(57)【要約】【課題】軽合金製のケースの温度上昇に伴う、ベアリングボス内周面とベアリングアウタの外周面との間の隙間の拡大を抑制できる安価なベアリング支持構造を提供する。【解決手段】ベアリング支持構造は、内側に配置される第１ボス２１と、前記第１ボス２１の中心半径より大きな中心半径を有し、前記第１ボス２１の外側に配置される第２ボス２３と、前記第１ボス２１と前記第２ボス２３との間に配置され、前記第１ボス２１と前記第２ボス２３とを連接するリブ２２とを有する。また、前記第２ボス２３の半径方向厚みは、前記第１ボス２１の半径方向厚みより大きい。【選択図】            図３
2004150481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軽合金製のケースによってベアリングが直接支持されるベアリング支持構造において、
内側に配置される第１ボスと、
前記第１ボスの中心半径より大きな中心半径を有し、前記第１ボスの外側に配置される第２ボスと、
前記第１ボスと前記第２ボスとの間に配置され、前記第１ボスと前記第２ボスとを連接するリブとを有し、
前記第２ボスの半径方向厚みは、前記第１ボスの半径方向厚みより大きいことを特徴とするベアリング支持構造。
【請求項２】
前記第１ボスおよび前記第２ボスは、同心状に配置されることを特徴とする請求項１に記載のベアリング支持構造。
【請求項３】
前記リブは、等間隔で４箇所以上配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベアリング支持構造。
【請求項４】
前記リブは、前記第１ボスの中心に対して対称的に延長し、前記第２ボスに連接していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のベアリング支持構造。
【請求項５】
前記第１ボスの半径方向厚みに対する、前記第２ボスの半径方向厚みの比率は、１．２以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のベアリング支持構造。
【請求項６】
前記第１ボスの半径方向厚みに対する、前記第２ボスの半径方向厚みの比率は、３以下であることを特徴とする請求項５に記載のベアリング支持構造。
【請求項７】
前記第１ボスの中心半径に対する、前記第２ボスの中心半径の比率は、１．２以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のベアリング支持構造。
【請求項８】
前記第１ボスの中心半径に対する、前記第２ボスの中心半径の比率は、３以下であることを特徴とする請求項７に記載のベアリング支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽合金製のケースによってベアリングが直接支持されるベアリング支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両の無断変速装置等のケースは、ダイカスト加工によって成形されるアルミニウム合金製である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような軽合金製のケースにおけるベアリング支持構造においては、ケースとベアリングとの熱的性質の違いに基づき、ケースの温度上昇に伴って、ベアリングボス内周面とベアリングアウタの外周面との間の隙間が拡大する。そして、隙間の拡大は、ベアリングアウタの摺動を引き起こし、異音や、ベアリングボス内周面の摩耗を生じさせる。
【０００４】
そのため、従来のベアリング支持構造においては、良好な耐摩耗性を有するスリーブを、ボス部に圧入あるいは鋳包むことによって、ベアリングボス内周面の摩耗および異音を抑制している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１７３４００号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スリーブの追加は、部品点数や製造工数の増加を引き起こす。つまり、ベアリング支持構造を有するケース全体のコストアップの要因となる問題が存在する。