(57)【要約】【課題】  製造作業者の負担及び製造コストの低減を図る。【解決手段】  軸受１０の外輪部材１２の外周に沿うようケース体の内側に一体的に形成された軸受包囲部１４と、軸受包囲部１４と外輪部材１２の間に介装される介装部材１５と、を具備し、介装部材１５を間隙により少なくとも１箇所を周方向に分断するとともに、軸受包囲部１４及び外輪部材１２よりも線膨張係数が大きくなるよう構成した。【選択図】  図２
2005201382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が固定される内輪部材と、該内輪部材に対して回動自在な外輪部材と、を有する軸受を備え、前記軸受が収容されるケース体側に前記外輪部材を固定させる回転軸支持構造において、
前記外輪部材の外周に沿うよう前記ケース体の内側に一体的に形成された軸受包囲部と、
前記軸受包囲部と前記外輪部材の間に介装される介装部材と、を具備し、
前記介装部材を、間隙により少なくとも１箇所を周方向に分断するとともに、前記軸受包囲部及び前記外輪部材よりも線膨張係数が大きくなるよう構成したことを特徴とする回転軸支持構造。
【請求項２】
前記介装部材を、前記間隙として一の切欠を有する略Ｃ字状のリングとしたことを特徴とする請求項１に記載の回転軸支持構造。
【請求項３】
前記軸受包囲部及び前記外輪部材をスチール材とし、
前記介装部材をアルミニウム材としたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の内輪部材に回転軸を固定し、軸受の外輪部材をケース体側に固定させ、ケース体に対して回転軸が回動自在な回転軸支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に自動車車両では、内燃機関のクランクシャフト、トランスミッションやデファレンシャルギヤの入力軸及び出力軸等の回転軸は、ケース体に軸受を介して回動自在に支持される（例えば、特許文献１参照。）。軸受は、回転軸が固定される内輪部材と、この内輪部材に対して回動自在に構成されケース体の内側に固定される外輪部材とを有する。軸受としては、内輪部材と外輪部材との間に、複数のボールを周方向に並設したボールベアリングが用いられることが多い。
【０００３】
このような回転軸支持構造においては、回転軸の回転時に、軸受自体の摩擦熱や内燃機関等からの伝熱により、軸受付近は高温となる。通常、ケース体はアルミニウム材等のように線膨張係数が比較的大きい材料からなり、外輪部材はスチール材等のように線膨張係数が比較的小さい材料からなる。すなわち、外輪部材はケース体に追従して膨張しないことから、外輪部材とケース体の間に隙間が生じ、回転軸がガタつくという問題があった。
【０００４】
この問題を解消するべく、ケース体の内側に軸受包囲部として鋳鉄を鋳込むことにより外輪部材を固定したものが知られている。この場合、外輪部材が軸受包囲部に固着するので、外輪部材とケース体側の間に隙間が生じ難くなる。
【０００５】
さらに、外輪部材と軸受包囲部との間に、鋼鉄からなるＯリングを介装したものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。これによれば、Ｏリングが熱膨張することにより、外輪部材とケース体側の間に隙間がさらに生じ難くなっている。
【特許文献１】特開２０００−３４５８５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８４６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の回転軸支持構造では、製造時に、軸受、Ｏリング等を内部に配した状態で、上下或いは左右に分離構成されたケース体を組み立てることとなる。このとき、Ｏリングが閉断面であることから、ケース体の組立前に予め外輪部材をＯリングに圧入しておく必要がある。すなわち、ケース体の組立工程の前に、Ｏリングの圧入工程が必要となり製造時の工数が嵩むことにより製造作業者の負担が大きくなるし、製造コストもまた嵩むという問題点があった。