(57)【要約】【課題】  円錐ころ軸受に代えて低トルクの軸受を使用して、燃費向上を可能とするとともに、コスト増の問題を改良した差動装置を提供する。【解決手段】差動装置は、ディファレンシャル・ケース５をディファレンシャル・キャリア１に回転自在に支持する１対の転がり軸受１０，１１を備えている。ピニオン・ギア３とリング・ギア４との噛合位置から遠い側のものを複列の斜接玉軸受１１とするとともに、該斜接玉軸受１１の各列の接触角を同方向とする。さらに、斜接玉軸受１１の内輪１６の軌道曲率を玉１８径の５１％以下とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディファレンシャル・キャリアに回転自在に支持されかつ一端部にピニオン・ギアが配設されたピニオン・シャフトと、ピニオン・ギアに噛み合わされたリング・ギアと、リング・ギアに取り付けられたディファレンシャル・ケースと、ディファレンシャル・ケースをディファレンシャル・キャリアに回転自在に支持する１対の転がり軸受とを備えている差動装置において、
前記１対の転がり軸受のうち、少なくともピニオン・ギアとリング・ギアとの噛合位置から遠い側のものを複列の斜接玉軸受とするとともに、該斜接玉軸受の各列の接触角を同方向としたことを特徴とする差動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、左右の車輪に回転差をつける差動装置に関し、特に、その転がり軸受を改良した差動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
差動装置として、ディファレンシャル・キャリアに回転自在に支持されかつ一端部にピニオン・ギアが配設されたピニオン・シャフトと、ピニオン・ギアに噛み合わされたリング・ギアと、リング・ギアに取り付けられたディファレンシャル・ケースと、ディファレンシャル・ケースをディファレンシャル・キャリアに回転自在に支持する１対の転がり軸受とを備えたものが使用されている。
【０００３】
差動装置の転がり軸受は、従来、高い剛性を得るために円錐ころ軸受とされていたが、燃費向上の観点から軸受の低トルク化が課題となっており、円錐ころ軸受より回転トルクが小さい玉軸受を使用することが提案されている。（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６１４６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
玉軸受を使用した差動装置では、円錐ころ軸受のものに比べて、通常、剛性が低下するため、低トルクと高剛性とを両立させるための材質変更などによって製造コストが増加することなどの新たな課題が生じ、この新たな課題を解決し、より一層の低トルク化が可能な軸受を有する差動装置が求められている。
【０００６】
この発明の目的は、円錐ころ軸受に代えて低トルクの軸受を使用して、燃費向上を可能とするとともに、コスト増の問題を改良した差動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明による差動装置は、ディファレンシャル・キャリアに回転自在に支持されかつ一端部にピニオン・ギアが配設されたピニオン・シャフトと、ピニオン・ギアに噛み合わされたリング・ギアと、リング・ギアに取り付けられたディファレンシャル・ケースと、ディファレンシャル・ケースをディファレンシャル・キャリアに回転自在に支持する１対の転がり軸受とを備えている差動装置において、前記１対の転がり軸受のうち、少なくともピニオン・ギアとリング・ギアとの噛合位置から遠い側のものを複列の斜接玉軸受とするとともに、該斜接玉軸受の各列の接触角を同方向としたことを特徴とするものである。
【０００８】
複列の斜接玉軸受は、例えば、それぞれ一体に形成された内輪および外輪と、両輪間に配置された２列の玉を有し、一方の内輪軌道径および外輪軌道径が他方の内輪軌道径および外輪軌道径よりもそれぞれ小さくなされているものとされることがあり、また、それぞれ一体に形成された内輪および外輪と、両輪間に配置された２列の玉を有し、一方の内輪軌道径および外輪軌道径と他方の内輪軌道径および外輪軌道径とがそれぞれ等しくなされているものとされることがある。
【０００９】
