(57)【要約】【課題】温度が高い領域であっても円錐ころ軸受の予圧抜けが起こりにくい円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造を提供すること。【解決手段】付勢部材６が、テコ部材５の第１部分４０の端面５１側の端部を径方向の外方に押圧し、かつ、テコ部材５の第２部分４１が、外輪２の大端面を外輪２の小端面側に押圧するようになっている。このようにして、第２部分４１で外輪２の大端面に略一定のアキシアル荷重をかけるようにして、高温における円錐ころ軸受１の予圧抜けを防止する。【選択図】図２
2007309421.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、
上記外輪の円錐軌道面と上記内輪の円錐軌道面との間に配置されると共に、大端面と小端面とを有する円錐ころと、
支点に支えられると共に、力点と、上記大端面を上記小端面側に向けて押圧する作用点とを有するテコ部材と、
上記力点に径方向に力を加える付勢部材と
を備えることを特徴とする円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造。
【請求項２】
請求項１に記載の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造において、
上記テコ部材は、L字状の屈曲した形状を有し、上記支点は、上記テコ部材の屈曲した部分を支持することを特徴とする円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造に関し、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ー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ピニオン軸を回転自在に支持している円錐ころ軸受の予圧抜けを防止するのに使用されれば好適な円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディファレンシャルギヤ装置においては、ディファレンシャルギヤ装置の軽量化を図るため、ディファレンシャルギヤ装置のハウジングが、アルミニウム製であるものがある。また、ディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸を支持している軸受として、円錐ころ軸受が採用されているものがある。
【０００３】
しかしながら、上記従来のディファレンシャルギヤ装置では、ハウジングの材料であるアルミニウムの線膨張係数が、円錐ころ軸受の軌道輪や転動体の材料である鋼材（軸受鋼等）の線膨張係数よりも大きいことから、円錐ころ軸受の温度が高い領域で、ハウジングの膨張と軸受部品（内輪、外輪、円錐ころ）の膨張との差が大きくなって、ハウジングが外輪を径方向内方に押圧する力が所定の力よりも小さくなって、円錐ころ軸受に予圧抜けが発生するという問題がある。したがって、円錐ころ軸受の温度が高い領域で、円錐ころ軸受のガタツキが大きくなって、円錐ころ軸受が所定の支持性能を果たさなくなるという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−１９２９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の課題は、温度が高い領域であっても円錐ころ軸受の予圧抜けが起こりにくい円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、この発明の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造は、
円錐軌道面を有する外輪と、
円錐軌道面を有する内輪と、
上記外輪の円錐軌道面と上記内輪の円錐軌道面との間に配置されると共に、大端面と小端面とを有する円錐ころと、
支点に支えられると共に、力点と、上記大端面を上記小端面側に向けて押圧する作用点とを有するテコ部材と、
上記力点に径方向に力を加える付勢部材と、
を備えることを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、外輪が内嵌されているディファレンシャルギヤ装置等のハウジングが、外輪、内輪および円錐ころの材料と比較して線膨張係数が大きい材料からなっている場合において、円錐ころ軸受の温度が高い場合において、ハウジングが外輪を径方向内方に押圧する力が所定の力よりも小さくなっても、上記テコ部材が上記大端面を上記小端面側に向けて押圧するから、円錐ころを介して外輪の円錐軌道面から内輪の円錐軌道面の方向に力をかけることができて、円錐ころ軸受の予圧抜けを抑制できる。したがって、円錐ころ軸受の温度によらず円錐ころ軸受の予圧を略一定に保持することができるから、円錐ころ軸受の温度によらず、円錐ころ軸受に所定の支持能力を発揮させることができる。
【０００７】
