(57)【要約】【課題】部品点数を減少させかつ構造を簡素化させ、さらに、軸受の予圧とアキシャル隙間の調整が簡単に行える軸受装置を提供する。【解決手段】外周面に２列の内輪軌道が形成された単一の内輪１と、軸方向に間隔を持って設けられかつ内周面に１列の外輪軌道が夫々形成された一対の外輪２，３と、内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に介在させた転動体４，５とを備えている。さらに、一対の外輪２，３の間に間座６が設けられている。外輪２，３には、間座６側の軸方向端面に外輪傾斜面２ｂ，３ｂが形成されている。間座６には、外輪傾斜面２ｂ，３ｂに当接して外輪２，３を軸方向両側に押圧し予圧を付与する間座傾斜面１４が形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に２列の内輪軌道が形成された単一の内輪と、軸方向に間隔を持って設けられかつ内周面に１列の外輪軌道が夫々形成された一対の外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に介在させた転動体と、一対の前記外輪の間に設けられた間座と、を備え、前記一対の外輪の少なくとも一方には、前記間座側の軸方向端面に外輪傾斜面が形成され、前記間座には、この外輪傾斜面に当接して前記外輪を軸方向両側に押圧し予圧を付与する間座傾斜面が形成されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記間座は軸受軸心を中心とする円弧部材とされ、この間座は周方向に複数箇所設けられている請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記間座を径方向に移動させる位置調整手段を有している請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項４】
ハウジングの孔部内に取り付けられて回転軸を回転可能に支持するターボチャージャ用軸受とされた請求項１〜３のいずれかに記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のターボチャージャは、回転軸の一端側にタービンホイールが取り付けられ、他端部にコンプレッサホイールが取り付けられ、回転軸の中間部がターボチャージャのハウジングの孔部に挿通されており、この中間部において軸受装置により回転軸が回転可能に支持されている。
そして、従来このような軸受装置として知られるものに、特許文献１、特許文献２に示すように、単列のアンギュラ玉軸受を回転軸の両側に夫々配置させ、これらの間において、両アンギュラ玉軸受の外輪を軸方向両側に弾発付勢するコイルバネと、Ｃ形のスペーサとが設けられたものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０１１２８号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５７７０１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のこのような軸受装置は部品点数が多く、構造が複雑であり、組み立て工数が多くなってコストが高くなるという問題点を有している。この軸受装置の組み立ては、軸方向一方側のアンギュラ玉軸受を所定の位置に装着し、コイルバネとスペーサとを設け、軸方向他方側のアンギュラ玉軸受を装着させる必要がある。そこで、組み立てを容易とするために、予めこの軸受装置を一体化させて製造し、ターボチャージャのハウジングの孔部に装着させることが考えられる。しかし、この一体化された軸受装置の場合、軸受部の予圧、アキシャル隙間の調整・管理が困難となる。
【０００５】
