JP2020139603A - 軸受構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】軸部材に確実に嵌合されながら、転がり抵抗の増大を招かない軸受構造体を提供すること。【解決手段】軸受構造体２は、内輪２２ａ及び外輪２２ｂ、並びに、これらの間に配設された球体２２ｃ、を有する深溝玉軸受２２と、前記内輪２２ａが外嵌される軸部材２１と、を備え前記軸部材２１に外嵌される前記内輪２２ａの内周面２２ｄ、及び、前記内輪に内嵌される前記軸部材２１の外周面２１ａの一方又は両方は、前記軸部材の軸方向において前記球体２２ｃが配置される領域の少なくとも一部に、凹んだ凹部２２ｇを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、軸受構造体に関する。

自動車等に使用される回転部品を支持するために軸受が用いられる。このような軸受に関する技術として、例えば特許文献１には、回転軸に外嵌されて、その抜け出しを防止する円筒部材を軸受端面に当接するまで嵌合する構成が開示されている。

特許第４４２５０５２号

特許文献１に記載の軸受構造体は、内嵌する軸部材との嵌合を確実にするために、軸受の内径を軸部材の外径よりも僅かに小さくして、両者を弾性変形させることで強固に嵌合させる所謂圧入が用いられている。この時の軸受の内径と軸部材の外径との差を締め代と呼んでいる。
一方、従来の軸受構造体の技術においては、軸受の内輪と外輪とで形成される溝と、溝の中を転動する球体との間には僅かな隙間を持たせて、回転体が回転することにより生じる振動を抑えつつ、転がり抵抗の増大に至らないような隙間の設定が行なわれている。しかし、軸部材との嵌合で締め代を有するため軸受の内輪は拡径する方向に弾性変形して、内輪と外輪で形成される溝と球体との隙間が減少し、転がり抵抗の増大に至る虞がある。

本発明は、上記の問題を鑑みて考案されたものであり、その目的は、軸部材に確実に嵌合されながら、転がり抵抗の増大を招かない軸受構造体を提供するものである。

前記課題を解決するため、第一の態様は、
内輪及び外輪、並びに、これらの間に配設された球体、を有する玉軸受と、
前記内輪が外嵌される軸部材と、を備え
前記軸部材に外嵌される前記内輪の内周面、及び、前記内輪に内嵌される前記軸部材の外周面の一方又は両方は、前記軸部材の軸方向において前記球体が配置される領域の少なくとも一部に、凹んだ凹部を有する、軸受構造体である。

前記する第一の態様によれば、軸部材と軸受の嵌合は軸受の軸方向の一部（例えば凹部以外の部位）で確実に行なわれており、これ以外の範囲（例えば、凹部）においては嵌合関係とならない。凹部により、軸受の内輪が弾性変形することが抑制され、軸受の内輪と外輪とで形成される溝と球体との隙間が変動することが抑制される。当該隙間の変動を抑制することにより、転がり抵抗の増大を抑制できる。すなわち、凹部以外の部位と凹部とを有することにより、軸部材に確実に嵌合されながら、転がり抵抗の増大を招かない、という効果を奏することができる。

また、前記第一の態様において、前記領域の少なくとも中央に、前記凹部を有することが好ましい。

前記球体は一般的には内輪の溝の軸方向中央で内輪と接触して転動するので、これと同じ領域で内輪と軸部材とが嵌合されなければ、内輪の弾性変形による、軸受の内輪と外輪とで形成される溝と球体との隙間の変動が、より効果的に抑制される。すなわち、前記領域の少なくとも中央に前記凹部を設けることにより、転がり抵抗の増大を防止しやすくなる。

また、前記第一の態様において、前記領域の全域に亘って、前記凹部を有することが出来る。

軸受の一部には球体と内輪の溝とが軸方向中心から前後に離間した２点で接触して転動する方式のものもある。球体が配置される領域の全域に凹部を形成することにより、このような軸受においても内輪の弾性変形による、軸受の内輪と外輪とで形成される溝と球体との隙間の変動がより効果的に抑制される。

また、前記第一の態様において、前記凹部は前記内輪の内周面に形成されていても良く、前記凹部は前記軸部材の外周面に形成されていても良い。

凹部が、内輪の内周面と軸部材の外周面との何れかに形成されていても、内輪の弾性変形による、軸受の内輪と外輪とで形成される溝と球体との隙間の変動が、より効果的に抑制される。

また、前記第一の態様において、前記軸方向の一端が、前記外輪よりも延在していることが好ましい。

内輪を延在させることにより、延在させた部分において軸部材との嵌合をより確実にすることが可能となる。また、延在させた内輪の外周部分にオイルシールを摺接させるほか、ダストカバーを配置させることが可能となる。これにより、上記効果に加えて、軸受に浸入する泥水やダストからより確実に軸受を保護することが可能となる。