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、軽合金製のケースの温度上昇に伴う、ベアリングボス内周面とベアリングアウタの外周面との間の隙間の拡大を抑制できる安価なベアリング支持構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、軽合金製のケースによってベアリングが直接支持されるベアリング支持構造である。当該ベアリング支持構造は、内側に配置される第１ボスと、前記第１ボスの中心半径より大きな中心半径を有し、前記第１ボスの外側に配置される第２ボスと、前記第１ボスと前記第２ボスとの間に配置され、前記第１ボスと前記第２ボスとを連接するリブとを有する。また、前記第２ボスの半径方向厚みは、前記第１ボスの半径方向厚みより大きい。
【０００９】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明によれば、第１ボスおよび第２ボスからなる２重ボス構造を有し、かつ、第２ボスが厚みを有するため、第１ボスの熱膨張量を低下させ、第１ボスとベアリングアウタとの間の熱膨張量の差を減少させることができる。
【００１０】
そのため、第１ボスの内周面とベアリングアウタの外周面との間の隙間が、ケースの温度上昇に伴って拡大することが、制御される。したがって、第１ボスの内周面（ベアリングボス内周面）の摩耗を引き起こすベアリングアウタの摺動や、異音が抑制される。
【００１１】
さらに、ベアリング支持部は、部品点数や製造工数の増加を引き起こすスリーブ等の追加部材は不要であるため、安価である。
【００１２】
つまり、軽合金製のケースの温度上昇に伴う、ベアリングボス内周面とベアリングアウタの外周面との間の隙間の拡大を抑制できる安価なベアリング支持構造を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係るケースを説明するための断面図である。本発明の実施の形態に係るケース１０は、例えば、自動車の無段変速機構が収容されるケースであり、例えば、ダイカストあるいは真空鋳造によって、アルミニウム等の軽合金から成形される。
【００１５】
ケース１０は、ベアリング支持部２０が形成されているサイドカバー１１を有する。ベアリング支持部２０は、入力軸側プーリ１３が連結されたインプットシャフト１２を支持しているベアリング１４を直接支持している。なお、入力軸側プーリ１３は、スチールベルト１５を介して、出力軸側プーリ１６に連結されている。また、ベアリングアウタは、例えば、鉄製である。
【００１６】
図２は、図１に示されるベアリング支持部２０を説明するための斜視図、図３は、ベアリング支持部２０の概略平面図、図４は、図３の線ＩＶ−ＩＶに関する概略断面図である。
【００１７】
ベアリング支持部２０は、内側ボス２１と、放射状リブ２２と、外側ボス２３とを有する。内側ボス２１は、ベアリング支持部２０の内側に配置される第１ボスである。放射状リブ２２は、内側ボス２１と外側ボス２３との間に配置され、内側ボス２１と外側ボス２３とを連接する。
【００１８】
外側ボス２３は、内側ボス２１の外側に配置される第２ボスであり、外側ボス２３の中心半径ｒ２は、内側ボス２１の中心半径ｒ１より大きい。また、外側ボス２３の半径方向厚みｔ２は、内側ボス２１の半径方向厚みｔ１より大きい。
【００１９】
したがって、外側ボス２３は厚みがあるため、外側ボス２３の内周部は、外側ボス２３の外周部に拘束され、外側ボス２３の内周部の半径方向の熱膨張は、外側ボス２３構成する材料（ベアリング支持部２０を構成する材料）の線膨張より小さくなる。その結果、外側ボス２３は、半径方向の熱膨張が抑制される。
【００２０】
一方、放射状リブ２２の一端は、外側ボス２３の内周部に連接されているため、半径方向の熱膨張抑制作用が、放射状リブ２２に及ぼされる。そして、放射状リブ２２は、半径方向の熱膨張抑制作用を、放射状リブ２２の他端に連接された内側ボス２１に、さらに伝達する。
【００２１】
つまり、ベアリング支持部２０が、内側ボス２１および外側ボス２３からなる２重ボス構造を有し、かつ、外側ボス２３が厚みを有するため、内側ボス２１の熱膨張量を低下させ、内側ボス２１とベアリングアウタとの間の熱膨張量の差を減少させることができる。
【００２２】
そのため、内側ボス２１の内周面とベアリングアウタの外周面との間の隙間が、ケースの温度上昇に伴って拡大することが、制御される。したがって、内側ボス２１の内周面（ベアリングボス内周面）の摩耗を引き起こすベアリングアウタの摺動や、異音が抑制される。
