(57)【要約】【課題】軌道輪に樹脂層を直接形成した、組付け性が良く制振性および剛性の高い円錐ころ軸受を提供する。【解決手段】円錐ころ軸受１０を構成する外輪３０は、内周に外輪円錐軌道面３２を有するとともに、外周に円錐外周面３８を有する内部部材３６と、内周に円錐内周面４２を有するとともに、外周にハウジング取付面３４を有する外部部材４０と、円錐外周面３８と円錐内周面４２との間に介在する樹脂層４４とを備えている。そして、樹脂層４４は、内部部材３６の円錐外周面３８および外部部材４０の円錐内周面４２の少なくとも一方に対して、周方向に固着部と非固着部とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に内輪円錐軌道面を有する内輪と、内周に外輪円錐軌道面を有する外輪と、前記内輪円錐軌道面と前記外輪円錐軌道面との間に転動自在に配設される円錐ころとを備える円錐ころ軸受において、
前記外輪は、内周に前記外輪円錐軌道面を有するとともに、外周に円錐外周面を有する内部部材と、内周に円錐内周面を有するとともに、外周にハウジング取付面を有する外部部材と、前記円錐外周面と前記円錐内周面との間に介在する樹脂層とを備え、
前記樹脂層は、前記内部部材の円錐外周面および前記外部部材の円錐内周面の少なくとも一方に対して、周方向に固着部と非固着部とを有することを特徴とする円錐ころ軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の円錐ころ軸受けであって、
前記樹脂層は、前記内部部材の円錐外周面および前記外部部材の円錐内周面の両方に対して周方向に固着部と、非固着部とを有し、
前記樹脂層と前記内部部材の円錐外周面との非固着部の周方向位置と該樹脂層と前記外部部材の円錐内周面との固着部の周方向位置が重なるとともに、前記樹脂層と前記外部部材の円錐内周面との非固着部の周方向位置と該樹脂層と前記内部部材の円錐外周面との固着部の周方向位置が重なることを特徴とする円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は円錐ころ軸受に関する。さらに詳しくは、制振性が高く剛性に優れた円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッションに使用される円錐ころ軸受においては、軸側に生じた振動が円錐ころ軸受を介してハウジング側に伝わるという問題がある。そこで、トランスミッションに使用される円錐ころ軸受には制振性が求められる。そして、制振の方式としては、外輪とハウジングの間に制振用の樹脂層を設ける方法が考えられる。このとき、軸受の剛性確保のために樹脂層の厚さを薄く保つことが必要とされる。
特開２００７−２９４６号公報（特許文献１）には、外輪の外周面に円環状の樹脂製の防振層を螺着した転がり軸受が記載されている。しかし、特許文献１に記載の方法では、樹脂製の防振層の表面が露出する構成のため、防振層が薄いと、防振層を外輪に螺着する際または防振層を螺着した外輪をハウジングに取付ける際に樹脂製の防振層に亀裂が生じて防振性が低下してしまうおそれがある。そして、防振層が厚いと、軸受の剛性が不足して軸の芯ぶれが生じやすくなるという問題がある。
【０００３】
ハウジングへの軸受の取付け時に防振層に亀裂が生じるのを避ける方法として、特開２００８−２０２７８２号公報（特許文献２）には、樹脂サンドイッチ鋼板をスリーブ成形した防振部をハウジングと外輪の間に配置した円錐ころ軸受が記載されている。
図４に、特許文献２に記載された円錐ころ軸受とほぼ同一の構成の円錐ころ軸受１００を示す。円錐ころ軸受１００は、軸体１１０に固定され軸体１１０とともに回転する内輪１２０と、樹脂サンドイッチ鋼板をスリーブ成形した防振部１３０と、外周面を防振部１３０で被覆してハウジング１４０に固定される外輪１５０と、内輪１２０と外輪１５０の間に配設された円錐ころ１６０を備える。特許文献２に記載の円錐ころ軸受１００は、防振部１３０が樹脂サンドイッチ鋼板で構成されており、樹脂層の厚さを薄くすることができるため、軸受の剛性を確保することができる。そして、防振部１３０の樹脂層１３２は鋼板１３４でサンドイッチされており、防振部１３０をハウジング１４０に取付ける際に、樹脂層１３２が直接ハウジング１４０や外輪１５０に接触することがないので、樹脂層１３２に亀裂が生じるおそれがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９４６号公報
