JP2005133870A

JP2005133870A - トランスミッション用円錐ころ軸受

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Publication number: JP2005133870A
Application number: JP2003371685A
Authority: JP
Inventors: Yuta Hamaguchi; 雄太濱口
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】クリープの発生を確実に防止して、軸受性能を長期間、安定して維持できるトランスミッション用円錐ころ軸受を提供する。
【解決手段】トランスミッション用円錐ころ軸受１０において、外輪１１は、その背面１１ｃに半径方向に形成された溝１１ｄを備えている。ハウジング１５は、軸受収納部１５ａの内周面１５ｂに形成されたスリット１５ｄを備えている。そして、Ｌ字形キー１６の基部１６ａをスリット１５ｄに嵌合し、更にＬ字形キー１６の起立部１６ｂに外輪１１の溝１１ｄを係合させることで、ハウジング１５と外輪１１とを、Ｌ字形キー１６を介して係合させて、外輪１１のクリープを防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トランスミッション用円錐ころ軸受に関する。

従来、自動車用トランスミッションの回転軸は、対向して配置された一対のトランスミッション用円錐ころ軸受によって回動自在に支持されている。この円錐ころ軸受の外輪は、ハウジングの内側に内嵌固定されている。

一般的に、トランスミッションのハウジングは、軽量化を図るためにアルミニウム合金やマグネシウム合金から構成される。これに対して、トランスミッション用円錐ころ軸受の構成部品（外輪、内輪、円錐ころ等）は、耐久性を確保できるように軸受鋼等の鋼材から構成されており、該鋼材の硬度は、ハウジングの材料であるアルミニウム合金やマグネシウム合金より高い硬度を有している。また、アルミニウム合金やマグネシウム合金の線膨張係数は、円錐ころ軸受の材料である軸受鋼等の線膨張係数より大きい。

硬度の低いアルミニウム合金やマグネシウム合金等からなるハウジングに組み込まれた円錐ころ軸受に、荷重が負荷された状態で回転軸（内輪）が回転すると、回転軸の回転に伴って外輪がハウジングの内側で回転する、いわゆるクリープが発生する場合がある。

クリープ力は、円錐ころ軸受に負荷される荷重が大きいほど大きくなる。従って、負荷される荷重の大きさに比例してクリープが発生し易くなる。特に、回転軸の回転に伴って円錐ころ軸受の温度が上昇すると、ハウジングと円錐ころ軸受との線膨張係数の差から締め代が減少し、ハウジングによる外輪の保持力が低下してクリープが発生する可能性が高くなる。

クリープの発生によりハウジングと外輪との嵌合面で滑りが生じると、ハウジングの内周面や外輪、特に硬度の低いハウジングの内周面において異常摩耗する場合がある。このような異常摩耗が進行すると、ハウジングの内側で外輪のがたつきが生じ、異音、振動、焼付き等が発生して、円錐ころ軸受の性能を劣化させる原因となっていた。

上述したクリープを防止する対策として、図４に示すような従来のトランスミッション用円錐ころ軸受１１０では、外輪１１１にフランジ１１１ａを設け、ボルト１１２によってフランジ１１１ａをハウジング１１５に固定して、外輪１１１とハウジング１１５とを機械的に強固に結合させたものがある。

また、外輪に形成されたフランジの側面に突起部を有する樹脂層を設けると共に、ハウジングの側壁に凹部を形成して、突起部と凹部とを係合させながら外輪をハウジングに固定することによって、クリープの発生を防止するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開平５−８９９６０号公報（第４〜６頁、第２図）

しかしながら、図４に示すような円錐ころ軸受１１０においては、フランジ１１１ａをボルト１１２によってハウジング１１５に固定する際に、円錐ころ軸受１１０の形状に歪みを生じさせる場合があり、軸受性能に悪影響を与える可能性があった。また、フランジ加工のためにコストが増大するという問題があった。

また、特許文献１に開示されている転がり軸受は、突部と凹部との係合によりクリープを防止することができるが、この転がり軸受も、外輪のフランジ加工、ハウジングの装着部における凹部形成、及び突部を有する樹脂層により、コストが増大するという問題があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリープの発生を確実に防止して、軸受性能を長期間、安定して維持できるトランスミッション用円錐ころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪の軌道面間に転動自在に配置された複数個の円錐ころと、を備え、前記外輪の外周面と背面をハウジングの内周面と側面にそれぞれ対向させた状態で前記ハウジングに取り付け可能なトランスミッション用円錐ころ軸受であって、
前記外輪は、前記背面に径方向に亘って形成された溝を備えており、前記ハウジングの内周面に形成されたスリットと嵌合するＬ字形キーに前記溝を係合することで、前記外輪のクリープを防止することを特徴とするトランスミッション用円錐ころ軸受。

