JP5034531B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

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いる。図３（ａ）に示すように、前記円錐ころ軸受１１１は、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用ハウジング１２５に外輪１３２を嵌合し、その後に軸方向一方側（矢印ａ）へ向けて予圧を付与している。このように予圧を与えると、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、その左端面１３２ｃと外周面１３２ｂとがハウジング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、近年軽量化の一環として、トランスミッションケースをアルミニウム（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、ハウジングを軽金属で構成すると、温度上昇によって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、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、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、外輪を軸方向に摺動可能に嵌合するとともに、外輪の軸方向外端部に当該外端部の開口を閉塞する円盤状の予圧部材を沿わせ、シリンダ内面と予圧部材とに囲まれた加圧室に油圧ポンプによって作動油を供給するようになっている。さらに、加圧室内には、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

ところが、特許文献１の技術によれば、加圧室内の油圧を一定圧に維持するために、油圧ポンプから加圧室に作動油を常に供給しておく必要があるので、エネルギー消費が大きいという問題があった。特に、前記した予圧不足を解消する機構をオートマチックトランスミッションに採用する場合には、当該トランスミッションの油圧制御に用いる作動油の一部を前記加圧室に供給することが考えられるが、この場合、加圧室に供給する作動油分だけ油圧ポンプの吐出量を高める必要があるので、余分なエネルギーが必要になるという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、油圧等の流体圧を用いて転がり軸受に予圧を付与するにあたり、省エネルギー化を図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装置は、転動体と、
この転動体が転動するとともに当該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の線膨脹係数を有する外輪と、
前記転動体が転動する軌道面を外周に有し、予圧が付与された状態で前記転動体を介して外輪に組み込まれた内輪と、
前記外輪の外周面が軸方向へ移動可能に嵌合しているとともに、前記外輪の線膨脹係数よりも大きい第２の線膨張係数を有するハウジングと、
前記内輪の内周面に嵌合し、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、
前記外輪の前記軸方向一方側の端部部材と前記ハウジングとの間に密封可能な空間として構成された加圧室と、
前記加圧室に流体圧を作用させて前記外輪を軸方向他方側へ移動させることにより、前記ハウジングの熱膨張に伴う前記予圧の低下を抑制する予圧保持手段と、を備える転がり軸受装置であって、
前記予圧保持手段が、
流体供給路を介して前記加圧室に接続された圧力源と、
前記加圧室と圧力源との間の流体供給路に設けられ、流体圧が第１の設定圧力以上で前記加圧室への流体の流入を許容する逆止弁と、
前記加圧室が第１の設定圧力よりも高い第２の設定圧力以上で、当該加圧室からタンクへ流体を排出させる排出路に設けられたリリーフ弁と、
前記加圧室が第１の設定圧力未満になると、前記圧力源から前記逆止弁を通して加圧室に流体を供給し、第１の設定圧力を超え且つ第２の設定圧力未満である第３の設定圧力以上になると当該流体の供給を停止させる流体供給制御部と、を備えており、
前記外輪の前記軸方向一方側は縮径されて縮径部が形成されており、この縮径部の外周面にシール部材が嵌合されており、
前記シール部材により前記加圧室を密封可能な空間とすることを特徴としている。

このような構成の転がり軸受装置によれば、前記流体供給路の流体圧が第１の設定圧力以上であると、当該流体供給路の流体を前記逆止弁を通して加圧室へ供給することができ、前記加圧室が第１の設定圧力以下になると、前記流体供給制御部によって、前記圧力源から逆止弁を通して加圧室に流体を供給することができる。また、一旦昇温した後、転がり軸受装置の稼働の停止に伴う冷却等によって前記加圧室が第２の設定圧力以上になると、リリーフ弁を通して加圧室から流体を排出させることができる。そして、前記加圧室が前記第３の設定圧力以上になると前記流体供給制御部によって前記流体の供給を停止させることができる。したがって、圧力源から加圧室に流体を常に供給しておくことなく、昇温時には加圧室内の圧力を第１の設定圧力から第３の設定圧力の間に維持することができ、これらの加圧室の圧力によって、前記外輪を軸方向他方側へ移動させて、前記ハウジングの熱膨張に伴う前記予圧の低下を抑制することができる。また、冷却時等には加圧室内の圧力が過剰に上昇するのを防止することができる。

