(57)【要約】【課題】やまば歯車を有する回転軸を支持する軸受について、外輪の位置が変速機ケースに対してずれることを抑制すること。【解決手段】やまば歯車が設けられた回転軸１を変速機ケース３に支持する軸受２の固定構造において、軸受２は、内輪２３と、円筒コロ２２と、外輪２１とを有する円筒コロ軸受であり、外輪２１は、変速機ケース３と外輪２１との間に設けられたカラー４を介して変速機ケース３に取り付けられ、カラー４は、線膨張係数が変速機ケース３および外輪２１よりも大きい樹脂製部材であるとともに、変速機ケース３に接触する部分に、カラー４が変速機ケース３に対して周方向へ回転することを規制し、かつ軸方向へ移動することを規制する爪部４１を有し、外輪２１に接触する部分に、外輪２１がカラー４に対して周方向へ回転することを規制し、かつ軸方向へ移動することを規制する係止部４２を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
やまば歯車が設けられた回転軸を変速機ケースに支持する軸受の固定構造において、
前記軸受は、内輪と、コロと、外輪とを有するコロ軸受であり、
前記外輪は、前記変速機ケースと当該外輪との間に設けられたカラーを介して前記変速機ケースに取り付けられ、
前記カラーは、線膨張係数が前記変速機ケースおよび前記外輪よりも大きい樹脂製部材であるとともに、前記変速機ケースに接触する部分に、当該カラーが前記変速機ケースに対して周方向へ回転することを規制し、かつ軸方向へ移動することを規制する爪部を有し、前記外輪に接触する部分に、前記外輪が当該カラーに対して周方向へ回転することを規制し、かつ軸方向へ移動することを規制する係止部を有する
ことを特徴とする軸受の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、回転軸に設けられた歯車を介して動力を伝達する変速機において、回転軸の軸方向両端部に設けられた転がり軸受によって回転軸を変速機ケースに支持する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０６４０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、やまば歯車同士が噛み合うギヤ式の変速機が知られている。やまば歯車では噛み合い時に左右歯に生じるスラスト力が打ち消し合うので、やまば歯車が設けられた回転軸に作用するスラスト力は略ゼロとなる。そのため、軸受に大きな予圧を与える必要がなくなる。そこで、やまば歯車を有する回転軸を支持する軸受として、例えば円筒コロ軸受のように、回転抵抗が小さい軸受（効率の良い軸受）を採用することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、やまば歯車同士の噛み合い部でスラスト力を打ち消し合う場合でもスラスト力は完全にゼロにはならず、回転軸には軸方向の微振動が生じてしまう場合がある。特許文献１に記載の構成では、軸受の外輪を変速機ケースに固定させる力は、軸受の外輪と変速機ケースとの間に生じる摩擦力のみである。そのため、特許文献１に記載の構成を、やまば歯車を有する回転軸に適用すると、回転軸に生じる軸方向の微振動によって軸受の外輪の位置が変速機ケースに対してずれる虞がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、やまば歯車を有する回転軸を支持する軸受について、外輪の位置が変速機ケースに対してずれることを抑制することができる軸受の固定構造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】