本発明のトランスミッション用円錐ころ軸受によれば、外輪は、その背面に径方向に亘って形成された溝を備えると共に、ハウジングは、内周面に形成されたスリットを備える。そして、このスリットに嵌合されるＬ字形キーに外輪の溝を係合させ、ハウジングと外輪とをＬ字形キーを介して固定させることで、外輪のクリープを防止することができる。

これによって、ハウジングの内周面の異常摩耗に起因して、外輪がハウジング内でがたつくことによる異音、振動、焼付き等の発生を防止することができ、軸受性能を長期間にわたって良好に維持することができる。

また、フランジを不要とすることにより、フランジ加工に伴うコスト増大を抑制することができる。また、フランジのボルト締結に伴う円錐ころ軸受の形状歪みを回避でき、円錐ころ軸受本来の良好な軸受性能を発揮させることができる。

以下、本発明に係るトランスミッション用円錐ころ軸受の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係るトランスミッション用円錐ころ軸受をハウジングの内側に嵌合させた状態を示す縦断面図であり、図２は図１におけるトランスミッション用円錐ころ軸受の外輪の要部斜視図であり、図３は図１におけるハウジング及びＬ字形キーの断面斜視図である。

図１に示すように、トランスミッション用円錐ころ軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、転動体である複数個の円錐ころ１３とを備えている。外輪１１の内周面には、外輪軌道面１１ａが形成されており、内輪１２の外周面には、内輪軌道面１２ａが形成されている。円錐ころ１３は、保持器１４によって円周方向に所定の間隔で保持されながら、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配置されている。

円錐ころ軸受１０は、外輪１１をハウジング１５の軸受収容部１５ａ内に嵌合させて配置されている。具体的には、外輪１１の外周面１１ｂとハウジング１５の内周面１５ｂが締め代をもって嵌合しており、外輪１１の外周面１１ｂを軸受収容部１５ａの内周面１５ｂに対向させ、外輪１１の背面１１ｃを軸受収容部１５ａの側面１５ｃに対向させた状態で、円錐ころ軸受１０はハウジング１５に取り付けられる。

なお、外輪１１、内輪１２、円錐ころ１３は、軸受鋼、高速度鋼、ステンレス鋼等の高い硬度を有し、線膨張係数の小さな金属材料から構成されている。一方、トランスミッションのハウジング１５は、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の外輪１１より低い硬度を有し、線膨張係数の大きな金属材料から構成されており、軽量化が図られている。

図２に示すように、外輪１１は、背面１１ｃの一部が半径方向亘って切り欠かれた、略コの字形形状の溝１１ｄを備える。一方、図３に示すように、ハウジング１５は、軸受収納部１５ａの内周面１５ｂに、軸受収納部１５ａの軸方向長さに亘って径方向に切り欠かれた略コの字形状のスリット１５ｄを備える。そして、ハウジング１５のスリット１５ｄには、断面Ｌ字形のＬ字形キー１６が配設される。
Ｌ字形キー１６は、スリット１５ｄの底面と当接する略直方体形状の基部１６ａと、基部１６ａから直角に立ち上がり、スリット１５ｄから径方向内方に突出する略直方体形状の起立部１６ｂからなる。

なお、Ｌ字形キー１６の起立部１６ｂと外輪１１の溝１１ｄは、互いに係合するように略同一幅を有している。また、Ｌ字形キー１６の基部１６ａとスリット１５ｄも、互いに係合するように略同一幅を有している。さらに、Ｌ字形キー１６の基部１６ａの高さは、スリット１５ｄから径方向に突出しないように、スリット１５ｄの深さより僅かに低くなっている。

即ち、Ｌ字形キー１６の基部１６ａをスリット１５ｄに嵌合させたとき、Ｌ字形キー１６の基部１６ａは、スリット１５ｄ内に完全に収容されており、円錐ころ軸受１０を軸受収納部１５ａに嵌合させる際の障害となることはない。また、このとき、Ｌ字形キー１６の起立部１６ｂは、軸受収容部１５ａの側面１５ｃに沿って、半径方向内方に突出した状態で配置される。

そして、図１に示すように、円錐ころ軸受１０がハウジング１５に取り付けられる際、外輪１１をハウジング１５の軸受収納部１５ａに内嵌させると同時に、外輪１１の溝１１ｄは、スリット１５ｄに嵌合されたＬ字形キー１６の起立部１６ｂと係合する。

