JP2000192978A - 車両用歯車軸支持装置 - Google Patents

車両用歯車軸支持装置

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JP2000192978A
JP2000192978A JP10366521A JP36652198A JP2000192978A JP 2000192978 A JP2000192978 A JP 2000192978A JP 10366521 A JP10366521 A JP 10366521A JP 36652198 A JP36652198 A JP 36652198A JP 2000192978 A JP2000192978 A JP 2000192978A
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Japan
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bearing
gear shaft
preload
case
ring
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JP10366521A
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English (en)
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Takashi Tsujimoto
崇 辻本
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/364Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/52Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
    • F16C19/525Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation

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  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受の予圧量を温度に関係なく一定とするこ
とが可能で、低温時の予圧過大、および高温時の予圧抜
けを同時に防止することができるものとする。 【解決手段】 アルミ合金製のケース1に設けられた軸
受嵌合面部1aに嵌合する円すいころ軸受3により鋼製
の歯車軸2を支持する。ケース1の軸受幅面対向面部1
bに、内径側の溝内壁面がテーパ面8aとなったリング
溝8を設ける。このリング溝8に嵌合するテーパ状断面
形状の鋼製のリング部材9を、軸受3の外輪5の幅面に
係合させて設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、乗用車、トラッ
ク、その他の自動車等の車両に使用される歯車減速装置
内に使用されている歯車軸支持装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】乗用車、
トラック、その他の自動車等の車両に使用される歯車減
速装置(以下「トランスミッション」と称す)のケース
は、軽量化のため、現在ではアルミ合金で形成されるの
が一般的である。この場合、歯車軸の支持装置として
は、円すいころ軸受がよく利用され、寿命、剛性等を考
慮し、適正な予圧が設定された状態で使用される。しか
し、軸受や軸は、強度面から鋼で製作されているのが一
般的であるため、ケースの線膨張係数が軸の線膨張係数
と等しくなく、大きい。そのため、予圧設定時の温度と
使用中の温度との温度差分だけ、予圧荷重が変動してし
まい、軸受寿命が低下してしまうことがある。
【0003】このような歯車軸支持装置の熱膨張差を補
正する機構としては、軸受に熱膨張補正用の弾性心材
(高分子樹脂等)を嵌合させ、または別体で付けたもの
がある。しかし、この場合、予圧設定時に弾性心材は完
全に押し潰され、金属面同士が接触するため、弾性心材
が膨張する方向(予圧抜けを防止する方向)には機能す
るが、逆に弾性心材が収縮する方向(予圧過大を防止す
る方向)には機能しない。そのため、低温時の予圧過大
を防止することができない。この他の機構として、2つ
の線膨張係数の異なるテーパ形状のリングを付けるもの
も提案されている。しかし、この場合、線膨張係数が高
い側のリングは材料的な特性より弾性変位が大きくなる
ため、目的とする2つのリングの熱膨張差による補正が
うまく行かない場合が多い。
【0004】この発明の目的は、軸受の予圧量を温度に
関係なく一定とすることが可能で、低温時の予圧過大、
および高温時の予圧抜けを同時に防止することができ、
これにより軸受寿命の低下を防止することのできる車両
用歯車軸支持装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の車両用歯車軸