本発明は、やまば歯車が設けられた回転軸を変速機ケースに支持する軸受の固定構造において、軸受は、内輪と、コロと、外輪とを有するコロ軸受であり、外輪は、変速機ケースと外輪との間に設けられたカラーを介して変速機ケースに取り付けられ、カラーは、線膨張係数が変速機ケースおよび外輪よりも大きい樹脂製部材であるとともに、変速機ケースに接触する部分に、カラーが変速機ケースに対して周方向へ回転することを規制し、かつ軸方向へ移動することを規制する爪部を有し、外輪に接触する部分に、外輪がカラーに対して周方向へ回転することを規制し、かつ軸方向へ移動することを規制する係止部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、軸受の外輪と変速機ケースとの間に、爪部と係止部とを有する樹脂製のカラーを介在させることにより、外輪の位置が変速機ケースに対して変位することを抑制できる。さらに、カラーの線膨張係数は変速機ケースおよび外輪よりも大きいので、変速機ケース内部の温度が高い場合などに変速機ケースとカラーとの間およびカラーと外輪との間に隙間が生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態における軸受の固定構造を説明するための断面図である。
【図２】図２は、カラーの一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は、カラーの他の例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、外輪の一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、左右歯車が同位相のやまば歯車の特性を説明するための図である。
【図６】図６は、左右歯車が位相差を有するやまば歯車の特性を説明するための図である。
【図７】図７は、カラーを変速機ケースに固定する構造の変形例を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、図７に示す変形例を説明するための断面図である。
【図９】図９は、車両に適用した場合を説明するためのスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態における軸受の固定構造について具体的に説明する。
【００１１】
図１は、実施の形態における軸受の固定構造を説明するための断面図である。本実施の形態は、回転軸１が軸受２を介して変速機ケース３に支持される構成において、軸受２と変速機ケース３との間にカラー４を設け、軸受２がカラー４を介して変速機ケース３に取り付けられている固定構造を有する。この軸受２は回転軸１を回転自在に支持した状態で、外輪２１の位置が変速機ケース３に対して変位しないよう、介在部材であるカラー４によって変速機ケース３に固定される。なお、この説明では、軸方向の位置について図１に示す左側と右側を用いる場合がある。
【００１２】
回転軸１は、変速機ケース３の内部に収容された回転部材であり、やまば歯車が設けられた歯車軸である。固定部材である変速機ケース３の内部には回転軸１を含む変速機が収容される。この変速機は、互いに平行に配置された二つの回転軸の間を、やまば歯車同士が噛み合うギヤ対（やまば歯車対）によって動力伝達するように構成されている。図１に示す回転軸１は、その二つの回転軸のうちの一方の軸であり、やまば歯車と一体回転する。やまば歯車は、互いに逆向きに傾斜する歯面を有する左歯車と右歯車の二つのヘリカルギヤにより構成されたダブルヘリカルギヤである。
【００１３】
例えば、変速機ケース３が車両に搭載される場合、車両の動力源から出力された動力は変速機ケース３内部の変速機を介して変速機ケース３外部の駆動輪に伝達される。この場合、変速機ケース３の内部には、やまば歯車を含むギヤ機構や、ファイナルディファレンシャル機構などが収容される。
【００１４】
軸受２は、外輪２１と、円筒コロ２２と、内輪２３とを有する円筒コロ軸受である。図１に示す固定構造では、軸受２は回転軸１の軸方向両側を支持するように配置され、内輪２３が回転軸１の軸方向端部（小径部）１１に取り付けられた状態で、外輪２１がカラー４によって変速機ケース３に固定される。外輪２１には、外周面２１ａの軸方向端部に、カラー４（後述する係止部４２）と結合する被係止部２１ｂが形成されている。被係止部２１ｂは、外周面２１ａの一部が径方向内側に窪んだ形状を有する凹部であり、周方向および軸方向に所定長さを有する。
【００１５】