【００２３】
さらに、ベアリング支持部２０は、部品点数や製造工数の増加を引き起こすスリーブ等の追加部材は不要であるため、安価である。
【００２４】
以上のように、本実施の形態は、軽合金製のケースの温度上昇に伴う、ベアリングボス内周面とベアリングアウタの外周面との間の隙間の拡大を抑制できる安価なベアリング支持構造を提供することができる。
【００２５】
なお、内側ボス２１および外側ボス２３を同心状に配置することは、熱膨張が均等つまり隙間が一定となるため、ベアリングボス内周面の摩耗をさらに抑制でき、好ましい。また、同様な観点から、放射状リブ２２を等間隔で４箇所以上配置すること、および、放射状リブ２２を内側ボス２１の中心に対して対称（対向）的に延長させ、外側ボス２３に連接させることも、好ましい。
【００２６】
図５は、ベアリング支持構造に係るパラメータの熱膨張に及ぼす影響を説明するためのＦＥＭ（有限要素法）による感度特性の解析結果に基づいたグラフ、図６は、パラメータを説明するためのベアリング支持部の部分拡大斜視図である。
【００２７】
採用されたパラメータは、内側ボス２１の半径方向厚みｔ１、外側ボス２３の半径方向厚みｔ２、放射状リブ２２の半径方向長さｔ３、放射状リブ２２の位相θ、放射状リブ２２の円周方向厚みＷである。なお、符号ｈ０は、ベアリング支持部のベース部厚みを示している。符号ｈ１は、ベース部厚みを含んだ内側ボス２１の厚みを示している。符号ｈ２は、ベース部厚みを含んだ外側ボス２３の厚みを示している。
【００２８】
図５に明確に示されるように、内側ボス２１と外側ボス２３の半径方向厚みｔ１，ｔ２および放射状リブ２２の半径方向長さｔ３は、放射状リブ２２の位相θおよび円周方向厚みＷに比較して、優れた感度特性を有しており、熱膨張に大きな影響を及ぼす。
【００２９】
一方、放射状リブ２２の半径方向長さｔ３は、内側ボス２１および外側ボス２３の半径方向厚みｔ１，ｔ２および中心半径ｒ１，ｒ２を使用すると、（（ｒ２−ｔ２／２）−（ｒ１＋ｔ１／２））で表される。つまり、放射状リブ２２の半径方向長さｔ３は、半径方向厚みｔ１，ｔ２および中心半径ｒ１，ｒ２の関数である。したがって、熱膨張に大きな影響を及ぼすパラメータとして、半径方向厚みｔ１，ｔ２および中心半径ｒ１，ｒ２が代表される。
【００３０】
次に、図７のグラフを参照し、熱膨張に大きな影響を及ぼす一方のパラメータである、内側ボス２１の半径方向厚みｔ１と外側ボス２３の半径方向厚みｔ２との関係を説明する。
【００３１】
なお、グラフの横軸は、内側ボス２１の半径方向厚みｔ１に対する外側ボス２３の半径方向厚みｔ２の比率（ｔ２／ｔ１）を表している。グラフの縦軸は、線膨張係数に相当する量（線膨張係数相当量）［１／℃］であり、常温における半径方向長さと、測定温度と常温との間の温度差とを乗じた値によって、半径方向の膨張量を除した値を表している。
【００３２】
破線で示される比較例１は、本実施の形態に係る２重ボス構造体と同一の素材からなる１重ボス構造体である。１点鎖線で示される比較例２は、鉄製の中実形状体である。２点鎖線で示される比較例３は、ベアリングアウタに対応する鉄製のリング形状体である。
【００３３】
図７に示されるように、本実施の形態に係る膨張係数相当量は、半径方向厚みの比率が大きくなるに伴って、比較的急激に低下した後、一定の値に近づいている。
【００３４】
特に、半径方向厚みの比率が、１．２以上である場合、本実施の形態に係る膨張係数相当量は、比較例２の鉄製の中実形状体の値（鉄の線膨張係数は約１１×１０−６／℃）より小さくなる。したがって、半径方向厚みの比率は、１．２以上であることが好ましい。一方、重量増加、コスト増加、レイアウトの制約などの設計条件を考慮すると、半径方向厚みの比率は、３以下であることが好ましい。
【００３５】
次に、図８のグラフを参照し、熱膨張に大きな影響を及ぼす他方のパラメータである、内側ボス２１の中心半径ｒ１と外側ボス２３の中心半径ｒ２の関係を説明する。なお、グラフの横軸は、内側ボス２１の中心半径ｒ１に対する外側ボス２３の中心半径ｒ２の比率（ｒ２／ｒ１）を表している。また、その他の点に関しては、図７の場合と同様である。
【００３６】