また、前記加圧室を構成する端部部材が、前記外輪の前記軸方向一方側の端部開口を塞いでいることが好ましい。この場合、流体が外輪を付勢するときの接触面積を増やすことができるとともに、当該流体供給時の流体圧の斑が生じにくくなり外輪が傾くのを防止することができる。

また、前記外輪と前記端部部材とは一体形成されているのが好ましい。この場合には、外輪の剛性を高めることができるので、ハウジングに対して外輪を軸方向へ移動可能に嵌合しているにもかかわらず、当該外輪の軌道面の真円度が悪化するのを抑制することができる。このため、軸受が振動したり寿命が低下したりするのを防止することができる。

本発明によれば、加圧室への流体の供給が必要なときにのみ圧力源から流体を供給することができるので、圧力源から流体を常に供給するものに比べて省エネルギー化を達成することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る転がり軸受装置１０を構成したトランスミッションを示す断面図である。このトランスミッションは、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を貫通させた状態で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ようになっている。

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又は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。なお、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の両端は、軸方向一方側（左側）の第１円錐ころ軸受１１及び軸方向他方側（右側）の第２円錐ころ軸受２３によりそれぞれ支持されている。第１円錐ころ軸受１１は、ケース１２と一体の第１ハウジング２５に嵌合され、第２円錐ころ軸受２３は、ケース１２と一体の第２ハウジング２６に嵌合固定されている。また、第１円錐ころ軸受１１は、予圧保持手段３０により軸方向内方（右方向）へ向く予圧が付与されている。この予圧保持手段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。同図に示すように、第１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、第１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。

第１円錐ころ軸受１１の外輪３２には、閉塞部材（端部部材）３６が設けられている。この閉塞部材３６は、外輪３２の軸方向外端部（左端部）において、外輪３２の開口部を塞ぐように外輪３２と一体に形成されている。したがって、外輪３２は、軸方向外端部が中実構造となり、軸方向内端部のみが開口した形状となっている。
また、外輪３２の外周の軸方向外端部側は縮径されており、この縮径部３２ｃの外周面にはシール部材３８が嵌合されている。

シール部材３８は、強化ゴム製の耐圧シールであり、縮径部３２ｃの外周面に嵌合した円筒部３８ａと、円筒部３８ａから径方向外方に突出するリップ部３８ｂとを有している。シール部材３８に使用するゴムの材質は、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。

リップ部３８ｂは、円筒部３８ａの軸方向内端部（右端部）を基端として径方向外方に延びる円環部３８ｄと、円環部３８ｄの径方向外端部から軸方向外方（左方）に延びる当接部３８ｃとを有している。当接部３８ｃの外周面は、径方向外方へ向けて先細り状となる山形状とされている。リップ部３８ｂは、径方向内方に弾性変形することにより第１ハウジング２５の内周面に圧接されている。なお、リップ部３８ｂの形状は、これに限定されるものではなく、円筒部３８ａから径方向外方及び軸方向外方へ略直線的に斜めに延びる形状としてもよい。

第１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、第１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、第１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（例えば、軸受鋼、はだ焼鋼、浸炭鋼）にて形成され、第１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）にて形成され、出力軸１５は、鋼（例えば、機械構造用炭素鋼）にて形成されている。好ましくは、第１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、第１ハウジング２５はケース１２の内面に一体化されている。

第１ハウジング２５の主成分であるＡｌの線膨張係数（第２の線膨張係数）は２３〜２４ｐｐｍ／℃、出力軸１５及び第１円錐ころ軸受１１の主成分である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。

