JP6593135B2 - 軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸受装置に関し、より詳細には、例えば、トランスミッションやデファレンシャルギア装置におけるギヤなどの回転支持部に用いられる軸受装置に関する。

従来、自動車用変速機のプーリやギヤなどが設けられた回転軸を支持する軸受は、ハウジングと、ハウジングにボルトにより固定される固定プレートとで挟持されて、ハウジングに強固に固定される（例えば、特許文献１及び２参照）。

図９は、従来から知られている軸受装置１００の１例を示している。回転軸１０１の端部は、ラジアル転がり軸受１０２を介してハウジング１０３に回転自在に支持されている。ラジアル転がり軸受１０２は、内周面に外輪軌道１０４を有する外輪１０５と、外周面に内輪軌道１０６を有する内輪１０７と、外輪軌道１０４と内輪軌道１０６との間に転動自在に設けられた複数の玉１０８とを備える。ラジアル転がり軸受１０２の外輪１０５は、ハウジング１０３に形成された保持凹部１０９に内嵌している。固定プレート１１０は、保持孔１１３が外輪１０５の軸方向一端部外周面に形成された小径段部１１２に回動可能に外嵌し、固定プレート１１０の複数の通孔１１４（図１０参照）をそれぞれ挿通する複数のねじによりハウジング１０３に固定されて、外輪１０５が保持凹部１０９から抜け出すことを防止している。

ところで、従来の固定プレート１１０は、図１０及び図１１に示すように、円周方向に等間隔で形成された３箇所の通孔１１４を挿通するねじによりハウジング１０３に固定されるため、各ねじの締め付けに伴って、固定プレート１１０から外輪１０５の小径段部１１２の段差面１１５に加わる押圧力が、円周方向に関して不均一になる。具体的には、通孔１１４に近い部分は段差面１１５に加わる押圧力が大きく、通孔１１４から離れるに従って段差面１１５に加わる押圧力が小さくなる。このように、外輪１０５の段差面１１５に加わる押圧力が、円周方向に関して不均一になると、外輪１０５が歪み、外輪軌道１０４の真円度が損なわれる虞がある。

特許文献１に記載の軸受装置では、外輪の押圧力が円周方向に関して不均一となる課題に対処するため、固定プレートに形成した保持孔の内周縁部のうちで、通孔の径方向内側部分に切り欠き部を形成し、切り欠き部の周縁を、外輪の外周面よりも径方向外側に位置させて、ねじの締め付けに伴う固定プレートによる外輪の押圧力を、円周方向に関してほぼ均一にし、外輪の真円度の悪化を防止している。

また、特許文献２に記載の軸受装置では、固定プレートの保持孔の周縁部の複数箇所に大径部（逃げ部）を設ける。これにより、外輪の小径段部に固定プレートを内嵌した状態で、大径部の周囲部分をパンチにより押圧し、係止爪を塑性変形によって形成する際、外輪に損傷を与える変形を抑制している。

特開２０１２−１３２４９５号公報 特開２０１０−２４９２１４号公報

ところで、特許文献１に記載のように、固定プレートの保持孔に切り欠き部が設けられる場合、切り欠き部の円周方向両側には面取り部が形成されるため、案内部となる保持孔の最内径の領域が短くなる。固定プレートは、プレス形成にて製造されることが多く、案内部が短いと、成形時の内径真円度が低下しやすく、変形の仕方次第で固定プレートによる保持ができなくなる可能性が高まる。
そして、固定プレートの保持孔に、上記切り欠き部に加えて、特許文献２に記載のような大径部を設けた場合、案内部がさらに短くなる可能性があり、外輪の小径段部と固定プレートの内周部との間でガタが多くなり、係止爪が軸受から外れやすくなる可能性がある。

