JP2017187086A - 制振軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機の軸系の振動を低減する。【解決手段】転がり軸受１０と、ハウジング２０と、シール部材３０とを備え、変速機用オイルポンプＰからの潤滑油を利用したスクイズフィルムダンパを設けることが可能な制振軸受装置を構成する。転がり軸受１０の外輪１１と、ハウジング２０のリング部２１との間の径方向すきまｇ１へ、ハウジング２０の油路部２２が変速機用オイルポンプＰからの潤滑油を供給する。シール部材３０は、油路部２２からの潤滑油によって径方向すきまｇ１が満たされるように当該潤滑油の漏洩を防止する。これにより、転がり軸受１０を介して軸４０の振動を吸収、減衰させるスクイズダンパフィルムを設ける。【選択図】図１

Description

この発明は、変速機の軸系の振動を抑える制振軸受装置に関する。

自動車に搭載される変速機は、自動車の動力源であるエンジン又は電動モータからの動力によって回転する軸と、その軸を回転自在に支持する転がり軸受と、その軸を中心として回転するギアと、ギア等に供給する潤滑油をオイルポンプで循環させる潤滑油循環経路とを有する。オイルポンプは、エンジン又は電動モータからの動力によって駆動される（例えば、特許文献１）。

特開２０１５−６４０３９号公報

変速機の軸が電動モータやエンジンからの回転変動を受けると、軸にねじり振動が発生し、ギアから振動が発生するが、近年、自動車のＨＥＶ・ＥＶ化や、ダウンサイジングターボの採用に伴う気筒数減少により、変速機の振動低下への要求が高まっている。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、変速機の軸系の振動を低減することにある。

上記の課題を達成するため、この発明は、外輪を有する転がり軸受と、前記外輪と径方向に向き合うリング部と、これら外輪及びリング部間の径方向すきまへ変速機用オイルポンプからの潤滑油を供給する油路部とを有するハウジングと、前記油路部から供給された前記潤滑油によって前記径方向すきまが満たされるように当該潤滑油の漏洩を防止するシール部材と、を備える制振軸受装置、という構成を採用した。

上記構成によれば、変速機からの潤滑油を油路部から、外輪とリング部間の径方向すきまへ供給し、ここからの潤滑油の漏洩をシール部材で抑えて外輪及びリング部間に潤滑油を満たすと、外輪及びリング部間にスクイズフィルムダンパが設けられる。スクイズフィルムダンパは、外輪をリング部に対して支持する油膜のスクイズ効果によって当該外輪の振動を吸収、減衰させるオイルダンパ効果を奏する。このため、その外輪を有する転がり軸受で変速機の軸を支持すると、転がり軸受を介して軸の振動を吸収、減衰させることができる。そのスクイズフィルムダンパは、変速機のオイルポンプからの潤滑油を利用しているので、高回転になるにつれて、油膜圧が高くなり、剛性が増すため、動的に振動低減効果を発揮する。

したがって、この発明に係る制振軸受装置は、上記構成の採用により、変速機の軸系の振動を低減することができる。

この発明の第一実施例に係る制振軸受装置を示す断面図 図１のリング部付近の拡大図 この発明の第二実施例に係る制振軸受装置を示す断面図 図３のリング部付近の拡大図 この発明の第三実施例に係る制振軸受装置を示す断面図 図５の外観を示す斜視図

この発明に係る実施形態を説明する。
第一実施形態では、前記転がり軸受に支持された状態で前記ハウジングに対して回転する軸を備え、前記転がり軸受が、前記軸に取り付けられた内輪を有し、前記軸が、前記内輪と軸方向に突き当り、かつ前記外輪と軸方向に向き合う軸肩部を有し、前記外輪及び前記軸肩部間の軸方向すきまと、前記径方向すきまとが連通している。第一実施形態によれば、油路部からの潤滑油を外輪及び軸肩部間の軸方向すきまにも供給し、その潤滑油を転がり軸受に供給することができる。このため、外輪に油穴を形成することが不要である。

また、第一実施形態においては、前記内輪の幅が前記外輪の幅よりも大きく設定されているとよい。このようにすると、内輪と外輪の幅差に応じて軸肩部と外輪間の軸方向すきまを形成し、軸肩部を簡単な形状にすることができる。