すなわち、ターボチャージャは、回転軸が数万回／分もの回転数で高速回転するものであり、回転軸の回転精度を高めたり軸受剛性を高めるために、２個のアンギュラ玉軸受に軸方向の予圧を付加させている。従って、ターボチャージャの組み立てにおいて、この予圧や軸受部のアキシャル隙間の調整・管理が必要となる。従来の軸受装置は、この予圧をコイルバネによって与えているが、コイルバネの径方向外方にはスリーブが設けられているため、一旦軸受装置が組み立てられると、コイルバネによる予圧の調整を行う作業、コイルバネを交換する作業が非常に困難であるという問題点を有している。
【０００６】
そこで、この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数を減少させかつ構造を簡素化させ、さらに、軸受の予圧とアキシャル隙間の調整が簡単に行える軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するためのこの発明の軸受装置は、外周面に２列の内輪軌道が形成された単一の内輪と、軸方向に間隔を持って設けられかつ内周面に１列の外輪軌道が夫々形成された一対の外輪と、前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に介在させた転動体と、一対の前記外輪の間に設けられた間座とを備え、前記一対の外輪の少なくとも一方には、前記間座側の軸方向端面に外輪傾斜面が形成され、前記間座には、この外輪傾斜面に当接して前記外輪を軸方向両側に押圧し予圧を付与する間座傾斜面が形成されていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成の軸受装置によれば、間座が一対の外輪を相互が離れる軸方向両側に押圧することができ、外輪と転動体と内輪とで構成される軸方向両側の軸受部に予圧を付与することができ、また、軸受部のアキシャル隙間の微調整が容易となる。
つまり、外輪の外輪傾斜面を押圧する間座の押圧面は傾斜面とされているため、間座を径方向に位置調整させることにより少なくとも一方の外輪を軸方向へ移動させて、簡単に予圧の強さとアキシャル隙間を調整することができる。さらに、間座が軸受部に予圧を付与し、アキシャル隙間を調整するため、別途予圧の付与等を行わせる手段を不要とし、部品点数を減少させることができる。
また、内輪が単一の部材であるため部品点数を減少させることができると共に、軸受装置を一体化させることができ、軸受装置の装着が容易となる。つまり、内輪に、２列の転動体と一対の外輪と間座とを予め組み付けることができ、軸受装置の装着部位に軸受装置を簡単に取り付けることが可能となる。
【０００９】
また、前記間座は軸受軸心を中心とする円弧部材とされ、この間座は周方向に複数箇所設けられているのが好ましい。この構成によれば、周方向の複数箇所から間座が外輪を軸方向に押圧することができ、また、間座が外輪の円周形状に沿った円弧形状の部材とされているため、周方向に均一な押圧力を外輪に対して与えることができる。
【００１０】
また、前記間座を径方向に移動させる位置調整手段を有しているのが好ましい。この構成によれば、間座を径方向に移動させることで軸受の予圧、アキシャル隙間を簡単に調整することができる。
【００１１】
また、この軸受装置は、ハウジングの孔部内に取り付けられて回転軸を回転可能に支持するターボチャージャ用軸受とされている。これにより、部品点数を少なくし、構成が簡素化され、軸受装置をターボチャージャのハウジングに容易に装着させることができる。また、高速で回転しかつ回転数が大きく変動する回転軸を支持するこの軸受装置に、簡単かつ適切に予圧を付加し、アキシャル隙間を調整することができ、回転軸の回転精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の軸受装置によれば、部品点数を減少させ、構造を簡素化でき、組み立てが容易でコストの低減が可能となる。また、予圧、アキシャル隙間の調整・管理が簡単に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の実施の一形態に係る軸受装置を示す縦断面図である。この軸受装置は、ハウジングＨに形成された貫通状の孔部１３内において回転軸１２を回転可能に支持することができ、軸方向に２列の転動体４，５を備えた複列の軸受装置である。このような軸受装置が用いられる装置として、自動車のターボチャージャがある。
