(57)【要約】【課題】  ころ長さの総和が長くなっても、スキューが発生し難く、鍔部の接触面圧を低く抑えられて高速回転に対応可能で、かつコンパクトに構成でき低コスト化が可能な円すいころ軸受を提供する。自動車のトランスミッションにおけるパイロット部軸支持構造等に適用される。【解決手段】  この円すいころ軸受の内輪１の外周には、複数列の各ころ３Ａ，３Ｂ列に対する円すい面状の軌道面１ａａ，１ａｂを有する。その各軌道面１ａａ，１ａｂの両側に鍔面５ａ，７ａ，７ｂ，６ａを有し、各列の軌道面１ａａ，１ａｂのコーンセンタが１点で交わるものとする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪の外周に、複数列の各ころ列に対する円すい面状の軌道面を有し、各軌道面の両側に鍔面を有し、各列の軌道面のコーンセンタが１点で交わるものとした円すいころ軸受。
【請求項２】
請求項１において、大径側列のころのころ径を、小径側列のころのころ径よりも小さくし、大径側列のころの転走する軌道面に対する小鍔面を省略した円すいころ軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、自動車のトランスミッションパイロット部に設置される軸受である円すいころ軸受。
【請求項４】
ハウジングに軸受を介して入力側軸が回転自在に支持され、入力側軸と同一軸心上に下段側軸が配置され、両軸を互いに回転自在に支持するパイロット部軸受が、下段側軸の外周と入力側軸の内周の間に設けられたトランスミッションのパイロット部軸支持構造において、上記パイロット部軸受を、請求項１または請求項２に記載の円すいころ軸受としたことを特徴とするトランスミッションのパイロット部軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種の機器、例えば高ミスアライメント環境下で使用される自動車のトランスミッションパイロット部の支持などに用いられる円すいころ軸受、およびトランスミッションのパイロット部軸支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッションのパイロット部支持に用いられる円すいころ軸受は、トランスミッションの構造上の制約から、円すいころを細くて長い形状としている。また、使用条件として、この円すいころ軸受では、ミスアライメントが大きく、外輪がギヤからなり、このギヤの内径面が外輪軌道面となる。そのため、スキューに起因した破損が円すいころに発生することがある。
そこで、この対策として、円すいころを長さ方向に並ぶ複数個の分割ころに分割し、内輪および外輪の軌道面を各分割ころに対応する軸方向部分間にわたって連続した１つの円すい状面とした円すいころ軸受が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−１８４８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記円すいころ軸受では、長さ方向に並ぶ複数個の分割ころが、保持器の同じポケット内に保持されていて、１つの分割ころの大端面は隣り合う他の１つの分割ころの小端面に接触した状態にある。そのため、荷重が作用したときに、分割ころ列の複数列に作用する荷重を、軌道面と１つの鍔面で支える構造となり、鍔面には複数列分の荷重が掛かる。そのため、鍔部の接触面圧が高くなり、高速回転で使用すると、鍔面に潤滑不足等を生じる恐れがある。
【０００４】
上記した鍔部の接触面圧を低減する対策として、例えば図６に示すように、通常の円すいころ軸受２１を、内輪間座２３および外輪間座２４を介して軸方向に複数列（ここでは２列）配置することも可能である。しかし、この場合には、構成部品が多くなるため、コンパクトに構成できずコスト増を招くことにもなる。
【０００５】
この発明の目的は、ころ長さの総和が長くなっても、スキューが発生し難く、鍔部の接触面圧を低く抑えることができて高速回転に対応可能で、かつコンパクトに構成でき低コスト化が可能な円すいころ軸受を提供することである。
この発明の他の目的は、パイロット部軸受のスキューが発生し難く、鍔部の接触面圧を低く抑えることができて高速回転に対応可能で、かつコンパクトに構成でき低コスト化が可能なトランスミッションのパイロット部軸支持構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の円すいころ軸受は、内輪の外周に、複数列の各ころ列に対する円すい面状の軌道面を有し、各軌道面の両側に鍔面を有し、各列の軌道面のコーンセンタが１点で交わるものとしている。
