(57)【要約】【課題】本発明は、アキシアル荷重が増加しても転動体と外輪、内輪の軌道面との接触角が基準接触角よりも大きくならないようにして、転がり軸受の寿命低下を抑えることを目的とする。【解決手段】本発明に係る転がり軸受は、固定輪３０と、回転輪２０と、固定輪３０と回転輪２０との間に転動自在に配設された複数の転動体４０とを備え、固定体５１と回転体５５ｊとの間に装着されて、その回転体５５ｊから回転輪２０に対して軸方向に作用するアキシアル荷重を受ける構成の転がり軸受であって、固定輪３０には、軌道面３１ｋの裏側に位置する円周面３２にテーパが設けられて、その円周面３２が固定体５１のテーパ円周面５２ｅに面接触状態で嵌合する構成であり、回転体５５ｊから回転輪２０に加わるアキシアル荷重が増加すると、固定輪３０がアキシアル荷重方向に変位し、固定輪３０の円周面と固定体５１のテーパ円周面５２ｅとが深く嵌合する構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面円弧形の軌道面が形成された固定輪と、断面円弧形の軌道面が形成された回転輪と、前記固定輪の軌道面と前記回転輪の軌道面との間に転動自在に配設された複数の球状の転動体とを備え、固定体と回転体との間に装着されて、その回転体から前記回転輪に対して軸方向に作用するアキシアル荷重を受ける構成の転がり軸受であって、
前記固定輪には、前記軌道面の裏面側に位置する円周面に軸方向のテーパが設けられており、その円周面が前記固定体の軸方向のテーパ円周面に面接触状態で嵌合する構成であり、
前記回転体から前記回転輪に加わる前記アキシアル荷重が増加すると、前記固定輪が前記アキシアル荷重方向に変位し、前記固定輪の円周面と前記固定体のテーパ円周面とが深く嵌合する構成であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１に記載された転がり軸受であって、
前記固定輪は外輪で、前記回転輪は内輪であり、
前記外輪の外周面に軸方向のテーパが設けられて、その外周面が前記固定体の凹部の軸方向のテーパ内周面に嵌合する構成であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項３】
請求項１に記載された転がり軸受であって、
前記固定輪は内輪で、前記回転輪は外輪であり、
前記内輪の内周面に軸方向のテーパが設けられて、その内周面に前記固定体の凸部の軸方向のテーパ外周面が嵌合する構成であることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面円弧形の軌道面が形成された固定輪と、断面円弧形の軌道面が形成された回転輪と、前記固定輪の軌道面と前記回転輪の軌道面との間に転動自在に配設された複数の球状の転動体とを備え、固定体と回転体との間に装着されて、その回転体から前記回転輪に対して軸方向に作用するアキシアル荷重を受ける構成の転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッション及びトランスミッションに使用される転がり軸受が特許文献１に記載されている。
転がり軸受７０は、図５（Ａ）に示すように、内周面に断面円弧形の軌道面７１ｋが形成された外輪７１と、外周面に断面円弧形の軌道面７２ｋが形成された内輪７２と、前記外輪７１の軌道面７１ｋと内輪７２の軌道面７２ｋとの間に転動自在に配設された複数の球状の転動体７４とを備えている。そして、転がり軸受７０の内輪７２の内周面７２ｅに回転体８１が嵌め込まれており、外輪７１の外周面７１ｒが固定体であるハウジング８２の凹部８２ｈに嵌め込まれている。
