JPH08210370A

JPH08210370A - 軸受の取付け構造

Info

Publication number: JPH08210370A
Application number: JP3603595A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Eguchi; 忠江口
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】ハウジングの軸受嵌合面の摩耗を簡単な構造
で安価に防止でき、また組み立て作業も簡単で済む軸受
の取付け構造とする。【構成】軸受外輪６の外径面とハウジング１との間
に、表面を硬化させたプレス鋼板からなるスリーブ９を
介在させる。スリーブ９は、軸受外輪６とハウジング１
との双方に嵌合させ、ハウジング１に対する圧入嵌合を
軸受外輪６に対する嵌合よりも強くする。スリーブ９を
構成するプレス鋼板の表面硬さは、軸受鋼からなる軸受
外輪６と同等程度以上とする。例えばＨ_RＣ５８程度以
上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用トランスミ
ッションのアルミハウジング等に軸受外輪を嵌合させる
軸受の取付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、自
動車用トランスミッションのハウジングがアルミである
場合、図２のように軸受外輪３１の外径面とハウジング
３２の軸受嵌合面とは、緩み嵌めで嵌合させて使用して
いる。これは、組み立て上の問題から採られており、強
い締まり嵌めではハウジング３２が装着できないことに
よる。

【０００３】通常、トランスミッションが使用状態にあ
るときは、オイルの温度が上昇し、外輪外径とハウジン
グ３２との嵌め合いがさらに緩くなる。このような状態
で振動や変速操作が生じると、軸受外輪３１が軸３３の
回転と逆方向に回転し、または同方向に回転することが
ある。このときのハウジング３２との相対滑りにより、
軟らかい材料であるアルミハウジング３２が摩耗するこ
とにより、軸受３０に悪影響を及ぼすことがある。

【０００４】この回転を止める従来技術として例えば次
の３つの構成が考えられ、あるいは実用化されている。ａ．外輪３１の外径面にピンを打ち立ててハウジング３
２の回転を防止する。ｂ．外輪３１の外径面とハウジング３２の間に線膨張係
数の大きい樹脂を介在させ、樹脂の熱膨張により外輪３
２を固定させて回転を防止する。ｃ．外輪３１の外径またはハウジング３２の軸受嵌合面
に潤滑性の高い表面処理を施し、回転しても摩耗が生じ
ない様にする。

【０００５】しかし、前記ａ〜ｃの構成では次の問題点
がある。すなわち、前記ａの構成では、ハウジングにピ
ン係合用の切欠溝が必要であり、またハウジングに軸受
を組み込む際に切欠とピンの位置決めが必要となる。し
かも、軸受外輪は自由状態であるため、この位置決めが
できない。前記ｂの構成の場合、トランスミッションの
使用温度が通常約−４０℃〜１５０℃程度の広範囲であ
り、樹脂の膨張では高温時に緩みによって回転を生じ、
逆に樹脂を摩耗させる。前記ｃの構成は機能的には優れ
ているが、潤滑性の高い表面処理のために高価になる。

【０００６】この発明の目的は、ハウジングの軸受嵌合
面の摩耗を簡単な構造で安価に防止でき、また組み立て
作業も簡単で済む軸受の取付け構造を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の軸受の取付け
構造は、転がり軸受の外輪の外径面とハウジングとの間
に、表面を硬化させたプレス鋼板からなるスリーブを介
在させ、このスリーブを軸受外輪とハウジングとの双方
に嵌合させたものである。前記嵌合は、ハウジングへの
圧入嵌合を軸受外輪への嵌合よりも強くする。プレス鋼
板の表面硬さは軸受外輪の表面硬さと同等以上とする。

【０００８】スリーブの表面硬さは、Ｈ_RＣ５８〜６５
以上であることが好ましい。スリーブの表面は、高周波
焼入れを施してもよく、また軟窒化処理を施してもよ
い。ハウジングのスリーブ嵌合部分の表面粗さは、３〜
２５μｍ以上としてもよい。