ギア噛合位置から遠い側に配された接触角が同方向の複列の斜接玉軸受と、同近い側の転がり軸受（各列の接触角が同方向の複列の斜接玉軸受または円錐ころ軸受）とは、正面合わせで使用される。
【００１０】
この発明の差動装置によると、少なくとも一方の転がり軸受を斜接玉軸受としているので、円錐ころ軸受より回転トルクが小さくなり、燃費を向上することができるようになるとともに、該斜接玉軸受の各列の接触角を同方向とすることにより、スラスト荷重の負荷能力が増大し、負荷容量および剛性の点で有利となり、低トルクと高剛性との両立が可能となる。しかも、各列の接触角が同方向の複列の斜接玉軸受自体は、公知で、容易に製造することができ、材質をセラミックに変更するなどの手段を取る必要がないので、コスト増を伴わずに低トルクと高剛性とを両立させることができる。
【００１１】
斜接玉軸受の内輪の軌道曲率は、玉径の５１．５％よりも小さくかつ５０％より大きいことが好ましい。斜接玉軸受の内輪の軌道曲率は、従来、玉径の５１．５％より大きくかつ５２．５％よりも小さくされているが、これを玉径の５１．５％未満とすることにより、玉と内輪との接触面圧を低下させることができ、軸受の外形寸法を小さくすることが可能となる。したがって、外形寸法減少による低トルク化の効果も得ることができる。内輪の軌道曲率のより好ましい範囲は、玉径の５０．５％以上でかつ玉径の５１％以下とされる。また、斜接玉軸受の外輪の軌道曲率についても、同様の理由により、従来、５２．５％より大きくかつ５３．５％よりも小さくされているのに対し、玉径の５２．５％よりも小さくかつ５０％より大きくすることが好ましく、外輪の軌道曲率のより好ましい範囲は、玉径の５１．５％以上でかつ玉径の５２％以下とされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、左右は、図の左右をいうものとする。
【００１３】
図１は、この発明による差動装置の第１実施形態を示しており、差動装置は、ディファレンシャル・キャリア（１）に回転自在に支持されかつ一端部にドライブピニオン・ギア（３）が配設されたピニオン・シャフト（２）と、ドライブピニオン・ギア（３）に噛み合わされたリング・ギア（４）と、リング・ギア（４）に取り付けられたディファレンシャル・ケース（５）と、ディファレンシャル・ケース（５）をディファレンシャル・キャリア（１）に回転自在に支持する左右１対の転がり軸受（１０）（１１）と、ディファレンシャル・ケース（５）から左右にのびる左右のサイドギア・シャフト（６）の内側端部にそれぞれ配設されたサイドギア（７）と、スパイダ（９）に回転可能に支持されかつサイドギア（７）に噛み合わされているデフピニオン・ギア（８）とを備えている。
【００１４】
左の転がり軸受（１０）すなわちドライブピニオン・ギア（３）とリング・ギア（４）との噛合位置に近い側の軸受は、ディファレンシャル・ケース（５）の左端部外周に固定された内輪（１２）、内輪（１２）と対向する位置においてディファレンシャル・キャリア（１）に固定された外輪（１３）、両輪（１２）（１３）間に配置された複数の円錐ころ（１４）および保持器（１５）を備えた単列の円錐ころ軸受とされている。
【００１５】
右の転がり軸受（１１）すなわちドライブピニオン・ギア（３）とリング・ギア（４）との噛合位置から遠い側の軸受は、ディファレンシャル・ケース（５）の右端部外周に固定された内輪（１６）、内輪（１６）と対向する位置においてディファレンシャル・キャリア（１）に固定された外輪（１７）、両輪（１６）（１７）間に２列に配置された複数の玉（１８）および保持器（１９）を備えた接触角が同方向の複列タンデム型斜接玉軸受とされている。
【００１６】
複列の斜接玉軸受は、内輪（１６）および外輪（１７）がそれぞれ一体に形成されるとともに、一方の内輪軌道径および外輪軌道径と他方の内輪軌道径および外輪軌道径とがそれぞれ等しくなされている。そして、外輪（１７）の左側（軸方向内側）にのみカウンタボア（１７ａ）が形成され、内輪（１６）の右側（軸方向外側）のみに肩おとし部（１６ａ）が形成されている。接触角は、１５°〜２０°の範囲内に設定されており、また、内輪（１６）の軌道曲率が玉（１８）径の５１％以下とされ、外輪（１７）の軌道曲率が玉径の５２％以下とされている。このような斜接玉軸受は、例えば、外輪（１７）の右側の軌道に保持器（１９）を介して玉（１８）を保持させるとともに、内輪（１６）の左側の軌道に保持器（１９）を介して玉（１８）を保持させ、次いで、外輪（１７）を加熱するとともに、外輪（１７）に対して内輪（１６）を移動させることにより製造することができる。上記軸受の内外輪（１６）（１７）は軸受鋼から造られ、特に、内輪（１６）に浸炭窒化処理を施してその表面硬さを玉（１８）並みのＨＲＣ６０〜６４に上げておくのが、異物油中での寿命上の点から好ましい。