【特許文献２】特開２００８−２０２７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の円錐ころ軸受では、防振部が別部材とされているため、部品点数が多くなり、軸受の組付けに手間がかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、軌道輪に樹脂層を直接形成した、組付け性が良く制振性および剛性の高い円錐ころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明にかかる円錐ころ軸受は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、外周に内輪円錐軌道面を有する内輪と、内周に外輪円錐軌道面を有する外輪と、前記内輪円錐軌道面と前記外輪円錐軌道面との間に転動自在に配設される円錐ころとを備える円錐ころ軸受において、
前記外輪は、内周に前記外輪円錐軌道面を有するとともに、外周に円錐外周面を有する内部部材と、内周に円錐内周面を有するとともに、外周にハウジング取付面を有する外部部材と、前記円錐外周面と前記円錐内周面との間に介在する樹脂層とを備え、
前記樹脂層は、前記内部部材の円錐外周面および前記外部部材の円錐内周面の少なくとも一方に対して、周方向に固着部と非固着部とを有することを特徴とする。
【０００８】
この第１の発明によれば、外輪の内部部材の円錐外周面と、外輪の外部部材の円錐内周面の間に樹脂層を介在させている。そこで、内部部材と外部部材を軸方向に組み合わせた時に両円錐面の間に薄い隙間が形成される構成とすることで、両円錐面の間に介在させる樹脂層の厚さを薄く保つことができ、軸受の剛性を確保することができる。また、樹脂層は軌道輪である外輪に直接形成され、制振用の別部材を用いていないため、組み付け性がよい。
そして、樹脂層は、内部部材および外部部材の少なくとも一方に対して、周方向に固着部と非固着部とを有する構成とされている。そこで、樹脂層が内部部材に対して周方向に固着部と非固着部を有する場合は、内部部材が振動すると樹脂層の固着部では表面が内部部材と共に振動するが、樹脂層の非固着部では樹脂層が内部部材に対して滑るため振動が伝わりにくい。そのため樹脂層の固着部と非固着部の境にせん断応力が加わり樹脂が粘弾性により変形して振動を吸収し熱が生ずる。よって、振動エネルギーが熱に変換されて振動が吸収されるため、制振性が高められる。また、樹脂層が外部部材に対して周方向に固着部と非固着部を有する場合は、内部部材の振動が樹脂層の外部部材側に伝わった場合、固着部は外部部材により表面の振動が抑制され、非固着部は外部部材に対して滑って振動する。そのため、樹脂層の固着部と非固着部の境にせん断応力が加わり樹脂が粘弾性により変形して振動を吸収し熱が生ずる。よって、振動エネルギーが熱に変換されて振動が吸収されるため、制振性が高められる。
よって、軌道輪に樹脂層を直接形成した、組付け性が良く制振性および剛性の高い円錐ころ軸受を提供することができる。
【０００９】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る円錐ころ軸受であって、前記樹脂層は、前記内部部材の円錐外周面および前記外部部材の円錐内周面の両方に対して周方向に固着部と、非固着部とを有し、
前記樹脂層と前記内部部材の円錐外周面との非固着部の周方向位置と該樹脂層と前記外部部材の円錐内周面との固着部の周方向位置が重なるとともに、前記樹脂層と前記外部部材の円錐内周面との非固着部の周方向位置と該樹脂層と前記内部部材の円錐外周面との固着部の周方向位置が重なることを特徴とする。