カラー４は、全体が一体に形成された円筒状の樹脂製部材であり、その一部（円筒部の一部）が、爪部４１と、係止部４２と、フランジ部４３とに形成されている。爪部４１は、変速機ケース３と接触する部分に設けられ、固定状態では変速機ケース３の固定部分の内部に形成された凹部３１に嵌っている。係止部４２は、外輪２１と接触する部分に設けられ、固定状態では外輪２１の外周面２１ａに形成された被係止部２１ｂと結合する。フランジ部４３は、変速機ケース３と接触する部分に設けられ、固定状態では変速機ケース３の側壁面３ａに形成された凸部３２に嵌っている。
【００１６】
図１に示すように、爪部４１は、軸方向で左側の端部に位置し、円筒部の外周面４ａよりも径方向外側に突出する。係止部４２は、軸方向で右側の端部に位置し、円筒部の内周面４ｂよりも径方向内側に突出する。フランジ部４３は、軸方向で右側の端部に位置し、外周面４ａよりも径方向外側に突出する。このフランジ部４３には、変速機ケース３の凸部３２に嵌る部位として、側壁面３ａと軸方向に対向する面上に周方向係止用の凹部４３ａが設けられている。さらに、爪部４１、係止部４２、フランジ部４３はいずれも、カラー４の周方向に部分的に設けられる。すなわち、爪部４１と係止部４２とフランジ部４３とは、それぞれにカラー４の周方向で所定間隔を空けて複数設けられる。そのため、爪部４１が凹部３１に嵌ることにより、カラー４が変速機ケース３に対して周方向に回転することを規制し、かつカラー４の軸方向位置が変速機ケース３に対して変位することを規制する。係止部４２が被係止部２１ｂに結合することにより、外輪２１がカラー４に対して周方向に回転することを規制し、かつ外輪２１の軸方向位置がカラー４に対して変位することを規制する。フランジ部４３の凹部４３ａが変速機ケース３の凸部３２に嵌ることにより、カラー４が変速機ケース３に対して周方向に回転することを規制する。なお、凹部３１および凸部３２は、周方向に所定間隔を空けて変速機ケース３に複数形成されている。
【００１７】
また、カラー４を変速機ケース３に組み付ける際、カラー４は軸方向の右側から左側に向けて変速機ケース３の固定部分に挿入される。この場合、図１に示す軸方向の左側はカラー４の挿入方向である。挿入方向の先端側に位置する爪部４１は、組付け時にカラー４を変速機ケース３の固定部分へ挿入可能にするために、挿入過程ではカラー４の径方向内側に変形可能な構造を有する。そして、変速機ケース３の固定部分に挿入された後のカラー４では爪部４１が変速機ケース３の凹部３１に噛み合う。一方、係止部４２とフランジ部４３とは挿入方向の後端側の端部に位置する。
【００１８】
カラー４の構造について、爪部４１が設けられる周方向位置は係止部４２やフランジ部４３の周方向位置とは異なる位置であってもよい。さらに、係止部４２が設けられる周方向位置はフランジ部４３が設けられる周方向位置と同じ位置であってもよい。そこで、カラー４の構造例を図２と図３に示す。
【００１９】
図２は、カラー４の一例を模式的に示す斜視図である。図２に示すカラー４では、爪部４１と係止部４２とフランジ部４３とがそれぞれに異なる周方向位置に設けられている。爪部４１は、軸方向左側の端部から所定長さを有し、組付け時に径方向外側から径方向内側に向けて外力を受けることにより、その端部（径方向外側に突出する部分）が径方向内側に収まるように変形可能である。係止部４２は、軸方向右側の端部から所定長さを有する爪部により構成される。この係止部４２は、軸方向に対して径方向内側に傾斜した形状を有し、軸受２の外輪２１を径方向に拘束する荷重を生じてもよい。これら爪部４１と係止部４２とは、周方向で異なる位置に設けられる。そして、フランジ部４３は爪部４１および係止部４２とは異なる周方向位置に設けられる。このフランジ部４３には軸方向の左側を向く面に円形状に窪んだ凹部４３ａが設けられている。
【００２０】
図３は、カラー４の他の例を模式的に示す斜視図である。図３に示すカラー４では、係止部４２とフランジ部４３とが同じ周方向位置に設けられ、爪部４１がそれらとは異なる周方向位置に設けられる。この係止部４２は、径方向内側に突出する凸部により構成される。この場合、係止部４２と結合する外輪２１には、図４に示すように、係止部４２と対応する位置に複数の被係止部２１ｂが設けられる。この被係止部２１ｂは、外輪２１の周方向に所定間隔を空けて複数配置され、外周面２１ａから径方向内側に窪んだ凹部（切欠き部）である。このように、係止部４２の形状は、図３に示す爪形状や図４に示す凸形状に形成することが可能である。
