特許 6645887 軸受潤滑装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6645887

(24)【登録日】2020年1月14日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】軸受潤滑装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/04 20100101AFI20200203BHJP

   F16C 33/66 20060101ALI20200203BHJP

   F16C 19/36 20060101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   F16H57/04 J

   F16H57/04 Q

   F16C33/66 Z

   F16C19/36

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-63683(P2016-63683)

(22)【出願日】2016年3月28日

(65)【公開番号】特開2017-180501(P2017-180501A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2018年12月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐野 敏成

(72)【発明者】

【氏名】合田 友之

(72)【発明者】

【氏名】西澤 博幸

【審査官】 前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５２−７３３７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 中国特許出願公開第１０５１３４９２２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ５７／０４

Ｆ１６Ｃ １９／００

Ｆ１６Ｃ ３３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトおよびケースの間に設けられた円すいころ軸受を潤滑するための軸受潤滑装置であって、
前記円すいころ軸受は、
前記シャフトと一体回転するとともに、両端につば部を有する内輪と、前記ケースに固定された外輪と、前記内輪および前記外輪の間に設けられた複数の円すいころと、を備え、
前記ケースは、前記ケース内における潤滑経路上に設けられたケース上部油路と、前記ケース上部油路からそれぞれ分岐する第１油路および第２油路と、を備え、
前記第１油路および前記第２油路は、前記ケース上部油路に連通する流入口と、前記ケースの内部に設けられたケース油室に連通する排出口と、をそれぞれ有し、
前記第１油路の排出口は、前記内輪のつば部の鉛直上方向の位置に設けられ、
前記第２油路の流入口は、前記第１油路の流入口よりも鉛直方向に高い位置に設けられ、
前記第２油路の排出口は、前記内輪のつば部の鉛直上方向以外の位置に設けられ、
前記第２油路は、管状に形成されていることを特徴とする軸受潤滑装置。

【請求項2】

前記第２油路は、潤滑油の滴下方向に延在して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受潤滑装置。

【請求項3】

前記第２油路は、前記第１油路よりも径が太いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軸受潤滑装置。

【請求項4】

前記第１油路の流入口は、前記ケース上部油路の下端に位置していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の軸受潤滑装置。

【請求項5】

前記第２油路は、前記ケース上部油路よりも径が細いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の軸受潤滑装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シャフトおよびケースの間に設けられた円すいころ軸受を潤滑するための軸受潤滑装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両におけるデファレンシャルギヤ装置、トランスファー装置またはトランスアクスル装置等のピニオン軸を支持する円すいころ軸受を潤滑するための軸受潤滑装置が広く知られている。

【0003】

例えば従来の軸受潤滑装置１１０は、図５に示すように、シャフト１およびケース１０２の間に設けられた円すいころ軸受３と、円すいころ軸受３に隣接して設けられたケース油室５と、ケース１０２に形成された油路１２１とを備えており、当該油路１２１を介してケース油室５に潤滑油を供給することにより、円すいころ軸受３を潤滑できるように構成されている。

【0004】

またその他にも、特許文献１には、シャフトおよびケースの間に設けられた円すいころ軸受に潤滑油を供給するための油路の排出口が、当該円すいころの内輪側つば部の鉛直上方向の位置に設けられた軸受潤滑装置の構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１１５９７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、前記した図５で示した軸受潤滑装置１１０では、ケース油室５内における潤滑油の流量が少ない場合、重力によってケース油室５の最下部（円すいころ軸受３の外輪３２側）に潤滑油が集まる。そのため、円すいころ軸受３の内輪３１側に潤滑が必要な部位があっても、同図の矢印Ｅに示すように、直接的に潤滑されるのは外輪３２側中心となってしまう。また、円すいころ軸受３では、特に内輪３１のつば部３１１，３１２に荷重が大きく掛かり、これらの発熱・摩耗も大きくなる。従って、軸受潤滑装置１１０では、ケース油室５内における潤滑油の流量が少ない場合に、内輪３１側の冷却不足によって焼き付き等を引き起こすおそれがあった。

