JP2015098878A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受の外輪にクリープが発生したとしても、外輪による止め輪の連れ回りを防止して、ハウジングの環状溝の摩耗を防止することができる軸受装置を提供する。【解決手段】軸受装置１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１に内嵌される転がり軸受２０と、転がり軸受２０の内輪２２に内嵌される回転軸１２と、を備え、ハウジング１１の内周面に、第１環状溝１１ａが全周に亘って形成され、転がり軸受２０の外輪２１の外周面に、第２環状溝２１ｂが全周に亘って形成され、第１及び第２環状溝１１ａ，２１ｂに跨って止め輪３０が装着され、止め輪３０の外周縁部に、第１環状溝１１ａの側壁１１ｂに係合して軸方向の弾性力を加える外側弾性部３１が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、軸受装置に関し、詳しくは、自動車のトランスミッションなどの軸を支持する軸受装置に関する。

従来の軸受装置として、ハウジングと、ハウジングに内嵌される転がり軸受と、軸受の内輪に内嵌される回転軸と、を備え、ハウジングの内周面と軸受の外輪の外周面との間に止め輪が装着されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、ハウジングの内周面に環状溝が全周に亘って形成され、転がり軸受の外周面に環状溝が形成され、この２つの環状溝に跨がって止め輪が装着される。

そして、自動車のトランスミッションなどに使用される軸受装置では、一般的に止め輪で軸受の位置決め及びアキシアル荷重を受けている。この場合、ハウジングは、一般的にアルミニウム材からなり、高温時にアルミニウム材からなるハウジングと軸受鋼からなる軸受との線膨張係数の関係で、嵌め合いがルーズとなり、軸受の外輪にクリープが発生してしまう。このため、外輪のクリープによりハウジングの内周面が摩耗すると共に、止め輪が外輪に連れ回されることによりハウジングの環状溝も同様に摩耗してしまい、軸受が軸方向にガタついて、ギアノイズの発生原因となっている。

そこで、上記特許文献１の軸受装置では、止め輪だけではなく、外輪の環状溝を境として軸方向一方側に２つのＯリングを装着することにより、長期に亘って外輪のクリープ低減を図ると共に、ハウジングの内周面の摩耗を低減している。

特開２００５−０４２８９４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の軸受装置では、クリープ低減を図ることができるものの、クリープが発生した場合、上記したように止め輪が外輪に連れ回されてしまうため、未だにハウジングの第１環状溝の摩耗が進展してしまう可能性があり、改善の余地があった。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受の外輪にクリープが発生したとしても、外輪による止め輪の連れ回りを防止して、ハウジングの環状溝の摩耗を防止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）ハウジングと、ハウジングに内嵌される転がり軸受と、転がり軸受の内輪に内嵌される回転軸と、を備え、ハウジングの内周面に、第１環状溝が全周に亘って形成され、転がり軸受の外輪の外周面に、第２環状溝が全周に亘って形成され、第１及び第２環状溝に跨って止め輪が装着される軸受装置であって、止め輪の外周縁部に、第１環状溝の側壁に係合して軸方向の弾性力を加える外側弾性部が設けられることを特徴とする軸受装置。
（２）外側弾性部は、径方向断面視で二股に分岐することで形成される第１外側鍔部及び第２外側鍔部により構成され、第１及び第２外側鍔部は、その基端部で連結しており、その各先端部が軸方向で互いに逆方向で斜めに延びて第１環状溝の側壁にそれぞれ係合することを特徴とする（１）に記載の軸受装置。
（３）第１及び第２外側鍔部に、切欠き部が周方向に複数設けられることを特徴とする（２）に記載の軸受装置。
（４）外側弾性部は、軸方向一方側に斜めに延びる複数の第１外側片部と軸方向他方側に斜めに延びる複数の第２外側片部により構成され、第１外側片部及び第２外側片部は、外周縁部において周方向で交互に配置され、その各先端部が第１環状溝の側壁にそれぞれ係合することを特徴とする（１）に記載の軸受装置。
（５）止め輪の内周縁部に、第２環状溝の側壁に係合して軸方向の弾性力を加える内側弾性部が設けられることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つに記載の軸受装置。
（６）内側弾性部は、径方向断面視で二股に分岐することで形成される第１内側鍔部及び第２内側鍔部により構成され、第１及び第２内側鍔部は、その基端部で連結しており、その各先端部が軸方向で互いに逆方向で斜めに延びて第２環状溝の側壁にそれぞれ係合することを特徴とする（５）に記載の軸受装置。