【００１４】
この軸受装置は、回転軸１２に外嵌している単一の内輪１と、この内輪１の径方向外方に設けられた一対の外輪２，３と、内輪１と外輪２，３の間の環状空間に転動自在に設けられた２列の転動体４，５と、一対の外輪２，３の間に設けられた間座６とを備えている。
この軸受装置はハウジングＨの孔部１３内に設けられており、相互の間に間座６が設けられた一対の外輪２，３は、ハウジングＨの孔部１３の段付き面１５と円板状の止め輪部材１６との間に設けられており、内輪１の軸方向一端面１ａが、回転軸１２の外周側に設けられて軸方向に位置規制された円筒状スペーサ１７に当接している。つまり、この軸受装置は、これを軸方向両側から挟むよう設けられた止め輪部材１６と円筒状スペーサ１７とにより、ハウジングＨの孔部１３に軸方向に位置規制されて装着されている。
【００１５】
外周面に２列の内輪軌道７，８が形成されている内輪１は、円筒状の一部品（一体もの）として構成されている。内輪１の内輪軌道７，８は、転動体４，５を構成する玉とアンギュラコンタクトする所定の曲率半径で形成された周溝である。
軸方向一方側の第１の外輪２は円筒状の部材であり、内輪１に形成されている第１の内輪軌道７と対向するよう単一の外輪軌道９が形成されている。この内輪軌道７と外輪軌道９との間に第１の転動体４が設けられている。外輪軌道９は所定の曲率半径で形成された周溝であり、転動体４を構成する玉とアンギュラコンタクトするよう外輪２の内周面に形成されている。
また、他方側の第２の外輪３も同様に円筒状の部材であり、内輪１に形成されている第２の内輪軌道８と対向するよう単一の外輪軌道１０が形成されており、第２の転動体５を構成する玉とアンギュラコンタクトするよう外輪軌道１０が形成されている。この軸受装置は、内輪１が一体化され、外輪２，３が分割された構造とされており、複列アンギュラ玉軸受を構成している。
【００１６】
なお、図１に示す軸受装置は、軸心を通る断面において、軸方向一方側の転動体４の玉と内輪軌道７及び外輪軌道９との接触点を結ぶ直線と、軸方向他方側の転動体５の玉と内輪軌道８及び外輪軌道１０との接触点を結ぶ直線とが外輪２，３の径方向外方で交差する向きとなるように、両側の玉は内輪１と外輪２，３にアンギュラコンタクトする構成とされている。
【００１７】
一対の外輪２，３は軸方向に間隔を持って内輪１の外周側にて内輪１と同心に設けられており、一対の外輪２，３の間に間座６が設けられている。間座６の断面形状は、図１に示すように、平行な２辺のうち短辺が径方向内側とされ長辺が径方向外側とされた台形とされており、中心に向かって幅寸法が小さくなる楔形とされている。また、間座６は図２に示すように軸方向に見て軸受軸心を中心とする円弧形状の部材とされている。従って、間座６の側面は、軸心に直交する面に対して所定の角度で傾斜する傾斜面（テーパ面）１４とされており、図１においては両側面が傾斜面１４ａ，１４ｂとされている。
【００１８】
外輪２の軸方向内側端面、つまり間座６側の軸方向端面に、中心に向かうにつれて他方側の外輪３に近付く向きとされている外輪傾斜面２ｂが形成され、外輪傾斜面２ｂは、間座６の傾斜面１４ａと同じ角度で傾斜する被押圧傾斜面とされている。また、外輪３においても同様に、間座６側の軸方向端面に外輪傾斜面３ｂが形成され、外輪傾斜面３ｂは、間座６の傾斜面１４ｂと同じ角度で傾斜する被押圧傾斜面とされている。従って、外輪２，３の間の環状の空間部は径方向外方へ向かって幅寸法が拡大している。
そして、間座６の傾斜面１４ａが外輪２の外輪傾斜面２ｂに当接し、外輪２を軸方向外側に押圧している。また、反対側の外輪３においても同様に、間座６の傾斜面１４ｂが外輪３の外輪傾斜面３ｂに当接し、外輪３を軸方向外側に押圧している。つまり、一対の外輪２，３の間に配置された間座６は、傾斜面１４ａ，１４ｂにより両外輪２，３を相互が離れる方向である軸方向両側に押圧している。
【００１９】
