(57)【要約】【課題】  オイルシール部材の油密性が損なわれるのを防ぐことができ、よって潤滑油が装置外部に漏れ出るのを防止することができる軸受装置及びそれを用いたディファレンシャル装置を提供する。【解決手段】  外輪部材３１と内輪部材３２ｂとの間の環状開口部を油密に密封するオイルシール部材３５を設ける。また、このオイルシール部材３５と、外輪部材３１、内輪部材３２ｂ、及びボール３３ｂとによって囲まれた空間Ａに、一端が接続されたオイル排出経路３６を外輪部材３１に形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の外輪軌道を有する外輪部材と、前記外輪軌道に対向する一対の内輪軌道を有する内輪部材と、前記外輪軌道とこれに対向する前記内輪軌道との間にそれぞれ介在する複数の転動体とを有する複列の転がり軸受を備えた軸受装置であって、
前記外輪部材と前記内輪部材との間の軸方向両端の環状開口部のうち少なくとも一方の環状開口部を油密に密封するオイルシール部材を設けるとともに、
前記オイルシール部材と、前記外輪部材、前記内輪部材、及び当該オイルシール部材に対向する前記転動体とによって囲まれた空間に、一端が接続されたオイル排出経路を前記外輪部材または前記内輪部材に形成して、前記空間内に流入した潤滑油を当該オイル排出経路を通じて軸受外部側に排出可能とされていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記転がり軸受は、その転動体がボールにより構成されたアンギュラ玉軸受であることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
ディファレンシャルケースと、このディファレンシャルケース内に設けられた差動減速機構と、この差動減速機構に含まれたリングギヤに噛合するピニオンギヤが一端部側に設けられたピニオン軸とを備えたディファレンシャル装置であって、
前記ピニオン軸は、前記オイルシール部材が当該ピニオン軸の他端部側に配置された請求項１または２に記載の軸受装置により、回転自在に支持されていることを特徴とするディファレンシャル装置。
【請求項４】
前記オイル排出経路の他端は、前記空間内の潤滑油が前記ディファレンシャルケースの内部空間に流れるよう当該ディファレンシャルケース側に形成されたオイル溝に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のディ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、自動車などに組み込まれてそのエンジン出力等の動力伝達に使用されるピニオン軸などの回転軸を支持する軸受装置、及びそれを用いたディファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばディファレンシャル装置は、エンジン出力軸に連結されるピニオン軸の一端部に取り付けられたピニオンギヤと噛み合うリングギヤを有する差動減速機構を備えており、この減速機構を介在させてエンジン回転を左右の車輪に伝達するようになっている。このようなディファレンシャル装置では、その差動減速機構は潤滑油が入れられたディファレンシャルケース内に収納されており、上記ピニオン軸は例えば下記特許文献１に記載された従来の軸受装置により同ケース内で回転自在に支持されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１９３４１１号公報（第２〜４頁、第１〜２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような従来の軸受装置では、ピニオン軸の軸方向に所定間隔をおいて配置された一対の転がり軸受によって当該ピニオン軸を支承しており、軸受装置の軸方向寸法が長くディファレンシャル装置のコンパクト化を図ることが困難であった。
そこで、本出願人は、例えば図４に示すように、一つの複列の転がり軸受にてピニオン軸を支承することにより、軸受装置、ひいてはディファレンシャル装置のコンパクト化を図ることができる技術的手段を提案している。
【０００５】