本発明によれば、止め輪の外周縁部に、第１環状溝の側壁に係合して軸方向の弾性力を加える外側弾性部が設けられるため、外側弾性部が第１環状溝の両側壁に対して軸方向の弾性力を加える。このため、ハウジングと止め輪との係合状態をより強固にすることができ、止め輪をハウジングに対して固定することができる。これにより、軸受の外輪にクリープが発生したとしても、外輪による止め輪の連れ回りを防止することができるので、ハウジングの第１環状溝の摩耗を防止することができる。

本発明に係る軸受装置の第１実施形態を説明する要部断面図である。 図１に示す止め輪の正面図である。 第１実施形態の止め輪の第１変形例を説明する正面図である。 第１実施形態の止め輪の第２変形例を説明する正面図である。 図４に示す止め輪の要部斜視図である。 本発明に係る軸受装置の第２実施形態を説明する要部断面図である。 第２実施形態の止め輪の第１変形例を説明する要部拡大断面図である。 第２実施形態の止め輪の第２変形例を説明する要部拡大断面図である。

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

（第１実施形態）
まず、図１〜図５を参照して、本発明に係る軸受装置の第１実施形態について説明する。

本実施形態の軸受装置１０は、図１に示すように、ハウジング１１と、ハウジング１１の内周面に内嵌される複列の転がり軸受２０と、転がり軸受２０の後述する内輪２２に内嵌される回転軸１２と、を備える。

転がり軸受２０は、内周面に複列の外輪軌道面２１ａを有する外輪２１と、外周面に単列の内輪軌道面２２ａを有する一対の内輪２２と、外輪２１の複列の外輪軌道面２１ａと一対の内輪２２の内輪軌道面２２ａとの間に転動可能に配置される複数の玉２３と、複数の玉２３を転動可能に保持する保持器２４と、を備える。

そして、図１に示すように、ハウジング１１の内周面に、第１環状溝１１ａが全周に亘って形成されると共に、転がり軸受２０の外輪２１の外周面の軸方向中央に、第２環状溝２１ｂが全周に亘って形成され、この第１及び第２環状溝１１ａ，２１ｂに跨って止め輪３０が装着されている。また、第１環状溝１１ａは一対の側壁１１ｂを有し、第２環状溝２１ｂは一対の側壁２１ｃを有する。なお、第１及び第２環状溝１１ａ，２１ｂの幅寸法は略同一である。また、止め輪３０の第１環状溝１１ａへの挿入を容易にするため、第１環状溝１１ａの開口部の両周縁は面取りされている。

止め輪３０は、図１及び図２に示すように、金属製で略Ｃ字状の略円環状部材であり、その外周縁部に、第１環状溝１１ａの側壁１１ｂに係合して軸方向の弾性力を加える外側弾性部３１が設けられると共に、その内周縁部に、第２環状溝２１ｂの側壁２１ｃに係合して軸方向の弾性力を加える内側弾性部３２が設けられる。また、本実施形態では、止め輪３０の板厚は、第１及び第２環状溝１１ａ，２１ｂの幅寸法や、外側弾性部３１及び内側弾性部３２の幅寸法よりも小さく設定されており、止め輪３０の軸方向両側には所定の隙間空間が形成される。

外側弾性部３１は、径方向断面視で二股に分岐することで形成される第１外側鍔部３１ａ及び第２外側鍔部３１ｂにより構成される。第１及び第２外側鍔部３１ａ，３１ｂは、止め輪３０の外周縁部の全周に亘って形成されている。

第１及び第２外側鍔部３１ａ，３１ｂは、その基端部で連結しており、その各先端部が軸方向で互いに逆方向に斜めに延びて第１環状溝１１ａの側壁１１ｂにそれぞれ係合して弾性力を加える。より具体的には、第１及び第２外側鍔部３１ａ，３１ｂは、第１環状溝１１ａに挿入された後、各先端部が基端部を支点として軸方向で近接するように内側に弾性変形して、各先端部が圧縮バネのように第１環状溝１１ａの側壁１１ｂに対し弾性力を加える。この結果、第１及び第２外側鍔部３１ａ，３１ｂの弾性力により止め輪３０が第１環状溝１１ａに固定される。

内側弾性部３２は、外側弾性部３１と同様、径方向断面視で二股に分岐することで形成される第１内側鍔部３２ａ及び第２内側鍔部３２ｂにより構成される。第１及び第２内側鍔部３２ａ，３２ｂは、止め輪３０の内周縁部の全周に亘って形成されている。

第１及び第２内側鍔部３２ａ，３２ｂは、その基端部で連結しており、その各先端部が軸方向で互いに逆方向に斜めに延びて第２環状溝２１ｂの側壁２１ｃにそれぞれ係合して弾性力を加える。