特許文献２では、図１２に示すような固定プレート１２０において、特許文献１に記載のような切り欠き部１２１を、周方向に関する位相が各取付け孔１２２と一致する部分に形成し、各切り欠き部１２１を大径部として利用することが記載されているが、具体的な構成においてさらなる改良が求められていた。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、固定プレートの保持孔に切り欠き部及び逃げ部を設けた場合でも、外輪との案内部を十分に確保しつつ、固定プレートの内径真円度を良好に保ち、外輪を確実にハウジングに固定することができる軸受装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内輪と、軸方向の端部外周部に小径段部が設けられた外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受と、
前記小径段部の周囲を覆う保持孔、及び各締結部材をそれぞれ挿通又は螺合可能な複数の取付孔が形成される固定プレートと、
を備え、
前記小径段部には、外周面に円周方向に延びる係止溝が形成され、
前記固定プレートは、前記保持孔を画成する前記固定プレートの内周部から径方向内側に突出して設けられ、前記係止溝に係止する複数の係止爪を備え、
前記複数の係止爪が前記係止溝に係止されることで、前記外輪と前記固定プレートとが不分離に、且つ、相対回転可能に組み合わされる軸受装置であって、
前記保持孔は、前記外輪と前記固定プレートとの相対回転を案内する案内部と、円周方向の位相が前記各取付孔と一致する部分に、それぞれ所定の円周方向長さを持って形成され、前記小径段部の段部外周面から径方向外方に延びる段差面と接触する部分の最外径よりも径方向外側に位置する切り欠き部と、前記案内部よりも径方向外側、且つ、前記段差面と接触する部分の最外径よりも径方向内側で、前記係止爪に対して円周方向両側に位置する逃げ部と、を有し、
前記切り欠き部と前記逃げ部とは、円周方向に隣接または重複して形成されていることを特徴とする軸受装置。
（２） 前記逃げ部と前記切り欠き部とは、円周方向に重複して形成されており、
前記逃げ部は、前記切り欠き部の所定の円周方向長さよりも短いことを特徴とする（１）に記載の軸受装置。
（３） 前記切り欠き部は、前記固定プレートの内周部の軸方向一側面に形成された凹部によって構成され、
前記切り欠き部よりも径方向内側には、前記軸方向一側面から軸方向に突出し、前記凹部の周囲の平面と同一の高さを有する凸部が形成されることを特徴とする（２）に記載の軸受装置。

本発明の軸受装置によれば、保持孔は、外輪と固定プレートとの相対回転を案内する案内部と、円周方向の位相が各取付孔と一致する部分に、それぞれ所定の円周方向長さを持って形成され、小径段部の段部外周面から径方向外方に延びる段差面と接触する部分の最外径よりも径方向外側に位置する切り欠き部と、案内部よりも径方向外側、且つ、段差面と接触する部分の最外径よりも径方向内側で、係止爪に対して円周方向両側に位置する逃げ部と、を有し、逃げ部と切り欠き部とは、円周方向に隣接または重複して形成されている。これにより、固定プレートの保持孔に切り欠き部及び逃げ部を設けた場合でも、外輪との案内部を十分に確保しつつ、固定プレートの内径真円度を良好に保ち、外輪を確実にハウジングに固定することができる。

（ａ）は本発明の第１実施形態に係る軸受装置の正面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 図１の軸受装置を背面側から見た斜視図である。 図１の軸受装置において、係止爪加工後の固定プレートの斜視図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係る軸受装置の正面図であり、（ｂ）は係止爪加工後の固定プレートの斜視図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態に係る軸受装置の背面側の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 （ａ）は、図５の軸受装置において、係止爪加工後の固定プレートの表面側の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の裏面側の斜視図である。 図６（ａ）のＶＩＩ部の拡大正面図である。 （ａ）は本発明の第４実施形態に係る軸受装置における、固定プレートの背面側の正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 従来の軸受装置の１例を示す部分断面図である。 図９に示す軸受装置の斜視図である。 図１０に示す軸受装置の断面図である。 他の従来の軸受装置の固定プレートの正面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る軸受装置について、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る軸受装置について、図１〜図３を参照して説明する。
軸受装置１０は、ラジアル転がり軸受３０と、ラジアル転がり軸受３０をハウジング１０３（図９参照）に固定する固定プレート４０と、を備える。ラジアル転がり軸受３０と固定プレート４０とは、後述するように不分離に組み付けられている。

図１（ｂ）に示すように、ラジアル転がり軸受３０は、内周面に外輪軌道３２を有する外輪３１と、外周面に内輪軌道３４を有する内輪３３と、保持器（図示せず）に保持されて外輪軌道３２と内輪軌道３４との間に転動自在に配設された複数の転動体である玉３５とを備える。外輪３１の軸方向一端部の外周部には、外輪３１の外径より小径の段部外周面３７ａと、段部外周面３７ａの基端部から径方向外方に延びる段差面３７ｂとからなる小径段部３７が形成されている。段部外周面３７ａには、係止溝３７ｃが円周方向全周に沿って形成されている。また、外輪３１の軸方向両端部には、外輪３１と内輪３３との間に封止部材３８が配設されており、ラジアル転がり軸受３０を封止している。

図１〜図３に示すように、固定プレート４０は、短辺４０ａと長辺４０ｂとを円周方向に関して交互に配置した略六角形状の板状部材であり、中央には外輪３１が内嵌する保持孔４１が形成されている。また、短辺４０ａに対応する円周方向等間隔の３箇所には、それぞれ固定プレート４０の表面４４側に突出するボス部４２（図５（ｂ）参照）が形成されている。ボス部４２には、軸受装置１０をハウジング１０３に固定するための締結部材としての締結ねじ（図示せず）が螺合又は挿通する取付孔４３が形成されている。

