(57)【要約】【課題】リンや硫黄分が多く含まれている油中に使用しても強度の低下を防止できる保持器を備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受およびこのタンデム型複列アンギュラ玉軸受を用いたデファレンシャル装置を提供する。【解決手段】タンデム型複列アンギュラ玉軸受は、複列の軌道面１１ａ、１１ｂを有する内輪１２と、内輪１２の軌道面１１ａ、１１ｂと対応する複列の軌道面１３ａ、１３ｂを有する外輪１４と、内輪１２および外輪１４の各列の軌道面１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂ間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装される複列の玉群１５、１６とを備える。各玉群１５、１６のボール２７、２８を保持する保持器１９を高力黄銅にて構成するとともに、ボール２７、２８が収容されるポケット３２をブローチ加工にて仕上げた。【選択図】図１
2008169921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各列の軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装される複列の玉群とを備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受において、
各玉群のボールを保持する保持器を高力黄銅にて構成するとともに、ボールが収容される保持器のポケットをブローチ加工にて仕上げたことを特徴とするタンデム型複列アンギュラ玉軸受。
【請求項２】
デファレンシャルケースと、このデファレンシャルケース内に配置される差動減速機構と、差動減速機構のリングギヤに噛合するピニオンギヤと、ピニオンギヤを支持するピニオン軸とを備えたデファレンシャル装置であって、
前記ピニオン軸が前記請求項１に記載のタンデム型複列アンギュラ玉軸受にてデファレンシャルケース内に回転自在に支持されていることを特徴とするデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンデム型複列アンギュラ玉軸受及びデファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受には、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重を負荷することができるアンギュラ玉軸受がある。玉（ボール）と内輪・外輪とは接触角をもっており、接触角が大きくなるほどアキシアル荷重の負荷能力が大きくなり、接触角が小さいほど、高速回転に有利となる。
【０００３】
ところで、転がり抵抗を低減するために、円すいころ軸受に代わるものとして複列アンギュラ玉軸受（タンデム型）がある（特許文献１）。また、このタンデム型複列アンギュラ玉軸受を自動車のトランスファに使用したものがある（特許文献２）。なお、トランスファとは、４ＷＤ車で、トランスミッションから来る動力を前後輪に分けて伝える装置であり、通常はデファレンシャル装置（差動装置）も一緒に組み込まれており、これを総称してセンターデフと呼んでいる。また、複列アンギュラ玉軸受とは、単列アンギュラ玉軸受を背面組合せとし、内輪、外輪をそれぞれ一体にした構造で、両方向のアキシアル荷重を負荷することができ、しかも、モーメント荷重に対する負荷能力がある軸受である。
【０００４】
タンデム型複列アンギュラ玉軸受は、図４に示すように、複列の軌道面１ａ、１ｂを有する内輪２と、この内輪２の軌道面１ａ、１ｂと対応する複列の軌道面３ａ、３ｂを有する外輪４と、内輪２および外輪４の各列の軌道面１ａ、１ｂ、３ａ、３ｂ間に介装される複列の玉群５、６とを備える。複列の玉群５、６は、それぞれ異なるピッチ円直径をもっている。また、各玉群５、６のボール７，８は内輪２と外輪４との間に配置される保持器９，１０に保持されている。
【０００５】
前記特許文献２に記載のデファレンシャル装置は、図５に示すように、デファレンシャルケース１０１と、このデファレンシャルケース１０１内に配置される差動減速機構（図外）と、差動減速機構のリングギヤ（図外）に噛合するピニオンギヤ１０４と、ピニオンギヤ１０４を支持するピニオン軸１０５とを備え、ピニオン軸１０５が軸受１０６、１０７を介して回転自在にデファレンシャルケース１０１内に支持されている。
【０００６】
