JP2009068679A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジアル軸受部１とスラスト軸受部１１とを備えており、機器に組み込む作業の工数を低減することができる転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】ラジアル軸受部１は、円筒状の内輪２と、円筒状の外輪３と、これら内外輪間を転動する円筒ころ４と、第１保持器６とを有している。スラスト軸受部１１は、内輪２の軸方向一端部から径方向外方へ延びる環状の軌道輪部１２と、この軌道輪部１２と外輪３の軸方向端面５との間を転動するニードルローラ１３と、第２保持器１４とを有している。軌道輪部１２は、内輪２と一体形成されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ラジアル軸受部とスラスト軸受部とを備えている転がり軸受装置に関する。

例えば自動車の変速機の内部にあるシャフトを回転可能に支持する転がり軸受装置として、特許文献１に記載のものがある。この転がり軸受装置は、ラジアル荷重及びスラスト荷重が作用しているシャフトを回転可能として支持することができる。
図４はこのような転がり軸受装置の従来例を示している断面図である。この転がり軸受装置は、シャフト５０に外嵌する内輪４０と、この内輪４０の径方向外側にある外輪４１と、これら内外輪４０，４１間を転動する複数の円筒ころ４２と、これら円筒ころ４２を等間隔で保持している保持器４３とを有している。

また、前記転がり軸受装置は、内輪４０の軸方向一端部（図４の左側部）における径方向外方に、環状の軌道輪（スラストレース）４４をさらに有している。そして、この軌道輪４４と外輪４１との間に複数のニードルローラ４５が設けられている。軌道輪４４の軸方向外側面には、シャフト５０の一部（大径部）が当接している。
この構成により、図４の転がり軸受装置は、ラジアル荷重及びスラスト荷重が作用しているシャフト５０を回転可能として支持することができる。

特開平１１−１１８０１２号公報（図２参照）

しかし、従来の転がり軸受装置では、これを自動車の変速機に組み込むために、内輪４０、外輪４１及び円筒ころ４２の組み付けの他に、さらに軌道輪４４及びニードルローラ４５を組み付ける必要がある。このため、変速機の組み立て工数が増加するという問題点を有している。
この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、機器に組み込む作業の工数を低減することができる転がり軸受装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するためのこの発明は、ラジアル軸受部とスラスト軸受部とを備えている転がり軸受装置において、前記ラジアル軸受部は、外周に内軌道面を有する円筒状の内輪と、この内輪の径方向外方に設けられ内周に外軌道面を有する円筒状の外輪と、前記内軌道面と前記外軌道面との間を転動する第１転動体と、前記第１転動体を保持する第１保持器とを有し、前記スラスト軸受部は、前記内輪と一体形成され当該内輪の一部から径方向外方へ延びている環状の軌道輪部と、この軌道輪部と前記外輪の軸方向端面との間を転動する第２転動体と、前記第２転動体を保持する第２保持器とを有しているものである。

この転がり軸受装置によれば、スラスト軸受部の軌道輪部は、ラジアル軸受部の内輪と一体形成されているので、すなわち、単一の内輪にラジアル軸受部及びスラスト軸受部が設けられた構成となるため、スラスト軸受部とラジアル軸受部とをそれぞれ別々として機器に取り付けるのではなく、一体として取り付けることができる。この結果、転がり軸受装置を機器に組み込む作業の工数を低減することができる。

また、前記転がり軸受装置において、前記第２保持器が前記軌道輪部から軸方向へ一定量以上離反するのを制限する制限部が、前記内輪の外周部に設けられているのが好ましい。これによれば、第２保持器が軌道輪部から軸方向へ一定量以上離反するのを制限することができ、第１保持器などの他の部材との干渉を防止することができる。

また、この転がり軸受装置において、前記制限部は、前記内輪の外周面から突出している突起部であり、前記第２保持器は、前記内軌道面の外径よりも大きく前記突起部の外径よりも小さい内径を有しているとともに、弾性的に拡径することにより前記突起部を挿通可能な環状体であるのが好ましい。
これによれば、第２保持器の内径は内輪の内軌道面の外径よりも大きいため、その組み付けにおいて、環状である第２保持器の内周と内輪の内軌道面との間に隙間を有した状態で、第２保持器と内輪とを軸方向に相対的に移動させ、第２保持器を内輪に取り付けることができる。この際、第２保持器は、これを弾性的に拡径させることにより、前記制限部を軸方向に挿通させることができ、これにより、第２保持器を当該制限部と軌道輪部との間の所定位置に取り付けることができる。したがって、第２保持器を内輪に対して簡単に取り付けることができる。

