(57)【要約】      （修正有）【課題】回転部材の撓みを小さくし、一定の回転状態に維持することを可能にした軸受装置を提供する。【解決手段】転がり軸受４によって回転可能に支持され、かつ、少なくともその一方側が転がり軸受に対して軸方向外側に延長され、その延長部分が当該転がり軸受によって片持ち支持された回転部材２には、当該転がり軸受に対して軸方向内側に、当該転がり軸受に近接させて第１ギヤ機構が構築されていると共に、当該転がり軸受によって片持ち支持された延長部分に、第２ギヤ機構が構築されている支持構造において、支持構造は、回転部材と共に回転部位を構成する回転構造８ａと、転がり軸受が装着されるハウジング１８と共に非回転部位を構成する非回転構造１４とを有しており、回転構造と非回転構造とがアキシアル方向で対向する部位相互間には、スラスト軸受２８が介在されている。【選択図】図２
2012177438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受によって回転可能に支持され、かつ、少なくともその一方側が転がり軸受に対して軸方向外側に延長され、その延長部分が当該転がり軸受によって片持ち支持された回転部材には、
当該転がり軸受に対して軸方向内側に、当該転がり軸受に近接させて第１ギヤ機構が構築されていると共に、
当該転がり軸受によって片持ち支持された延長部分に、第２ギヤ機構が構築されている支持構造において、
支持構造は、
回転部材と共に回転部位を構成する回転構造と、
転がり軸受が装着されるハウジングと共に非回転部位を構成する非回転構造とを有しており、
回転構造と非回転構造とがアキシアル方向で対向する部位相互間には、スラスト軸受が介在されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
第１ギヤ機構は、シャフト周りに同心状に構成された第１ギヤに、他のギヤが噛み合って構成されていると共に、
転がり軸受は、相対回転可能に対向配置された内輪及び外輪を備え、内輪がシャフトに嵌合され、外輪がハウジングに嵌合されており、
第１ギヤを回転構造とし、外輪及びハウジングを非回転構造とすると、
スラスト軸受は、第１ギヤと、外輪又はハウジングとの間に介在されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
スラスト軸受は、相対回転可能に対向配置された中空円板状の一対のレースと、これら一対のレース相互間に沿って転動自在に配列された複数の転動体とを備えていると共に、
一対のレースの対向面には、複数の転動体が転動する軌道領域が周方向に沿って連続して形成されており、
スラスト軸受を、回転構造と非回転構造とがアキシアル方向で対向する部位相互間に介在させた状態において、
軌道領域は、少なくとも、外輪の内径面よりも径方向外側に位置付けられていることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
【請求項４】
スラスト軸受において、一方のレースは、回転構造に支持され、他方のレースは、非回転構造に支持されていることを特徴とする請求項３に記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシアル荷重と共に、モーメント荷重の一部を負荷するように構成配置可能な軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転部材には、その回転中において、ラジアル荷重とアキシアル荷重が共に作用することが知られている。そこで、このような荷重を負荷するために、例えば特許文献１には、回転部材としての車軸を、ラジアル軸受とスラスト軸受とを併用して支持する軸受装置が示されている。また、例えば特許文献２には、ラジアル軸受とスラスト軸受とを互いに組み合わせて構成した軸受装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２１７２５号公報
【特許文献２】特開２００９−６８６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車軸などの回転部材は、その用途や使用目的に応じて、一方側が上記した軸受装置に対して軸方向外側に延長される場合がある。この場合、そのオーバーハングした延長部分に作用する荷重によっては、当該延長部分が大きく撓んで（傾いて）しまう虞がある。そうなると、回転部材の回転状態（例えば、回転速度、回転姿勢など）を一定に維持することが困難になってしまう。