また、本発明によれば、上記付勢部材が上記径方向に力を加えるから、付勢部材が軸方向に力を加える形式と比較して、円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造の軸方向の寸法を小さくすることができる。もっというと、上記付勢部材が上記径方向に力を加える構造であるから、上記付勢部材を、ディファレンシャルギヤ装置等の構成部品が密集している外輪の軸方向の隣接部に配置する必要がなくて、付勢部材を、例えば、ディファレンシャルギヤ装置等において、使用されていないスペースに径方向に伸縮するように配置することができる。したがって、使用していないスペースを有効利用できるから、予圧抜け防止構造を設けることに起因して円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造を有するディファレンシャルギヤ装置等の装置が大きく大型化することがない。
【０００８】
また、本発明によれば、支点と力点との距離の調整や、支点と作用点との距離の調整等を行うことによって、テコ部材が外輪の大端面に加える力を容易に調整できる。したがって、円錐ころ軸受の予圧を簡単かつ精密に所定の予圧に容易に調整できる。
【０００９】
また、一実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造は、上記テコ部材は、L字状の屈曲した形状を有し、上記支点は、上記テコ部材の屈曲した部分を支持する。
【００１０】
上記実施形態によれば、上記テコ部材が、L字状の屈曲した形状を有し、上記支点は、上記テコ部材の屈曲した部分を支持するから、屈曲した部分を境にした一方の側を付勢部材に付勢させると共に、屈曲した部分を境にした他方の側で外輪を押圧するように、テコ部材を配置することによって、円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造の配置スペースを更に格段に小さくすることができる。また、テコ部材で外輪を効率よく押圧することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造によれば、円錐ころ軸受の温度が高い場合において、ハウジングが外輪を径方向内方に押圧する力が所定の力よりも小さくなっても、テコ部材が円錐ころの大端面を小端面側に向けて押圧するから、円錐ころを介して外輪の円錐軌道面から内輪の円錐軌道面の方に力をかけることができて、円錐ころ軸受の予圧抜けを抑制できる。
【００１２】
また、本発明の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造によれば、付勢部材が径方向に力を加えるから、円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造の軸方向の寸法を小さくすることができる。また、上記付勢部材が上記径方向に力を加える構造であるから、上記付勢部材を、構成部品が密集している外輪の軸方向の隣接部に配置する必要がなくて、付勢部材を、例えば、ディファレンシャルギヤ装置等において、使用されていないスペースに効率よく配置することができる。したがって、使用していないスペースを有効利用できるから、予圧抜け防止構造を設けることに起因して円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造を有するディファレンシャルギヤ装置等の装置が大きく大型化することがない。
【００１３】
また、本発明の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造によれば、支点と力点との距離の調整や、支点と作用点との距離の調整等を行うことによって、テコ部材が外輪の大端面に加える力を容易に調整できて、円錐ころ軸受の予圧を簡単かつ精密に所定の予圧に容易に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造の一実施形態の軸方向の断面図である。この円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造は、車両のディファレンシャルギヤ装置の一部をなしている。尚、詳細には、図１は、ディファレンシャルギヤ装置が停止している状態（常温状態）における円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造の軸方向の断面を示している。
【００１６】
この円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造は、円錐ころ軸受１と、テコ部材５と、付勢部材６と、テコ支持部材２０と、収容部材２２とを備える。上記円錐ころ軸受１は、外輪２と、内輪３と、転動体の一例としての円錐ころ４とを有する。
【００１７】
上記外輪２は、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）からなっている。上記外輪２は、円錐軌道面を有している。上記外輪２は、車両のディファレンシャルギヤ装置のアルミニウム製のハウジング８の内周面５０に内嵌されている。上記外輪１の外周面と、ハウジング８の内周面５０との間には、所定の締め代が設定されている。この締め代により常温（１５℃〜２５℃）付近の温度でハウジング８から外輪１に対して図１に矢印Ａで示す所定のラジアル荷重が付与されるようになっている。
