JP2012145134A

JP2012145134A - 軸受装置

Info

Publication number: JP2012145134A
Application number: JP2011001924A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Nakano; 周祐中野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-01-07
Publication date: 2012-08-02

Abstract

【課題】総ころ形式のラジアルころ軸受を採用して軸受剛性や耐久性等を高めると共に、軸受回転時のラジアルころ軸受のころのスキュー力が原因となる軌道輪部材の変形を抑制することができる軸受装置を提供する。
【解決手段】支持部６に支持された中心軸８と回転体１０の中心孔１１との間の環状空間に配設されるラジアルころ軸受１５と、支持部６と回転体１０との間に配設されるスラストころ軸受２０とを備える。ラジアルころ軸受１５は、中心軸８の外周面を内輪軌道面とし、回転体１０の中心孔の内周面を外輪軌道面として転動可能に配設される複数のころ１６を備えた総ころ形式に構成される。スラストころ軸受２０は、支持部６と回転体１０との間に配設された軌道輪部材４０と、複数のころ２１と、保持器３０とを備える。軌道輪部材４０には、ラジアルころ軸受１５の複数のころ１６の端面の中心部近傍に接触可能な環状突部４３が形成されている。
【選択図】図３

Description

この発明は軸受装置に関する。

従来、例えば、遊星歯車機構において、図５に示すように、キャリアに所定間隔を保って形成された支持部３０６の間に中心軸３０８が支持され、この中心軸３０８を中心として、回転体としての遊星歯車３１０を回転可能に支持するために、中心軸３０８の外周面と遊星歯車３１０との中心孔との間の環状空間に複数のころ３１６と保持器３１７とを備えたラジアルころ軸受３１５が配設された構造のものが知られている。
また、トルク損失を軽減して動力の伝達効率を向上させるために、遊星歯車３１０の端面側の軌道輪部材３４０と支持部３０６側の軌道輪部材３４５との間に、複数のころ３２１と保持器３３０とを備えたスラストころ軸受３２０が配設された構造の軸受装置が知られている。
なお、ラジアルころ軸受と、スラストころ軸受とを備えた軸受装置において、スラストころ軸受のころに対応する軌道面を有する軌道輪部材の内径部に曲げ部が形成されたものには、例えば、特許文献１に開示されている。

実開昭６３−１９０６２１号公報

ところで、ラジアルころ軸受３１５の軸受剛性を高めるためには、保持器３１７の使用を廃止し、保持器３１７を使用する場合と比較してより多くのころを用いた総ころ形式のラジアルころ軸受が用いられる。
しかしながら、総ころ形式のラジアルころ軸受を採用すると、軸受回転時のラジアルころ軸受のころのスキュー力が増大する。増大したころのスキュー力が遊星歯車側の軌道輪部材３４０に作用すると、その軌道輪部材３４０の変形量も大きくなる。
そして、軌道輪部材３４０の変形によって、軌道輪部材３４０の一部がスラストころ軸受３２０の保持器３３０に当たり、保持器３３０の姿勢が変化して不安定となったり、あるいは保持器３３０が変形してスラストころ軸受３２０の軸受性能を悪化させることが想定される。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、総ころ形式のラジアルころ軸受を採用して軸受剛性や耐久性等を高めると共に、軸受回転時のラジアルころ軸受のころのスキュー力が原因となる軌道輪部材の変形を抑制することができる軸受装置を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る軸受装置は、支持部（６）に支持された中心軸（８）とその外周に組み付けられる回転体（１０）の中心孔（１１）との間の環状空間に配設されるラジアルころ軸受（１５）と、前記支持部（６）と前記回転体（１０）との間に配設されるスラストころ軸受（２０）とを備えた軸受装置であって、
前記ラジアルころ軸受（１５）は、前記中心軸（８）の外周面を内輪軌道面とし、前記回転体（１０）の中心孔の内周面を外輪軌道面として転動可能に配設される複数のころ（１６）を備えた総ころ形式に構成され、
前記スラストころ軸受（２０）は、前記支持部（６）と前記回転体（１０）との間に配設された軌道輪部材（４０）と、その軌道輪部材（４０）に沿って転動可能に配設された複数のころ（２１）と、これら複数のころ（２１）を保持する保持器（３０）とを備え、
前記軌道輪部材（４０）には、前記ラジアルころ軸受（１５）の複数のころ（１６）の端面の中心部近傍に接触可能な環状突部（４３）が形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、ラジアルころ軸受を保持器の使用を廃止した総ころ形式のラジアルころ軸受を用いることで軸受剛性を高めることができる。
また、軌道輪部材の環状突部によって軌道輪部材自体の剛性を高めることができる。
このため、軸受回転時において、軌道輪部材の環状突部に総ころ形式のラジアルころ軸受の各ころの端面の中心部近傍が接触して軌道輪部材に対しスキュー力が発生しても、環状突部がない軌道輪部材と比べ、軌道輪部材の変形を小さく抑制することができる。
この結果、スラストころ軸受の保持器に対する軌道輪部材の変形による悪影響（保持器の姿勢が不安定となったり、あるいは保持器が変形する等の悪影響）を回避することができる。
さらに、軌道輪部材の環状突部が、総ころ形式のラジアルころ軸受の各ころの端面の中心部近傍に接触することによって、軌道輪部材ところの端面との間に発生する摩擦力も軽減することができ、低トルク化においても効果が大きい。

