JP2019120283A - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単純な構造で、ベアリングの外周輪とハウジングとの間、及び、ベアリングの転動体の両方に対し潤滑油を供給することができる車両用動力伝達装置を提供する。【解決手段】ベアリング１２の外周輪１２ａには、周方向に伸びる環状外周溝２０が形成され、ハウジング１４には、外周輪１２ａに形成された環状外周溝２０へ潤滑油を供給する第１油路２２と、第１油路２２に連通し、ベアリング１２の球状転動体１２ｃへ潤滑油を供給する第２油路２４と、ハウジング１４に形成されたベアリング嵌合穴１８の内周面のうち外周輪１２ａの上部側外周面に面する範囲内において形成され、環状外周溝２０とベアリング嵌合穴１８の開口側の空間２６とを連通する第３油路２８と、が形成される。このため、単純な構造でベアリングの外周輪とハウジングとの間、及び、ベアリングの転動体の両方に対し潤滑油を供給することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用動力伝達装置に関する。

従来、ハウジングに対してシャフトを相対回転可能に支持するベアリングにおいて、ベアリングのクリープを抑制するために、ベアリング外周部に環状の油溝が設けられたものが知られている。例えば、特許文献１および特許文献２には、モータや自動車の変速機等に用いられるベアリングであって、ベアリングの内周輪が回転輪、外周輪が固定輪であり、その固定輪の外周にクリープを抑制する環状溝やクリープ防止用逃げ溝が設けられているものが記載されている。さらに、特許文献１では、固定輪の外周に軸方向の両端面に連通する潤滑用溝が設けられており、ハウジングと固定輪との間に潤滑油が侵入し介在することができるため、ハウジングに対して固定輪がクリープしたとしても、これらの間に介在する潤滑油によって相互間の潤滑が行われ、ハウジング及び固定輪における摩耗が抑制されることが記載されている。

特開２０１７−０５３４２０号公報 特開２００６−３２２５７９号公報

上記のベアリングでは、ベアリングの外周輪とハウジングの間だけでなく、ベアリングの転動体に対しても潤滑油の供給が必要な場合に、双方への潤滑油路が必要になるため、車両用動力伝達装置等のベアリング周りの構造が複雑化するという問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、単純な構造で、ベアリングの外周輪とハウジングとの間、及び、ベアリングの転動体の両方に対し潤滑油を供給することができる車両用動力伝達装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、ベアリングを介して回転軸を回転可能に支持するハウジングを備えた車両用動力伝達装置であって、前記ベアリングの外周輪と前記ハウジングに形成されたベアリング嵌合穴とが、前記ベアリングの内周輪と前記回転軸との嵌合よりも、緩く嵌合されており、前記ベアリングの外周輪には周方向に伸びる環状外周溝が形成され、前記ハウジングには、前記ベアリングの外周輪に形成された前記環状外周溝へ潤滑油を供給する第１油路と、前記第１油路に連通し、前記ベアリングの転動体へ潤滑油を供給する第２油路と、前記ハウジングに形成された前記ベアリング嵌合穴の内周面のうち前記ベアリングの外周輪の上部側外周面に面する範囲内において形成され、前記環状外周溝と前記ベアリング嵌合穴の開口側の空間とを連通する第３油路と、が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、前記ベアリングの外周輪と前記ハウジングに形成されたベアリング嵌合穴とが、前記ベアリングの内周輪と前記回転軸との嵌合よりも、緩く嵌合されており、前記ベアリングの外周輪には周方向に伸びる環状外周溝が形成され、前記ハウジングには、前記ベアリングの外周輪に形成された前記環状外周溝へ潤滑油を供給する第１油路と、前記第１油路に連通し、前記ベアリングの転動体へ油を供給する第２油路と、前記ハウジングに形成された前記ベアリング嵌合穴の内周面のうち前記ベアリングの外周輪の上部側外周面に面する範囲内において形成され、前記環状外周溝と前記ベアリング嵌合穴の開口側の空間とを連通する第３油路と、が形成されている。このため、単純な構造でベアリングの外周輪とハウジングとの間、及び、ベアリングの転動体の両方に対し潤滑油を供給することができる。

本発明の一実施例である車両用動力伝達装置のベアリング嵌合部周りの断面図である。 図１のベアリング嵌合部周り全体を簡略的に示した側面図である。 図１のキー溝の軸方向長さが異なる場合について説明する図である。 図１と同じ実施例の断面図であって、本発明の環状外周溝の軸方向長さについて説明する図である。