【0007】

一方、特許文献１に記載された軸受潤滑装置では、円すいころ軸受における内輪側つば部の鉛直上方向の位置に油路の排出口が設けられている。そのため、ケース油室内における潤滑油の流量が少ない場合であっても、円すいころ軸受の内輪側や、円すいころを保持する保持器等に潤滑油を直接供給することが可能であり、軸受潤滑装置１１０（図５参照）のような問題は発生しない。

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、円すいころ軸受の内輪側に供給する潤滑油の油量を調整することができないため、ケース油室内における潤滑油の流量が多い場合は、逆に内輪側への潤滑油供給が過多となってしまうおそれがある。

【0009】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、潤滑油の流量の大小に拘らず、円すいころ軸受に対して適切な量の潤滑油を供給することができる軸受潤滑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】

【0010】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る軸受潤滑装置は、シャフトおよびケースの間に設けられた円すいころ軸受を潤滑するための軸受潤滑装置であって、前記円すいころ軸受は、前記シャフトと一体回転するとともに、両端につば部を有する内輪と、前記ケースに固定された外輪と、前記内輪および前記外輪の間に設けられた複数の円すいころと、を備え、前記ケースは、前記ケース内における潤滑経路上に設けられたケース上部油路と、前記ケース上部油路からそれぞれ分岐する第１油路および第２油路と、を備え、前記第１油路および前記第２油路は、前記ケース上部油路に連通する流入口と、前記ケースの内部に設けられたケース油室に連通する排出口と、をそれぞれ有し、前記第１油路の排出口は、前記内輪のつば部の鉛直上方向の位置に設けられ、前記第２油路の流入口は、前記第１油路の流入口よりも鉛直方向に高い位置に設けられ、前記第２油路の排出口は、前記内輪のつば部の鉛直上方向以外の位置に設けられていることを特徴とする。

【0011】

これにより、軸受潤滑装置は、第１油路の排出口が内輪のつば部の鉛直上方向の位置に設けられているため、潤滑油の流量が少ない場合でも内輪または保持器に潤滑油を直接供給することができ、冷却不足による焼き付きを防止することができる。また、軸受潤滑装置は、第２油路の流入口が第１油路の流入口よりも鉛直方向に高い位置に設けられ、かつ第２油路の排出口が内輪のつば部の鉛直上方向以外の位置に設けられているため、潤滑油の流量が多い場合でも内輪側への潤滑油供給が過多となることを防止することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る軸受潤滑装置によれば、潤滑油の流量の大小に拘らず、円すいころ軸受に対して適切な量の潤滑油を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る軸受潤滑装置の構成を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る軸受潤滑装置において、円すいころ軸受にかかる荷重を説明するための説明図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係る軸受潤滑装置において、第１油路の排出口の位置を説明するための説明図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係る軸受潤滑装置の変形例の構成を模式的に示す断面図である。

【図5】図５は、従来技術に係る軸受潤滑装置の構成を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明に係る軸受潤滑装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0015】

[軸受潤滑装置の構成]
本実施形態に係る軸受潤滑装置は、車両におけるデファレンシャルギヤ装置、トランスファー装置またはトランスアクスル装置等（以下、「デファレンシャルギヤ装置等」という）に設けられた円すいころ軸受を潤滑するためのものである。軸受潤滑装置１０は、図１に示すように、シャフト１と、ケース２と、円すいころ軸受３と、オイルシール４と、ケース油室５と、を備えている。なお、同図では、軸受潤滑装置１０におけるシャフト１の上側半分のみを図示している。

【0016】

シャフト１は、例えばデファレンシャルギヤ装置等のピニオン軸である。シャフト１は、図１に示すように、ケース２内に回転可能に配置されている。

【0017】

ケース２は、例えばデファレンシャルギヤ装置等において、円すいころ軸受３を収容するための軸受収容ケースである。ケース２は、図１に示すように、シャフト１および円すいころ軸受３の周囲を覆うように筒状に形成され、これらを収容している。ここで、ケース２には、潤滑油を循環させるための油路として、ケース上部油路２１と、第１油路２２と、第２油路２３とが形成されている。なお、これら油路の詳細については後記する。

【0018】

円すいころ軸受３は、例えば軸受鋼等からなり、ケース２内でシャフト１を支持している。また、円すいころ軸受３は、図１に示すように、シャフト１およびケース２の間に設けられており、内輪３１と、外輪３２と、円すいころ３３と、保持器３４と、を備えている。