この発明によれば、スラスト軸受部とラジアル軸受部とを一体として機器に取り付けることができるため、転がり軸受装置を機器に組み込む作業の工数を低減することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の転がり軸受装置の実施の一形態を示す断面図である。この転がり軸受装置は、例えば自動車用の変速機の内部にあるシャフト２０を支持するものとして適用することができる。この転がり軸受装置は、ラジアル荷重及びスラスト荷重が作用しているシャフト２０を回転可能として支持するものである。

この転がり軸受装置は、円筒状の内輪２と、この内輪２の径方向外方にある円筒状の外輪３と、これら内外輪２，３間を転動する複数の円筒ころ４（第１転動体）と、これら複数の円筒ころ４を周方向等間隔で保持する環状体からなる第１保持器６とを有している。

内輪２の外周面の一部（図１の右側部分）に、内軌道面８が形成されている。
外輪３は、円筒形状である本体部３０と、この本体部３０の軸方向両端部から径方向内方へ延びている第１鍔部３１及び第２鍔部３２とを有している。そして、本体部３０の内周面に外軌道面９が形成されている。これら第１及び第２鍔部３１，３２は、円筒ころ４の転動を案内している。

内輪２はシャフト２０に外嵌されている。そして、この内輪２の径方向外方に、円筒ころ４及び外輪３が順に配置されており、外輪３が、ハウジングの一部２１の内周面に嵌め込まれている。このように内輪２、円筒ころ４、外輪３及び第１保持器６によってラジアル軸受部１が構成されており、このラジアル軸受部１は、ラジアル荷重が作用しているシャフト２０を回転可能として支持することができる。

転がり軸受装置は環状の軌道輪部１２をさらに有している。この軌道輪部１２は前記内輪２と一体形成されたものである。そして、この軌道輪部１２は、内輪２の軸方向の一端部２ａから径方向外方へ延びている。これにより、内輪２及び軌道輪部１２は断面Ｌ字形となる。軌道輪部１２は、前記外輪３の軸方向一端部３ａの軸方向端面５に対向する第１軌道面１５を有するように、内輪２から径方向外方に延びている。
つまり、軌道輪部１２は、その外周側の軸方向内側面に、外輪３の本体部３０の軸方向端面３０ａ及びこれと面一に連続している第１鍔部３１の外側端面３１ａにそれぞれ対向する第１軌道面１５を有している。

そして、軌道輪部１２と外輪３との間に、複数のニードルローラ１３（第２転動体）が設けられている。外輪３の前記軸方向端面５が第２軌道面１６であり、この第２軌道面１６と、軌道輪部１２の前記第１軌道面１５との間をニードルローラ１３が転動する。
また、転がり軸受装置は、これらニードルローラ１３を周方向等間隔で保持する環状体からなる第２保持器１４を有している。

この構成により、内輪２と一体である軌道輪部１２、ニードルローラ１３，外輪３（軸方向一端部３ａ）が、順に軸方向に配置されており、これら軌道輪部１２、ニードルローラ１３、外輪３の軸方向一端部３ａ及び第２保持器１４によってスラスト軸受部１１が構成されている。
そして、軌道輪部１２の軸方向外側面１７に、シャフト２０の一部（大径部）が当接している。これにより、スラスト軸受部１１は、スラスト荷重が作用しているシャフト２０を回転可能として支持することができる。

ニードルローラ１３が接触する第２軌道面１６は、前記のとおり、外輪３の本体部３０の軸方向端面３０ａ及び第１鍔部３１の外側端面３１ａによって形成されている。そして、ニードルローラ１３の軸方向の（略）半分の部分が、軸方向端面３０ａと接触しており、残りの部分が外側端面３１ａに接触している。これにより、ニードルローラ１３から外輪３が受けるスラスト荷重のうち、第１鍔部３１における負担が大きくなることを抑え、第１鍔部３１におけるたわみを抑えることができる。

内輪２の外周部には、ニードルローラ１３用の第２保持器１４の軸方向への移動を制限する制限部として、突起部７ａが設けられている。この突起部７ａは、第２保持器１４が軌道輪部１２から軸方向他端部２ｂ側へ一定量以上離反するのを制限するものである。
この突起部７ａは、内輪２の外周面から径方向外方へ突出しており、内輪２と一体形成されている。突起部７ａは、周方向に連続して設けられた環状のものであるが、周方向に不連続であって部分的に設けられたものであってもよい。
そして、内輪２は、その外周面における突起部７ａを挟んだ軸方向両側の部分を、同じ外径としている。つまり、内軌道面８と、第２保持器１４の取り付け位置に対応する取付部２２との外径を同じ（略同じ）としている。なお、図示しないが両外径が異なっていてもよい。