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造作業者の負担及び製造コストの低減を図ることのできる回転軸支持構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、回転軸が固定される内輪部材と、該内輪部材に対して回動自在な外輪部材と、を有する軸受を備え、前記軸受が収容されるケース体側に前記外輪部材を固定させる回転軸支持構造において、前記外輪部材の外周に沿うよう前記ケース体の内側に一体的に形成された軸受包囲部と、前記軸受包囲部と前記外輪部材の間に介装される介装部材と、を具備し、前記介装部材を、間隙により少なくとも１箇所を周方向に分断するとともに、前記軸受包囲部及び前記外輪部材よりも線膨張係数が大きくなるよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、介装部材は周方向に分断されているので、介装部材に対する外輪部材の圧入作業は必要なく、介装部材を外輪部材に径方向外側から取り付けた状態で、分離構成されたケース体を組み立てて製造することができる。尚、ここでいう圧入作業とは、例えば、油圧、空気圧、電動モータ等の駆動源を有する圧入装置を用いて閉断面をなすＯリング等に外輪部材等を嵌め込む程度の煩雑な作業をいい、Ｃリング等を人力により拡径して外輪部材等に嵌め込む程度の簡単な作業を除く概念である。これにより、ケース体の組立工程の前に圧入装置を用いた圧入工程が必要となることはなく、製造工数を低減して製造作業者の負担を軽減するとともに、製造コストを低減することができる。
【００１０】
また、回転軸の回転時には、軸受自体の摩擦熱、内燃機関等からの伝熱等により、軸受付近が加熱される。これにより、互いに径方向に隣接する外輪部材、介装部材、軸受包囲部は、それぞれ熱膨張することとなる。
このとき、介装部材は、外輪部材及び軸受包囲部と密着して径方向に関して規制され、外輪部材及び軸受包囲部と比べて線膨張係数が大きいことから、外輪部材及び軸受包囲部の熱膨張に追従して膨張する。また、介装部材は、分断部分に間隙が形成され周方向に関しては規制がないことから、周方向に関しては、他の部材から規制を受けずに自由に熱膨張する。
ここで、仮に介装部材が単体で熱膨張する場合は、周方向に分断されていることから、内径を縮径する方向に膨張することとなる。すなわち、介装部材は外輪部材側に向かっても的確に膨張し、周方向に閉断面をなすＯ字状のリング等のように内径に向かって十分に膨張せずに外輪部材と離隔してしまう懸念はない。
このように、介装部材は、外輪部材及び軸受包囲部が熱膨張した際に、これらの隙間を埋めるように膨張する。このとき、介装部材の負荷が周方向に受け流されることから、介装部材、ひいては外輪部材及び軸受包囲部に過大な応力が生じることはないし、介装部材が軸受包囲部を径方向外側へ過度に圧迫して押し広げることもない。従って、回転軸の回転時に、外輪部材と軸受包囲部の間に隙間が生じることはなく、回転軸のガタつきを防止することができる。また、熱膨張時における外輪部材、介装部材、軸受包囲部の応力を低減することにより、信頼耐久性を向上することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の回転軸支持構造において、前記介装部材を、前記間隙として一の切欠を有する略Ｃ字状のリングとしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、介装部材を略Ｃ字状のリングとしたので、介装部材の取扱いに関し極めて有利である。すなわち、介装部材が分割構成されたもののように部品点数が増大することはないし、介装部材を弾性変形させて外輪部材に簡単容易に取り付けることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の回転軸支持構造において、前記軸受包囲部及び前記外輪部材をスチール材とし、前記介装部材をアルミニウム材としたことを特徴とする
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の作用に加え、介装部材がスチール材に比して線膨張係数が大きいアルミニウム材であることから、軸受包囲部と外輪部材よりも線膨張係数を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明によれば、製造時に、ケース体の組立工程にて、外輪部材と軸受包囲部に対する介装部材の組み付けを同時に行うことができ、製造工数を低減して製造作業者の負担及び製造コストの低減を図ることができる。