【０００９】

【作用】この構成によると、プレス鋼板からなるスリー
ブをハウジングに圧入嵌合し、これに軸受外輪を嵌合さ
せているが、ハウジング側への圧入嵌合を強くしてある
ため、軸受外輪が軸の回転によって回転する場合は、プ
レス鋼板製のスリーブと軸受外輪との間で滑ることにな
り、ハウジングとスリーブの間では滑りが生じない。ス
リーブは、表面硬化させたプレス鋼板であり、軸受外輪
と同等以上の表面硬さとしてあるため、摩耗が生じな
い。したがって、ハウジングに圧入したプレス鋼板製ス
リーブと軸受外輪外径面との嵌め合いは、摩耗による経
年変化が生じない。しかも、表面硬化させたプレス鋼板
で嵌合を強くしてあるため、高温下でもハウジングとの
締め代が無くならない。また、プレス鋼板はコストが易
い。組立作業は、予めハウジングにスリーブを圧入して
準備しておけば、軸受使用機器の組み立て時には単に軸
受をハウジングに緩く圧入させるだけで済む。緩い圧入
であるため、従来の緩み嵌めと変わらない組み立て作業
で済む。

【００１０】

【実施例】この発明の一実施例を図１に基づいて説明す
る。ハウジング１は、自動車用トランスミッション等の
変速機のアルミハウジングであり、軸受２を介して軸３
を支持している。軸受２は深溝玉軸受であり、内輪５と
外輪６の間に保持器７に保持された転動体８を介在させ
てある。軸３は主軸となるものであり、ギヤ４が一体に
形成されている。軸３は、軸受内輪５を嵌合させる小径
部３ａが軸頭に形成され、小径部３ａに続く段面３ｂに
軸受内輪５の幅面を係合させる。ハウジング１には丸孔
の内径面からなる軸受嵌合面１０が形成され、この面１
０に続く段面１１が、外輪６の幅面を係合させる係合面
として形成されている。

【００１１】軸受外輪６の外径面とハウジング１の軸受
嵌合面１０の内径面との間には、焼き入れ等で表面硬化
させたプレス鋼板からなるスリーブ９を介在させ、軸受
外輪６とハウジング１との双方に嵌合させてある。つま
り双方に締まり嵌め又は軸受外輪６とスリーブ９のみ緩
み嵌めさせてある。この嵌合は、ハウジング１への圧入
嵌合を軸受外輪６への嵌合よりも強くしてある。すなわ
ち、ハウジング１に対する締め代を軸受外輪６に対する
締め代よりも大きくしてある。スリーブ９は周壁部９ａ
の一端にフランジ９ｂを有するものであり、フランジ９
ｂはハウジング１の段面１０ａに係合させる。スリーブ
９はトランスミッションの組み立て時よりも前に予めハ
ウジング１に圧入しておき、トランスミッション組み立
て時は、軸受２の圧入又は押込みのみを行う。スリーブ
９のプレス鋼板は、例えばシェル型ニードル軸受等に使
用される材質のものであり、表面硬さを軸受外輪６の硬
さと同等以上としてある。軸受外輪６は、表面硬さが所
定硬さ（例えば約Ｈ_RＣ５８〜６５程度）に熱処理した
軸受鋼からなり、したがってスリーブ９を構成するプレ
ス鋼板も、表面硬さは約Ｈ_RＣ５８〜６５程度以上とす
る。