第一実施形態においては、軸肩部及び外輪間から潤滑油を転がり軸受に供給するようにしたが、ハウジング側の工夫で潤滑油を転がり軸受に供給するようにしてもよい。

例えば、第二実施形態では、前記ハウジングが、前記外輪と軸方向に向き合う肩部を有し、前記外輪及び前記肩部間の軸方向すきまと、前記径方向すきまとが連通している。第二実施形態によれば、油路部からの潤滑油を外輪及び肩部間の軸方向すきまにも供給し、その潤滑油を転がり軸受に供給することができる。このため、外輪に油孔を形成することが不要である。

第二実施形態においては、前記肩部が、前記外輪の内方に形成された軸受内部空間とも軸方向に向き合っているとよい。このようにすると、外輪及び肩部間の軸方向すきまに供給された潤滑油を肩部で転がり軸受の内部へ向かい易くすることができる。

第二実施形態においては、前記転がり軸受に支持された状態で前記ハウジングに対して回転する軸を備え、前記転がり軸受が、前記軸に取り付けられた内輪を有し、前記軸が、前記軸方向すきまと径方向に対向する位置で前記内輪と軸方向に突き当る軸肩部を有するようにしてもよい。このようにすると、外輪及び肩部間の軸方向すきまに供給された潤滑油を軸肩部で転がり軸受に向かい易くすることができる。

以下、この発明の第一実施例に係る制振軸受装置を図１、図２に基づいて説明する。図１に第一実施例に係る制振軸受装置の断面を示す。図示のように、第一実施例に係る制振軸受装置は、転がり軸受１０と、ハウジング２０と、シール部材３０と、軸４０とで構成されている。以下、「軸方向」とは、転がり軸受１０の中心軸に沿った方向のことをいう。また、「径方向」とは、その中心軸に直角な方向のことをいう。また、「周方向」とは、その中心軸周りの円周方向のことをいう。

転がり軸受１０は、軸４０をハウジング２０に対して回転自在に支持する。転がり軸受１０は、外輪１１と、軸４０に取り付けられた内輪１２と、外輪１１及び内輪１２間に介在する複数の転動体１３とを有する。外輪１１は、環状部品であって、その内周に形成された軌道面をもっている。内輪１２は、環状部品であって、その外周に軌道面が形成された軌道面をもっている。転がり軸受１０として非分離形の玉軸受を例示したが、ころ軸受にしてもよく、円すいころ軸受のような分離形の軸受にしてもよい。

転がり軸受１０は、開放形軸受になっている。外輪１１の内方に形成された軸受内部空間１４は、外輪１１の一端の幅面１５と内輪１２との間で軸方向に開放し、外輪１１の一端と反対の他端の幅面１６と内輪１２との間でも軸方向に開放している。ここで、外輪１１の両端の幅面１５、１６は、外輪１１の軸方向の幅を規定する側面部のことをいう。

ハウジング２０は、軸方向に貫通した筒状になっている。ハウジング２０は、自動車に搭載される変速機のミッションケースＴＭＣに取り付けられている。

ミッションケースＴＭＣは、潤滑油を変速機用オイルポンプＰ（以下、単に「オイルポンプＰ」と呼ぶ。）で循環させる油循環路をもっている。循環させる潤滑油は、図示省略のオイルフィルタによって濾過される。

ハウジング２０は、その内周に円筒面状に形成されたリング部２１と、ハウジング２０の内部に形成された油路部２２と、その内周にリング部２１よりも小径に形成された肩部２３とを有する。

図２に図１のリング部２１付近の拡大図を示す。図１、図２に示すように、ハウジング２０のリング部２１は、外輪１１と径方向に向き合う。外輪１１及びリング部２１間には、径方向すきまｇ１が設定されている。

肩部２３は、外輪１１の幅面１６及び軸受内部空間１４と軸方向に向き合う。肩部２３及び外輪１１の幅面１６間に軸方向すきまｇ２が設定されており、肩部２３と外輪１１が離れている。

油路部２２は、ハウジング２０の外周から径方向に穿たれた入口路２４と、入口路２４と交差する出口路２５とで構成されている。入口路２４は、ミッションケースＴＭＣの油循環路に接続されている。出口路２５は、径方向すきまｇ１と軸方向に向き合う環状の流路になっている。出口路２５の外径側流路壁面は、リング部２１と軸方向に連続しており、肩部２３との間に油路部２２の出口を形成している。油路部２２の出口の流路断面積は、入口路２４よりも細く、径方向すきまｇ１と同等に設定されている。