この構成によると、各列のころが個別の鍔面で支えられるので、鍔面を形成する鍔への接触面圧を低く抑えることができ、限られた寸法内で大きな定格荷重を得ることができる。その結果、ころのスキューに起因する破損を防止でき、高速回転に対応できる。また、各列のころは、スキューについて、それぞれが独立して挙動する。このため、各列のころのスキューが発生し難くなる。さらに、一般の円すいころ軸受を軸方向に複数列並べて構成する場合に比べて、部品点数が少なくなるので、構成がコンパクトになり、かつ低コストで製作できる。各列の軌道面はコーンセンタが１点で交わるものとしているため、各列が同じ向きとなる複列の円すいころ軸受としながら、各列のころと軌道面との間で周速差が生じることが回避でき、円滑な動作が得られる。
【０００７】
この発明において、大径側列のころのころ径を、小径側列のころのころ径よりも小さくし、大径側列のころの転走する軌道面に対する小鍔面を省略しても良い。
この構成の場合、内輪における小径側列の軌道面に対して大径側列の軌道面が段差をなし、その段差面が小径側列のころの大端面が接する大鍔面となる。そのため、内輪の加工が容易になりコストの低減が可能となる。
【０００８】
この発明において、自動車のトランスミッションパイロット部に設置される軸受であっても良い。
自動車のトランスミッションパイロット部では、パイロット部軸受に大きな負荷容量が要求されることから、そのパイロット部軸受は、ころ長さの長い円すいころ軸受となる。しかも、このパイロット部軸受はミスアライメントが生じ易いものとなる。しかし、このパイロット部軸受として、この発明の円すいころ軸受を用いた場合、そのスキュー防止の効果が上がり、パイロット部軸受の軸受寿命が向上する。
【０００９】
この発明のトランスミッションのパイロット部軸支持構造は、ハウジングに軸受を介して入力側軸が回転自在に支持され、入力側軸と同一軸心上に下段側軸が配置され、両軸を互いに回転自在に支持するパイロット部軸受が、下段側軸の外周と入力側軸の内周の間に設けられたパイロット部軸支持構造において、上記パイロット部軸受を、この発明の上記いずれかの構成の円すいころ軸受としたことを特徴とする。
このパイロット部軸支持構造によると、パイロット部軸受のスキューが発生し難く、鍔部の接触面圧を低く抑えることができて高速回転に対応可能で、かつコンパクトに構成でき低コスト化が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の円すいころ軸受は、内輪の外周に、複数列の各ころ列に対する円すい面状の軌道面を有し、各軌道面の両側に鍔面を有し、各列の軌道面のコーンセンタが１点で交わるものとしたため、ころ長さの総和が長くなっても、スキューが発生し難く、鍔部の接触面圧を低く抑えることができて高速回転に対応可能で、かつコンパクトに構成でき低コスト化が可能な円すいころ軸受とすることができる。
この発明のトランスミッションのパイロット部軸支持構造は、パイロット部軸受にこの発明の円すいころ軸受を用いたため、パイロット部軸受に要求される大きな負荷容量に対して、ころ長さの総和の長い円すいころ軸受となっても、パイロット部軸受のスキューが発生し難く、鍔部の接触面圧を低く抑えることができて高速回転に対応可能で、かつコンパクトに構成でき低コスト化が可能なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。この円すいころ軸受は、内輪１と、外輪２と、これら内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａの間に転動自在に円周方向に配列された複数個の円すいころ３と、保持器４とを備える。内輪１の外周および外輪２の内周に形成される前記各軌道面１ａ，２ａは円すい面状とされている。内輪１の軌道面１ａは、その小径側に小鍔５を、大径側に大鍔６を、小径側と大径側の中間位置に別の中間鍔７をそれぞれ有する。
【００１２】
この軌道面１ａは、前記中間鍔７によって２列の軌道面１ａａ，１ａｂに分割されていて、これら両列の軌道面１ａａ，１ａｂのコーンセンタは、図２のように外輪２の軌道面２ａのコーンセンタと共に１点Ｏで交わるようにされている。これら２列の軌道面１ａａ，１ａｂに対応させて、各円すいころ３は長さ方向に並ぶ２列の円すいころ３Ａ，３Ｂとされている。すなわち、小径側列の円すいころ３Ａは軌道面１ａａ上に、大径側列の円すいころ３Ｂは軌道面１ａｂ上にそれぞれ配列される。
