JP6086075B2 - 軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸受装置に関し、特に円筒ころ軸受と玉軸受とがアキシアル方向に並んで設けられる軸受装置に関する。

たとえば、特表２０１０−５１８３２４号公報（特許文献１）には、円筒ころ軸受と玉軸受とがアキシアル方向に並んで設けられ、作動によって生じる押圧力を玉軸受により吸収し、場合によって現れる僅かな逆押圧力を円筒ころ軸受によって吸収する軸受構造が開示される。

特表２０１０−５１８３２４号公報

ところで、特許文献１のように、円筒ころ軸受と玉軸受とがアキシアル方向に並んで設けられる軸受装置においては、玉軸受と円筒ころ軸受とが支持する回転軸の作動によって生じる力が軸受装置に作用した場合に円筒ころ軸受の転動体である円筒形状のころに対してアキシアル方向について不要な力が作用しないようにする必要がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、円筒ころ軸受の転動体に不要な力が作用することを抑制する軸受装置を提供することである。

この発明のある局面に係る軸受装置は、第１内輪と第１外輪と円筒形状の第１転動体とを有する円筒ころ軸受と、第２内輪と第２外輪とボール形状の第２転動体とを有し、円筒ころ軸受と回転中心が一致する玉軸受とがアキシアル方向に並んで設けられ、第１内輪における第２内輪から離隔する側にインナーレースを隣接させた軸受装置である。第１外輪は、第１転動体のアキシアル方向の相対移動を規制する外輪側鍔部を第１外輪のアキシアル方向についての両端部の各々に備える。第１内輪は、第１転動体の当該方向の相対移動を規制する内輪側鍔部を第１内輪のアキシアル方向についての両端部のうちのインナーレース側端部に備える。第１内輪と第２内輪とが当接している場合において第１外輪と第２外輪との間には、予め定められた間隙が形成される。予め定められた間隙は、第２内輪が第１内輪から離隔する方向への第２内輪の第２外輪に対する相対移動可能な量よりも大きい。

この発明によると、第１外輪のアキシアル方向についての両端部の各々には、外輪側鍔部が形成されるため、第１外輪と第１転動体との相対移動が規制される。さらに、第１内輪のアキシアル方向の両端部のうちインナーレース側端部に内輪側鍔部が形成されるため、第１転動体は第２内輪から離隔する方向（アキシアル方向であって、かつ、インナーレース側）の相対移動が規制される。そのため、第１外輪は、第１転動体と第１内輪とによって第２内輪から離隔する方向の移動が規制されるため、当該方向の移動を規制する部材を新たに設ける必要がない。そのため、部品点数の低減、部品点数の低減による重量の低減、軸受装置を搭載する機器（たとえば、変速機）の体格の縮小、および、部品点数の低減による組み付け性の向上が図れる。さらに、玉軸受と円筒ころ軸受とが支持する回転軸の作動によって生じる力が軸受装置に作用した場合に、第１内輪と第２内輪とが第２外輪に対してアキシアル方向に相対移動しても、第１外輪と第２外輪との間の予め定められた間隙は、第２内輪が第１内輪から離隔する方向への第２内輪の第２外輪に対する移動可能な量よりも大きいため、第１外輪と第２外輪とが接触することが抑制される。第１外輪と第２外輪とが接触することが抑制されることにより、第２外輪から第１外輪に力が作用することが抑制されるため、第１転動体に不要な力が作用することが抑制される。したがって、円筒ころ軸受の転動体に不要な力が作用することを抑制する軸受装置を提供することができる。

本実施の形態に係る軸受装置の構成の一例を示す断面図である。 第１外輪と第２外輪との間の予め定められた間隙Ａを説明するための図である。 予め定められた間隙Ａの決定方法を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。

図１は、本実施の形態に係る軸受装置の構成の一例を示す断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る軸受装置１は、円筒ころ軸受１０と、玉軸受２０とを含む。本実施の形態に係る軸受装置１は、たとえば、車両に搭載される変速機（たとえば、手動変速機や自動変速機）の内部に設けられる回転軸７０を回転自在に支持する。なお、本実施の形態に係る軸受装置１は、回転軸を有する機器に設けられればよく、特に変速機に設けられることに限定されるものではない。

