JP2004324844A - 針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪案内でありながら、十分な潤滑性を確保できる針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受を提供する。
【解決手段】案内面１２ｄに油溝１２ｅを形成したので、油溝１２ｅ内に貯留された潤滑油を用いて長期にわたって潤滑を行うことができ、それにより案内面１２ｄと遊星歯車４ｃの内周面との潤滑を実現するので、これらの磨耗を効果的に抑制できる。又、油溝１２ｅを設けることで、保持器１２が軽量化されるため、より高回転化に対応できるなどの副次的効果もある。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、針状ころ軸受用の保持器及び針状ころに関し、特に潤滑性を向上させることができる針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等に搭載されている自動変速機において、一般的には遊星歯車機構が用いられている。ここで、針状ころ軸受は、細径のころを用いていることから、内輪外径と外輪内径との差が小さいスペースにも収めることができるので、遊星歯車機構の遊星歯車を回転自在に支持するために用いると、それを搭載した自動変速機のコンパクト化に寄与するので好ましいといえる（特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開２００２−３４９６４７号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年は、燃費の向上などを目的として、自動変速機においても多段化される傾向がある。しかるに、現在は４速が主流である自動変速機を、例えば５速或いは６速に多段化しようとすると、動力を伝達する遊星歯車機構の遊星歯車の自転速度及び公転速度が増大するということがある。このような仕様の変化に伴い、保持器を用いないいわゆる総ころと呼ばれる従来の針状ころ軸受に対し、より低摩擦且つ潤滑性に優れた保持器付きの針状ころ軸受が開発されている。
【０００４】
ここで、保持器付き針状ころ軸受においては、保持器を、外輪内周に接触させる外輪案内にするか、内輪外周に接触させる内輪案内にするか、外輪にも内輪にも接触させないころ案内にするかという問題がある。しかるに遊星歯車は、自転及び公転運動をするので、これを支持する針状ころ軸受の保持器には公転により遠心力が生じる。従って、ころ案内であると、保持器に作用した遠心力をころで受けることになり、ころの自転及び公転を阻害し、接触面ですべりが生じるため引きずりトルクが大となる。また、内輪案内であると、保持器に作用した遠心力を内輪（ここではピニオンシャフト）で支持するため、保持器の公転運動（ここでいう公転運動はプラネタリシャフト回りの保持器の自転）を阻害する。従って、本用途においては、外輪案内の保持器が好適であるといえる。
【０００５】
ところが、外輪案内の場合、保持器外周と外輪（ここでは遊星歯車）内周とが接触しつつ案内を達成するので、それらの接触部には、保持器に作用した遠心力が作用し、相対すべり運動が生じるため、それに起因した摩擦、摩耗が発生する。この現象は、自転及び公転を伴う遊星歯車に特有のものである。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、外輪案内でありながら、十分な潤滑性を確保できる針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の針状ころ軸受用の保持器は、
一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とよりなり、外周に案内面を有する針状ころ軸受用の保持器において、
前記案内面に、周方向及び軸線方向の少なくとも一方に延在する油溝が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明の針状ころ軸受用の保持器は、一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とよりなり、外周に案内面を有する針状ころ軸受用の保持器において、前記案内面に、周方向及び軸線方向の少なくとも一方に延在する油溝が形成されているので、前記保持器に作用した遠心力が作用して外輪に対し相対すべり運動が生じた場合でも、前記油溝内に貯留された潤滑油を用いて長期にわたって潤滑を行うことができ、それにより摩耗の発生を顕著に抑制できる。又、前記油溝を設けることで、保持器が軽量化されるため、より高回転化に対応できるなどの副次的効果もある。尚、外輪案内とは、前記保持器を外輪に当接させることで保持器の位置決めを行わせることをいい、案内面とは前記外輪内周に当接する面をいう。