環状体である第２保持器１４は、金属又は合成樹脂によって形成されており、その内径は、突起部７ａの外周面の外径よりも小さい。ただし、この内径は、第２保持器１４の内周と突起部７ａとを無理嵌めして当該内周を弾性的に拡径させることにより、前記突起部７ａを挿通可能（乗り越え可能）な範囲に設定されている。さらに、この第２保持器１４の内径は、前記取付部２２及び内軌道面８の外径よりも大きい。

したがって、この突起部７ａは、取付部２２にある第２保持器１４が、軌道輪部１２から軸方向他端部２ｂ側へ一定量以上離反するのを制限することができる。すなわち、突起部７ａは、第２保持器１４の外輪３方向への移動量を制限することができる。また、第２保持器１４と第１保持器６とが干渉しないように、突起部７ａの位置は設定されている。具体的には、突起部７ａの側端面のうちの軌道輪部側１２の側端面が、外輪３の軸方向端面５と面一となるように設定されている。

第２保持器１４を内輪２に組み付けるには、先ず、この第２保持器１４に対して、内輪２をその軸方向他端部２ｂから挿入することで行なう。この際、第２保持器１４の内径は内軌道面８の外径よりも大きいため、第２保持器１４と内軌道面８との間に隙間を有した状態で、内輪２を第２保持器１４に挿入することができる。これにより、第２保持器１４を金属製とし、その第２保持器１４を所定の位置に取り付ける場合でも、第２保持器１４が内輪２の内軌道面８に強く擦れることを防止し、内軌道面８が傷つくことを防ぐことができる。

そして、突起部７ａを第２保持器１４の内周に無理嵌めして、第２保持器１４の内周部を弾性的に拡径させることにより、突起部７ａを第２保持器１４の内周に挿通させる。これにより、第２保持器１４を当該突起部７ａと軌道輪部１２との間の取付部２２に設けることができる。そして、この組み付け作業は簡単となる。

なお、内輪２、外輪３、円筒ころ４、内輪２と一体である軌道輪部１２及びニードルローラ１３の材質は、従来知られているものを用いることができ、例えば、軸受鋼等の鋼製とすることができる。第２保持器１４については、前記組み付けの容易性の観点から、樹脂製とするのが好ましい。

また、前記転がり軸受装置においては、内輪２の外周面のうち、突起部７ａよりも軸方向他端部２ｂ側の部分に、円筒ころ４が接触する内軌道面８を有していることから、この部分に研磨加工及びラップ仕上げを行なう必要があるが、突起部７ａから軌道輪部１２の基端部までの間は、この加工が不要となり、高い精度が要求される仕上げ加工の範囲を狭くすることができる。
これに対して、従来例である図４の場合、内輪４０に対して円筒ころ４２及び外輪４１を組み付ける際に、この内輪４０は円筒形状のみからなるため、つまり、軸方向に方向性がないため、作業者は、内輪４０の軸方向一端部側（右側）を軌道面とする場合の他、他端部側（左側）を軌道面として組み立てることが考えられる。このために、従来では、内輪４０の外周面の全面にわたって研磨加工及びラップ仕上げが必要となり、精度の高い仕上げ加工の範囲が広くなってしまう。したがって、本発明によれば、従来例よりも製造工数の低減が可能となる。

図２は転がり軸受装置の他の実施形態の断面図である。この実施形態と、前記実施形態（図１）との相違点は、第２保持器１４の軸方向の移動を制限する制限部の形態であり、その他については同じである。
図２において、内輪２の外周面に設けられている制限部は、凹溝７ｂである。すなわち、制限部として、内輪２の外周面における軌道輪部１２の軸方向隣りに、周方向に連続する凹溝７ｂが形成されている。この凹溝７ｂは、内軌道面８よりも外径が小さくなるようにして形成されたものである。