【００１８】
上記内輪３は、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）からなっている。上記内輪３は、円錐軌道面を有している。上記内輪３は、ディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸（図示せず）上に外嵌されている。また、上記円錐ころ４は、外輪２の円錐軌道面と内輪３の円錐軌道面との間に、保持器９によって保持された状態で、周方向に一定の間隔を隔てられて複数配置されている。
【００１９】
上記テコ支持部材２０は、上記ハウジング８に固定されている。詳しくは、上記ハウジング８は、軸方向に延在する内周面５０と、この内周面５０から９０度屈曲して径方向に延在する端面５１とを有しており、テコ支持部材２０は、ハウジング８の内周面５０と端面５１との角部に固定されている。
【００２０】
上記テコ支持部材２０は、環状部材であって、断面台形状の形状を有している。詳しくは、上記テコ支持部材２０は、外周面と、小端面と、この小端面に略平行な大端面と、円錐面とを有している。上記円錐面は、上記小端面の径方向の内方の縁と上記大端面の径方向の内方の縁とを接続している。上記テコ支持部材２０の外周面の中心軸は、テコ支持部材２０の円錐面の中心軸と、略一致している。また、上記小端面は、テコ支持部材２０の外周面の軸方向の一端において、径方向の内方に延在している一方、テコ支持部材２０の大端面は、テコ支持部材２０の外周面の軸方向の他端において、径方向の内方に延在している。上記テコ支持部材２０の小端面の径方向の寸法は、テコ支持部材２０の大端面の径方向の寸法よりも小さくなっている。
【００２１】
上記テコ支持部材２０の小端面がハウジング８の端面５１に当接するまで、テコ支持部材２０の外周面をハウジング部材８の内周面５０の内側に圧入することにより、テコ支持部材２０をハウジング部材８に固定している。
【００２２】
上記テコ部材５は、断面Ｌ字状の形状をしている。上記テコ部材５は、第１部分４０と、第２部分４１とを有する。上記第１部分４０は、筒を、その筒の中心軸を通る異なる二つの平面で切断したときに生成される筒の一部分の形状を有している。また、上記第２部分４１は、板形状を有し、第１部分４０の外周面の軸方向の一端部から外周面の法線方向に延在している。上記テコ部材５は、周方向に一定の間隔を隔てられて複数配置されている。
【００２３】
上記テコ部材５の屈曲した部分、すなわち、第１部分４０の外周面と、第２部分４１の第１部分４０側の端面との交線１４は、テコ支持部材２０の円錐面と、大径端面との交線である支点に支持されている。上記交線１４の位置は、固定されている。換言すると、上記交線１４のハウジング８に対する相対位置は不変になっている。
【００２４】
詳述しないが、例えば以下のようにして、テコ部材５を交線１４の回りに回転可能にすると共に、交線１４のハウジング８に対する相対位置を不変にする。すなわち、テコ部材５の周方向の端面における交線１４に対応する部分に、周方向に延在する突起を形成し、この突起を、ハウジング８の端面５１から突出する突起支持部で、回動自在に支持する。このようにして、交線１４のハウジング８に対する相対位置を不変にすると共に、テコ部材５が、交線１４のまわりに回転できるようにする。
【００２５】
上記収容部材２２は、ハウジング８の端面５１に固定されている。上記収容部材２２は、延在方向の一方のみが閉鎖された直線状の溝５４を有している。上記収容部材２２における溝５４を有する側面は、ハウジング８の端面５１に接着されている。また、上記溝５４の閉鎖されていない側の端は、径方向の外方を向いている。上記収容部材２２の溝５４とハウジング８の端面５１とで、付勢部材６を収容する収容空間を画定している。
【００２６】
上記付勢部材６は、直方体形状の押圧部３０と、押圧部３０の表面の一部分からこの一部分の法線方向に延在するコイルバネ３１とを有する。上記付勢部材６は、押圧部３０がコイルバネ３１よりも径方向の外方に位置するように、上記収容空間内に収容されている。
【００２７】
上記押圧部３０は、コイルバネ３１の長さがコイルバネ３１の自然長よりも短い状態で、テコ部材５の第１部分４０の端面５１側の端部に接触している。すなわち、上記押圧部３１は、第１部分４０の端面５１側の端部に、外輪２の径方向の内方から径方向の外方に向けて力を作用させるようになっている。
【００２８】
ここで、外輪２に作用しているラジアル荷重が、所定よりも小さい値になると、押圧部３１から径方向の外方の力を受けている第１部分４０の端面５１側の端部が径方向の外方に移動すると共に、テコ部材５の第２部分４１が交線１４の回りに回転して、外輪２の大端面を外輪２の小端面側に軸方向に移動させるようになっている。このようにして、高温時に円錐ころ軸受１に作用するラジアル荷重が小さくなっても、円錐ころ軸受１の外輪２に、その大端面から小端面側にアキシアル荷重を付与することによって、円錐ころ軸受に付与されている予圧が下がらないようにしている。上記第１部分４０の端面５１側の端部は、テコの力点になっており、テコ部材５の第２部分４１は、テコの作用点になっている。