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、回転部材の撓みを小さくし、一定の回転状態に維持することを可能にした軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、転がり軸受によって回転可能に支持され、かつ、少なくともその一方側が転がり軸受に対して軸方向外側に延長され、その延長部分が当該転がり軸受によって片持ち支持された回転部材には、当該転がり軸受に対して軸方向内側に、当該転がり軸受に近接させて第１ギヤ機構が構築されていると共に、当該転がり軸受によって片持ち支持された延長部分に、第２ギヤ機構が構築されている支持構造において、支持構造は、回転部材と共に回転部位を構成する回転構造と、転がり軸受が装着されるハウジングと共に非回転部位を構成する非回転構造とを有しており、回転構造と非回転構造とがアキシアル方向で対向する部位相互間には、スラスト軸受が介在されている。
本発明において、第１ギヤ機構は、シャフト周りに同心状に構成された第１ギヤに、他のギヤが噛み合って構成されていると共に、転がり軸受は、相対回転可能に対向配置された内輪及び外輪を備え、内輪がシャフトに嵌合され、外輪がハウジングに嵌合されており、第１ギヤを回転構造とし、外輪及びハウジングを非回転構造とすると、スラスト軸受は、第１ギヤと、外輪又はハウジングとの間に介在されている。
本発明において、スラスト軸受は、相対回転可能に対向配置された中空円板状の一対のレースと、これら一対のレース相互間に沿って転動自在に配列された複数の転動体とを備えていると共に、一対のレースの対向面には、複数の転動体が転動する軌道領域が周方向に沿って連続して形成されており、スラスト軸受を、回転構造と非回転構造とがアキシアル方向で対向する部位相互間に介在させた状態において、軌道領域は、少なくとも、外輪の内径面よりも径方向外側に位置付けられている。より好ましくは、外輪の軌道より外側に位置付けられている。
本発明では、スラスト軸受において、一方のレースは、回転構造に支持され、他方のレースは、非回転構造に支持されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転部材の撓みを小さくし、一定の回転状態に維持することを可能にした軸受装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る軸受装置が適用された自動車のトランスミッションの構成を概略的に示す断面図。
【図２】(ａ)は、図１に示された軸受装置周りの構成を拡大して示す断面図、(ｂ)は、一実施形態に係る軸受装置の他の構成を拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る軸受装置について、添付図面を参照して説明する。
図１には、本実施形態に係る軸受装置が適用された自動車のトランスミッションの構成が示されており、回転部材としてのシャフト２は、一対の転がり軸受４,６によって、１本の回転軸Ａｘを中心に回転可能に支持されている。
【００１０】
なお、転がり軸受４,６としては、例えば、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、玉軸受などを適用することができるが、ここでは一例として、シャフト２の一方側（図中向かって右側）の転がり軸受４として、円筒ころ軸受を適用し、当該シャフト２の他方側（図中向かって左側）の転がり軸受６として、玉軸受（具体的には、深溝玉軸受）を適用する。
【００１１】
シャフト２は、その一方側が円筒ころ軸受４に対して軸方向外側に延長されており、その延長部分２ａが、当該円筒ころ軸受４によって片持ち支持されたオーバーハング構造を成している。かかるシャフト２において、円筒ころ軸受４と深溝玉軸受６との間に第１ギヤ機構８が構築されており、第１ギヤ機構８は、円筒ころ軸受４に対して軸方向内側に、当該円筒ころ軸受４に近接させて構成配置されている。また、当該シャフト２において、円筒ころ軸受４によって片持ち支持された延長部分２ａに、第２ギヤ機構１０が構築されている。
【００１２】
第１ギヤ機構８は、シャフト２周りに同心状に構成された第１ギヤ８ａに、他のギヤ８ｂが噛み合って構成されており、一方、第２ギヤ機構１０は、シャフト２周りに同心状に構成された第２ギヤ１０ａに、他のギヤ１０ｂが噛み合って構成されている。そして、これら第１及び第２ギヤ機構８,１０を介して、シャフト２からの回転運動の出力、又は、シャフト２への回転運動の入力が行われる。
【００１３】
