JP4905220B2

JP4905220B2 - 転がり軸受装置

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Publication number: JP4905220B2
Application number: JP2007090821A
Authority: JP
Inventors: 寛一耕田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008249018A

Description

この発明は、円錐コロ軸受、アンギュラ玉軸受などの予圧をかけて使用する転がり軸受を組み込んだ転がり軸受装置に関する。

円錐ころ軸受やアンギュラ玉軸受は、軸方向の予圧をかけた状態で使用される。例えば、トランスミッションユニット等の自動車用のギア式駆動伝達ユニットには、その要所（例えばトランスミッションユニットでは終減速装置部分）に円錐ころ軸受が採用されており、図３（ａ）に示すように、円錐ころ軸受１１１の内輪１３３に回転軸１１５を圧入するとともに、トランスミッションケースの軸受ハウジング１２５に外輪１３２を圧入し、その後に軸方向一方側（矢印ａ）へ向けて予圧を付与するようになっている。予圧を与えると、外輪１３２は円錐ころ１３４の傾斜した転動面上での分力を受けて軸方向及び径方向に変位し、その右端面１３２ｃと外周面１３２ｂとが軸受ハウジング１２５の内端面１２５ｃと内周面１２５ａとに押しつけられて予圧が支持される。

一方、近年は軽量化の一環として、トランスミッションケース（軸受ハウジング）をＡｌ合金などの軽金属で構成することが行なわれている。Ａｌは構造材料中でも線膨張係数が最も高く（室温で約２３．５×１０^−６／℃：以下、線膨張係数の単位はｐｐｍ／℃と略記する））、回転軸や円錐ころ軸受を構成する鋼（Ｆｅ系材料）の線膨張係数（室温で約１２ｐｐｍ／℃）とは相当の差がある。

回転軸と軸受ハウジングとが同じ材料である場合、温度による寸法変化も同じであるので、円錐ころ軸受にかかる予圧に大きな変化はない。しかし、軸受ハウジングを軽金属で構成すると、温度上昇によって軸受ハウジングが回転軸よりも大きく寸法変化し、予圧が抜けてしまうおそれがある。
具体的には、図３（ｂ）に示すように、トランスミッションが昇温すると、軸受ハウジング１２５及び回転軸１１５が膨張するが、その膨張による寸法変化の差によって、外輪１３２の内周軌道面１３２ａが円錐ころ１３４の転動面から矢印ｂ方向に離反する。つまり、円錐ころ軸受１１１のアキシャル隙間及びラジアル隙間が温度により大きく変化し、予圧不足となる。このような予圧不足は、ギヤのガタツキを招き、騒音発生の原因となる。

かかる問題を解消し得るものとして、下記特許文献１には、油圧やバネによって外輪に予圧を付与するようにした転がり軸受装置が開示されている。具体的には、軸受ハウジングに有底筒形のシリンダを形成し、このシリンダ内に、外輪を軸方向摺動可能に嵌合するとともに、外輪の軸方向外端部に当接する円盤状の予圧部材（ピストン）を設け、シリンダ内面と予圧部材とに囲まれた油圧室に油圧ポンプによってオイルを供給するようになっている。さらに、油圧室内には、予圧部材を軸方向内方に付勢する圧縮コイルバネを設けている。

この構成では、油圧及び圧縮コイルバネによって予圧部材に予圧を付与する一方、昇温によって軸受ハウジングが回転軸及び外輪よりも大きく寸法変化したときには、圧縮コイルバネと油圧の作用によって、予圧部材を介して外輪を軸方向内方に移動させ、円錐ころ軸受のアキシャル隙間及びラジアル隙間の変化を抑えて予圧不足を解消することが可能である。
特開２００６−１５３０９０号公報

