JP2014047798A

JP2014047798A - 回転装置

Info

Publication number: JP2014047798A
Application number: JP2012188753A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Sato; 崇彦佐藤
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-03-17

Abstract

【課題】保持器と内方部材との接触が回避でき、すべり摩擦によるエネルギー損失を軽減できる回転装置を提供する。
【解決手段】外方部材３と、前記外方部材３の軸方向両端面３ｂに対峙して径方向外方に拡径するスラスト面２ｃ、２ｅを有するに内方部材２と、前記外方部材３の内周面３ａと前記内方部材２の外周面２ａの間に配置されたラジアルころ軸受１０と、前記外方部材３の少なくとも軸方向一方側端面３ｂと前記内方部材のスラスト面２ｃ、２ｅとの間に配置されたにスラストころ軸受２０と、で構成された回転装置において、前記ラジアルころ軸受１０はラジアル保持器１２を有し、前記スラストころ軸受２０はスラスト保持器２２を有し、前記ラジアル保持器１２の少なくとも一方の端部に前記スラスト保持器２２を軸方向に係止する係止手段１２ａ、２２ａを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、針状ころ軸受等の転がり軸受を有する回転装置に係り、より詳しくは、自動車のトランスミッション等に使用されるラジアル、スラストころ軸受の組合せ軸受を有する回転装置に関する。

自動車のトランスミッションの内部において、図３に示す通常ギヤインナー用針状ころ軸受と称されるラジアル針状ころ軸受を有する回転装置５０が見られる。（特許文献１参照）
図３において、前記回転装置は、回転軸５２、回転軸５２に一体形成される大径部５２ａ、回転軸５２に回動不可能に固定される固定ギヤ５２ｃを有し、大径部５２ａと固定ギヤ５２ｃとの間に回転可能に配置される可動ギヤ５３、可動ギヤ５３と回転軸５２の外周面との間にラジアル針状ころ軸受５１が配置されている。

ラジアル針状ころ軸受５１は、複数個の針状ころ５１１と、針状ころ５１１を円周数箇所に保持する保持器５１２とからなり、内外輪無しのいわゆるケージアンドローラタイプと称されるものである。

図３において、トランスミッションの可動ギヤ５３と、回転軸５２の間に相対回転が生じると、可動ギヤ５３の軸方向側面５３ａと固定ギヤ５２ｃの軸方向側面５２ｄとの間、および、回転軸５２の大径部５２ａの軸方向側面５２ｂとの間はすべり摩擦となり、摩擦によるトルク損出が生じる。

そこで、トランスミッション用軸受装置の可動ギヤの側面と回転軸の側面や固定ギアの側面との摩擦軽減を目的として、図４に示す、可動ギヤの軸方向少なくとも一方の側面と、対峙する回転軸や固定ギヤの軸方向側面との間にスラスト針状ころ軸受を装着した形式のトランスミッション用のスラスト軸受付回転装置６０が知られている。

実開平−３６４２号公報

しかしながら、前述のトランスミッション用のスラスト軸受付回転装置６０においては、回転軸６２と可動ギヤ６３が相対回転し、ラジアル針状ころ軸受６１に、ころ６１１のスキュー等による軸方向の力が作用すると、ラジアル針状ころ軸受６１の保持器６１２は、軸方向に移動し、固定ギヤ６２ｃの軸方向側面６２ｄ、または、回転軸６２の大径部６２ａの軸方向側面６２ｂと接触し、すべり摩擦となり、摩擦によるトルク損出が生じる。

