(57)【要約】【課題】内輪の大鍔部と円錐ころの大径端面との摺動部を問題なく潤滑することができると共に、トルクを急激に低減できる円錐ころ軸受装置を提供すること。【解決手段】内輪２の大鍔部１０の外周面の形状を、内輪２の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなる円錐形状にする。【選択図】図１
2008088996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐軌道面を有する外輪と、
円錐軌道面を有する内輪と、
上記外輪の上記円錐軌道面と上記内輪の上記円錐軌道面との間に配置された円錐ころと
を備え、
上記内輪は、上記内輪における上記円錐軌道面の大径側に大鍔部を有し、
上記大鍔部は、上記円錐ころの大径端面に対して摺動する案内面と、上記内輪の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなる外周面部分とを有していることを特徴とする円錐ころ軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の円錐ころ軸受装置において、
上記外周面部分にオイルを供給するオイル供給装置を備えることを特徴とする円錐ころ軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐ころ軸受装置に関する。本発明は、特に、ディファレンシャルギヤ装置、トランスアクスル装置または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の上記ピニオン軸を回動自在に支持するのに使用されれば好適な円錐ころ軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円錐ころ軸受装置としては、特開平１１−４８８０５号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この円錐ころ軸受装置は、内輪と、外輪と、円錐ころとを有している。上記内輪は、その円錐軌道面の大径側に、円錐ころの大径端面に接触する大鍔部を有している。上記内輪の内周面は、ディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸に固定されている一方、上記外輪の外周面は、ディファレンシャルギヤ装置内の環状の仕切り壁に固定されている。
【０００３】
上記円錐ころ軸受装置は、ディファレンシャルギヤ装置のリングギヤの方からオイル通路を介して流れてきたオイルを、外輪の内周面と内輪の外周面との間を、内輪の円錐軌道面の小径側の開口から内輪の円錐軌道面の大径側の開口まで流して、外輪、内輪および円錐ころの焼付きを防止している。
【０００４】
このような背景において、上述のようなオイル潤滑式の円錐ころ軸受装置において、オイルの攪拌抵抗を大幅に低減して、トルクを大幅に低減したいという要求が存在する。しかしながら、トルクの大幅な低減を目的として、トルクの主要な要因であるオイルの攪拌抵抗を大幅に低減するために、円錐ころ軸受装置内を流れるオイルの量を極微量に制限すると、内輪の大鍔部と円錐ころの大径端面との摺動部にオイルが十分に行き渡らなくなって、上記摺動部が潤滑されにくくなることがある。
【０００５】
一方、上記摺動部を問題なく潤滑するのに十分な量のオイルを、円錐ころ軸受装置内に供給すると、オイルの攪拌抵抗に起因するトルクが増大して、トルクの大幅な低減を達成できなくなる。
【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、内輪の大鍔部と円錐ころの大径端面との摺動部を問題なく潤滑することができると共に、トルクを大幅に低減できる円錐ころ軸受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、この発明の円錐ころ軸受装置は、
円錐軌道面を有する外輪と、
円錐軌道面を有する内輪と、
上記外輪の上記円錐軌道面と上記内輪の上記円錐軌道面との間に配置された円錐ころと
を備え、
上記内輪は、上記内輪における上記円錐軌道面の大径側に大鍔部を有し、
上記大鍔部は、上記円錐ころの大径端面に対して摺動する案内面と、上記内輪の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなる外周面部分とを有していることを特徴としている。
【０００８】
本発明者は、内輪に大鍔部を有する円錐ころ軸受装置においては、焼付きの殆どが、内輪の大鍔部および円錐ころの大径端面の互いの摺動部で発生することを発見した。いいかえると、本発明者は、内輪の大鍔部と、円錐ころの大径端面の焼付きを防止することができれば、円錐ころ軸受装置全体の焼付きを防止することができることを発見した。