なお、図１に示す軸受装置１および回転軸７０は、一点鎖線で示す回転中心に対して対称的に構成されているため、図１の軸受装置１および回転軸７０を表す部分においては一点鎖線の下側部分の図示が省略されている。

円筒ころ軸受１０と、玉軸受２０とは、互いに回転中心が一致するようにアキシアル方向（回転軸７０の回転中心軸と平行な方向）に並んで設けられる。

円筒ころ軸受１０は、第１外輪１２と、第１内輪１４と、第１転動体１６とを含む。第１外輪１２および第１内輪１４は、いずれも輪状に形成される。第１外輪１２の径は、第１内輪１４の径よりも大きい。第１外輪１２および第１内輪１４は、第１外輪１２の内周部分と第１内輪１４の外周部分とが対向するように設けられる。第１外輪１２と第１内輪１４との間には、複数個の第１転動体１６が設けられる。第１転動体１６は、円筒形状のころである。円筒形状のころは、軸受装置１が支持する回転軸７０と平行な方向に沿って回転軸を有する。複数個の第１転動体１６は、保持器により相互の間隔が保持される。

第１外輪１２は、鍔部１２ａ，１２ｂを第１外輪１２のアキシアル方向についての両端部の各々に備える。鍔部１２ａ，１２ｂは、第１転動体１６の第１外輪１２に対するアキシアル方向の相対移動を規制する。鍔部１２ａは、第１外輪１２のアキシアル方向であって、かつ、インナーレース４０側（すなわち、第２外輪２２から離隔する方向）の端部に設けられる。鍔部１２ｂは、第１外輪１２のアキシアル方向であって、かつ、玉軸受２０側の端部に設けられる。なお、鍔部１２ａ，１２ｂは、第１転動体１６の第１外輪１２に対するアキシアル方向の相対移動が規制できる形状であればよく、特に鍔形状に限定されるものではない。

第１内輪１４における第２内輪２４から離隔する側にはインナーレース４０が隣接される。第１内輪１４は、第１内輪１４のアキシアル方向についての両端部のうちのインナーレース４０側の端部に鍔部１４ａを備える。鍔部１４ａは、第１転動体１６のアキシアル方向であって、かつ、インナーレース４０側の相対移動を規制する。なお、鍔部１４ａは、第１転動体の第１内輪１４に対するアキシアル方向であって、かつ、インナーレース４０側の相対移動が規制できる形状であればよく、特に鍔形状に限定されるものではない。

玉軸受２０は、第２外輪２２と、第２内輪２４と、第２転動体２６とを含む。第２外輪２２および第２内輪２４は、いずれも輪状に形成される。第２外輪２２の径は、第２内輪２４の径よりも大きい。第２外輪２２および第２内輪２４は、第２外輪２２の内周部分と第２内輪２４の外周部分とが対向するように設けられる。第２外輪２２と第２内輪２４との間には、複数個の第２転動体２６が設けられる。第２転動体２６は、ボール形状を有するころである。複数個の第２転動体２６は、保持器により相互の間隔が保持される。

第２外輪２２の外径は、第１外輪１２の外径と同一の外径を有する。また、第２内輪２４の内径は、第１内輪１４の内径と同一の内径を有する。

第１内輪１４と第２内輪２４とは、互いに当接して回転軸７０の所定の位置に取り付けられる。第１内輪１４および第２内輪２４をアキシアル方向から挟み込むようにインナーレース４０と第１固定リング６０とが設けられる。インナーレース４０および第１固定リング６０は、いずれも回転軸７０の所定の位置に固定される。したがって、第１内輪１４と第２内輪２４とは、インナーレース４０と第１固定リング６０とによって回転軸７０とのアキシアル方向の相対移動が規制される。

リテーナ５０は、第２外輪２２とハウジング３０との各々に当接した状態で固定される。そのため、第２外輪２２は、リテーナ５０によってアキシアル方向であって、かつ、第１外輪１２から離隔する方向への移動が規制される。

