JP2005042894A - 複列転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外輪に装着されるＯリングの損傷を確実に防止でき、これにより長期に亘って外輪のクリープ低減を図ることができる複列転がり軸受装置を提供すること。
【解決手段】 複列転がり軸受装置１０は、複列の内輪軌道面１３，１４を有し且つ軸に外嵌可能な内輪１１，１２と、複列の外輪軌道面１６，１７を有し且つハウジング１９に内嵌可能な外輪１５と、内輪軌道面１３，１４と外輪軌道面１６，１７との間で周方向に転動自在に配設された複数の玉１８と、を備える。外輪１５は、その外周面２１の止め輪溝２５とハウジング１９の内周面２７の止め輪溝２８とに係合される止め輪２０によりハウジング１９に対して軸方向において固定される。外輪１５の止め輪溝２５を境として外輪１５の外周面２１におけるハウジング１９への装着方向後方側には、少なくとも２個のＯリング２２，２２が軸方向と平行な方向または外輪１５の径方向に並んで配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複列転がり軸受装置に関する。

従来の単列転がり軸受装置の一例として図４に示される転がり軸受装置５０は、内輪（不図示）と、外輪５１と、内輪と外輪５１との間に配置された複数の転動体である玉５２と、を備えている。外輪５１はスタータのアルミ合金製または炭素鋼製のハウジング（不図示）に支持固定される。外輪５１の外周面５３には凹溝５４が形成されており、スプリング硬度がＨｓ６０〜７５である例えばニトリルゴムからなるＯ（オー）リング５５が凹溝５４に嵌入されている。

上述のハウジングに装着される前の転がり軸受装置５０では、Ｏリング５５の外周面５６が凹溝５４から突出している。そのため、外輪５１をハウジングに組み付けた際、Ｏリング５５が径方向内側に圧縮されることにより、外輪５１がハウジングに容易に組み付けられる。また、例えばエンジン振動やアンバランス荷重が外輪５１に作用しても、Ｏリング５５によって外輪５１がハウジングに確実に固定されているため、外輪５１のハウジングとの相対的な回転（即ち、クリープ）が阻止される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１３０３０９号公報（第２−３頁、第２図）

ところで、近年、自動車等の車両に用いられる自動変速機支持用軸受装置においては、外輪に複列（例えば２列）の軌道面を設け、そして内輪に複列（例えば２列）の軌道面を設けるか或いは所謂２つ割れの内輪（即ち、軌道面をそれぞれ有し隣接する２つの内輪）を設けて接触角を持たせ、相互方向のアキシアル荷重を受けるようにした複列転がり軸受装置が用いられるケースが増えてきている。

このような複列転がり軸受装置には、相互方向のアキシアル荷重を受けるために、複列の軌道面を有する外輪の外周面中央部に凹溝を形成し、この凹溝と当該外輪が内嵌されるハウジングの内周面に形成した凹溝との間に止め輪を係合させることにより外輪をハウジングに対して軸方向に固定するものが一般的に知られている。

例えば、アルミニウム合金製のハウジングやマグネシウム合金製のハウジングのように、外輪を構成する材料の硬さよりも低い硬さを有する材料からなるハウジング内に配置される複列転がり軸受装置は、特に構造を工夫しない場合、軸受部にラジアル荷重が負荷された状態で内輪が回転すると、ハウジングの内側で外輪が相対的な回転、即ちクリープを起こす場合がある。このようなクリープは、ハウジングと外輪との間での嵌め合い面に滑りが生じていることを意味する。この滑りは軸受入力荷重が大きくなるほど著しくなり、硬さの低いハウジングに異常摩耗を生じさせ、異音の原因となる。

