(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デファレンシャルギアのピニオン軸を支持するための軸受ユニットで、複列の円すいころ軸受軌道面が形成されてハウジングに対して固定される外輪と、その外輪の各軌道面に対応するようにピニオン軸に対して固定配置された２つの内輪軌道面との間に、それぞれ複数の円すいころが転動自在に配置されてなるピニオン軸支持用軸受ユニットにおいて、
上記２つの内輪軌道面のうち、ヘッド側の内輪軌道面が上記ピニオン軸の外周面に一体形成され、かつ、他方の内輪軌道面は別部材からなる内輪に形成されてピニオン軸に圧入固定されているとともに、上記ピニオン軸に一体に形成された内輪軌道面の小端側には小鍔が形成されておらず、当該内輪軌道面に転動自在に配置される複数の円すいころは、上記別部材からなる内輪の端部によりその移動が規制されるように構成されていることを特徴とするピニオン軸支持用軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のデファレンシャルギアのピニオン軸を回転自在に支持するピニオン軸支持用軸受ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のデファレンシャルギアのピニオン軸は、一般に、一端に歯車が一体形成され、他端にはプロペラシャフトに対して連結するための接続フランジが固定され、ハウジングに対して軸受ユニットを介して回転自在に支持される。
【０００３】
このようなピニオン軸を支持するための軸受ユニットは、通常、ピニオン軸の軸方向に所定の距離を開けて２つの転がり軸受を配した構造を採る。ピニオン軸には比較的大きなラジアル荷重並びにスラスト荷重が作用するため、これらの各方向への定格荷重の大きな円すいころ軸受を外向き（小鍔どうしが突き合わされた状態）に組み合わせた構造とすることが、寿命を含めて総合的に最も好ましい構造と言える。
【０００４】
図３に２つの円すいころ軸受を外向きに組み合わせた従来のピニオン軸支持用の軸受ユニットの構成例を断面図で示す。この例においては、ピニオン軸４１に２つの内輪４２ａ，４２ｂを外向きに圧入するとともに、２つの軌道面が形成された複列の外輪４３をハウジング４４に固定している。ピニオン軸４１の一端には小歯車（ピニオンヘッド）４１１が一体形成されており、また、他端には雄ねじ４１２が刻設されている。そして、この他端側から、プロペラシャフトに対して連結するための接続フランジ４５が挿入された状態で、雄ねじ４１２にナット４６をねじ込むことによって、ピニオン軸４１に対して接続フランジ４５が固定される。なお、４７は、組立時において内輪４２ａ，４２ｂが相互に分離してしまうことを防止するための分離防止リングである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のように複列の円すいころ軸受を用いたピニオン軸支持用軸受ユニットにおいては、以下に示すような問題がある。
【０００６】
すなわち、ピニオンヘッド側の内輪４２ａと軸の嵌め合いがばらつくと、組込後の予圧のばらつきが大きくなるとともに、図４においてＨで示されるピニオンハイトのばらつきが大となってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、負荷能力の高い複列の円すいころ軸受を外向きに組み合わせたピニオン軸支持用軸受ユニットの組込後の予圧のばらつきを抑制し、かつ、ピニオンハイトのばらつきを抑えることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明のピニオン軸支持用軸受ユニットは、デファレンシャルギアのピニオン軸を支持するための軸受ユニットで、複列の円すいころ軸受軌道面が形成されてハウジングに対して固定される外輪と、その外輪の各軌道面に対応するようにピニオン軸に対して固定配置された２つの内輪軌道面との間に、それぞれ複数の円すいころが転動自在に配置されてなるピニオン軸支持用軸受ユニットにおいて、上記２つの内輪軌道面のうち、ヘッド側の内輪軌道面が上記ピニオン軸の外周面に一体形成され、かつ、他方の内輪軌道面は別部材からなる内輪に形成されてピニオン軸に圧入固定されているとともに、上記ピニオン軸に一体に形成された内輪軌道面の小端側には小鍔が形成されておらず、当該内輪軌道面に転動自在に配置される複数の円すいころは、上記別部材からなる内輪の端部によりその移動が規制されるように構成されていることによって特徴づけられる。
【０００９】
