになっている。
【００２２】
上記オイル滴下装置は、オイルタンク（図示しない）と、このオイルタンクに接続されたオイルライン３６,３７と、ケース８内に形成されると共に、オイルライン３６に接続されたオイル通路４３と、ケース８内に形成されると共に、オイルライン３７に接続されたオイル通路４４とを有する。上記オイル通路４３およびオイル通路４４は、ケース８を貫通しており、ケース８の外部とケース８の内部とを連通している。
【００２３】
上記オイル滴下装置は、上記マイコンから上記オイル滴下装置始動の信号を受けると、オイルタンクとオイルライン３６との間に配置されている第１制御バルブを開いて、オイルタンクに貯蔵されている液体オイルに熱を加え、その液体オイルを、オイルライン３６に流出させるようになっており、オイルタンクとオイルライン３７との間に配置されている第２制御弁を開いて、オイルタンクに貯蔵されている上記液体オイルを、オイルライン３７に流出させるようになっている。なお、低温時にはオイルを加熱することで、オイル粘度を小さくしてオイルの流れをスムーズにできるし、オイルの固化を防止できる。
【００２４】
図２は、上記第２円錐ころ軸受６付近の拡大断面図である。
【００２５】
図２に示すように、上記オイルエア通路４０は、第２円錐ころ軸受６の第２外輪２５と第２内輪２９との間における軸方向の両側の開口の近傍に、オイルエアを噴出する開口を有している。また、オイル通路４４は、第２外輪２５と第２内輪２９との間における第２外輪２５の円錐軌道面の大径側の開口の近傍に、オイルを供給する開口を有している。
【００２６】
尚、図１に示されているように、上記オイルエア通路４０は、第１円錐ころ軸受５の第１外輪２４と第１内輪２８との間における軸方向の両側の開口の近傍にも、オイルエアを噴出する開口を有し、オイル通路４３は、第１外輪２４と第１内輪２８との間における第１外輪２４の円錐軌道面の大径側の開口の近傍に、オイルを供給する開口を有している。
【００２７】
図３は、上記オイルエア供給装置および上記オイル滴下装置を駆動するときの制御系を示すブロック図である。
【００２８】
サーミスタ５０は、上記実施形態のデファレンシャル装置を備える自動車等の始動時から所定の時間（例えば１０分）の間、ケース８の温度を表す信号５７を、所定間隔（例えば１０秒）毎にマイコン５１に出力するようになっている。
【００２９】
上記マイコン５１は、サーミスタ５０からケース８の温度を表す信号５７を受けると、ケース８の温度と、予め入力されている所定温度（例えば−５℃）とを比較するようになっている。そして、ケース８の温度が上記所定温度よりも低い場合、オイルエア供給装置５２を駆動する制御信号５８をオイルエア供給装置５２に出力すると同時に、オイル滴下装置５３を駆動する制御信号５９をオイル滴下装置５３に出力するようになっている。
【００３０】
また、上記オイルエア供給装置５２は、オイルエア供給装置５２を駆動する制御信号５８をマイコン５１から受けると、オイルエアを、オイルエア通路４０を介して第１円錐ころ軸受５の第１外輪２４と第１内輪２８との間における軸方向の両側の開口付近に噴出すると共に、オイルエアを、オイルエア通路４０を介して第２円錐ころ軸受６の第２外輪２５と第２内輪２９との間における軸方向の両側の開口付近に噴出するようになっている。
【００３１】
また、上記オイル滴下装置５３は、オイル滴下装置５３を駆動する制御信号５９をマイコン５１から受けると、オイルを、オイル通路４３を介して第１外輪２４と第１内輪２８との間における第１外輪２４の円錐軌道面の大径側の開口の近傍に供給すると共に、オイルを、オイル通路４４を介して第２外輪２５と第２内輪２９との間における第２外輪２５の円錐軌道面の大径側の開口の近傍に供給するようになっている。
【００３２】
一方、上記マイコン５１が、ケース８の温度が上記所定温度以上であると判定した場合には、オイルエア供給装置５２を停止状態にする制御信号５８をオイルエア供給装置５２に出力すると同時に、オイル滴下装置５３を停止状態にする制御信号５９をオイル滴下装置５３に出力するようになっている。