特許文献１の技術では、シリンダが軸受全体に対応するように大きく（大径に）形成されている。そのため、シリンダの熱膨張による寸法変化量が大きくなり、予圧部材との間の隙間も大きくなる。一方、予圧部材の外周面とシリンダの内周面との間には、１つのＯリングが介在しているだけである。そのため、シリンダが熱膨張によって拡径すると予圧部材が傾きやすく、軸受ハウジングとの隙間からオイルが漏れやすくなり、十分に予圧を付与できなくなる可能性がある。
また、予圧部材の外周面とシリンダの内周面との間に介在するＯリングは、軸受ハウジングが昇温状態から冷却された際の油圧室内の圧力上昇を防止するために、オイルが通過することを許容しており、オイル漏れを完全には防止できるものではない。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、外輪に予圧を付与するピストンのシリンダ内での傾きを防止し、シリンダの液体圧室からの液体漏れを防止することができる転がり軸受装置を提供することを目的とする。

本発明に係る転がり軸受は、転動体と、この転動体が転動する軌道面を外周に有する内輪と、前記転動体が転動するとともに前記転動体からの径方向荷重と軸方向一方側へ向く荷重とを受ける軌道面を内周に有し且つ第１の線膨張係数を有する外輪と、を備えた転がり軸受と、前記外輪の外周面が軸方向移動可能に嵌合する内周面を有し且つ第１の線膨張係数よりも大きい第２の線膨張係数を有する軸受ハウジングと、前記内輪の内周面に嵌合し、且つ、前記第２の線膨張係数よりも小さい第３の線膨張係数を有する回転軸と、液体圧によって前記外輪に軸方向他方側へ向く予圧を付与する予圧付与機構と、を備えており、前記予圧付与機構が、前記外輪よりも前記軸方向一方側に配置されたシリンダと、このシリンダと前記外輪との間に介在し、前記シリンダの前記外輪側の開口を塞ぐ隔壁と、前記シリンダと前記軸受ハウジングとを連通するように前記隔壁に形成される貫通孔と、前記シリンダの内周面に軸方向摺動可能に嵌合される受圧部と、前記貫通孔に軸方向摺動可能に嵌合され前記外輪の前記軸方向一方側端面に当接する押圧部とを有するピストンと、前記シリンダ内に、前記受圧部に作用する液体圧を供給する圧力供給手段と、前記シリンダの内周面と前記受圧部の外周面との間に設けられる第１シール部材と、前記貫通孔の内周面と前記押圧部の外周面との間に設けられる第２シール部材と、を備えていることを特徴とする。

これによれば、予圧付与機構のピストンは、シリンダ内周面と貫通孔内周面との少なくとも２カ所で第１，第２シール部材を介して支持されることになるので、シリンダや隔壁が熱膨張したとしても、ピストンの傾きを防止することができる。したがって、ピストンに作用する液体がシール部材を通過して外輪側に漏れてしまうことを防止することができる。

前記シリンダは、３つ以上設けられるとともに、前記転がり軸受の軸心回りに等間隔に配置されていることが好ましい。この場合、各シリンダに嵌合するピストンによって外輪に均等に予圧を付与することができる。また、個々のシリンダを従来よりも小さく（小径に）形成することが可能となるので、シリンダの熱膨張による寸法変化量を小さくし、ピストンとの隙間の変化も小さくすることができ、ピストンの傾きを防止するとともに、第１，第２シール部材によるシール機能を好適に維持することができる。

前記シリンダ内において前記ピストンと前記隔壁との間に空気室が形成され、前記空気室と前記シリンダ外部とを連通する通孔が前記シリンダに形成されていることが好ましい。これによれば、ピストンが軸方向に摺動することにより空気室が拡縮しても、当該空気室内の圧力を略一定に維持することができる。そのため、ピストンの摺動に伴って、シリンダ内の液体（作動油）や、軸受ハウジング内の液体（潤滑油等）や摩耗粉等が、第１，第２シール部材を通過して空気室内に吸引されたり、逆に、空気室内の塵等がシリンダの液体圧室や軸受ハウジングへ排出されたりすることを防止することができる。