一般的に自動車のトランスミッションでは、騒音を抑制する観点からはすば歯車（図３（Ａ）参照）が好適に使用される。前記はすば歯車は、歯が軸線に対して所定角度で斜めに刻まれているため、動作中に円周方向と軸方向とに荷重が加わる。このため、前記はすば歯車（回転体８１）を支持する転がり軸受７０は、軸方向に作用するアキシアル荷重（図５  矢印参照）を受けている。このため、転がり軸受７０はアキシアル荷重を受けても軸方向に位置ズレしないように、外輪７１の端面７１ｅがハウジング８２の凹部８２ｈの段差８２ｄによって受けられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１５９２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した転がり軸受７０の場合、軸方向から所定荷重を加えた状態で組付けられているため、図５（Ｂ）に示すように、転動体７４は内輪７２の軌道面７２ｋ及び外輪７１の軌道面７１ｋと所定の接触角α（基準接触角α）で接触している。即ち、内輪７２の接触点Ｓ１、転動体７４の中心Ｃ、外輪７１の接触点Ｓ１を結ぶ直線が転がり軸受７０のラジアル方向に対して角度αだけ傾斜している。
この状態からはすば歯車に加わる負荷が増大してアキシアル荷重が増加すると、荷重増加に応じ、転動体７４が内輪７２の軌道面７２ｋ及び外輪７１の軌道面７１ｋに接触する際の接触角が増加する。即ち、転動体７４と外輪７１及び内輪７２との接触点Ｓ２（接触角β）は軌道面７１ｋ，７２ｋの端側（肩側）に移動する。
このように、アキシアル荷重が増加すると、転動体７４と外輪７１及び内輪７２との接触角が基準接触角αから外れて、接触点Ｓ２が軌道面７１ｋ，７２ｋの端側（肩側）に移動するため、接触角が大きくなって接触点での差動すべりが大きくなる。このため、回転トルクが増加して、転がり軸受７０の寿命が低下する。
【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、アキシアル荷重が増加しても転動体と外輪、内輪の軌道面との接触角が基準接触角よりも大きくならないようにして、転がり軸受の寿命低下を抑えることである。
【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、断面円弧形の軌道面が形成された固定輪と、断面円弧形の軌道面が形成された回転輪と、前記固定輪の軌道面と前記回転輪の軌道面との間に転動自在に配設された複数の球状の転動体とを備え、固定体と回転体との間に装着されて、その回転体から前記回転輪に対して軸方向に作用するアキシアル荷重を受ける構成の転がり軸受であって、前記固定輪には、前記軌道面の裏面側に位置する円周面にテーパが設けられており、その円周面が前記固定体のテーパ円周面に面接触状態で嵌合する構成であり、前記回転体から前記回転輪に加わる前記アキシアル荷重が増加すると、前記固定輪が前記アキシアル荷重方向に変位し、前記固定輪の円周面と前記固定体のテーパ円周面とが深く嵌合する構成であることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、固定輪はアキシアル荷重の増加を受けてそのアキシアル荷重方向に変位する。このため、アキシアル荷重の増加分がある程度吸収される。
さらに、アキシアル荷重の増加により、固定輪の円周面と固定体のテーパ円周面とが深く嵌合するため、例えば、固定輪が外輪の場合にはテーパ面の働きで固定体から半径方向内側に締付力を受け、外輪の軌道面の内径寸法が小さくなる。このとき、回転輪である内輪の径寸法は変化しないため、外輪の軌道面が内輪の軌道面に接近する。これにより、転動体と外輪及び内輪の軌道面との接触点は、軌道面の中央（軌道底）に近づくようになる。したがって、転動体と、外輪及び内輪の軌道面との接触角がアキシアル荷重増加前の基準接触角よりも小さくなる方向に変化する。
この結果、アキシアル荷重が増加しても回転トルクの増加が抑制され、転がり軸受の寿命低下を抑えることができる。
また、アキシアル荷重の増加により、固定輪は固定体に対して嵌合が深くなる方向に変位するため、ガタが生じることはない。
なお、固定輪が内輪の場合には、テーパ面の働きで固定体から半径方向外側の押圧力を受け、内輪の軌道面の内径寸法は大きくなる。これにより、内輪の軌道面が外輪の軌道面に接近して、上記したように、転動体と外輪及び内輪の軌道面との接触点は、軌道面の中央（軌道底）に近づくようになる。
【０００８】
請求項２の発明によると、前記固定輪は外輪で、前記回転輪は内輪であり、前記外輪の外周面にテーパが設けられて、その外周面が前記固定体の凹部のテーパ内周面に嵌合する構成であることを特徴とする。
