JP2004353809A

JP2004353809A - 針状ころ軸受用の保持器の製造方法及び針状ころ軸受用の保持器

Info

Publication number: JP2004353809A
Application number: JP2003154550A
Authority: JP
Inventors: Masatake Uragami; 正剛浦上
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】信頼性をより向上させた針状ころ軸受用の保持器を製造できる針状ころ軸受用の保持器の製造方法及び針状ころ軸受用の保持器を提供する。
【解決手段】保持器１２の素材となる板材Ｐの肉厚を予め部分的に変更しておき、保持器１２として形成された際に、縮径部１２ｃの肉厚を、案内面１２ｄの肉厚及び環状部１２ａのフランジ部肉厚未満とすることで、大きな荷重の加わる部位の肉厚を確保でき、すなわち肉厚の最適化を図りつつ保持器全体の質量を軽減することが可能となり、もって保持器１２の高強度と高速性とを両立することが可能となる。
【選択図】図７

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の製造方法及び針状ころ軸受用の保持器に関し、特に信頼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の保持器に関する。
【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、遊星歯車機構において、遊星歯車は自転しながら太陽歯車の周囲を公転しているが、このとき遊星歯車を支持する針状ころ軸受も自転すると共に、太陽歯車の周囲を公転するので、それらを合成した遠心力が針状ころ軸受に付与されることとなる。従って、針状ころ軸受を保持器付きのものとした場合、保持器に大きな遠心力が付与されて過大な応力が生じ、折損などに至る恐れがある。
【０００５】
特に、柱部の中央が縮径したいわゆるＭ型保持器等は、一枚の板材を折り曲げた後、溶接することで円筒形状とし、溶接により生じたビードを削除し且つ外周面の粗さを向上させるために研削加工などの機械加工を行って形成される。従って、Ｍ型保持器等においては、最外周面の肉厚が薄くなる傾向がある。ところが、上述したように、遊星歯車機構に用いられる針状ころ軸受には、高速度の公転に伴う複雑な力が付与されるため、保持器強度を確保するためには、極力肉厚の減少を回避する必要がある。しかるに、より厚い板材を用いて保持器を形成した場合、外周面の肉厚は研削加工された後も確保されるが、外周面以外の部位の肉厚も増大してしまい、保持器の質量が増大することで、より大きな遠心力が生じ、高速化に対応できないという問題がある。
【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、信頼性をより向上させた針状ころ軸受用の保持器を製造できる針状ころ軸受用の保持器の製造方法及び針状ころ軸受用の保持器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】
第１の本発明の針状ころ軸受用の保持器の製造方法は、一対の環状部と前記環状部を連結する複数の柱部とからなり、前記柱部の中央部が縮径した針状ころ軸受用の保持器の製造方法において、
１枚の板材の板厚を部分的に変更する工程と、
前記板材を円筒状に折り曲げる工程と、
円筒状に折り曲げた前記板材の周方向両端部を溶接する工程と、
前記板材の外周面を機械加工する工程とを有し、
前記保持器の柱部の中央部の肉厚は、それ以外の部位の肉厚未満であることを特徴とする。
【０００８】
第２の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からなり、前記柱部の中央部が縮径した針状ころ軸受用の保持器において、
前記保持器の柱部の中央部の肉厚は、それ以外の部位の肉厚未満であることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
第１の本発明の針状ころ軸受用の保持器の製造方法によれば、保持器の素材となる板材の肉厚を予め部分的に変更しておき、例えばＭ型保持器として形成された際に、その中央部等の肉厚をそれ以外の部位の肉厚未満とすることで、大きな荷重の加わる外周面等の肉厚を確保でき、従って肉厚の最適化を図りつつ保持器全体の質量を軽減することが可能となり、もって保持器の高強度と高速性とを両立することが可能となる。尚、保持器の柱部の中央部やフランジ部等は、それ以外の部位より加わる遠心力が小さくなり或いは高荷重が加わらないため、肉厚を薄くしても特に問題はないが、各部の肉厚は等しくするのが好ましい。
【００１０】