本発明によれば、外輪に予圧を付与するピストンのシリンダ内での傾きを防止し、シリンダの液体圧室からの液体漏れを防止することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る転がり軸受装置を示す側面断面図である。この転がり軸受装置は、トランスミッション１０に転がり軸受１１を組み込むことにより構成されている。トランスミッション１０は、ケース１２と、ケース１２の内部に組み込まれたギヤボックス１３と、ギヤボックス１３を貫通するように互いに平行に設けられた入力軸１４及び出力軸（回転軸）１５とを備えている。入力軸１４及び出力軸１５は、ギヤボックス１３内の変速ギヤ１６により連動して回転する。

変速ギヤ１６は、例えば、マニュアルタイプとされており、入力軸１４に互いに歯数の異なる複数枚の入力ギヤ１８を設けるとともに、出力軸１５に互いに歯数の異なる出力ギヤ１９を設け、得るべき変速比又は前進／後退の区別に応じて、入力軸１４上のギヤ１８と出力軸１５上のギヤ１９との噛み合いの組み合わせを切り替えることによって変速可能となっている。これら入力ギヤ１８及び出力ギヤ１９にはスパーギヤやヘリカルギヤが用いられる。また、変速ギヤ１６は、遊星ギヤ機構等を用いたオートマチックタイプであってもよい。

入力軸１４の両端は、ケース１２内の内側に固定された円筒ころ軸受２１及び玉軸受２２によりそれぞれ回転可能に支持されている。出力軸１５の両端部は、円錐ころ軸受１１，２３によりそれぞれ支持されている。軸方向一方側（左側）の円錐ころ軸受（第１円錐ころ軸受）１１は、ケース１２と一体の軸受ハウジング２５に嵌合され、軸方向他方側（右側）の円錐ころ軸受（第２円錐ころ軸受）２３は、ケース１２と一体の軸受ハウジング２６に嵌合固定されている。また、左側の円錐ころ軸受１１は、予圧付与機構３０から軸方向内方（右方向）へ向く予圧が付与されている。この予圧付与機構３０については後に詳述する。

図２は、本発明の要部を拡大して示す断面図である。左側の円錐ころ軸受１１は、外輪３２と、内輪３３と、外輪３２及び内輪３３の間に配置された複数の円錐ころ（転動体）３４とを備えている。外輪３２の外周面は、軸受ハウジング２５の内周面に嵌合され、外輪３２の内周面には、円錐ころ３４が斜接して転動する内周軌道面３２ａが形成されている。内輪３３の外周面には、円錐ころ３４が斜接して転動する外周軌道面３３ａが形成され、内輪３３の内周面には出力軸１５が嵌合されている。内輪３３と円錐ころ３４との接触角および円錐ころ３４と外輪３２との接触角は、軸方向内側（右側）から軸方向外側（左側）に向けて拡径するように設定されている。なお、ここで接触角は、ＪＩＳＢ０１０４−１９９１に規定された呼び接触角に準じる。
これらの構成は、右側の円錐ころ軸受２３（図１）についても、軸方向内側が左側に、軸方向外側が右側になる点以外は、同様である。

左側の円錐ころ軸受１１の外輪３２は、軸受ハウジング２５の内周面に軸方向摺動可能に嵌合されている。この外輪３２の外周面には、当該摺動をスムーズにするために固体潤滑剤がコーティングされている。固体潤滑剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂や二硫化モリブデン、グラファイト、モリブデンやこれらを樹脂に分散させたものを使用することができる。

円錐ころ軸受１１の外輪３２は、第１の線膨張係数を有している。これに対して、軸受ハウジング２５は、第１の線膨張係数よりも大きい第２の線膨張係数を有している。また、出力軸１５は、第２の線膨張係数よりも小さい第３の線膨張係数を有している。
例えば、円錐ころ軸受１１は、外輪３２、内輪３３及び転動体３４が、いずれも鋼製（例えば、軸受鋼、はだ焼鋼、浸炭鋼）にて形成され、軸受ハウジング２５は、軽金属製（Ａｌ又はＭｇのいずれかを主成分（５０質量％以上の含有率）とする金属製）にて形成され、出力軸１５は、鋼製（例えば、機械構造用低合金鋼製）にて形成されている。好ましくは、軸受ハウジング２５は、加工性及び耐食性の観点からＡｌまたはＡｌ合金が使用され、Ａｌ合金としては、例えばダイキャスト用Ａｌ合金が使用される。本実施形態では、ケース１２（図１）もＡｌ合金製であり、軸受ハウジング２５はケース１２の内面に一体化されている。