前記予圧保持手段３０は、第１円錐ころ軸受１１に軸方向内方への予圧を付与するものであり、第１ハウジング２５に設けられた有底円筒状のシリンダ４３と、このシリンダ４３に接続され、シリンダ４３内に作動油を供給する作動油供給機構Ａと、シリンダ４３内の作動油を排出させる作動油排出機構Ｂとを備えている。
シリンダ４３の内周には、外輪３２の大径部３２ｂが軸方向に摺動可能に嵌合されており、シリンダ４３内面と外輪３２の閉塞部材３６との間に形成される空間がシール部材３８によって密封可能な空間である加圧室４５として構成されている。外輪３２の外周面には、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、グラファイト又は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。

作動油供給機構Ａは、流体供給路４８と、この流体供給路４８を介して加圧室４５に接続された圧力源としての油圧ポンプ４９と、この油圧ポンプ４９と加圧室４５との間の流体供給路４８に設けられた逆止弁４４と、前記油圧ポンプ４９による流体の供給と供給停止とを制御する流体供給制御部６０とを備えている。
この実施の形態において、逆止弁４４はシリンダ４３の底壁４３ａに配設されており、その内部空間（第１の内部空間）４４ｄを流路に沿って移動可能な第１のチェックボール４４ｂと、この第１のチェックボール４４ｂを軸方向外方に第１の設定圧力で付勢する第１の付勢部材４４ｃとを備えている。

前記第１の付勢部材４４ｃは圧縮コイルばねで構成されており、その第１の設定圧力は、加圧室４５の体積や形状、軸受の形式、大きさ等の緒元により設定される。第１のチェックボール４４ｂは、第１の付勢部材４４ｃによって軸方向外方に押しやられて第１の内部空間４４ｄの左端部（流体供給路４８の孔）を閉塞する。また、油圧ポンプ４９から第１の設定圧力以上の圧力で作動油が供給されると、第１のチェックボール４４ｂは、第１の付勢部材４４ｃの付勢力に抗して軸方向内方に移動して第１の内部空間４４ｄと油圧ポンプ４９側の流体供給路４８とが連通され、作動油が加圧室４５内に流入する。言い換えると、第１の設定圧力は、油圧ポンプ４９から逆止弁４４に負荷される作動油の油圧に負けて第１の付勢部材４４ｃが第１のチェックボール４４ｂを軸方向内方に移動させることのできる加圧室側の最大の油圧であり、実質的に、油圧ポンプ４９から供給される作動油の流体圧と、逆止弁４４を連通させるときに必要な最小の差圧ａとの差に基づく。

このように油圧ポンプ４９により流体供給路４８及び逆止弁４４を介して加圧室４５に作動油が供給されると、外輪３２が軸方向内方へ微少移動して予圧が付与される。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の外周面がシリンダ４３の内周面に押しつけられることによって支持される。

作動油排出機構Ｂは、シリンダ４３の底壁４３ａに配設されたリリーフ弁５０と、このリリーフ弁５０を介して加圧室４５と油タンク５２とを接続する排出路５１とを備えている。このリリーフ弁５０は、その内部空間（第２の内部空間）５０ｄを移動可能な第２のチェックボール５０ｂと、この第２のチェックボール５０ｂを軸方向内方に第２の設定圧力で付勢する第２の付勢部材５０ｃとを備えている。すなわち、リリーフ弁５０は逆止弁４４と基本的構造が同じものを、作動油の排出方向と流入方向とを左右逆にした状態で配置したものである。