本発明の一実施形態において、ハウジングに形成された第１油路の出口の横幅は、ベアリングの環状外周溝の溝幅と重複する部分を有するものである。このようにすれば、潤滑油が第１油路からの自由落下により環状外周溝に落ちるため、その先の第３油路に潤滑油が速やかに供給されて、ベアリングの外周輪とハウジングとの間に潤滑油が速やかに供給される。

また、本発明の一実施形態において、ベアリングは球状転動体を有する玉軸受であり、ハウジングに形成された第３油路の軸方向長さの最大値は、ベアリングからハウジングにかかる合成荷重ベクトルと第３油路とが交差しない値である。このようにすれば、第３油路が形成されている箇所への応力集中を軽減することができる。

また、本発明の一実施形態において、前記環状外周溝は前記球状転動体の球心を通る合成荷重との交点を中心とし且つ球状転動体の軌道幅を超える溝幅を有する。これにより、前記玉軸受の外周輪に生じる歪変化によるクリープが好適に抑制される。

以下、本発明の車両用動力伝達装置の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例である車両用動力伝達装置（以下、動力伝達装置という）１０のベアリング嵌合部周りの断面図であり、図２は図１のベアリング嵌合部周り全体を簡略的に示した側面図である。動力伝達装置１０は、図示しない回転機または原動機と作動的に連結された回転軸１１を有している。動力伝達装置１０は、たとえばアルミニウム合金等の軽合金によるダイキャスト製であるハウジング１４を有し、回転軸１１はベアリング１２によりハウジング１４に回転中心線Ｃ１まわりに回転可能に支持されている。回転軸１１には図示しない歯車が設けられており、動力伝達のために図示しない別の歯車と噛み合わされている。

ベアリング１２は、外周輪１２ａ、内周輪１２ｂ、および、１列の複数の球状の転動体１２ｃから構成されている。外周輪１２ａはハウジング１４の内側に形成された、底面１８ａを有するベアリング嵌合穴１８に嵌合されている。内周輪１２ｂは回転軸１１に嵌合されている。外周輪１２ａの外周には周方向に伸びる環状外周溝２０が設けられている。外周輪１２ａとベアリング嵌合穴１８とは、内周輪１２ｂと回転軸１１との鋼同士の嵌合よりも、緩く嵌合されている。このため、周方向の歪み変化であるクリープは、ベアリング１２と回転軸１１との間よりも、ベアリング１２とハウジング１４との間で発生し易くなっている。環状外周溝２０はクリープ防止用逃げ溝として機能するものであり、外周輪１２ａにおける、転動体１２ｃがハウジング１４に与える合成荷重ベクトルＦの線上の箇所を空間的に隔離する事で、外周輪１２ａの剛性を高め、弾性変形を抑制することで、クリープを抑制する。

ハウジング１４は、たとえば、アルミニウム合金等の軽合金によるダイキャスト製であって、ハウジング１４のベアリング嵌合穴１８には、ハウジング１４の外部からベアリング１２の環状外周溝２０に、潤滑油を供給する第１油路２２が設けられている。第１油路２２の出口である油穴２２ａは、ベアリング１２の直上に設けられている。第１油路２２の、ベアリング嵌合穴１８の開口側の油穴２２ａの端は、環状外周溝２０の上に位置するように設けられ、直接、油穴２２ａから環状外周溝２０に潤滑油が供給されるようになっている。言い換えると、第１油路２２の出口である油穴２２ａの横幅は、ベアリング１２の環状外周溝２０の溝幅と一部重複する部分を有している。

第１油路２２の、ベアリング嵌合穴１８の底面１８ａ側の油穴２２ａの端は、外周輪１２ａの底面１８ａ側の端よりも底面１８ａ側に位置するように設けられている。ベアリング嵌合穴１８の底面１８ａは、内周輪１２ｂには接触せず、外周輪１２ａに接触するように形成されている。底面１８ａには、球状転動体１２ｃに潤滑油を供給する第２油路２４が溝状に形成されている。従って、第１油路２２の油穴２２ａと溝状の第２油路２４とが底面１８ａにおいて連通している。このため、図１に示されるように、潤滑油は第２油路２４から外周輪１２ａの側面や内周輪１２ｂの上部を伝わって効果的に球状転動体１２ｃに供給される。なお、図１には、ベアリング１２に軸方向のアキシアル荷重が加えられている状態が示され、外周輪１２ａと内周輪１２ｂの軸方向のずれが誇張されて示されている。

