JP6786237B2 - 軸受固定部材、及び、固定部材付き軸受ユニット - Google Patents

Description

この発明は、自動車のトランスミッションに用いられる軸受を固定するための軸受固定部材、及び、この軸受固定部材を採用した固定部材付き軸受ユニットに関する。

例えば、デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）や連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）等のトランスミッションに用いられる軸受においては、この軸受をトランスミッションのハウジングに固定する手段として、例えば、特許文献１の図８等に示す構成が従来から知られている。この構成においては、トランスミッションの回転軸の端部がラジアル転がり軸受の内輪に嵌合しており、この軸受の外輪に形成された段差面に、取付板が軸方向から当接している。この取付板には通孔が周方向に所定角度間隔ごとに形成されており、この通孔及びハウジングに形成したねじ孔にねじを設けて、この軸受をハウジング内の所定位置に固定する。このように軸受を固定した場合、取付板から外輪の段差面に加わる押圧力は、各通孔に近い部分で大きくなる一方で、各通孔から離れるほど小さくなり、円周方向で不均一となる。このため、外輪軌道が非円形に歪む問題が生じ得る（本文献の段落０００２〜０００４参照）。

この問題を解決すべく、本文献の図１に示す構成においては、嵌合孔の周辺部で、かつ、各通孔の径方向内側部分に位置する３箇所に、それぞれ大径切欠部を形成している。このように、大径切欠部を形成することにより、段差面のうち各通孔の内径側に位置する部分が取付板により押圧されず、ねじを締め付けたときの取付板による押圧力の偏りが緩和する。すなわち、この構成においては、３箇所の大径切欠部の両端部の計６箇所の位置で、段差面が取付板から大きな押圧力を受ける。このため、本文献の図８等に示した構成のように、通孔に対応する３箇所で段差面に押圧力が作用する場合と比較して、局所的な押圧力を低減できる（本文献の段落００１３〜００１７参照）。

また、本文献の図５に示す構成においては、各通孔の径方向内側部分に位置する３箇所に、凹部を形成している。このように、凹部を形成することにより、３箇所の凹部の両端部の計６箇所の位置で、段差面が取付板から大きな押圧力を受ける。このため、本文献の図１に示した構成と同様に、本文献の図８に示した構成と比較して、局所的な押圧力を低減することができる（本文献の段落００１８〜００２０参照）。

特許第５６６４２１３号公報

特許文献１の図１、図５等に示す構成においては、大径切欠部又は凹部の両端部で外輪の段差面に当接しており、従来の構成（本文献の図８参照）と比較して局所的な押圧力は低減することができるものの、軸受と大径切欠部又は凹部の両端部において、局所的な押圧力が生じるのを解消することはできない。このため、外輪軌道の歪みが残留する虞がある。また、嵌合孔の周辺部に大径切欠部や凹部を形成することにより、その部分に応力が集中してクラックが発生し、取付板の耐久性が低下する等のトラブルが生じる虞もある。

そこで、この発明は、軸受の外輪に局所的に大きな押圧力が作用して外輪軌道が歪むのを防止するとともに、耐久性の向上を図ることを課題とする。

この課題を解決するために、この発明においては、ラジアル転がり軸受の外輪が当接するように嵌め込まれる挿通孔が形成された軸受挿通部と、前記軸受挿通部の外縁側に、前記挿通孔の周方向に沿って連設され、前記軸受挿通部を車両側の固定部に固定する固定部材が挿し込まれる固定孔が形成された複数の固定プレートと、を備え、前記軸受挿通部の前記挿通孔の内周縁部の剛性が、前記固定孔の前記挿通孔の中心への延長線上に対応する前記軸受挿通部上の固定孔対応部よりも、周方向に隣り合う前記固定孔の中間から前記挿通孔の中心への延長線上に対応する前記軸受挿通部上の固定孔中間部の方で高くなるように前記内周縁部の周方向位置によって前記剛性を変化させた軸受固定部材を構成した。

