JP2023112814A - ベアリング組付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ベアリングの組み付け部におけるケースの摩耗や焼き付きを抑制可能なベアリング組付構造を提供する。【解決手段】ベアリング組付構造１は、変速機の回転軸２をベアリング１０を介して回転可能に支持するものであり、ベアリング１０の側面１０Ｂに対向する対向壁２２を有し、ベアリング１０が組み付けられるベアリング組付部２１を備えたケース２０と、中央部に回転軸２が挿通されると共に、対向壁２２及びベアリング１０の側面１０Ｂの間に配されるシム３０と、を備える。シム３０は、少なくともベアリング１０の外輪１３においてベアリング１０の側面１０Ｂ（側面１３Ｂ）に対して当接する当接部３１と、対向壁２２に向けて突出形成された突出部３２と、を備える。対向壁２２は、突出部３２を受け入れる凹部２３を有し、突出部３２及び凹部２２の間に隙間４０が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、変速機における回転軸にベアリングを取り付ける際のベアリング組付構造に関する。

従来、自動車等の車両においては、各種の変速機が用いられている。これらの変速機における回転軸は、ベアリングを介してトランスミッションケース（単にケースとも称する）に回転可能に支持されている。前記ベアリングは、例えば、圧入等により、回転軸に固定された後、トランスミッションケース（単にケースとも称する）に組み付けられている（例えば、特許文献１）。

ここで、上述した特許文献１に記載の発明では、前記ベアリングの組み付けに際して、ケースとベアリングの外輪との間にワッシャー（シムに相当）が配された状態で組み付けが行われている。前記ワッシャーは、スペーサとして、ケースとベアリングの外輪との間の隙間の調整を行うものとされている。また、上述した特許文献１に記載の発明は、ワッシャーと、ベアリングの外輪とが、当接するものとされており、ワッシャーと、ベアリングの外輪とは、互いに面で接している。

特開２０２０－９０９７７号公報

ところで、上述した特許文献１に記載のベアリングは、通常、メンテナンス性を確保するために、ケースに対して外輪が、隙間嵌めによって固定されている。そのため、回転軸に掛かる負荷の方向や度合いによっては、回転軸の回転に伴って、ベアリングとワッシャーとが共連れで回転する懸念がある。上述したように、ベアリングとワッシャーとが共連れで回転することで、ケースの摩耗や焼き付きが発生する懸念がある。特に、上述した特許文献１に記載の発明においては、ワッシャーと、ケースとが、広範に亘って互いに面で接しているため、ワッシャーとケースとの間の潤滑が不十分となり、より一層、ケースの摩耗や焼き付きが発生しやすくなる問題があった。

そこで、本発明は、ベアリングの組み付け部におけるケースの摩耗や焼き付きを抑制可能なベアリング組付構造を提供することを目的とする。

（１）上述した課題を解決すべく提供される本発明のベアリング組付構造は、変速機の回転軸をベアリングを介して回転可能に支持するベアリング組付構造であって、前記ベアリングの側面に対向する対向壁を有し、前記ベアリングが組み付けられるベアリング組付部を備えたケースと、中央部に前記回転軸が挿通されると共に、前記対向壁及び前記ベアリングの側面の間に配されるシムと、を備え、前記シムは、少なくとも前記ベアリングの外輪において当該ベアリングの側面に対して当接する当接部と、前記対向壁に向けて突出形成された突出部と、を備えており、前記対向壁は、前記突出部を受け入れる凹部を有し、前記突出部及び前記凹部の間に隙間が形成されていること、を特徴とするものである。

上述したベアリング組付構造は、シムが、ケースの対向壁と、ベアリングの側面との間に配されており、当該シムが、対向壁に向けて突出形成された突出部を有するものとされている。従って、上述したベアリング組付構造は、突出部のベアリング側にオイルを溜めることができるので、ベアリングとシムとの間をオイルで潤滑できる。また、上述したベアリング組付構造は、ケースの対向壁が、シムの突出部を受け入れる凹部を有し、突出部及び凹部の間に隙間が形成されている。従って、上述したベアリング組付構造は、前記隙間にオイルを溜めることができる。これにより、上述したベアリング組付構造は、ケース及びシムの間やベアリングにオイルを流入させることができるので、ケース及びシムの間やベアリングの潤滑・冷却を行うことができる。また、これにより、上述したベアリング組付構造は、ケースの摩耗や焼き付きを抑制できる。なお、上述したベアリング組付構造は、ボールベアリングやローラベアリング等の各種のベアリングのケースへの組み付けに利用できる。