また、保持孔４１は、外輪３１の小径段部３７に固定プレート４０の保持孔４１を嵌合させた後、保持孔４１を画成する固定プレート４０の内周部を裏面４５から潰し加工により軸方向に押圧して形成される複数（本実施形態では３箇所）の係止爪４９を有する。複数の係止爪４９は、固定プレート４０の内周部から径方向内側に突出し、外輪３１の係止溝３７ｃとそれぞれ係止する。これにより、ラジアル転がり軸受３０と固定プレート４０とが不分離、且つ相対回転可能な状態に組み付けられる。
なお、係止溝３７ｃは、円周方向全周に亙って形成されていなくてもよく、係止爪４９と対応する位置に少なくとも形成されていればよい。

ここで、保持孔４１は、外輪３１と固定プレート４０との相対回転を案内する案内部４６と、円周方向の位相が各取付孔４３と一致する部分に、それぞれ所定の円周方向長さを持って形成される複数（本実施形態では、３箇所）の切り欠き部４７と、係止爪４９に対して円周方向両側に位置する複数（本実施形態では、３箇所）の逃げ部４８と、を有する。

切り欠き部４７は、外輪３１の真円度改善の観点から、小径段部３７の段差面３７ｂと接触する部分の最外径Ｄよりも径方向外側に位置する必要がある。一方、逃げ部４８は、プレス成形時に係止爪４９となる部分が小径段部３７の段部外周面３７ａと干渉しないように、案内部４６よりも径方向外側に形成されているが、係止爪の潰し加工時のバックアップ面を確保するため、小径段部３７の段差面３７ｂと接触する部分の最外径Ｄよりも径方向内側に位置する必要がある。

そして、本実施形態では、切り欠き部４７と逃げ部４８とは、円周方向に隣接して形成されている。このため、切り欠き部４７と逃げ部４８とを離間して形成した場合に比べて、切り欠き部４７と逃げ部４８との間に形成される面取り部の数を減らすことができ、案内部４６の長さを長く確保することができる。したがって、逃げ部４８は、固定プレート４０の保持孔４１と長辺４０ｂとの間の径方向寸法が短くなる薄肉部Ａ（図１参照）を避けて形成することができる。
なお、本実施形態の場合、切り欠き部４７と逃げ部４８とは、円周方向に隣接して形成されているので、締結ねじを締め付けたときの締め付け力で発生する応力によって、逃げ部４８が影響を受けにくい。したがって、係止爪４９と係止溝３７ｃとのクリアランスを必要以上に大きくせず、また、高い加工精度を要求することなく、係止爪４９と係止溝３７ｃとの接触が防止されるので、安全で低コストな設計となる。

また、このような保持孔４１は、案内部４６、切り欠き部４７、及び逃げ部４８を独立に成形せずに、一工程で打ち抜いて形成することができるため、工程の短縮や、案内部４６の案内径に対する切り欠き部４７及び逃げ部４８の位置精度も向上する。また、切り欠き部４７及び逃げ部４８が案内部４６を介して別々に設けられている場合でも、一工程での打ち抜きは可能であるが、本実施形態では、切り欠き部４７及び逃げ部４８と案内部４６との間に不連続部が少なくなるため、１工程で打ち抜く型の作成が容易であり、型寿命が向上する。

以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、保持孔４１は、外輪３１と固定プレート４０との相対回転を案内する案内部４６と、円周方向の位相が各取付孔４３と一致する部分に、それぞれ所定の円周方向長さを持って形成され、段差面３７ｂと接触する部分の最外径Ｄよりも径方向外側に位置する複数の切り欠き部４７と、該案内部４６よりも径方向外側、且つ、小径段部３７の段差面３７ｂと接触する部分の最外径Ｄよりも径方向内側で、係止爪４９に対して円周方向両側に位置する複数の逃げ部４８と、を有し、切り欠き部４７と逃げ部４８とは、円周方向に隣接して形成されている。これにより、固定プレート４０の保持孔４１に切り欠き部４７及び逃げ部４８を設けた場合でも、外輪３１との案内部４６を十分に確保しつつ、固定プレート４０の内径真円度を良好に保ち、外輪３１を確実にハウジング１０３に固定することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る軸受装置について、図４を参照して、説明する。
第１実施形態では、各切り欠き部４７に対して逃げ部４８を円周方向一方側にのみ隣接して形成していたが、本実施形態では、各切り欠き部４７に対して一対の逃げ部４８を円周方向両側に隣接して形成している。これにより、各逃げ部４８が位置する固定プレート４０の内周部を潰し加工することで、係止爪４９がそれぞれ形成され、係止爪４９の数も増加する。