このように、軸受の外輪がその軸方向の全周に亘って挿通孔に嵌め込まれることによって、外輪がその周方向全体から軸方向に押圧されるため、局所的な押圧力によって外輪軌道が歪むのを防止することができる。しかも、固定部材による固定の際に、大きな押圧力が作用しやすい固定孔対応部の剛性を小さく、押圧力が相対的に小さくなりやすい固定孔中間部の剛性を相対的に大きくすることによって、軸受の外輪の周方向全体に亘って押圧力の均一化を図ることができ、外輪軌道の歪みを防止することができる。

前記構成においては、前記固定孔対応部に対応する前記軸受挿通部の素材を、前記固定孔中間部に対応する前記軸受挿通部の素材よりも硬度の小さい素材で構成することによって、前記剛性を変化させることができる。

特にこの構成においては、前記固定孔対応部に対応する前記軸受挿通部の素材を樹脂材で、前記固定孔中間部に対応する前記軸受挿通部の素材を前記樹脂材よりも高硬度の金属で構成するのが好ましい。この樹脂材と金属は剛性のみならず比重も大きく異なる。このため、樹脂材と金属を固定孔対応部と固定孔中間部で使い分けることによって、内周縁部の周方向位置によって剛性を変化させることができるとともに、金属よりも軽量な樹脂材を採用することによって軸受固定部材全体として軽量化を図ることができる。この樹脂材と金属の一体化は、例えば、樹脂材の射出成型によって容易に行うことができる。

上記のように、挿通孔の内周縁部の位置によって素材の種類を変える代わりに、前記固定孔対応部に対応する前記軸受挿通部の軸方向の肉厚を、前記固定孔中間部に対応する前記軸受挿通部の軸方向の肉厚よりも薄肉とすることによって、剛性を変化させることもできる。このように、内周縁部の軸方向の肉厚を変化させることによっても、上記と同様に、内周縁部の周方向位置によって剛性を変化させることができる。

前記各構成に係る軸受固定部材は、この軸受固定部材の前記軸受挿通部に設けられた前記軸受と一体にすることによって、固定部材付き軸受ユニットとすることができる。

上記のように軸受固定部材を構成することにより、この軸受固定部材で軸受を固定した際に、外輪軌道の歪みを防止することができる。このため、軸受に設けられた軸体をスムーズに軸周りに回転することができる。

この発明に係る軸受固定部材の第一実施形態を示す正面図 図１に示す軸受固定部材に軸受を設けた固定部材付き軸受ユニットを示す正面図 図２に示す固定部材付き軸受ユニットの斜視図 図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図 この発明に係る軸受固定部材（固定部材付き軸受ユニット）の第二実施形態を示す縦断面図

この発明に係る軸受固定部材１の第一実施形態を図面を用いて説明する。この軸受固定部材１は、例えば、自動車のトランスミッションに設けられるラジアル転がり軸受２を、このトランスミッションのハウジング３に固定する際に用いられる。図１は軸受固定部材１の正面図、図２はこの軸受固定部材１に軸受２を設けた状態（固定部材付き軸受ユニット）を示す正面図、図３はその斜視図、図４は図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。この軸受固定部材１は、軸受挿通部１０と、固定プレート２０と、を主要な構成要素としている。

軸受挿通部１０は、板状の部材であって、その中央部には挿通孔１１が形成されている。挿通孔１１には、外輪２ａ、内輪２ｂ、内外輪２ａ、２ｂに介在して設けられた転動体２ｃ、及び、転動体２ｃを所定間隔で保持する保持器２ｄを有する軸受２の外輪２ａが、この挿通孔１１の内周縁部と当接するように嵌め込まれる。外輪２ａの軸方向の一端部側には、この外輪２ａの外径面の外径よりも若干小さい小径部２ｅが形成されている。この小径部２ｅと前記外径面との間には、段差面２ｆが形成されている。また、この軸受２の内輪２ｂには、トランスミッションの回転軸４が挿通されている（図４参照）。