従って、本実施形態の止め輪３０の断面形状は、外周縁部の第１及び第２外側鍔部３１ａ，３１ｂと内周縁部の第１及び第２内側鍔部３２ａ，３２ｂによって、略Ｘ字状に形成されている。また、第１及び第２内側鍔部３２ａ，３２ｂと第２環状溝２１ｂとで囲われる隙間空間が第１及び第２外側鍔部３１ａ，３１ｂと第１環状溝１１ａとで囲われる隙間空間よりも大きくなるように、止め輪３０は第１及び第２環状溝１１ａ，２１ｂ内に収納されている。

また、本実施形態では、内側弾性部３２を構成する第１及び第２内側鍔部３２ａ，３２ｂの弾性力は、外側弾性部３１を構成する第１及び第２外側鍔部３１ａ，３１ｂの弾性力の弾性力よりも小さく設定されている。

このように構成された軸受装置１０では、止め輪３０の外周縁部の外側弾性部３１により、ハウジング１１の第１環状溝１１ａに止め輪３０が固定されため、外輪２１のクリープに伴う止め輪３０の連れ回りが防止される。このため、例え、ハウジング１１がアルミニウム材で製造されていたとしても、ハウジング１１の第１環状溝１１ａの摩耗が防止される。また、止め輪３０の内側弾性部３２の弾性力が外側弾性部３１の弾性力よりも小さく設定されているので、外輪クリープ時、外輪２１と止め輪３０が相対回転することになるが、外輪２１が軸受鋼の硬い材質で製造されているので、外輪２１の第２環状溝２１ｂに摩耗は発生しない。また、例え、止め輪３０の内側弾性部３２が摩耗してその弾性力が低下したとしても、止め輪３０の基本的機能である軸方向の位置決め機能を損なうことはない。

以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、止め輪３０の外周縁部に、ハウジング１１の第１環状溝１１ａの側壁１１ｂに係合して軸方向の弾性力を加える外側弾性部３１が設けられるため、外側弾性部３１が第１環状溝１１ａの両側壁１１ｂに対して軸方向の弾性力を加える。このため、ハウジング１１と止め輪３０との係合状態をより強固にすることができ、止め輪３０をハウジング１１に対して固定することができる。これにより、外輪２１にクリープが発生したとしても、外輪２１による止め輪３０の連れ回りを防止することができるので、ハウジング１１の第１環状溝１１ａの摩耗を防止することができる。この結果、軸受２０の軸方向のガタつきを防止することができ、ギアノイズの発生を防止することができる。

次に、本実施形態の第１変形例として、図３に示すように、止め輪３０の第１及び第２外側鍔部３１ａ，３１ｂに切欠き部３４が周方向に略等間隔に複数（本変形例では４つ）設けられていてもよい。この場合、切欠き部３４の周方向エッジ部分が第１環状溝１１ａの側壁１１ｂに食い込むので、ハウジング１１に対する止め輪３０の回転防止効果をより大きくすることができ、外輪２１による止め輪３０の連れ回りを更に防止することができる。また、内側弾性部３２は、上記したように周方向に連続しているので、外輪２１と止め輪３０の相対回転は許容されている。なお、切欠き部３４の設置数は任意である。

次に、本実施形態の第２変形例として、図４及び図５に示すように、外側弾性部３１が、上記第１及び第２外側鍔部３１ａ，３１ｂの代わりに、軸方向一方側に斜めに延びる複数（本変形例では４つ）の第１外側片部４１ａと軸方向他方側に斜めに延びる複数（本変形例では４つ）の第２外側片部４１ｂにより構成され、第１及び第２外側片部４１ａ，４１ｂが周方向で交互に配置されていてもよい。そして、第１及び第２外側片部４１ａ，４１ｂの各先端部は第１環状溝１１ａの側壁１１ｂにそれぞれ係合する。なお、第１及び第２外側片部４１ａ，４１ｂの数は任意である。

本変形例によれば、第１及び第２外側片部４１ａ，４１ｂの周方向エッジ部分が第１環状溝１１ａの側壁１１ｂに食い込むので、ハウジング１１に対する止め輪３０の回転防止効果をより大きくすることができ、外輪２１による止め輪３０の連れ回りを更に防止することができる。また、第１及び第２外側片部４１ａ，４１ｂをプレス加工や曲げ加工などの比較的単純な加工により容易に設けることができるので、止め輪３０の製造コストの増大を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図６〜図８を参照して、本発明に係る軸受装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図６に示すように、止め輪３０に内側弾性部３２を設けず、止め輪３０の断面形状が略Ｙ字状に形成されていてもよい。この場合、止め輪３０が外輪２１に弾性力を加えないため、外輪２１にクリープが発生したとしても、外輪２１による止め輪３０の連れ回りは発生しない。そして、本実施形態によれば、止め輪３０に外側弾性部３１を設けるのみで、上記第１実施形態よりも形状が簡素となるので、止め輪３０の製造コストの増大を抑制することができる。