オイルポンプＰからの潤滑油は、入口路２４から油路部２２に流入し、入口路２４から出口路２５に向かう。比較的細い出口路２５は、潤滑油の油圧を入口路２４での油圧よりも上昇させる。そして、油路部２２の出口から吐出された潤滑油は、その出口と対向する径方向すきまｇ１に向かい、また、吐出された潤滑油の一部は、径方向すきまｇ１に入り切れず、油路部２２及び径方向すきまｇ１に連通する軸方向すきまｇ２へ向かう。このように、油路部２２は、オイルポンプＰからの潤滑油を外輪１１の他端側から外輪１１及びハウジング２０のリング部２１間の径方向すきまｇ１へ供給すると共に、油路部２２からの潤滑油が、外輪１１及び肩部２３間の軸方向すきまｇ２にも供給されるようになっている。軸方向すきまｇ２に供給された潤滑油の一部は、軸方向すきまｇ２から吹き出る際、連通する軸受内部空間１４へ向かう。

また、軸方向すきまｇ２から潤滑油が吹き出る際、軸受内部空間１４に面する肩部２３が壁となるので、潤滑油が軸受内部空間１４へ向かい易い。

なお、ハウジング２０は、上下に二分割かつ下側で軸方向に二分割の構造のものを例示したが、一体の部品で構成してもよい。

シール部材３０は、外輪１１の外周一端部とリング部２１間に介在するリング体からなる。外輪１１の外周一端部は、径方向すきまｇ１に面する外周中央部よりも小径になっており、シール部材３０に対する外輪１１の径方向の振動を許容している。径方向すきまｇ１と油路部２２を軸方向に連通させるため、シール部材３０は、外輪１１の一端側のみに設けられている。オイルポンプＰの停止時、潤滑油は径方向すきまｇ１に充満していない。変速機の運転が始まり、オイルポンプＰの回転数が上昇するにつれて、油路部２２が潤滑油を径方向すきまｇ１へ供給する。シール部材３０が径方向すきまｇ１の一端側からの潤滑油の漏洩を防止するため、径方向すきまｇ１に潤滑油が満たされる。この充満状態になると、外輪１１及びリング部２１間にスクイズフィルムダンパが設けられる。スクイズフィルムダンパは、外輪１１がリング部２１に対して振動した際、外輪１１をリング部２１に対して支持する油膜の圧力変動（スクイズ効果）によって外輪１１の振動を吸収、減衰させるオイルダンパ効果を奏する。オイルポンプＰが高回転になるにつれて、油路部２２への潤滑油の供給量が多くなって油路部２２の油圧が高くなり、径方向すきまｇ１での油膜圧も高くなり、スクイズフィルムダンパの剛性が増す。

シール部材３０は、油路部２２から供給された潤滑油によって径方向すきまｇ１が満たされるように径方向すきまｇ１からの潤滑油の漏洩を防止し、径方向すきまｇ１に許容する最大圧力まで径方向すきまｇ１の潤滑油充満状態を保てるシール部材性能及び取付け構造であればよい。なお、シール部材３０を抜け止めするシール押えを追加してもよい。

軸４０は、ミッションケースＴＭＣに固定されたハウジング２０に対して回転する。軸４０は、自動車の動力源であるエンジン、電動モータ等からの動力によって回転し、変速用のギア（図示省略）の回転軸となる。軸４０に係る軸系は、軸４０と、軸４０を回転軸とするギア等の他部材とで構成される。

軸４０は、肩部２３及び外輪１１間の軸方向すきまｇ２と径方向に対向する位置で内輪１２と軸方向に突き当る軸肩部４１を有する。軸方向すきまｇ２を通過した潤滑油は、軸肩部４１の外周にも吹きかけられる。回転する軸４０は、触れた潤滑油に遠心力を与えて潤滑油を跳ねる。軸肩部４１の外径が内輪１２との嵌め合い部よりも大きく、軸肩部４１は、軸受内部空間１４に近いところで潤滑油を跳ねることになる。このため、軸肩部４１で跳ねられた潤滑油が軸受内部空間１４に向かい易くなる。

第一実施例に係る制振軸受装置は、上述のようなものであり、変速機からの潤滑油を油路部２２で外輪１１とハウジング２０のリング部２１間の径方向すきまｇ１へ供給し、シール部材３０で径方向すきまｇ１からの潤滑油の漏洩を抑えて外輪１１及びリング部２１間に潤滑油を満たすため、外輪１１の振動を吸収、減衰させるスクイズフィルムダンパが設けられる。軸４０が回転変動を受けて軸４０に係る軸系に振動が発生すると、その振動は、軸４０から転がり軸受１０に伝わって外輪１１を振動させる。その外輪１１の振動が前述のスクイズフィルムダンパによって吸収、減衰させられるので、転がり軸受１０を介して軸４０の振動が吸収、減衰させられる。そのスクイズフィルムダンパは、変速機のオイルポンプＰからの潤滑油を利用しているので、オイルポンプＰが高回転になるにつれて（このとき、オイルポンプＰと同じ駆動源からの動力を伝達する軸４０も高回転になって軸系に大きな振動が発生し易くなる。）、油膜圧が高くなり、剛性が増すため、動的に振動低減効果を発揮する。したがって、第一実施例に係る制振軸受装置は、変速機の軸４０に係る軸系の振動を低減することができる。