請求項２に係る軸受装置は、請求項１に記載の軸受装置であって、
環状突部（４３）は、軌道輪部材（４０）の一側から他側へ向けてプレス加工されることで形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、軌道輪部材の一側から他側へ向けてプレス加工することによって環状突部を容易に形成することができ、コストへの影響も小さい。

請求項３に係る軸受装置は、請求項１に記載の軸受装置であって、
環状突部（１４３）は、軌道輪部材（１４０）の内径部からラジアルころ軸受（１５）の複数のころ（１６）の端面に向けて円筒状に突出されることで形成され、
前記環状突部（１４３）の内周面には、中心軸（８）の外周面に嵌合して軌道輪部材（１４０）の径方向の移動を規正する規制リング（１５０）が嵌込まれていることを特徴とする。

前記構成によると、軌道輪部材の内径部からラジアルころ軸受の複数のころの端面に向けて円筒状に突出することによって環状突部を容易に形成することができる。
また、環状突部が円筒状をなすことで、軌道輪部材自体の剛性をより一層高めることができ、総ころ形式のラジアルころ軸受のころのスキュー力による軌道輪部材の変形防止に効果が大きい。
さらに、環状突部の内周面に嵌込まれる規制リングによって、軌道輪部材の径方向の移動を規正することができるため、軌道輪部材の環状突部を、ラジアルころ軸受の複数のころの端面の中心部近傍に接触可能な状態に保つことができる。

この発明の実施例１に係る軸受装置が遊星歯車機構に採用された状態を簡略化して示す説明図である。同じくキャリアの両支持部の間の中心軸回りに配設される遊星歯車がラジアルころ軸受とスラストころ軸受によって支持された状態を示す縦断面図である。同じくスラストころ軸受の軌道輪部材の環状突部と総ころ形式のラジアルころ軸受のころとの関係を示す縦断面図である。この発明の実施例２に係る軸受装置のスラストころ軸受の軌道輪部材の環状突部と総ころ形式のラジアルころ軸受のころとの関係を示す縦断面図である。従来の軸受装置のスラストころ軸受の軌道輪部材とラジアルころ軸受の保持器との関係を示す縦断面図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１に係る軸受装置を図１〜図３にしたがって説明する。
図１と図２に示すように、この実施例１に係る軸受装置は、自動車のオートマチックトランスミッション等に配設される遊星歯車機構１に採用される場合を例示するものであり、周知のように、遊星歯車機構１は、太陽歯車２、リングギヤ３、複数（図１では３つ）の回転体としての遊星歯車１０、及びキャリア５を備えて構成される。そして、遊星歯車１０は、太陽歯車２とリングギヤ３との相互に噛み合った状態で、中心軸８回りに自転しながら太陽歯車２回りに公転するようになっている。