【００１７】
上記第１実施形態の差動装置によると、右の転がり軸受（１１）を複列の斜接玉軸受としているので、左右の転がり軸受が円錐ころ軸受のものに比べて、回転トルクが小さくなり、燃費を向上することができ、また、右の斜接玉軸受（１１）において、内輪（１６）の軌道曲率が玉径の５１％以下にされているので、軌道接触面圧を抑えることができ、軸受の外形寸法減少が可能となる。さらに、斜接玉軸受（１１）の各列の接触角が同方向とされているので、スラスト荷重の負荷能力が増大し、負荷容量および剛性の点で有利となり、低トルクと高剛性との両立が可能となっている。また、軸受の組立も従来の円錐ころ軸受と同様に行いうるので、工程の変更などが要らず、コスト上昇も避けることができる。
【００１８】
図２は、この発明による差動装置の第２実施形態を示している。第１実施形態との違いは、転がり軸受が異なるだけなので、転がり軸受以外の構成には同じ符号を付して説明を省略し、以下では、転がり軸受についてのみ説明する。
【００１９】
第２実施形態においては、左の転がり軸受（２０）すなわちドライブピニオン・ギア（３）とリング・ギア（４）との噛合位置に近い側の軸受は、ディファレンシャル・ケース（５）の左端部外周に固定された内輪（２２）、内輪（２２）と対向する位置においてディファレンシャル・キャリア（１）に固定された外輪（２３）、両輪（２２）（２３）間に配置された複数の円錐ころ（２４）および保持器（２５）を備えた単列の円錐ころ軸受とされている。
【００２０】
そして、右の転がり軸受（２１）すなわちドライブピニオン・ギア（３）とリング・ギア（４）との噛合位置から遠い側の軸受は、ディファレンシャル・ケース（５）の右端部外周に固定された内輪（２６）、内輪（２６）と対向する位置においてディファレンシャル・キャリア（１）に固定された外輪（２７）、両輪（２６）（２７）間に２列に配置された複数の玉（２８）および保持器（２９）を備えた接触角が同方向の複列タンデム型斜接玉軸受とされている。
【００２１】
複列の斜接玉軸受は、内輪（２６）および外輪（２７）がそれぞれ一体に形成されるとともに、右側の内輪軌道径および外輪軌道径が左側の内輪軌道径および外輪軌道径よりもそれぞれ小さくなされている。そして、外輪（２７）の左側（軸方向内側）にカウンタボア（２７ａ）が形成され、内輪（２６）の右側（軸方向外側）に肩おとし部（２６ａ）が形成されている。接触角は、１５°〜２０°の範囲内に設定されており、また、内輪（２６）の軌道曲率が玉（２８）径の５１％以下とされ、外輪（２７）の軌道曲率が玉径の５２％以下とされている。このような斜接玉軸受は、例えば、内輪（２６）および外輪（２７）のいずれか一方の左側および右側の軌道にそれぞれ保持器（２９）を介して玉（２８）を保持させ、内輪（２６）と外輪（２７）とを相対移動させることにより製造することができる。上記軸受の内外輪（２６）（２７）は軸受鋼から造られ、特に、内輪（２６）に浸炭窒化処理を施してその表面硬さを玉（２８）並みのＨＲＣ６０〜６４に上げておくのが、異物油中での寿命上の点から好ましい。
【００２２】
上記第２実施形態の差動装置によると、右の転がり軸受（２１）を斜接玉軸受としているので、左右の転がり軸受が円錐ころ軸受のものに比べて、回転トルクが小さくなり、燃費を向上することができ、また、右の斜接玉軸受（２１）において、内輪（２６）の軌道曲率が玉径の５１％以下にされているので、軌道接触面圧を抑えることができ、軸受の外形寸法減少が可能となる。さらに、斜接玉軸受（２１）の各列の接触角が同方向とされているので、スラスト荷重の負荷能力が増大し、負荷容量および剛性の点で有利となり、低トルクと高剛性との両立が可能となっている。また、軸受の組立も従来の円錐ころ軸受と同様に行いうるので、工程の変更などが要らず、コスト上昇も避けることができる。
【００２３】
図３は、この発明による差動装置の第３実施形態を示している。第１実施形態との違いは、転がり軸受が異なるだけなので、転がり軸受以外の構成には同じ符号を付して説明を省略し、以下では、転がり軸受についてのみ説明する。
