(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面に小径軌道および大径軌道を有する単一軌道輪と、この単一軌道輪に径方向で対向する小径軌道側軌道輪と、前記単一軌道輪に径方向で対向する大径軌道側軌道輪と、前記単一軌道輪および小径軌道側軌道輪の間に転動自在に配置される小径軌道側転動体群と、前記単一軌道輪および大径軌道側軌道輪の間に転動自在に配置される大径軌道側転動体群とを含み、
前記小径軌道側軌道輪を前記単一軌道輪に軸心方向から組込むとともに、前記小径軌道側転動体群を前記単一軌道輪の小径軌道と前記小径軌道側軌道輪の軌道との間に嵌合し、
前記大径軌道側軌道輪を前記単一軌道輪に軸心方向から組込むとともに、前記大径軌道側転動体群を前記単一軌道輪の大径軌道と前記大径軌道側軌道輪の軌道との間に嵌合する複列転がり軸受の組立方法であって、
予め前記小径軌道側転動体群とともに前記単一軌道輪に組込まれている前記小径軌道側軌道輪の端面位置と、前記大径軌道側転動体群の大径軌道に接触する接触予定位置との軸心方向距離に基づいて、前記小径軌道側転動体群の接触角に対して前記大径軌道側転動体群の接触角が適正な接触角となる大径軌道側転動体群と大径軌道側軌道輪とを選択し、これら大径軌道側転動体群および大径軌道側軌道輪を軸心方向から前記単一軌道輪に組込む、ことを特徴とする複列転がり軸受の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両に搭載されるディファレンシャル装置等に用いられる複列転がり軸受の組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のディファレンシャル装置１００の断面構造を示している。このディファレンシャル装置１００は、ディファレンシャルケース１０１を有する。このディファレンシャルケース１０１内に、ピニオン軸（ドライブピニオン）１０２が配置されている。このピニオン軸１０２は、軸心方向に離間して配置される一対単列の円錐ころ軸受１０３，１０４によって、軸心回りに回転自在に支持されている。ピニオン軸１０２の端部に、不図示のプロペラシャフトに連結されるコンパニオンフランジ１０５が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記ディファレンシャル装置１００では、ピニオン軸１０２を回転自在に支持する軸受が、円錐ころ軸受１０３，１０４からなっている。特に、スラスト荷重の大きなピニオンギヤ１０６側の円錐ころ軸受１０３には大きな摩擦抵抗が働く。このため回転トルクが大きくなり、ディファレンシャル装置１００の効率が低下するといった課題がある。そこで、ピニオンギヤ１０６側の軸受を、円錐ころ軸受１０３に代えて、タンデム型の複列玉軸受を用いることが考えられる。
【０００４】
上記のように、円錐ころ軸受１０３に代えてタンデム型の複列玉軸受を用いる場合、寸法公差の違い等により、両列の玉を適正な接触角とするのは難しく、ディファレンシャル装置１００として安定して所望の性能を発揮できる複列玉軸受はなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の複列転がり軸受の組立方法は、周面に小径軌道および大径軌道を有する単一軌道輪と、この単一軌道輪に径方向で対向する小径軌道側軌道輪と、前記単一軌道輪に径方向で対向する大径軌道側軌道輪と、前記単一軌道輪および小径軌道側軌道輪の間に転動自在に配置される小径軌道側転動体群と、前記単一軌道輪および大径軌道側軌道輪の間に転動自在に配置される大径軌道側転動体群とを含み、前記小径軌道側軌道輪を前記単一軌道輪に軸心方向から組込むとともに、前記小径軌道側転動体群を前記単一軌道輪の小径軌道と前記小径軌道側軌道輪の軌道との間に嵌合し、前記大径軌道側軌道輪を前記単一軌道輪に軸心方向から組込むとともに、前記大径軌道側転動体群を前記単一軌道輪の大径軌道と前記大径軌道側軌道輪の軌道との間に嵌合し、予め前記小径軌道側転動体群とともに前記単一軌道輪に組込まれている前記小径軌道側軌道輪の端面位置と、前記大径軌道側転動体群の大径軌道に接触する接触予定位置との軸心方向距離に基づいて、前記小径軌道側転動体群の接触角に対して前記大径軌道側転動体群の接触角が適正な接触角となる大径軌道側転動体群と大径軌道側軌道輪とを選択し、これら大径軌道側転動体群および大径軌道側軌道輪を軸心方向から前記単一軌道輪に組込む。