【００１２】この場合、表面硬さは、軸受外輪６の表面
硬さとスリーブ９の内面の表面硬さは同等でも良い。ま
た、例えば、軸受外輪６の表面硬さを約Ｈ_RＣ５８〜６
３程度とし、スリーブ９の表面硬さを同等以上、また
は、これを越える値とし、また、スリーブ９の内面の表
面硬さを約Ｈ_RＣ６０〜６５程度とし、軸受外輪６の表
面硬さを同等以下、または、これ未満の値として、軸受
外輪６の表面硬さよりも、スリーブ９の内面の表面硬さ
を高くしても良い。また、およそ、Ｈ_RＣ６２を境に、
軸受外輪６の表面硬さをＨ_RＣ６２程度未満、またはこ
れ以下、スリーブ９の表面硬さをＨ_RＣ６２程度以上、
またはこれを越える値としても良く、これを例えば約Ｈ
_RＣ５８〜６５程度等の前記の範囲のなかに適用しても
良い。このようにスリーブ９の硬度を前記のようにする
と、スリーブ９の内面と軸受外輪６とが緩み嵌めにより
互いに若干の摺動が発生しても、相方の表面硬さが比較
的同等であるために、どちらか一方の部材が摩耗するこ
とは、比較的無いと予想される。また、スリーブ９の表
面硬さ等の硬度を適度な範囲とすることで、軸受２にか
かる荷重に対しても、比較的、耐えうるような充分な剛
性をも得ることができる。スリーブ９や軸受外輪の硬度
が低すぎると、耐摩耗性や、軸支持部材としての剛性に
期待できず、硬度が高すぎると耐衝撃性等に期待できな
い。また、スリーブ９の表面硬さが高すぎると、スリー
ブ９をハウジング１に嵌合する場合に、止まりばめや、
特に締まりばめ等の圧入嵌合する場合は、スリーブ９を
若干収縮するようにして嵌合するため、スリーブ９に
は、適度な硬さや弾性等がないと、ハウジング１に圧入
嵌合しにくく、組立作業性の効率に期待できない。な
お、ハウジング１の軸受嵌合面１０の端部に例えば、約
Ｃ０．５〜１程度の面取り部分を設けると、スリーブ９
の嵌合は、比較的効率良く行えるが、スリーブ９のフラ
ンジ根元の角面Ｒが充分にある場合は、面取り部分を省
略して、変速機の組立作業効率を下げずに面取り加工作
業および時間を省略でき、ハウジング１の加工効率を上
げ、変速機全体のコストダウン等を計ることができると
考えられる。

【００１３】スリーブ９の材料は、帯鋼等の金属帯材１
として、みがき帯鋼、みがき特殊帯鋼等があり、冷間圧
延鋼板及び鋼帯として、ＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ
等がある。これらの調質として、焼なましのまま、標準
調質、１／８硬質、１／４硬質、１／２硬質、硬質等と
選択でき、また、これらの表面仕上げとして、ダル仕上
げ、ブライト仕上げ等を選択できる。ダル仕上げは、機
械的又は化学的に表面を粗くしたロールでつや消し仕上
されたもの、ブライト仕上げは滑らかな表面のロールで
平滑仕上されたものであるが、特にダル仕上げ品を用い
ると、摺動面６ｂを形成する際に、ショットブラスト等
の表面処理工程でショット量を減少させたり、場合によ
っては、表面処理工程を省略することにつながる。ショ
ットブラストを施すと、表面に約０．３mm〜０．４mm程
度、あるいはそれ以下の細かい凹部を形成することがで
きるので、くさび効果が期待でき、ハウジング１との密
着性を高めることができる。あるいは、表面を化学的処
理により粗くすることによっても、同様の効果が期待で
きる。これらの曲げ性は比較的良好である。また、熱間
圧延軟鋼板及び帯鋼として、ＳＰＨＣ、ＳＰＨＤ、ＳＰ
ＨＥ等があり、曲げ性は比較的良好である。また、転が
り軸受用みがき帯鋼及び冷間圧延鋼板として、ＳＰＢ
１、ＳＰＢ２、ＳＰＢ３等があり、この調質としてＳＰ
Ｂ１Ｔ等がある。これらは伸びが少なくとも２８％以上
あり、良好である。これらの板材は、曲げ性がよく、曲
げ試験にて１８０°であり、かつ引張強さも２７０Ｎ／
mm²以上あり、曲げ加工、深絞り加工性に適している。