【００１３】
前記小鍔５の内側の側面は、円すいころ３Ａの小端面が接する小鍔面５ａとされる。中間鍔７の円すいころ３Ａ側に向く側面は、円すいころ３Ａの大端面が接する大鍔面７ａとされ、中間鍔７の円すいころ３Ｂ側に向く側面は、円すいころ３Ｂの小端面が接する小鍔面７ｂとされる。大鍔６の内側の側面は、円すいころ３Ｂの大端面が接する大鍔面６ａとされる。
各列の円すいころ３Ａ，３Ｂの両側の端面における外周縁には面取りが施されている。円すいころ３の長さ方向の列数は、この実施形態では２列としているが、３列以上とし、その列数に合わせて前記軌道面１ａの列を増やしても良い。この場合、前記軌道面１ａの軸方向中間の中間鍔７の数も増やすことになる。このような列数の増加は、軸受幅が広い場合に有効である。
【００１４】
外輪２は鍔無しとされ、その内周の軌道面２ａは２列の円すいころ３Ａ，３Ｂに対応する軸方向区間にわたって連続した１つの円すい面状とされている。外輪２は、独立した軸受部品であっても、またギヤや軸など、他の機械部品を兼用するものであっても良い。例えば、この円すいころ軸受をトランスミッションのパイロット部用の軸受とする場合は、外輪２はギヤを兼用する部品とされる。
【００１５】
保持器４は、円すいころ３を保持するポケット４ａを円周方向の複数箇所に有するものである。同じ円周方向位置に並ぶ２列の円すいころ３Ａ，３Ｂは、保持器４の幅方向に並ぶ２つのポケット４ａ内にそれぞれ分けて保持している。保持器４に対する円すいころ３の組み立て方法は、各列の円すいころ３Ａ，３Ｂを２個並べる点が単一円すいころの場合と異なるだけであり、保持器４を底拡げし、加締める方法で、軸受への円すいころ３の組み立てが行える。
なお、この例では２列の円すいころ３Ａ，３Ｂを１つの保持器４で保持しているが、各列ごとに別々の保持器で円すいころ３Ａ，３Ｂを保持するようにしても良い。また、この例では保持器４は鉄板製であるが、樹脂製としても良い。
【００１６】
この構成の円すいころ軸受によると、各列が同じ向きとなる複列の円すいころ軸受としたが、各列の軌道面１ａａ，１ａｂのコーンセンタが１点Ｏで交わるものとしたため、各列のころ３Ａ，３Ｂと内輪軌道面１ａａ，１ａｂや、外輪軌道面２ａとの間で周速差が生じることが回避でき、円滑な動作が得られる。このように、複数列の円すいころ３Ａ，３Ｂを、内輪１の外周に設けた円すい面状の複数列の軌道面１ａａ，１ａｂ上にそれぞれ配列し、各軌道面１ａａ，１ａｂの両側に各列の円すいころ３Ａ，３Ｂの端面に接する鍔面５ａ，７ａ，７ｂ，６ａを設けたため、円すいころ３Ａ，３Ｂに荷重が作用したときに、各列の円すいころ３Ａ，３Ｂは個別の鍔面で支えられることになる。そのため、鍔面を形成する各鍔５，６，７への接触面圧を低く抑えることができ、限られた寸法内で大きな定格荷重を得ることができる。その結果、円すいころ３Ａ，３Ｂのスキューに起因する破損を防止でき、高速回転に対応できる。また、各列の円すいころ３Ａ，３Ｂは、スキューについて、それぞれが独立して挙動する。このため、各列の円すいころ３Ａ，３Ｂのスキューが発生し難くなる。さらに、一般の円すいころ軸受を軸方向に複数列並べて構成する場合に比べて、部品点数が少なくなるので、構成がコンパクトになり、かつ低コストで製作できる。
【００１７】
図３および図４はこの発明の他の実施形態を示す。この実施形態の円すいころ軸受は、図１に示した第１の実施形態において、大径側列の円すいころ３Ｂのころ径を、小径側列の円すいころ３Ａのころ径よりも小さくすると共に、内輪１における軸方向中間位置の中間鍔７を省略したものである。また、これに対応させて、内輪１の軌道面１ａは、小径側列の軌道面１ａａと大径側列の軌道面１ａｂとが段差を成すように構成されており、その段差面が小径側列の円すいころ３Ａの大端面が接する大鍔面７ａとされている。ただし、内輪１の段差を成す両軌道面１ａａ，１ａｂのコーンセンタは、図４に示すように、外輪２の軌道面２ａと共に１点Ｏで交わるようにされている。また、この実施形態では、各列の円すいころ３Ａ，３Ｂが、それぞれ別々の保持器４Ａ，４Ｂで保持されている。その他の構成は図１に示した第１の実施形態の場合と同じである。
【００１８】