第２外輪２２の外周部分には、断面が矩形形状の溝５４が周方向に沿って形成され、第２固定リング６２が溝５４に沿って設けられる。第２固定リング６２の内周端は、溝５４の外周端よりも内側であるため、第２固定リング６２は、溝５４によってアキシアル方向の移動が規制される。

また、第２外輪２２および第１外輪１２の外周側にはハウジング３０が設けられる。また、第２固定リング６２の外周端は、第２外輪２２の外周端およびハウジング３０の内周端のいずれよりも大きい外径を有する。そのため、第２外輪２２は、第２固定リング６２と、ハウジング３０とによってアキシアル方向であって、かつ、円筒ころ軸受１０側への移動が規制される。したがって、ハウジング３０とリテーナ５０とによって変速機内における軸受装置１の位置が固定される。

このような構成を有する軸受装置１において、回転軸７０の作動時においてアキシアル方向の力（アキシアル荷重）が作用する場合には、回転軸７０から玉軸受２０を経由して力が伝達して、図１の実線矢印に示すようにリテーナ５０に力が作用したり、あるいは、図１の破線矢印に示すように、ハウジング３０に力が作用したりする。

この場合において、第１転動体１６は、第１内輪１４の鍔部１４ａによってインナーレース４０側への相対移動が規制される。第１外輪１２は、その両端部の鍔部１２ａによって第１転動体１６との相対移動が規制される。そのため、回転軸７０が第１固定リング６０側に移動する場合には、第１内輪１４、第１転動体１６および第１外輪１２が一体的に移動することとなる。

一方、第２外輪２２はリテーナ５０と第２固定リング６２とハウジング３０とによりアキシアル方向の移動が規制される。そのため、回転軸７０が第１固定リング６０側に移動する場合には、第２内輪２４は、第２外輪２２に対してガタ量の分だけアキシアル方向に相対移動が可能となる。

しかしながら、第２内輪２４が回転軸７０とともに第１固定リング６０側に移動する場合において、第１外輪１２と第２外輪２２とが接触すると、第２外輪２２から第１外輪１２を経由して第１転動体１６に対してアキシアル方向の不要な力が作用する場合がある。

そこで、本実施の形態においては、図２に示すように、軸受装置１の第１外輪１２と第２外輪２２との間に、予め定められた間隙Ａが形成される点を特徴とする。図２は、第１外輪１２と第２外輪２２との間の予め定められた間隙Ａを説明するための図である。予め定められた間隙Ａは、第２内輪２４が第１内輪１４から離隔する方向への第２内輪２４の第２外輪２２に対する相対移動可能な量よりも大きくなるように形成される。

図３は、予め定められた間隙Ａの決定方法を説明するための図である。図３に示すように、予め定められた間隙Ａは、たとえば、第１内輪１４のアキシアル方向の長さＬ１と、第１内輪１４の第１内輪１４の鍔部１４ａのアキシアル方向の長さＬ２と、第１転動体１６のアキシアル方向の長さＬ３と、第１外輪１２の鍔部１２ｂのアキシアル方向の長さＬ４と、玉軸受２０のリテーナ５０側への変位量Ｌ６とによって規定される。また、Ｌ５は、アキシアル方向であって、かつ、第２内輪２４が第１内輪１４から離隔する方向（第１固定リング６０側）に移動可能な量である。

なお、Ｌ５は、玉軸受２０のリテーナ５０側への変位量Ｌ６と、第２外輪２２と第２内輪２４との間のガタ量との和を示す。ガタ量は、第２外輪２２のアキシアル方向の移動が規制された状態で、第２内輪２４が第１固定リング６０側に第２外輪２２に対して相対移動が可能な量を示す。より具体的には、ガタ量は、第２外輪２２と第２内輪２４との現在の位置関係から第２外輪２２と第２転動体２６との間の隙間と、第２内輪２４と第２転動体２６との隙間とが埋まるまで第２内輪２４がアキシアル方向であって、かつ、第１固定リング６０側に第２外輪２２に対して相対移動したときの移動距離を示すものである。