【０００６】
上記構成によれば、小径軌道側転動体群の接触角に対して適正な接触角となる大径軌道側転動体群および大径軌道側軌道輪を予め選択することで、各転動体群の接触角の設定管理が容易となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複列転がり軸受（以下「複列玉軸受」という）を、車両に付設されるディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受に適用させた場合を例に、図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１はディファレンシャル装置の概略構成を示す断面図、図２はディファレンシャル装置の組立後の複列玉軸受部分の断面図、図３はディファレンシャル装置の組立途中の説明図である。
【００１１】
図１に示すように、前記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を有する。このディファレンシャルケース２は、フロントケース３とリヤケース４とからなり、両者３，４は、ボルト・ナット２ａにより取付けられている。フロントケース３の内方に、軸受装着用の環状壁２７，２８が形成されている。このディファレンシャルケース２は、左右の車輪を差動連動する差動変速機構５、一側にピニオンギヤ６を有するピニオン軸（ドライブピニオン）７を内装している。ピニオンギヤ６は、差動変速機構５のリングギヤ８に噛合されている。ピニオン軸７の軸部９は、他側ほど一側に比べて小径となるよう段状に形成されている。
【００１２】
ピニオン軸７の軸部９は、その一側を、複列玉軸受１０を介してフロントケース３の環状壁２７に軸心回りに回転自在に支持されている。ピニオン軸７の軸部９は、その他側を円錐ころ軸受２５を介してフロントケース３の環状壁２８に軸心回りに回転自在に支持されている。
【００１３】
図３に示すように、複列玉軸受１０は、大径外輪軌道面１７ｂおよび小径外輪軌道面１８ｂを有する一方の単一軌道輪としての外輪部材１１と、第一の組品２１および第二の組品２２とから構成されている。複列玉軸受１０は、外輪部材１１に、対して径方向内側に第一の組品２１および第二の組品２２を軸心方向に並設するよう組付けることで構成されている。
【００１４】
外輪部材１１は、環状壁２７の内周面に嵌着されている。外輪部材１１として、肩おとし外輪が用いられている。この外輪部材１１には、大径外輪軌道面１７ｂと小径外輪軌道面１８ｂとの間に、大径外輪軌道面１７ｂより小径で小径外輪軌道面１８ｂに連続する平面部１１ｂが形成されている。この構成により、外輪部材１１の内周面は段状に形成されている。
【００１５】
第一の組品２１は、外輪部材１１の大径外輪軌道面１７ｂに径方向で対向して内輪軌道面１７ａを有する他方の単一の大径軌道側内輪部材１３Ａ、および大径外輪軌道面１７ｂと内輪軌道面１７ａとの間に嵌合する大径軌道側玉群１５を有する。この大径軌道側玉群１５は、第一の保持器１９によって円周方向等配位置に保持されている。この大径軌道側内輪部材１３Ａとして、肩おとし内輪が用いられている。
【００１６】
第二の組品２２は、外輪部材１１の小径外輪軌道面１８ｂに径方向で対向する内輪軌道面１８ａを有する単一の小径軌道側内輪部材１３Ｂ、および小径外輪軌道面１８ｂと内輪軌道面１８ａとの間に嵌合する小径軌道側玉群１６を有する。この小径軌道側玉群１６は、第二の保持器２０によって円周方向等配位置に保持されている。
【００１７】