本発明は、ラジアル軸受の保持器と、回転軸や回転軸に固定された部品との接触が回避でき、摩擦によるエネルギー損失を軽減できる回転装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、外方部材と、前記外方部材の軸方向両端面に対峙して径方向外方に拡径するスラスト面を有するに内方部材と、前記外方部材の内周面と前記内方部材の外周面の間に配置されたラジアルころ軸受と、前記外方部材の少なくとも軸方向一方側端面と前記内方部材のスラスト面との間に配置されたにスラストころ軸受と、で構成された回転装置において、前記ラジアルころ軸受は、複数のころと、前記複数のころを保持するラジアル保持器を有し、前記スラストころ軸受は、複数のころと、前記複数のころを保持するスラスト保持器を有し、前記ラジアル保持器の少なくとも一方の端部に前記スラスト保持器を軸方向に係止する係止手段を有することである。

本発明の構成によれば、ラジアル軸受のラジアル保持器と、スラスト軸受のスラスト保持器は軸方向に係止され、ラジアル軸受のラジアル保持器がスラスト保持器以外に接触することはない。すなわち、ラジアル軸受に、ラジアル軸受のころのスキュー等による軸方向の力が作用しても、ラジアル保持器は、内方部材のスラスト面に接触せず、大きな摩擦が発生することはない。

上記の課題を解決するため、請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記係止手段は、前記ラジアル保持器の外周部に半径方向内方に凹んで形成された円周状の保持溝と、前記スラスト保持器の内周部に形成され、前記保持溝に嵌入された円盤部と、で構成されたことである。

本発明の構成によれば、スラスト保持器は内周部を径方向内方に延長することにより、容易に円盤部が形成され、ラジアル保持器は外周部に円周状の溝を形成するのみで、係止手段が構成されるため、加工が容易で、確実な係止が可能である。

上記の課題を解決するため、請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記ラジアル保持器は樹脂で形成されていることいることである。

上記構成によれば、ラジアル保持器を径方向内方に変形させることにより、スラスト保持器の円盤部を樹脂の大きな弾性によって容易にラジアル保持器の保持溝に嵌入することができる。

本発明によれば、ラジアルころ軸受の保持器をスラスト保持器に係合することにより、保持器と内方部材との接触が回避でき、すべり摩擦によるエネルギー損失を軽減できる回転装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態の回転装置の使用状態を示す断面図である。図１の保持器の係止手段の構成を説明する説明図である。従来の回転装置の使用状態を示す断面図である。従来のスラスト軸受付回転装置の使用状態を示す断面図である。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の回転装置の使用状態を示す断面図である。
図２は図１の係止部および保持器の構成を説明する説明図である。

図１は、トランスミッションにおける、第１の実施形態の回転装置１の使用状態を示している。回転装置１は内方部材としての回転軸２と、外方部材としての可動ギヤ３と、１個の内外輪無しの、いわゆるケージアンドローラタイプのラジアル針状ころ軸受１０と、２個のケージアンドローラタイプのスラスト針状ころ軸受２０とで構成されている。

可動ギヤ３は炭素鋼等の鋼材からなる環体で、外周部に歯車３ｃを有し、内周面３ａの両端から軸線に直角な可動ギヤ端面３ｂが形成されている。
回転軸２は炭素鋼等の鋼材からなり、外周部２ａの軸方向一方側端部に拡径部２ｂを有し、外周部２ａから径方向に拡径して拡径部２ｂの外周部までスラスト面としての軸側面２ｃが延在する。
外周部２ａの軸方向他方側には外周部に歯車２ｆを有する固定ギア２ｄが外嵌して固定されている。固定ギア２ｄの軸方向拡径部２ｂ側には径方向に拡径して拡径部２ｂの外周部までスラスト面としての固定ギヤ端面２ｅが形成されている。

ラジアル針状ころ軸受１０は複数のラジアルころ１１と複数のラジアルころ１１を一定間隔に保持するラジアル保持器１２とで構成されている。ラジアルころ１１は軸受鋼等の鋼材からなる針状ころである。ラジアル保持器１２は強化ポリアミド等の樹脂の射出成型により形成されている。

