JP2015203442A

JP2015203442A - 転がり軸受

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Publication number: JP2015203442A
Application number: JP2014082591A
Authority: JP
Inventors: 日比　勉; Tsutomu Hibi; 勉日比
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2015-11-16
Anticipated expiration: 2034-04-14
Also published as: JP6481260B2

Abstract

【課題】比較的安価な材料を使用して、軸受のアキシアル方向の振動や衝撃を緩衝し、トランスミッションの騒音低減、ひいては自動車の静粛性向上を実現できる転がり軸受を提供する。
【解決手段】転がり軸受１０は、外輪１１と一体となるように組み付けられる金属製の環状部材２０を有する。環状部材２０は、外輪１１の軸方向端面１１ｂと当接するように形成された当接部２１、２１と、外輪１１の軸方向端面１１ｂに対してすきまｇを有するように形成されたフローティング部２６と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受に関し、より詳細には、ＣＶＴ、ＡＴなどをはじめとする各種車両用トランスミッション内の歯車支持軸やプーリー支持軸などの回転軸を支持する転がり軸受に関する。

一般的に、軸受の外輪部材は、相手部品であるトランミッションケースやハウジングに直接当接するように、圧入嵌合されたり、すきま嵌合されて組み付けられる。そのため、トランスミッション内の歯車やベルトドライブ機構などのトルク伝達要素から発生する大きな並進荷重や、振動、衝撃、例えば、歯車の噛み合い誤差やバックラッシに起因した歯車振動などが、トルク伝達軸を介して軸受に伝わり、軸受を介してトランスミッションケースにほぼ緩衝される事なくダイレクトに伝わることになる。

また、ベルト式無段変速機においては、入力側回転軸に伝達された動力は、駆動側プーリから金属ベルトを介して従動側プーリに伝達されるが、ベルトを構成するエレメント（コマ）による高周波領域の振動が作用する。近年、金属ベルトに燃費効率の改善を目的としてチェーンベルトを採用する傾向が強まっているが、振動レベルはやや悪化する傾向にあり、何れも車両の低騒音化が大きな課題となっている。

さらに、トランスミッションケースはアルミダイカストなどで形成された薄肉構造となっていることが一般的であり、トランスミッション内で発生した振動や衝撃が、ダイレクトにケースに伝わった場合には、ケース固有の振動モードが励起され、特にその方向が面直方向、所謂軸受のアキシアル方向の振動や衝撃が入力された場合には、ケースから放射音となってユーザーに不快な音として届く。

従来、回転軸の振動が転がり軸受を介してハウジングに伝達されるのを防止する技術が種々考案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。例えば、特許文献１に記載の転がり軸受１００では、図９に示すように、外輪部材１０１の外周面に防振層１０２を備えて構成され、防振層１０２の表面及び裏面は、一方の凸部が他方の凹部に対応し、一方の凹部が他方の凸部に対応するように、凹凸形状に形成され、防振層１０２を弾性体のように作用させている。

また、特許文献２に記載の転がり軸受２００では、図１０に示すように、内輪２０１及び外輪２０２の外側面に、制振材料であるからなる断面Ｌ字形の制振カバー２０３，２０４を締め代により一体に固着し、制振カバー２０３、２０４によって軸受振動を減衰させている。さらに、特許文献３に記載の転がり軸受３００では、図１１に示すように、外輪３０１の外周面に防振部材３０２が設けられており、防振部材３０２が、外輪３０１の外周面及び軸方向両端面を覆う鍔付き円筒形に成形されているとともに、周方向に複数の窓孔を有する芯金３０３と、この芯金３０３の窓孔に充填されるとともに、芯金３０３の鍔部分を含む芯金全体に被着される弾性体３０４とから構成されている。

特開２００６−２２０２５４号公報（第２図）特開２００４−１０８５３９号公報（第３図）特開平０８−０９３７５９号公報（第４図）

しかしながら、特許文献１においては、軸受のラジアル方向の制振効果に効力をもつが、アキシアル方向の振動や衝撃を緩衝する機能は有しておらず、トランスミッション用途への適用を考えた場合、トランスミッションケースの振動を励起し易いとされるアキシアル方向振動の緩衝効果が期待できない。