図８に示されるように、本実施の形態に係る膨張係数相当量は、中心半径の比率が大きくなるに伴って、徐々に低下しながら、一定の値に近づいている。
【００３７】
特に、中心半径の比率が、１．２以上である場合、本実施の形態に係る膨張係数相当量は、比較例１である鉄製の中実形状体の値より小さくなる。したがって、中心半径の比率は、１．２以上であることが好ましい。一方、重量増加、コスト増加、レイアウトの制約などの設計条件を考慮すると、中心半径の比率は、３以下であることが好ましい。
【００３８】
図９は、本発明に係る実施例の条件を示している図表、図１０は、実施例における内側ボスの内周面（ベアリングボス内周面）の半径方向膨張量［μｍ］と温度［℃］との関係を、説明するためのグラフである。破線で示される比較例１は、本実施例に係る２重ボス構造体と同一の素材からなる１重ボス構造体であり、１点鎖線で示される比較例２はベアリングアウタに対応する鉄製のリング形状体（厚さ約８ｍｍ）である。
【００３９】
図１０に示されるように、本実施例における半径方向膨張量は、比較例１の１重ボス構造体より小さく、かつ、比較例２のリング形状体を下回る値を示している。
【００４０】
したがって、本実施例においては、内側ボス２１の熱膨張量を、ベアリングアウタの熱膨張量と比較して、同等以下とすることができる。そのため、ケースの温度上昇に伴う、隙間の拡大現象を回避し、かつ、締め嵌め状態とすることができる。その結果、内側ボス２１の内周面（ベアリングボス内周面）の摩耗を引き起こすベアリングアウタの摺動や、異音が抑制される。
【００４１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【００４２】
例えば、ケースのレイアウトの制約によって、外側リブ２３が異形状となり、放射状リブを配置できない部位が存在する場合、図１１に示されるように、ブリッジ構造を呈する円弧状リブ２２Ａを設けることも可能である。つまり、同心円状の基本構造が成り立たない場合であっても、補強用のリブを設けることで、ベアリングアウタの摺動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るベアリング支持構造が適用されるケースを説明するための断面図である。
【図２】図１に示されるベアリング支持部を説明するための斜視図である。
【図３】ベアリング支持部の概略平面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに関する概略断面図である。
【図５】ベアリング支持構造に係るパラメータの熱膨張に及ぼす影響を説明するためのＦＥＭによる感度特性の解析結果に基づいたグラフである。
【図６】パラメータを説明するためのベアリング支持部の部分拡大斜視図である。
【図７】ベアリング支持構造に係る内側ボスの半径方向厚みと、外側ボスの半径方向厚みとの関係を、説明するためのグラフである。
【図８】ベアリング支持構造に係る内側ボスの中心半径と、外側ボスの中心半径との関係を、説明するためのグラフである。
【図９】本発明に係る実施例の具体的な条件を示している図表である。
【図１０】実施例における内側ボスの内周面の半径方向膨張量と温度との関係を、説明するためのグラフである。
【図１１】本発明の別の実施の形態に係るベアリング支持構造を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１０…ケース、
１１…サイドカバー、
１２…インプットシャフト、
１３…入力軸側プーリ、
１４…ベアリング、
１５…スチールベルト、
１６…出力軸側プーリ、
２０…ベアリング支持部、
２１…内側ボス、
２２…放射状リブ、
２２Ａ…円弧状リブ、
２３…外側ボス、
ｈ０，ｈ１，ｈ２…厚み、
ｔ１，ｔ２…半径方向厚み、
ｔ３…半径方向長さ、
ｒ１，ｒ２…中心半径、
Ｗ…円周方向厚み、
θ…位相。
【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】
2004150481.tif 000009
【図８】
2004150481.tif 000010
【図９】
2004150481.tif 000011
【図１０】
2004150481.tif 000012
【図１１】
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