【０００９】
更に、上記針状ころ軸受用の保持器を用いた針状ころ軸受は、遊星歯車機構において遊星歯車を支持するために用いられると、より磨耗低減効果を発揮できる。
【００１０】
【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て以下に詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる針状ころ軸受を含む車両の自動変速機１の断面図である。図１において、エンジンのクランクシャフト２から出力されるトルクは、トルクコンバータ３を介して伝達され、更に複数列組み合わせれた遊星歯車機構４，５，６等を介して複数段に減速され、その後デファレンシャルギヤ７及びドライブシャフト８を介して、不図示の車輪に出力されるようになっている。
【００１１】
図２は、遊星歯車機構４（５，６も原則的に同じ）の分解図である。図２において、遊星歯車機構４は、内歯を有するリングギヤ４ａと、外歯を有する太陽ギヤ４ｂと、リングギヤ４ａ及び太陽ギヤ４ｂに噛合する３つの遊星歯車４ｃと、３つのピニオンシャフト４ｅにより遊星歯車４ｃを回転自在に支持すると共に、自らも回転可能なキャリヤ４ｄとを有する。
【００１２】
遊星歯車機構４の作動原理を図３に示す。まず、１速の場合、図３（ａ）に示すように、太陽歯車４ｂをドライブ側とし、遊星歯車４ｃ（キャリヤ）をドリブン側とし、リングギヤ４ａを固定することで、大きな減速比が得られる。次に、２速の場合、図３（ｂ）に示すように、太陽歯車４ｂを固定し、遊星歯車４ｃ（キャリヤ）をドリブン側とし、リングギヤ４ａをドライブ側とすることで、中程度の減速比が得られる。更に、３速の場合、図３（ｃ）に示すように、太陽歯車４ｂを固定し、遊星歯車４ｃ（キャリヤ）をドライブ側とし、リングギヤ４ａをドリブン側とすることで、小さな減速比が得られる。尚、後退の場合、図３（ｄ）に示すように、太陽歯車４ｂをドリブン側とし、遊星歯車４ｃ（キャリヤ）を固定し、リングギヤ４ａをドライブ側とすることで、入力に対して出力を逆転させることができる。なお、以上は遊星歯車機構４の動作の一例を示すものであり、必ずしもかかる動作に限られることはない。
【００１３】
図４は、本実施の形態の針状ころ軸受を遊星歯車機構に組み込んだ状態で示す図である。図４に示すように、針状ころ軸受１０は、ピニオンシャフト（内輪）４ｅと遊星歯車（外輪）４ｃとの間に配置され、遊星歯車４ｃを回転自在に支持している。針状ころ軸受１０は、複数のころ１１と、それらを保持する保持器１２とからなっている。ピニオンシャフト４ｅ内には、図４で右方から軸線に沿って延在し、かつ中央で外周面に抜ける油路４ｆが形成されている。保持器１２は外輪案内で用いられる。
【００１４】
図５は、針状ころ軸受の保持器の斜視図であり、図６は、針状ころ軸受の保持器の側面図であるが、柱部を省略して示している（図８，１０において同じ）。図に示すように、保持器１２は、一対の環状部１２ａを複数の柱部１２ｂで連結した構成を有している。隣接する柱部１２ｂの間が、ころ１１（図４）を保持するポケットとなる。各柱部１２ｂは、軸線方向中央において縮径した（即ち保持器１２の軸線に近接した）縮径部１２ｃを有しており、縮径部１２ｃの軸線方向両側から環状部１２ａにかけて拡径している外周面を、案内面１２ｄとしている。このような形状を有する保持器１２をＭ型保持器と呼ぶ。
【００１５】
本実施の形態では、環状部１２ａから柱部１２ｂにかけての案内面１２ｄには、周方向に延在する油溝（潤滑油を保持し又は通過させることができる溝）１２ｅを、片側２本ずつ（両側で計４本）形成している。
【００１６】
本実施の形態の動作を説明する。図３に示すように、遊星歯車４ｃはピニオンシャフト４ｅの周囲を自転し、且つ太陽歯車４ｂの周囲を公転する。従って、針状ころ軸受１０は、それに伴い複雑な方向の力を受ける。ここで、ピニオンシャフト４ｅの油路４ｆを介して外部より供給された潤滑油の一部は、柱部１２ｂところ１１のスキマを抜けて、ころ１１の外周面を潤滑する。
【００１７】