上記のクリープを防止するために、外輪にフランジやローレットを設けてハウジングと外輪とを機械的に係合させる形態を採ってもよいが、外輪にフランジやローレットを設けることは大幅なコストアップとなるため、好ましくない。そこで、上述した転がり軸受装置５０のように、外輪の外周面にＯリングを装着してクリープの発生を抑制する形態が一般的には採られている。この形態によれば、外輪にフランジやローレットを設ける形態と比較して、大幅なコストアップを伴うことがない。

しかしながら、前述のように外輪にＯリングを装着した複列転がり軸受装置では、外輪におけるＯリングの装着位置が外輪の中央部に形成された止め輪装着用の凹溝の位置よりも複列転がり軸受装置のハウジングへの装着方向の前方側に配置されている場合、複列転がり軸受装置のハウジングへの装着時に、Ｏリングが凹溝に接触して当該Ｏリングが凹溝のエッジ部分によって損傷を受ける可能性があり、装着時に損傷を受けたＯリングがそのまま用いられると、弾性反発力等のＯリングの特性に異常を生ずることとなり、外輪のクリープを確実に低減することができない。

また、転がり軸受装置５０のように単一のＯリングを用いた場合、長期的な使用によってＯリングに経年劣化が生じると外輪のクリープを低減することが困難となるため、定期的な点検を頻繁に行なってＯリングの劣化を観察せねばならず、よって転がり軸受装置の煩雑な分解が頻繁に必要とされるので、延べ点検工数が増大し、それによりメンテナンスに係る費用が増大してしまう。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外輪に装着されるＯリングの損傷を確実に防止でき、これにより長期に亘って外輪のクリープ低減を図ることができる複列転がり軸受装置を提供することにある。

前述した目的を達成するため、本発明に係る複列転がり軸受装置は、下記（１）および（２）を特徴としている。

（１）複列の内輪軌道面を有し且つ軸に外嵌可能な内輪と、複列の外輪軌道面を有し且つハウジングに内嵌可能な外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体と、を備え、
前記外輪の外周面に形成された凹溝と前記ハウジングの内周面に形成された凹溝とに係合される止め輪により前記外輪が前記ハウジングに対して軸方向において固定される複列転がり軸受装置であって、
前記外輪の凹溝を境として前記外輪の外周面における片側に少なくとも２個のＯリングが装着されていること。

（２）前記Ｏリングが、前記外輪の凹溝を境として前記外輪の外周面における前記ハウジングへの装着方向後方側に、前記軸方向と平行な方向または前記外輪の径方向に並んで配置されていること。

上記（１）を特徴とする複列転がり軸受装置によれば、少なくとも２個のＯリングが、外輪の凹溝（換言すれば、ハウジングの凹溝）を境として当該外輪の外周面における片側に装着されているので、このＯリングの装着位置が外輪の凹溝を境として外輪のハウジングへの装着方向後方側となるように複列転がり軸受装置をハウジングへ組み付ければ、Ｏリングがハウジングの凹溝に接触する機会を無くすことができる。このように、外輪上のＯリングの位置と外輪のハウジングへの組付け方向とを最適設定することによって、Ｏリングの損傷を確実に防止できる。その上、少なくとも２個のＯリングが外輪に装着されているため、Ｏリングそれぞれに負荷が分散されて耐久性能が飛躍的に向上し、長期的な使用に際しても単一のＯリングを用いた場合と比較してＯリングの特性の劣化を低減させることができ、それにより長期に亘って外輪のクリープ低減を図ることができる。