この第２の発明によれば、樹脂層は内部部材に固着する周方向位置では外部部材に非固着であるため、樹脂層の内部部材側の表面が内部部材と共に振動する周方向位置では、樹脂層は外部部材に対して滑るので、振動が樹脂層から外部部材へ伝わりにくい。また、樹脂層は内部部材側と外部部材側の双方で固着部と非固着部を有するので、樹脂層の両側で振動エネルギーが熱に変換されて振動が吸収される。よって、制振性がさらに高められる。
【発明の効果】
【００１０】
上述の本発明の各発明によれば、次の効果が得られる。
まず、上述の第１の発明によれば、軌道輪に樹脂層を直接形成した、組付け性が良く制振性および剛性の高い円錐ころ軸受を提供することができる。
次に上述の第２の発明によれば、振動が樹脂層から外部部材へ伝わりにくく、樹脂層の両側で、振動エネルギーが熱に変換されて振動が吸収される。よって、制振性がさらに高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における円錐ころ軸受の軸平行断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ位置において外輪を輪切りにした断面図である。
【図３】実施例１における外輪の製造工程を示す図である。
【図４】従来技術における制振性を有する円錐ころ軸受を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。
【実施例１】
【００１３】
［円錐ころ軸受の構成］
はじめに、実施例１における円錐ころ軸受１０の構成を説明する。図１に本発明の実施例１における円錐ころ軸受１０の軸平行断面図を示す。円錐ころ軸受１０は自動車のトランスミッションに使用される円錐ころ軸受である。そして、外周に内輪円錐軌道面１６を有する内輪１４と、内周に外輪円錐軌道面３２を有し外周に円筒状のハウジング取付面３４を有する外輪３０と、内輪円錐軌道面１６と外輪円錐軌道面３２との間に転動自在に配設される円錐ころ１８とを備えている。そして、内輪１４は軸体１２に取付けられて軸体１２と共に回転し、外輪３０はハウジング取付面３４でハウジング２０に固定される構成とされている。
そして、外輪３０は、内周に外輪円錐軌道面３２を有し、外周に円錐外周面３８を有する内部部材３６と、内周に円錐内周面４２を有し、外周にハウジング取付面３４を有する外部部材４０とを備えている。そして、内部部材３６の円錐外周面３８と外部部材４０の円錐内周面４２との間には樹脂層４４が形成されている。
【００１４】
図２に、図１のＡ−Ａ位置における、外輪３０の断面図を示す。図２に示すとおり、樹脂層４４は、内部部材３６の円錐外周面３８および外部部材４０の円錐内周面４２の両方に対して周方向に離型層５０が交互に設けられている。そして、樹脂層４４に離型層５０が設けられている部位は、樹脂層４４が円錐外周面３８および円錐内周面４２から浮いた状態の非固着部４８とされ、樹脂層４４に離型層５０が設けられていない部位は、樹脂層４４が内部部材３６の円錐外周面３８および外部部材４０の円錐内周面４２に固着した固着部４６とされている。
なお、後述の通り樹脂層４４の厚さは５０μｍ程度であり、図２では樹脂層４４の厚さを誇張して記載している。
そして、図２に示すとおり、樹脂層４４と円錐外周面３８との非固着部４８の周方向位置と樹脂層４４と円錐内周面４２との固着部４６の周方向位置が重なる構成とされている。また、樹脂層４４と円錐内周面４２との非固着部４８の周方向位置と樹脂層４４と円錐外周面３８との固着部４６の周方向位置が重なる構成とされている。
【００１５】
［外輪の製造方法］
次に、円錐ころ軸受１０を構成する外輪３０の製造方法について説明する。外輪３０は、内部部材３６と外部部材４０を各々作成し、内部部材３６の外周の円錐面と外部部材４０の内周の円錐面の間に樹脂層４４を挟んで一体化させることにより製造する。
図３（ａ）に内部部材３６の軸平行断面図を示す。内部部材３６は、鋼材を鍛造により厚みがほぼ一定の円錐筒状に成形し、切削、研磨により形を整えて形成する。内部部材３６の内周の円錐面は外輪円錐軌道面３２とされ、内部部材３６の外周の円錐面は円錐外周面３８とされる。内部部材３６に使用する鋼材はＪＩＳ高炭素クロム軸受鋼、たとえばＳＵＪ２とし、鍛造、切削、研磨により内部部材３６に形成の後に、焼き入れ焼き戻しの熱処理を行う。