なお、図１の実施形態においては、間座６の軸方向両側に傾斜面１４ａ，１４ｂが形成されているが、図示しないが、間座６の軸方向両側の面のうちの一方側の面を傾斜面とし、他方側の面を軸方向に直交する面とし、この間座６に形成した傾斜面に当接する外輪の軸方向端面に、これに対応する傾斜面が形成されるようしてもよい。この場合においても、間座６を径方向に位置調整させることにより、左右両側の外輪２，３を共に軸方向へ移動させることができ、予圧の強さとアキシャル隙間を調整することができる。
【００２０】
また、図２に示すように、間座６は軸受軸心を中心とする円弧部材とされており、この間座６は周方向に複数箇所設けられている。例えば、間座６は中心角度が９０°とされた円弧部材とされており、２個の間座６，６が外輪２，３の間の空間部に軸受軸心を中心として１８０°離れて向かい合うよう配置されている。なお、間座６は複数個とされているがその数は限定されず、また、複数個の間座６は軸受軸心を中心として周方向に等間隔で配置されるのが好ましい。
これにより、複数個の間座６は、周方向の複数箇所から外輪２，３を周方向均等に押圧することができ、さらに、間座６が外輪２，３の円周形状に沿った円弧形状の部材とされているため、周方向に均一な押圧力を外輪２，３に対して与えることができる。
【００２１】
間座６は、その外周面がハウジングＨの孔部１３の内周面に当接することにより、径方向の位置保持がされる。従って、間座６の外周面は孔部１３の内周面と接触する円弧面とされており、この円弧面は孔部１３の内周面と（ほぼ）同じ曲率半径とするのが好ましい。なお、間座６の外周面形状及び曲率半径は、この軸受装置がハウジングＨの孔部１３に嵌め込まれた状態で間座６の傾斜面１４，１４が外輪傾斜面２ｂ，３ｂを押圧し軸受部に所定の予圧とアキシャル隙間を与えるよう、設定されている。
従って、この軸受装置がハウジングＨ内に組み付けられる前に、軸受部への予圧の付与の設定が可能となるため、生産効率が高まり、量産が可能となる。
また、外輪２，３に対する押圧力を弱める操作は、間座６の傾斜面１４を削ることにより外輪２，３の外輪傾斜面２ｂ，３ｂへの押圧力を調整することができる。
さらに、間座６の傾斜面１４及び外輪２，３の外輪傾斜面２ｂ，３ｂの軸心に直交する面に対する傾斜角度は、相互間の摩擦により間座６が径外方へ抜け出ない角度となるようすることができ、例えば、７°程度とすることができる。これにより、間座６は一対の外輪２，３を軸方向両側へ押圧しつつ、傾斜面１４における摩擦により間座６は径方向の位置が保持される。
【００２２】
内輪１及び外輪２は例えば、冷間圧延鋼板等の鋼板を深絞り加工して所定の曲率半径となるように軌道を形成した後、浸炭焼入れ、高周波焼入れなどの熱処理を行うことにより製造することができる。また。転動体４，５の玉はステンレス鋼などの鋼材を素材として作成されており、図示省略の保持器によって周方向所定の間隔に配置される。また、間座６は内輪１、外輪２と同等（同じ）材質とすることができる。
【００２３】
以上のようにこの軸受装置は、一対の外輪２，３の夫々には、間座６側の軸方向端面に外輪傾斜面２ｂ，３ｂが形成されており、そして、間座６には、この外輪傾斜面２ｂ，３ｂに当接して外輪２，３を軸方向両側に押圧する傾斜面１４が形成されているため、間座６を径方向に位置調整させることにより外輪２，３を軸方向へ移動させて、簡単に両軸受部に予圧を付与することができる。さらに、予圧の強さとアキシャル隙間を簡単に調整することができる。
【００２４】
以上説明した軸受装置は、ハウジングＨの孔部１３内に取り付けられて回転軸１２を回転可能に支持するターボチャージャ用軸受として好適となる。つまり、図示しないが、回転軸１２の一端部にはタービンホイールが取り付けられ、他端部にはコンプレッサホイールが取り付けられ、回転軸１２の中間部がターボチャージャのハウジングＨの孔部１３に挿通され、その中間部に軸受装置の内輪１が外嵌され、孔部１３の内周面側に軸受装置の外輪２，３が設けられている。
そして、外輪２，３の外周面と孔部１３の内周面との間にはオイルフィルダンパを構成する微小な隙間が形成されている。そして、この隙間にハウジングＨに形成されている給油孔（図示せず）を介して潤滑油が供給され、この潤滑油が回転軸１２の振動を減衰させるダンパとして機能する。