そして、この場合、環状の第２保持器１４の内径は、凹溝７ｂの外径よりも大きく、内軌道面８の外径よりも僅かに小さくなっている。これにより、凹溝７ｂに第２保持器１４の内周部が隙間を有して嵌められた構成となる。この結果、凹溝７ｂの両側壁（一方の側壁は軌道輪部１２の内周部の側面である）の間において、第２保持器１４は移動が制限される。すなわち、第２保持器１４は、軌道輪部１２から軸方向へ一定量以上離反することができない。なお、この実施形態では、第２保持器１４の組み付けの際、内輪２の内軌道面８に、第２保持器１４の内周が強く擦れて傷が付くことを防止するために、第２保持器１４の材質を樹脂製とするのが好ましい。
また、この実施形態では、内輪２の外周面の形状が簡単であり、加工性が良い。

図３は転がり軸受装置のさらに他の実施形態の断面図である。この実施形態と、図１の実施形態との相違点は、第２保持器１４の軸方向の移動（軌道輪部１２からの離反）を制限する制限部の形態であり、その他については同じである。
図３において、内輪２の外周面に設けられている制限部は、図１と同様に内輪２の外周面から突出している突起部であるが、この突起部は内輪２とは別部材である止め部材７ｃによるものである。

止め部材７ｃは、例えばＣ型止め輪とすることができる。内輪２の外周面に取り付け用凹溝２３を形成し、この凹溝２３に止め部材７ｃを嵌合している。
このように、別部材である止め部材７ｃの外周部によって突起部を形成している点で、図１の形態と異なるが、その他については、図１の形態と同じである。

以上の各実施形態の転がり軸受装置によれば、ラジアル軸受部１とスラスト軸受部１１とを組み合わせて（ユニット化して）備えていることから、ラジアル荷重及びスラスト荷重が作用しているシャフト２０を回転可能として支持することができる。
そして、スラスト軸受部１１の軌道輪部１２は、ラジアル軸受部１の内輪２と一体形成されているので、すなわち、単一の内輪２にラジアル軸受部１及びスラスト軸受部１１が設けられた構成であるため、スラスト軸受部１１とラジアル軸受部１とをそれぞれ別々としてシャフト２０（又はハウジングの一部２１）に順次取り付けるのではなく、内輪２をシャフト２０に取り付ければ、ラジアル軸受部１及びスラスト軸受部１１を一度に設けることができる。
また、軌道輪部１２と内輪２とを一体ものとしているため、部品点数を少なくすることができる。
以上より、この転がり軸受装置を、変速機のシャフト２０、ハウジングの一部２１の内周面に組み込む作業が容易となり、その作業工数を低減することができる。

また、本発明の転がり軸受装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。例えば、転動体の形態は図示したもの以外であってもよい。また、この転がり軸受装置を、変速機のシャフト２０に適用した場合を説明したが、その他の機器に対して適用することができる。

本発明の転がり軸受装置の実施の一形態を示す断面図である。 本発明の転がり軸受装置の他の実施の形態を示す断面図である。 本発明の転がり軸受装置の別の実施の形態を示す断面図である。 従来の転がり軸受装置の断面図である。

符号の説明

１ ラジアル軸受部
２ 内輪
３ 外輪
４ 円筒ころ（第１転動体）
５ 軸方向端面
６ 第１保持器
７ａ 突起部（制限部）
７ｂ 凹溝（制限部）
７ｃ 止め部材（制限部）
８ 内軌道面
１１ スラスト軸受部
１２ 軌道輪部
１３ ニードルローラ（第２転動体）
１４ 第２保持器

Claims (3)

1. ラジアル軸受部とスラスト軸受部とを備えている転がり軸受装置において、
   前記ラジアル軸受部は、外周に内軌道面を有する円筒状の内輪と、この内輪の径方向外方に設けられ内周に外軌道面を有する円筒状の外輪と、前記内軌道面と前記外軌道面との間を転動する第１転動体と、前記第１転動体を保持する第１保持器と、を有し、
   前記スラスト軸受部は、前記内輪と一体形成され当該内輪の一部から径方向外方へ延びている環状の軌道輪部と、この軌道輪部と前記外輪の軸方向端面との間を転動する第２転動体と、前記第２転動体を保持する第２保持器と、を有していることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記第２保持器が前記軌道輪部から軸方向へ一定量以上離反するのを制限する制限部が、前記内輪の外周部に設けられている請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. 前記制限部は、前記内輪の外周面から突出している突起部であり、
   前記第２保持器は、前記内軌道面の外径よりも大きく前記突起部の外径よりも小さい内径を有しているとともに、弾性的に拡径することにより前記突起部を挿通可能な環状体である請求項２に記載の転がり軸受装置。

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