本発明は、ピニオン軸のヘッド側（ギア形成側）の内輪軌道面をピニオン軸の表面に直接的に形成することにより所期の目的を達成しようとするものである。
【００１０】
すなわち、ピニオン軸の表面にヘッド側の内輪軌道面を直接形成することにより、内輪とピニオン軸の嵌め合いのばらつきに起因する予圧のばらつき並びにピニオンハイトのばらつきが解消される。
【００１１】
ここで、ヘッド側の内輪軌道面をピニオン軸の表面に形成した場合には、保持器と円すいころのセットをピニオン軸のヘッド側と反対側の端部から挿入する必要があるが、保持器として通常の円すいころ軸受に多用されているプレス保持器を用いる場合、ヘッド側の軌道面用に小鍔を形成すると、保持器と円すいころからなるセットがその小鍔を越えて軌道面にまで達するためには、保持器を一旦開いた後に閉じる、いわゆる保持器のカシメ工程が必要となる。この保持器のカシメは、ピニオン軸のヘッド側と反対側から行う必要があり、極めて特殊な治具等を用いなければ行うことができず、極めて困難な作業となる。
【００１２】
そこで、本発明においては、ピニオン軸のヘッド側に設けた内輪用軌道面に対しては小鍔を設けず、従って保持器と円すいころのセットは、保持器を開くことなくそのままピニオン軸のヘッド側と反対側から挿入して内輪軌道面にまで至らせることができる。そして、この発明においては、この内輪用軌道面に小鍔を設けないことから、この軌道面に配置される保持器と円すいころのセットが内輪軌道面の小端側に移動して各円すいころが分離してしまうことになるが、その移動端を、別部材からなるもう一方の内輪の端部によって規制することで、問題は生じない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成を示す軸平行断面図である。
【００１４】
ピニオン軸１の一端には小歯車１１が一体形成されており、その小歯車１１に隣接して、円すいころ軸受内輪用の大鍔１２ｂと軌道面１２ａとが一体形成されている。この軌道面１２ａの小端側には小鍔は形成されておらず、ぬすみ部１２ｃを介して円筒面１２ｄが一体形成され、その円筒面１２ｄの外径寸法は軌道面１２ａの小端径と同等となっている。この軌道面１２ａの外側には、複数の円すいころ３が保持器３ａによって周方向に一定のピッチで保持された状態で配置されている。
【００１５】
上記の円筒面１２ｄの形成位置に隣接して、ピニオン軸１に対して別部材からなる円すいころ軸受の内輪２が、複数の円すいころ４並びにその各円すいころ４を周方向に一定のピッチで保持する保持器４ａが組み込まれた状態で圧入されている。この内輪２は、その小端側が前記した軌道面１２ａの小端側に対向する向きに圧入されている。また、この内輪２は、通常のものと同様に軌道面２ａ，大鍔２ｂおよび小鍔２ｃが形成されているとともに、その小鍔２ｃには軸方向に延出する延出部２ｄが一体的に形成されている。そして、この延出部２ｄが、軌道面１２ａの小端側に形成されている円筒面１２ｄの表面の一部を覆い、当該軌道面１２ａのための小鍔の役割を担っている。すなわち、軌道面１２ａに対して組み込まれた複数の円すいころ３および保持器３ａの組立体の当該軌道面１２ａの小端側への移動端は、隣接して圧入される内輪２の小鍔２ｃに一体形成された延出部２ｄによって規制されるようになっている。
【００１６】
ピニオン軸１の外側には、軌道面１２ａ上の各円すいころ３と、軌道面２ａ上の各円すいころ４のための外輪軌道面５ａ，５ｂが一体的に形成された複列の外輪５が設けられており、この外輪５はハウジング６に対してハイト調整シム６ａを介して固定されている。また、外輪５と内輪２の間には、これらの間に形成されるリング状空間を密封するための密封シール７が配置されている。なお、８はスリンガである。
【００１７】
ピニオン軸１の他端側には、プロペラシャフトに連結するための接続フランジ９が固定されている。この接続フランジ９の内面には、ピニオン軸１の他端側の表面に形成されているセレーション溝と噛み合うセレーション溝が形成されて回り止めが施された状態で、カシメによってピニオン軸１に固定されている。すなわち、ピニオン軸１の他端面には孔１３が形成されて筒状を呈しているとともに、その筒状部分は焼き戻しもしくは防炭が施されて硬度が低くされている。そして、その筒状部分が接続フランジ９に形成された貫通孔９ａ内に挿入された状態で、外側に塑性変形されることによって接続フランジ９が固定されている。
【００１８】
以上の実施の形態において特に注目すべき点は、複列の円すいころ軸受を構成する一方の内輪軌道面１２ａおよび大鍔１２ｂがピニオン軸１に一体形成され、また、この内輪軌道面１２ａには小鍔が付設されておらずに円筒面１２ｄとなっているとともに、その小鍔の役割を他方の内輪軌道面２ａが形成された別部材からなる内輪２に形成されている延出部２ｄが担っている点である。