図３（ｂ）に外部部材４０の軸平行断面図を示す。外部部材４０は、鋼材を鍛造により内周を円錐面、外周を円筒面とする形状に成形し、切削、研磨により形を整えて形成する。外部部材４０の内周の円錐面は円錐内周面４２とされ、外部部材４０の外周の円筒面はハウジング取付面３４とされる。外部部材４０に使用する鋼材は機械構造用炭素鋼、たとえばＳ３５Ｃ〜Ｓ５８Ｃとし、外部部材４０に形成の後に、熱処理はしない。
【００１６】
内部部材３６の円錐外周面３８と外部部材４０の円錐内周面４２の母線の傾斜は同一であり、円錐外周面３８と円錐内周面４２を重ね合わせることができ、重ね合わせた状態から軸方向にずらすと、間隔が一定の円錐状の隙間が生じる構成とされている。そして、内部部材３６と外部部材４０の寸法精度と軸方向にずらす量を管理することで、内部部材３６の円錐外周面３８と外部部材４０の円錐内周面４２の間に形成される樹脂層４４の厚さを管理する。
【００１７】
内部部材３６と外部部材４０の間への樹脂層４４の形成は次の手順により行う。図３（ｃ）に示すように、まず、内部部材３６の円錐外周面３８の軸方向の一端から他端まで円錐外周面３８の母線に沿って、周方向の複数箇所に剥離剤を塗布して、離型層５０を設ける。塗布厚さは０．１〜０．５μｍとする。剥離剤としては、フッ素系潤滑剤（パーフルオロポリエステールまたはパーフルオロポリエーテルの末端の水酸基、イソシアネート基、アミド基、アミン、カルボキシル基、エステル基を形成したもの）を使用する。図３（ｃ）は剥離剤を塗布して円錐外周面３８に離型層５０を設けた内部部材３６を示す。
同様に、図３（ｄ）に示すように、外部部材４０の円錐内周面４２の軸方向の一端から他端まで円錐内周面４２の母線に沿って、周方向の複数箇所に剥離剤を塗布して離型層５０を設ける。図３（ｄ）は剥離剤を塗布して円錐内周面４２に離型層５０を設けた外部部材４０を示す。なお、剥離剤を塗布する周方向の間隔は、内部部材３６の円錐外周面３８に剥離剤を塗布する間隔と同じとする。
【００１８】
次に、外部部材４０の円錐内周面４２の表面に例えばナイロン１１の樹脂粉末を静電塗装する。剥離剤がフッ素系なので、樹脂粉末は炭化水素系の樹脂としている。静電塗装の厚さは１０〜１００μｍが好ましく、実施例１では５０μｍとしている。なお、樹脂粉末を静電塗装するときは、外部部材４０の円錐内周面４２以外は表面をマスキングし、樹脂が付着しないようにしているがこれは必須ではない。
次に、静電塗装した外部部材４０を誘導加熱して、樹脂粉末を溶融させる。この際、剥離剤上の樹脂は円錐内周面４２の表面に固着されず、剥離剤のない所の樹脂は円錐内周面４２の表面に固着される。
次に、外部部材４０の円錐内周面４２の樹脂に接触するように内部部材３６を軸方向に移動させ当接させる。そして、再度、外部部材４０を誘導加熱し、樹脂を溶融させ、内部部材３６に固着して、内部部材３６と外部部材４０と樹脂層４４を一体化させて外輪３０とする。図３（ｅ）に外輪３０の軸平行断面図を示す。この時、内部部材３６と外部部材４０の軸方向位置の調整により樹脂層４４の厚さを制御することができる。樹脂層４４は５０μｍ程度の厚さであり、内部部材３６と外部部材４０の軸方向位置の調整による外輪３０の幅の変化は、樹脂層４４の厚さの調整量は２倍程度で済む。よって、樹脂層４４の厚さの調整による外輪３０の幅の変化は許容範囲である。
【００１９】
樹脂層４４を内部部材３６に固着させる際、内部部材３６の円錐外周面３８も、剥離剤上の樹脂層４４は円錐外周面３８の表面に固着されず、剥離剤のない所の樹脂層４４は円錐外周面３８の表面に固着される。このとき、外部部材４０の円錐内周面４２の離型層５０の形成位置の周方向の中心が、内部部材３６の円錐外周面３８の離型層５０の形成位置の周方向の中心位置とずれるように当接させる。このことで、樹脂層４４と円錐外周面３８との非固着部４８の周方向位置と樹脂層４４と円錐内周面４２との固着部４６の周方向位置が重なるとともに、樹脂層４４と円錐内周面４２との非固着部４８の周方向位置と樹脂層４４と円錐外周面３８との固着部４６の周方向位置が重なる。
【００２０】