そして、軸受１０６、１０７にそれぞれタンデム型複列アンギュラ玉軸受を使用している。ピニオンギヤ１０４側に配設される一方の軸受１０６は、内輪２の大径側端面２ａ（外輪４よりもピニオンギヤ１０４側に突出している端面）がピニオンギヤ１０４の端面１０４ａに圧接するとともに、外輪４の反ピニオンギヤ側の端面４ａがケース１０１の内面に形成された段差面１０８に圧接している。
【０００７】
他方の軸受１０７は、内輪２の大径側端面２ａ（外輪４よりも反ピニオンギヤ側に突出している端面）がピニオンフランジ１００の端縁１００ａに圧接するとともに、外輪４のピニオンギヤ側の端面４ａがケース１０１の内面に形成された段差面１０９に圧接している。また、ピニオン軸１０５は、そのピニオンギヤ１０４側は大径とされて段差部１０５ａが形成され、この段差部１０５ａと他方の軸受１０７の内輪２との間にスリーブ１１０が介在されている。
【０００８】
この場合、ピニオン軸１０５の端部のねじ部１１１にナット部材（図示省略）を螺合することによって、ピニオンフランジ１００を介して軸受１０６、１０７に予圧を付与することになる。すなわち、軸受１０６、１０７に予圧を付与することによって、軸受支持構造の剛性が増し、ピニオン軸１０５の位置が安定してリングギヤとの噛み合いが良好となる。
【特許文献１】特許第１８１５４７号
【特許文献２】特開２００４−１８３７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、軸受の保持器は、転動体が軸受から外れることを防ぐとともに、転動体を軸受の中で等間隔に保持して転動体同士の接触を防ぎ、高速回転を助ける役割を持っている。また、保持器には、打抜き保持器（プレス加工で造った保持器）、もみ抜き保持器（削り加工で造った保持器）などがあり、さらには、プラスチックを使用した成形保持器（樹脂保持器）もある。
【００１０】
そして、前記特許文献２に記載のデファレンシャル装置における軸受の保持器には、樹脂保持器が使用されている。樹脂保持器は射出成型により大量生産が可能である。このため、近年多く利用されている。しかしながら、デファレンシャル装置に使用される油（デファレンシャル油）は、リン（Ｐ）や硫黄（Ｓ）分が含まれている。このため、デファレンシャル油中で、樹脂保持器が使用されると、樹脂材にＰやＳが浸入して、強度低下を招くおそれがあった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みて、リンや硫黄分が多く含まれている油中に使用しても強度の低下を防止できる保持器を備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受およびこのタンデム型複列アンギュラ玉軸受を用いたデファレンシャル装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受は、複列の軌道面を有する内輪と、この内輪の軌道面と対応する複列の軌道面を有する外輪と、内輪および外輪の各列の軌道面間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装される複列の玉群とを備えたタンデム型複列アンギュラ玉軸受において、各玉群のボールを保持する保持器を高力黄銅にて構成するとともに、ボールが収容されるポケットをブローチ加工にて仕上げたものである。ここで、高力黄銅とは、銅を主成分とする合金であり、ＪＩＳ Ｈ５１２０、Ｈ３２５０による。 また、ブローチ加工とは、工作物の下孔に挿入されたブローチが下方向に引き抜かれ、ブローチ下方の荒刃から上方の仕上げ刃へと工作物を少しずつ切削しながら、孔部を所定寸法に仕上げる加工である。
【００１３】
本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受によれば、保持器を高力黄銅にて構成しているので、リンや硫黄分が多く含まれている油中に使用してもリンや硫黄が保持器に浸入することがない。しかも、ポケットをブローチ加工にて仕上げたものであり、一工程で仕上げ加工まで行える。
【００１４】
本発明のデファレンシャル装置は、デファレンシャルケースと、このデファレンシャルケース内に配置される差動減速機構と、差動減速機構のリングギヤに噛合するピニオンギヤと、ピニオンギヤを支持するピニオン軸とを備えたデファレンシャル装置であって、前記ピニオン軸が前記本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受にてデファレンシャルケース内に回転自在に支持されているものである。
【００１５】