【００２９】
図１に示すように、ディファレンシャルギヤ装置が停止している状態（常温状態）、すなわち、ハウジング８の内周面５０と外輪２の外周面との締め代が所定の値である場合には、外輪２に矢印Ａで示す所定のラジアル荷重が作用すると共に、外輪２に矢印Ｂで示す所定のアキシアル荷重が作用するようになっている。
【００３０】
この状態において、テコ部材５の第２部分４１は、テコ支持部材２０の大端面と外輪２の大端面との間に隙間無く挟まれた状態になっている。また、この状態で、テコ部材５の第１部分４０は、軸方向に延在した状態になっている一方、テコ部材５の第２部分４１は、径方向に延在した状態になっている。
【００３１】
図２は、上記ディファレンシャルギヤ装置が運転している状態（高温状態）における円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造の軸方向の断面を示している。尚、理解を容易にするために、図２におけるテコ部材５の位置の、図１におけるテコ部材５の位置に対するずれを、誇張して描いている。また、図２において、１５は、高温状態における、力点（第１部分４０における押圧部３０に接触している部分）を示し、１６は、高温状態における、作用点（第２部分４１における外輪２に接触している部分）を示している。
【００３２】
図２に示すように、本実施形態においては、円錐ころ軸受１の内輪３の回転等に起因して円錐ころ軸受１の温度が高くなって、ハウジング８の材料であるアルミニウムの線膨張係数と、外輪２の材料である軸受鋼との線膨張係数との際に起因して、ハウジング８と外輪２との嵌合いが弱くなって、外輪２に所定のラジアル予圧が作用しなくなったとしても、付勢部材６の径方向外方への伸張によって、テコ部材５の第２部分４１で外輪２の大端面を略一定の力で押圧できる。したがって、この押圧によってハウジング８と外輪２との嵌合いが弱くなることに起因して減少した円錐ころ軸受１の予圧分を補償でき、円錐ころ軸受１に予圧抜けが起こることを防止できる。したがって、本実施形態においては、円錐ころ軸受１の温度が高温になった場合でも、円錐ころ軸受１の予圧抜けが起こることがないので、高温における円錐ころ軸受１のガタツキを抑制できて、高温において円錐ころ軸受の支持性能が低下することを抑制できる。
【００３３】
上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造によれば、テコ部材５によって、外輪２の大端面を略一定の力で外輪２の小端面側に押圧できるから、外輪２が内嵌されているハウジング８が軸受鋼と比較して線膨張係数が大きいアルミニウムからなっていることに起因して、円錐ころ軸受１の温度が高い場合に外輪２に付加されているラジアル方向の荷重が小さくなって、これに起因して円錐ころ軸受１に予圧抜けがおころうとしても、テコ部材５によって外輪２の大端面に加えられる力によって、円錐ころ４を介して外輪２の円錐軌道面から内輪３の円錐軌道面の方に力を加えることができて、円錐ころ軸受１の予圧抜けが起こることがない。したがって、円錐ころ軸受１の温度が高い領域において、円錐ころ軸受１の予圧抜けを防止できるから、円錐ころ軸受１の温度が高い領域において、円錐ころ軸受１のガタツキを抑制できて、高温において、円錐ころ軸受１に所定の支持能力を発揮させることができる。
【００３４】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造によれば、付勢部材６が径方向に力を加えるから、付勢部材が軸方向に力を加える形式と比較して、円錐ころ軸受１の予圧抜け防止構造の軸方向の寸法を小さくすることができる。もっというと、上記付勢部材６が上記径方向に力を加える構造であるから、付勢部材６を、ディファレンシャルギヤ装置の構成部品が密集している外輪２の軸方向の隣接部に配置する必要がなくて、付勢部材６を、ディファレンシャルギヤ装置における使用されていないスペースに径方向に伸縮するように効率的に配置できる。したがって、使用していないスペースを有効利用できるから、予圧抜け防止構造を設けることに起因して円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造を有するディファレンシャルギヤ装置等の装置が大きく大型化することがない。
【００３５】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造によれば、例えば、高温における支点と力点１５との距離の調整や、高温における支点と作用点１６との距離の調整等を行うことによって、テコ部材５が外輪２の大端面に加える力を容易に調整できる。したがって、円錐ころ軸受１の予圧を簡単かつ精密に所定の予圧に容易に調整できる。