第２の設定圧力は、第１の設定圧力よりも高い圧力に設定されている。第２のチェックボール５０ｂは第２の付勢部材５０ｃによって押圧され、軸方向内方に押しやられて第２の内部空間５０ｄの右端部（排出路５１の孔）を閉塞する。また、加圧室４５内の圧力が第２の設定圧力以上になると、第２のチェックボール５０ｂが軸方向外方に移動して加圧室４５と第２の内部空間５０ｄとが連通され、加圧室４５の作動油が排出路５１を通して油タンク５２に回収されるようになっている。言い換えると、第２の設定圧力は、加圧室４５からリリーフ弁５０に負荷される作動油の圧力に負けて第２の付勢部材５０ｃが第２のチェックボール５０ｂを軸方向外方に移動させることのできる加圧室４５側の最小の圧力であり、実質的に、排出側の流体圧（本実施例では油タンク５２内の圧力であり、大気圧）と、リリーフ弁５０を連通させるときに必要な最小の差圧ｂとの和に基づく。なお、作動油がトランスミッションの潤滑油と同じである場合には、作動油排出機構Ｂによりトランスミッション内に作動油を排出してもよい。このときは当然、第２の設定圧力は、トランスミッション内の圧力と、リリーフ弁５０を連通させるときに必要な最小の差圧ｂとの和に基づくことになる。
第２の設定圧力は、第１の設定圧力以上の圧力に設定されているので、前述した逆止弁４４とリリーフ弁５０の機能によって、加圧室４５内部の圧力が第１の設定圧力と第２の設定圧力との間に維持されることになる。

流体供給制御部６０は、加圧室４５の油圧を検知するセンサ６１を有しており、このセンサ６１からの検知信号に基づいて油圧ポンプ４９を駆動したり停止させたりすることができる。すなわち、流体供給制御部６０は、加圧室４５内の油圧が第１の設定圧力未満になったことをセンサ６１が検知すると、油圧ポンプ４９を駆動して逆止弁４４を通して加圧室４５に作動油を供給し、加圧室４５内の油圧が第１の設定圧力以上且つ第２の設定圧力未満である第３の設定圧力以上になったことをセンサ６１が検知すると、油圧ポンプ４９の駆動を停止させて加圧室４５への作動油の供給を中止させる。この場合、油圧ポンプ４９から逆止弁４４に負荷される作動油の油圧は、第３の設定圧力と逆止弁４４を連通させるときに必要な最小の差圧ａとの和以上であればよい。このことで加圧室４５内の作動油の油圧は略第３の設定圧力以上になる。加圧室４５内の作動油の圧力が第２の設定圧力よりも大きければリリーフ弁５０から作動油が排出され、センサ６１によって加圧室４５内部の油圧が第２の設定圧力未満である第３の設定圧力以上となったことが検知されるため、油圧ポンプ４９の駆動は停止する。このため、好ましくは、油圧ポンプ４９の余分な駆動をなくすために、油圧ポンプ４９の逆止弁４４に負荷される作動油の圧力の最大値は、第２の設定圧力よりも小さいほうがよい。また、第３の設定圧力は第１の設定圧力と同じ値でもよい。

以上の構成の転がり軸受装置１０において、当該転がり軸受装置１０が組み込まれたトランスミッションの温度が比較的低温で一定に保たれている場合、第１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。この際、加圧室４５には作動油が供給されており、その油圧は第１の設定圧力と第２の設定圧力との間に維持されているとともに、油圧ポンプ４９は流体供給制御部６０によって駆動停止されている。

トランスミッションが昇温すると、出力軸１５の線膨張係数よりもトランスミッション、第１ハウジング２５及び第２ハウジング２６の線膨張係数の方が大きいため、トランスミッション、第１ハウジング２５及び第２ハウジング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、第１円錐ころ軸受１１よりも第１ハウジング２５の方が線膨張係数が大きいため、第１ハウジング２５（シリンダ４３）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、第１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、第１ハウジング２５による外輪３２への反力が減少する。

すると、外輪３２は、加圧室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、第１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の移動に伴って加圧室４５の油圧が第１の設定圧力よりも低下すると、流体供給制御部６０は油圧ポンプ４９を駆動して加圧室４５内に作動油を供給し、加圧室４５内の油圧が第３の設定圧力になると油圧ポンプ４９を停止させて作動油の供給を中止させる。

このように、前記転がり軸受装置１０は、加圧室４５の圧力が低下したときのみ油圧ポンプ４９を駆動して、加圧室４５の圧力を第１の設定圧力と第３の設定圧力との間に維持するものであるので、常に油圧ポンプ４９を駆動させて加圧室４５の圧力を維持するものに比べて、油圧ポンプ４９の駆動に要するエネルギーを低減させることができる。