更に上記（１）の特徴に加えて、上記（２）を特徴とする複列転がり軸受装置によれば、外輪の凹溝を境として当該外輪の外周面におけるハウジングへの装着方向後方側に、軸方向と平行な方向または外輪の径方向に少なくとも２個のＯリングが並んで配置されているので、単一のＯリングを用いた場合と比較して外輪のクリープを効果的に低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、少なくとも２個のＯリングが、外輪の凹溝（換言すれば、ハウジングの凹溝）を境として当該外輪の外周面における片側に装着されているので、このＯリングの装着位置が外輪の凹溝を境として外輪のハウジングへの装着方向後方側となるように複列転がり軸受装置をハウジングへ組み付ければ、Ｏリングがハウジングの凹溝に接触する機会を無くすことができる。このように、外輪上のＯリングの位置と外輪のハウジングへの組付け方向とを最適設定することによって、Ｏリングの損傷を確実に防止できる。その上、少なくとも２個のＯリングが外輪に装着されているため、Ｏリングそれぞれに負荷が分散されて耐久性能が飛躍的に向上し、長期的な使用に際しても単一のＯリングを用いた場合と比較してＯリングの特性の劣化を低減させることができ、それにより長期に亘って外輪のクリープ低減を図ることができる。

また、本発明によれば、外輪の凹溝を境として当該外輪の外周面におけるハウジングへの装着方向後方側に、軸方向と平行な方向または外輪の径方向に少なくとも２個のＯリングが並んで配置されているので、単一のＯリングを用いた場合と比較して外輪のクリープを効果的に低減することができる。

以下、本発明に係る複数の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明に係る複列転がり軸受装置の第１実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態である複列転がり軸受装置１０の要部断面図である。尚、図１には複列転がり軸受装置１０の上半部のみが示されている。

図１に示されるように、複列転がり軸受装置１０は、複列アンギュラ玉軸受装置であって、内輪軌道面１３，１４を有する一対の内輪１１，１２と、外輪軌道面１６，１７を有する単一の外輪１５と、内輪軌道面１３，１４と外輪軌道面１６，１７との間で周方向に転動自在にそれぞれ配設された複列の複数の玉（即ち、転動体）１８と、を備えている。

この複列転がり軸受装置１０は自動変速機（不図示）を支持するために用いられ、外輪１５が当該外輪１５の硬さよりも低い硬さの例えばアルミニウム合金等からなる自動変速機のハウジング１９に内嵌し、そして内輪１１，１２がメインシャフト（即ち、軸：不図示）に外嵌する。内輪１１，１２は所謂２つ割れの内輪である。

尚、複列転がり軸受装置１０は、玉１８を周方向等間隔に保持する保持器２３，２３を更に備えている。保持器２３は、例えば銅合金製のもみ抜き保持器であって、周方向に複数形成されたポケット２４内に、内輪軌道面１３，１４と外輪軌道面１６，１７との間に配された玉１８を転動自在に保持する。内輪１１，１２の内輪軌道面１３，１４および外輪１５の外輪軌道面１６，１７は、玉１８に対して予め定められた角度の接触角を有する。

外輪１５の外周面２１の中央部には、凹溝である止め輪溝２５が形成されている。また、ハウジング１９の内周面２７には、外輪１５の止め輪溝２５に対応して形成された凹溝である止め輪溝２８が形成されている。止め輪２０は、外輪１５を軸方向において（即ち、メインシャフト（不図示）の延長方向と平行な方向において）ハウジング１９に固定する（換言すれば、外輪１５のハウジング１９に対する軸方向における移動を規制する）ための金属製の円環状バネ部材であって、その外周部がハウジング１９の止め輪溝２８に嵌入（係合）され、そして内周部が外輪１５の止め輪溝２５に嵌入（係合）される。

止め輪２０は、その外径が外輪１５（換言すれば、複列転がり軸受装置１０）のハウジング１９への組み付け前（即ち、ハウジング１９への装着前）の状態においてハウジング１９の内周面２７の内径よりも僅かに大きく、装着時にはハウジング１９の内周面２７により内側に（即ち、外輪１５の止め輪溝２５内へ向かって）弾性変形させられた後、止め輪溝２８の所で弾性復帰して止め輪溝２８に嵌入（係合）される。それにより、外輪１５がハウジング１９に固定される。