また、特許文献２及び３においては、ラジアル、アキシアル両方向の制振効果を有する構成となっているものの、何れも高価な制振部材や、撓み剛性の低い弾性部材の制振性能に依存した構成となっており、コスト的な問題や、適用範囲の問題で自動車用途への適用が比較的難しいという課題がある。

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、比較的安価な材料を使用して、軸受のアキシアル方向の振動や衝撃を緩衝することができる転がり軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）固定輪及び回転輪と、
該固定輪及び回転輪の両軌道面間に配置された複数の転動体と、
前記固定輪と一体となるように組み付けられる金属製の環状部材と、
を有する転がり軸受であって、
前記環状部材は、前記固定輪の軸方向端面と当接するように形成された当接部と、前記固定輪の軸方向端面に対してすきまを有するように形成されたフローティング部と、を有することを特徴とする転がり軸受。
（２）前記環状部材は、前記当接部及び前記フローティング部が径方向に交互に形成されて、前記固定輪の軸方向端面に配置されることを特徴とする（１）に記載の転がり軸受。
（３）前記環状部材は、前記当接部及び前記フローティング部が周方向に交互に形成されて、前記固定輪の軸方向端面に配置されることを特徴とする（１）に記載の転がり軸受。
（４）前記環状部材は、前記固定輪の外周面に圧入嵌合され、且つ、
前記固定輪の外周面に対してすきまを有するように形成された他のフローティング部を有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の転がり軸受。
（５）トランスミッション内の回転軸支持用途に用いられ、
前記固定輪は、トランスミッションケースに固定される外輪であり、
前記フローティング部は、前記トランスミッションケースに当接することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の転がり軸受。

本発明の転がり軸受によれば、固定輪と一体となるように組み付けられる金属製の環状部材を有する。環状部材は、固定輪の軸方向端面と当接するように形成された当接部と、固定輪の軸方向端面に対してすきまを有するように形成されたフローティング部と、を有する。これにより、比較的安価な材料を使用して、軸受のアキシアル方向の振動や衝撃をフローティング部の撓みによって緩衝することができ、フローティング部が当接する相手部材の騒音を低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る転がり軸受の断面図である。第１実施形態の変形例に係る転がり軸受の断面図である。本発明の第２実施形態に係る転がり軸受の断面図である。本発明の第２実施形態の変形例に係る転がり軸受の断面図である。本発明の第３実施形態に係る転がり軸受の斜視図である。図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った転がり軸受の断面図である。本発明の第４実施形態に係る転がり軸受の斜視図である。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った転がり軸受の断面図である。従来の転がり軸受の断面図である。従来の他の転がり軸受の断面図である。従来のさらに他の転がり軸受の断面図である。

以下、本発明の転がり軸受に係る各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、転がり軸受は、自動車のトランスミッション内の回転軸支持用途として、歯車やプーリの回転軸を支持するものとして説明するが、本発明はこれに限定されない。

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態の転がり軸受１０は玉軸受であり、トランスミッションケース１に内嵌され、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪（固定輪）１１と、回転軸２に外嵌され、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪（回転輪）１２と、外輪１１及び内輪１２の両軌道面１１ａ、１２ａ間に配置された複数の玉（転動体）１３と、複数の玉１３を所定の間隔で保持する保持器（図示せず）と、を備える。

また、転がり軸受１０は、外輪１１と一体となるように組み付けられる、プレス鋼板などで形成された金属製の環状部材２０と、を有する。環状部材２０は、外輪１１の軸方向端面１１ｂと当接するように形成された当接部２１、２１と、外輪１１の軸方向端面１１ｂに対してすきまｇを有するように形成されたフローティング部２３と、を有し、フローティング部２３は、鋼板の径方向中間部を軸方向に折り曲げることで形成されている。

即ち、環状部材２０は、内周側及び外周側の当接部２１、２１及びフローティング部２３が径方向に交互に形成されて、外輪１１の軸方向端面１１ｂに配置される。また、環状部材２０は、当接部２１、２１を、外輪１１の軸方向端面１１ｂに接着により接合されることで、外輪１１に組み付けられている。