【0019】

内輪３１は、円筒状に形成されており、図１に示すように、円すい面状に形成された内輪軌道面３１ａを有している。内輪３１は、シャフト１の外周面に固定されており、当該シャフト１と一体回転する。また、内輪３１は、内輪軌道面３１ａにおいて、軸方向の両端につば部３１１，３１２を有している。

【0020】

外輪３２は、円筒状に形成されており、図１に示すように、円すい面状に形成された外輪軌道面３２ａを有している。外輪３２は、ケース２の内面に固定されている。

【0021】

円すいころ３３は、図１に示すように、内輪３１の内輪軌道面３１ａと外輪３２の外輪軌道面３２ａとの間に複数設けられており、シャフト１の回転に応じて、２つの軌道面の間で回転する。保持器３４は、複数の円すいころ３３を、周方向に所定間隔をあけて保持している。

【0022】

ここで、円すいころ軸受３は、円すいころ３３が円すい状に形成されているため、図２に示すように、ラジアル方向の荷重Ｆ１，Ｆ２による楔形状効果によって、例えばつば部３１２に荷重Ｆ３が発生する。その際、内輪３１の内輪軌道面３１ａは純転がりに近いが、つば部３１１，３１２は構造上摩擦が大きくなるため、発熱しやすくなる。また、円すいころ軸受３の組み付け上、つば部３１１，３１２は内輪３１側に設けることが一般的である。従って、内輪３１側は、外輪３２側と比較して発熱しやすい部位といえる。

【0023】

オイルシール４は、図１に示すように、シャフト１とケース２との間に設けられており、ケース油室５を区画するとともに、当該ケース油室５内の潤滑油の漏出を防止する。ケース油室５は、潤滑経路を流れる潤滑油が一時的に貯留される場所であり、円すいころ軸受３に隣接して設けられている。

【0024】

ここで、前記した従来の軸受潤滑装置１１０（図５参照）では、ケース油室５内における潤滑油の流量が少ない場合（極少量潤滑時）は、円すいころ軸受３の内輪３１側を潤滑することができないという問題（以下、「第１の問題」という）があった。また、特許文献１に記載された従来の軸受潤滑装置では、ケース油室５内における潤滑油の流量が多い場合（多量潤滑時）は、円すいころ軸受３の内輪３１側への潤滑油供給が過多となってしまうという問題（以下、「第２の問題」という）があった。

【0025】

一方、本実施形態に係る軸受潤滑装置１０では、上記２つの問題を解決するために、図１に示すように、ケース２にケース上部油路２１と、第１油路２２と、第２油路２３と、が設けられている。

【0026】

ケース上部油路２１は、ケース２内における潤滑経路上に設けられており、円すいころ軸受３を潤滑した後の潤滑油が流入する。また、ケース上部油路２１は、図１に示すように、円すいころ軸受３に対して、内輪３１の一端側（つば部３１１側）に設けられている。

【0027】

ケース上部油路２１の底部２１ａは、図１に示すように、平面ではなく、すり鉢状に傾斜している。そして、当該底部２１ａの最下部から第１油路２２が分岐し、当該底部２１ａの最下部よりも高い位置の傾斜面から第２油路２３が分岐している。

【0028】

第１油路２２は、図１に示すように、ケース上部油路２１に連通する流入口（以下、「第１流入口」という）２２１が一端側に形成されており、ケース油室５に連通する排出口（以下、「第１排出口」という）２２２が他端側に形成されている。第１流入口２２１は、ケース上部油路２１の底部２１ａの最下部に設けられている。また、第１排出口２２２は、内輪３１のつば部３１１の鉛直上方向の位置に設けられており、第１油路２２を流れた潤滑油が、第１排出口２２２からつば部３１１の位置に排出されるように構成されている。

【0029】

第１排出口２２２は、図３に示すように軸方向から円すいころ軸受３をみた場合において、円すいころ軸受３の上側（地面側とは反対方向）であって、同図の矢印で示したような範囲に設けられている。

【0030】

第２油路２３は、第１油路２２よりも径が大きく（太く）形成されている。第２油路２３は、図１に示すように、ケース上部油路２１に連通する流入口（以下、「第２流入口」という）２３１が一端側に形成されており、ケース油室５に連通する排出口（以下、「第２排出口」という）２３２が他端側に形成されている。第２流入口２３１は、ケース上部油路２１の底部２１ａにおける傾斜面に設けられており、前記した第１流入口２２１よりも鉛直方向に高い位置に設けられている。

