JP2006283933A - ラジアルニードル軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速回転および低粘度潤滑剤使用時の潤滑性能を向上して、潤滑不良を解消できるラジアルニードル軸受を提供する。
【解決手段】 ラジアルニードル軸受１０は、軸１１と、外輪１３と、軸１１の外周面と外輪１３の内周面との間に配置される複数のころ１５と、互いに同軸に配置された一対のリム部１８と、一対のリム部１８間に円周方向に所定の間隔で架設される複数の柱部１９とを有し、一対のリム部１８と隣接する柱部１９により区画された複数のポケット部２０にころ１５を保持する保持器１７と、を備える。リム部１８の外周面には、軸方向外端側に向けて縮径する縮小面１８ａと、縮小面１８ａと軸方向に隣接する案内面１８ｂとが形成され、柱部１９の外周面は、リム部１８の案内面１８ｂに対して半径方向内方へ段差形成されるとともに、柱部１９の外周面の円周方向中間部には、軸方向に延びる溝１９ａが形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ラジアルニードル軸受に関し、より詳細には、自動車のトランスミッションや一般産業機械などに使用されるラジアルニードル軸受の改良に関する。

各種産業機械や自動車のトランスミッションなどの回転部分には、ラジアルニードル軸受が多用されている。例えば、トランスミッションに使用されるラジアルニードル軸受においても、自動車の高出力化、高速化及び低トルク化に伴って、高速回転条件下、及び、低粘度潤滑剤下で使用される場合が多くなっており、厳しい潤滑条件下で使用可能な軸受仕様が要求されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のラジアルニードル軸受１００は、図６に示すように、保持器１０１の柱部１０２の外周面をリム部１０３の外周面に対して半径方向内方に段差形成すると共に、リム部１０３の外周面の外端部に外端に向かうに従って半径が小さくなる縮小面１０４を形成する。このラジアルニードル軸受１００によれば、保持器１０１の外周面全域が外輪軌道面１０５に接触していないので、保持器１０１が外輪軌道面１０５の潤滑剤を掻き取ることがない。また、リム部１０３の外端部に形成された縮小面１０４から外輪軌道面１０５に積極的に潤滑剤が案内される。これにより、ラジアルニードル軸受１００に潤滑不良が生じる虞を低減している。
特開２０００−２１３５４５号公報

ところで、特許文献１に記載のラジアルニードル軸受では、近年のトランスミッションの高速化及び潤滑剤の低粘度化により、更なる潤滑性能の向上が望まれていた。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速回転および低粘度潤滑剤使用時の潤滑性能を向上して、潤滑不良を解消できるラジアルニードル軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内方部材と、
該内方部材の周囲に該内方部材と同心に配置される外方部材と、
前記内方部材の外周面と前記外方部材の内周面との間に配置される複数のころと、
互いに同軸に配置された一対のリム部と、該一対のリム部間に円周方向に所定の間隔で架設される複数の柱部とを有し、前記一対のリム部と前記隣接する柱部により区画された複数のポケット部に前記ころを保持する保持器と、
を備えるラジアルニードル軸受であって、
前記リム部の外周面には、軸方向外端側に向けて縮径する縮小面と、該縮小面と軸方向に隣接する案内面とが形成され、
前記柱部の外周面は、前記リム部の案内面に対して半径方向内方へ段差形成されるとともに、前記柱部の外周面の円周方向中間部には、軸方向に延びる溝が形成されることを特徴とするラジアルニードル軸受。
（２） 前記保持器は、樹脂製であることを特徴とする（１）に記載のラジアルニードル軸受。

本発明のラジアルニードル軸受によれば、保持器は、各リム部の外周面に軸方向外端側に向けて縮径する縮小面が形成され、柱部の外周面は、リム部の外周面に対して半径方向内方へ段差形成され、更に、柱部の外周面の円周方向中間部には、軸方向に延びる溝が形成されている。これにより、保持器による外方部材の内周面における潤滑剤の掻き取り防止効果、および外方部材の内周面への潤滑剤案内効果に加えて、柱部の各溝に溜まった潤滑剤を遠心力により積極的に外方部材の内周面に供給することができる。従って、高速回転および低粘度潤滑剤使用時においても、ラジアルニードル軸受の潤滑性能を向上することができる。