本発明によれば、軸部材に確実に嵌合されながら、転がり抵抗の増大を招かない軸受構造体を提供することが可能となる。

推進軸全体を上方より視た半断面図である。 第一実施形態の軸受構造体を拡大した拡大図である。 第二実施形態の軸受構造体を拡大した拡大図である。 第三実施形態の軸受構造体を拡大した拡大図である。 第四実施形態の軸受構造体を拡大した拡大図である。 第二実施形態の軸受を拡大した拡大図である。 第三実施形態の軸受を拡大した拡大図である。

続いて各実施形態の軸受構造体２，１０２，２０２，３０２について図面を参照しながら説明する。各実施形態で共通する技術的要素には、共通の符号を付するとともに説明を省略する。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態を推進軸に適用した例で説明する。
推進軸１は、車両の前方に搭載された原動機（不図示）及び変速機（不図示）から出力された動力を、車両の後方に搭載された終減速装置（不図示）に伝達する。
図１に示すように、推進軸１は、その軸方向（以下において、「前後方向」とも称する。）両端に自在継手３、４を備えるほか、前後方向の中央部付近にも自在継手５を備えている。
自在継手５は、円筒状の外輪５１と、外輪５１の内側で揺動自在な内輪５２と、外輪５１に形成された溝５１ａと内輪に形成された溝５２ａとの間を転動する複数の球体５３と、内輪５２にスプライン嵌合する軸部材２１を備える。
軸部材２１は、基端側が大径となり、その端部に鋼管６が溶接により接合され、他端が自在継手５の内輪５２にスプライン嵌合される。自在継手５と鋼管６との間に存在している軸部材２１の軸方向中央部には、軸受構造体２（以下において、「中間軸受２」とも称する。）が配置される。鋼管６の、軸部材２１が接合される側と反対側の端は、自在継手３に溶接により接合される。自在継手５の外輪５１には、鋼管７が溶接により接合され、外輪５１が接合される側と反対側の、鋼管７の端は自在継手４に溶接により接合されている。

軸受構造体２（中間軸受２）は、図２に示すように、深溝玉軸受２２（以下において、「軸受２２」と称することがある）と、軸受２２に外嵌される防振部材２３と、防振部材２３を保持するブラケット２４と、軸受２２の一端に当接するように嵌合された固定部材２５を備える。
軸受２２は、内輪２２ａと、外輪２２ｂと、これらの間に配置された複数の球体２２ｃを備え、球体２２ｃは内輪２２ａの外周面に形成された溝２２ｄと、外輪２２ｂの内周面に形成された溝２２ｅの間に配置されている。軸受２２の潤滑を行なうために、内輪２２ａと外輪２２ｂとの間には潤滑剤が封入され、球体２２ｃの、上記軸方向の両側には、潤滑剤の保持のための封止部材２２ｆが設けられている。

内輪２２ａの内周面には凹部２２ｇ（以下において、「溝２２ｇ」と称することがある）が形成されている。溝２２ｇは、内輪２２ａの軸方向中央を含むように形成され、溝２２ｇに隣接するように配置されている、溝２２ｇの上記軸方向の両端（内輪２２ａの内周面のうち、凹部２２ｇ以外の部位）は、軸部材２１に外嵌している。なお、図２では誇張して表現しているが、溝２２ｇの深さは０．５ｍｍ程度あれば十分である。
なお、本実施形態において、凹部は内輪２２ａの内周面に限らず、軸部材２１の外周面２１ａに設けても良い。

内輪２２ａの嵌合部の内径は、軸部材２１の嵌合部の外径より小さい。そのため、軸受２２が軸部材２１に嵌合されると、所謂圧入となり、その結果、内輪２２ａは僅かに弾性変形して拡径する。
しかし、内輪２２ａの溝２２ｇは軸部材２１とは圧入となっていないため、弾性変形の影響を受けない。このため、溝２２ｇの外径側に形成された溝２２ｄは拡径が生じない。その結果、球体２２ｃと溝２２ｄとの間の隙間、ならびに球体２２ｃと溝２２ｅとの間の隙間は、弾性変形による減少が生じないので、転がり抵抗の増大を抑制することができる。

以上、第一実施形態によれば、軸部材２１に確実に嵌合されながら、軸受２２の内部隙間が減少することはなく、転がり抵抗の増大を抑制することができる。

（第二実施形態）
次に図３及び図６を用いて本発明の第二実施形態の軸受構造体１０２を推進軸に適用した例で説明する。
図３及び図６において、軸受構造体２と同様の構成については図２と同様の番号を付し、その説明を適宜省略する。軸受構造体１０２は、軸受構造体２の軸受２２に代えて、軸受１２２を備えている。
軸受構造体１０２は、図６に示すように軸受１２２の内周面に凹部として形成された溝１２２ｇが、軸受中央位置からの幅が軸方向前後ともａで等しく、その軸方向幅の中央が内輪１２２ａの外周溝１２２ｄの軸方向中央と一致していることを除いて、第一実施形態の軸受構造体２と同様に構成されている。
一般的な軸受では、球体と溝との接触位置Ａは、溝の軸方向中央に設けられている。第二実施形態では内輪の内周面に形成された溝１２２ｇの軸方向幅の中央が、球体２２ｃと内輪１２２ａの接触位置と一致している。
なお、本実施形態において、凹部は内輪１２２ａの内周面に限らず、軸部材２１の外周面２１ａに設けても良い。