そして、フローティング部２３をトランスミッションケース１の軸方向壁面１ａに当接させるようにして、外輪１１がトランスミッションケース１の内周面に内嵌される。

したがって、回転軸２から転がり軸受１０に伝達された荷重に応じてフローティング部２３に撓みが生じることによって、環状部材２０は、トランスミッションケース１に伝達されるアキシアル方向の荷重を緩衝する効果を発現することができる。この結果、発音体となり易いトランスミッションケース１等の周辺構造の振動が抑制され、トランスミッションの騒音を低減することができる。

以上説明したように、本実施形態の転がり軸受１０によれば、外輪１１と一体となるように組み付けられる金属製の環状部材２０を有し、環状部材２０は、外輪１１の軸方向端面１１ｂと当接するように形成された当接部２１、２１と、外輪１１の軸方向端面１１ｂに対してすきまｇを有するように形成されたフローティング部２３と、を有する。これにより、比較的安価な材料を使用して、転がり軸受１０のアキシアル方向の振動や衝撃をフローティング部２３の撓みによって緩衝することができ、フローティング部２３が当接する相手部材となるトランスミッションケース１の騒音低減、ひいては自動車の静粛性向上を実現することができる。

なお、環状部材２０は、例えばプレス鋼板などで構成すれば比較的安価に構成することが可能であるが、コスト的に許される場面であれば、更なる制振効果を狙って制振合金などで成形すれば、撓みが大きい分、制振材料の性能を最大限引き出すことも可能である。

また、環状部材２０の外輪１１への固定方法について、本実施形態では、当接部２１、２１を外輪１１に接着等によって固定しているが、図２に示す変形例のように、外輪１１の内周面に圧入固定できるように嵌合部２４を設けてよいし、又は、外輪１１の外周面に圧入固定するような構成にしてもよいし、さらには、接着と圧入固定の組み合わせであってもよい。いずれの構成にしても、環状部材２０が外輪１１と一体となるような構成とすることで、トランスミッションへの組付時などの製品取り扱いが容易となり、軸受製品としての商品性を高めることができる。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の転がり軸受１０ａを示す断面図である。この転がり軸受１０ａでは、環状部材２０ａは、外輪１１の外周面１１ｃに嵌合することで、外輪１１と一体となるように組み付けられている。

また、環状部材２０ａは、第１実施形態と同様に、当接部２１、２１とフローティング部２３とを有すると共に、外輪１１の外周面１１ｃと当接して、嵌合部を構成する他の当接部２５、２５と、外輪１１の外周面１１ｃに対してすきまｇ´を有するように形成された他のフローティング部２６と、をさらに備える。

そして、転がり軸受１０ａは、フローティング部２３をトランスミッションケース１の軸方向壁面１ａに当接させると共に、他のフローティング部２６をトランスミッションケース１の内周面に内嵌させることで、トランスミッションケース１に固定される。

従って、本実施形態では、環状部材２０ａは、軸方向に設けられたフローティング部２３だけでなく、径方向に設けられた他のフローティング部２６を有するので、ラジアル、アキシアル両方向の荷重に対する緩衝機能を有する構成となり、トランスミッションケース１の騒音低減を実現することができ、より幅広い適用性を期待することができる。
なお、その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

なお、上記実施形態では、単一の環状部材２０ａによって、他のフローティング部２６が形成されているが、図４に示す変形例のように、他のフローティング部２６を一対の環状部材２０ａによって構成するようにしてもよい。即ち、一対の環状部材２０ａは、略同一の対称形状によって構成され、当接部２１、２１及びフローティング部２３を有すると共に、他の当接部２５及び他のフローティング部２６をそれぞれ備える。

（第３実施形態）
図５及び図６は、第３実施形態の転がり軸受１０ｂを示している。この転がり軸受１０ｂでは、環状部材２０ｂは、当接部２１及びフローティング部２３が周方向に交互に形成されて、外輪１１の軸方向端面１１ｂに配置されている。また、環状部材２０ｂは、折り曲げ成形された円筒状の嵌合部２７を、外輪１１の外周面に形成された段差部１１ｄに嵌合させることで、外輪１１と一体となるように組み付けられている。なお、嵌合部２７は、各当接部２１と折り曲げ部分を介して連結される一方、各フローティング部２３との間には、孔２８によって離間している。