【００３３】
また、上記オイルエア供給装置５２は、オイルエア供給装置５２を停止状態にする制御信号５８をマイコン５１から受けると、停止するようになっており、オイル滴下装置５３は、オイル滴下装置５３を停止状態にする制御信号５９をマイコン５１から受けると、停止するようになっている。
【００３４】
図４は、オイル（オイルエア）の供給の有無と、第１および第２円錐ころ軸受の温度の時間変化との関係を示す図である。
【００３５】
詳しくは、図４（Ａ）は、デファレンシャルギヤ装置の外部からオイル（オイルエア）を供給するオイル供給装置を有さない従来のデファレンシャルギヤ装置における、時間と、第１円錐ころ軸受および上記第２円錐ころ軸受の温度との関係を示す図である。また、図４（Ｂ）は、上記実施形態のデファレンシャルギヤ装置における、時間と、第１円錐ころ軸受５および第２円錐ころ軸受６の温度との関係を示す図である。尚、図４において、時間０は、デファレンシャルギヤ装置が始動した時間を示している。
【００３６】
図４（Ａ）に示すように、デファレンシャルギヤ装置の外部からオイルを供給しなかったデファレンシャルギヤ装置では、ピニオン軸上におけるピニオンギヤ側と反対側に配置された第１円錐ころ軸受の温度が、デファレンシャルギヤ装置の始動と同時に、わずか６〜７分の間に−４０℃から１２０℃まで急激に上昇し、その後、数分の間に７０℃程度まで下降し、その後、略横ばいに推移していることがわかる。
【００３７】
これは、デファレンシャルギヤ装置の温度が−１０℃程度の低温になると、デファレンシャルギヤ装置内に充填されている粘性が高いオイルの流動性が極端に低くなって、デファレンシャルギヤ装置内の温度が高くなるまでのデファレンシャルギヤ装置の始動時から数分の間、オイルを掻き上げるリングギヤから遠い方（ピニオンギヤから遠い方）の第１円錐ころ軸受にオイルが供給されなくなることを意味している。
【００３８】
このことから、従来のデファレンシャルギヤ装置においては、気温（デファレンシャルギヤ装置の温度）が低い場合に、デファレンシャルギヤ装置の始動時に第１円錐ころ軸受が焼き付く可能性が高いことがわかる。
【００３９】
一方、図４（Ｂ）に示すように、上記実施形態のデファレンシャルギヤ装置では、デファレンシャルギヤ装置（ケース８）の温度が低い場合であっても、オイルを掻き上げるリングギヤから遠い方（ピニオンギヤ２から遠い方）の第１円錐ころ軸受５の温度が、デファレンシャルギヤ装置の始動から数分の間に、１２０℃のような高温になることがなく、第１円錐ころ軸受５の温度は、第２円錐ころ軸受６の温度と略同様に推移している。
【００４０】
このことから、上記実施形態のデファレンシャルギヤ装置では、デファレンシャルギヤ装置（ケース８）の温度が低い場合であっても、デファレンシャルギヤ装置の始動時に第１円錐ころ軸受５が焼き付くことを確実に防止できる。
【００４１】
上記実施形態の車両用ピニオン軸支持装置（デファレンシャルギヤ装置）によれば、第１転がり軸受５にオイルを供給するオイルエア供給装置５２およびオイル滴下装置５３を備え、ケース８の温度が低い場合において、オイルエア供給装置５２およびオイル滴下装置５３から第１円錐ころ軸受５にオイルエアおよびオイルが供給されるので、第１円錐ころ軸受５が焼き付くことを確実に防止できる。
【００４２】
また、上記実施形態の車両用ピニオン軸支持装置によれば、ケース８の温度を検出するサーミスタ５０と、サーミスタ５０からの出力を受けて、サーミスタ５０が検知した温度が所定温度以下のときは、オイルエア供給装置５２およびオイル滴下装置５３を駆動するマイコン５１とを備えるので、ケース８の温度が所定温度以下の時のみに、オイルエア供給装置５２およびオイル滴下装置５３を駆動させることができて、オイルエア供給装置５２およびオイル滴下装置５３の運転コストを低減することができる。
【００４３】
尚、上記実施形態の車両用ピニオン軸支持装置では、センサとして、サーミスタ５０を使用したが、センサとして、熱電対や放射温度計等、サーミスタ以外のセンサを使用しても良い。
