(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、寿命低下や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対の転がり軸受を備えている。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グリース密封形式の斜接玉軸受１１とする。この斜接玉軸受１１の両端に配設されるオイルシール４１，４２のいずれか一方を外輪１７に、同他方を内輪１６に固定する。【選択図】    図４
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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グリース密封形式の斜接玉軸受とするとともに、斜接玉軸受の両端に配設される密封シールのいずれか一方を外輪に、同他方を内輪に固定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、異物油中での使用となるために寿命低下が懸念されることなどの新たな課題が生じ、これらの新たな課題を解決しかつ低トルクおよび高剛性を確保した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、寿命低下や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グリース密封形式の斜接玉軸受とするとともに、斜接玉軸受の両端に配設される密封シールのいずれか一方を外輪に、同他方を内輪に固定したことを特徴とするものである。
【０００８】
密封シールは、例えば、環状芯金およびこれに一体に設けられた弾性体からなり、一方の密封シールは、その外周縁部が外輪に固定されて、その内周縁部が内輪に接触するものとされ、他方の密封シールは、その内周縁部が内輪に固定されて、その外周縁部が外輪に接触するものとされる。このような密封シールとしては、オイルシールを使用してもよく、この場合に、オイルシールは、環状芯金と、芯金に接着されかつシールリップ部を有する弾性体とからなるものであってもよく、シールリップ部を径方向に付勢するばねをさらに有しているものであってもよい。
【０００９】
この発明の差動装置によると、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、該軸受の両端に密封シールを配設することによって、ディファレンシャル・キャリア内異物の軸受内部への侵入が防止され、寿命の低下が防止され、また、グリースの潤滑効果が長く維持されることにより、メンテナンスフリー化に貢献することもできる。しかも、各軸受の両端に配設される密封シールのいずれか一方が外輪に、同他方が内輪に固定されているので、密封シール付き内輪と密封シール付き外輪とが分離可能であり、円錐ころ軸受と同様の組立てが可能となり、したがって、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。
【００１０】
１対の転がり軸受は、通常、正面合わせで使用される。ギア噛合位置から遠い側の斜接玉軸受は、例えば、単列の玉軸受とされ、この場合に、ギア噛合位置に近い側の転がり軸受は、単列の斜接玉軸受であってもよいが、円錐ころ軸受、複列の斜接玉軸受など、同遠い側のものよりも高剛性であるものがより好ましい。ギア噛合位置から近い側の転がり軸受を相対的に高剛性とすることにより、両方の転がり軸受が円錐ころ軸受であるものに比べて、回転トルクが小さくなり、燃費を向上することができるようになるとともに、ギア噛合位置から遠い側の斜接玉軸受の負担は少ないものとでき、車重が大きい、馬力が大きいなどの使用条件が厳しい車にも適用することができる。例えば、複列斜接玉軸受をギア噛合位置に近い側に使用すると、回転トルクの低下の効果が大きく、しかも、軸受の定格容量を増やすことができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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。
【００１３】
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玉（１４）、保持器（１５）および左右のシール（４１）（４２）を備えた単列の斜接玉軸受とされている。カウンタボア（１３ａ）は、外輪（１３）の右側（軸方向内側）に位置させられている。
【００１４】
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）間に配置された複数の玉（１８）、保持器（１９）および左右のシール（４１）（４２）を備えた単列の斜接玉軸受とされている。カウンタボア（１７ａ）は、外輪（１７）の左側（軸方向内側）に位置させられている。
【００１５】
図４は、右の転がり軸受である斜接玉軸受（１１）を拡大し、図１では省略した左右のシール（４１）（４２）の詳細構造を示している。この斜接玉軸受（１１）は、グリース密封形式のもので、同図に示すように、その左右両端に、接触形密封シールとしてのオイルシール（４１）（４２）が設けられており、これらのオイルシール（４１）（４２）間（軸受内部空間）にグリース（４３）が密封されている。外輪（１７）のカウンタボア（１７ａ）に対向する内輪肩部（１６ａ）の外周面は、円筒面とされており、内輪（１６）のカウンタボア（１６ｂ）に対向する外輪肩部（１７ｂ）の外周面も円筒面とされている。
【００１６】
左のオイルシール（４１）は、短円筒部（４４ａ）およびこれの右端にある外向きフランジ部（４４ｂ）からなる環状芯金（４４）と、芯金（４４）の短円筒部（４４ａ）内周面および外向きフランジ（４４ｂ）右側面に接着されかつ外輪（１７）のカウンタボア（１７ａ）に接触するシールリップ部（４６）を有するゴムなどの弾性体（４５）と、シールリップ部（４６）を径方向外向きに付勢してカウンタボア（１７ａ）に押圧するばね（４７）とを有し、芯金（４４）の短円筒部（４４ａ）が弾性体（４５）を介して内輪（１６）の肩部（１６ａ）に圧入されて固定されている。
【００１７】
右のオイルシール（４２）は、短円筒部（４８ａ）およびこれの左端にある内向きフランジ部（４８ｂ）からなる環状芯金（４８）と、芯金（４８）の短円筒部（４８ａ）外周面および内向きフランジ（４８ｂ）左側面に接着されかつ内輪（１６）のカウンタボア（１６ｂ）に接触するシールリップ部（５０）を有するゴムなどの弾性体（４９）と、シールリップ部（５０）を径方向外向きに付勢してカウンタボア（１６ａ）に押圧するばね（５１）とを有し、芯金（４８）の短円筒部（４８ａ）が弾性体（４９）を介して外輪（１７）の肩部（１７ｂ）に圧入されて固定されている。