小径軌道側内輪部材１３Ｂとして、大径軌道側内輪部材１３Ａに比べて相対的に小径の肩おとし内輪が用いられている。小径軌道側内輪部材１３Ｂの肩部の径は、大径軌道側内輪部材１３Ａの肩おとし部の径よりも大径に形成されている。
【００１８】
大径軌道側内輪部材１３Ａは、ピニオン軸７に挿通（すきま嵌め）されている。大径軌道側内輪部材１３Ａにおける端面は、ピニオンギヤ６の端面に軸心方向から当接している。小径軌道側内輪部材１３Ｂは、ピニオン軸７に挿通されている。
【００１９】
大径軌道側玉群１５における玉１７の径は、小径軌道側玉群１６における玉１８の径より大に形成されている。このような構成の複列玉軸受１０は、各玉群１５，１６のピッチ円直径Ｄ１，Ｄ２がそれぞれ異なる。すなわち、大径軌道側玉群１５のピッチ円直径Ｄ１は、小径軌道側玉群１６のピッチ円直径Ｄ２より大きく設定されている。このようにピッチ円直径Ｄ１，Ｄ２が異なる玉群１５，１６を有する複列玉軸受１０は、タンデム型の複列玉軸受と称される。
【００２０】
円錐ころ軸受２５は、単一の外輪部材１２と、この外輪部材１２の径方向内方に配置される単一の内輪部材１４と、外輪部材１２と内輪部材１４との間に介装される複数個単列の円錐ころ２６と、これら円錐ころ２６を円周方向等配位置に保持する保持器２５ａとを有する。円錐ころ軸受２５における外輪部材１２は、環状壁２８の内周面に嵌着されている。内輪部材１４、保持器２５ａおよび複数個単列の円錐ころ２６は、外輪部材１２とは別に組品とされて外輪部材１２に組付けられるものである。外輪部材１２の内周面に円錐ころ２６の外輪軌道面が形成され、内輪部材１４の外周面に円錐ころ２６の内輪軌道面がそれぞれ形成されている。円錐ころ軸受２５の内輪部材１４は、ピニオン軸７の軸部９の途中に挿通されている。
【００２１】
複列玉軸受１０の小径軌道側内輪部材１３Ｂと、円錐ころ軸受２５の内輪部材１４の軸心方向に端面間に、予圧設定用の塑性スペーサ３３が介装されている。この塑性スペーサ３３は、ピニオン軸７の軸部９の途中に外嵌されている。
【００２２】
フロントケース３の外壁と一側の環状壁２７間に、オイル循環路３０が形成されており、このオイル循環路３０のオイル入口３１は、オイル循環路３０のリングギヤ８側に開口され、オイル循環路３０のオイル出口３２は、環状壁２７，２８間に開口されている。
【００２３】
ディファレンシャル装置１は、コンパニオンフランジ３４を有する。このコンパニオンフランジ３４は、胴部３５とこの胴部３５に一体的に形成されるフランジ部３６とを有する。胴部３５は、ピニオン軸７の軸部９の他側、すなわち不図示のドライブシャフト側に外嵌するものである。胴部３５の一側端面と円錐ころ軸受２５の内輪部材１４端面との間に、遮蔽板３７が介装されている。胴部３５の外周面とフロントケース３の他側開口内周面との間に、オイルシール３８が配置されている。オイルシール３８を覆うためのシール保護カップ３９が、フロントケース３の他側開口部に取付けられている。軸部９の他側外端部にねじ部４０が形成され、このねじ部４０は、フランジ部３６の中心凹部４１に突出している。ねじ部４０に、ナット４２が螺着されている。
【００２４】
このように、ねじ部４０にナット４２を螺着し塑性スペーサ３３を変形させることにより、複列玉軸受１０の両内輪部材１３Ａ，１３Ｂおよび円錐ころ軸受２５の内輪部材１４がピニオンギヤ６の端面とコンパニオンフランジ３４の端面とで軸心方向に挟み込まれ、遮蔽板３７および塑性スペーサ３３を介して、複列玉軸受１０の玉１７，１８および円錐ころ軸受２５の円錐ころ２６に対して所定の予圧が付与された状態にある。
【００２５】
上記構成のディファレンシャル装置１では、ディファレンシャルケース２内には、潤滑用のオイル４３が運転停止状態においてレベルＬにて貯留されている。オイル４３は、運転時にリングギヤ８の回転に伴って跳ね上げられ、フロントケース３内のオイル循環路３０を通って複列玉軸受１０および円錐ころ軸受２５の上部に供給されるように導かれ、複列玉軸受１０および円錐ころ軸受２５を潤滑するようディファレンシャルケース２内を循環する。
【００２６】