軸受ハウジング２５の構成主成分であるＡｌの線膨張係数（第２の線膨張係数）は２３〜２４ｐｐｍ／℃、出力軸１５及び円錐ころ軸受１１の構成主成分であるＦｅの線膨張係数（第１，第３の線膨張係数）は、約１２〜１３ｐｐｍ／℃である。また、一般に、自動車のトランスミッションにおける軸受使用環境温度は−４０℃以上１５０℃以下の範囲（寒冷地及び高速連続運転等を除いた通常到達温度は、５０℃以上８０℃以下）である。

図１に示すように、予圧付与機構３０は、円錐ころ軸受１１の外輪３２に軸方向内方への予圧を付与するものであり、外輪３２よりも軸方向外側に設けられたシリンダ３６と、シリンダ３６に設けられたピストン３７と、シリンダ３６に接続され、シリンダ３６内に油圧（液体圧）を供給する圧力供給手段Ａとを備えている。シリンダ３６及びピストン３７は複数組、具体的には３組以上設けられ、これらは円錐ころ軸受１１の軸心回り（周方向）に等間隔に配置されている。なお、図１には、上下に配置された２組のシリンダ３６及びピストン３７が示されている。

軸受ハウジング２５の軸方向外端部にはシリンダブロック３８が連設され、このシリンダブロック３８に複数の穴を形成することによって複数のシリンダ３６が構成されている。シリンダブロック３８は、軸受ハウジング２５と同一材料又は略同一の線膨張係数（第２の線膨張係数）を有する材料によって形成されている。シリンダブロック３８は、軸受ハウジング２５とは別体に形成され、当該軸受ハウジング２５にボルト等によって連結されている。ただし、シリンダブロック３８は、軸受ハウジング２５と一体形成してもよいし、シリンダブロック３８を複数に分割形成し、その一部を軸受ハウジング２５と一体形成してもよい。

図２に示すように、シリンダ３６と外輪３２との間には隔壁４０が介在し、この隔壁４０はシリンダ３６の軸方向内側（外輪３２側）の開口を塞いでいる。また、隔壁４０にはシリンダ３６と軸受ハウジング２５とを連通する貫通孔４１が形成されている。貫通孔４１の内径はシリンダ３６の内径よりも小径とされている。図２の例では、隔壁４０は、軸受ハウジング２５と一体に形成されているが、シリンダブロック３８と一体に形成されていてもよく、また、軸受ハウジング２５及びシリンダブロック３８とは別体とし、ボルト等によって連結してもよい。

ピストン３７は、シリンダ３６内に軸方向に摺動可能に嵌合される受圧部３７ａと、この受圧部３７ａから軸方向内方（右方）に突出し、貫通孔４１に軸方向摺動可能に嵌合される押圧部３７ｂとを有している。押圧部３７ｂの先端は外輪３２の軸方向外端面に当接されている。受圧部３７ａの外周面とシリンダ３６の内周面との間にはＯリング（第１シール部材）４３が設けられている。押圧部３７ｂの外周面と貫通孔４１の内周面との間にもＯリング（第２シール部材）４４が設けられている。Ｏリング４３，４４は強化ゴム製であり、そのゴムの材質は、予圧付与機構３０等のオイル（作動油）との接触を考慮して、機械的強度と耐油性とを両立できるゴム、例えば、ニトリルゴム（特に、水素化ニトリルゴム）、アクリルゴム、シリコンゴム及びフッ素ゴム等が好適である。

受圧部３７ａの軸方向外端面と、シリンダ３６内面との間に形成される空間は、油圧室（液体圧室）４５とされている。また、受圧部３７ａの軸方向内端面と、シリンダ３６内面及び隔壁４０の軸方向外端面の間に形成される空間は、空気室５４とされている。この空気室５４は、通孔５５を介してシリンダ３６外部に連通している。