また、図２に示すように、第１ハウジング２５の内周面が拡径し、外輪３２の外周面から離反すると、外輪３２に設けたシール部材３８のリップ部３８ｂが第１ハウジング２５の内周面に追従して弾性復元し、圧接（密着）した状態を維持する。したがって、第１ハウジング２５の内周面と外輪３２の外周面との隙間から作動油が漏れることはほとんどなく、予圧を維持することができる。

トランスミッションの稼働停止に伴ってその温度が低下すると、第１ハウジング２５が軸方向及び径方向に熱収縮し、加圧室４５が縮小する。これにより、加圧室４５内の作動油が加圧され、第１円錐ころ軸受１１に過剰な予圧が付与されようとする。しかし、加圧室４５内が第２の設定圧力以上になると、作動油排出機構Ｂのリリーフ弁５０が開口して排出路５１と連通し、加圧室４５から作動油を排出することにより、加圧室４５の圧力が適正に保たれる。また、この場合、逆止弁４４の作用により、油圧ポンプ４９に作動油が逆流するのが食い止められている。
このように、前記転がり軸受装置１０の温度が低下したときでも、前記リリーフ弁５０の作用によって、加圧室４５の圧力が第２の設定圧力に維持されるものであるので、加圧室４５の圧力が過剰に上昇するのを防止することができる。

第１の設定圧力は、第１円錐ころ軸受１１に付与する所定の予圧の範囲のうち略最小の予圧を付与するために必要な圧力であり、第２の設定圧力は第１円錐ころ軸受１１に付与する所定の予圧の範囲の略最大の予圧を付与するために必要な圧力である。

さらに、トランスミッションの変速やクラッチ（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、内輪３３、円錐ころ３４を介して外輪３２が加圧室４５内の油圧に抗して軸方向に移動し、第１円錐ころ軸受１１に過剰な予圧が付与されるおそれがあるが、この場合でも、作動油排出機構Ｂが機能して加圧室４５内の作動油を排出することにより、第１円錐ころ軸受１１に過剰な予圧が付与されるのを防止することができる。また、この場合、加圧室４５の油圧が瞬間的に上昇するが、逆止弁４４の作用によって油圧ポンプ４９に作動油が逆流するのが防止される。
また、この衝撃荷重が加わることによって瞬間的に加圧室４５内が昇圧したとしても、外輪３２には耐圧シールからなるシール部材３８が設けられているので、第１ハウジング２５の内周面と外輪３２の外周面との間の隙間から作動油が漏れ出すおそれがない。

一方、前記転がり軸受装置１０をオートマチックトランスミッションに適用し、当該トランスミッションの油圧制御に用いる作動油の一部を加圧室４５に供給するように構成する場合には、加圧室４５に供給する作動油分だけトランスミッション用の油圧ポンプの吐出量を高める必要があるが、当該加圧室４５の油圧が一旦第３の設定圧力以上となった後は、加圧室４５への作動油の供給が不要であるので、その供給を制御バルブ等によって規制することにより、油圧ポンプによる作動油の供給量を削減することができる。このため油圧ポンプの駆動に必要なエネルギーを削減することができる。

なお、閉塞部材３６は、外輪３２とは別体に構成することが可能である。但し、本実施形態のように、外輪３２と閉塞部材３６とを一体に形成することによって、外輪３２の剛性が高められるので、トランスミッションの昇温に伴って、第１ハウジング２５の内周面と外輪３２の外周面との間に隙間が生じた場合でも、軌道真円度の悪化を抑制し、軸受性能を維持することができる。また、外輪３２と閉塞部材３６とが別体であると、第１ハウジング２５の内周面が拡径したときに外輪３２と閉塞部材３６とが個別に傾き易くなり、外輪３２と閉塞部材３６とが相互に位置ずれして擦れによる摩耗を生じる恐れがあるが、外輪３２と閉塞部材３６とを一体に形成することによって、このような不都合も生じなくなる。