以下、本発明に係るラジアルニードル軸受の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態であるラジアルニードル軸受を示し、（ａ）はその要部縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のI-I線に沿う断面図で、図２は保持器の斜視図である。第１実施形態のラジアルニードル軸受１０は、内方部材である軸１１と、外方部材である外輪１３と、複数のころ１５と、保持器１７と、を備える。

軸１１の外周面には、内輪軌道面１１ａが形成され、また、外輪１３の内周面には外輪軌道面１３ａが形成されている。ころ１５は、例えば、高炭素クロム軸受鋼により形成された細径の円筒状（ニードル状）部材であり、軸１１の内輪軌道面１１ａと外輪１３の外輪軌道面１３ａとの間に、円周方向に等間隔で回動自在に配置されている。

図１及び図２に示すように、保持器１７は、ポリアセタールなどの合成樹脂により形成されており、互いに同軸に配置された一対のリム部１８と、一対のリム部１８間に円周方向に所定の間隔で架設される複数の柱部１９とを有する。複数のころ１５は、一対のリム部１８と隣接する柱部１９により区画された空間である複数のポケット部２０に転動自在に保持されている。

各リム部１８の外周面には、軸方向外端側に向けて縮径する縮小面１８ａと、縮小面１８ａより内側で軸方向に隣接して設けられ、保持器１７を外輪１３に案内支持するための案内面１８ｂが形成されている。案内面１８ｂは、外輪１３の外輪軌道面１３ａに対向して、外輪軌道面１３ａと接触可能に配置される。

縮小面１８ａの軸方向幅Ｌ１は、各リム部１８の軸方向幅Ｌ２の２／３以下となっている（Ｌ１≦Ｌ２×２／３）。縮小面１８ａの幅Ｌ１を各リム部１８の幅Ｌ２の２／３以下としたのは、縮小面１８ａの幅Ｌ１が２／３より大きいと、外輪１３に対する保持器１７の案内面１８ｂが小さくなり、案内面１８ｂと外輪１３（案内面１８ｂとの摺接面）の接触摩耗が大きくなる可能性がある。

なお、縮小面１８ａの形状は、外輪軌道面１３ａと接触せず、案内面１８ｂから軸方向外端側に向けて縮径する形状を含み、外端まで拡径しないものであれば任意に設計可能である。本実施形態の縮小面１８ａは、案内面１８ｂから縮径した円錐面１８ｃと、円錐面１８ｃから外端まで延びる円筒面１８ｄの組み合わせからなる。

また、円筒面１８ｄとすることにより、円錐面１８ｃを軸端まで伸ばした場合に比べてリム１８の外端面２１の表面積を確保できることから、外端面２１がころ１５のスキューによるスラスト方向荷重を伴った相手部材との擦動摩擦が軽減でき、また、保持器成形時における金型の早期劣化を防止する効果がある。

保持器１７の各柱部１９の外周面は、全域に亘ってリム部１８の案内面１８ｂに対して半径方向内方へ段差形成されている。このため、各柱部１９の外周面から各リム部１８の内周面と略同一面上の内周面までの厚み寸法Ｔ１は、各リム部１８の厚み寸法Ｔ２より若干小さく設定されている。これにより、保持器１７が外輪１３に組み込まれたとき、各柱部１９の外周面と外輪１３の外輪軌道面１３ａとの間には、隙間Ｃ１が設けられる。

また、各柱部１９の外周面の円周方向中間部には、軸方向に延びる溝１９ａが形成されている。溝１９ａは、その軸方向長さが各柱部１９の全長に亘って連続して形成されており、樹脂により保持器１７を製作する際に容易な金型形状を与える。さらに、各柱部１９は、溝１９ａの円周方向両側に、柱部１９の径方向中間部両側面から円周方向に傾斜して突出する突部１９ｂを有する。