ハウジング１４のベアリング嵌合穴１８の内周面のうち外周輪１２ａの直上には、環状外周溝２０とベアリング嵌合穴１８の開口側の空間２６とを連通する第３油路であるキー溝２８が回転軸１０の回転中心線Ｃ１と平行に形成されている。すなわち第１油路２２は、第２油路２４と第３油路（キー溝）２８とに分岐している。

図３は、図１のキー溝２８の軸方向長さが図１と異なる場合について説明する図である。キー溝２８は環状外周溝２０と連通していればよく、キー溝２８の軸方向長さは図３に示す最小値Ｋｍｉｎから、第１油路２２の油穴２２ａの端面まで延ばす最大値Ｋｍａｘまでの範囲の値をとることができる。

図１や図３の実施例のベアリング１２には、軸方向のアキシアル荷重と径方向のラジアル荷重の両方がかかっている。よって、ベアリング１２の球状転動体１２ｃの球心からハウジング１４にむけて合成荷重ベクトルＦが発生し、外周輪１２ａに応力が集中するおそれがある。このため、図３のようにキー溝２８の長さを合成荷重ベクトルＦと交差しないような小さい値としてもよい。すなわち、キー溝２８の軸方向長さの最大値Ｋｍａｘを、合成荷重ベクトルＦとキー溝２８とが交差しない値としてもよい。合成荷重ベクトルＦは、回転軸１１に形成された前記歯車、及び、それと噛み合う前記別の歯車のギヤの諸元（ピッチ円直径（ＰＣＤ）、捩れ角、圧力角、噛合い位相、支持スパン、および、最大伝達トルク等）から計算することができる。

図４は、図１と同じベアリング嵌合部周りの断面図であって、本発明の環状外周溝２０の軸方向長さＬ、すなわち溝幅Ｌについて説明する図である。ベアリング１２の外周輪１２ａの内周側には、球状転動体１２ｃが転動する凹溝状の軌道面２８が形成されており、その軌道面２８の幅をＷとすると、環状外周溝２０の溝幅Ｌは、幅Ｗより小さい値に設定することが望ましい。このようにすれば、クリープ防止溝としての環状外周溝２０の機能を支持しつつ外周輪１２ａの剛性も確保でき、また、環状外周溝２０の溝幅Ｌを狭くすることにより外周輪１２ａとハウジング１４との接触面積が増えて、外周輪１２ａとハウジング１４にかかる面圧を低減することができる。

好適には、環状外周溝２０の溝幅Ｌは、合成荷重ベクトルＦと環状外周溝２０の溝底面の交点から溝底面の両側の端部までの長さ、すなわちＬ／２が、それぞれ幅Ｗを２で割った値、すなわちＷ／２より小さい値に設定されていることが望ましい。

図２に戻り、ハウジング１４は、ベアリング１２の外周輪１２ａの下部に面する範囲内に潤滑油を排出する排出溝３０を備える。このため、潤滑油が速やかに流れることで、たとえ潤滑油が異物を含んでいたとしても滞留が起こりにくくなるため、異物に起因する不具合の発生が抑制される。

上述のように、本実施例によれば、ベアリング１２を介して回転軸１１を回転可能に支持するハウジング１４を備えた車両用動力伝達装置１０において、ベアリング１２の外周輪１２ａとハウジング１４に形成されたベアリング嵌合穴１８とが、ベアリング１２の内周輪１２ｂと回転軸１１との嵌合よりも、緩く嵌合されており、ベアリング１２の外周輪１２ａには周方向に伸びる環状外周溝２０が形成され、ハウジング１４には、ベアリング１２の外周輪１２ａに形成された環状外周溝２０へ潤滑油を供給する第１油路２２と、第１油路２２に連通し、ベアリング１２の球状転動体１２ｃへ潤滑油を供給する第２油路２４と、ハウジング１４に形成されたベアリング嵌合穴１８の内周面のうちベアリング１２の外周輪１２ａの上部側外周面に面する範囲内において形成され、環状外周溝２０とベアリング嵌合穴１８の開口側の空間２６とを連通する第３油路２８と、が形成されている。