圧力供給手段Ａは、オイルを供給する油圧ポンプ４９と、この油圧ポンプ４９と各シリンダ３６とを接続する供給油路４８と、供給油路４８に設けられた逆止弁５０とを備えている。この供給油路４８の下流側はシリンダブロック３８に形成され、各シリンダ３６に連通している。逆止弁５０は、シリンダブロック３８に設けられ、チェックボール及び付勢部材等を有しており、油圧ポンプ４９から油圧室４５内への設定圧以上のオイルの流れを許容し、その逆方向のオイルの流れを阻止している。

油圧ポンプ４９の作動により供給油路４８を介して各油圧室４５にオイルを供給すると、ピストン３７が軸方向内方（右方）へ移動し、ピストン３７の押圧部３７ｂが外輪３２を押し、外輪３２に予圧を付与する。外輪３２は、円錐ころ３４の傾斜した転動面から分力を受けて軸方向及び径方向に変位し、径方向の予圧は、外輪３２の外周面が軸受ハウジング２５の内周面に押し付けられることによって支持される。

また、予圧付与機構３０は、油圧室４５内の圧力が高まることによって円錐ころ軸受１１に過予圧が付与されようとした場合に、油圧室４５内のオイルを排出して予圧を抜くための圧力排出手段Ｂをも備えている。この圧力排出手段Ｂは、各シリンダ３６の油圧室４５と、油タンク５２とを接続する排出油路５１と、この排出油路５１に設けられたリリーフ弁５３とを備えている。排出油路５１の上流側は、シリンダブロック３８に形成された供給油路４８の下流側と共通の油路により各シリンダ３６に接続されている。リリーフ弁５３は、シリンダブロック３８に設けられ、チェックボール及び付勢部材等を有しており、設定圧以上のオイルが油圧室４５から油タンク５２へ流れるのを許容し、その逆方向のオイルの流れを阻止している。リリーフ弁５３の設定圧は、逆止弁５０の設定圧よりも高くなっている。

油圧ポンプ４９は制御装置６０により動作制御されている。各シリンダ３６の油圧室４５の圧力は圧力センサ６１により検出され、当該圧力が、逆止弁５０の設定圧以上でリリーフ弁５３の設定圧未満の範囲にある所定の圧力（以下、基準圧力という）であるとき、油圧ポンプ４９は制御装置６０により停止され、当該圧力が逆止弁５０の設定圧力以下であるとき、油圧ポンプ４９は制御装置６０により駆動される。

以下、本実施形態にかかる転がり軸受装置の作用について説明する。
前述のように、円錐ころ軸受１１の外輪３２には、油圧ポンプ４９から油圧室４５にオイルを供給することによって軸方向の予圧が付与され、外輪３２の外周面が軸受ハウジング２５の内周面に押し付けられて支持される。この際、複数のシリンダ３６及びピストン３７が周方向等間隔に配置されているので、各ピストン３７によって外輪３２に均等に予圧を付与することができる。
トランスミッション１０の温度が比較的低温で一定に保たれている場合、軸受ハウジング２５、外輪３２、出力軸１５の熱膨張による寸法変化の差はさほど生じず、予圧も一定に保たれる。

トランスミッション１０が昇温すると、出力軸１５よりもトランスミッション１０及び軸受ハウジング２５，２６の方が線膨張係数が大きいため、トランスミッション１０及び軸受ハウジング２５，２６が軸方向に大きく膨張し、外輪３２が円錐ころ３４から離反しようとする。
また、円錐ころ軸受１１よりも軸受ハウジング２５の方が線膨張係数が大きいため、軸受ハウジング２５の内周面が拡径し、外輪３２の外周面から離反しようとする。つまり、軸受ハウジング２５の内周面による外輪３２の外周面の支持位置が径方向外方に変化し、軸受ハウジング２５による外輪３２への反力が減少する。