支持装置は、歯車軸よりも線膨張係数の大きな材質のケ
ースを用い、このケースに設けられた円筒面状の軸受嵌
合面部に外輪が嵌合する円すいころ軸受で前記歯車軸を
支持したものに適用される。この車両用歯車軸支持装置
において、前記ケースの、前記軸受嵌合面部に隣接する
軸受幅面対向面部に、内径側の溝内壁面が、溝底側ほど
拡径するテーパ面となったリング溝を設ける。このリン
グ溝に嵌合するテーパ状断面形状のリング部材を、前記
軸受の外輪の幅面に係合させて設ける。このリング部材
は、前記ケースよりも小さい線膨張係数を有する材質と
する。この構成によると、ケースに形成されたリング溝
の線膨張係数が、これに嵌合するテーパ状断面形状のリ
ング部材の線膨張係数よりも大きいため、その熱膨張差
を軸方向の移動に変換することができる。そのため、低
温時の予圧過大、および高温時の予圧抜けを同時に防止
することができる。また、線膨張係数が大きい方のテー
パ面がケースに一体の部分からなるため、このテーパ面
の剛性が高く、本来目的とする予圧付与機能を発揮する
ことができる。
【0006】この発明において、前記リング部材に、軸
受の予圧設定用のシムの役割を兼用させ、シム等の他の
予圧設定用の部材を用いずに軸受に予圧を設定しても良
い。通常は、歯車軸の支持用の軸受はシムを用いて予圧
設定を行うが、リング部材にシムの役割を兼用させるこ
とにより、このようにリング部材を追加しながら、従来
のシムを用いた歯車軸支持装置と部品点数が変わらず、
組立工数の増加がなくて、組立作業も容易に行える。
【0007】この発明において、前記リング溝の前記テ
ーパ面と、前記リング部材の前記テーパ面に接するテー
パ面との少なくとも一方に、リン酸塩または二硫化モリ
ブデン系のコーティングを施してもよい。このように表
面処理を行うと、テーパ面同士の過大な密着、いわゆる
「くらい付き」を防止することででき、前記リング溝と
リング部材とによる機能が長期に渡って円滑に維持され
る。
【0008】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1およ
び図2と共に説明する。ケース1は、トランスミッショ
ンのケースであって、この歯車軸支持装置のケースとな
るものであり、鋼製の歯車軸2よりも線膨張係数の大き
な材質、例えばアルミまたはアルミ合金製のものとされ
ている。歯車軸2は、ケース1に設けられた円筒面状の
軸受嵌合面部1aに外輪5が嵌合する円すいころ軸受3
に支持されている。円すいころ軸受3は、内輪4と外輪
5の間に、保持器7に保持された円すいころ6を介在さ
せたものである。内輪4は、両鍔付きのものが用いられ
ている。円すいころ軸受3は、外輪5が両鍔付きで内輪
4が鍔無しのものや、内外輪4,5とも鍔無しのもので
あっても良い。軸受3の内外輪4,5および円すいころ
6は鋼製である。
【0009】ケース1には、軸受嵌合面部1aに隣接す
る軸受幅面対向面部1bに、内径側の溝内壁面が、溝底
側ほど拡径するテーパ面8aとなったリング溝8が設け
てある。このリング溝8に嵌合するテーパ状断面形状の
リング部材9が、軸受3の外輪5の幅面に係合して設け
られている。すなわち、軸受3は、リング部材9をケー
ス1のテーパ面8aと軸受3の外輪5との間に挟んで、
ケース1の軸受嵌合面部1aに設置されている。リング
部材9は、ケース1よりも小さい線膨張係数を有する材
質のものであり、例えば鋼製とされる。
【0010】リング部材9は、軸受3の予圧設定用のシ
ムの役割を兼用しており、予圧設定用のシムを用いるこ
となく、軸受3が予圧状態に設置されている。ケース1
の軸受幅面対向面部1bには、凹部1cが設けてある
が、この凹部1cは必ずしも設けなくても良い。なお、
ケース1のリング溝8のテーパ面8aと、このテーパ面
8aに接するリング部材9のテーパ面9aとの少なくと
も一方に、リン酸塩または二硫化モリブデン(Mo
2 )系の系のコーティング10(図3参照)を施して
も良い。
【0011】この構成によると、リング部材9の介在に
より、軸受3に常温で適切な予圧が設定された状態で、
高温になった場合、アルミ合金製等のケース1のリング
溝8におけるテーパ面8aの方が、鋼製等のリング部材
9よりも線膨張係数が大きいため、ケース1のテーパ面
8aが径方向および軸方向に共に大きくなる。これによ
り、鋼製等のテーパ形状のリング部材9が軸受3側(図
1の右方向)に移動する。このため、ケース1の軸方向
の伸びによる予圧抜けを防止することができる。なお、
このときの補正量は、各テーパ面8a,9aのテーパ角
度および肉厚により調整可能である。低温時には、上記
と逆にリング部材9が移動し、予圧過大を防止すること
ができる。
【0012】ケース1のリング溝8のテーパ面8aと、
このテーパ面8aに接するリング部材9のテーパ面9a
との少なくとも一方に、リン酸塩または二硫化モリブデ
ン(MoS2 )系のコーティング10を施した場合は、
テーパ面8a,9aのくらい付きを防止するのに効果的
である。
【0013】図4は、この車両用歯車軸支持装置を応用