このため、環状外周溝２０への油路を別途形成することなく、単純な構造で、ベアリング１２の外周輪１２ａとハウジング１４との間、及び、ベアリング１２の球状転動体１２ｃの両方に対し潤滑油を供給することができる。また、環状外周溝２０により外周輪１２ａのクリープの発生を抑制でき、クリープが発生しても、潤滑油の供給によってベアリング１２の外周輪１２ａとハウジング１４との間の摩耗を抑制できる。また、外周輪１２ａが回転した場合は、潤滑油が巻き込まれるためハウジング１４との嵌合部に速やかに潤滑油が供給される。また、環状外周溝２０は潤滑油の油路にもなるため、ハウジング１４とベアリング１２の嵌合部全周へ速やかに潤滑油を供給できる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、第１油路２２の出口である油穴２２ａは、ベアリング１２の直上、つまり、回転中心線Ｃ１の直上に設けられていたが、ベアリング１２の、回転中心線Ｃ１より上部側に設けられていればよい。このようにすれば、第１油路２２からの自由落下により、ベアリング１２の外周輪１２ａとハウジング１４との間に潤滑油を速やかに供給することができる。

また、前述の実施例では、第１油路２２の出口である油穴２２ａのベアリング嵌合穴１８の開口側の端は、環状外周溝２０の上に位置するように設けられ、油穴２２ａのベアリング嵌合穴１８の底面１８ａ側の端は、外周輪１２ａの底面１８ａ側の端よりも底面１８ａ側に位置するように設けられていたが、油穴２２ａ全体が環状外周溝２０の溝幅Ｌの範囲内に位置するものであってもよい。また、第１油路の出口である油穴２２ａは、環状外周溝２０の斜め上方向に位置するものであってもよい。すなわち、第１油路の出口の位置や形状は、環状外周溝２０へ潤滑油が供給できるものであればよい。

また、前述の実施例では、第２油路２４は底面１８ａに溝状に形成されていたが、必ずしも溝状とする必要はなく、ベアリング１２の球状転動体１２ｃへ潤滑油を供給する穴であってもよい。また、第１油路２２の油穴２２ａと溝状の第２油路２４とが底面１８ａにおいて連通していたが、ハウジング１４の内部で第１油路２２と第２油路２４が連通していてもよい。

また、前述の実施例では、第３油路であるキー溝２８はベアリング１２の外周輪１２ａの直上、つまり、回転中心線Ｃ１の直上に設けられていたが、ベアリング１２の、回転中心線Ｃ１より上部に面する範囲内、すなわち、ベアリング１２の外周輪１２ａの上半分の外周面に面する範囲内に設けられていればよい。また、第３油路は必ずしも溝状とする必要はなく、外周輪１２ａに潤滑油を滴下する穴であってもよい。

また、前述の実施例では、ハウジング１４のベアリング嵌合穴１８は、底面１８ａを有していたが、底面１８ａに潤滑油を排出する穴や、回転軸１１の端面を逃がす穴などが空いていてもよい。

また、前述の実施例では、環状外周溝２０は全周溝であったが、部分的に途切れた部分環状外周溝であったり、また半周だけの半周環状外周溝であってもよい。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０ ：動力伝達装置（車両用動力伝達装置）
１１ ：回転軸
１２ ：ベアリング
１２ａ：外周輪
１２ｂ：内周輪
１２ｃ：転動体
１４ ：ハウジング
１８ ：ベアリング嵌合穴
２０ ：環状外周溝
２２ ：第１油路
２４ ：第２油路
２６ ：空間
２８ ：キー溝（第３油路）

Claims (1)

1. ベアリングを介して回転軸を回転可能に支持するハウジングを備えた車両用動力伝達装置であって、
   前記ベアリングの外周輪と前記ハウジングに形成されたベアリング嵌合穴とが、前記ベアリングの内周輪と前記回転軸との嵌合よりも、緩く嵌合されており、
   前記ベアリングの外周輪には周方向に伸びる環状外周溝が形成され、
   前記ハウジングには、
   前記ベアリングの外周輪に形成された前記環状外周溝へ潤滑油を供給する第１油路と、
   前記第１油路に連通し、前記ベアリングの転動体へ潤滑油を供給する第２油路と、
   前記ハウジングに形成された前記ベアリング嵌合穴の内周面のうち前記ベアリングの外周輪の上部側外周面に面する範囲内において形成され、前記環状外周溝と前記ベアリング嵌合穴の開口側の空間とを連通する第３油路と、
   が形成されている
   ことを特徴とする車両用動力伝達装置。

Images