また、上述したベアリング組付構造は、シムが、少なくともベアリングの外輪において当該ベアリングの側面に対して当接する当接部を備えている。そのため、上述したベアリング組付構造は、ベアリングの外輪とケースとの間の隙間を適正に保つことができ、ベアリングを正確にケースに組み付けることができる。

（２）上述した本発明のベアリング組付構造は、前記回転軸が、径方向への応力が作用するものであるとよい。

上述したベアリング組付構造は、径方向への応力を受けた回転軸を、僅かに傾斜させることができる。これにより、上述したベアリング組付構造は、シムの突出部及びケースの凹部の間の隙間（以下、単に隙間とも称する）に向けてオイルの流入を促進させることができる。すなわち、回転軸が傾斜することにより、前記隙間に向けての開口が拡がると共に、回転軸に沿ってオイルが、隙間に向けて案内されるので、隙間へのオイルの流入が促進される。

（３）上述した本発明のベアリング組付構造は、前記シムが、円環状に形成されており、前記対向壁が、円形状又は円環状に形成されており、前記突出部の突出量が、前記凹部の凹み量よりも小さいこと、を特徴とするとよい。

上述したベアリング組付構造は、かかる構成とすることにより、突出部と凹部との間の隙間を大きく形成することができる。これにより、上述したベアリング組付構造は、前記隙間に、オイルをより一層多く溜めることができるので、ケース及びシムの潤滑と冷却を効率良く行うことができる。そのため、上述したベアリング組付構造は、ケースの摩耗や焼き付きをより一層抑制できる。

（４）上述した本発明のベアリング組付構造は、前記回転軸の軸線方向一方側にギアが支持されており、前記ギアと隣接して、前記ベアリングが配置されており、前記対向壁及び前記シムが、前記ベアリングを介して、前記ギアとは反対側に配置されているとよい。

上述したベアリング組付構造は、かかる構成とすることにより、回転軸の軸線方向一方側にギアが支持されているような場合であっても、ベアリングを適切に潤滑及び冷却することができる。これにより、上述したベアリング組付構造は、ケースの摩耗や焼き付きを抑制できる。

本発明は、ベアリングの組み付け部におけるケースの摩耗や焼き付きを抑制可能なベアリング組付構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るベアリング組付構造の正面図である。 図１のＡ－Ａ方向矢視断面図である。 本発明のベアリング組付構造を構成するシムの正面図である。

以下、本発明の実施形態に係るベアリング組付構造１について、図１～図３を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、ベアリング組付構造１が、電動車両の変速機に搭載される場合を例として説明する。

変速機（図示せず）は、駆動用のモータ（図示せず）から入力された動力を、複数のギア３（図２参照）を介して変速して出力するものとされている。変速機には、本発明のベアリング組付構造１が搭載されている。また、変速機の内部には、ギア３等の各部を潤滑及び冷却するためのオイル（図示せず）が、適宜の機構を介して供給される。

図２に示すように、ベアリング組付構造１は、変速機の回転軸２をベアリング１０を介して回転可能に支持するものとされている。本実施形態では、回転軸２の一端側にギア３が設けられている。ベアリング組付構造１は、ベアリング１０を保持するケース２０と、ベアリング１０及びケース２０の間に配されるシム３０等を備えるものとされている。

ベアリング１０は、本実施形態では、ボールベアリングが用いられている。ベアリング１０は、内輪１１と、ボール１２と、外輪１３等を備えている。ベアリング１０は、ボール１２を介して内輪１１及び外輪１３が相対的に回転可能なものとされている。本実施形態では、ベアリング１０が、例えば、圧入により回転軸２の一端側（図示手前側）に嵌め込まれて固定されている。これにより、内輪１１が回転軸２に固定され、回転軸２が、外輪１３対して回転可能に支持される。