次に、このようなディファレンシャル装置１の組立方法を説明する。ディファレンシャル装置１を組立るに際して、複列玉軸受１０を組立てておく。すなわち、外輪部材１１に第二の組品２２を組付ける場合、図３に示すように、小径軌道側玉群１６における玉１８が、所定の接触角θ１になるように、小径軌道側内輪部材１３Ｂ、および小径軌道側玉群１６の玉１８を選択し、この小径軌道側玉群１６を第二の保持器２０に保持させた状態で小径軌道側内輪部材１３Ｂに組付けるようにする。
【００２７】
続いて、第一の組品２１を選択するために、測定治具４５を用いて差幅距離４６を測定する。この差幅距離４６とは、既に外輪部材１１に組付けてある第二の組品２２における小径軌道側内輪部材１３Ｂの端面１３ｂから大径外輪軌道面１７ｂに大径軌道側玉群１５の玉１７が接触する接触予定位置１７ｃまでの軸心方向距離である。すなわち、測定治具４５の端面当接部４７の先端を小径軌道側内輪部材１３Ｂの端面１３ｂに軸心方向から当接させ、測定治具４５の軌道当接部４８の先端を大径外輪軌道面１７ｂにおける接触予定位置１７ｃに軸心方向から当接させて、差幅距離４６を検出する。
【００２８】
続いて上記のようにして求めた差幅距離４６に基づいて、小径軌道側玉群１６の玉１８における所定の接触角θ１に応じた適正な接触角θ２となる玉１７および大径軌道側内輪部材１３Ａを選択し、大径軌道側玉群１５を第一の保持器１９によって保持した状態で大径軌道側内輪部材１３Ａに組付けて第一の組品２１とする。このようにして、外輪部材１１に対して適切な第一の組品２１および第二の組品２２を選択しておく。
【００２９】
次に、フロントケース３とリヤケース４とを未だ分離させた状態で、複列玉軸受１０における外輪部材１１を、フロントケース３に組込む。このとき、外輪部材１１を、フロントケース３の一側開口から環状壁２７に形成されている段部に当たる軸心方向所定位置まで圧入する。また、円錐ころ軸受２５の外輪部材１２を、フロントケース３の他側開口から、環状壁２８に形成されている段部に当たる軸心方向所定位置まで圧入する。
【００３０】
これとは別に、第一の組品２１および第二の組品２２をピニオン軸７の軸部９に組付けておく。すなわち大径軌道側内輪部材１３Ａ、および小径軌道側内輪部材１３Ｂを、ピニオン軸７の軸部９に挿通するようにして、第一の組品２１および第二の組品２２をピニオン軸７の軸部９のピニオンギヤ６側に位置させておく。
【００３１】
上記のようにして第一の組品２１および第二の組品２２を取付けたピニオン軸７を、その小径側から、またフロントケース３の一側開口から、第二の組品２２の玉１８が外輪部材１１の小径外輪軌道面１８ｂに嵌合するよう、かつ第一の組品２１の玉１７が外輪部材１１の大径外輪軌道面１７ｂに嵌合するよう挿入する。これにより、第一の組品２１の玉１７および第二の組品２２の玉１８は、外輪部材１１に対して軸心方向同方向から組付けられ、また、大径軌道側内輪部材１３Ａ、および小径軌道側内輪部材１３Ｂは、外輪部材１１に径方向内側に対向して、かつ軸心方向に並設されることになる。
【００３２】
次に、塑性スペーサ３３を、フロントケース３の他側開口からピニオン軸７の軸部９に外嵌挿入する。続いて、円錐ころ軸受２５における内輪部材１４、保持器２５ａおよび円錐ころ２６の組品を、フロントケース３の他側開口からピニオン軸７の軸部９に装着する。この場合、その組品の内輪部材１４をピニオン軸７の軸部９に挿入するとともに、円錐ころ２６を外輪部材１２の外輪軌道面に嵌合するようにする。
【００３３】
その後、遮蔽板３７をフロントケース３の他側開口からピニオン軸７の軸部９に挿通し、オイルシール３８を装着し、シール保護カップ３９をフロントケース３の他側開口部に取付け、シール保護カップ３９にコンパニオンフランジ３４の胴部３５を挿通してその端面を遮蔽板３７に当接させる。続いて、軸部９のねじ部４０にナット４２を螺着し塑性スペーサ３３を変形させることで、複列玉軸受１０の第一の組品２１および第二の組品２２における両列の玉１７，１８、および円錐ころ軸受２５の円錐ころ２６に所定の予圧を付与する。