溝１９ａの断面形状は、単一の円弧、または複数の円弧が組み合わされた形状となっている。溝１９ａの幅Ｗ１は、各柱部１９の径方向中間部における円周方向幅Ｗ２の１／２以上、且つ８／９以下となっている（Ｗ２×１／２≦Ｗ１≦Ｗ２×８／９）。これは、溝１９ａの幅Ｗ１が円周方向幅Ｗ２の１／２より小さいと、溝１９ａの大きさ（容積）が小さくなって溝１９ａ中に確保される潤滑剤２１の量が少なくなって、良好な潤滑性能を維持し難くなり、また、溝１９ａの幅Ｗ１が円周方向幅Ｗ２の８／９より大きいと、溝１９ａの円周方向両側の突部１９ｂの幅が小さくなって突部１９ｂの強度が確保し難いためである。

また、溝１９ａの深さ（リム部１８の案内面１８ｂから溝１９ａの底までの深さ）Ｔ３は、保持器１７の厚さ（リム部１８の案内面１８ｂから内周面までの厚さ）Ｔ２の１／１０以上、且つ、２／７以下となっている（Ｔ２×１／１０≦Ｔ３≦Ｔ２×２／７）。これは、溝１９ａの深さＴ３を保持器１７の厚さＴ２の２／７より大きくすると、各柱部１９の強度が確保し難いためである。

このように構成される本実施形態であるラジアルニードル軸受１０によれば、柱部１９の外周面の全域が、リム部１８の案内面１８ｂに対して半径方向内方へ段差形成され、柱部１９の外周面と外輪１３の外輪軌道面１３ａとの間に隙間Ｃ１が設けられている。従って、柱部１９の外周面は、外輪１３の外輪軌道面１３ａと接触しないので、外輪軌道面１３ａの潤滑剤を掻き取ることがなく、潤滑不良が生じる可能性を低減することができる。

また、保持器１７のリム部１８の外周には、縮小面１８ａ及び案内面１８ｂが軸方向に隣接して形成されているので、保持器１７は、円周方向に連続する案内面１８ｂにより外輪１３の内周面に案内されて回転する。従って、案内面１８ｂと外輪１３の内周面の間に安定して油膜が形成され、保持器１７は滑らかに回転する。また、縮小面１８ａを通じて外側から外輪軌道面１３ａに対して積極的に潤滑剤を案内することができ、潤滑不良が生じ難くなる。

更に、ラジアルニードル軸受１０の回転に伴って、溝１９ａ中に溜まっていた潤滑剤２１が、遠心力により外輪軌道面１３ａに跳ね掛けて供給されるので、更に潤滑性能が向上する。これにより、高速回転や低粘度潤滑剤などの過酷な条件下でも、外輪軌道面１３ａの潤滑膜形成不足や軸受の焼き付きが防止されて良好な潤滑を維持することができる。

また、溝１９ａの円周方向両側には、突部１９ｂが設けられているので、ポケット部２０の径方向高さを維持することができ、ポケット部２０のころ収容性が低下することもない。

従って、本実施形態のラジアルニードル軸受１０によれば、保持器１７は、リム部１８の外周面に軸方向外端側に向けて縮径する縮小面１８ａが形成され、柱部１９の外周面は、リム部１８の外周面に対して半径方向内方へ段差形成され、更に、柱部１９の外周面の円周方向中間部には、軸方向に延びる溝１９ａが形成されている。これにより、保持器１７による外輪軌道面１３ａの潤滑剤の掻き取り防止効果、および外輪軌道面１３ａへの潤滑剤案内効果に加えて、柱部１９の各溝１９ａに溜まった潤滑剤を遠心力により積極的に外輪軌道面１３ａに供給することができる。従って、高速回転および低粘度潤滑剤使用時においても、ラジアルニードル軸受１０の潤滑性能を向上することができる。

また、保持器１７のリム部１８に、縮小面１８ａと軸方向に隣接する案内面１８ｂを有するので、保持器１７が案内面１８ｂによって外輪軌道面１３ａに案内されて滑らかに回転する。これにより、保持器１７の案内面１８ｂに油膜が安定して形成される。

（第２実施形態）
次に、図３を参照して、本発明の第２実施形態に係るラジアルニードル軸受について説明する。なお、第１実施形態のものと同等部分については、同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。

第２実施形態のラジアルニードル軸受３０では、保持器１７ａの各リム部１８の内径が、柱部１９の内径より大きく形成されており、柱部１９の内周面において、ころ１５と重なる部分に径方向内側に張り出した段部１９ｃが設けられている。