具体的にいえば、図４に示すように、この従来の軸受装置は、一対の外輪軌道５１ａ、５１ｂを有し、全体が一体形成された単一の外輪部材５１と、上記外輪軌道５１ａ、５１ｂにそれぞれ対向する内輪軌道５２ａ１、５２ｂ１を設けた一対の内輪部材５２ａ、５２ｂと、互いに対向する外輪軌道５１ａ、５１ｂと内輪軌道５２ａ１、５２ｂ１との間にそれぞれ介在した複数個のボール５３ａ、５３ｂとを具備する複列の玉軸受５０により構成されている。上記外輪部材５１には、フランジ部５１ｃが設けられており、このフランジ部５１ｃを上記差動減速機構を収納したディファレンシャルケース６０の端部に当接させた状態で、玉軸受５０はケース６０に固定されている。また、上記内輪部材５２ａ、５２ｂは、差動減速機構のリングギヤ６３と噛み合うピニオンギヤ６２が設けられたピニオン軸６１に一体的に取り付けられている。また、このピニオン軸６１の他端側には、エンジン出力軸側に連結されるフランジ継手６４が固定されており、玉軸受５０はエンジン出力軸の回転に応じて回転するピニオン軸６１を回転自在に支承する。
【０００６】
しかしながら、上記のような従来装置では、ディファレンシャルケース６０内の潤滑油がピニオンギヤ６２側に設けられたシール部材５４を経て玉軸受５０の内部に侵入して、この侵入した潤滑油がピニオン軸６１の回転動作、ひいては内輪部材５２ａ、５２ｂの回転動作に伴う軸受内部でのポンプ作用によりフランジ継手６４側に圧送されることがあった。この結果、軸受内部に侵入した潤滑油は、反ピニオンギヤ６２側に設置されたオイルシール部材５５によって油密に密封された空間Ｓ内に逐次溜められ、当該空間Ｓ内に潤滑油が充満したり、上記ポンプ作用が大きく働いたりすると、オイルシール部材５５の油密性が損なわれて、潤滑油が空間Ｓから装置外部に漏れ出るおそれがあった。
【０００７】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、オイルシール部材の油密性が損なわれるのを防ぐことができ、よって潤滑油が装置外部に漏れ出るのを防止することができる軸受装置及びそれを用いたディファレンシャル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の軸受装置は、一対の外輪軌道を有する外輪部材と、前記外輪軌道に対向する一対の内輪軌道を有する内輪部材と、前記外輪軌道とこれに対向する前記内輪軌道との間にそれぞれ介在する複数の転動体とを有する複列の転がり軸受を備えた軸受装置であって、
前記外輪部材と前記内輪部材との間の軸方向両端の環状開口部のうち少なくとも一方の環状開口部を油密に密封するオイルシール部材を設けるとともに、
前記オイルシール部材と、前記外輪部材、前記内輪部材、及び当該オイルシール部材に対向する前記転動体とによって囲まれた空間に、一端が接続されたオイル排出経路を前記外輪部材または前記内輪部材に形成して、前記空間内に流入した潤滑油を当該オイル排出経路を通じて軸受外部側に排出可能とされていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記のように構成された軸受装置では、上記オイル排出経路が内外輪部材のいずれか一方の軌道輪部材に形成されているので、潤滑油が軸受動作に伴うポンプ作用によって上記空間に圧送されて溜められたとしても、その溜められた潤滑油を当該空間からオイル排出経路を介して軸受外部側に排出することができる。この結果、上記従来例と異なり、空間内に潤滑油が充満したときや上記ポンプ作用が大きく働いたときでも、オイルシール部材の油密性が損なわれるのを防いで維持することができる。
【００１０】
また、上記軸受装置において、前記転がり軸受は、その転動体がボールにより構成されたアンギュラ玉軸受であることが好ましい。
この場合、上記アンギュラ玉軸受は円すいころを転動体に用いた円すいころ軸受等に比べて転がり摩擦の抵抗（軸受損失）が小さいものであることから、当該玉軸受は回転軸等の回転体を低トルクで支持することができる。
【００１１】
また、本発明のディファレンシャル装置は、ディファレンシャルケースと、このディファレンシャルケース内に設けられた差動減速機構と、この差動減速機構に含まれたリングギヤに噛合するピニオンギヤが一端部側に設けられたピニオン軸とを備えたディファレンシャル装置であって、
前記ピニオン軸は、前記オイルシール部材が当該ピニオン軸の他端部側に配置された請求項１または２に記載の軸受装置により、回転自在に支持されていることを特徴とするものである。
【００１２】
上記のように構成されたディファレンシャル装置では、そのピニオン軸がオイルシール部材の油密性を向上させた上記軸受装置により支持されるので、上記ディファレンシャルケース内に入れられた潤滑油が軸受内部の上記空間に圧送されて溜められたときでも、その潤滑油がディファレンシャル装置の外部に漏洩するのを防ぐことができる。また、請求項２に記載の軸受装置を用いた場合では、軸受損失の少ない上記複列のアンギュラ玉軸受によってピニオン軸が支持されるので、ディファレンシャル装置の機械効率を高めることができる。