請求項３の発明によると、固定輪は内輪で回転輪は外輪であり、前記内輪の内周面にテーパが設けられて、その内周面に前記固定体の凸部のテーパ外周面が嵌合する構成であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、アキシアル荷重が増加しても転動体と外輪及び内輪の軌道面との接触角がアキシアル荷重増加前の基準接触角よりも大きくならないため、転がり軸受の寿命低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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の説明を行なう。
本実施例の転がり軸受はトランスミッション等のはすば歯車を支持する深溝玉軸受であり、図１にその拡大縦断面図が示されている。図２は前記転がり軸受の使用態様を表す斜視図、縦断面図であり、図３、図４は変更例に係る転がり軸受の拡大縦断面図である。
【００１１】
＜転がり軸受１０の構成について＞
転がり軸受１０は、図２（Ｂ）に示すように、トランスミッション等のハウジング５１の凹部５２に嵌め込まれた状態で、はすば歯車５５を回転自在に支持する軸受である。
転がり軸受１０は、図１、図２に示すように、内輪２０と、外輪３０と、複数個の球状の転動体４０とを備えている。
内輪２０は、外周面２１の幅方向（軸受の軸方向）中央に断面円弧形の軌道面２１ｋが円周方向に形成されている。
外輪３０は、内周面３１の幅方向（軸受の軸方向）中央に断面円弧形の軌道面３１ｋが円周方向に形成されており、外周面３２に挿入先端側（図１において右側）が小径になるようにテーパが設けられている。
そして、内輪２０の軌道面２１ｋと外輪３０の軌道面３１ｋとの間に複数個の転動体４０が円周方向に等間隔でそれぞれ転動自在に配設されている。
【００１２】
＜転がり軸受１０の取付けについて＞
トランスミッション等のハウジング５１の凹部５２には、転がり軸受１０の外輪３０の外周面３２が嵌合する内周面５２ｅが形成されており、その内周面５２ｅに外輪３０の外周面３２と等しい傾斜のテーパが設けられている。即ち、ハウジング５１の凹部５２の内径寸法はテーパの働きで奥側が最も小さくなるように設定されている。また、ハウジング５１の凹部５２の底部分には、内周面５２ｅに対して直角にリング状の段差面５２ｄが形成されている。
転がり軸受１０の外輪３０は軸方向から所定の荷重（アキシアル荷重）を加えられた状態でハウジング５１の凹部５２に嵌め込まれている。そして、この状態で、外輪３０の挿入先端面３５とハウジング５１の凹部５２の段差面５２ｄとの間には、図１に示すように、隙間が形成されている。このため、前記アキシアル荷重が増大すると、転がり軸受１０の外輪３０はアキシアル荷重方向に変位可能となる。
即ち、外輪３０が本発明の固定輪に相当し、ハウジング５１が本発明の固定体に相当する。また、外輪３０の外周面３２が本発明の円周面に相当し、凹部５２の内周面５２ｅが本発明のテーパ円周面に相当する。
【００１３】
転がり軸受１０の内輪２０の内側には、はすば歯車５５の回転軸５５ｊが圧入されて、その内輪２０と回転軸５５ｊとが相対移動不能に保持されている。
即ち、内輪２０が本発明の回転輪に相当し、はすば歯車５５及び回転軸５５ｊが本発明の回転体に相当する。
転がり軸受１０は、前述のように、はすば歯車５５側から所定のアキシアル荷重を加えられた状態でハウジング５１の凹部５２に嵌め込まれている。このため、図１に示すように、転動体４０は内輪２０の軌道面２１ｋ及び外輪３０の軌道面３１ｋと所定の接触角α（基準接触角α）で接触している。即ち、内輪２０の接触点Ｓ１、転動体４０の中心Ｃ、外輪３０の接触点Ｓ１を結ぶ直線が転がり軸受１０のラジアル方向に対して角度αだけ傾斜している。このため、アキシアル荷重は、内輪２０の軌道面２１ｋの接触点Ｓ１から転動体４０を介して外輪３０の軌道面３１ｋの接触点Ｓ１に加わるようになる。
【００１４】
＜転がり軸受１０の動作について＞