【０００９】
本発明によれば、大鍔部が、内輪の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなる外周面部分を有しているから、この外周面部分にオイル（潤滑油）を供給するだけで、上記オイルを、上記外周面部分を介して上記案内面まで自動的に案内することができる。したがって、互いに摺動する内輪の大鍔部と円錐ころの大径端面とを効果的に潤滑することができて、上記案内面と上記円錐ころの大径端面とのすべり接触に起因する上記案内面と上記大径端面の焼付きを確実に防止することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、上記外周面部分にオイルを供給するだけで、円錐ころ軸受装置全体の焼付きを防止できるから、円錐ころ軸受装置内のオイルの量を、従来と比較して大幅に少なくすることができる。したがって、円錐ころ軸受装置のトルクを、大幅に低減することができて、この円錐ころ軸受装置を有する自動車等の燃費を、格段に低減することができる。
【００１１】
また、一実施形態の円錐ころ軸受装置は、上記外周面部分にオイルを供給するオイル供給装置を備えている。
【００１２】
上記実施形態によれば、上記外周面部分にオイルを供給するオイル供給装置を備えているから、オイルを上記外周面部分に直接供給できて、上記案内面と上記大径端面の焼付きを確実に防止することができる。また、円錐ころ軸受装置内にオイルを供給する装置を、上記オイル供給装置のみにすることにより、円錐ころ軸受装置の攪拌抵抗を大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の円錐ころ軸受装置によれば、内輪の大鍔部が、内輪の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなる外周面部分を有しているから、この外周面部分にオイルを供給するだけで、オイルを、上記外周面部分を介して上記大鍔部における円錐ころとの案内面まで自動的に案内することができる。したがって、互いに摺動する内輪の大鍔部と円錐ころの大径端面とを効果的に潤滑することができて、上記案内面と円錐ころの大径端面の焼付きを確実に防止することができる。
【００１４】
また、本発明の円錐ころ軸受装置によれば、上記外周面部分にオイルを供給するだけで、円錐ころ軸受装置全体の焼付きを防止できるから、円錐ころ軸受装置内のオイルの量を格段に小さくすることができて、円錐ころ軸受装置のトルクを大幅に低減することができ、この円錐ころ軸受装置を有する自動車等の燃費を格段に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この発明の一実施形態の円錐ころ軸受装置の軸方向の模式断面図である。
【００１７】
この円錐ころ軸受装置は、図示しないディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸を回動自在に支持している。この円錐ころ軸受装置は、外輪１、内輪２、円錐ころ３およびオイル供給装置４を備える。
【００１８】
上記外輪１は、内周側に円錐軌道面を有し、外輪１の外周面は、ディファレンシャルギヤ装置のハウジング７に内嵌されて固定されている。一方、内輪２は、外周側に円錐軌道面を有し、内輪２の内周面は、ディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸（図示せず）に外嵌されて固定されている。上記内輪２は、円錐軌道面の小径側に小端部９を有すると共に、円錐軌道面の大径側に大鍔部１０を有し、上記大鍔部１０は、案内面１４と、外周面部分としての外周円錐面１５とを有している。上記案内面１４は、円錐ころ３の大径端面１１に対して摺動案内するようになっている。また、上記外周円錐面１５は、内輪２の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなっており、内輪１の軸方向の一端（面取りの部分を除く）から略案内面１４の径方向の外端１８まで軸方向に延在している。また、上記円錐ころ３は、外輪１の円錐軌道面と内輪２の円錐軌道面との間に、図示しない保持器によって保持された状態で、周方向に所定の間隔を隔てられて複数配置されている。
【００１９】
上記オイル供給装置４は、転がり軸受の焼付きを防止するのに好適な粘度のオイルを外周円錐面１５に噴霧給油するようになっている。上記オイル供給装置４は、オイルミストを生成する噴霧器（図示せず）と、開閉バルブ（図示せず）と、オイルライン（図示せず）と、ハウジング７内に形成されたオイル供給通路（図示せず）と、オイル供給通路に接続されたオイル滴下部２０とを有する。
