(57)【要約】【課題】本発明は、温度変化に係わらず転がり軸受に対して軸方向から一定予圧を付与できるようにすることを目的とする。【解決手段】本発明に係る転がり軸受装置は、固定体６０の凹部６２に装着されて、回転体６８を軸方向から支え、その回転体６８を軸心回りに回転自在に支持する転がり軸受２０と、転がり軸受２０と凹部６２の支持部６３との間に挟持され、転がり軸受２０に対して予圧を与える予圧付与部材３０とを備える転がり軸受装置であって、予圧付与部材３０は、環状に形成された弾性体で、弾性力に抗して縮径可能に構成され、弾性力に抗して縮径した状態で転がり軸受２０の軸方向端面と凹部６２の支持部６３との間に挟持される構成であり、支持部６３と予圧付与部材３０には、その予圧付与部材３０の半径方向の弾性力を軸方向の押圧力に変換する力方向変換面３５，６３ｔ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】
固定体の凹部に装着されて、回転体を軸方向から支え、その回転体を軸心回りに回転自在に支持する転がり軸受と、前記転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の内周面から半径方向内側に突出した支持部との間に挟持され、前記転がり軸受に対して軸方向からの押圧力である予圧を与える予圧付与部材とを備える転がり軸受装置であって、
予圧付与部材は、環状に形成された弾性体で、弾性力に抗して縮径可能、あるいは弾性力に抗して拡径可能に構成され、弾性力に抗して縮径した状態、あるいは弾性力に抗して拡径した状態で前記転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の支持部との間に挟持される構成であり、
前記支持部と前記予圧付与部材、あるいは前記転がり軸受と前記予圧付与部材には、その予圧付与部材の半径方向の前記弾性力を軸方向の押圧力に変換する力方向変換面が形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載された転がり軸受装置であって、
前記固定体の凹部の支持部は、内フランジ状に形成されて、その内周縁に凹円錐状の力方向変換面が形成されており、
前記予圧付与部材は、弾性力に抗して縮径した状態で前記転がり軸受と前記凹部の支持部との間に挟持される構成で、その予圧付与部材の円周方向には前記支持部の力方向変換面と嵌合する凸円錐状の力方向変換面が形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載された転がり軸受装置であって、
前記予圧付与部材には、前記転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の支持部との間に配置されて、前記転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の支持部との隙間寸法が基準値以下にならないように規制する基準厚み部が設けられていることを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定体の凹部に装着されて、回転体を軸方向から支え、その回転体を軸心回りに回転自在に支持する転がり軸受と、前記転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の内周面から半径方向内側に突出した支持部との間に挟持され、前記転がり軸受に対して軸方向からの押圧力である予圧を与える予圧付与部材とを備える転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッションに使用される転がり軸受装置が特許文献１に記載されている。
この転がり軸受装置７０は、図５に示すように、アルミ合金製のハウジング８０に収納されて、歯車軸８５を軸方向から支え、その歯車軸８５を軸心回りに回転自在に支持する鋼製の転がり軸受７２を備えている。ハウジング８０には内周面８１から半径方向内側に突出するリング状の段差面８２が形成されており、その段差面８２と転がり軸受７２の軸方向端面との間にリング部材７４が挟持されている。リング部材７４は、転がり軸受７２が歯車軸８５を軸方向から押圧可能なように、その転がり軸受７２に対して軸方向から予圧を与えるための部材である。