【００２１】
また、回転軸１は軸方向の両端が軸受２によって支持されている。図１〜図３を参照して上述した固定構造は、回転軸１の軸方向左側端部に関する構造であり、回転軸１の軸方向右側端部に関しては、上述した説明について軸方向の左右を入れ替えて読み替えればよい。
【００２２】
さらに、上述した構成部材について、軸受２は鋼製であり、変速機ケース３はアルミ製であり、カラー４は樹脂製である。この三者において、カラー４の線膨張係数が最も大きく、次いで変速機ケース３の線膨張係数が大きく、軸受２の外輪２１の線膨張係数が最も小さい。要するに、カラー４は変速機ケース３および外輪２１よりも線膨張係数が大きい。そのため、固定状態では、変速機ケース３と外輪２１との間に線膨張係数の大きいカラー４が介在するので、変速機ケース３の内部温度が上昇した場合であっても、変速機ケース３とカラー４との間およびカラー４と外輪２１との間に隙間が生じない。これにより、外輪２１の保持力がなくなることを抑制できる。その結果、外輪２１の位置が変速機ケース３に対して変位することを抑制でき、かつ外輪２１が周方向に回転することを抑制できるので、軸受２が変速機ケース３から外れることを抑制できる。さらに、振動の抑制も期待できる。
【００２３】
ここで、図５，図６を参照して、やまば歯車の特性について説明する。図５は、左右歯が同位相のやまば歯車の特性を説明するための図である。図６は、左右歯が位相差を有するやまば歯車の特性を説明するための図である。図５に示すように、左歯車と右歯車の位相が同じやまば歯車では、スラスト力（図５に示す横向きの矢印）が左右歯車で同時に発生するので、スラスト力を打ち消し合う。しかし、同位相の場合には、やまば歯車同士の噛み合い伝達密度が低くなり、噛み合い伝達誤差が大きくなる虞がある。一方、図６に示すように、左歯車と右歯車の位相が半位相ずれているやまば歯車では、同位相の場合よりも噛み合い密度が上がり、回転が滑らかになる。しかし、位相差を有する場合には、スラスト力（図６に示す横向きの矢印）が左右歯車で交互に生じるので、軸方向に振動する。
【００２４】
以上説明した通り、本実施の形態によれば、軸受２の外輪２１と変速機ケース３との間に、爪部４１と係止部４２とを有する樹脂製のカラー４を設けることにより、外輪２１が変速機ケース３に対して回転することも軸方向に移動することも規制できる。これにより、やまば歯車を有する回転軸１を軸受２で支持する構造において、回転軸１に軸方向の微振動が生じる場合でも軸受２の外輪２１が変速機ケース３から脱落することなどを防止できる。
【００２５】
さらに、樹脂製のカラー４は線膨張係数が鋼製の外輪２１およびアルミ製の変速機ケース３よりも大きい。そのため、変速機ケース３の温度やケース内部温度が上昇した場合でも、変速機ケース３とカラー４の外周面４ａとの間およびカラー４の内周面４ｂと外輪２１の外周面２１ａとの間に隙間が生じることを抑制できる。これにより、外輪２１の保持力がなくなることを抑制できる。
【００２６】
なお、上述した実施の形態では、円筒コロ軸受により構成された軸受２について説明したが、軸受２は円筒コロ軸受に限らず針状コロ軸受などのコロ軸受であればよい。さらに、カラー４を変速機ケース３に固定する構造は、フランジ部４３の凹部４３ａが側壁面３ａの凸部３２に嵌る構造に限定されない。例えば、図７に示すように、側壁面３ａには、フランジ部４３を周方向両側から挟むように二つの凸部３２Ａ，３２Ｂが配置されてもよい。この場合、図８に示すように、フランジ部４３には凹部４３ａが設けられておらず、フランジ部４３のうち側壁面３ａと軸方向に対向する面は平坦面に形成される。このように、二つの凸部３２Ａ，３２Ｂによってフランジ部４３の位置が周方向に変位することを規制することにより、カラー４が変速機ケース３に対して周方向に回転することを規制できる。なお、図８には、周方向でフランジ４３の奥に存在する凸部３２Ａが破線で示されている。