ここで、内部部材３６に樹脂を固着するために外部部材４０を誘導加熱するのは、内部部材３６を誘導加熱すると、熱処理により硬化されている内部部材３６の焼きが抜けてしまうからである。もし、内部部材３６を誘導加熱するのであれば、誘導加熱で達する温度２００〜３００℃よりも高い温度で焼き戻ししておく。この場合は、内部部材３６に使用する鋼材は例えばＭ５０とする。
【００２１】
［発明の効果］
実施例１によれば、外輪３０の内部部材３６の外周の円錐外周面３８と、外輪３０の外部部材４０の内周の円錐内周面４２の間に樹脂層４４を介在させている。そこで、内部部材３６と外部部材４０を軸方向に組み合わせた時に両円錐面の間に薄い隙間が形成される構成とすることで、両円錐面の間に介在させる樹脂層４４の厚さを薄く保つことができ、軸受の剛性を確保することができる。また、樹脂層４４は軌道輪である外輪３０に直接形成され、制振用の別部材を用いていないため、組付け性がよい。
そして、実施例１によれば、樹脂層４４は内部部材３６に固着する周方向位置では外部部材４０に非固着であるため、樹脂層４４の内部部材３６の側の表面が内部部材３６と共に振動する周方向位置では、樹脂層４４は外部部材４０に対して滑るので、振動が樹脂層４４から外部部材４０へ伝わりにくい。また、樹脂層４４は内部部材３６の側と外部部材４０の側の双方で固着部４６と非固着部４８を有するので、樹脂層の両側で振動エネルギーが熱に変換されて振動が吸収される。よって、制振性がさらに高められる。
【００２２】
［変形例］
実施例１では、内部部材３６の円錐外周面３８と外部部材４０の円錐内周面４２の両方に剥離剤を塗布して非固着部を形成しているが、剥離剤を塗布して非固着部を形成するのは、内部部材３６の円錐外周面３８または外部部材４０の円錐内周面４２のいずれか一方のみとしても良い。
樹脂層４４が内部部材３６に対して周方向に固着部４６と非固着部４８を有する場合は、内部部材３６が振動すると樹脂層４４の固着部４６では表面が内部部材３６と共に振動するが、樹脂層４４の非固着部４８は内部部材３６に対して滑るため振動が伝わりにくい。そのため樹脂層４４の固着部４６と非固着部４８の境にせん断応力が加わり樹脂が粘弾性により変形して振動を吸収し熱が生ずる。よって、振動エネルギーが熱に変換されて振動が吸収されるため、制振性が高められる。また、樹脂層４４が外部部材４０に対して周方向に固着部４６と非固着部４８を有する場合は、内部部材３６の振動が樹脂層４４の外部部材４０の側に伝わった場合、固着部４６は外部部材４０により表面の振動が抑制され、非固着部４８は外部部材４０に対して滑って振動する。そのため、樹脂層４４の固着部４６と非固着部４８の境にせん断応力が加わり樹脂が粘弾性により変形して振動を吸収し熱が生ずる。よって、振動エネルギーが熱に変換されて振動が吸収されるため、制振性が高められる。
【００２３】
実施例１では、樹脂にナイロン１１を用いてるが樹脂はナイロン１１に限られず、ポリエステル、ポリエチレン、ポロプロピレン、ポリアミド１２、４６、６６、６、９Ｔ、ポリフェニルサルファイド、ポリイミド等の熱可塑性樹脂を用いても良い。
また、樹脂としてポリウレタン、ポリ尿素等の熱硬化性樹脂を用いることもできる。熱硬化性樹脂を用いるときは、内部部材３６と外部部材４０で樹脂を挟み、所定の位置に固定した後、焼き戻し温度以下の温度で放置して硬化させる。
【００２４】
その他、本発明に係る円錐ころ軸受はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。
【符号の説明】
【００２５】
１０   円錐ころ軸受
１２   軸体
１４   内輪
１６   内輪円錐軌道面
１８   円錐ころ
２０   ハウジング
３０   外輪
３２   外輪円錐軌道面
３４   ハウジング取付面
３６   内部部材
３８   円錐外周面
４０   外部部材
４２   円錐内周面
４４   樹脂層
４６   固着部
４８   非固着部
５０   離型層
【図１】
2011033064.tif 000003
【図２】
2011033064.tif 000004
【図３】
2011033064.tif 000005
【図４】
2011033064.tif 000006