小型の転がり軸受では、外輪の径方向寸法が比較的小さくなることがあり、第１及び第２実施形態のように、当接部２１、２１とフローティング部２３が径方向に交互に形成される環状部材２０、２０ａの場合、当接部２１、２１とフローティング部２３の長さも非常に小さくならざるを得ない。このため、フローティング部２３の剛性コントロールが難しく、所望の撓み効果が発現できない可能性があり、第１及び第２実施形態の環状部材２０、２０ａは、小型の転がり軸受に適用が難しい場合がある。一方、本実施形態では、当接部２１及びフローティング部２３が周方向に交互に形成されているので、フローティング部２３を外輪１１の径方向寸法に合わせて比較的幅広く形成することができ、フローティング部２３を大きく撓ませることで、緩衝機能を向上させることができる。

また、本実施形態では、環状部材２０ｂは、嵌合部２７を外輪１１の外周面に形成された段差部１１ｄに嵌合させるので、嵌合部２７が外輪１１の外周面から径方向に突出することがなく、環状部材２０ｂが組み付けられた外輪１１の外周面をトランスミッションケースに嵌合させることができる。
なお、その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第４実施形態）
図７及び図８は、第４実施形態の転がり軸受１０ｃを示している。この転がり軸受１０ｃでは、略同一の対称形状の環状部材２０ｃを転がり軸受１０ｃの両軸端部から個々に嵌合することで、両端面での緩衝効果が発現できる構成となっている。

環状部材２０ｃは、第３実施形態と同様に、当接部２１及びフローティング部２３が周方向に交互に形成されており、折り曲げ成形された円筒状の嵌合部２７を、外輪１１の外周面１１ｃに嵌合させている。また、本実施形態では、環状部材２０ｃは、嵌合部２７より開放端側において、嵌合部２７よりも内径を適宜大きく成形することで、ラジアル方向の他のフローティング部２９を形成している。

従って、本実施形態においても、環状部材２０ｃは、軸方向に設けられたフローティング部２３だけでなく、径方向に設けられた他のフローティング部２９を有するので、ラジアル、アキシアル両方向の荷重に対する緩衝機能を有する構成となり、トランスミッションケース１の騒音低減を実現することができる。
なお、その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例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。
本実施形態では、固定輪を外輪、回転輪を内輪として、内輪回転で使用される転がり軸受について説明したが、本発明はこれに限定されず、固定輪を内輪、回転輪を外輪として、外輪回転で使用される転がり軸受についても適用することができ、その場合、環状部材は、内輪と一体となるように組み付けられる。
また、本実施形態では、玉軸受を用いて説明したが、任意の軸受形式に適用することができる。

１トランスミッションケース
２回転軸
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ転がり軸受
１１外輪（固定輪）
１２内輪（回転輪）
１３玉（転動体）
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ環状部材
２１、２５当接部
２３フローティング部
２４、２７嵌合部
２６、２９他のフローティング部
ｇ、ｇ´ すきま

Claims

固定輪及び回転輪と、
該固定輪及び回転輪の両軌道面間に配置された複数の転動体と、
前記固定輪と一体となるように組み付けられる金属製の環状部材と、
を有する転がり軸受であって、
前記環状部材は、前記固定輪の軸方向端面と当接するように形成された当接部と、前記固定輪の軸方向端面に対してすきまを有するように形成されたフローティング部と、を有することを特徴とする転がり軸受。
前記環状部材は、前記当接部及び前記フローティング部が径方向に交互に形成されて、前記固定輪の軸方向端面に配置されることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
前記環状部材は、前記当接部及び前記フローティング部が周方向に交互に形成されて、前記固定輪の軸方向端面に配置されることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
前記環状部材は、前記固定輪の外周面に圧入嵌合され、且つ、
前記固定輪の外周面に対してすきまを有するように形成された他のフローティング部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
トランスミッション内の回転軸支持用途に用いられ、
前記固定輪は、トランスミッションケースに固定される外輪であり、
前記フローティング部は、前記トランスミッションケースに当接することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の転がり軸受。