【００１３】
また、上記ディファレンシャル装置において、前記オイル排出経路の他端は、前記空間内の潤滑油が前記ディファレンシャルケースの内部空間に流れるよう当該ディファレンシャルケース側に形成されたオイル溝に接続されていることが好ましい。
この場合、オイル排出経路は、上記オイル溝とともに、ディファレンシャルケース内に入れられた潤滑油の循環経路を構成して、軸受内部の上記空間に侵入した潤滑油を同ケース内に戻すことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記オイル排出経路を形成することによってオイルシール部材にて油密に密封された軸受内部の上記空間に潤滑油が圧送されて溜められたときでも、オイルシール部材の油密性を維持することができるので、軸受内部の上記空間から軸受装置及びディファレンシャル装置の外部への潤滑油の漏洩発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の軸受装置及びディファレンシャル装置を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態による軸受装置とこれを用いたディファレンシャル装置の要部構成を示す断面図である。図において、本実施形態のディファレンシャル装置１は、ディファレンシャルケース２と、このケース２に取り付けられるとともに、ピニオン軸４を回転自在に支持する複列のアンギュラ玉軸受３と、上記ピニオン軸４の一端部に一体的に設けられたピニオンギヤ４ａに噛合するリングギヤ５ａを有し、上記ケース２内に収納された差動減速機構５とを備えている。また、このディファレンシャル装置１では、ピニオン軸４の他端部にフランジ継手６が外嵌固定されており、このフランジ継手６には図示を省略したドライブシャフトが連結されている。そして、ディファレンシャル装置１では、エンジン出力軸の回転に応じてピニオン軸４が回転しリングギヤ５ａを図の矢印方向に回すことにより、差動減速機構５に駆動軸を介在させて接続した車両の車輪を回動させるようになっている。
上記ディファレンシャルケース２は、筒状の内周面２ａ１を有する第１の収納部２ａと、この収納部２ａに着脱可能に構成された第２の収納部２ｂとを備えており、油密構造に構成されている。また、このケース２内には、図に一点鎖線にて示すレベルまで潤滑油（ギヤオイル）が封入されており、同ケース２内で互いに噛合する上記ピニオンギヤ４ａ及びリングギヤ５ａなどの噛み合い部を潤滑するようになっている。
【００１６】
上記複列のアンギュラ玉軸受３は、本発明の軸受装置に含まれたものであり、全体が一体形成された単一の外輪部材３１と、軸方向に分けられた一対の内輪部材３２ａ、３２ｂとを備えている。また、この玉軸受３には、図２も参照して、上記外輪部材３１の内周に設けられた一対の外輪軌道３１ａ、３１ｂと、これら外輪軌道３１ａ、３１ｂにそれぞれ対向するように内輪部材３２ａ、３２ｂの外周に形成された内輪軌道３２ａ１、３２ｂ１と、これら内外輪軌道間にそれぞれ介在した転動体としての複数個のボール３３ａ、３３ｂが設けられている。また、軸受内部へはグリースが封入されており、グリース潤滑を行わせることで転がり接触部での摩擦抵抗を抑えるようになっている。
【００１７】
上記外輪部材３１には、反ピニオンギヤ側（図の右端部側）にフランジ３１ｃが形成されており、このフランジ表面及び外周面が上記第１の収納部２ａの環状の端面及び内周面２ａ１にそれぞれ密接した状態で、アンギュラ玉軸受３はディファレンシャルケース２に組み付けられている。また、フランジ３１ｃの上記ケース２との接触面には環状溝が形成されており、その溝内に配設されたＯリング８によって当該接触面の油密性が確保されている。
また、このアンギュラ玉軸受３では、ピニオンギヤ側（図の左端部側）の内輪部材３２ａがピニオンギヤ４ａとの間に配置された環状のスペーサ９に接触し、反ピニオンギヤ側の内輪部材３２ｂは上記フランジ継手６の筒状端部に当接している。これら内輪部材３２ａ、３２ｂは、ナット１０により、図の左側方向に締め付けられた状態でピニオン軸４に取り付けられており、所定の予圧が付与された状態で当該玉軸受３がピニオン軸４を支承するようになっている。
【００１８】