アルミ合金製のハウジング８０は鋼製の転がり軸受７２よりも熱膨張係数が大きいため、自動車運転時の高温環境下では、ハウジング８０の段差面８２と転がり軸受７２の端面との間の隙間が増加する。このため、リング部材７４を熱膨張係数の大きな樹脂等で形成し、高温環境下でリング部材７４の厚みが増加するようにして、予圧抜けを防止している。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１４５８１４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、上記したリング部材７４はハウジング８０等よりも熱膨張係数が大きいため、ハウジング８０の段差面８２と転がり軸受７２の端面と間の隙間に対し、リング部材７４の厚み寸法が過度に大きくなって、予圧が過大になり過ぎるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、温度変化に係わらず転がり軸受に対して軸方向から一定予圧を付与できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、固定体の凹部に装着されて、回転体を軸方向から支え、その回転体を軸心回りに回転自在に支持する転がり軸受と、前記転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の内周面から半径方向内側に突出した支持部との間に挟持され、前記転がり軸受に対して軸方向からの押圧力である予圧を与える予圧付与部材とを備える転がり軸受装置であって、予圧付与部材は、環状に形成された弾性体で、弾性力に抗して縮径可能、あるいは弾性力に抗して拡径可能に構成され、弾性力に抗して縮径した状態、あるいは弾性力に抗して拡径した状態で前記転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の支持部との間に挟持される構成であり、前記支持部と前記予圧付与部材、あるいは前記転がり軸受と前記予圧付与部材には、その予圧付与部材の半径方向の前記弾性力を軸方向の押圧力に変換する力方向変換面が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、予圧付与部材の半径方向の弾性力が力方向変換面により軸方向の押圧力に変換されて転がり軸受に予圧として加わる構成である。即ち、転がり軸受には、温度とは無関係に、予圧付与部材の弾性力に起因した一定の予圧が加わるようになる。このため、転がり軸受と固定体の凹部との熱膨張率の違いにより、温度変化でその転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の支持部との間隔が変化しても予圧は変化することがなく、常に一定に保持される。
【０００８】
請求項２の発明によると、固定体の凹部の支持部は、内フランジ状に形成されて、その内周縁に凹円錐状の力方向変換面が形成されており、予圧付与部材は、弾性力に抗して縮径した状態で前記転がり軸受と前記凹部の支持部との間に挟持される構成で、その予圧付与部材の円周方向には前記支持部の力方向変換面と嵌合する凸円錐状の力方向変換面が形成されていることを特徴とする。
即ち、予圧付与部材の拡径方向の弾性力を、凸円錐状の力方向変換面と凹円錐状の力方向変換面との摺動作用により、効率的に軸方向の押圧力に変換できる。
【０００９】
請求項３の発明によると、予圧付与部材には、転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の支持部との間に配置されて、前記転がり軸受の軸方向端面と前記凹部の支持部との隙間寸法が基準値以下にならないように規制する基準厚み部が設けられていることを特徴とする。
このため、転がり軸受に対して回転体側から軸方向荷重を加えた場合に、転がり軸受の軸方向端面と凹部の支持部との隙間寸法が予圧付与部材の基準厚み部の寸法（基準値）より小さくならない。このため、転がり軸受を固定体の凹部に組み込む際に、転がり軸受が軸方向に位置ずれすることがなく、初期状態における予圧を調整し易くなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、温度変化に係わらず、転がり軸受に対して軸方向から一定予圧を付与できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。
［実施例］
以下、図１から図４に基づいて本発明の実施例に係る転がり軸受装置の説明を行なう。
本実施例の転がり軸受装置はトランスミッションにおいて使用される軸受装置であり、図１に転がり軸受装置の要部縦断面図が示されている。図２は転がり軸受装置の予圧付与部材の働きを表す拡大断面図、図３は予圧付与部材の平面図等である。図４は転がり軸受装置が装着されるトランスミッションのハウジングの凹部を表す平面図、縦断面図である。
【００１２】
＜転がり軸受装置１０の構成について＞