【００４４】
また、上記実施形態の車両用ピニオン軸支持装置では、オイルエア供給装置５２から第１円錐ころ軸受５および第２円錐ころ軸受６にオイルエアを供給すると共に、オイル滴下装置５３から第１円錐ころ軸受５および第２円錐ころ軸受６にオイルを供給するようにしたが、オイルエア供給装置５２とオイル滴下装置５３とのうちのどちらか一方を省略しても良く、この場合、車両用ピニオン軸支持装置の製造コストを低減できると共に、車両用ピニオン軸支持装置をコンパクトにできる。
【００４５】
また、上記実施形態の車両用ピニオン軸支持装置では、オイル供給装置（オイルエア供給装置５２およびオイル滴下装置５３）は、第１円錐ころ軸受５と第２円錐ころ軸受６にオイルを供給するようになっていたが、オイル供給装置は、ピニオン軸上におけるピニオンギヤ側から遠い方の第１転がり軸受のみに、オイルを供給すれば良い。
【００４６】
また、上記実施形態の車両用ピニオン軸支持装置では、サーミスタ５０が検出したケース８の温度に基づいて、マイコン５１がオイル供給装置を駆動するようにしたが、センサを用いずに、車両用ピニオン軸支持装置の始動時から最初の数分間（例えば、２分だけ）だけ、オイルまたはオイルエアの少なくとも一方を、第１転がり軸受に供給するようにしても良い。
【００４７】
また、上記実施形態の車両用ピニオン軸支持装置では、サーミスタ５０は、ケース８の温度を検出するようになっていたが、この発明では、センサは、気温を検出するようになっていても良く、第１転がり軸受の外輪の外周面の温度等、車両用ピニオン軸支持装置のケース以外の部品の温度を検出するようになっていても良く、車両用ピニオン軸支持装置内のオイルの温度を検出するようになっていても良い。尚、ケース８の温度と、第１円錐ころ軸受５の温度（例えば、第１外輪２４の温度）とは相関性があるので、ケース８の測定温度を適切に変換することにより、第１円錐ころ軸受５の温度を正確に知ることができる。
【００４８】
また、上記実施形態の車両用ピニオン軸支持装置では、ピニオン軸１上に、第１円錐ころ軸受５および第２円錐ころ軸受６を配置したが、この発明では、ピニオン軸上に、第１複列アンギュラ玉軸受および第２複列アンギュラ玉軸受を配置する等、ピニオン軸上に第１円錐ころ軸受および第２円錐ころ軸受以外の第１転がり軸受および第２転がり軸受を配置しても良い。
【００４９】
尚、上記実施形態では、例として、デファレンシャルギヤ装置を取り上げたが、この発明の構成要件を備える装置は、デファレンシャルギヤ装置に限らず、トランスアクスル装置やトランスファ装置等であっても良いことは、勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の車両用ピニオン軸支持装置の一実施形態のデファレンシャルギヤ装置の部分断面図である。
【図２】上記実施形態のデファレンシャルギヤ装置が備える第２円錐ころ軸受付近の拡大断面図である。
【図３】上記実施形態のデファレンシャルギヤ装置が有するオイルエア供給装置およびオイル滴下装置を駆動するときの制御系を示すブロック図である。
【図４】オイルの供給の有無と、第１および第２円錐ころ軸受の温度の時間変化との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ピニオン軸
２  ピニオンギヤ
５  第１円錐ころ軸受
６  第２円錐ころ軸受
２４  第１外輪
２５  第２外輪
２８  第１内輪
２９  第２内輪
３０  第１円錐ころ
３１  第２円錐ころ
３４  オイルエアライン
３６,３７  オイルライン
４０  オイルエア通路
４３,４４  オイル通路
５０  サーミスタ
５１  マイコン
５２  オイルエア供給装置
５３  オイル滴下装置
【図１】
2006234105.tif 000003
【図２】
2006234105.tif 000004
【図３】
2006234105.tif 000005
【図４】
2006234105.tif 000006