外輪１５の止め輪溝２５（換言すれば、ハウジング１９の止め輪溝２８）を境として外輪１５の外周面２１における片側、より具体的に、ハウジング１９への装着方向後方側には、２個のＯ（オー）リング２２，２２がそれぞれ装着される２個のＯリング溝２６，２６が形成されている。これらのＯリング溝２６，２６は、外輪１５の止め輪溝２５の中心位置、即ち、外輪１５の軸方向中心位置から、図１中左方向に、距離Ｌ１，Ｌ２だけそれぞれ離れた位置に設けられており、Ｏリング溝２６，２６への装着前の状態のＯリング２２，２２の内径よりも大きい径方向の深さを有している。これら２個のＯリング２２，２２は外輪１５の外周面２１から部分的に突出している。従って、Ｏリング２２，２２は、複列転がり軸受装置１０がハウジング１９へ組み付けられた際に、外輪１５の外周面２１をハウジング１９の内周面２７から予め定められた空隙距離だけ離して配置する。

さて、メインシャフト（不図示）が回転することにより、ラジアル荷重が負荷された状態で内輪１１，１２が回転すると、ハウジング１９の内側で外輪１５を相対的に回転させる力が作用する。しかし、外輪１５は、止め輪２０により軸方向において固定され、更に２個のＯリング２２，２２によってハウジング１９の内周面２７内で支持されるため、そのクリープが低減される。

このように構成された複列転がり軸受装置１０によれば、２個のＯリング２２，２２が、外輪１５の止め輪溝２５を境として外輪１５の外周面２１におけるハウジング１９への装着方向後方側に装着されているので、複列転がり軸受装置１０をハウジング１９へ組み付ける際にＯリング２２，２２がハウジング１９の止め輪溝２８のエッジ部分に接触する機会を無くすことができる。このように、外輪１５上のＯリング２２，２２の位置と外輪１５のハウジング１９への組付け方向とを最適設定することによって、Ｏリング２２，２２の損傷を確実に防止できる。その上、２個のＯリング２２，２２が外輪１５に装着されているため、Ｏリング２２，２２それぞれに負荷が分散されて耐久性能が飛躍的に向上し、長期的な使用に際しても単一のＯリング２２を用いた場合と比較してＯリング２２，２２の特性の劣化を低減させることができ、それにより長期に亘って外輪１５のクリープ低減を図ることができる。従って、ハウジング１９の内周面２７の摩耗を大幅に低減できる。

また、２個のＯリング２２，２２が、軸方向と平行な方向に並んで配置されているので、単一のＯリング２２を用いた場合と比較して応力吸収作用が増し、外輪のクリープを効果的に低減することができる。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して本発明に係る第２実施形態を説明する。尚、第２実施形態以下の各実施形態において、既に説明した部材等と同様な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号または相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。図２は本発明の第２実施形態である複列転がり軸受装置３０の要部断面図である。尚、図２には複列転がり軸受装置３０の上半部のみが示されている。

図２に示されるように、複列転がり軸受装置３０では、外輪１５の止め輪溝２５（換言すれば、ハウジング１９の止め輪溝２８）を境として外輪１５の外周面２１における片側、より具体的には、ハウジング１９への装着方向後方側に、２個のＯ（オー）リング２２，２２が軸方向と平行な方向に隣接して（並んで）装着される単一のＯリング溝３６が形成されている。これら２個のＯリング２２，２２は外輪１５の外周面２１から部分的に突出している。

この複列転がり軸受装置３０に関する作用ならびに効果は、第１実施形態である複列転がり軸受装置１０と同様であり、複列転がり軸受装置１０に係る説明から容易に類推可能であるため、説明を省略する。

（第３実施形態）
次に、図３を参照して本発明に係る第３実施形態を説明する。図３は本発明の第３実施形態である複列転がり軸受装置４０の要部断面図である。尚、図３には複列転がり軸受装置４０の上半部のみが示されている。