また、第一実施例に係る制振軸受装置は、ハウジング２０が外輪１１と軸方向に向き合う肩部２３を有し、外輪１１及び肩部２３間の軸方向すきまｇ２と、径方向すきまｇ１とが連通しているので、油路部２２からの潤滑油を軸方向すきまｇ２にも供給し、その潤滑油を転がり軸受１０に供給することができる。このため、転がり軸受１０内を軸方向すきまｇ２からの潤滑油で潤滑することができ、外輪１１に油孔を形成することが不要である。

また、第一実施例に係る制振軸受装置は、ハウジング２０の肩部２３が軸受内部空間１４とも軸方向に向き合っているので、軸方向すきまｇ２に供給された潤滑油を肩部２３で転がり軸受１０の内部へ向かい易くすることができる。

また、第一実施例に係る制振軸受装置は、転がり軸受１０に支持された状態でハウジング２０に対して回転する軸４０を備え、転がり軸受１０が軸４０に取り付けられた内輪１２を有し、軸４０が軸方向すきまｇ２と径方向に対向する位置で内輪１２と軸方向に突き当る軸肩部４１を有するので、軸方向すきまｇ２に供給された潤滑油を軸肩部４１で跳ねて転がり軸受１０に向かい易くすることができる。

第二実施例に係る制振軸受装置を図３、図４に基づいて説明する。なお、以下では、第一実施例との相違点を述べるに留める。
図示のように、第二実施例に係る転がり軸受１００は、外輪１０１と内輪１０２の幅を比較すると、内輪１０２の幅Ｂが外輪１０１の幅Ｃよりも大きく設定されている。

ハウジング１１０は、閉塞された底部を有する筒状になっている。肩部は省略されており、リング部１１１及び外輪１０１間の径方向すきまｇ１は、ハウジング１１０の底部と軸方向に向き合っている。油路部１１２は、ハウジング１１０の内外径間を貫通している入口路１１３と、ハウジング１１０の底部からリング部１１１まで連続する出口路１１４とで構成されている。

シール部材１２０は、外輪１０１の外周一端側に形成された周溝部１０３に嵌め込まれている。

軸１３０は、内輪１０２と軸方向に突き当り、かつ外輪と軸方向に向き合う軸肩部１３１を有する。軸肩部１３１は、軸１３０の端部に形成されている。外輪１０１及び軸肩部１３１間に軸方向すきまｇ３が設定されており、外輪１０１と軸肩部１３１が離れている。

軸肩部１３１は、径方向に沿った面で外輪１０１及び内輪１０２の幅面と軸方向に面する。このため、軸肩部１３１に突き当てられた内輪１０２の幅Ｂと、軸肩部１３１と軸方向に向き合う外輪１０１の幅Ｃとの幅差に応じた軸方向すきまｇ３となっている。

軸方向すきまｇ３と径方向すきまｇ１とが、油路部１１２の出口路１１４を介して連通している。したがって、油路部１１２の出口路１１４は、径方向すきまｇ１と軸方向すきまｇ３のそれぞれに潤滑油を供給する。軸方向すきまｇ３に供給された潤滑油は、軸肩部１３１に導かれて軸受内部空間や内輪１０２へ向かう。内輪１０２へ向かった潤滑油も転がり軸受１００の潤滑に寄与することになる。

このように、第二実施例に係る制振軸受装置は、軸１３０が内輪１０２と軸方向に突き当り、かつ外輪１０１と軸方向に向き合う軸肩部１３１を有し、外輪１０１及び軸肩部１３１間の軸方向すきまｇ３と、径方向すきまｇ１とが連通しているので、油路部１１２からの潤滑油を軸方向すきまｇ３にも供給し、その潤滑油を転がり軸受１００に供給することができる。このため、外輪１０１に油穴を形成することが不要である。