以上、第二実施形態によれば、軸部材２１に確実に嵌合されながら、軸受１２２の内部隙間が減少することはなく、転がり抵抗の増大を抑制することができる。

（第三実施形態）
次に図４及び図７を用いて本発明の第三実施形態の軸受構造体２０２を推進軸に適用した例で説明する。
図４及び図７において、軸受構造体１０２と同様の構成については図３及び図６と同様の番号を付し、その説明を適宜省略する。軸受構造体２０２は、軸受構造体１０２における軸受１２２に代えて、軸受２２２を備えている。
軸受構造体２０２は、図７に示すように軸受２２２の内周面に凹部として形成された溝２２２ｇが、その幅ｃが内輪２２２ａの外周溝２２２ｄの幅ｂよりも大きくなっていることを除いて、第二実施形態の軸受構造体１２２と同様に構成されている。

一部の軸受では、球体と溝の接触位置Ｂは、溝の軸方向中央に対して軸方向前後二点に設けているものがあるが、第三実施形態によれば、そのような軸受であっても、軸部材２１に確実に嵌合されながら、軸受２２２の内部隙間が減少することはなく、転がり抵抗の増大を抑制することができる。

（第四実施形態）
図５において、軸受構造体１０２と同様の構成については図３及び図６と同様の番号を付し、その説明を適宜省略する。軸受構造体３０２は、軸受構造体１０２における軸受１２２に代えて、軸受３２２を備えている。
軸受３２２の内輪３２２ａは、上記軸方向の一端側である後端が、外輪２２ｂの軸方向端面より延在するように、円筒部３２２ｈが形成されている。凹部としての溝３２２ｇは、上記第一実施例乃至第三実施例の何れかの溝と同様に形成されている。円筒部３２２ｈの内径は、円筒部３２２ｈと嵌合する軸部材２１の外径よりも僅かに小さく形成され、所謂圧入の嵌合となる。凹部である溝３２２ｇを形成することにより、溝３２２ｇを形成しない場合と比較して、軸受４２２と軸部材２１との嵌合範囲が減少し、その抜け出しに対する荷重が低下するが、本実施形態のように円筒部３２２ｈにて嵌合することにより、抜け出しを防止する荷重を確保できる。
さらに、円筒部３２２ｈの外周面にオイルシール２６を摺接させるとともに、円筒部３２２ｈの軸方向一端側の先端には、固定部材２５に代えてダストカバー２７を配置している。
以上、第四実施形態によれば、軸部材２１に確実に嵌合されながら、軸受２２の内部隙間が減少することはなく、転がり抵抗の増大を抑制することができることに加えて、固定部材２５を廃止することができる。

１ 推進軸
２，１０２，２０２，３０２ 軸受構造体（中間軸受）
２１ 軸部材
２１ａ 軸部材外周面
２２，１２２，２２２，３２２ 軸受
２２ａ，１２２ａ，２２２ａ，３２２ａ 軸受内輪
２２ｂ 軸受外輪
２２ｄ，１２２ｄ，２２２ｄ，３２２ｄ 軸受内輪内周面
２２ｇ，１２２ｇ，２２２ｇ，３２２ｇ 凹部
３２２ｈ 延在部（円筒部）

Claims (6)

1. 内輪及び外輪、並びに、これらの間に配設された球体、を有する玉軸受と、
   前記内輪が外嵌される軸部材と、を備え
   前記軸部材に外嵌される前記内輪の内周面、及び、前記内輪に内嵌される前記軸部材の外周面の一方又は両方は、前記軸部材の軸方向において前記球体が配置される領域の少なくとも一部に、凹んだ凹部を有する、軸受構造体。
2. 前記領域の少なくとも中央に、前記凹部を有する、請求項１に記載の軸受構造体。
3. 前記領域の全域に亘って、前記凹部を有する、請求項１に記載の軸受構造体。
4. 少なくとも前記内周面に、前記凹部を有する、請求項１乃至3の何れか1項に記載の軸受構造体。
5. 少なくとも前記外周面に、前記凹部を有する、請求項１乃至3の何れか1項に記載の軸受構造体。
6. 前記内輪は、前記軸方向の一端が、前記外輪よりも延在している、請求項1乃至5の何れか1項に記載の軸受構造体。
   
   

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