図３に示されるように、複列転がり軸受装置４０では、外輪１５の止め輪溝２５（換言すれば、ハウジング１９の止め輪溝２８）を境として外輪１５の外周面２１における片側、より具体的には、ハウジング１９への装着方向後方側に、２個のＯ（オー）リング２２，２２が外輪１５（複列転がり軸受装置４０）の径方向に隣接して（並んで）装着される単一のＯリング溝４６が形成されている。

２個のＯリング２２，２２は、外側に配されるＯリング２２，２２の一方が、内側に配されるＯリング２２，２２の他方よりも大きい外径および内径を有している。この内側に配されるＯリング２２，２２の他方はＯリング溝４６に完全に埋没しており、そして外側に配されるＯリング２２，２２の一方が部分的に外輪１５の外周面２１から突出している。従って、Ｏリング２２，２２は、複列転がり軸受装置１０がハウジング１９へ組み付けられた際に、協働して、外輪１５の外周面２１をハウジング１９の内周面２７から予め定められた空隙距離だけ離して配置する。

このように構成された複列転がり軸受装置４０によれば、２個のＯリング２２，２２が、外輪１５の径方向に並んで配置されているので、単一のＯリング２２を用いた場合と比較して応力吸収作用が増し、外輪のクリープを効果的に低減することができる。尚、この複列転がり軸受装置４０に関する他の作用ならびに効果は、第１実施形態である複列転がり軸受装置１０と同様であり、複列転がり軸受装置１０に係る説明から容易に類推可能であるため、説明を省略する。

尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形，改良，等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質，形状，寸法，形態，数，配置個所，等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、Ｏリングの断面形状については、図１〜図３に示されているような円形状に限らず、楕円形状、四角形状、等であってもよい。そして、Ｏリングの数については、前述した２個に限らず、２個以上であってもよい。

また、本発明に係る複列転がり軸受装置は、前述した複列アンギュラ玉軸受装置に限らず、複列円すいころ軸受装置、各種ころ軸受装置、等、どんな転がり軸受装置であってもよい。

また、保持器は、前述したもみ抜き保持器に限らず、例えば、打ち抜き保持器、等といった種々の保持器を転がり軸受装置に応じて用いればよい。

また、内輪は、前述した２つ割れの内輪に限らず、複列の内輪軌道面を有する一体の内輪であってもよい。

本発明の第１実施形態である複列転がり軸受装置を示す要部断面図である。 本発明の第２実施形態である複列転がり軸受装置を示す要部断面図である。 本発明の第３実施形態である複列転がり軸受装置を示す要部断面図である。 特許文献１で開示されている転がり軸受装置の要部断面図である。

符号の説明

１０，３０，４０ 複列転がり軸受装置
１１，１２ 内輪
１３，１４ 内輪軌道面
１５ 外輪
１６，１７ 外輪軌道面
１８ 玉（転動体）
１９ ハウジング
２０ 止め輪
２１ 外周面
２２ Ｏリング
２５ 止め輪溝（凹溝）
２７ 内周面
２８ 止め輪溝（凹溝）

Claims (2)

1. 複列の内輪軌道面を有し且つ軸に外嵌可能な内輪と、複列の外輪軌道面を有し且つハウジングに内嵌可能な外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間で周方向に転動自在に配設された複数の転動体と、を備え、
   前記外輪の外周面に形成された凹溝と前記ハウジングの内周面に形成された凹溝とに係合される止め輪により前記外輪が前記ハウジングに対して軸方向において固定される複列転がり軸受装置であって、
   前記外輪の凹溝を境として前記外輪の外周面における片側に少なくとも２個のＯリングが装着されていることを特徴とする複列転がり軸受装置。
2. 前記Ｏリングが、前記外輪の凹溝を境として前記外輪の外周面における前記ハウジングへの装着方向後方側に、前記軸方向と平行な方向または前記外輪の径方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項１に記載した複列転がり軸受装置。

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