ラジアル保持器１２は図２に示すように、軸方向に対峙する２個の円環部１２ｂと複数の柱部１２ｃから構成されている。柱部１２ｃは四角柱形状に形成され、両円環部１２ｂを軸方向に連結し、これにより複数のラジアルころ１１を転動可能に保持する複数のポケット１２ｄを区画形成する。両円環部１２ｂの外周面には半径方向内方に凹んで係止手段としての円周状の保持溝１２ａが形成されている。ラジアル保持器１２の軸方向幅は、回転軸２の軸側面２ｃと固定ギヤ端面２ｅの間隔より短い所定の寸法に形成されている。

２個のスラスト針状ころ軸受２０は複数のスラストころ２１と複数のスラストころ２１を一定間隔に保持するスラスト保持器２２とで構成されている。スラストころ２１は軸受鋼等の鋼材からなる針状ころである。スラスト保持器２２は炭素鋼板のプレス成型により形成されている。

スラスト保持器２２は図２に示すように、径方向に対峙する２個の耳部２２ｂ、２２ｃと複数の柱部２２ｄから構成されている。柱部２２ｄは四角柱形状に形成され、両耳部２２ｂ、２２ｃを軸方向に連結し、これにより複数スラストころ２１を転動可能に保持する複数のポケット２２ｅを区画形成する。径方向内方の耳部２２ｂの内周部には係止手段としての円盤部２２ａ形成されている。円盤部２２ａの内径寸法は、ラジアル保持器１２の円環部１２ｂの外径寸法より小さく、保持溝１２ａの底部の径寸法より大きい。

図１に示すように、ラジアル針状ころ軸受１０は、可動ギヤ３の内周面３ａと回転軸２の外周部２ａに複数のラジアルころ１１を転動自在に接して配置されている。また、１個のスラスト針状ころ軸受２０は可動ギヤ３の一方の可動ギヤ端面３ｂと回転軸２の軸側面２ｃに複数のスラストころ２１を転動自在に接して配置されている。さらに、他のスラスト針状ころ軸受２０は可動ギヤ３の他方の可動ギヤ端面３ｂと固定ギヤ２ｄの固定ギヤ端面２ｅに複数のスラストころ２１を転動自在に接して配置されている。

ここで、２個のスラスト針状ころ軸受２０のそれぞれのスラスト保持器２２の円盤部２２ａの内周部は、ラジアル針状ころ軸受１０のラジアル保持器１３の両円環部１２ｂに形成された保持溝１２ａに嵌入され、２個のスラスト保持器２２とラジアル保持器１２が係止されている。

ここで、上述の使用状態における回転装置１の組立工程の例を説明する。最初に、組立てられたラジアル針状ころ軸受１０のラジアル保持器１３の一方の円環部１２ｂを径方向内方に変形させ、縮径した保持溝１２ａに、組立てられた１個のスラスト針状ころ軸受２０のスラスト保持器２２の円盤部２２ａの内周部を嵌入する。この時、ラジアル保持器１３は樹脂で形成されているため、容易に縮径、嵌入が可能である。

次に、固定ギア２ｄ嵌入前の回転軸２の外周部２ａに、１個のスラスト針状ころ軸受２０とラジアル針状ころ軸受１０の組立品を、複数のラジアルころ１１を回転軸２の外周部２ａに沿わせて、スラスト針状ころ軸受２０のスラストころ１１の転動面が回転軸２の軸側面２ｃに当接するまで軸方向に移動させる。

次に、可動ギヤ３を、可動ギヤ３の内周面３ａラジアル針状ころ軸受１０の複数のラジアルころ１１に外接して、組込まれたスラスト針状ころ軸受２０と反対側から、軸方向に可動ギヤ３の可動ギヤ端面３ｂが、組込まれたスラスト針状ころ軸受２０の複数のスラストころ２１に当接するまで移動させる。