また、上記実施例では、センサ６１を加圧室４５の油圧を検知するため加圧室４５に配設したが、逆止弁４４、さらに言えば第１のチェックボール４４ｂよりも加圧室４５側の流体供給路４８に配設してもよく、リリーフ弁５０、さらに言えば第２のチェックボール５０ｂよりも加圧室４５側の排出路５１に配設してもよい。これらの位置にセンサ６１を配設することで、加圧室４５の油圧を検知することができる。

また、上記実施例では、逆止弁４４を第１のチェックボール４４ｂと第１の付勢部材４４ｃと第１の内部空間４４ｄとで構成したが、電磁弁により構成されてもよい。この場合、センサ６１で第１の設定圧力未満を検知すると、油圧ポンプ４９を駆動するとともに前記電磁弁を開けることで、加圧室４５の油圧を第１の設定圧力以上で維持することができる。さらに、少なくとも第１の設定圧力以上、好ましくは第３の設定圧力以上を検知すると前記電磁弁を閉じるようにしておけば、衝撃荷重等が加わって、第１円錐ころ軸受１１に過剰な予圧が付与されようとし、加圧室４５の油圧が瞬間的に上昇した場合に、油圧ポンプ４９に作動油が逆流するのを防止することができる。

本発明は、前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。例えば、前記実施形態では、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を構成したトランスミッション示す断面図である。 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 転がり軸受装置
１１ 第１円錐ころ軸受（転がり軸受）
１５ 出力軸（回転軸）
２５ 第１ハウジング（ハウジング）
３０ 予圧保持手段
３２ 外輪
３２ａ 内周軌道面
３３ 内輪
３３ａ 外周軌道面
３４ 円錐ころ（転動体）
３６ 閉塞部材（端部部材）
４４ 逆止弁
４５ 加圧室
４８ 流体供給路
４９ 油圧ポンプ（圧力源）
５０ リリーフ弁
５１ 排出路
Ａ 作動油供給機構
Ｂ 作動油排出機構

Claims (3)

1. 転動体と、
   この転動体が転動するとともに当該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の線膨脹係数を有する外輪と、
   前記転動体が転動する軌道面を外周に有し、予圧が付与された状態で前記転動体を介して外輪に組み込まれた内輪と、
   前記外輪の外周面が軸方向へ移動可能に嵌合しているとともに、前記外輪の線膨脹係数よりも大きい第２の線膨張係数を有するハウジングと、
   前記内輪の内周面に嵌合し、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、
   前記外輪の前記軸方向一方側の端部部材と前記ハウジングとの間に密封可能な空間として構成された加圧室と、
   前記加圧室に流体圧を作用させて前記外輪を軸方向他方側へ移動させることにより、前記ハウジングの熱膨張に伴う前記予圧の低下を抑制する予圧保持手段と、を備える転がり軸受装置であって、
   前記予圧保持手段が、
   流体供給路を介して前記加圧室に接続された圧力源と、
   前記加圧室と圧力源との間の流体供給路に設けられ、流体圧が第１の設定圧力以上で前記加圧室への流体の流入を許容する逆止弁と、
   前記加圧室が第１の設定圧力よりも高い第２の設定圧力以上で、当該加圧室からタンクへ流体を排出させる排出路に設けられたリリーフ弁と、
   前記加圧室が第１の設定圧力未満になると、前記圧力源から前記逆止弁を通して加圧室に流体を供給し、第１の設定圧力を超え且つ第２の設定圧力未満である第３の設定圧力以上になると当該流体の供給を停止させる流体供給制御部と、を備えており、
   前記外輪の前記軸方向一方側は縮径されて縮径部が形成されており、この縮径部の外周面にシール部材が嵌合されており、
   前記シール部材により前記加圧室を密封可能な空間とすることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記加圧室を構成する端部部材が、前記外輪の前記軸方向一方側の端部開口を塞いでいる請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. 前記外輪と前記端部部材とが一体形成されている請求項１又は２に記載の転がり軸受装置。

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