【００３４】
このとき、上述のように、第二の組品２２における玉１７の接触角θ２は、第一の組品２１における玉１８の接触角θ１に対して適正となるよう予め設定されて第二の組品２２が選択されているので、軸部９のねじ部４０にナット４２を螺着した際の、玉１８の接触角θ１および玉１７の接触角θ２が適正値となる。
【００３５】
また、一方の単一軌道輪、すなわち外輪部材１１に、これに適切な他方の軌道輪および玉を含む第一の組品２１および第二の組品２２を選択しておいた後に組込むことで複列玉軸受１０を組立てるので、軸部９のねじ部４０にナット４２を螺着することで第一の組品２１における玉１７および第二の組品２２における玉１８に対して確実にかつ均等に近い状態に予圧を付与することができ、これにより、必要な剛性を保持した複列玉軸受１０が得られる。
【００３６】
さらにこの実施形態では、大きなスラスト荷重が働くピニオンギヤ６側の転がり軸受として、摩擦抵抗の小さい複列玉軸受１０を用いている。これにより、従来用いていた円錐ころ軸受に比べて回転トルクが小さくなり、ディファレンシャル装置１の効率を向上させることができる。しかも、単列の玉軸受でなく、複列玉軸受１０を用いたことにより、単列の玉軸受に比べて負荷容量を大きくすることができ、十分な支持剛性が得られる。
【００３７】
加えて、複列玉軸受１０として、ピニオンギヤ６側の大径軌道側玉群１５のピッチ円直径Ｄ１を、小径軌道側玉群１６のピッチ円直径Ｄ２に比べて大きくしたタンデム型の複列玉軸受１０を用いたことにより、両列の玉１７，１８が同径であれば、より大きなスラスト荷重が働くピニオンギヤ６側の大径軌道側玉群１５における玉１７の数を増加させることができ、このため大きな負荷に耐え得る複列転がり軸受１０となる。
【００３８】
また、上記の複列転がり軸受は、車両のディファレンシャル装置のピニオン軸支持用軸受に好適に用いられるが、これに限定されるものではない。すなわち、軸あるいはハウジングの一方に複列転がり軸受の構成部品である一方の軌道輪を取付けておき、軸あるいはハウジングの他方に、複列転がり軸受の他の構成部品を組付けて、軸をハウジングに対して挿通する構成の装置であれば適用可能である。
【００３９】
この場合、第一の組品２１および第二の組品２２は、ピッチ円直径の大小にかかわらず、外輪部材１１に対して、軸心反対方向から組付けるような構成とすることも考えられる。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、複列転がり軸受における各列の転動体の各接触角を容易に適正な値にすることができ、かつ各列の転動体に対する予圧の管理が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施形態を示すディファレンシャル装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】  同じく要部拡大断面図である。
【図３】  同じく複列玉軸受の組付け途中の状態を示す断面図である。
【図４】  従来例を示すディファレンシャル装置の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１      ディファレンシャル装置
７      ピニオン軸
１０    複列玉軸受
１１    外輪部材
１３Ａ  第一の内輪部材
１３Ｂ  第二の内輪部材
１５    大径軌道側玉群
１６    小径軌道側玉群
１７ａ  内輪軌道面
１７ｂ  大径外輪軌道面
１８ａ  内輪軌道面
１８ｂ  小径外輪軌道面
２１    第一の組品
２２    第二の組品
２５    円錐ころ軸受
２７    環状壁
３４    コンパニオンフランジ
Ｄ１    ピッチ円直径
Ｄ２    ピッチ円直径
【図１】
0004075437.tif 000002
【図２】
0004075437.tif 000003
【図３】
0004075437.tif 000004
【図４】
0004075437.tif 000005