上記した構成により、運転中に、はすば歯車５５に加わる負荷が増大してアキシアル荷重が増加すると、転がり軸受１０の外輪３０はアキシアル荷重方向（図１の小矢印方向）に変位して、ハウジング５１の凹部５２と深く嵌合する。このように、転がり軸受１０の外輪３０がアキシアル荷重方向に変位することで、アキシアル荷重の増加分がある程度吸収される。
さらに、アキシアル荷重の増加により、転がり軸受１０の外輪３０はハウジング５１の凹部５２と深く嵌合する。このため、外輪３０はテーパ面の働きでハウジング５１から半径方向内側に締付力を受け、外輪３０の軌道面３１ｋの内径寸法が小さくなる。即ち、アキシアル荷重の増加に応じて、外輪３０の軌道面３１ｋが内輪２０の軌道面２１ｋに接近する。これにより、転動体４０と外輪３０及び内輪２０の軌道面３１ｋ，２１ｋとの接触点は、軌道面３１ｋ，２１ｋの中央（軌道底）に近づくようになる。即ち、接触点は、Ｓ１からＳ３に移動する。これにより、転動体４０と、外輪３０及び内輪２０の軌道面３１ｋ，２１ｋとの接触角が基準接触角αよりも小さくなる方向に変化する。
この結果、接触角が小さくなることによって接触点で差動すべり成分が少なくなる。これにより、アキシアル荷重が増加しても回転トルクの増加が抑制され、転がり軸受１０の寿命低下を抑えることができる。
また、アキシアル荷重の増加により、転がり軸受１０の外輪３０はハウジング５１の凹部５２に対して嵌合が深くなる方向に変位するため、ガタが生じることはない。
なお、増加したアキシアル荷重が減少すると、外輪３０はハウジング５１の凹部５２からの反力で元に戻る方向に変位する。
【００１５】
＜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、外輪３０を固定輪とし、内輪２０を回転輪として使用する転がり軸受１０を例示したが、外輪３０側を回転輪とし、内輪２０側を固定輪として使用することも可能である。この場合、図３に示すように、外輪３０が回転体６１の凹部６１ｅに圧入される。また、内輪２０の内周面２２にはテーパが設けられており、その内周面２２に固定体６５ｊのテーパ外周面がアキシアル荷重と逆方向から嵌合するように構成されている。これにより、転がり軸受１０に加わるアキシアル荷重が増加すると、内輪２０がアキシアル荷重方向に変位して、内輪２０の内周面２２と固定体６５ｊのテーパ外周面とが深く嵌合するようになる。この結果、内輪２０はテーパ面の働きで固定体６５ｊから半径方向外側の押圧力を受け、内輪２０の軌道面２１ｋが外輪３０の軌道面３１ｋに接近する。これにより、転動体４０と外輪３０及び内輪２０の軌道面３１ｋ，２１ｋとの接触点は、前述のように、軌道面３１ｋ，２１ｋの中央（軌道底）に近づくようになる。
【００１６】
また、本実施例では、転がり軸受１０として深溝玉軸受を例示したが、図４に示すように、アンギュラ玉軸受を使用することも可能である。なお、図４は、外輪３０が固定輪、内輪２０が回転輪として使用されている例を示しているが、上記したように、外輪３０側を回転輪、内輪２０側を固定輪として使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係る転がり軸受の縦断面図（図２（Ｂ）のＩ矢視拡大図）である。
【図２】転がり軸受の使用態様を表す斜視図（Ａ図）、縦断面図（Ｂ図）である。
【図３】変更例に係る転がり軸受の拡大縦断面図である。
【図４】変更例に係る転がり軸受の拡大縦断面図である。
【図５】従来の転がり軸受の縦断面図（Ａ図、Ｂ図）である。
【符号の説明】
【００１８】
１０・・・・転がり軸受
２０・・・・内輪
２１ｋ・・・軌道面
２２・・・・内周面（円周面）
３０・・・・外輪
３１ｋ・・・軌道面
３２・・・・外周面（円周面）
４０・・・・転動体
５１・・・・ハウジング（固定体）
５２・・・・凹部（固定体）
５２ｅ・・・内周面（テーパ円周面）
５５・・・・はすば歯車（回転体）
５５ｊ・・・回転軸（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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