した自動車の歯車減速装置を示す。同図において、ギヤ
類は図示を省略してある。この歯車減速装置は、ケース
1に歯車軸である入力シャスト21と、歯車軸であるメ
インシャフト22とを、各々両端または両端付近で軸受
23,23、および軸受24,24で支持し、かつデフ
ァレンシャル25の一対の対向する歯車軸26を軸受2
7で各々支持している。このうち、、メインシャフト2
2の支持用の軸受24と、デファレンシャル25の軸受
27とを円すいころ軸受とし、図1と共に前述した構成
により、すなわちケース1のリング溝8とこれに嵌合す
るリング部材9とにより、各軸受24,27を予圧状態
に支持している。ケース1は、アルミ合金製であり、各
シャフト22および歯車軸26は鋼製である。このよう
な箇所の軸受24,27の予圧に、この車両用歯車軸支
持装置が効果的である。
【0014】
【発明の効果】この発明の車両用歯車軸支持装置は、ケ
ースの軸受嵌合面部に隣接する軸受幅面対向面部にテー
パ面のリング溝を設け、このリング溝に嵌合するテーパ
状断面形状のリング部材を、軸受の外輪の幅面に係合さ
せて設け、このリング部材はケースよりも線膨張係数が
小さい材質のものとしたため、軸受の予圧量を温度に関
係なく一定とすることが可能で、低温時の予圧過大、お
よび高温時の予圧抜けを同時に防止することができ、こ
れにより軸受寿命の低下が防止される。前記リング部材
に、軸受の予圧設定用のシムの役割を兼用させ、予圧設
定用のシムを無くした場合は、リング部材を追加しなが
ら、従来のシムを用いた歯車軸支持装置と部品点数が変
わらず、組立作業も容易に行える。前記リング溝の前記
テーパ面と、前記リング部材の前記テーパ面に接するテ
ーパ面との少なくとも一方に、リン酸塩または二硫化モ
リブデン系のコーティングを施した場合は、いわゆる、
テーパ面のくらい付きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態にかかる車両用歯車軸支
持装置の断面図である。
【図2】その分解状態の断面図である。
【図3】同車両用歯車軸支持装置におけるリング部材の
変形例の拡大断面図である。
【図4】同車両用歯車軸支持装置を応用した歯車減速機
の部分省略破断側面図である。
【符号の説明】
1…ケース 1a…軸受嵌合面部 1b…軸受幅面対向面部 2…歯車軸 3…円すいころ軸受 5…外輪 8…リング溝 8a…テーパ面 9…リング部材 9a…テーパ面 10…コーティング層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 歯車軸よりも線膨張係数の大きな材質の
    ケースを用い、このケースに設けられた円筒面状の軸受
    嵌合面部に外輪が嵌合する円すいころ軸受で前記歯車軸
    を支持した車両用歯車軸支持装置において、前記ケース
    の、前記軸受嵌合面部に隣接する軸受幅面対向面部に、
    内径側の溝内壁面が、溝底側ほど拡径するテーパ面とな
    ったリング溝を設け、このリング溝に嵌合するテーパ状
    断面形状のリング部材を、前記軸受の外輪の幅面に係合
    させて設け、このリング部材は前記ケースよりも小さい
    線膨張係数を有する材質とした車両用歯車軸支持装置。
  2. 【請求項2】 前記リング部材に、軸受の予圧設定用の
    シムの役割を兼用させ、他の予圧設定用の部材を用いず
    に前記軸受に予圧を設定した請求項1記載の車両用歯車
    軸支持装置。
  3. 【請求項3】 前記リング溝の前記テーパ面と、前記リ
    ング部材の前記テーパ面に接するテーパ面との少なくと
    も一方に、リン酸塩または二硫化モリブデン系のコーテ
    ィングを施した請求項1または請求項2記載の車両用歯
    車軸支持装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312835A2 (en) 2001-11-16 2003-05-21 Koyo Seiko Co., Ltd. Bearing device used for transmission in automobiles
JP2008249018A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Jtekt Corp 転がり軸受装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312835A2 (en) 2001-11-16 2003-05-21 Koyo Seiko Co., Ltd. Bearing device used for transmission in automobiles
EP1312835A3 (en) * 2001-11-16 2004-08-25 Koyo Seiko Co., Ltd. Bearing device used for transmission in automobiles
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