この際、外輪３２は、油圧室４５内の油圧によって軸方向内方へ押圧され、外輪３２に付与される予圧と、軸受ハウジング２５からの反力とがバランスする位置まで移動する。その結果、温度上昇によって外輪３２の外周面の支持位置が移動しても、外輪３２に対する予圧はほぼ一定に保たれる。この外輪３２の移動に伴って油圧室４５の油圧が逆止弁５０の設定圧よりも低下すると油圧ポンプ４９が作動し、基準圧力になるまで油圧室４５にオイルを供給し、その後停止する。

ピストン３７は、シリンダ３６の内周面と、貫通孔４１の内周面との２カ所でＯリング４３，４４を介して支持されているので、温度上昇によりシリンダ３６が熱膨張したとしてもシリンダ３６内で傾くことはほとんどない。そのため、ピストン３７が傾くことに伴い、Ｏリング４３，４４を通過して油圧室４５のオイルが空気室５４側に漏れたり、軸受ハウジング側の潤滑油や摩耗粉等が空気室５４側に侵入したりすることを防止することができる。

ピストン３７が移動することによって、受圧部３７ａと隔壁４０との間の空気室５４の容積が変化すると、通孔５５を介して空気室５４内の空気が出入りし、空気圧が一定に維持される。そのため、油圧室４５のオイルや軸受ハウジング２５内の潤滑油や摩耗粉等が空気室５４に吸引されたり、逆に、空気室５４内の塵等が油圧室４５や軸受ハウジング２５内に排出されたりするようなことが防止される。

また、油圧室４５のオイルや軸受ハウジング２５内の潤滑油が液体であることから、万が一、Ｏリング４３，４４を通じてこれらの液体が空気室５４内に入り込んでも、通孔５５がシリンダ５６外部に連通していることから、ピストン３７が軸方向内側に移動した際に、これらの液体を通孔５５を介してシリンダ３６外部に押し出すことができ、浸入した液体によって、ピストン３７が軸方向内側へ移動できなくなることを防止できる。

複数のシリンダ３６は、それぞれ円錐ころ軸受１１の外輪３２の一部に対応するように形成されており、従来のように軸受全体に対応するように形成されたシリンダと比べて、非常に小さく（小径に）形成されている。そのため、昇温時の熱膨張によるシリンダ３６の寸法変化量は小さく、ピストン３７との隙間の変化も小さくなるので、Ｏリング４３，４４によるシール機能が好適に維持され、油圧室４５からのオイル漏れを確実に防止することができる。また、全てのシリンダ３６に供給される油量も従来に比べて少なくすることができる。

油圧ポンプ４９は、油圧室４５内の圧力が低下したときのみ駆動して、油圧室４５内の圧力を所定の範囲に維持するものであるので、常に油圧ポンプ４９を駆動させる場合に比べて油圧ポンプ４９の駆動に要するエネルギーを低減することができる。

トランスミッション１０の温度が低下すると、軸受ハウジング２５及びシリンダブロック３８が軸方向及び径方向に熱収縮し、各シリンダ３６の油圧室４５も縮小する。これにより、油圧室４５内のオイルが加圧され、円錐ころ軸受１１には過予圧が付与されようとする。しかし、油圧室４５の圧力がリリーフ弁５３の設定圧よりも大きくなると、当該リリーフ弁５３が開いて油圧室４５内のオイルが排出されるので、油圧室４５内の圧力が適切に保たれ、円錐ころ軸受１１に過予圧が付与されることが防止される。また、この場合には、逆止弁５０によって油圧ポンプ４９側にオイルが逆流することが防止されている。