また、回転軸のガタつきを防止する介装部材を、間隙により周方向に分断したので、熱膨張時における内部応力の低減を図って信頼耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１から図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１はトランスミッションの内部構造の概略説明図、図２は回転軸支持構造の正面断面図、図３はリングの側面図、図４は熱膨張した状態を示す回転軸支持構造の正面断面図である。尚、図１はあくまで説明図であり、ハッチング等を省略して図示している。
【００１７】
図１に示すように、本発明の回転軸支持構造が適用されるトランスミッション１は四輪駆動車用のマニュアル式であり、原動機からの駆動力が入力されるメインシャフト２と、乗員により選択されたドライブギヤ３により所定の減速比でメインシャフト２の駆動力が伝達されるドリブンシャフト４と、このドリブンシャフト４から前輪側へ駆動力を伝達するフロントデファレンシャルギヤ５と、ドリブンシャフト４から差動制限機構としてのビスカスカップリング６を介して後輪側へ駆動力を伝達するプロペラシャフト７とを備えている。また、トランスミッション１は、外殻のケース体として、前側のメインケース８と、後側のエクステンションケース９とを有している。メインケース８にはドリブンシャフト４の前側、メインシャフト２等が収容され、エクステンションケース９にはドリブンシャフト４の後側、プロペラシャフト７等が収容される。本発明の特徴構成である回転軸支持構造は、回転軸としてのドリブンシャフト４を、軸受としてのボールベアリング１０を介してエクステンションケース９側に軸支させるものである。
【００１８】
図２に示すように、この回転軸支持構造のボールベアリング１０は、ドリブンシャフト４が固定される内輪部材１１と、この内輪部材１１に対して回動自在な外輪部材１２とを有する。内輪部材１１と外輪部材１２との間には、複数のボール１３が周方向に並設される。内輪部材１１にはドリブンシャフト４が圧入され、外輪部材１２はエクステンションケース９の内側に一体的に形成された軸受包囲部１４にリング１５を介して固定される。外輪部材１２はスチール材からなり、本実施形態においては鋼鉄により形成される。
【００１９】
また、軸受包囲部１４はスチール材からなり、本実施形態においてはエクステンションケース９の内部に鋳込まれた鋳鉄である。図２においては、説明のため、エクステンションケース９を省略して図示している。なお、エクステンションケース９はアルミニウム材からなり、予め左右に分割されたものを成型しておき、これらを組み付けて構成される。
【００２０】
図３に示すように、リング１５は、一の切欠１５ａを有する略Ｃ字状に形成される。すなわち、介装部材としてのリング１５は、間隙により１箇所が周方向に分断されたものとなっている。リング１５はアルミニウム材からなり、本実施形態においては切欠１５ａは径方向及び軸方向に沿うよう形成される（図２、図３参照）。このように、リング１５がスチール材に比して線膨張係数が大きいアルミニウム材であることから、リング１５を軸受包囲部１４と外輪部材１２よりも線膨張係数を大きくすることができる。尚、本実施形態においては、線膨張係数は、軸受外輪１２、軸受包囲部１４、リング１５の順に大きくなる。
【００２１】
以上のように構成された回転軸支持構造によれば、リング１５が周方向に分断されているので、リング１５に対する外輪部材１２の圧入作業は必要なく、リング１５を外輪部材１２に径方向外側から取り付けた状態で、左右に分離構成されたエクステンションケース９を組み立てて製造することができる。これにより、製造工数を低減して製造作業者の負担を軽減するとともに、製造コストを低減することができる。
【００２２】
また、本実施形態においては、リング１５が略Ｃ字状であるので、リング１５の取扱いに関し極めて有利である。すなわち、介装部材が分割構成されたもののように部品点数が増大することはないし、リング１５を弾性変形させて外輪部材１２に簡単容易に取り付けることができる。
【００２３】
ここで、この回転軸支持構造では、ドリブンシャフト４の回転時に、ボールベアリング１０自体の摩擦熱、内燃機関等からの伝熱等により、ボールベアリング１０付近が加熱される。これにより、図４に示すように、互いに径方向に隣接する外輪部材１２、リング１５、軸受包囲部１４は、それぞれ熱膨張することとなる。