【００２０】
上記オイルラインの一端は、噴霧器の吐出口に開閉バルブを介して接続されており、上記開閉バルブは、その開閉によって、オイルミストをオイルラインに導入したり、オイルミストをオイルラインに導入することを禁止したりしている。
【００２１】
上記オイルラインの他端は、上記オイル供給通路に接続されている。上記オイル供給通路は、ディファレンシャルギヤ装置の外部とディファレンシャルギヤ装置の内部とを連通している。上記オイル滴下部２０は、ミスト凝縮器であるノズル２２を有し、ノズル２２の噴射口は、外周円錐面１５に向けられている。
【００２２】
上記オイル供給装置４は、噴霧器で生成されたオイルミストを、オイルライン、オイル供給通路を経由して、オイル滴下部２０に案内するようになっている。そして、オイル滴下部２０に案内されたオイルミストを、オイル滴下部２０のノズル２２で凝縮して、オイルの油滴をノズル２２から外周円錐面１５に供給するようになっている。上記オイル供給装置４は、上記開閉バルブの開閉によって、所定間隔おきに極微量のオイルを、外周円錐面１５に供給するようになっている。
【００２３】
詳述しないが、このディファレンシャルギヤ装置では、ハウジングの内部構造であるハウジングの内部仕切壁は、ディファレンシャルギヤ装置のギヤ等の焼付きを防止するギヤオイルが円錐ころ軸受装置の両側の開口から円錐ころ装置内に浸入することを防止できるような形状になっている。すなわち、このディファレンシャルギヤ装置では、ディファレンシャルギヤ装置内のギヤオイルが、円錐ころ軸受装置内に殆ど浸入しないようになっている。このことから、この円錐ころ軸受装置には、略オイル供給装置４からのオイルのみが供給されるようになっている。
【００２４】
上記構成において、上記オイル供給装置４から外周円錐面１５にオイルが供給されると、外周円錐面１５は、内輪２の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなっているから、外周円錐面１５に供給されたオイルは、外周円錐面１５を軸方向の内方に向かってつたって大鍔部１０の案内面１４まで移動するようになっている。外周面部分としての外周円錐面１５は、面取りのときに形成されるテーパ面とは異なり、オイルを円錐ころ３の大径端面１１と大鍔１０の案内面１４に導き案内する機能を有している。
【００２５】
尚、外周面部分（本実施形態のように、大鍔部の外周面の全体（面取り部分を除く）に形成されなくても良い）が、本実施形態のように円錐面形状である場合、軸方向の断面において、外周面部分が円錐ころ軸受装置の中心軸と成す角（９０°より小さい方の角）で定義される傾斜角を、１０°以上に設定すると、外周円錐面に供給されたオイルを大鍔部の案内面に円滑に案内できて好ましい。
【００２６】
本発明者は、製造材料や形状等が異なる多数の円錐ころ軸受装置において、様々な場所から様々な量の様々な種類のオイルを供給して、円錐ころ軸受装置の焼付きの有無とトルクの大きさを多角的に調査する実験を行った。その結果、焼付きの殆どが、円錐ころの大径端面と内輪の大鍔部との摺動部に発生することを発見した。また、円錐ころの大径端面と内輪の大鍔部との摺動部に、その摺動部の焼付きを防止するのに十分なオイルを供給しておけば、殆どの場合において、円錐ころの自転および公転や、回転輪の回転等によって軌道面等の上記摺動部以外の摺動部に十分なオイルを供給でき、円錐ころ軸受装置全体に焼付きが発生しないことを突き止めた。
【００２７】
また、円錐ころ軸受装置に、その円錐ころ軸受装置の内輪の円錐軌道面の小径側の開口からオイルを供給すると、円錐ころの大径端面と内輪の大鍔部との摺動部の焼付きを防止するのに、試験に使用した多数のサンプルの円錐ころ軸受装置での比較において、大きな量のオイルを必要とし、トルクが大きくなることを突き止めた。これは、内輪の円錐軌道面の小径側の開口からオイルを供給した場合、円錐ころ軸受装置内を流れるオイルは、内輪の回転に伴う遠心力で径方向の外方に流れる傾向があるから、径方向の内方側に位置する内輪の大鍔部と円錐ころの大径端面との摺動部にオイルが行き渡たりにくいためであると推察される。
【００２８】
また、円錐ころ軸受装置に、その円錐ころ軸受装置の内輪の円錐軌道面の大径側の開口からオイルを供給すると、試験に使用した多数のサンプルの円錐ころ軸受装置での比較において、少量のオイルの供給で、円錐ころの大径端面と内輪の大鍔部との摺動部の焼付きを防止できて、円錐ころ軸受装置全体に焼付きが発生しないことを発見した。また、上記実施形態の円錐ころ軸受装置（オイル供給装置を除く）に、その円錐ころ軸受装置の内輪の円錐軌道面の大径側の開口からオイルを供給した場合、従来の円錐ころ軸受装置（軸方向の断面において、内輪の大鍔部の外周面が軸受装置の中心軸に略平行である軸受装置）に、その円錐ころ軸受装置の内輪の円錐軌道面の小径側の開口からオイルを供給した場合と比較して、オイルの量を半分以下まで低減できると共に、トルクを大幅に低減できることを確認した。