ケース２０は、変速機における変速ユニット（図示せず）を内部に収容するものである。なお、図１及び図２においては、ケース２０の一部のみを描いていることに留意されたい。図１及び図２に示すように、ケース２０は、ベアリング１０を組み付けるためのベアリング組付部２１と、ベアリング１０の側面に対向する対向壁２２等を備えている。

図２に示すように、ベアリング組付部２１は、ベアリング１０における外輪１３の外周面１３Ａ（外周面１０Ａ）に沿って形成され、外輪１３を嵌め込むための開口を有している。ベアリング組付部２１は、外輪１３の外径よりも僅かに大きい径に形成されており、ベアリング１０が例えば、隙間嵌めによって嵌め込まれている。これにより、外輪１３の外周面１３Ａ（外周面１０Ａとも称する）がケース２０（ベアリング組付部２１）に支持される。

対向壁２２は、ベアリング１０の一方側（図示手前側）の側面１０Ｂに対向するように形成されている。また、対向壁２２は、図１に示すように、円環状に形成されており、外輪１３の側面１３Ｂを円周方向に覆うものとされている。また、対向壁２２には、凹部２３が形成されている。

凹部２３は、対向壁２２の径方向中間において、円周方向沿って形成されている。凹部２３は、後述するシム３０との対向面が、窪むように湾曲形成されている。言い換えると、凹部２３は、シム３０に対して反対側の外側面が、外側方向（図示手前側）に突出するように湾曲形成されている。従って、凹部２３は、窪み部分にオイルを溜めることが可能である。また、詳細は後述するが、凹部２３は、シム３０の突出部３２を受け入れ可能なものとされている。

図２及び図３に示すように、シム３０は、例えば、金属を素材とした円形の板状部材で形成されると共に、中央部に開孔３３（図３参照）が形成されている。すなわち、シム３０は、円環状に形成されている。図２に示すように、シム３０は、開孔３３に回転軸２が挿通され、対向壁２２及びベアリング１０の側面１０Ｂの間に配されている。シム３０は、対向壁２２及びベアリング１０の側面１０Ｂの間の隙間を調整するスペーサとしての機能と、後述するオイルを潤滑させるための機能と、を有する。また、シム３０は、外輪１３の側面１３Ｂに対して当接する当接部３１と、対向壁２２に向けて突出形成された突出部３２と、を備えている。

当接部３１は、平坦な面として形成されており、一方側の面が外輪１３の側面１３Ｂと当接している。当接部３１は、他方側の面が、対向壁２２における凹部２３の基端側と当接している。すなわち、当接部３１は、外輪１３の側面１３Ｂ及び対向壁２２によって挟持されており、側面１３Ｂ及び対向壁２２の間の隙間を調整するスペーサとして機能する。従って、当接部３１は、外輪１３の径方向への移動を抑制できる。

突出部３２は、対向壁２２に向けて突出形成されている。具体的には、突出部３２は、径方向の中間部が対向壁２２に向けて屈曲されている。すなわち、突出部３２は、図示のように平面方向からの断面視において、対向壁２２に向けて三角形状に突出形成されている。また、突出部３２は、凹部２３に受け入れ可能に突出している。突出部３２は、ベアリング１０の側面１０Ｂと対向する側において、オイルを溜めることができる。これにより、溜まったオイルがベアリング１０に供給され、ベアリング１０の潤滑と冷却が行われる。

また、突出部３２の突出端と、凹部２３との間には、隙間４０が形成されている。隙間４０は、突出部３２の壁面と、凹部２３の内壁とによって隔てられた空間であり、内部にオイルを溜めることができる。隙間４０に溜まったオイルは、シム３０、対向壁２２、及びベアリング１０の潤滑や冷却に供される。また、隙間４０に溜まったオイルは、シム３０の当接部３１周辺や、シム３０と対向壁２２との境界部周辺の潤滑や冷却に供される。これにより、ケース２０の摩耗や焼き付きが抑制される。

突出部３２の突出量は、凹部２３の凹み量（窪み量とも称する）よりも小さく設定するとよい。かかる構成とすることにより、突出部３２と凹部２３との間に大きな隙間４０が形成される。これにより、隙間４０に、より一層多くのオイルを溜めることができるので、ケース２０及びシム３０の潤滑と冷却が効率良く行われる。そのため、ケース２０の摩耗や焼き付きが、より一層抑制される。