【００１４】また、曲げ性の試験において、曲げ角度が
１８０度であり、曲げ加工性にも優れている。伸びにつ
いては、材質と板厚によっても異なるが、ＳＰＣＣで
少なくとも３２％以上、板厚１mm以上で３７％以上、
ＳＰＣＤで少なくとも３４％以上、板厚１mm以上で３９
％以上、ＳＰＣＥで少なくとも３６％以上、板厚１mm
以上で４１％以上、ＳＰＨＣで少なくとも２７％以
上、ＳＰＨＤで少なくとも３０％以上、ＳＰＨＥで
少なくとも３１％以上ある。特に、ＳＰＣＥは伸びが良
く、曲げ絞り加工性にすぐれている。これら鋼板には、
防錆対策のため、カニゼンメッキ（登録商標）等のニッ
ケルメッキ、クロムメッキ、硬質クロムメッキ、亜鉛メ
ッキ、錫メッキ等のメッキによる表面保護層を形成して
も良い。また、その表面をさらにバフ仕上げしても良
い。その他に黒染め、パーカーライジング（登録商標）
等を施しても良い。この表面処理は、鋼板の両面又は片
面に形成すれば良い。また、スリーブ９の内周面のみに
保護層を設けても良く、外周面の表面はくさび効果のた
めに保護層を省略しても良く、また、両面に保護層を設
けた後に外周面に表面を粗くするための前記表面処理を
行っても良い。

【００１５】その他、圧延ステンレス鋼板及び鋼帯とし
て、ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４１０Ｓ、Ｓ
ＵＳ４１０Ｊ１、ＳＵＳ４１６、ＳＵＳ４２０Ｆ、ＳＵ
Ｓ４２０Ｊ１、ＳＵＳ４２０Ｊ2 、ＳＵＳ４２９Ｊ１、
ＳＵＳ４３１、ＳＵＳ４４０Ａ、ＳＵＳ４４０Ｂ、ＳＵ
Ｓ４４０Ｃ等のマルテンサイト系のものが挙げられ、マ
ルテンサイト系以外に、オーステナイト系、オーステナ
イト・フェライト系、フェライト系、析出硬化系等があ
る。これらの鋼板は、耐力は少なくとも１５５Ｎ／mm²
以上あり、引張強さは少なくとも３６０Ｎ／mm²以上あ
り、伸びは少なくとも１５％以上ある。特にマルテンサ
イト系のステンレス鋼板、鋼帯のなかでもＳＵＳ４２０
Ｊ系は炭素量が、約０．１６〜０．４％程度、ＳＵＳ４
４０系では、約０．７〜１．１％程度の炭素が含有され
ており、焼入れ硬化性があるので、好適であり、尚、か
つ、さび等の耐食性に対しても優れている。

【００１６】また、ＳＵＳ３０１Ｌ、ＳＵＳ３０１ＪＩ
は伸びが４５％以上あり、曲げ加工性に特にすぐれてい
る。このような曲げ加工性にすぐれた鋼板であれば、例
えば図１のスリーブ９のように、軸受２のスラスト方向
をもスリーブ９で受けるために、スリーブ９の少なくと
も一方の端部が略直角に折れ曲がるようなフランジ付き
の形状でも、略直角に折り曲げるような深絞り加工性に
すぐれ、曲げ部分のきれつ等も発生しにくい。また、曲
げ部を軸受２の端面Ｒに干渉しない程度に例えば、曲げ
部を約Ｒ０．５〜Ｒ１以上にすれば、板材に大きなスト
レスは発生せず、また、ハウジング１の端部にも干渉せ
ず、スリーブ９をハウジング１に組立てる場合に嵌合し
やすい。これらは、１／４Ｈ、１／２Ｈ、３／４Ｈ、Ｈ
等のように調質してもよい。また、表面仕上げとして熱
処理、酸洗いや酸処理、つや消しロールによる最後段階
の軽い冷間圧延加工、ショットブラスト加工を施しても
良い。ステンレス鋼板は耐食性にもすぐれるので、メッ
キ等の表面保護層を省略しても、鋼板のような錆が発生
することはない。また、変速機用のオイルにさらされて
も、比較的耐食性がある。尚、スリーブ９の材質は、以
上に例示したものに限定されるものではない。