次に、組付けられたラジアル針状ころ軸受１０のラジアル保持器１３の他方の円環部１２ｂを径方向内方に変形させ、縮径した保持溝１２ａに、組立てられた他のスラスト針状ころ軸受２０のスラスト保持器２２の円盤部２２ａの内周部を嵌入する。さらに、固定ギア２ｄを回転軸２の外周部２ａ上を軸方向の移動させ、固定ギヤ端面２ｅが組付けられた他のスラスト針状ころ軸受２０の複数のスラストころに当接する位置に固定し、組立は完了する。

以下、上述の使用状態における回転装置１の作用について説明する。
可動ギヤ３が図示しない他のギヤと噛合うと、可動ギヤ３と回転軸２の間に相対回転が生じ、ラジアル針状ころ軸受１０の複数のラジアルころ１１は自転、公転をする。この時、可動ギヤ３と回転軸２の間の軸線のずれや、精度の影響で、複数のラジアルころ１１に軸線に対する円周方向の傾き、いわゆるスキューが生じる。

複数のラジアルころ１１にスキューが生じると、ラジアルころ１１とラジアル保持器１３との間に軸方向の力が作用し、ラジアル保持器１３は軸方向に移動する。このとき、ラジアル保持器１３の保持溝１２ａにはスラスト保持器２２の円盤部２２ａが嵌入、係止されているため、ラジアル保持器１３軸方向の移動が規制される。また、ラジアル保持器１３の軸方向の幅は、回転軸２の軸側面２ｃと固定ギヤ端面２ｅの間隔から保持溝１２ａと円盤部２２ａの軸方向間隙を減じた値より小さい所定の寸法に形成されている。

この結果、ラジアル保持器１３が軸方向に移動しても、ラジアル保持器１３と内方部材である回転軸２の軸側面２ｃや、固定ギヤ端面２ｅとの接触が回避でき、すべり摩擦によるエネルギー損失を軽減できる

上述の実施形態では、ラジアル保持器は樹脂で形成されたころ軸受用保持器について説明したが、この発明ではプレス成型された鋼板等の金属材料で形成されたラジアル保持器であっても良い。

１、５０、６０ ‥ 回転装置
２、５２、６２ ‥ 回転軸（内方部材）
２ａ ‥ 外周面
２ｃ、５２ｂ、６２ｂ ‥ 軸側面（スラスト面）
２ｄ、５２ｃ、６２ｃ ‥ 固定ギヤ
２ｅ、５２ｄ、６２ｄ ‥ 固定ギヤ側面（スラスト面）
１０、５１、６１ ‥ ラジアルころ軸受
２０、６４ ‥ スラストころ軸受
１１、２１ ‥ ころ
１２ ‥ ラジアル保持器
２２ ‥ スラスト保持器
１２ａ ‥ 保持溝（係止手段）
２２ａ ‥ 円盤部（係止手段）
３、５３、６３ ‥ 可動ギヤ（外方部材）
３ａ ‥ 内周面
３ｂ、５３ａ、６３ａ ‥ 端面

Claims

外方部材と、前記外方部材の軸方向両端面に対峙して径方向外方に拡径するスラスト面を有するに内方部材と、前記外方部材の内周面と前記内方部材の外周面の間に配置されたラジアルころ軸受と、前記外方部材の少なくとも軸方向一方側端面と前記内方部材のスラスト面との間に配置されたにスラストころ軸受と、で構成された回転装置において、
前記ラジアルころ軸受は、複数のころと、前記複数のころを保持するラジアル保持器を有し、
前記スラストころ軸受は、複数のころと、前記複数のころを保持するスラスト保持器を有し、
前記ラジアル保持器の少なくとも一方の端部に前記スラスト保持器を軸方向に係止する係止手段を有することを特徴とする回転装置。
前記係止手段は、前記ラジアル保持器の外周部に半径方向内方に凹んで形成された円周状の保持溝と、前記スラスト保持器の内周部に形成され、前記保持溝に嵌入された円盤部と、で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転装置。
前記ラジアル保持器は樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転装置。