【００２９】
上記実施形態の円錐ころ軸受装置によれば、大鍔部１０が、内輪２の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなる外周円錐面１５を有しているから、この外周円錐面１５にオイルを供給するだけで、オイルを外周円錐面１５を介して案内面１４まで自動的に円滑に案内することができる。したがって、互いに摺動する内輪２の大鍔部１０と円錐ころ３の大径端面１１とを効果的に潤滑することができて、案内面１４および円錐ころ３の大径端面１１の焼付きを確実に防止することができ、円錐ころ軸受装置全体の焼付きを確実に防止することができる。
【００３０】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受装置によれば、オイルが、外周円錐面１５をつたって、円錐ころの大径端面１１と大鍔部１０との間に供給される形式であるから、オイルで外周円錐面１５の熱を吸収することができる。したがって、大鍔部１０の放熱性が格段に向上するから、案内面１４および円錐ころ３の大径端面１１の焼付きを更に確実に防止することができる。
【００３１】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受装置によれば、外周円錐面１５のみにオイルが供給されているから、円錐ころ軸受装置内のオイルの量を極微量に制限することができて、円錐ころ軸受装置のトルクを、大幅に低減することができる。したがって、この円錐ころ軸受装置を有する自動車等の燃費を格段に低減することができる。
【００３２】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受装置によれば、外周円錐面１５に向けてオイルを供給するオイル供給装置４を備えているから、オイルを外周円錐面１５に供給できて、案内面１４と大径端面１１の焼付きを確実に防止することができる。
【００３３】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受装置によれば、円錐ころ軸受装置内にオイルを供給する装置が、オイル供給装置４のみであるから、円錐ころ軸受装置の攪拌抵抗を大幅に低減することができて、トルクを大幅に低減することができる。
【００３４】
尚、上記実施形態の円錐ころ軸受装置では、外周円錐面１５は、内輪１の軸方向の一端（面取りの部分を除く）から略案内面１４の径方向の外端１８まで軸方向に延在していたが、この発明では、外周円錐面は、略大鍔部の案内面の径方向の外端まで延在していさえすれば、内輪１の軸方向の一端（面取りの部分を除く）から延在していなくても良い。すなわち、内輪の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなる外周面部分は、大鍔部の外周面の全面に形成されなくても良く、大鍔部の外周面の軸方向の内方側の一部に形成されさえすれば良い。
【００３５】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受装置では、内輪の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなる外周面部分が、円錐形状であったが、この発明では、外周面部分は、内輪の軸方向の内方に行くに従って外径が小さくなるテーパ形状であれば如何なる形状であっても良い。例えば、外周面部分の形状は、軸方向の断面において、径方向の外方に凸の放物線の一部の形状や、円の一部の形状や、双曲線の一部の形状等種々の曲面や、これらの組み合わせ、あるいは、曲面と円錐面の組み合わせ等であっても良い。
【００３６】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受装置では、オイル供給装置４から外周円錐面１５に所定間隔毎に極微量のオイルが供給されるようになっていたが、この発明では、オイル供給装置は、外周面部分に連続的に極微量のオイルを供給するようになっていても良い。また、この発明では、オイル供給装置が、円錐ころ軸受装置の温度または円錐ころ軸受装置の周辺の温度を測定する温度センサから温度を示す信号を受信するようになっていても良く、オイル供給装置が、温度センサから温度センサの測定温度が所定の温度以上である信号を受けたときのみ、オイルを、外周面部分に供給するようになっていても良い。
