JP4196690B2 - ころ軸受およびこれを用いたころ軸受装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ころ軸受およびこれを用いたころ軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば自動車の自動変速機や各種油圧機器などでは、外筒の内径側にころ軸受を介して軸体を支持した構造がある。このころ軸受は、通常、外輪、複数のころと、保持器とを含む。
【0003】
上記外筒と軸体との対向環状空間において、ころ軸受の軸方向一側から他側へ向けて通過する油量を制限したい場合がある。これに対し、ころ軸受の内部に非接触タイプのシールリングを配置し、このシールリングで軸受内部の通過油量を制限するようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
実開平4−74727号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、シールリングをころ軸受の外輪内周に嵌合し、このシールリングの内周と軸体との間に微小な隙間を設けるようにしており、この隙間が軸方向にストレートであるために、油の通過を制限しにくいと言える。これに対して、接触タイプのシールを用いることも考えられるが、その場合、通過油量を少なくするために軸体に対するシールの接触圧を大きくする必要があって、トルク増加を招くことになる。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のころ軸受は、外筒の内径側に、外径が大小異径とされかつ大径外周面と小径外周面との境に径方向に沿う壁面が設けられてなる段付き形状の軸体を支持するころ軸受であって、外筒の内周面に嵌合固定されかつ軸方向両側に径方向内向きの鍔部が設けられる外輪と、外輪の内周面および前記軸体の小径外周面を軌道とする複数のころと、前記外輪の内部で一方の鍔部寄りに回転可能かつ軸方向移動可能に配置される環状部材とを有し、前記環状部材が、軸体の小径外周面上に配置され、また、前記外輪の一方の鍔部が、前記軸体の大径外周面上に配置されており、前記環状部材は、前記外輪の軸方向両側における油圧の高低差により前記軸体の壁面に対して当接されるとともに、前記外輪の内周面および一方の鍔部との間に、前記油圧の高い側から低い側へ向けて油の通過を制限する隙間を形成するものである。
また、本発明のころ軸受装置は、本発明に係る請求項1に記載のころ軸受の外輪が前記外筒の内周面に嵌合固定され、該ころ軸受の複数のころが外輪の内周面および前記軸体の小径外周面を軌道として配備され、前記ころ軸受の前記環状部材は、前記外輪の軸方向両側における油圧の高低差により前記軸体の前記壁面に対して当接されるとともに、前記外輪の内周面および一方の鍔部との間に、前記油圧の高い側から低い側へ向けて油の通過を制限する隙間を形成するものである。
【0007】
なお、ころ軸受は、ころ軸受や円筒ころ軸受等が挙げられる。外筒としては、内周面と外周面との肉厚が軸方向に同じとされた円筒形の部材に限定されず、内周面に円形孔を有する部材であればその肉厚の形態や外周面の形状は問わない。
【0008】
この場合、外筒と軸体との間の環状空間内において、ころ軸受の一側に油圧がかかると環状部材がその油圧により軸方向一方側に移動させられて前記軸体の壁面に対して当接し、外輪の内周面および一方の鍔部との間に、前記油圧の高い側から低い側へ向けて油の通過を制限する隙間を形成する。これによって、油圧がかかった側から油は、環状部材と軸体の壁面との当接によって軸体の外周面を伝って流れることができなくなって、前記隙間のみから油圧の低い側へ流れることになる。この隙間を管理することにより、通過油量を任意に制限できる。しかも、環状部材が軸体の壁面に対して当接したときに、当該環状部材が軸体と一体となり、外輪の一対の鍔部に対して干渉させないようにしているので、接触タイプのシールを用いる従来例のようにトルクが増加することを抑制または防止できるようになる。
【0009】
本発明のころ軸受は、外筒の内径側に、外径が大小異径とされかつ大径外周面と小径外周面との境に径方向に沿う壁面が設けられてなる段付き形状の軸体を支持するもので、外筒の内周面に嵌合固定されかつ軸方向両側に径方向内向きの鍔部が設けられる外輪と、外輪の内周面および前記軸体の小径外周面を軌道とする複数のころと、前記外輪の内部で一方の鍔部寄りに回転可能かつ軸方向移動可能に配置される環状部材とを有し、前記環状部材が、軸体の小径外周面上に配置され、また、前記外輪の一方の鍔部が、前記軸体の大径外周面上に配置されており、前記環状部材は、前記外輪の軸方向両側における油圧の高低差により前記軸体の壁面に対して当接されるとともに、前記外輪の内周面および一方の鍔部との間に、前記油圧の高い側から低い側へ向けて油の通過を制限する隙間を形成するものである。