【００１７】この他に、特殊な環境下用として、黄銅板
１種〜３種（ＢＳＰ１〜ＢＳＰ３）、りん青銅板（ＰＢ
Ｐ）、ＰＢＰ２等があり、変速機用オイル等の使用され
る環境下等によって選択できる。これらの金属帯材は、
板厚が約０．３mm〜約４mmで、約０．３mm〜約１．０mm
のあいだまで０．１mmごとに各厚みの板材を選択でき、
約１．０mmから約２．０mmのあいだで０．２mmごとに、
またそれ以上は、２．３mm、２．５mm、２．８mm、３．
２mm……とあり、特に板厚は限定しないが、およそ約２
mm以下の板厚、このなかでも約０．８〜２mm程度、好ま
しくは約１〜１．５mm程度の板厚であれば、曲げ加工、
絞り加工を容易に行いやすい。板厚が薄すぎると軸受２
の支持剛性に期待できず、厚すぎると曲げ加工、深絞り
加工等が行いにくい。また、前記の材質に限定しなくと
もよい。

【００１８】また、帯鋼等の金属帯材を略同筒状に曲
げ、深絞り加工する時は、常温でもよいが、板厚、材質
により加熱して、曲げやすくし、特に板厚が厚く、スリ
ーブ９のフランジの根元部分にあたる略直角に折り曲げ
られた端面Ｒが小さいものに対してクラック等のきれつ
を起こさないようにしてもよい。この加熱温度は、約１
００℃〜約５００℃でよく、高周波加熱で１〜３分程度
で急加熱してもよい。高周波加熱であれば、加熱作業が
早く効率的である。また、スリーブ９の曲率、厚み、材
質により、約１００℃〜２００℃〜３００℃〜４００℃
〜５００℃程度と数段階に分けて徐々に昇温、冷却して
もよく、また、材質により、この温度範囲のなかで最適
な温度範囲を選択してもよい。高周波焼入れは、炉中で
の加熱焼入れよりもＨ_RＣ硬さで約５程度硬いものが得
られる。

【００１９】また、材料は、焼入れや軟窒化処理等によ
って、硬度を上げることができるように、炭素量を約
０．１〜１．５％以上、好ましくは、約０．３％以上、
更に好ましくは約０．５％以上を含有した鋼であること
が望ましい。炭素量が前記よりも少なすぎると、充分な
焼入れ硬度を得られない。炭素量が前記よりも多すぎる
と、耐衝撃性等に期待できず、この炭素含有量は、例え
ば約０．５〜０．８％程度としても良い。また、比較的
内部歪の少ない表面処理方法として軟窒化処理方法を採
っても良い。軟窒化処理方法としては、ガス、または液
体による軟窒化等が挙げられ、前記のような温度条件で
昇温、冷却しても良く、約６００℃以下にて行うため、
内部歪が残りにくく、寸法精度に優れる。これは、材質
や仕様・条件等により、浸炭焼入後に軟窒化処理を施し
たり、軟窒化処理後に高周波焼入れ等を施したりして、
複合の表面処理を施して、歪が比較的少なく、表面硬さ
がより硬くなるような方法を採ることもできる。前記の
これらの熱処理は、曲げ・絞り加工後に行う。

【００２０】この構成によると、プレス鋼板からなるス
リーブ９をハウジング１に圧入嵌合し、これに軸受外輪
６を嵌合させているが、ハウジング１側への圧入嵌合を
強くしてあるため、軸受外輪６が軸３の回転によって回
転する場合は、プレス鋼板製のスリーブ９と軸受外輪６
との間で滑ることになり、ハウジング１とスリーブ９の
間では滑りが生じない。したがってアルミからなる柔ら
かなハウジング１に摩耗が生じない。また、スリーブ９
は、表面硬化させたプレス鋼板であり、軸受外輪６と同
等以上の表面硬さであるため、摩耗が生じない。したが
って、ハウジングに圧入したプレス鋼板製スリーブと軸
受外輪外径面との嵌め合いは、摩耗による経年変化が生
じない。しかも、表面硬化させたプレス鋼板で嵌合を強
くしてあるため、高温下でもハウジングとの締め代がな
くならない。このように、摩耗が無くなるため、軸受２
の中心位置が変化せず、そのため軸受２に対するミスア
ライメントが増加せず、軸受内部に異常な偏荷重が生じ
なくて、軸受２への悪影響が生じない。また、ハウジン
グ１の摩耗による隙間の増加がなく、異常な音や振動が
発生しない。しかも、プレス鋼板を使用するため、安価
で摩耗が防止できて、コスト的な利点が大きい。また、
軸受使用機器であるトランスミッションの組み立て作業
も、緩い圧入であるため、従来の緩み嵌めと同様な組み
立て作業で済む。