図２に示すように、キャリア５には、軸方向に所定間隔を保って支持部６が形成され、これら両支持部６の間には中心軸８が支持される。
そして、この実施例１に係る軸受装置は、中心軸８とその外周に組み付けられる遊星歯車１０の中心孔との間の環状空間に配設されるラジアルころ軸受１５と、両支持部６と遊星歯車１０の両端面との間に配設されるスラストころ軸受２０とを備える。

ラジアルころ軸受１５は、遊星歯車１０の中心孔１１の内周面を外輪軌道面とし、中心軸８の外周面を内輪軌道として転動可能に配設される複数のころ（針状ころも含む）１６を備えた総ころ形式に構成されている。

図２に示すように、スラストころ軸受２０は、遊星歯車１０側と支持部６側とにそれぞれ配設される軌道輪部材４０、４５と、これら両軌道輪部材４０、４５の軌道面４１、４６の間に転動可能に配設される複数のころ２１と、これら複数のころ２１を保持する保持器３０とを備えている。

両軌道輪部材４０、４５は、それぞれ炭素鋼板のプレス加工によって形成されている。
また、両軌道輪部材４０、４５のうち、遊星歯車１０側に位置する軌道輪部材４０は、図３に示すように、遊星歯車１０の中心孔１１よりも若干小径な部分に段差部をもってラジアルころ軸受１５のころ１６端面に向けて突出する内径部（この発明の内径側部分に相当する）４２を有して段差円環状に形成されている。そして、軌道輪部材４０の内径部４２には、ラジアルころ軸受１５の複数のころ１６の端面の中心部近傍に接触可能な環状突部４３が形成されている。
この実施例１において、環状突部４３は、軌道輪部材４０をプレス加工する際、その内径部４２の一側から他側へ向けて同時にプレス加工されることで形成されている。

この実施例１に係る軸受装置は上述したように構成される。
したがって、中心軸８とその外周に組み付けられる遊星歯車１０の中心孔との間の環状空間に配設されるラジアルころ軸受１５において、保持器の使用を廃止した総ころ形式のラジアルころ軸受１５を用いることで軸受剛性や耐久性等を高めることができる。

また、遊星歯車１０側の軌道輪部材４０の環状突部４３によって軌道輪部材４０自体の剛性を高めることができる。
このため、軸受回転時において、遊星歯車１０側の軌道輪部材４０に対しラジアルころ軸受１５の各ころ１６によるスキュー力が発生しても、環状突部がない軌道輪部材と比べ、遊星歯車１０側の軌道輪部材４０の変形を小さく抑制することができる。
この結果、スラストころ軸受２０の保持器３０に対する遊星歯車１０側の軌道輪部材４０の変形による悪影響（保持器３０の姿勢が不安定となったり、あるいは保持器３０が変形する等の悪影響）を回避することができる。
さらに、遊星歯車１０側の軌道輪部材４０の環状突部４３が、ラジアルころ軸受１５の各ころ１６の端面の中心部近傍に接触することによって、遊星歯車１０側の軌道輪部材４０とラジアルころ軸受１５の各ころ１６の端面との間に発生する摩擦力も軽減することができ、低トルク化においても効果が大きい。