また、第二実施例に係る制振軸受装置は、内輪１０２の幅Ｂが外輪１０１の幅Ｃよりも大きく設定されているので、幅差（Ｂ−Ｃ）に応じて軸方向すきまｇ３を形成することができ、軸肩部１３１の転がり軸受１００側の面を簡単な形状にすることができる。

第三実施例に係る制振軸受装置を図５、図６に基づいて説明する。
図示のように、第三実施例に係る転がり軸受２００は、同幅の外輪２０１及び内輪２０２を有する。外輪２０１は、外輪２０１の内外径間を貫通する油穴部２０３と、外輪２０１の外周一端部に形成された段付き部２０４と、外輪２０１の外周他端側に形成された周溝部２０５とを有する。

ハウジング２１０は、閉塞された底部を有する筒状になっている。リング部２１１及び外輪２０１間に潤滑油を供給する油路部２１２は、ハウジング２１０の底部から軸方向に延びる入口路２１３と、リング部２１１から入口路２１３と交差するように径方向に延びる出口路２１４とで構成されている。出口路２１４は、外輪２０１の段付き部２０４と周溝部２０５との間の外周中央部に径方向に向き合っている。

リング体のシール部材２２０は、外輪２０１の周溝部２０５に嵌め込まれている。ハウジング２１０の側面に締結されたプレート状のシール部材２３０は、段付き部２０４に嵌合している。なお、シール部材２３０を締結するねじ部の図示は省略した。

軸２４０は、内輪２０２と軸方向に突き当る軸肩部２４１を有する。軸肩部２４１は、軸２４０の端部に形成されており、内輪２０２と同等の外径をもっている。

油路部２１２の出口路２１４からリング部２１１及び外輪２０１間に供給された潤滑油の一部は、外輪２０１の油穴部２０３から転がり軸受２００の軸受内部空間へ供給される。油穴部２０３からの流出量に対して出口路２１４からの流入量の方が十分に多くなるように設定されており、スクイズフィルムダンパを設けることに支障はない。

今回開示された実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０、１００、２００ 転がり軸受
１１、１０１、２０１ 外輪
１２、１０２、２０２ 内輪
１３ 転動体
１４ 軸受内部空間
１５、１６ 幅面
２０、１１０、２１０ ハウジング
２１、１１１、２１１ リング部
２２、１１２、２１２ 油路部
２３ 肩部
２４、１１３、２１３ 入口路
２５、１１４、２１４ 出口路
３０、１２０、２２０、２３０ シール部材
４０、１３０、２４０ 軸
４１、１３１、２４１ 軸肩部
１０３、２０５ 周溝部
２０３ 油穴部
２０４ 段付き部
ｇ１ 径方向すきま
ｇ２、ｇ３ 軸方向すきま
Ｂ 内輪の幅
Ｃ 外輪の幅
Ｐ 変速機用オイルポンプ
ＴＭＣ ミッションケース

Claims (6)

1. 外輪を有する転がり軸受と、
   前記外輪と径方向に向き合うリング部と、これら外輪及びリング部間の径方向すきまへ変速機用オイルポンプからの潤滑油を供給する油路部とを有するハウジングと、
   前記油路部から供給された前記潤滑油によって前記径方向すきまが満たされるように当該潤滑油の漏洩を防止するシール部材と、を備える制振軸受装置。
2. 前記転がり軸受に支持された状態で前記ハウジングに対して回転する軸を備え、
   前記転がり軸受が、前記軸に取り付けられた内輪を有し、
   前記軸が、前記内輪と軸方向に突き当り、かつ前記外輪と軸方向に向き合う軸肩部を有し、
   前記外輪及び前記軸肩部間の軸方向すきまと、前記径方向すきまとが連通している請求項１に記載の制振軸受装置。
3. 前記内輪の幅が前記外輪の幅よりも大きく設定されている請求項２に記載の制振軸受装置。
4. 前記ハウジングが、前記外輪と軸方向に向き合う肩部を有し、
   前記外輪及び前記肩部間の軸方向すきまと、前記径方向すきまとが連通している請求項１に記載の制振軸受装置。
5. 前記肩部が、前記外輪の内方に形成された軸受内部空間とも軸方向に向き合っている請求項４に記載の制振軸受装置。
6. 前記転がり軸受に支持された状態で前記ハウジングに対して回転する軸を備え、
   前記転がり軸受が、前記軸に取り付けられた内輪を有し、
   前記軸が、前記軸方向すきまと径方向に対向する位置で前記内輪と軸方向に突き当る軸肩部を有する請求項４又は５に記載の制振軸受装置。

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