【００２１】ハウジング１の内径面と、スリーブ９との
外径面とを比較的強く固定するために、少なくとも、ハ
ウジング１のスリーブ９の取り付く部分の内径面、もし
くは、スリーブ９の外径面の表面粗さを、Ｒmax ，Ｒa
，Ｒz 等のＪＩＳ定義等にて、約３μｍ以上、好まし
くは８μｍ以上、更に好ましくは２５μｍ以上としても
良い。特に変速機のハウジング１は、加工工程における
仕上げ加工量を少なくでき、加工の効率を上げられ、全
体的にコストダウンにもつながり、変速機のアルミニウ
ム合金のような軟質合金ところがり軸受とスリーブとを
組み合わせるような、軸受組立機構には有効であると考
えられる。

【００２２】なお、前記実施例は軸受２が深溝玉軸受で
ある場合につき説明したが、軸受２が他の形式の玉軸受
や、ころ軸受である場合にもこの発明を適用することが
できる。

【００２３】

【発明の効果】この発明の軸受の取付け構造は、転がり
軸受の外輪の外径面とハウジングとの間に、表面を硬化
させたプレス鋼板からなるスリーブを介在させ、このス
リーブは軸受外輪とハウジングとの双方に嵌合させて、
そのハウジングへの圧入嵌合を軸受外輪への嵌合よりも
強くし、前記プレス鋼板の表面硬さを軸受外輪の表面硬
さと同等以上としたため、軸受圧入部におけるハウジン
グ等の摩耗が生じず、摩耗による経年変化がない。この
ように摩耗が無くなるため、軸受中心の位置が変化せ
ず、軸受に対するミスアライメントが増加せず、軸受内
部に異常な偏荷重が生じなく、軸受への悪影響が生じな
い。また、ハウジングの摩耗による隙間の増加がなく、
異常な音や振動が発生しない。しかも、プレス鋼板を使
用するため、安価で摩耗が防止できて、コスト的な利点
が大きい。また、軸受使用機器の組み立て作業も、緩い
圧入であるため、緩み嵌めと同様な簡単な組み立て作業
で済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の断面図である。

【図２】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１…ハウジング、２…軸受、３…軸、６…軸受外輪、９
…スリーブ、９ｂ…フランジ、１０…軸受嵌合面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転がり軸受の外輪の外径面とハウジング
との間に、表面を硬化させたプレス鋼板からなるスリー
ブを介在させ、このスリーブは軸受外輪とハウジングと
の双方に嵌合させて、そのハウジングへの嵌合を軸受外
輪への嵌合よりも強くし、前記プレス鋼板の表面硬さを
軸受外輪の表面硬さと同等以上とした軸受の取付け構
造。
【請求項２】スリーブの表面硬さは、Ｈ_RＣ５８〜６
５以上である請求項１記載の軸受の取付け構造。
【請求項３】スリーブの表面に高周波焼入れを施した
請求項１または請求項２記載の軸受の取付け構造。
【請求項４】スリーブの表面に軟窒化処理を施した請
求項１または請求項２記載の軸受の取付け構造。
【請求項５】ハウジングのスリーブの嵌合部分の表面
粗さは、３〜２５μｍ以上である請求項１または請求項
２または請求項３または請求項４記載の軸受の取付け構
造。