しかも、この実施例１において、遊星歯車１０側の軌道輪部材４０は、遊星歯車１０の中心孔１１よりも若干小径な部分に段差部をもってラジアルころ軸受１５のころ１６端面に向けて突出する内径部（この発明の内径側部分に相当する）４２を有して段差円環状に形成されている。これによって、遊星歯車１０側の軌道輪部材４０自体の剛性をより一層高めることができ、軌道輪部材４０の変形防止に効果が大きい。
さらに、この実施例１において、軌道輪部材４０をプレス加工する際、その内径部４２の一側から他側へ向けて環状突部４３を同時にプレス加工することができ、コスト低減に効果が大きい。

次に、この発明の実施例２に係る軸受装置を図４にしたがって説明する。
図４に示すように、この実施例２に係る軸受装置は、遊星歯車１０側の軌道輪部材１４０をプレス加工すると同時に、軌道輪部材１４０の内径部から総ころ形式のラジアルころ軸受１５の複数のころ１６の端面に向けて円筒状に突出させることで環状突部１４３を形成したものである。
また、環状突部１４３の内周面には、中心軸８の外周面に嵌合して軌道輪部材１４０の径方向の移動を規正する金属製の規制リング１５０が嵌込まれる。
これによって、軌道輪部材１４０の環状突部１４３がラジアルころ軸受１５の複数のころ１６の端面の中心部近傍に接触可能となっている。
この実施例２のその他の部分は、実施例１と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。

この実施例２に係る軸受装置は上述したように構成される。
したがって、遊星歯車１０側の軌道輪部材１４０をプレス加工すると同時に、軌道輪部材１４０の内径部からラジアルころ軸受１５の複数のころ１６の端面に向けて円筒状に突出させることで環状突部１４３を容易に形成することができる。
また、環状突部１４３が円筒状をなすことで、軌道輪部材１４０の剛性をより一層高めることができ、ラジアルころ軸受１５の各ころ１６のスキュー力による遊星歯車１０側の軌道輪部材１４０の変形を良好に防止することができる。
さらに、環状突部１４３の内周面に嵌込まれる規制リング１５０によって、軌道輪部材１４０の径方向の移動を規正することができるため、軌道輪部材１４０の環状突部１４３を、ラジアルころ軸受１５の複数のころ１６の端面の中心部近傍に接触可能な状態に保つことができる。

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。
例えば、前記実施例１及び２においては、軸受装置が遊星歯車機構１に採用される場合を例示したが、遊星歯車機構１以外の歯車機構や回転機構に対してもこの発明の軸受装置を採用することが可能である。

１遊星歯車機構
５キャリア
６支持部
１０遊星歯車（回転体）
１５ラジアルころ軸受
１６ころ
２０スラストころ軸受
２１ころ
３０保持器
４０、１４０軌道輪部材
４１、１４１軌道面
４３、１４３環状突部

Claims

支持部に支持された中心軸とその外周に組み付けられる回転体の中心孔との間の環状空間に配設されるラジアルころ軸受と、前記支持部と前記回転体との間に配設されるスラストころ軸受とを備えた軸受装置であって、
前記ラジアルころ軸受は、前記中心軸の外周面を内輪軌道面とし、前記回転体の中心孔の内周面を外輪軌道面として転動可能に配設される複数のころを備えた総ころ形式に構成され、
前記スラストころ軸受は、前記支持部と前記回転体との間に配設された軌道輪部材と、前記軌道輪部材に沿って転動可能に配設された複数のころと、これら複数のころを保持する保持器とを備え、
前記軌道輪部材には、前記ラジアルころ軸受の複数のころの端面の中心部近傍に接触可能な環状突部が形成されていることを特徴とする軸受装置。
請求項１に記載の軸受装置であって、
環状突部は、軌道輪部材の一側から他側へ向けてプレス加工されることで形成されていることを特徴とする軸受装置。
請求項１に記載の軸受装置であって、
環状突部は、軌道輪部材の内径部からラジアルころ軸受の複数のころの端面に向けて円筒状に突出されることで形成され、
前記環状突部の内周面には、中心軸の外周面に嵌合して軌道輪部材の径方向の移動を規正する規制リングが嵌込まれていることを特徴とする軸受装置。