以上が、本発明のベアリング組付構造１の一実施形態であり、次に、本発明のベアリング組付構造１による作用効果について説明する。

上述したベアリング組付構造１は、シム３０が、ケース２０の対向壁２２と、ベアリング１０の側面１０Ｂとの間に配されており、当該シム３０が、対向壁２２に向けて突出形成された突出部３２を有するものとされている。従って、ベアリング組付構造１は、突出部３２におけるベアリング１０側にオイルを溜めることができるので、ベアリング１０とシム３０との間をオイルで潤滑できる。また、ベアリング組付構造１は、対向壁２２が、突出部３２を受け入れる凹部２３を有し、突出部３２及び凹部２３の間に隙間４０が形成されている。従って、ベアリング組付構造１は、隙間４０にオイルを溜めることができる。これにより、ベアリング組付構造１は、ケース２０及びシム３０の間やベアリング１０にオイルを流入させることができるので、ケース２０及びシム３０の間やベアリング１０の潤滑・冷却を行うことができる。また、これにより、ベアリング組付構造１は、ケース２０の摩耗や焼き付きを抑制できる。なお、上述したベアリング組付構造１は、ボールベアリングやローラベアリング等の各種のベアリング１０のケース２０への組み付けに利用できる。

また、上述したベアリング組付構造１は、シム３０が、少なくともベアリング１０の外輪１３においてベアリング１０の側面１０Ｂ（側面１３Ｂ）に対して当接する当接部３１を備えている。そのため、ベアリング組付構造１は、ベアリング１０の外輪１３とケース２０との間の隙間４０を適正に保つことができ、ベアリング１０を正確にケース２０に組み付けることができる。

また、上述したベアリング組付構造１における回転軸２は、径方向（スラスト方向）の応力が掛かる位置に配するとよい。かかる構成とすることにより、径方向の応力を受けた回転軸２が、僅かに傾斜し、隙間４０に向けてのオイルの流入が促進される。すなわち、回転軸２が傾斜することにより、隙間４０に向けての開口が拡がると共に、回転軸２に沿ってオイルが隙間４０に向けて案内されるので、隙間４０へのオイルの流入が促進される。なお、回転軸２は、径方向の応力が掛かる位置に配されるものだけではなく、各種の位置に配することができる。例えば、回転軸２は、軸方向（ラジアル方向）の応力が掛かる位置に配されるものなど、各種の方向の応力が掛かる位置に配することができる。また、回転軸２は、応力の影響が少ない位置に配することもできる。

また、上述したベアリング組付構造１は、回転軸２の軸線方向一方側にギア３が支持されており、ギア３と隣接して、ベアリング１０が配置されており、対向壁２２及びシム３０が、ベアリング１０を介して、ギア３とは反対側に配置されている。そのため、ベアリング組付構造１は、回転軸２の軸線方向一方側にギア３が支持されているような場合であっても、ベアリング１０を適切に潤滑及び冷却することができる。これにより、ベアリング組付構造１は、ケースの摩耗や焼き付きを抑制できる。

以上が、本発明に係るベアリング組付構造１の実施形態であるが、本発明のベアリング組付構造１は、上述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形を行うことができる。

本実施形態では、シム３０が、金属製の素材で円環状に形成されているものを例示したが、これには限定されず、シム３０は、各種の素材で、各種の形状や大きさに形成することができる。また、本実施形態では、対向壁２２が、円環状に形成されているものを例示したが、これには限定されず、対向壁２２は、各種の素材で、各種の形状や大きさに形成することができる。例えば、対向壁２２が、円形状に形成され、開孔を有しないものとすることもできる。また、突出部３２の突出量は、突出部３２や凹部２３の形状や大きさに応じて、適宜変更することができる。すなわち、突出部３２の突出量や凹部２３の凹み量は、隙間４０が形成される範囲で、適宜変更できる。また、本実施形態では、シム３０の突出部３２及び対向壁２２が離間しているが、突出部３２が対向壁２２（凹部２３を含む）の内面に当接していてもよい。かかる場合は、隙間４０が、閉空間を形成することになるが、負荷による回転軸２の傾斜等により、閉空間が開口され、隙間４０にオイルが供給される。そのため、本発明のベアリング組付構造１は、突出部３２及び対向壁２２が当接する場合であっても利用することができる。また、ケース２０は、各種の形状や大きさのものを採用できる。また、ベアリング組付部２１は、ベアリング１０の形状・構造・大きさ等に応じて、様々な形状・大きさに形成することができる。