従って、円錐ころ軸受１０がハウジング１５に取り付けられた状態で、内輪１２の内周面に嵌合する回転軸（図示せず）が回転すると、該回転に伴って外輪１１にも内輪１２の回転方向と同一方向の回転力がクリープ力として作用する。外輪１１に作用するクリープ力は、スリット１５ｄに嵌合しているＬ字形キー１６と外輪１１の溝１１ｄとの係合、及び外輪１１のハウジング１５への圧入による抵抗力によって抑止され、外輪１１が軸受収納部１５ａ内で回動することはない。従って、クリープの発生は防止される。

また、回転に伴って円錐ころ軸受１０の温度が上昇すると、外輪１１及びハウジング１５は、熱によって膨張する。鋼材より大きな線膨張係数を有するアルミニウム合金やマグネシウム合金等から作成されているハウジング１５は、外輪１１より大きく膨張する。このため、外輪１１と軸受収容部１５ａとの締め代が減少して、外輪１１の軸受収容部１５ａへの圧入による抵抗力は弱まる。しかし、スリット１５ｄに嵌合するＬ字形キー１６に、外輪１１の溝１１ｄが係合しているので、円錐ころ軸受１０の温度が上昇しても外輪１１が軸受収納部１５ａ内で回転することはなく、クリープの発生が確実に防止される。

従って、トランスミッション等のように、外輪１１より硬度の低いアルミニウム合金やマグネシウム合金等からハウジング１５が形成されていても、軸受収容部１５ａの内周面１５ｂが異常摩耗や変形することはなく、外輪１１が軸受収容部１５ａ内でがたつくことによる異音、振動、焼付き等の発生が防止され、軸受性能に与える悪影響を防止することができる。

よって、本発明に係るトランスミッション用円錐ころ軸受１０によれば、外輪１１は、その背面１１ｃに半径方向に亘って切り欠かれた溝１１ｄを備える。また、ハウジング１５は、その軸受収納部１５ａの内周面１５ｂに径方向に切り欠かれたスリット１５ｄを備える。そして、Ｌ字形キー１６の基部１６ａをスリット１５ｄに係合させると共に、Ｌ字形キー１６の起立部１６ｂに外輪１１の溝１１ｄを係合させる。

即ち、ハウジング１５と外輪１１とを、軸受収納部１５ａ内に配置したＬ字形キー１６を介して係合させることで、外輪１１にフランジを設けることなく、トランスミッション用円錐ころ軸受１０をハウジング１５に固定して、クリープを確実に防止することができる。

また、これによって、軸受収容部１５ａの内周面１５ｂが異常摩耗して外輪１１が軸受収容部１５ａ内でがたつくことによる異音、振動、焼付き等の発生を防止し、軸受性能を長期間にわたって良好に維持することができる。

尚、本発明は、前述した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。

なお、本発明のトラスミッション用円錐ころ軸受は、トランスミッション部分と最終減速機が組み込まれたトランスアクスル内のいずれかの回転軸を支承するための軸受に適用されるもので、一対の円錐ころ軸受を回転軸の両側に組み合わせて配置することが好ましい。
また、本発明における溝は、外輪の背面に少なくとも一つ形成されていればよく、複数箇所に形成されてもよい。

本発明に係るトランスミッション用円錐ころ軸受をハウジングの軸受収容部に嵌合させた状態を示す縦断面図である。図１におけるトランスミッション用円錐ころ軸受の外輪の要部斜視図である。図１におけるハウジング及びＬ字キーの断面斜視図である。従来のトランスミッション用円錐ころ軸受をハウジングに嵌合させ、フランジをボルトでハウジングに固定した状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１０トランスミッション用円錐ころ軸受
１１外輪
１１ａ外輪軌道面
１１ｂ外周面
１１ｃ背面
１１ｄ溝
１２内輪
１２ａ内輪軌道面
１３円錐ころ
１５ハウジング
１５ａ軸受収納部
１５ｂ軸受収納部の内周面
１５ｃ側面
１５ｄスリット
１６Ｌ字形キー

Claims

外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪の軌道面間に転動自在に配置された複数個の円錐ころと、を備え、前記外輪の外周面と背面をハウジングの内周面と側面にそれぞれ対向させた状態で前記ハウジングに取り付け可能なトランスミッション用円錐ころ軸受であって、
前記外輪は、前記背面に径方向に亘って形成された溝を備えており、前記ハウジングの内周面に形成されたスリットと嵌合するＬ字形キーに前記溝を係合することで、前記外輪のクリープを防止することを特徴とするトランスミッション用円錐ころ軸受。