また、上記アンギュラ玉軸受３には、シール部材３４及びオイルシール部材３５がピニオンギヤ側及び反ピニオンギヤ側の環状開口部にそれぞれ設置されている。詳細にいえば、シール部材３４は、図２に示すように、外輪部材３１の内周面に取り付けられた芯金付きのシール本体３４ａと、この本体３４ａの内周側に設けられ内輪部材３２ａの外周面に摺接するシールリップ３４ｂとを備えており、当該シール部材３４がピニオンギヤ側の内外輪部材間の環状開口部を密封している。
また、上記オイルシール部材３５は、外輪部材３１の内周面に取り付けられた芯金付きのシール本体３５ａと、この本体３５ａの内周側に設けられて内輪部材３２ｂの外周面に摺接するシールリップ３５ｂとを具備している。このシールリップ３５ｂには、リング状のばね３５ｃが嵌め込まれており、このばね３５ｃによって内輪部材３２ｂの外周面側に付勢された状態で、当該リップ３５ｂが上記外周面に摺接している。これにより、オイルシール部材３５は、反ピニオンギヤ側の内外輪部材間の環状開口部を油密にシールして、軸受内部、ひいてはディファレンシャル装置１の内部から潤滑油が漏洩するのを防止している。さらに、オイルシール部材３５の装置外側には、フランジ継手６の上記筒状端部の外周面に一体的に取り付けられたスリンガ７が外輪部材３１の内周面と微小隙間をおいて設けられており、装置外部から内部への水や異物等の侵入を阻止するようになっている。また、このスリンガ７には、上記シール本体３５ａから外側に延ばされた延設部３５ｄが当接しており、オイルシール部材３５が装置外側に移動するのを極力抑えるようになっている。
【００１９】
また、上記アンギュラ玉軸受３には、オイルシール部材３５、装置外部側でオイルシール部材３５に対向して転動するボール３３ｂ、外輪部材３１、及び内輪部材３２ｂによって囲まれた空間Ａに、一端が接続されたオイル排出経路３６が設けられている。このオイル排出経路３６は、外輪部材３１の内外周面側を連通するよう当該部材３１に孔明け加工を施すことによって形成されたものであり、その他端は、ディファレンシャルケース２の下端部側の内周面２ａ１を切り欠くことによって形成されたオイル溝２ｃに接続されている。また、このオイル溝２ｃの開口側は、ディファレンシャルケース２の内部空間に連通しており、空間Ａに侵入した潤滑油がケース２内に還流するようになっている。具体的には、上記ピニオン軸４及び内輪部材３２ａ、３２ｂが回転すると、これらの回転部材の動作に伴うポンプ作用がディファレンシャルケース２内の潤滑油に働き、この潤滑油が上記シール部材３４のシールリップ３４ｂを通過して軸受内部に侵入する場合がある。そして、侵入した潤滑油は上記ポンプ作用によって上記空間Ａ側に圧送されて当該空間Ａ内に溜められるが、この空間Ａ内の潤滑油はポンプ作用により外輪部材３１のオイルシール部材３５との間の肩部に形成された上記オイル排出経路３６及びオイル溝２ｃ内に順次流入し、当該オイル溝２ｃの開口からディファレンシャルケース２の内部空間に戻される。
【００２０】
以上のように構成された本実施形態のディファレンシャル装置１では、オイル排出経路３６及びオイル溝２ｃを外輪部材３１及び第１の収納部２ａにそれぞれ設けることにより、オイルシール部材３５によって油密に封止された上記空間Ａ内に侵入した潤滑油をディファレンシャルケース２の内部に戻しているので、当該空間Ａ内に潤滑油が充満したり、上記ポンプ作用が大きく働いたりしたときでも、オイルシール部材３５の油密性が損なわれるのを防止することができる。従って、図４に示した従来例と異なり、オイルシール部材３５による空間Ａ（軸受装置内部）及びディファレンシャル装置１の油密性を維持することができ、潤滑油が装置外部に漏れ出るのを防ぐことができる。また、複列のアンギュラ玉軸受３を備えた軸受装置によってピニオン軸４を支持しているので、上記特許文献１に記載された一対の転がり軸受を用いた従来例と異なり、コンパクトなディファレンシャル装置を容易に構成することができる。しかも、空間Ａは玉軸受３内部に区画される微小空間であり、このように潤滑油が極めて充満され易い空間Ａに対し、オイル排出経路３６を設けることにより、潤滑油の充満などによるオイルシール部材３５の機能ダウンが発生するのを未然に防いで、潤滑油漏洩を確実に防止できるという格別の効果を得ることができる。
【００２１】
図３は、別の実施形態に係る軸受装置及びディファレンシャル装置の要部構成を示す断面図である。図において、本実施形態と図１に示した実施形態との主な相違点は、ディファレンシャルケース２内部の潤滑油をアンギュラ玉軸受３の転がり接触部に適宜供給するようにした点である。