また、トランスミッション１０の変速やクラッチ（図示略）の断接等によって、出力軸１５に予圧付与方向とは逆方向（軸方向外方）への衝撃荷重等が加わった場合も、内輪３３、円錐ころ３４を介して外輪３２が油圧ポンプ４９による油圧に抗して軸方向外方に移動し、円錐ころ軸受１１に過予圧が付与されようとするが、この場合も圧力排出手段Ｂが機能して油圧室４５内のオイルが排出されるので、油圧室４５の圧力が適切に保たれ、円錐ころ軸受１１に過予圧が付与されることを防止することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。
上記実施形態では、複数のシリンダ３６及びピストン３７を円錐ころ軸受１１の軸心回りに配置していたが、当該軸心を中心とする環状のシリンダ３６を形成し、このシリンダ３６に環状の受圧部３７ａを軸方向摺動可能に設け、受圧部３７ａに周方向に複数の押圧部３７ｂを突出させてもよい。また、円錐ころ軸受１１の軸心上に円錐ころ軸受１１全体に対応する大きさの１つのシリンダ３６を設け、このシリンダ３６に嵌合するピストン３７の受圧部３７ａ及び押圧部３７ｂをそれぞれＯリング４３，４４で支持することもできる。

上記実施形態では、予圧付与機構３０の圧力排出手段Ｂとしてリリーフ弁５３を用いていたが、圧力センサ６１の検出値に応じて開閉する電磁弁等を用いてもよい。
また、通孔５５からの塵等の侵入を防止するために、通孔５５にフィルター部材を取り付けてもよい。
また、上記実施形態では、トランスミッションに用いられる転がり軸受装置を示しているが、四輪駆動車の駆動分配軸用のギヤユニット等、他の装置にも適用することができる。また、転がり軸受としては、円錐ころ軸受に限らずアンギュラ玉軸受、深みぞ玉軸受等の予圧を使用する他の転がり軸受であってもよい。

本発明の実施形態に係る転がり軸受装置であるトランスミッションを示す断面図である。転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。従来の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。

符号の説明

１０トランスミッション（転がり軸受装置）
１１円錐ころ軸受（転がり軸受）
１５出力軸（回転軸）
２５軸受ハウジング
３０予圧付与機構
３２外輪
３３内輪
３４円錐ころ（転動体）
３６シリンダ
３７ピストン
３７ａ受圧部
３７ｂ押圧部
４０隔壁
４１貫通孔
４３Ｏリング（第１シール部材）
４４Ｏリング（第２シール部材）
４５油圧室
５４空気室
５５通孔

Claims

転動体と、この転動体が転動する軌道面を外周に有する内輪と、前記転動体が転動するとともに前記転動体からの径方向荷重と軸方向一方側へ向く荷重とを受ける軌道面を内周に有し且つ第１の線膨張係数を有する外輪と、を備えた転がり軸受と、
前記外輪の外周面が軸方向移動可能に嵌合する内周面を有し且つ第１の線膨張係数よりも大きい第２の線膨張係数を有する軸受ハウジングと、
前記内輪の内周面に嵌合し、且つ、前記第２の線膨張係数よりも小さい第３の線膨張係数を有する回転軸と、
液体圧によって前記外輪に軸方向他方側へ向く予圧を付与する予圧付与機構と、を備えており、
前記予圧付与機構が、
前記外輪よりも前記軸方向一方側に配置されたシリンダと、
このシリンダと前記外輪との間に介在し、前記シリンダの前記外輪側の開口を塞ぐ隔壁と、
前記シリンダと前記軸受ハウジングとを連通するように前記隔壁に形成される貫通孔と、
前記シリンダの内周面に軸方向摺動可能に嵌合される受圧部と、前記貫通孔に軸方向摺動可能に嵌合され、前記外輪の前記軸方向一方側端面に当接する押圧部とを有するピストンと、
前記シリンダ内に、前記受圧部に作用する液体圧を供給する圧力供給手段と、
前記シリンダの内周面と前記受圧部の外周面との間に設けられる第１シール部材と、
前記貫通孔の内周面と前記押圧部の外周面との間に設けられる第２シール部材と、を備えていることを特徴とする転がり軸受装置。
前記シリンダが、３つ以上設けられるとともに前記転がり軸受の軸心回りに等間隔に配置されている請求項１記載の転がり軸受装置。
前記シリンダ内において前記受圧部と前記隔壁との間に空気室が形成され、この空気室と前記シリンダ外部とを連通する通孔が前記シリンダに形成されている請求項１記載の転がり軸受装置。