転がり軸受装置１０は、図１に示すように、鋼製の転がり軸受２０と、その転がり軸受２０に対して軸方向から予圧を与えるための予圧付与部材３０とを備えている。
転がり軸受２０は、歯車軸６８を軸方向から支えた状態で、その歯車軸６８を軸心回りに回転自在に支持する円錐ころ軸受であり、アルミ合金性のハウジング６０に収納されている。即ち、ハウジング６０が本発明の固定体に相当し、歯車軸６８が本発明の回転体に相当する。
転がり軸受２０は、内輪２２と、外輪２４と、これらの間に組付けられる複数の円錐ころ２６と、円錐ころ２６を転動自在に保持する保持器２８とを備えている。
内輪２２は、歯車軸６８が連結される回転輪であり、外周面に円錐状の軌道面２２ｋを備えている。そして、前記軌道面２２ｋの両側に、円錐ころ２６を軌道面２２ｋに沿って案内する大鍔部２２ａと小鍔部２２ｂとが形成されている。
保持器２８は、内輪２２と外輪２４との間に組込可能なように円錐状に形成されており、円周方向における等間隔位置に複数の角形状のポケット２８ｐが貫設されている。そして、各々のポケット２８ｐに内周側から円錐ころ２６が転動可能な状態で嵌め込まれている。
外輪２４は、ハウジング６０の凹部６２に嵌め込まれる固定輪であり、内周面に円錐状の軌道面２４ｋを備えている。
【００１３】
＜予圧付与部材３０について＞
予圧付与部材３０は、例えば、バネ鋼により円環状に形成されており、図３（Ａ）に示すように、円周方向の一ヶ所にギャップＧが設けられている。これにより、予圧付与部材３０は、円周方向における一端３１と他端３２とが当接するまで、バネ力に抗して縮径が可能となっている。
予圧付与部材３０の軸方向における一端面(前面)には、図３（Ｂ）に示すように、転がり軸受２０の外輪２４の背面２４ｂを押圧する環状押圧平面３４が形成されている。なお、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のB-B矢視断面図を表している。
予圧付与部材３０の軸方向における他端面（後面）には、内周縁に先細の凸円錐面３５が形成されており、その凸円錐面３５の半径方向外側に環状受け平面３６が形成されている。そして、環状押圧平面３４と環状受け平面３６との距離、即ち、環状受け平面３６の位置の厚み寸法が基準値Ｌに設定されている。即ち、予圧付与部材３０の外周縁部が基準厚み部３０ｓとなる。
予圧付与部材３０は、図１等に示すように、ハウジング６０の凹部６２に設けられた支持部６３に縮径した状態で嵌め込まれている。
なお、予圧付与部材３０をバネ鋼により形成する例を示したが、バネ鋼の代わりに樹脂やゴム等の弾性体を使用しても良い。
【００１４】
＜ハウジング６０について＞
ハウジング６０は、図１に示すように、転がり軸受２０の外輪２４が嵌め込まれる円筒状の凹部６２を備えている。凹部６２の奥側には、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、内周面６２ｅから半径方向内側に突出する内フランジ状の支持部６３が設けられている。なお、図４（Ａ）はハウジング６０の凹部６２の正面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のB-B矢視断面図である。
支持部６３は、予圧付与部材３０を介して転がり軸受２０を軸方向から支える部分であり、前面内周縁に予圧付与部材３０の凸円錐面３５と等しい傾斜の凹円錐面６３ｔが形成されている。ここで、凹円錐面６３ｔの径寸法は、縮径状態の予圧付与部材３０の凸円錐面３５が嵌合できる値に設定されている。
前記支持部６３の凹円錐面６３ｔに縮径状態の予圧付与部材３０の凸円錐面３５が嵌め込まれると、凹円錐面６３ｔは予圧付与部材３０から拡径方向（半径方向外側）の弾性力を受ける。これにより、図２に示すように、予圧付与部材３０の凸円錐面３５は、凹円錐面６３ｔからの反力Ｆの軸方向成分Ｆｊに起因する軸方向（図２において左方向）の押圧力を受けるようになる。
また、ハウジング６０の支持部６３の前面には、凹円錐面６３ｔの半径方向外側に環状の段差面６３ｆが形成されている。
【００１５】
＜転がり軸受装置１０の組付けについて＞
転がり軸受装置１０の組付けでは、先ず、縮径された予圧付与部材３０の凸円錐面３５がハウジング６０の支持部６３の凹円錐面６３ｔに嵌め込まれる。次に、転がり軸受２０の外輪２４がハウジング６０の凹部６２に嵌め込まれる。このとき、図１に示すように、外輪２４は、その外輪２４の背面２４ｂが予圧付与部材３０の環状押圧平面３４に面接触し、その予圧付与部材３０の環状受け面３６がハウジング６０の支持部６３の段差面６３ｆに面接触するまで、ハウジング６０の凹部６２に収納される。即ち、外輪２４の背面２４ｂと支持部６３の段差面６３ｆとの隙間寸法が予圧付与部材３０の基準厚み部３０ｓの厚み寸法（基準値Ｌ）に等しくなる。これにより、転がり軸受２０に対して歯車軸６８側から軸方向荷重を加えた場合でも、転がり軸受２０が軸方向に位置ずれすることがなく、転がり軸受２０をハウジング６０の凹部６２に組み込む際に予圧の調整が容易になる。さらに、この状態で、予圧付与部材３０の凸円錐面３５がハウジング６０の支持部６３の凹円錐面６３ｔに最も深く嵌合する。