【００３７】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受では、オイル供給装置４で、外周円錐面１５に噴霧給油（ミスト潤滑）を行った。しかしながら、この発明では、オイル供給装置は、圧縮空気駆動の微少流量吐出の往復動ポンプと、微少オイルと圧縮空気をミキシングするミキシングバブルと、ミキシングされた微少オイルと圧縮空気とを案内するオイルエア配管と、ミキシングされた微少オイルと圧縮空気とを噴射するノズルとを備え、オイルエア給油（オイルエア潤滑またはエアオイル潤滑）する構造であっても良い。また、オイル供給装置は、ノズルが存在しない構造であっても良く、外輪が固定されている外輪固定部材に形成されているオイル供給通路の一方の開口から直接オイルを滴下する構造であっても良い。また、オイル供給装置は、油滴をオイルリザーバーから自由落下させて、外周面部分に供給する構造であっても良い。オイル供給装置は、外周面部分にオイルを供給することができる構造であれば、如何なる構造であっても良い。これらの場合において、オイルは、数ｍｌ／ｍｉｎ程度で供給するのが好ましい。
【００３８】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受装置では、大鍔部１０の外周円錐面１５のみにオイルが供給されるようになっていたが、この発明では、オイルが、大鍔部の外周面部分に供給されると共に、大鍔部の外周面部分以外の部分に供給されるようになっていても良い。
【００３９】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受装置は、オイル供給装置４を有していたが、この発明の円錐ころ軸受装置は、オイル供給装置を有していなくても良い。これは、オイル供給装置がなくても、例えば、円錐ころ軸受装置が、車両用ピニオン軸支持装置のピニオン軸に設置されている場合、そのピニオン軸を有する車両用ピニオン軸支持装置における、ハウジングの内部構造であるハウジングの内部仕切壁を、適切に形成することにより、車両用ピニオン軸支持装置（例えば、ディファレンシャルギヤ装置）内のギヤオイルを、本発明の円錐ころ軸受装置の大鍔部の外周面部分に供給することができるからである。
【００４０】
図２は、本発明の他の実施形態の円錐ころ軸受装置の模式断面図である。
【００４１】
尚、図２において、参照番号１４０は、保持器を示している。保持器１４０は、円錐状の本体部１４１と、径方向延在部１４２とを有する。上記本体部１４１は、円錐ころ１０３を収容するポケットを有している。また、径方向延在部１４２は、本体部１４１の内径側が小さい側の端につながると共に、径方向の内方に屈曲して、略径方向に延在している。
【００４２】
この円錐ころ軸受装置は、外輪１０１が固定されている外輪固定部材であるハウジング１０７に形成されているオイル供給通路１０４の一方の開口から直接オイルを矢印ａで示す方向に、内輪１０２の大鍔部１１０の外周円錐面１１５に、外輪１０１の径方向の内方に滴下させる構造になっている。
【００４３】
このような構造にすると、大鍔側からはねかけられた油が外周円錐面（大鍔外径面）１１５に付着し、外周円錐面１１５をつたって円錐ころ１０３の大径端面１１１の方へ給油されやすくなる。
【００４４】
尚、この構造において、ハウジング１０７は、車両用ピニオン軸支持装置（例えば、ディファレンシャルギヤ装置）の内部空間を画定するケースのように、円錐ころ軸受装置が設置されている装置の内部空間を画定しているハウジングであっても良い。この場合、オイル供給通路１０４が、軸受装置が設置されている装置の外部空間と内部空間を連通し、給油が、軸受装置が設置されている装置の外部から行われるようになっていても良い。また、ハウジング１０７は、車両用ピニオン軸支持装置の内部空間に位置する仕切り壁であっても良い。この場合、車両用ピニオン軸支持装置内のギヤオイルが、外周円錐面１１５に供給されることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態の円錐ころ軸受装置の軸方向の模式断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態の円錐ころ軸受装置の軸方向の模式断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１,１０１  外輪
２,１０２  内輪
３,１０３  円錐ころ
４  オイル供給装置
７  ハウジング
１０,１１０  大鍔部
１１,１１１  大径端面
１４  案内面
１５,１１５  外周円錐面
２０  オイル滴下部
２２  ノズル
【図１】
2008088996.tif 000003
【図２】
2008088996.tif 000004