固定プレート２０は、軸受挿通部１０の外縁側に、挿通孔１１の周方向に沿って、１２０度ごとに３箇所に連設されている。この固定プレート２０には、軸受挿通部１０を車両側の固定部３（この実施形態においては、トランスミッションのハウジング。以下においては、このハウジングに固定部３と同じ符号を付する。）に固定する固定部材５（ボルト）が挿し込まれる固定孔２１が形成されている。この固定プレート２０は、固定部材５を挿し込んで軸受挿通部１０を固定する際の強度を確保するために、鋼で構成されている。軸受挿通部１０と固定プレート２０は、全体として、三角形の各隅を切り落とした略六角形平板状をしている。なお、この固定プレート２０の形状や挿通孔１１の個数は例示であって、適宜変更することも可能である。

軸受挿通部１０と固定プレート２０との一体化は、型枠に固定プレート２０を取り付け、この型枠内に溶融樹脂を射出する射出成型によるのが容易で好ましいが、軸受挿通部１０及び固定プレート２０を別々に成形しておき、これらを接着する等、他の手段によって行うことも可能である。

固定孔２１から挿通孔１１の中心への延長線上に対応する挿通孔１１の内周縁部（以下において、固定孔対応部１２と称する。）は、樹脂材で構成されている一方で、周方向に隣り合う固定孔２１の中間から挿通孔１１の中心への延長線上に対応する挿通孔１１の内周縁部（以下において、固定孔中間部１３と称する。）は、鋼によって構成されている。軸受２を軸受挿通部１０の挿通孔１１に嵌め込み、固定プレート２０及びハウジング３に形成された透孔に固定部材５を設けてこの固定部材５を締め付けると、外輪２ａに形成された段差面２ｆが、挿通孔１１の内周縁部（固定孔対応部１２及び固定孔中間部１３）に当接して、この軸受２が軸方向に押圧される。なお、挿通孔１１の内周縁部における、固定孔対応部１２及び固定孔中間部１３の位置は、厳密に固定孔２１の位置に対応していたり、厳密に固定孔２１の中間部であったりする必要はなく、周方向への数１０度程度の誤差も許容される。

上記のように、内周縁部の位置によって軸受挿通部１０を構成する素材を使い分けることによって、内周縁部の周方向位置によって剛性を変化させることができる。すなわち、固定部材５が設けられ、軸受挿通部１０から軸受２の外輪２ａへの大きな押圧力が作用しやすい固定孔対応部１２に樹脂材を用いて剛性を相対的に小さくすることにより、この押圧力を緩和する一方で、固定部材５から離れていて、軸受挿通部１０から軸受２の外輪２ａへの押圧力が小さくなりやすい固定孔中間部１３に、鋼を用いて剛性を確保することにより、この押圧力が低下するのを極力小さくすることができる。これにより、軸受２の外輪２ａの周方向全体に亘って押圧力の均一化を図ることができる。しかも、軸受挿通部１０に鋼よりも軽量な樹脂材を採用したことにより、軸受固定部材１全体として軽量化を図ることができる。

また、軸受２の外輪２ａが、その全周に亘って軸受挿通部１０に形成された挿通孔１１の内周縁部に当接しているため、この軸受挿通部１０と軸受２の外輪２ａとの間で、局所的に大きな押圧力が生じることがなく、外輪軌道の歪みを極力小さくすることができるとともに、軸受挿通部１０の耐久性の向上を図ることができる。

第一実施形態においては、固定孔対応部１２を樹脂材で構成し、固定孔中間部１３を鋼で構成したが、この素材の種類は例示であって、樹脂材の代わりに剛性が一層小さいゴム材を採用したり、鋼の代わりに他の金属を採用したりすることもできる。

この発明に係る軸受固定部材１（固定部材付き軸受ユニット）の第二実施形態を図５に示す。第二実施形態に係る軸受挿通部１０は、第一実施形態に係る軸受挿通部１０と基本構成は同じであるが、この軸受挿通部１０の内周縁部の構成が異なっている。すなわち、第一実施形態に係る軸受挿通部１０は、固定孔対応部１２が樹脂材で構成されている一方で、固定孔中間部１３が鋼で構成されているが、第二実施形態に係る軸受挿通部１０は、その全体が同一の部材（この実施形態では鋼）で構成されている。さらに、固定孔対応部１２に対応する位置の軸方向の肉厚を、固定孔中間部１３に対応する位置の軸方向の肉厚よりも薄肉としている。