【0031】

なお、第２流入口２３１と第１流入口２２１との高さの差は、図１に示すように、ｈ１（＞０）に設定されている。また、第２排出口２３２は、内輪３１のつば部３１１の鉛直上方向以外の位置に設けられており、第２油路２３を流れた潤滑油が、第２排出口２３２からつば部３１１以外の位置に排出されるように構成されている。言い換えると、第２排出口２３２は、つば部３１１の鉛直上方向の位置を避けて設けられており、第２油路２３を流れた潤滑油が、第２排出口２３２からつば部３１１に排出されないように構成されている。

【0032】

以上のような構成を備える軸受潤滑装置１０は、潤滑油の流量が少ない場合、ケース上部油路２１の底部２１ａにおける傾斜面を伝って、第１流入口２２１から第１油路２２に潤滑油が流入する。これにより、図１の矢印Ａに示すように、第１排出口２２２からケース油室５内におけるつば部３１１の位置に潤滑油が排出され、当該つば部３１１を介して、内輪軌道面３１ａや保持器３４に潤滑油が供給される。従って、軸受潤滑装置１０は、前記した従来の第１の問題を解決することができる。

【0033】

また、軸受潤滑装置１０は、潤滑油の流量が多い場合、ケース上部油路２１の底部２１ａにおける傾斜面を伝って、第１流入口２２１から第１油路２２に潤滑油が流入すると同時に、第２流入口２３１から第２油路２３に潤滑油が流入する。これにより、図１の矢印Ａに示すように、つば部３１１を介して内輪軌道面３１ａや保持器３４に潤滑油が供給されるとともに、同図の矢印Ｂに示すように、第２排出口２３２からケース油室５内におけるつば部３１１以外の位置に潤滑油が排出され、当該潤滑油がケース油室５内に貯留される。従って、軸受潤滑装置１０は、前記した従来の第２の問題についても解決することができる。

【0034】

以上のように、本実施形態に係る軸受潤滑装置１０は、第１排出口２２２が内輪３１のつば部３１１の鉛直上方向の位置に設けられているため、潤滑油の流量が少ない場合でも内輪３１または保持器３４に潤滑油を直接供給することができ、冷却不足による焼き付きを防止することができる。また、軸受潤滑装置１０は、第２流入口２３１が第１流入口２２１よりも鉛直方向に高い位置に設けられ、かつ第２排出口２３２が内輪３１のつば部３１１の鉛直上方向以外の位置に設けられているため、潤滑油の流量が多い場合でも内輪３１側への潤滑油供給が過多となることを防止することができる。

【0035】

[変形例]
以下、本発明の実施形態に係る軸受潤滑装置１０の変形例である軸受潤滑装置１０Ａについて、図４を参照しながら説明する。この軸受潤滑装置１０Ａは、前記した軸受潤滑装置１０と比較して、油路の構成が異なる。

【0036】

軸受潤滑装置１０Ａのケース２Ａには、図４に示すように、ケース上部油路２１Ａと、第１油路２２Ａと、第２油路２３Ａａ，２３Ａｂと、が設けられている。ケース上部油路２１Ａは、円すいころ軸受３に対して、内輪３１の他端側（つば部３１２側）に設けられている。

【0037】

第１油路２２Ａは、図４に示すように、ケース上部油路２１Ａに連通する第１流入口２２１Ａと、ケース油室５に連通する第１排出口２２２Ａとを有している。第１流入口２２１Ａは、ケース上部油路２１Ａの底部２１ａにおける傾斜面に設けられている。また、第１排出口２２２Ａは、内輪３１のつば部３１２の鉛直上方向の位置に設けられており、第１油路２２Ａを流れた潤滑油が、第１排出口２２２Ａからつば部３１２の位置に排出されるように構成されている。