【００２４】
このとき、外輪部材１２及び軸受包囲部１４と密着して径方向に関して規制され、外輪部材１２及び軸受包囲部１４と比べて線膨張係数が大きいことから、外輪部材１２及び軸受包囲部１４の熱膨張に追従して膨張する。また、リング１５は、切欠１５ａにより周方向に分断されていることから、図４中の矢印に示すように、周方向に関しては他の部材から規制を受けずに自由に熱膨張する。これにより、リング１５における径方向の膨張が規制されることによる負荷は、周方向に受け流される。尚、本実施形態においては、図４に示すように、車両が通常の走行状態であるときには、リング１５の切欠１５ａにおける間隙が閉塞することのないよう設定されている。
【００２５】
ここで、仮にリング１５が単体で熱膨張する場合は、周方向に分断されていることから、内径を縮径する方向に膨張することとなる。すなわち、リング１５は外輪部材１２側に向かっても的確に膨張し、周方向に閉断面をなすＯ字状のリング等のように内径に向かって十分に膨張せずに外輪部材１２と離隔してしまう懸念はない。
【００２６】
従って、ドリブンシャフト４の回転時に、外輪部材１２と軸受包囲部１４の間に隙間が生じることはなく、ドリブンシャフト４のガタつきを防止することができる。また、熱膨張時における外輪部材１２、リング１５、軸受包囲部１４の応力を低減することにより、信頼耐久性を向上することができる。
【００２７】
尚、前記実施形態においては、ドリブンシャフト４の軸支に本発明の回転体支持構造を適用した例を示したが、メインシャフト２、プロペラシャフト７にも本発明を適用可能なことは勿論である。また、前記実施形態では、マニュアル式のトランスミッション（ＭＴ）に本発明の回転体支持構造を適用したものを示したが、オートマチック式のトランスミッション（ＡＴ）、無段式のトランスミッション（ＣＶＴ）等に適用可能なことはいうまでもない。また、デファレンシャルギヤ装置の入力軸及び出力軸、エンジンのクランクシャフト等にも適用可能である。
【００２８】
また、前記実施形態においては、リング１５をアルミニウム材とし、外輪部材１２及び軸受包囲部１４をスチール材としたものを示したが、リング１５が外輪部材１２及び軸受包囲部１４よりも線膨張係数が大きければ、各部材は他の材質であってもよい。尚、前記実施形態と同様の作用効果を得るには、外輪部材１２の熱膨張係数が軸受包囲部１４と同等以下であればよい。
【００２９】
また、リング１５の切欠形状は任意であり、例えば、図５に示すように径方向に傾斜するよう形成してもよいし、図６に示すように切欠１５ａの幅が変化するよう形成してもよい。さらには、図７に示すように、切欠１５ａが軸方向に傾斜するよう形成してもよい。さらに、介装部材は、Ｃ字状に形成されたものでなく、二以上の間隙で周方向に分断されるコッタ等であってもよい。さらには、ボールベアリング１０の代わりにローラベアリング等を用いたものであってもよいし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、トランスミッションの内部構造の概略説明図である。
【図２】回転軸支持構造の正面断面図である。
【図３】リングの側面図である。
【図４】熱膨張した状態を示す回転軸支持構造の正面断面図である。
【図５】変形例を示すリングの正面図である。
【図６】変形例を示すリングの正面図である。
【図７】変形例を示すリングの側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１          トランスミッション
４          ドリブンシャフト
９          エクステンションケース
１０        ボールベアリング
１１        内輪部材
１２        外輪部材
１４        軸受包囲部
１５        リング
【図１】
2005201382.tif 000003
【図２】
2005201382.tif 000004
【図３】
2005201382.tif 000005
【図４】
2005201382.tif 000006
【図５】
2005201382.tif 000007
【図６】
2005201382.tif 000008
【図７】
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