本発明のデファレンシャル装置によれば、軸受の保持器を高力黄銅にて構成しているので、デファレンシャル油に含まれているリンや硫黄が保持器に浸入することがない。このため、この軸受の保持器のポケットをブローチ加工にて仕上げたものであり、一工程で仕上げ加工まで行える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のタンデム型複列アンギュラ玉軸受では、リンや硫黄分が多く含まれている油中に使用しても強度が低下することがなく、耐久性に優れる。すなわち、保持器は、強さ、硬さが高く、耐食性およびじん性に優れる。このため、ボールを安定して保持することができて、円滑な転動を維持することができ、高品質のタンデム型複列アンギュラ玉軸受を提供できる。また、ブローチ加工は一工程で仕上げ加工まで行えるため生産性が高く、かつ工具の耐久性も予測しやすい。このため大量生産に適し、コスト低減を達成できる。
【００１７】
本発明のデファレンシャル装置では、デファレンシャル油に対してもタンデム型複列アンギュラ玉軸受の保持器の強度が低下せず、長期にわたってピニオン軸がデファレンシャルケース内で回転自在に安定した状態で支持される。しかも、タンデム型複列アンギュラ玉軸受は、円すいころ軸受に比べて転がり抵抗を低減させることができるので、高品質なデファレンシャル装置を提供できる。また、保持器のポケットをブローチ加工にて仕上げできるので、生産性に優れ、大量生産に適し、コスト低減を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１９】
図１に第１実施形態のタンデム型複列アンギュラ玉軸受を示し、このタンデム型複列アンギュラ玉軸受は、複列の軌道面１１ａ、１１ｂを有する内輪１２と、この内輪１２の軌道面１１ａ、１１ｂと対応する複列の軌道面１３ａ、１３ｂを有する外輪１４と、内輪１２および外輪１４の各列の軌道面１１ａ、１１ｂ、１３ａ、１３ｂ間に介装される複列の玉群１５、１６とを備える。玉群１５、１６はそれぞれ異なるピッチ円直径Ｄ１、Ｄ２をもっている。この場合、Ｄ１＞Ｄ２とされる。
【００２０】
内輪１２は、その外径面に第１切欠部２１が形成されるとともに、この第１切欠部２１に第２切欠部２２が形成される。そして、第１切欠部２１の第２切欠部逆側の端部が前記軌道面１１ａとされ、第２切欠部２２が前記軌道面１１ｂとされる。また、第１切欠部２１  の第２切欠部２２側には、周方向溝２３が形成されている。
【００２１】
外輪１４は、その内径面に第１切欠部２４が形成されるとともに、この第１切欠部２４に第２切欠部２５が形成される。第１切欠部２４の第２切欠部逆側の端部が前記軌道面１３ｂとされ、第２切欠部２５が前記軌道面１３ａとされる。
【００２２】
玉群１５、１６はそれぞれ保持器１９、２０にて保持される。保持器１９、２０は高力黄銅にて構成される。高力黄銅とは、銅を主成分とする合金である。すなわち、保持器１９、２０は、ＪＩＳのＨ５１０２，Ｈ３２５０に規定されているＨＢｓＣｌ（ＣＡＣ３０１）、Ｃ６７８２のような高力黄銅，またはこれらの改良材料などが使用可能である。ここで、ＨＢｓＣ１は、Ｃｕを５５．０％以上、Ｍｎを１．５％以下、Ｆｅを０．５〜１．５％、Ａｌを０．５〜１．５％、Ｓｎを１．０％以下、Ｎｉを１．０％以下、不純物としてＰｂを０．４以下、Ｓｉを０．１以下含み、残部をＺｎが占める。一方、Ｃ６７８２は、Ｃｕを５６．０〜６０．５％、Ｍｎを０．５〜２．５％、Ｆｅを０．１〜１．０％、Ａｌを０．２〜２．０％、不純物としてＰｂを０．５以下含み、残部をＺｎが占める。
【００２３】
保持器１９、２０はプレス成形にて形成され、平板リング状の基部３０と、この基部３０の外径側から拡径するように延びる周壁３１とを備え、周壁３１に周方向に沿って所定ピッチで配設されるポケット３２が形成されている。各保持器１９、２０のポケット３２には、それぞれ玉群１５、１６を構成するボール２７，２８が保持される。なお、大径側の保持器１９は、その基部３０が内輪１２の周方向溝２３に対応している。
【００２４】
ポケット３２は、ブローチ加工にて仕上げられる。ここで、ブローチ加工とは、工作物の下孔に挿入されたブローチが下方向に引き抜かれ、ブローチ下方の荒刃から上方の仕上げ刃へと工作物を少しずつ切削しながら、所定寸法に仕上げる加工である。
【００２５】
すなわち、図３に示すように、ブローチ８０とよばれる専用の工具を用いる。ブローチ８０は、棒状の軸部材に、多数の円刃８１が順次寸法（径寸法）を増しながら配列されている工具で、前部に前つかみ部８２、後部に後つかみ部８３があり、その間に荒刃８１ａ、中仕上げ刃８１ｂ、仕上げ刃８１ｃがそれぞれ複数並んでいる。そして、工作物Ｗにガイド孔８４を開け、ブローチ８０の前つかみ部８２を保持して引き抜くと仕上げ刃８１ｃの寸法の孔８５を形成することができる。このように、ブローチ加工は一工程で仕上げ加工まで行えるため生産性が高く、かつ工具の耐久性も予測しやすい。このため大量生産に向いている。