また、円筒ころ軸受４は、相対回転可能に対向配置された内輪１２及び外輪１４と、内外輪１２,１４間（具体的には、内輪軌道面１２ｒと外輪軌道面１４ｒとの間）に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体（ころ）１６とを備えており、その内輪１２がシャフト２に嵌合（圧入）されており、その外輪１４がハウジング１８に嵌合（圧入）されている。これに対し、深溝玉軸受６は、相対回転可能に対向配置された内輪２０及び外輪２２と、内外輪２０,２２間に沿って転動自在に組み込まれた複数の転動体（玉）２４とを備えており、その内輪２０がシャフト２に嵌合（圧入）されており、その外輪２２はフレーム２６に嵌合（圧入）されている。
【００１４】
図２(ａ)に示すように、上記した支持構造は、シャフト２（回転部材）と共に回転部位を構成する回転構造と、転がり軸受（即ち、円筒ころ軸受４）が装着されるハウジング１８と共に非回転部位を構成する非回転構造とを有している。そして、回転構造と非回転構造とがアキシアル方向（回転軸Ａｘに平行な方向）で対向する部位相互間には、スラスト軸受２８が介在されている。
【００１５】
この場合、第１ギヤ８ａを回転構造とし、外輪１４及びハウジング１８を非回転構造とすると、スラスト軸受２８は、第１ギヤ８ａと、外輪１４又はハウジング１８との間に介在されている。なお、図面では一例として、外輪１４を非回転構造とし、第１ギヤ８ａのギヤ端面８ｔと、これにアキシアル方向で対向する外輪１４の外輪端面１４ｔとの間にスラスト軸受２８が介在されている。
【００１６】
スラスト軸受２８は、相対回転可能に対向配置された中空円板状の一対のレース３０,３２と、これら一対のレース３０,３２相互間に構成された中空円環状の軸受内部空間に沿って転動自在に配列された複数の転動体３４と、複数の転動体３４を１つずつ回転可能に保持しながら、当該各転動体３４と共に軸受内部空間に沿って公転する保持器３６とを備えている。
【００１７】
複数の転動体３４としては、例えば玉やころ等を適用することができるが、ここでは一例として、その直径が小さく、長さが直径の１.１〜１０倍という細長いころ（以下、ニードルという）を適用する。これにより、本実施形態のスラスト軸受２８は、スラストニードル軸受として構成されることになる。
【００１８】
保持器３６としては、複数のニードル３４を軸受内部空間に沿って１つずつ回転可能に保持できるものであれば、その種類は問わないが、ここでは一例として、径寸法の異なる断面Ｌ字状の中空円環部材３６ａ,３６ｂを２つ用意し、これら中空円環部材３６ａ,３６ｂを互いに被せ合わせて一体化させた保持器３６を適用する。なお、かかる保持器３６には、周方向に沿って等間隔で複数のポケット３６ｐが構成されており、複数のニードル３４は、各ポケット３６ｐに１つずつ回転可能に保持される。
【００１９】
一方のレース３０は、上記した回転構造に支持されている。具体的に説明すると、一方のレース３０は、上記した回転構造（即ち、第１ギヤ８ａのギヤ端面８ｔ）に支持される中空円板状のレース本体部３０ａと、レース本体部３０ａの内周縁から連続し、軸受内部空間（保持器３６）を覆うように他方のレース３２に向けて延出したリップ部３０ｂとを有している。
【００２０】
この場合、レース本体部３０ａは、スラスト軸受２８を第１ギヤ８ａ（ギヤ端面８ｔ）と外輪１４（外輪端面１４ｔ）との間に組み込んだ際、その外周面３０ｓが第１ギヤ８ａ（ギヤ端面８ｔ）に当て付けられるようになっており、その内周面（他方のレース３２に対向する対向面）には、周方向に沿って連続した一方側軌道領域３０ｒ（複数のニードル３４が転動する軌道部分）が形成されている。また、リップ部３０ｂは、ギヤ端面８ｔに突設された段部８ｐに当接し、これにより、一方のレース３０のラジアル方向における位置決めがされている。
【００２１】
他方のレース３２は、上記した非回転構造に支持されている。具体的に説明すると、他方のレース３２は、上記した非回転構造（即ち、外輪１４の外輪端面１４ｔ）に支持される中空円板状のレース本体部３２ａと、レース本体部３２ａの外周縁から連続し、軸受内部空間（保持器３６）を覆うように一方のレース３０に向けて延出したリップ部３２ｂとを有している。
【００２２】
この場合、レース本体部３２ａは、スラスト軸受２８を第１ギヤ８ａ（ギヤ端面８ｔ）と外輪１４（外輪端面１４ｔ）との間に組み込んだ際、その外周面３２ｓが外輪１４（外輪端面１４ｔ）に当て付けられるようになっており、その内周面（一方のレース３０に対向する対向面）には、周方向に沿って連続した他方側軌道領域３２ｒ（複数のニードル３４が転動する軌道部分）が形成されている。
【００２３】
このようなスラスト軸受２８では、一方のレース３０（一方側軌道領域３０ｒ）と他方のレース３２（他方側軌道領域３２ｒ）との間に複数のニードル３４を保持器３６で保持しつつ組み立てた状態において、上記した双方のリップ部３０ｂ,３２ｂが、保持器３６の両側に対向配置されることで、その軸受構成（一方のレース３０、他方のレース３２、各ニードル３４、保持器３６）は、径方向（回転軸Ａｘに直交する方向）に互いに分離すること無く、バレ止めされた状態（非分離状態）で一体化する。