即ち、転がり軸受２０の外輪２４の背面２４ｂが本発明における転がり軸受の軸方向端面に相当し、予圧付与部材３０の凸円錐面３５及び支持部６３の凹円錐面６３ｔが本発明の力方向変換面に相当する。
【００１６】
＜転がり軸受１０の動作について＞
上記した構成により、予圧付与部材３０の拡径方向の弾性力が、図２に示すように、凸円錐面３５と凹円錐面６３ｔとにより軸方向の押圧力Ｆｊに変換されて、転がり軸受２０の外輪２４の背面２４ｂに予圧として加わっている。この状態で、トランスミッションの温度が上昇して、転がり軸受２０の外輪２４の背面２４ｂと支持部６３の段差面６３ｆとの隙間寸法が基準値Ｌよりも増加すると、予圧付与部材の凸円錐面３５が支持部６３の凹円錐面６３ｔに対して摺動し、予圧付与部材の環状押圧平面３４が転がり軸受２０の外輪２４の背面２４ｂを押圧力Ｆｊで押圧する。即ち、転がり軸受２０には、温度とは無関係に、予圧付与部材３０の弾性力に起因した一定の予圧（押圧力Ｆｊ）が加わるようになる。このため、転がり軸受２０とハウジング６０との熱膨張率の違いにより、温度変化でその転がり軸受２０の背面２４ｂとハウジング６０の支持部６３の段差面６３ｆとの隙間寸法が変化しても予圧は変化することがなく、常に一定に保持される。
また、力方向変換面として凸円錐面３５と凹円錐面６３ｔとが使用されるため、効率的に半径方向の弾性力を軸方向の押圧力に変換できるようになる。
【００１７】
＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施例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ける変更が可能である。例えば、本実施例では、弾性力に抗して縮径した状態で転がり軸受２０とハウジング６０の支持部６３との間に挟持される予圧付与部材３０を例示したが、弾性力に抗して拡径した状態で転がり軸受２０とハウジング６０の支持部６３との間に挟持される予圧付与部材を使用することも可能である。この場合、前記予圧付与部材の内周縁に凹円錐面を形成し、ハウジング６０の支持部６３側に前記凹円錐面と嵌合する凸円錐面を形成する必要がある。
また、本実施例では、予圧付与部材３０の凸円錐面３５と嵌合する凹円錐面６３ｔをハウジング６０の支持部６３に形成し、転がり軸受２０の外輪２４の背面２４ｂが予圧付与部材３０の環状押圧平面３４に当接する例を示した。しかし、予圧付与部材３０の環状押圧平面３４をハウジング６０の支持部６３側に形成し、転がり軸受２０の外輪２４の背面２４ｂに予圧付与部材３０の凸円錐面３５と嵌合する凹円錐面を形成することも可能である。
また、力方向変換面として凸円錐面や凹円錐面の代わりに曲率半径の大きな断面円弧状の凸面、凹面を使用することも可能である。
また、本実例では、転がり軸受２０として円錐ころ軸受を例示したが、アンギュラ玉軸受や深溝玉軸受等を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る転がり軸受装置の要部縦断面図である。
【図２】転がり軸受装置の予圧付与部材の働きを表す拡大図である。
【図３】予圧付与部材の平面図（Ａ図）、Ａ図のB-B矢視断面図（Ｂ図）である。
【図４】転がり軸受装置が装着されるトランスミッションのハウジングの凹部を表す平面図（Ａ図）、Ａ図のB-B矢視断面図（Ｂ図）である。
【図５】従来の転がり軸受装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０・・・・転がり軸受装置
２０・・・・転がり軸受
２２・・・・内輪
２４・・・・外輪
２４ｂ・・・背面（軸方向端面）
３０・・・・予圧付与部材
３０ｓ・・・基準厚み部
３５・・・・凸円錐面（力方向変換面）
６０・・・・ハウジング（固定体）
６２・・・・凹部
６２ｅ・・・内周面
６３・・・・支持部
６３ｔ・・・凹円錐面（力方向変換面）
６８・・・・歯車軸（回転体）
【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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