【００２７】
また、上述した軸受２は、車両に搭載された動力伝達装置に適用することが可能である。例えば、ファイナルギヤ対を有する回転軸を支持する軸受に上述した軸受２を適用できる。その車両適用例の一例を図９に示す。
【００２８】
図９は、車両に適用する場合を説明するためのスケルトン図である。図９に示すように、車両Ｖｅは、エンジン１０１と、変速機構１０２と、出力ギヤ１０３と、カウンタギヤ機構１０４と、デファレンシャル機構１０５と、駆動輪１０６とを備える。出力ギヤ１０３は第１軸である出力軸１１０上に配置され、カウンタギヤ機構１０４は第２軸であるカウンタ軸１２０上に配置され、デファレンシャル機構１０５は第３軸である車軸１３０上（デフケース１０５ａ上）に配置される。出力軸１１０とカウンタ軸１２０と車軸１３０とは平行に配置される。そして、第１軸と第２軸との間をやまば歯車対により動力伝達し、かつ第２軸と第３軸との間をやまば歯車対により動力伝達する。つまり、出力ギヤ１０３と、カウンタドリブンギヤ１０４ａと、ドライブピニオンギヤ１０４ｂと、デフリングギヤ１０５ｂとは、やまば歯車である。なお、この説明では、デフリングギヤ１０５ｂと一体回転するデフケース１０５ａを第３軸とみなす。
【００２９】
エンジン１０１から出力された動力は変速機構１０２を介して出力ギヤ１０３から駆動輪１０６側に出力される。この変速機構１０２は周知の構成、例えばシングルピニオン型の第１遊星歯車機構と、四つの回転要素を有するラビニヨ型の第２遊星歯車機構と、複数のクラッチおよびブレーキにより構成された変速用係合装置とを備えている自動変速機により構成される。そして、出力軸１１０と一体回転する出力ギヤ１０３は、カウンタ軸１２０と一体回転するカウンタドリブンギヤ１０４ａと噛み合う。また、カウンタ軸１２０と一体回転するドライブピニオンギヤ１０４ｂは、デフケース１０５ａと一体回転するデフリングギヤ１０５ｂと噛み合う。
【００３０】
カウンタ軸１２０は、上述した軸受２によってカラー４を介して変速機ケース３（どちらも図９には示さず）に対して回転自在に支持されている。この軸受２の内輪はカウンタ軸１２０の外周部に取り付けられ、軸受２の外輪は変速機ケース３に取り付けられている。カウンタ軸１２０の軸方向両端には、二つの軸受２Ａ，２Ｂが取り付けられている。軸受２Ａは軸方向の配置関係（左右位置）が図１に示す軸受２と同様のものであり、軸受２Ｂは軸方向の配置関係が図１に示す軸受２に対して左右反転したものである。また、このカウンタ軸１２０は、一つの回転軸上に、別軸のやまば歯車と噛み合う二つのやまば歯車（カウンタドリブンギヤ１０４ａ、ドライブピニオンギヤ１０４ｂ）が設けられた歯車軸である。
【００３１】
さらに、デフケース１０５ａも、上述した軸受２によってカラー４を介して変速機ケース３（どちらも図９には示さず）に対して回転自在に支持されている。この軸受２の内輪はデフケース１０５ａのインボード部に取り付けられ、軸受２の外輪は変速機ケース３に取り付けられている。デフケース１０５ａの軸方向両端、すなわち左右のインボード部には、二つの軸受２Ａ，２Ｂが取り付けられている。
【００３２】
なお、車両の適用例は図９に示す車両Ｖｅに限らず、走行用動力源としてモータ・ジェネレータを備えた動力伝達装置を搭載した車両にも適用可能である。また、軸受２とカラー４と変速機ケース３とによる固定構造は、やまば歯車を有する回転軸にコロ軸受を用いた全ての支持構造に対して適用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１  回転軸
２  軸受
３  変速機ケース
３ａ  側壁面
４  カラー
４ａ  外周面
４ｂ  内周面
１１  軸方向端部
２１  外輪
２２  円筒コロ
２３  内輪
３１  凹部
３２  凸部
４１  爪部
４２  係止部
４３  フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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