【0010】
この場合、ころ軸受は、その配置領域における軸方向両側の油圧に高低差が生じるような場所で用いるものを対象としており、ころ軸受の使用状態において、上記ころ軸受装置と同様の作用が得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1から図4に本発明の実施形態1を示している。図示するように、外筒1に設けられる貫通孔に対して軸体2が挿通されていて、この軸体2が外筒1に対してころ軸受3を介して回転自在に支持されている。このように、外筒1に軸体2をころ軸受3で支持する構成が、ころ軸受装置と呼ばれる。このころ軸受装置は、例えば自動車の変速機の内部に存在する。
【0012】
このような変速機内では、外筒1と軸体2との対向環状空間4において、ころ軸受3の軸方向一側(図1の右側)の油圧が高圧となり、軸方向他側(図1の左側)の油圧が低圧となる場合がある。このような状況では、前記油圧を維持するために、高圧側の油がころ軸受3の内部を通過して低圧側へリークする量を制限する必要がある。なお、この実施形態では、外筒1を非回転とし、軸体2を回転軸とすることができる。
【0013】
この実施形態では、上記環状空間4においてころ軸受3の内部を通過する油量を制限するための工夫を施しているので、説明する。
【0014】
まず、軸体2は、外径が大小になった異径形状とされており、小径外周面21が高圧側に、大径外周面22が低圧側に配置されている。この小径外周面21と大径外周面22との境には径方向に沿う壁面23が設けられている。
【0015】
また、ころ軸受3は、外輪5と、複数のころ6と、保持器7と、環状部材8とを含む。このころ軸受3としては、例えばシェル形針状ころ軸受と呼ばれるものが用いられる。
【0016】
外輪5は、円筒形の胴体51と、胴体51の軸方向一側に胴体51に対して同心円となるように屈曲された円筒形鍔部52と、胴体51の軸方向他側に径方向内向きに屈曲された鍔部53とを有する。この外輪5は、シェル形外輪と呼ばれるものである。
【0017】
保持器7は、円筒形の鋼板からなり、その円周数ヶ所には、平面的に見て長方形状のポケット71が設けられているとともに、軸方向両端に、径方向外向きに立ち上がる鍔部72,73が設けられている。この保持器7の各ポケット71に対してころ6が収納される。このようにころ6を収納した保持器7が、外輪5の胴体51の内径部分において円筒形鍔部52と鍔部53との間の領域に配置される。このころ6は、外輪5の胴体51の内周面を外輪軌道とし、また、軸体2の小径外周面21の外周面を内輪軌道とする。なお、保持器7のポケット71の周方向幅は、図2に示すように、ころ6の直径よりも小さく設定されており、この保持器7を、すべてのころ6の中心を結ぶ円径(PCD)よりも内径側に配置することにより、ころ6が径方向内側へ抜け出さないようになっている。
【0018】
環状部材8は、円筒形の胴体81の軸方向一側に径方向内向きの鍔部82を設けた形状である。この環状部材8は、外輪5の内部に対して回転可能かつ軸方向に変位可能な状態で収納される。つまり、環状部材8の胴体81が外輪5の胴体51と円筒形鍔部52との対向環状空間に対して遊びを持つ状態で挿入され、また、環状部材8の鍔部82が外輪5の円筒形鍔部52の先端と保持器7の一方鍔部72との間に遊びを持つ状態で配置されている。
【0019】
ところで、上記外輪5の胴体51は、外筒1の貫通孔に対して圧入により嵌合固定される。この状態では、外輪5の円筒形鍔部52の先端が、軸体2の壁面23よりも大径外周面22側にずらされており、また、外輪5の鍔部53の内周面が軸体2の小径外周面21に対して微小隙間を介して対向されており、さらに、外輪5の円筒形鍔部52の内周面が軸体2の大径外周面22の外周面に対して微小隙間h1を介して対向されている。
【0020】
そして、図4に示すように、環状部材8の鍔部82を軸体2の壁面23に対して当接させた状態において、環状部材8の鍔部82と、外輪5の円筒形鍔部52の端縁との間、および環状部材8の胴体81の端縁と、外輪5において胴体51から円筒形鍔部52に至る屈曲部分との間に、それぞれ隙間h2,h3を作るようにするとともに、環状部材8の胴体81の外周面と、外輪5の胴体51の内周面との間、および環状部材8の胴体81の内周面と、外輪5の円筒形鍔部52の外周面との間に、それぞれ隙間h4,h5を作るようにしている。
【0021】
上記隙間h1〜h5は、断面でほぼS字形に連続した通路を形成している。
【0022】
このように、環状部材8の鍔部82が軸体2の壁面23に対して当接しても、環状部材8が外輪5に対して干渉しないようになっている。
【0023】
次に、動作を説明する。まず、環状空間4においてころ軸受3の軸方向両側の油圧がほぼ等しいときは、環状部材8は、図1で示すような状態を維持し、軸体2や外輪5に対して相対的に回転することになる。