図３において、本実施形態では、一端部側がディファレンシャルケース２の内部空間に連通するオイル導入経路２ｄが第１の収納部２ａに設けられている。このオイル導入経路２ｄは、リングギヤ５ａが回転動作したときにその回転動作によって跳ね上げられたディファレンシャルケース２内の潤滑油が流入できるよう形成されている。また、オイル導入経路２ｄの他端部側は、一端側がボール３３ａ、３３ｂとの間の空間に接続されるように外輪部材３１の軸方向中央部を貫通することにて形成された潤滑孔３７の他端側に接続されている。また、図１に示した実施形態と異なり、ピニオンギヤ側のシール部材は、軸受内部からディファレンシャルケース２内への潤滑油の流れを阻害しないよう割愛されている。
以上の構成により、本実施形態では、上記実施形態と同様に、オイル排出経路３６及びオイル溝２ｃにて装置外部への潤滑油の漏洩発生を防ぐことができるとともに、オイル導入経路２ｄ及び潤滑孔３７を経てボール３３ａ、３３ｂの転がり接触部に潤滑油を適宜供給することができることから、同ボール３３ａ、３３ｂに塗布されたグリースが流されたときでも上記転がり接触部での潤滑性が低下するのを確実に防ぐことができる。
【００２２】
尚、上記の説明では、ディファレンシャル装置１のピニオン軸４を支持する軸受装置に適用した場合について説明したが、本発明は内外輪部材の間の軸方向両端の環状開口部のうち少なくとも一方の環状開口部を油密に密封するオイルシール部材を設け、かつこのオイルシール部材と内外輪部材及び当該オイルシール部材に対向する転動体とによって囲まれた空間に、一端が接続されたオイル排出経路を内外輪部材の一方に形成して、上記空間内に流入した潤滑油を当該オイル排出経路を通じて軸受外部側に排出可能に構成したものであれば、何等限定されるものではなく、ピニオン軸以外の回転体を支持する各種軸受装置に適用することができる。
【００２３】
また、上記の説明では、転動体としてのボールを用いたアンギュラ玉軸受を備えた軸受装置を用いた場合について説明したが、円すいころなどの他の転動体を使用した軸受形式が異なる他の転がり軸受を有する軸受装置にも適用することができる。但し、上記実施形態のように、他の転動体に比べて軸受損失の少ない上記アンギュラ玉軸受を用いた場合の方が、回転体を低トルクで支持することができ、その回転体を含んだ回転機器、装置等の機械効率を向上できる点で好ましい。
【００２４】
また、上記の説明では、外輪部材３１にフランジ３１ｃを設け、ディファレンシャルケース２の端部と当接させた状態で、外輪部材３１を同ケース２に取り付けた構成について説明したが、軸受装置全体をディファレンシャルケース内に収納する構成でもよい。但し、ディファレンシャルケース２内に軸受装置全体を収納する場合に比べて、フランジ３１ｃを設けた場合の方がディファレンシャル装置１のコンパクト化を図れる点で好ましい。
また、上記の説明では、オイル排出経路３６の他端部側に接続されたオイル溝２ｃをディファレンシャルケース２の内周面２ａ１に形成して、オイル排出経路３６からの潤滑油をディファレンシャルケース２内に戻す構成について説明したが、外輪部材３１の外周面またはこの外周面と上記内周面２ａ１の双方に、一端側及び他端側がそれぞれオイル排出経路３６の他端部側及びディファレンシャルケース２の内部空間側に接続されるオイル溝を設けて当該ケース２内に潤滑油を戻す構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による軸受装置とこれを用いたディファレンシャル装置の要部構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した軸受装置の要部構成を示す拡大断面図である。
【図３】別の実施形態に係る軸受装置及びディファレンシャル装置の要部構成を示す断面図である。
【図４】従来の軸受装置の主要部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    ディファレンシャル装置
２    ディファレンシャルケース
２ｃ    オイル溝
３    複列のアンギュラ玉軸受
３１    外輪部材
３１ａ、３１ｂ    外輪軌道
３２ａ、３２ｂ    内輪部材
３２ａ１、３２ｂ１    内輪軌道
３３ａ、３３ｂ    ボール
３５    オイルシール部材
３６    オイル排出経路
４    ピニオン軸
４ａ    ピニオンギヤ
５    差動減速機構
５ａ    リングギヤ
Ａ    空間
【図１】
2005163928.tif 000003
【図２】
2005163928.tif 000004
【図３】
2005163928.tif 000005
【図４】
2005163928.tif 000006