【００１９】
これにより、複数の円すいころ３を保持して内輪軌道面１２ａに対して組み付けられる保持器３ａは、内輪軌道面１２ａの小端径と同等の外径を有する円筒面１２ｄを通過するだけでいいため、組付けに際して開いた後に閉じる、いわゆるカシメ工程が不要となり、単に内輪軌道面１２ａの外側に挿入するだけでよくなる。また、円すいころ３および保持器３ａを内輪軌道面１２ａの外側に挿入した後、円すいころ４および保持器４ａが既にセットされた内輪２をピニオン軸１に圧入してその延出部２ｄを円筒面１２ｄ上に位置させることで、内輪軌道面１２ａ上の円すいころ３および保持器３ａが脱落してしまうことがない。そして、内輪軌道面１２ａおよび大鍔１２ｂをピニオン軸１に一体形成しているが故に、これらを別部材の内輪に形成してピニオン軸１に圧入する場合に比して、その内輪とピニオン軸１との嵌め合いのばらつきに起因して生じる可能性のある組込後の予圧のばらつき、ピニオンハイトのばらつきが生じることがない。また、内輪軌道面１２ａをピニオン軸１に一体形成することにより、ピニオン軸１自体の曲げ剛性が向上するとともに、大鍔１２ｂの強度も向上する。
【００２０】
また、以上の実施の形態によると、ピニオン軸１に設けたセンター孔を基準としてヘッド側（小歯車１１側）の内輪軌道面の加工が行えることから、回転精度が向上するという利点もある。
【００２１】
また、以上の実施の形態において更に注目すべき点は、接続フランジ９がピニオン軸１に対してカシメによって固定されている点であり、従来のナットの締結による固定に比して、その組立工数を削減することができると当時に、全体としての重量を軽減することができる。
【００２２】
図２に本発明の他の実施の形態の軸平行断面図を示す。この例においては、一方の内輪軌道面１２ａおよび大鍔１２ｂがピニオン軸１に一体形成され、た方の内輪軌道面２ａおよび大鍔２ｂ，小鍔２ｃは別部材の内輪２に形成されてピニオン軸１に圧入され、かつ、その小鍔２ｃから延出した延出部２ｄが内輪軌道面１２ａ用の小鍔の役割を担っている点において先の例と同じであるが、接続フランジ９はピニオン軸１を塑性変形させるカシメによらず、図３に示した従来のものと同様に、ピニオン軸１に形成された雄ねじ１４にナット１５を締結することによって当該ピニオン軸１に固定されている。
【００２３】
この図２の実施の形態によっても、先の例と同様に組込後の予圧のばらつきおよびピニオンハイトのばらつきが生じることがなく、内輪軌道面１２ａをピニオン軸１に一体形成することによるピニオン軸１自体の曲げ剛性の向上、並びに大鍔１２ｂの強度向上を奏することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ピニオン軸を支承する２つの円すいころ軸受のうち、小歯車側の軸受の内輪をピニオン軸に対して一体形成するとともに、その内輪の賞嘆側には小鍔を形成せず、その内輪に対して組み込まれる円すいころと保持器の小鍔側への移動端を、別部材からなりピニオン軸に圧入された他方の内輪の小鍔側の端部により規制するように構成しているので、小歯車側（ヘッド側）の内輪とピニオン軸とのはめあいのばらつきに起因する組込後の予圧のばらつき並びにピニオンハイトのばらつきが生じず、ピニオン軸の曲げ剛性および当該ヘッド側の軸受の大鍔の強度の向上をも達成することができるとともに、ピニオン軸のセンター孔を基準としてヘッド側の内輪軌道面の加工を行えることから、回転精度を向上させることができる。しかも、その一体形成した内輪に組み込まれる保持器をプレス保持器としてもそのカシメ工程が不要となり、容易に組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の構成を示す軸平行断面図である。
【図２】  本発明の他の実施の形態の軸平行断面図である。
【図３】  複列円すいころ軸受を用いた従来のピニオン軸支持用軸受ユニットの構成例を示す軸平行断面図である。
【符号の説明】
１  ピニオン軸
１１  小歯車
１２ａ  内輪軌道面
１２ｂ  大鍔
１２ｃ  ぬすみ部
１２ｄ  円筒面
１３  孔
１４  雄ねじ
１５  ナット
２  内輪
２ａ  軌道面
２ｂ  大鍔
２ｃ  小鍔
２ｄ  延出部
３，４  円すいころ
５  外輪
５ａ，５ｂ  軌道面
６  ハウジング
９  接続フランジ
【図１】
0003757309.tif 000002
【図２】
0003757309.tif 000003
【図３】
0003757309.tif 000004