【0024】
但し、ころ軸受3の軸方向一側の油圧が高圧の場合、この高圧側の油圧により環状部材8が低圧側に移動させられて、環状部材8の鍔部82が軸体2の壁面23に対して当接する。この場合、高圧油圧側からの油が軸体2の小径外周面21側の表面を伝って、軸体2の大径外周面22と外輪5の円筒形鍔部52との間の隙間へ流れることがほぼ阻止される。しかし、環状部材8が外輪5に対して干渉しないので、高圧側の油は、上述した隙間h1〜h5からなるS字形の通路を経て低圧側へ流れることが許容される。この通路を構成する隙間h1〜h5の間隔や長さを適宜調整することによって、ころ軸受3の内部を通過する油量を制御することができる。しかも、上述したように環状部材8の鍔部82が軸体2の壁面23に対して当接している状態では、環状部材8が軸体2と一体的に連れ回ることになるが、環状部材8が外輪5に対して干渉しないので、トルクが増加することを回避できる。
【0025】
以上説明したように、本実施形態では、ころ軸受3の内部を通過する油量を制限したうえで、接触タイプのシールを用いる従来例に比べてトルク増加を防止することができる。
【0026】
以下、本発明の応用例を示す。
【0027】
(1)図5に本発明の実施形態2を示している。この実施形態2では、上半分の断面が横向きのJ字形の環状部材10を用い、この環状部材10の胴体11を外輪5の胴体51と円筒形鍔部52との間に、また、環状部材10の内筒部12を外輪5の円筒形鍔部52と軸体2の小径外周面21との間に、それぞれ配置している。環状部材10の内筒部12の端縁が軸体2の壁面23に対して当接されるようになっている。この場合も、上記実施形態1と同様、環状部材10と外輪5と軸体2の三者の間に、上半分の断面がほぼS字形の通路が形成されることになり、上記実施形態1と同様の作用、効果が得られる。
【0028】
(2)図6に本発明の実施形態3を示している。この実施形態3では、上半分の断面がI字形の環状部材20を用い、外輪5において低圧油圧側に径方向内向きの鍔部52aを設けている。そして、環状部材20の外周面を外輪5の胴体51の内周面に対して微小の隙間を介して対向させ、環状部材20の外側面を外輪5の低圧油圧側の鍔部21aの内側面に対して微小の隙間を介して対向させている。この場合も、上記実施形態1と同様な作用、効果が得られる。
【0029】
【発明の効果】
本発明では、ころ軸受の軸方向両側における油圧の高低差によって環状部材が油圧の低い側に押されたときに、従来例のようにトルクを増加させることなく、軸受内部を通過する油量を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係るころ軸受装置を示す断面図
【図2】図1の(2)−(2)線断面の矢視図
【図3】図1の(3)−(3)線断面の矢視図
【図4】図1において環状部材が動いた状態を示す図
【図5】本発明の実施形態2に係るころ軸受装置を示す断面図
【図6】本発明の実施形態3に係るころ軸受装置を示す断面図
【符号の説明】
1 外筒 2 軸体
21 軸体の小径外周面 22 軸体の大径外周面
23 軸体の壁面 3 ころ軸受
4 環状空間 5 ころ軸受の外輪
51 外輪の胴体 52 外輪の円筒形鍔部
53 外輪の鍔部 6 ころ
8 環状部材 81 環状部材の胴体
82 環状部材の鍔部
Claims (2)
- 外筒の内径側に、外径が大小異径とされかつ大径外周面と小径外周面との境に径方向に沿う壁面が設けられてなる段付き形状の軸体を支持するころ軸受であって、
外筒の内周面に嵌合固定されかつ軸方向両側に径方向内向きの鍔部が設けられる外輪と、外輪の内周面および前記軸体の小径外周面を軌道とする複数のころと、前記外輪の内部で一方の鍔部寄りに回転可能かつ軸方向移動可能に配置される環状部材とを有し、
前記環状部材が、軸体の小径外周面上に配置され、また、前記外輪の一方の鍔部が、前記軸体の大径外周面上に配置されており、
前記環状部材は、前記外輪の軸方向両側における油圧の高低差により前記軸体の壁面に対して当接されるとともに、前記外輪の内周面および一方の鍔部との間に、前記油圧の高い側から低い側へ向けて油の通過を制限する隙間を形成するものである、ころ軸受。 - 請求項1に記載のころ軸受の外輪が前記外筒の内周面に嵌合固定され、該ころ軸受の複数のころが外輪の内周面および前記軸体の小径外周面を軌道として配備され、前記ころ軸受の前記環状部材は、前記外輪の軸方向両側における油圧の高低差により前記軸体の前記壁面に対して当接されるとともに、前記外輪の内周面および一方の鍔部との間に、前記油圧の高い側から低い側へ向けて油の通過を制限する隙間を形成するものである、ころ軸受装置。
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