また、シム３０の当接部３１は、外輪１３の側面１３Ｂに少なくとも一部が当接する範囲で、各種の位置に設定することができる。また、本実施形態では、突出部３２が対向壁２２に向けて屈曲形成されているが、突出部３２は、屈曲しているものだけではなく、各種の形状や大きさに形成することができる。例えば、突出部３２が円弧状に湾曲形成されていてもよい。また、突出部３２が形成される位置は、凹部２３の形成位置や凹部２３の大きさ等に応じて適宜変更することができる。また、シム３０は、当接部３１や突出部３２の形成位置、あるいは、ベアリング１０やケース２０の形状や大きさ等に応じて、適宜変更することができる。また、対向壁２２における凹部２３は、円弧状に湾曲形成されているものだけではなく、突出部３２を受け入れ可能な各種の形状や大きさに形成することができる。例えば、凹部２３が、屈曲形成されていてもよい。また、隙間４０は、形成される位置やオイルの特性等に応じて、各種の形状や大きさに形成することができる。

本実施形態では、回転軸２の軸線方向一方側にギア３が支持されており、ギア３と隣接して、ベアリング１０が配置されているが、本発明のベアリング組付構造１は、これに限定されるものではなく、各種の回転軸２に対して利用することができる。例えば、本発明のベアリング組付構造１は、一方側にギア３が支持されていない回転軸２に対しても利用できる。また、本実施形態では、ベアリング１０が、回転軸２の先端部分に取り付けられているが、ベアリング１０が、回転軸２の中間部分に取り付けられていてもよい。すなわち、回転軸２がベアリング１０の内輪１１に挿通されていてもよい。かかる場合は、上述の実施形態のように、対向壁２２に回転軸２を挿通するための開孔を設けるとよい。

以上が、本発明に係るベアリング組付構造１の各種の実施形態や変形例であるが、本発明は上述した実施形態や変形例において例示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示及び精神から他の実施形態があり得ることは当業者に容易に理解できよう。

本発明のベアリング組付構造は、ボールベアリングやローラベアリング等の各種のベアリングの組み付けに利用することができ、特に車両等における変速機に好ましく利用することができる。

１ ：ベアリング組付構造
２ ：回転軸
１０ ：ベアリング
１０Ａ：外周面
１０Ｂ：側面
１１ ：内輪
１３ ：外輪
１３Ａ：外周面
１３Ｂ：側面
２０ ：ケース
２１ ：ベアリング組付部
２２ ：対向壁
２３ ：凹部
３０ ：シム
３１ ：当接部
３２ ：突出部
４０ ：隙間

Claims (3)

1. 変速機の回転軸をベアリングを介して回転可能に支持するベアリング組付構造であって、
   前記ベアリングの側面に対向する対向壁を有し、前記ベアリングが組み付けられるベアリング組付部を備えたケースと、
   中央部に前記回転軸が挿通されると共に、前記対向壁及び前記ベアリングの側面の間に配されるシムと、
   を備え、
   前記シムは、少なくとも前記ベアリングの外輪において当該ベアリングの側面に対して当接する当接部と、前記対向壁に向けて突出形成された突出部と、を備えており、
   前記対向壁は、前記突出部を受け入れる凹部を有し、
   前記突出部及び前記凹部の間に隙間が形成されていること、を特徴とするベアリング組付構造。
2. 前記回転軸は、径方向への応力が作用するものであること、を特徴とする請求項１に記載のベアリング組付構造。
3. 前記シムが、円環状に形成されており、
   前記対向壁が、円形状又は円環状に形成されており、
   前記突出部の突出量が、前記凹部の凹み量よりも小さいこと、を特徴とする請求項１又は２に記載のベアリング組付構造。

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