【００２４】
第３実施形態においては、左の転がり軸受（３０）すなわちドライブピニオン・ギア（３）とリング・ギア（４）との噛合位置に近い側の軸受は、ディファレンシャル・ケース（５）の左端部外周に固定された内輪（３２）、内輪（３２）と対向する位置においてディファレンシャル・キャリア（１）に固定された外輪（３３）、両輪（３２）（３３）間に２列に配置された複数の玉（３４）および保持器（３５）を備えた複列のタンデム型斜接玉軸受とされている。
【００２５】
そして、右の転がり軸受（３１）すなわちドライブピニオン・ギア（３）とリング・ギア（４）との噛合位置から遠い側の軸受は、ディファレンシャル・ケース（５）の右端部外周に固定された内輪（３６）、内輪（３６）と対向する位置においてディファレンシャル・キャリア（１）に固定された外輪（３７）、両輪（３６）（３７）間に２列に配置された複数の玉（３８）および保持器（３９）を備えた複列のタンデム型斜接玉軸受とされている。
【００２６】
この第３実施形態の左右の斜接玉軸受（３０）（３１）は、第２実施形態の右の転がり軸受として使用されている複列の斜接玉軸受（２１）と同じものが正面合わせされたものであり、左の斜接玉軸受（３０）は、内輪（３２）および外輪（３３）がそれぞれ一体に形成されるとともに、左側の内輪軌道径および外輪軌道径が右側の内輪軌道径および外輪軌道径よりもそれぞれ小さくなされており、右の斜接玉軸受（３１）は、内輪（３６）および外輪（３７）がそれぞれ一体に形成されるとともに、右側の内輪軌道径および外輪軌道径が左側の内輪軌道径および外輪軌道径よりもそれぞれ小さくなされている。そして、左の斜接玉軸受（３０）では、外輪（３３）の右側（軸方向内側）にカウンタボア（３３ａ）が、内輪（３２）の左側（軸方向外側）に肩おとし部（３２ａ）がそれぞれ形成され、右の斜接玉軸受（３１）では、外輪（３７）の左側（軸方向内側）にカウンタボア（３７ａ）が、内輪（３６）の右側（軸方向外側）に肩おとし部（３６ａ）がそれぞれ形成されている。また、いずれの斜接玉軸受（３０）（３１）についても、接触角は１５°〜２０°の範囲内にされるとともに、内輪（３２）（３６）の軌道曲率が玉（３４）（３８）径の５１％以下とされ、外輪（３３）（３７）の軌道曲率が玉（３４）（３８）径の５２％以下とされている。
【００２７】
上記第３実施形態の差動装置によると、左右の転がり軸受（３０）（３１）を斜接玉軸受としているので、左右の転がり軸受が円錐ころ軸受のものに比べて、回転トルクが小さくなり、燃費を向上することができ、また、左右の斜接玉軸受（３０）（３１）において、内輪（３２）（３６）の軌道曲率が玉径の５１％以下にされているので、軌道接触面圧を抑えることができ、軸受の外形寸法減少が可能となる。さらに、軸受の各列の接触角が同方向とされているので、スラスト荷重の負荷能力が増大し、負荷容量および剛性の点で有利となり、低トルクと高剛性との両立が可能となっている。また、軸受の組立も従来の円錐ころ軸受と同様に行いうるので、工程の変更などが要らず、コスト上昇も避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明による差動装置の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、この発明による差動装置の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図３】図３は、この発明による差動装置の第３実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
（１）                    ディファレンシャル・キャリア
（２）                    ピニオン・シャフト
（３）                    ピニオン・ギア
（４）                    リング・ギア
（５）                    ディファレンシャル・ケース
（１０）（２０）（３０）          左の転がり軸受
（１１）（２１）（３１）          右の転がり軸受
【図１】
2004211855.tif 000003
【図２】
2004211855.tif 000004
【図３】
2004211855.tif 000005