【００１８】
この斜接玉軸受（１１）は、予め、内輪（１６）の肩部（１６ａ）に左のオイルシール（４１）を圧入するとともに、外輪（１７）の肩部（１７ｂ）に右のオイルシール（４２）を圧入しておくことにより、以後は、オイルシール（４１）（４２）のない分離可能な斜接玉軸受と同じ工程で製造することができる。なお、オイルシールは、いずれか一方が内輪に、他方が外輪に固定されていればよく、内輪（１６）および外輪（１７）の肩部（１６ａ）（１７ｂ）にそれぞれオイルシール（４１）（４２）を圧入する代わりに、内輪（１６）および外輪（１７）のカウンタボア部（１６ｂ）（１７ａ）にそれぞれオイルシールを圧入するようにしてもよい。
【００１９】
各オイルシール（４１）（４２）のシールリップ部（４６）（５０）は、いずれも、軸方向外向きに開き得るように取り付けられており、これにより、軸受（１１）内部への異物侵入が阻止されているとともに、軸受（１１）内部に封入されているグリース（４３）の軸受（１１）外部への流出も抑えられている。また、シールリップ部（４６）（５０）は、いずれもばね（４７）（５１）に付勢されて、外輪（１７）または内輪（１６）に強く押圧されており、異物侵入およびグリース流出の防止効果がより一層高められている。ただし、このばね（４７）（５１）は、省略も可能であり、シールリップ部（４６）（５０）自身が有する弾性力だけによって、異物侵入防止およびグリース流出防止を図るようにしてもよい。また、密封シールとしては、オイルシール以外に、軸受シールなどの各種接触シールを使用してもよい。
【００２０】
オイルシール（４１）（４２）の弾性体としては、アクリルゴム、耐熱アクリルゴム（すなわち、エチレンおよびアクリル酸エステルが共重合体組成の主成分として結合されてなるエチレン−アクリルゴム）などが好適に用いられる。また、グリース（４３）としては、耐熱性を考慮し、ジウレア系グリースまたはエステル系グリースが好ましく、日本グリース株式会社製の商品名ＫＮＧ１７０、協同油脂株式会社製の商品名マルテンプＳＲＬ等が例示される。ＫＮＧ１７０は、基油をポリαオレフィン鉱油、増ちょう剤をジウレアとしたもので、使用温度範囲は、−３０℃〜１５０℃である。また、マルテンプＳＲＬは、基油をエステル、増ちょう剤をリチウム石けんとしたもので、使用温度範囲は、−４０℃〜１３０℃である。
【００２１】
なお、左の転がり軸受（１０）は、グリース密封形式とされていることを含めて右の転がり軸受（１１）と同じ構成とされており、これらの軸受（１０）（１１）が正面合わせで使用されている。
【００２２】
上記第１実施形態の差動装置によると、左右の転がり軸受（１０）（１１）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（１０）（１１）がいずれもグリース密封形式のものとされているので、異物の軸受内部への侵入が防止され、転がり軸受（１０）（１１）の寿命が向上する。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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）間に配置された複数の玉（２８）、保持器（２９）および左右のシール（４１）（４２）を備えた単列の斜接玉軸受とされている。カウンタボア（２７ａ）は、外輪（２７）の左側（軸方向内側）に位置させられている。この右の転がり軸受（２１）は、図４に示す第１実施形態のものと全く同様のグリース密封形式の斜接玉軸受とされている。
【００２６】
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）をグリース密封形式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る。そして、左の転がり軸受（２０）すなわち負荷荷重が大きい方の軸受を円錐ころ軸受としているので、第１実施形態のものに比べて、剛性が高くなり、より大きな耐荷重性を得ることができる。
【００２７】
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。
【００２８】
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）、保持器（３５）および左右のシール（４１）（４２）を備えた複列のタンデム型斜接玉軸受とされている。この斜接玉軸受（３０）は、内輪（３２）および外輪（３３）は、それぞれ一体に形成されるとともに、カウンタボア（３３ａ）は、外輪（３３）の右側（軸方向内側）に位置させられており、左側（軸方向外側）の内輪軌道径および外輪軌道径が右側（軸方向内側）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。
【００２９】
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）間に配置された複数の玉（３８）、保持器（３９）および左右のシール（４１）（４２）を備えた単列の斜接玉軸受とされている。カウンタボア（３７ａ）は、外輪（３７）の左側（軸方向内側）に位置させられている。
【００３０】
右の転がり軸受（３１）は、図４に示す第１実施形態のものと全く同様のグリース密封形式の斜接玉軸受とされている。また、左の転がり軸受（３０）の左右のシール（４１）（４２）は、図４に符号（４１）（４２）で示したシールと同じ構成とされている。
【００３１】
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る。そして、左の転がり軸受（３０）すなわち負荷荷重が大きい方の軸受を複列の斜接玉軸受としているので、第１実施形態のものに比べて、定格容量が増大し、使用条件がより厳しい車への適用が可能となる。
【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。
【図４】図４は、この発明による差動装置の各実施形態で使用されている転がり軸受のシール構造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
（１６）                  内輪
（１７）                  外輪
（４１）（４２）              オイルシール（密封シール）
（４３）                  グリース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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