第２の本発明の針状ころ軸受用の保持器によれば、保持器の素材となる板材の肉厚を予め部分的に変更しておき、例えばＭ型保持器として形成された際に、その中央部等の肉厚をそれ以外の部位の肉厚未満とすることで、大きな荷重の加わる外周面等の肉厚を確保でき、従って肉厚の最適化を図りつつ保持器全体の質量を軽減することが可能となり、もって保持器の高強度と高速性とを両立することが可能となる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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、一般的には中央で外周面もしくは内周面に抜ける油路４ｆが形成されている。保持器１２は外輪案内で用いられる。
【００１５】
図５は、本実施の形態にかかる針状ころ軸受の保持器の斜視図である。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。
【００１６】
図６は、本実施の形態の針状ころ軸受を製造する工程を示す図である。まず、図６（ａ）に示すように、中央が太いロールＲ１，Ｒ２で板材Ｐを圧延し、中央のみが薄い肉厚の板材を形成する（１枚の板材の板厚を部分的に変更する工程）。更に板材Ｐを円筒状に折り曲げて軸線方向中央を縮径するとともにその両端にフランジ部を形成し（板材を折り曲げる工程）、ポケット部（図６では不図示）を打ち抜いた後、板材Ｐの突き合わせた周方向端部同士を溶接する（溶接する工程）。
【００１７】
図６（ｂ）に示すように、溶接を行うことでビードＢが生じるので、工具Ｔを用いて、板材Ｐの外周面を研削加工する（機械加工する工程）。それにより、図７に断面で示すごとき、Ｍ型保持器１２が得られる。本実施の形態の保持器１２によれば、柱部１２の中央部（ここでは縮径部１２ｃ）の肉厚ｔ３は、それ以外の部位の肉厚（ここでは案内面１２ｄの肉厚ｔ２及び環状部１２ａのフランジ部肉厚ｔ１）未満あるいは以下（ｔ１≧ｔ３、ｔ２≧ｔ３）である。
【００１８】
即ち、本実施の形態の製造方法によれば、保持器１２の素材となる板材Ｐの肉厚を予め部分的に変更しておき、保持器１２として形成された際に、縮径部１２ｃの肉厚を、案内面１２ｄの肉厚及び環状部１２ａのフランジ部肉厚未満とすることで、大きな荷重の加わる部位の肉厚を確保でき、すなわち肉厚の最適化を図りつつ保持器全体の質量を軽減することが可能となり、もって保持器１２の高強度と高速性とを両立することが可能となる。
【００１９】
図８は、第２の実施の形態の保持器を示す図７と同様な断面図である。図８に示す保持器１２’は、環状部１２ａ’がフランジ部を有しておらず、外周面１２ｄと同じ肉厚となっている、いわゆる波型保持器である。本実施の形態においても、縮径部１２ｃの肉厚を、案内面１２ｄの肉厚未満とすることで、大きな荷重の加わる部位の肉厚を確保でき、すなわち肉厚の最適化を図りつつ保持器全体の質量を軽減することが可能となり、もって保持器１２の高強度と高速性とを両立することが可能となる。
【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。
【００２１】
【発明の効果】
第１の本発明の針状ころ軸受用の保持器の製造方法によれば、保持器の素材となる板材の肉厚を予め部分的に変更しておき、例えばＭ型保持器として形成された際に、その中央部等の肉厚をそれ以外の部位の肉厚未満とすることで、大きな荷重の加わる外周面等の肉厚を確保でき、従って肉厚の最適化を図りつつ保持器全体の質量を軽減することが可能となり、もって保持器の高強度と高速性とを両立することが可能となる。
【００２２】
第２の本発明の針状ころ軸受用の保持器によれば、保持器の素材となる板材の肉厚を予め部分的に変更しておき、例えばＭ型保持器として形成された際に、その中央部等の肉厚をそれ以外の部位の肉厚未満とすることで、大きな荷重の加わる外周面等の肉厚を確保でき、従って肉厚の最適化を図りつつ保持器全体の質量を軽減することが可能となり、もって保持器の高強度と高速性とを両立することが可能となる。
【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】本実施の形態の針状ころ軸受を製造する工程を示す図である。
【図７】本実施の形態の針状ころ軸受用の保持器の各部肉厚を示す断面図である。
【図８】第２の実施の形態の針状ころ軸受用の保持器の各部肉厚を示す断面図である。
【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
１２，１２’ 保持器

Claims

一対の環状部と前記環状部を連結する複数の柱部とからなり、前記柱部の中央部が縮径した針状ころ軸受用の保持器の製造方法において、
１枚の板材の板厚を部分的に変更する工程と、
前記板材を円筒状に折り曲げる工程と、
円筒状に折り曲げた前記板材の周方向両端部を溶接する工程と、
前記板材の外周面を機械加工する工程とを有し、
前記保持器の柱部の中央部の肉厚は、それ以外の部位の肉厚未満であることを特徴とする針状ころ軸受用の保持器の製造方法。
一対の環状部と前記環状部を連結する複数の柱部とからなり、前記柱部の中央部が縮径した針状ころ軸受用の保持器において、
前記保持器の柱部の中央部の肉厚は、それ以外の部位の肉厚未満であることを特徴とする針状ころ軸受用の保持器。