すなわち、予め定められた間隙Ａは、Ｌ１＋Ｌ６−（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）で示される。この予め定められた間隙Ａが第２内輪２４の移動可能な量Ｌ５よりも大きければ、第１外輪１２と第２外輪２２との接触が抑制される。そのため、Ｌ１＋Ｌ６−（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）＞Ｌ５、すなわち、Ｌ１−（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）＞Ｌ５−Ｌ６（ガタ量）の関係が成立するように、ガタ量を考慮して、Ｌ１〜Ｌ４の長さが調整される。

ガタ量（Ｌ５−Ｌ６）としては、設計的にあるいは製造バラツキ等に鑑みて大きく見積もったガタ量（ガタ量の最大値）を考慮することが望ましい。また、長さＬ１としては、設計的にあるいは製造バラツキ等に鑑みて小さく見積もった長さ（設計値の最小値）を考慮することが望ましい。さらに、長さ（Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）としては、設計的にあるいは製造バラツキ等に鑑みて大きく見積もった長さ（設計値の最大値）を考慮することが望ましい。

以上のような構成を有する本実施の形態に係る軸受装置１の作用および効果について説明する。第１外輪１２のアキシアル方向についての両端部の各々には、鍔部１２ａ，１２ｂが形成されるため、第１外輪１２と第１転動体との相対移動が規制される。さらに、第１内輪１４のアキシアル方向の両端部のうちインナーレース４０側端部に鍔部１４ａが形成されるため、第１転動体１６は第２内輪２４から離隔する方向（アキシアル方向であって、かつ、インナーレース４０側）の相対移動が規制される。そのため、第１外輪１２は、第１転動体１６と第１内輪１４とによって第２内輪２４から離隔する方向（インナーレース４０側）の移動が規制される。そのため、第１外輪１２の当該方向の移動を規制する部材を新たに設ける必要がない。そのため、部品点数の増加の抑制、部品点数の増加の抑制による重量の増加の抑制、軸受装置１を搭載する機器（たとえば、変速機）の体格の拡大の抑制、および、部品点数の増加の抑制による組み付け性の悪化の抑制が図れる。

さらに、回転軸７０の作動時にアキシアル方向であって、かつ、第１固定リング６０側に力が作用する場合において、回転軸７０がアキシアル方向に沿って第１固定リング６０側に移動しても、第１外輪１２と第２外輪２２との間の予め定められた間隙Ａが第２外輪２２と第２内輪２４との間のガタ量よりも大きいため、第１外輪１２と第２外輪２２との接触が抑制される。そのため、第２外輪２２から第１外輪１２に力が作用することが抑制されるため、第１転動体１６にアキシアル方向の不要な力が作用することが抑制される。したがって、円筒ころ軸受の転動体への不要な力が作用することを抑制する軸受装置を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 軸受装置、１０ 円筒ころ軸受、１２，２２ 外輪、１２ａ，１２ｂ，１４ａ 鍔部、１４，２４ 内輪、１６，２６ 転動体、２０ 玉軸受、３０ ハウジング、４０ インナーレース、５０ リテーナ、５４ 溝、６０，６２ 固定リング、７０ 回転軸。

Claims (1)

1. 第１内輪と第１外輪と円筒形状の第１転動体とを有する円筒ころ軸受と、第２内輪と第２外輪とボール形状の第２転動体とを有し、前記円筒ころ軸受と回転中心が一致する玉軸受とがアキシアル方向に並んで設けられ、前記第１内輪における前記第２内輪から離隔する側にインナーレースを隣接させた軸受装置であって、
   前記第１外輪は、前記第１転動体の前記アキシアル方向の相対移動を規制する外輪側鍔部を前記第１外輪の前記アキシアル方向についての両端部の各々に備え、
   前記第１内輪は、前記第１転動体の当該方向の相対移動を規制する内輪側鍔部を前記第１内輪の前記アキシアル方向についての両端部のうちの前記インナーレース側端部に備え、
   前記第１内輪と前記第２内輪とが当接している場合において前記第１外輪と前記第２外輪との間には、予め定められた間隙が形成され、
   前記予め定められた間隙は、前記第２内輪が前記第１内輪から離隔する方向への前記第２内輪の前記第２外輪に対する相対移動可能な量よりも大きい、軸受装置。

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