【００３６】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造によれば、上記テコ部材５が、L字状の屈曲した形状を有し、支点は、テコ部材５の屈曲した部分を支持するから、屈曲した部分を境にした一方の側である第１部分４０を付勢部材６に付勢させると共に、屈曲した部分を境にした他方の側である第２部分４１で外輪２を押圧するように、テコ部材６を配置することができて、円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造の配置スペースを更に格段に小さくすることができる。また、テコ部材５で外輪２を効率よく押圧することができる。
【００３７】
尚、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造では、外輪２の中心軸を含むと共にテコ部材５を通過する断面において、テコ部材５は、略断面L字状の屈曲した形状を有し、上記断面において、直角に屈曲した形状を有していた。しかしながら、この発明では、外輪の中心軸を含むと共にテコ部材を通過する断面において、テコ部材は、直角でなくて、鋭角または鈍角に屈曲していても良い。また、外輪の中心軸を含むと共にテコ部材を通過する断面において、テコ部材は、断面直線状の形状であっても良い。
【００３８】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造では、テコ支持部材２０は環状部材であった。しかしながら、この発明では、テコ支持部材は、環状部材でなくても良く、ハウジングに圧入されるかわりに、ハウジングに固着されていても良い。そして、この場合、テコ支持部材を、周方向に一定の間隔を隔てて、テコ部材と同じ数だけ配置しても良い。
【００３９】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造では、テコ支持部材２０でテコ部材５の交線１４を支持するようにしたが、この発明では、テコ支持部材２０を省略しても良い。そして、例えば、ハウジングに、ハウジングの内面から径方向の内方に突出する突出部を設け、この突出部の先端で、テコ部材を支持するようにしても良い。すなわち、ハウジングの内面から径方向の内方に突出する突出部の先端を支点としても良い。
【００４０】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造では、ハウジング８と別体の収容部材２２を設けて、収容部材２２とハウジング８の端面５１とで画定される収容空間に付勢部材６を収容したが、ハウジングと収容部材とは一体であっても良い。また、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造では、付勢部材６はコイルバネ３１を有していたが、付勢部材は、板バネ等のコイルバネ以外の復元力を有する部品を有していても良い。
【００４１】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造では、常温（１５℃〜２５℃）でテコ部材の第２部分４１が径方向に延在していたが、この発明では、常温（１５℃〜２５℃）で、テコ部材の第２部分は径方向に延在していなくても良い。
【００４２】
また、上記実施形態の円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造では、付勢部材６がテコ部材５の第１部分４０を軸方向の外方に押圧すると共に、テコ部材５の第２部分４１が外輪２の大端面を小端面側に押圧するようになっていた。しかしながら、この発明では、例えば、断面Ｌ字状でなくて断面略直線状のテコ部材を採用し、付勢部材がテコ部材の延在方向の第１端部を径方向の内方にひっぱると共に、テコ部材の延在方向の第２端部が、外輪２の大端面に軸方向の小端面側および径方向の外方側に力を加えるようにして、円錐ころ軸受の予圧抜けを防止しても良い。
【００４３】
また、上記実施形態では、外輪２を内嵌するディファレンシャルギヤ装置のハウジング８の材料をアルミニウムにして、ディファレンシャルギヤ装置の軽量化を実現するようにしていたが、この発明では、外輪を内嵌する車両用ピニオン軸支持装置（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ー装置等）のハウジングの材料は、マグネシウム等、アルミニウム以外の軽金属材料であっても良く、この場合においても、ディファレンシャルギヤ装置の軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ディファレンシャルギヤ装置が停止している状態（常温状態）における円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造の軸方向の断面を示す図である。
【図２】上記ディファレンシャルギヤ装置が運転している状態（高温状態）における円錐ころ軸受の予圧抜け防止構造の軸方向の断面を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  円錐ころ
２  外輪
３  内輪
４  円錐ころ
５  テコ部材
６  付勢部材
８  ハウジング
１５  力点
１６  作用点
３０  押圧部
３１  コイルバネ
４０  第１部分
４１  第２部分
【図１】
2007309421.tif 000003
【図２】
2007309421.tif 000004