【００２５】
従って、前記軸受装置をターボチャージャ用軸受として用いることにより、間座６が軸受部に予圧を付与し、アキシャル隙間を調整するため、別途予圧の付与等を行わせる手段を不要とし、さらに、内輪１が単一の部材であるため、部品点数を減少させることができる。そして、この軸受装置を予め一体化させることができて、ターボチャージャのハウジングＨへの軸受装置の装着が容易となる。
さらに、高速で回転しかつ回転数が大きく変動する回転軸１２を支持するこの軸受装置に、簡単かつ適切に予圧を付与し、アキシャル隙間を調整することができ、回転軸１２の回転精度を高めることができる。
【００２６】
また、図３は本発明の軸受装置の他の実施の形態を示す縦断面図であり、この軸受装置は、間座６を径方向に移動させる位置調整手段１１を有している。位置調整手段１１は、その操作部を軸受装置が組み込まれるハウジングＨの外部に設ければ、軸受装置をハウジングＨの孔部１３に装着させた後においても、分解することなく軸受部の予圧とアキシャル隙間の変更、調整が可能となる。なお、図３の軸受装置において、図１の軸受装置で示した符号と同一のものは同一の構成であり説明を省略する。
【００２７】
位置調整手段１１の具体的な構成は、例えば、図３に示すように、ハウジングＨの外面からハウジングＨの肉部を貫通して孔部１３に開口する直線状の貫通孔１８が形成され、この貫通孔１８にネジ棒１９が挿通され、間座６の外周面にその先端面が当接しかつ基端部がハウジングＨの外面から突出している。ネジ棒１９は軸受装置の軸心を中心とした径方向が長手方向となるよう配置される。そして、このネジ棒１８は、ハウジングＨに設けられたナット部２０に螺合し、ネジ棒１８がナット部２０を螺進退することで、間座６を径方向に移動させることができる。つまり、ネジ棒１８を前進させて間座６を中心に向かって押圧すれば、一対の外輪２，３は相互が離れる方向に押圧されて軸受部に予圧が付与される。
また、この位置調整手段１１は１つの間座６に対して少なくとも１つが設けられているが、１つの間座６に対して複数個設けて間座６を周方向複数箇所から押圧するのが好ましい。
【００２８】
この位置調整手段１１によれば、位置調整手段１１の操作部（ネジ棒１８の頭部）を軸受装置が組み込まれるハウジングＨの外部に設ければ、軸受装置をハウジングＨの孔部１３内に取り付けた後においても、分解することなくハウジングＨの外から軸受部の予圧とアキシャル隙間の変更、調整が可能となる。
【００２９】
本発明の軸受装置は、図示省略するが、外輪２（外輪３）を分割構造としてもよい。つまり、外輪軌道９（１０）を有する外輪本体と、この外輪本体に取り付けられた環状のアウタ部材とから成るよう構成してもよい。つまり、この外輪本体を標準仕様の既製品とすることができ、製品コストを低減させることができる。
【００３０】
さらに、本発明の軸受装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、回転軸１２の外周面に内輪軌道７，８を形成し、回転軸１２の外周部を内輪１としたものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の軸受装置の実施の一形態を示す縦断面図である。
【図２】間座を軸方向から見た図である。
【図３】軸受装置の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  内輪
２  第１の外輪
２ｂ  外輪傾斜面
３  第２の外輪
３ｂ  外輪傾斜面
４  第１の転動体
５  第２の転動体
６  間座
７  第１の内輪軌道
８  第２の内輪軌道
９  第１の外輪軌道
１０  第２の外輪軌道
１１  位置調整手段
１２  回転軸
１３  孔部
１４  間座傾斜面
Ｈ  ハウジング
【図１】
2006234098.tif 000003
【図２】
2006234098.tif 000004
【図３】
2006234098.tif 000005