しかるに、従来技術のように保持器１２の案内面１２ｄに油溝１２ｅが形成されていないとすると、案内面１２ｄと、これに当接する遊星歯車４ｃの内周面との間には潤滑油が供給されにくいため、それらの磨耗の増大が懸念される。これに対し、本実施の形態によれば、案内面１２ｄに油溝１２ｅを形成したので、油溝１２ｅ内に保持された潤滑油を用いて長期にわたって潤滑を行うことができ、それにより案内面１２ｄと遊星歯車４ｃの内周面との潤滑を実現するので、これらの磨耗を効果的に抑制できる。又、油溝１２ｅを設けることで、保持器１２が軽量化されるため、より高回転化に対応できるなどの副次的効果もある。尚、油溝１２ｅの本数、位置、形状等は、針状ころ軸受１０の仕様により適宜決定すればよい。
【００１８】
図７は、第２の実施の形態の保持器の側面図であり、図８は、図７の構成を矢印ＶＩＩＩ方向に見た図である。本実施の形態の保持器１１２は、図４〜６に示す保持器に対して油溝が異なる。より具体的には、保持器１１２は、両側の案内面１１２ｄにおいて、軸線方向に延在する油溝１１２ｅを周方向にわたって等間隔に並べて形成している。本実施の形態によれば、油溝１１２ｅ内に貯留された潤滑油を用いて長期にわたって潤滑を行うことができるとともに、保持器１１２の軸線方向外側より油溝１１２ｅを介して潤滑油を取り込むこともできる。更に、図８に示すように、ころ１１を収容するポケット１１２ｆの中央に接続するように油溝１１２ｅ’（他の油溝１１２ｅと同じ形状でよい）を形成すると、油溝１１２ｅ’の部位の肉厚ｔが他の部位より薄くなるので、板材を丸めて保持器１１２を形成する場合に、ポケット１１２ｆの外径側が広がりやすくなり、ころ１１の組付性が向上するという利点がある。
【００１９】
図９は、第３の実施の形態の側面図である。本実施の形態の保持器２１２は、両側の案内面２１２ｄに螺旋状の油溝２１２ｅを形成している。本実施の形態によれば、油溝２１２ｅ内に貯留された潤滑油を用いて長期にわたって潤滑を行うことができるとともに、保持器２１２の回転に応じて、油溝２１２ｅ内に潤滑油を取り込むこともできる。
【００２０】
以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、上記実施の形態はすべてＭ形保持器であるが、本発明は保持器の形状に限定されるものではない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の針状ころ軸受用の保持器は、一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とよりなり、外周に案内面を有する針状ころ軸受用の保持器において、前記案内面に、周方向及び軸線方向の少なくとも一方に延在する油溝が形成されているので、前記保持器に作用した遠心力が作用して外輪に対し相対すべり運動が生じた場合でも、前記油溝内に貯留された潤滑油を用いて長期にわたって潤滑を行うことができ、それにより摩耗の発生を顕著に抑制できる。又、前記油溝を設けることで、保持器が軽量化されるため、より高回転化に対応できるなどの副次的効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる針状ころ軸受を含む車両の自動変速機の断面図である。
【図２】遊星歯車機構４の分解図である。
【図３】遊星歯車機構の作動原理を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の針状ころ軸受を遊星歯車機構に組み込んだ状態で示す図である。
【図５】針状ころ軸受の保持器の斜視図である。
【図６】針状ころ軸受の保持器の側面図である。
【図７】第２の実施の形態の保持器の側面図である。
【図８】図７の構成を矢印ＶＩＩＩ方向に見た図である。
【図９】第３の実施の形態の保持器の側面図である。
【符号の説明】
１ 自動変速機
４〜６ 遊星歯車機構
１０ 針状ころ軸受
１１ ころ
１２，１１２、２１２ 保持器

Claims (3)

1. 一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とよりなり、外周に案内面を有する針状ころ軸受用の保持器において、
   前記案内面に、周方向及び軸線方向の少なくとも一方に延在する油溝が形成されていることを特徴とする針状ころ軸受用の保持器。
2. 請求項１に記載の針状ころ軸受用の保持器を用いたことを特徴とする針状ころ軸受。
3. 遊星歯車機構において遊星歯車を支持するために用いられることを特徴とする請求項２に記載の針状ころ軸受。

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