【００２６】
本発明では、保持器１９、２０を高力黄銅にて構成しているので、リンや硫黄分が多く含まれている油中に使用してもリンや硫黄が保持器１９、２０に浸入することがない。すなわち、この保持器１９、２０は、強さ、硬さが高く、耐食性およびじん性に優れるものとなる。このため、リンや硫黄分が多く含まれている油中に使用しても強度が低下することがなく、耐久性に優れ、ボール２７、２８を安定して保持することができて、円滑な転動を維持することができ、高品質のタンデム型複列アンギュラ玉軸受を提供できる。しかも、ポケット３２をブローチ加工にて仕上げたものであり、一工程で仕上げ加工まで行える。このため、生産性が高く、かつ工具の耐久性も予測しやすい。このため大量生産に適し、コスト低減を達成できる。
【００２７】
次に、図３は本発明にかかるタンデム型複列アンギュラ玉軸受を使用したデファレンシャル装置を示し、このデファレンシャル装置は、デファレンシャルケース５１と、このデファレンシャルケース５１内に配置される差動減速機構５２と、差動減速機構５２のリングギヤ５３に噛合するピニオンギヤ５４と、ピニオンギヤ５４を支持するピニオン軸５５とを備え、ピニオン軸５５が軸受５６、５７を介して回転自在にデファレンシャルケース５１内に支持されている。
【００２８】
そして、軸受５６、５７にそれぞれ前記図１に示すタンデム型複列アンギュラ玉軸受を使用している。ピニオンギヤ５４側に配設される一方の軸受５６は、ピニオン軸５５のピニオンギヤ５４の端面５４aに軸受５６の内輪１２の端部３３、つまり端面１２aが圧接するとともに、外輪１４の反ピニオンギヤ側の端面１４ａがケース５１の内面に形成された段差面５８に圧接している。
【００２９】
他方の軸受５７は、内輪１２の端部３３、つまり端面１２a（反フランジ側の端面）がピニオンフランジ５０の端縁５０aに圧接するとともに、外輪１４のピニオンギヤ側の端面１４ａがケース５１の内面に形成された段差面５９に圧接している。また、一方の軸受５６と他方の軸受５７の内輪１２との間にスリーブ６０が介在されている。
【００３０】
この場合、ピニオン軸５５の端部のねじ部６１にナット部材６２を螺合することによって、ピニオンフランジ５０を介して軸受５６、５７に予圧を付与することになる。
【００３１】
デファレンシャル油に対してもタンデム型複列アンギュラ玉軸受の保持器１９、２０の強度が低下せず、長期にわたってピニオン軸５５がデファレンシャルケース５１内で回転自在に安定した状態で支持される。このため、高品質なデファレンシャル装置を提供できる。しかも、保持器１９，２０のポケット３２をブローチ加工にて仕上げできるので、生産性に優れ、大量生産に適し、コスト低減を達成できる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、このタンデム型複列アンギュラ玉軸受は、転がり抵抗を低減することができるものであるので、デファレンシャル装置以外の種々の機械、装置、工具等に使用することができる。また、玉群１５，１６のボール２７、２８の数、球径等は任意に変更できる。さらに、玉群１５、１６の各ピッチ円直径Ｄ１、Ｄ２の差も、使用する機械、装置、工具等に応じて種々変更できる。なお、高力黄銅としては、実施形態において記載したＨＢｓＣｌ（ＣＡＣ３０１）、Ｃ６７８２に限るものではなく、他の種々の高力黄銅をことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態を示すタンデム型複列アンギュラ玉軸受の断面図である。
【図２】本発明の実施形態を示すデファレンシャル装置の断面図である。
【図３】ブローチ加工の説明図である。
【図４】従来のタンデム型複列アンギュラ玉軸受の断面図である。
【図５】従来のデファレンシャル装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１ａ、１１ｂ    軌道面
１２    内輪
１３ａ、１３ｂ    軌道面
１４    外輪
１５、１６    玉群
１９，２０  保持器
２７、２８    ボール
３２    ポケット
５１    デファレンシャルケース
５２    差動減速機構
５３    リングギヤ
５４    ピニオンギヤ
５５    ピニオン軸
【図１】
2008169921.tif 000003
【図２】
2008169921.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008169921.tif 000006
【図５】
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