【００２４】
そして、バレ止めされたスラスト軸受２８を、第１ギヤ８ａ（ギヤ端面８ｔ）と外輪１４（外輪端面１４ｔ）との間に組み込んだ状態において、保持器３６で保持された複数のニードル３４は、一方側軌道領域３０ｒと他方側軌道領域３２ｒとに沿って転動自在となる。この状態で、回転構造と非回転構造とが相対回転し、これに伴って一方のレース３０と他方のレース３２とが相対回転すると、複数のニードル３４が一方側軌道領域３０ｒと他方側軌道領域３２ｒとに沿って転動することで、回転構造としてのシャフト２を円滑に回転させることができる。
【００２５】
更に、上記した支持構造において、スラスト軸受２８を、回転構造と非回転構造とがアキシアル方向で対向する部位相互間に介在させた状態において、軌道領域（即ち、一方側軌道領域３０ｒ及び他方側軌道領域３２ｒ）は、少なくとも、外輪１４の内径面１４ｓよりも径方向外側に位置付けられていることが好ましい。より好ましくは、外輪軌道より外側に位置付ければよい。
【００２６】
以上、本実施形態によれば、トランスミッション駆動時、第１及び第２ギヤ機構８,１０において、第１及び第２ギヤ８ａ,１０ａは、同時に荷重（ラジアル荷重Ｆ１、アキシアル荷重Ｆ２、モーメント荷重Ｆ３）を受けることになり、このとき、シャフト２には、円筒ころ軸受４によって片持ち支持されている延長部分２ａを大きく撓ませる（傾かせる）方向の外力が作用する。
【００２７】
この場合、回転構造（第１ギヤ８ａ）と非回転構造（外輪１４）とがアキシアル方向で対向する部位相互間に、スラスト軸受２８を介在させると、他方のレース３２が、ハウジング１８に嵌合（圧入）された外輪１４で支持されることとなり、これにより、上記したアキシアル荷重Ｆ２、モーメント荷重Ｆ３の一部を負荷することができるため、延長部分２ａの撓み（傾き）を抑制する効果を得ることができる。この結果、シャフト２の回転状態（例えば、回転速度、回転姿勢など）を一定に維持することが可能となる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、一方のレース３０のリップ部３０ｂが第１ギヤ８ａ（ギヤ端面８ｔ）に突設された段部８ｐに当接しているため、一方のレース３０のラジアル方向における位置決めがされた状態で、スラスト軸受２８を第１ギヤ８ａによって案内させるようにすることができる。
【００２９】
更に、本実施形態によれば、スラスト軸受２８を、回転構造と非回転構造とがアキシアル方向で対向する部位相互間に介在させた状態において、軌道領域（即ち、一方側軌道領域３０ｒ及び他方側軌道領域３２ｒ）を、外輪１４の内径面１４ｓよりも径方向外側に位置付けるように設定することで、シャフト２の延長部分２ａにおける撓み（傾き）の影響を受けることなく、一定の軌道領域（即ち、一方側軌道領域３０ｒ及び他方側軌道領域３２ｒ）を確保することができる。この結果、スラスト軸受２８の回転性能を維持・向上させることができる。
【００３０】
この場合、例えば図２(ｂ)に示すように、軌道領域（即ち、一方側軌道領域３０ｒ及び他方側軌道領域３２ｒ）を、外輪軌道面１４ｒよりも径方向外側に位置付けるように設定してもよい。これによれば、一定の軌道領域（即ち、一方側軌道領域３０ｒ及び他方側軌道領域３２ｒ）に対するバックアップ確保の点で有効であり、その結果、スラスト軸受２８の回転性能を維持・向上させることができる。
【００３１】
また、上記した実施形態では、外輪１４を非回転構造とし、第１ギヤ８ａのギヤ端面８ｔと、これにアキシアル方向で対向する外輪１４の外輪端面１４ｔとの間にスラスト軸受２８を介在させる場合を想定したが、これに代えて、ハウジング１８を非回転構造とし、第１ギヤ８ａのギヤ端面８ｔと、これにアキシアル方向で対向するハウジング１８の端面１８ｔとの間にスラスト軸受２８を介在させるようにしてもよい。なお、かかる変形例の効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【符号の説明】
【００３２】
２  シャフト（回転部材）
４  円筒ころ軸受（転がり軸受）
８  第１ギヤ機構
８ａ  第１ギヤ（回転構造）
１０  第２ギヤ機構
１４  外輪（非回転構造）
１８  ハウジング（非回転構造）
２８  スラスト軸受
【図１】
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【図２】
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