この構成の円すいころ軸受では、内輪１における小径側列の軌道面１ａａに対して、大径側列の軌道面１ａｂが段差を成すようにして、その段差面を小径側列の円すいころ３Ａの大端面が接する大鍔面７ａとしている。このため、第１の実施形態における軸方向中間位置の中間鍔７が省略され、これにより、内輪１の加工が容易になりコストの低減が可能となる。この場合、大径側列の円すいころ３Ｂに対する小鍔面が無いが、外輪２を組み込む前の状態では、大径側列の保持器４Ｂが小径側列の保持器４Ａに当たるので、大径側列の円すいころ３Ａおよび保持器４Ｂが内輪１から外れるのを防止できる。その他の効果は第１の実施形態の場合と同じである。
【００１９】
図５は、この発明の円すいころ軸受を装備したトランスミッションのパイロット部軸支持構造の一例を示す。このトランスミッションは、自動車のマニュアルトランスミッションである。ハウジング１１に軸受１２を介してインプットシャフトとなる入力側軸１３が回転自在に支持され、入力側軸１３と同一軸心上に、メインシャフトとなる下段側軸１４が配置されている。両軸１３，１４は、パイロット部軸受１５により、互いに相対回転自在に支持されている。パイロット部軸受１５は、下段側軸１４の外周と入力側軸１３の内周の間に設けられている。
【００２０】
パイロット部軸受１５は、この発明における図１の実施形態にかかる円すいころ軸受である。パイロット部軸受１５の内輪１は、下段側軸１４の外径面に嵌合して装着されている。パイロット部軸受１５の外輪２は、入力側軸１３の軸端に設けられた中空軸部で構成され、外周にギヤ１６が形成されている。すなわち、外輪２は、ギヤ１６と兼用する部品として構成され、また入力側軸１３と一体に構成されている。ギヤ１６は、下段側軸１４と平行なカウンタシャフト（図示せず）に設けられたギヤと噛み合う。入力側軸１３のギヤ１６の隣接部には、ドッグクラッチ１７におけるドッグ歯１８が一体に設けられており、入力側軸１３の回転は、シンクロナイザを有するドッグクラッチ１７を介して下段側軸１４に伝達可能である。また、入力側軸１３の回転は、上記カウンタシャフトを介して上記とは別の伝達経路（図示せず）から下段側軸１４に伝達可能である。
【００２１】
この構成のトランスミッションのパイロット部によると、パイロット部軸受１５に大きな負荷容量が要求される。したがって、パイロット部軸受１５は、ころ総長さの長い円すいころ軸受となる。しかも、このパイロット部軸受１５は、軸１３，１４間の撓みによるミスアライメントが生じ易いものとなる。しかし、パイロット部軸受１５として、上記実施形態の円すいころ軸受を用いたため、そのスキュー防止の効果が上がり、パイロット部軸受１５の軸受寿命が向上する。
【００２２】
なお、図５に示したトランスミッションのパイロット部は、入力側軸１３がインプットシャフトであって、かつ下段側軸１４がメインシャフトとなるものであるが、上記したトランスミッションのパイロット部軸支持構造は、同軸心に配置された下段側軸の外周と入力側軸の内周の間に設けられたパイロット部軸受一般に適用することができる。例えば図５のトランスミッションのパイロット部において、下段側軸１４が互いに上段側および下段側の軸となるパイロットシャフトとメインシャフトとに軸方向に分割されていて、両シャフト間にパイロット部軸受（図示せず）が設けられた構造のトランスミッションである場合に、そのパイロット部軸受にこの発明の円すいころ軸受を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる円すいころ軸受の断面図である。
【図２】同円すいころ軸受における軌道面コーンセンタの説明図である。
【図３】この発明の他の実施形態にかかる円すいころ軸受の断面図である。
【図４】同円すいころ軸受における軌道面コーンセンタの説明図である。
【図５】第１の実施形態にかかる円すいころ軸受を応用したトランスミッションのパイロット部軸支持構造の断面図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…内輪
１ａ，１ａａ，１ａｂ…軌道面
２…外輪
２ａ…軌道面
３，３Ａ，３Ｂ…円すいころ
５ａ，７ｂ…小鍔面
６ａ，７ａ…大鍔面
１５…パイット部軸受
【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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