このように、軸方向の肉厚を変化させることによって、固定孔対応部１２の剛性を相対的に小さくする一方で、固定孔中間部１３の剛性を相対的に大きくすることができる。このため、第一実施形態に係る軸受固定部材１のように軸受挿通部１０の内周縁部の位置によって構成する素材を使い分けた場合と同様に、軸受２の外輪２ａの周方向全体に亘って押圧力の均一化を図ることができる。しかも、軸受挿通部１０の一部を薄肉化することにより、軸受固定部材１全体として軽量化を図ることができる。なお、図５に示すように、固定孔対応部１２の肉厚を挿通孔１１に向かって徐々に減ずるのが好ましいが、固定孔対応部１２の剛性を固定孔中間部１３の剛性と比較して小さくし得る限りにおいて、段差状に薄肉化する等、その形状を適宜変更することもできる。

さらに、上記の第一実施形態及び第二実施形態の構成を組み合わせて、内周縁部の位置によって構成する素材を使い分けつつ、その軸方向の肉厚を変化させた構成とすることもできる。

上記の各実施形態に係る軸受固定部材１及び固定部材付き軸受ユニットはあくまでも例示に過ぎず、軸受２の外輪２ａに局所的に大きな押圧力が作用して外輪軌道が歪むのを防止するとともに、耐久性の向上を図る、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、各構成部品の形状、配置、数、素材等を適宜変更することができる。

１ 軸受固定部材
２ 軸受
２ａ 外輪
２ｂ 内輪
２ｃ 転動体
２ｄ 保持器
２ｅ 小径部
２ｆ 段差面
３ ハウジング（固定部）
４ 回転軸
５ 固定部材
１０ 軸受挿通部
１１ 挿通孔
１２ 固定孔対応部
１３ 固定孔中間部
２０ 固定プレート
２１ 固定孔

Claims (4)

1. ラジアル転がり軸受（２）の外輪（２ａ）が当接するように嵌め込まれる挿通孔（１１）が形成された軸受挿通部（１０）と、
   前記軸受挿通部（１０）の外縁に連設され、前記軸受挿通部（１０）を車両側の固定部（３）に固定する固定部材（５）が挿し込まれる固定孔（２１）が形成された複数の固定プレート（２０）と、を備え、
   前記軸受挿通部（１０）の前記挿通孔（１１）の内周縁部の剛性が、前記固定孔（２１）の前記挿通孔（１１）の中心への延長線上に対応する前記軸受挿通部（１０）上の固定孔対応部（１２）よりも、周方向に隣り合う前記固定孔（２１）の中間から前記挿通孔（１１）の中心への延長線上に対応する前記軸受挿通部（１０）上の固定孔中間部（１３）の方で高くなるように前記内周縁部の周方向位置によって前記剛性を変化させ、
   前記固定孔対応部（１２）に対応する前記軸受挿通部（１０）の素材を、前記固定孔中間部（１３）に対応する前記軸受挿通部（１０）の素材よりも硬度の小さい素材で構成することによって、前記剛性を変化させた軸受固定部材。
2. 前記固定孔対応部（１２）に対応する前記軸受挿通部（１０）の素材を樹脂材で、前記固定孔中間部（１３）に対応する前記軸受挿通部（１０）の素材を前記樹脂材よりも高硬度の金属で構成した請求項１に記載の軸受固定部材。
3. 前記固定孔対応部（１２）に対応する前記軸受挿通部（１０）の軸方向の肉厚を、前記固定孔中間部（１３）に対応する前記軸受挿通部（１０）の軸方向の肉厚よりも薄肉として、前記剛性を変化させた請求項１に記載の軸受固定部材。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の軸受固定部材（１）と、
   前記軸受固定部材（１）の前記軸受挿通部（１０）に設けられた前記軸受（２）と、
   を備えた固定部材付き軸受ユニット。

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