固定プレート４０をプログレッシブ加工で成形した場合、材料の異方性で係止爪４９の設置位置によって係止爪４９の成形性が変わる場合がある。このような場合、本実施形態のように、係止爪４９を増加することで、それぞれの係止爪４９間で係止溝３７ｃからの抜けを補い合うことができる。
また、本実施形態のように、一対の逃げ部４８を切り欠き部４７に対して隣接して形成することで、逃げ部４８を増加しても案内部４６の長さを十分に確保することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る軸受装置について、図５〜図７を参照して、説明する。
第１実施形態では、各切り欠き部４７に対して逃げ部４８を円周方向に隣接して形成していたが、本実施形態では、各切り欠き部４７と各逃げ部４８とは、円周方向に重複して形成されている。

具体的に、切り欠き部４７は、固定プレート４０の内周部の表面４４（軸方向一側面）に形成された凹部５０によって構成される。ただし、この凹部５０からなる切り欠き部４７も、図７に示すように、小径段部３７の段差面３７ｂと接触する部分の最外径Ｄよりも径方向外側に位置する。

また、各逃げ部４８は、各切り欠き部４７と円周方向に重複し、各切り欠き部４７の所定の円周方向長さよりも短く形成されている。したがって、保持孔４１は、各逃げ部４８と、表面４４に凹部５０が形成された部分の案内部４６とが面取り部によって接続される一方、凹部５０からなる切り欠き部４７と案内部４６との間には面取り部はなく、案内部４６の円周方向長さをさらに確保することができる。

また、切り欠き部４７よりも径方向内側には、凹部５０の底面から軸方向に突出し、凹部５０の周囲の平面（即ち、表面４４）と同一の高さを有する凸部５１が形成される。これにより、係止爪４９を潰し加工によって形成する際に、凸部５１がパンチによる押圧力に対するバックアップ面を構成する。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る軸受装置について、図８を参照して、説明する。
第３実施形態では、各切り欠き部４７を凹部５０によって形成して、各切り欠き部４７と逃げ部４８を円周方向に重複しているが、本実施形態では、各切り欠き部４７の円周方向中間部を径方向内側に突出させて、逃げ部４８を形成している。したがって、本実施形態でも、逃げ部４８は、各切り欠き部４７の所定の円周方向長さよりも短く形成されている。
この場合にも、各切り欠き部４７と逃げ部４８を円周方向に重複しているので、案内部４６の長さを十分に確保することができ、また、案内部４６、切り欠き部４７、及び逃げ部４８を備えた保持孔４１を一工程で容易にプレス加工することができる。
その他の構成及び作用については、第３実施形態のものと同様である。

尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１０ 軸受装置
３０ 転がり軸受
３１ 外輪
３３ 内輪
３５ 玉（転動体）
３７ 小径段部
３７ａ 段部外周面
３７ｂ 段差面
３７ｃ 係止溝
４０ 固定プレート
４１ 保持孔
４４ 固定プレートの表面
４５ 固定プレートの裏面

Claims (3)

1. 内輪と、軸方向の端部外周部に小径段部が設けられた外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備える転がり軸受と、
   前記小径段部の周囲を覆う保持孔、及び各締結部材をそれぞれ挿通又は螺合可能な複数の取付孔が形成される固定プレートと、
   を備え、
   前記小径段部には、外周面に円周方向に延びる係止溝が形成され、
   前記固定プレートは、前記保持孔を画成する前記固定プレートの内周部から径方向内側に突出して設けられ、前記係止溝に係止する複数の係止爪を備え、
   前記複数の係止爪が前記係止溝に係止されることで、前記外輪と前記固定プレートとが不分離に、且つ、相対回転可能に組み合わされる軸受装置であって、
   前記保持孔は、前記外輪と前記固定プレートとの相対回転を案内する案内部と、円周方向の位相が前記各取付孔と一致する部分に、それぞれ所定の円周方向長さを持って形成され、前記小径段部の段部外周面から径方向外方に延びる段差面と接触する部分の最外径よりも径方向外側に位置する切り欠き部と、前記案内部よりも径方向外側、且つ、前記段差面と接触する部分の最外径よりも径方向内側で、前記係止爪に対して円周方向両側に位置する逃げ部と、を有し、
   前記切り欠き部と前記逃げ部とは、円周方向に隣接または重複して形成されていることを特徴とする軸受装置。
2. 前記逃げ部と前記切り欠き部とは、円周方向に重複して形成されており、
   前記逃げ部は、前記切り欠き部の所定の円周方向長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記切り欠き部は、前記固定プレートの内周部の軸方向一側面に形成された凹部によって構成され、
   前記切り欠き部よりも径方向内側には、前記凹部の底面から軸方向に突出し、前記凹部の周囲の平面と同一の高さを有する凸部が形成されることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。

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