次に、本実施形態の第１変形例として、図７に示すように、止め輪３０の板厚が上記実施形態よりも大きく設定され、止め輪３０の両側面がハウジング１１の第１環状溝１１ａの側壁１１ｂに嵌合してもよい。この場合、止め輪３０の両側面と外輪２１の第２環状溝２１ｂの側壁２１ｃとの間に若干の隙間を設ける。本変形例によれば、止め輪３０の両側面がハウジング１１の第１環状溝１１ａに嵌合するため、軸受２０の軸方向の位置決め精度を高めることができる。

次に、本実施形態の第２変形例として、図８に示すように、上記図７に示した第１変形例をベースとして、止め輪３０の外周縁部に、上記外側弾性部３１の代わりに、ハウジング１１の第１環状溝１１ａの側壁１１ｂに係合して軸方向の弾性力を加える外側弾性部５１が設けられていてもよい。この外側弾性部５１は、断面視フック形状の湾曲片部５１ａにより構成される。本変形例によれば、外側弾性部５１の外周縁部が湾曲しているため、止め輪３０の第１環状溝１１ａへの挿入を容易にすることができる。また、止め輪３０の第１環状溝１１ａへの挿入を容易にしているため、第１環状溝１１ａの開口部の両周縁に面取りを設けなくてもよい。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本発明は上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、転がり軸受として玉軸受を採用したが、これに限定されず、円すいころ軸受、円筒ころ軸受など種々の転がり軸受を採用してもよい。

１０ 軸受装置
１１ ハウジング
１１ａ 第１環状溝
１１ｂ 側壁
１２ 回転軸
２０ 転がり軸受
２１ 外輪
２１ａ 外輪軌道面
２１ｂ 第２環状溝
２１ｃ 側壁
２２ 内輪
２２ａ 内輪軌道面
２３ 玉
２４ 保持器
３０ 止め輪
３１ 外側弾性部
３１ａ 第１外側鍔部
３１ｂ 第２外側鍔部
３２ 内側弾性部
３２ａ 第１内側鍔部
３２ｂ 第２内側鍔部
３４ 切欠き部
４１ａ 第１外側片部
４１ｂ 第２外側片部
５１ 外側弾性部
５１ａ 湾曲片部

Claims (6)

1. ハウジングと、前記ハウジングに内嵌される転がり軸受と、前記転がり軸受の内輪に内嵌される回転軸と、を備え、
   前記ハウジングの内周面に、第１環状溝が全周に亘って形成され、
   前記転がり軸受の外輪の外周面に、第２環状溝が全周に亘って形成され、
   前記第１及び第２環状溝に跨って止め輪が装着される軸受装置であって、
   前記止め輪の外周縁部に、前記第１環状溝の側壁に係合して軸方向の弾性力を加える外側弾性部が設けられることを特徴とする軸受装置。
2. 前記外側弾性部は、径方向断面視で二股に分岐することで形成される第１外側鍔部及び第２外側鍔部により構成され、
   前記第１及び第２外側鍔部は、その基端部で連結しており、その各先端部が軸方向で互いに逆方向で斜めに延びて前記第１環状溝の側壁にそれぞれ係合することを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記第１及び第２外側鍔部に、切欠き部が周方向に複数設けられることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
4. 前記外側弾性部は、軸方向一方側に斜めに延びる複数の第１外側片部と軸方向他方側に斜めに延びる複数の第２外側片部により構成され、
   前記第１外側片部及び前記第２外側片部は、周方向で交互に配置され、その各先端部が前記第１環状溝の側壁にそれぞれ係合することを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
5. 前記止め輪の内周縁部に、前記第２環状溝の側壁に係合して軸方向の弾性力を加える内側弾性部が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受装置。
6. 前記内側弾性部は、径方向断面視で二股に分岐することで形成される第１内側鍔部及び第２内側鍔部により構成され、
   前記第１及び第２内側鍔部は、その基端部で連結しており、その各先端部が軸方向で互いに逆方向で斜めに延びて前記第２環状溝の側壁にそれぞれ係合することを特徴とする請求項５に記載の軸受装置。

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