【0038】

第２油路２３Ａａ，２３Ａｂは、図４に示すように、第１油路２２Ａよりも径が大きく（太く）形成されている。第２油路２３Ａａは、ケース上部油路２１Ａに連通する第２流入口２３１Ａが一端側に形成されており、他端側が第２油路２３Ａｂと連通している。第２油路２３Ａｂは、油路の途中で第２油路２３Ａａと連通しており、ケース油室５に連通する第２排出口２３２Ａが他端側に形成されている。

【0039】

なお、第２流入口２３１Ａと第１流入口２２１Ａとの高さの差は、同図に示すように、ｈ２（＞０）に設定されている。また、第２排出口２３２Ａは、内輪３１のつば部３１１の鉛直上方向以外の位置に設けられており、第２油路２３Ａａ，２３Ａｂを流れた潤滑油が、第２排出口２３２Ａからつば部３１１以外の位置に排出されるように構成されている。言い換えると、第２排出口２３２Ａは、つば部３１１の鉛直上方向の位置を避けて設けられており、第２油路２３Ａａ，２３Ａｂを流れた潤滑油が、第２排出口２３２Ａからつば部３１１に排出されないように構成されている。

【0040】

以上のような構成を備える軸受潤滑装置１０Ａは、潤滑油の流量が少ない場合、ケース上部油路２１Ａの底部２１ａにおける傾斜面を伝って、第１流入口２２１Ａから第１油路２２Ａに潤滑油が流入する。これにより、図４の矢印Ｃに示すように、第１排出口２２２Ａからつば部３１２の位置に潤滑油が排出され、当該つば部３１２を介して、内輪軌道面３１ａや保持器３４に潤滑油が供給される。従って、軸受潤滑装置１０Ａは、前記した従来の第１の問題を解決することができる。

【0041】

また、軸受潤滑装置１０Ａは、潤滑油の流量が多い場合、ケース上部油路２１Ａの底部２１ａにおける傾斜面を伝って、第１流入口２２１Ａから第１油路２２Ａに潤滑油が流入すると同時に、第２流入口２３１Ａから第２油路２３Ａａ，２３Ａｂに潤滑油が流入する。これにより、図４の矢印Ｃに示すように、つば部３１２を介して内輪軌道面３１ａや保持器３４に潤滑油が供給されるとともに、同図の矢印Ｄに示すように、第２排出口２３２Ａからケース油室５内におけるつば部３１１以外の位置に潤滑油が排出され、当該潤滑油がケース油室５内に貯留される。従って、軸受潤滑装置１０Ａは、前記した従来の第２の問題についても解決することができる。

【0042】

以上のように、変形例に係る軸受潤滑装置１０Ａは、第１排出口２２２Ａが内輪３１のつば部３１２の鉛直上方向の位置に設けられているため、潤滑油の流量が少ない場合でも内輪３１または保持器３４に潤滑油を直接供給することができ、冷却不足による焼き付きを防止することができる。また、軸受潤滑装置１０Ａは、第２流入口２３１Ａが第１流入口２２１Ａよりも鉛直方向に高い位置に設けられ、かつ第２排出口２３２Ａが内輪３１のつば部３１１の鉛直上方向以外の位置に設けられているため、潤滑油の流量が多い場合でも内輪３１側への潤滑油供給が過多となることを防止することができる。

【0043】

以上、本発明に係る軸受潤滑装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

【0044】

例えば、前記した軸受潤滑装置１０，１０Ａにおける内輪３１および保持器３４は、第１油路２２，２２Ａからの潤滑油滴下を受け、円すいころ軸受３内部に取り込むことができるように、勾配や曲面を有する形状であってもよい。

【符号の説明】

【0045】

１ シャフト
２，２Ａ，１０２ ケース
２１，２１Ａ ケース上部油路
２１ａ 底部
２２，２２Ａ 第１油路
２２１，２２１Ａ 流入口（第１流入口）
２２２，２２２Ａ 排出口（第１排出口）
２３，２３Ａａ，２３Ａｂ 第２油路
２３１，２３１Ａ 流入口（第２流入口）
２３２，２３２Ａ 排出口（第２排出口）
３ 円すいころ軸受
３１ 内輪
３１ａ 内輪軌道面
３１１，３１２ つば部
３２ 外輪
３２ａ 外輪軌道面
３３ 円すいころ
３４ 保持器
４ オイルシール
５ ケース油室
１０，１０Ａ，１１０ 軸受潤滑装置
１２１ 油路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】