本実施形態のラジアルニードル軸受３０によれば、保持器１７ａの各リム部１８の内周面と、軸１１の外周面との間に比較的大きな隙間Ｃ２が形成されるので、軸（内輪）１１の内輪軌道面１１ａに外側から潤滑剤が供給され易く、内輪軌道面１１ａの潤滑性能を向上することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第３実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第３実施形態に係るラジアルニードル軸受について説明する。なお、第１実施形態のものと同等部分については、同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。

本実施形態のラジアルニードル軸受４０は、複列ラジアルニードル軸受であり、保持器１７ｂは、軸方向に２列のポケット部２０を円周方向に並んで、或は、互い違いに構成している。各ポケット部２０は、隣接する柱部１９と、柱部１９の両端部に位置する一対のリム部１８，４１とで構成される。一対のリム部１８，４１のうち、リム部１８は、第１実施形態のものと同様の構成を有しており、リム部４１は、案内面１８ｂと同一の外径を有する断面四角形状に形成される。なお、リム部４１の外周面には、柱部１９の溝１９ａが軸方向に延びるように形成されてもよい。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、本実施形態では、柱部１９の溝１９ａは、単一の円弧、または複数の円弧が組み合わされた形状としたが、これに限定されるものでない。例えば、図５（ａ）に示すラジアルニードル軸受５０のように、保持器１７ｃは略台形形状の溝１９ａ’を有するものであってもよく、図５（ｂ）に示すラジアルニードル軸受６０のように、保持器１７ｄは略三角形形状の溝１９ａ’’を有するものであってもよい。これらの溝１９ａ’，１９ａ’’においても、溝幅Ｗ１や溝深さＴ３は、第１実施形態と同様の寸法に設定される。

また、本実施形態では、内方部材は軸１１によって構成されたが、軸に外嵌される内輪によって構成されてもよい。

さらに、柱部１９の溝１９ａは、軸方向に分割された複数の溝、或いは、軸方向に短い単一の溝によって構成されてもよい。
また、本発明の保持器は、合成樹脂を射出成形することにより容易に製作可能であるが、金属板をプレス加工して製作してもよい。

本発明の第１実施形態であるラジアルニードル軸受を示し、（ａ）はその要部縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のI-I線に沿う断面図である。 図１の保持器の斜視図である。 本発明の第２実施形態であるラジアルニードル軸受の要部縦断面図である。 本発明の第３実施形態であるラジアルニードル軸受の要部縦断面図である。 保持器の柱部の溝形状の変形例を示す本発明のラジアルニードル軸受の要部断面図である。 従来のラジアルニードル軸受を示す図である。

符号の説明

１０，３０，４０，５０，６０ ラジアルニードル軸受
１１ 軸（内方部材）
１１ａ 内輪軌道面（内方部材の外周面）
１３ 外輪（外方部材）
１３ａ 外輪軌道面（外方部材の内周面）
１５ ころ
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 保持器
１８ リム部
１９ 柱部
１８ａ 縮小面
１８ｂ 案内面
１９ａ，１９ａ’，１９ａ’’ 溝
１９ｂ 突部
２０ ポケット部
２１ リム外端面

Claims (2)

1. 内方部材と、
   該内方部材の周囲に該内方部材と同心に配置される外方部材と、
   前記内方部材の外周面と前記外方部材の内周面との間に配置される複数のころと、
   互いに同軸に配置された一対のリム部と、該一対のリム部間に円周方向に所定の間隔で架設される複数の柱部とを有し、前記一対のリム部と前記隣接する柱部により区画された複数のポケット部に前記ころを保持する保持器と、
   を備えるラジアルニードル軸受であって、
   前記リム部の外周面には、軸方向外端側に向けて縮径する縮小面と、該縮小面と軸方向に隣接する案内面とが形成され、
   前記柱部の外周面は、前記リム部の案内面に対して半径方向内方へ段差形成されるとともに、前記柱部の外周面の円周方向中間部には、軸方向に延びる溝が形成されることを特徴とするラジアルニードル軸受。
2. 前記保持器は、樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載のラジアルニードル軸受。
   
   

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