JP2008185141A - 玉軸受及び支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受のドラッグトルクを低減することにより、軸受の動摩擦トルクを低減することができ、ひいては、トランスミッションの伝達効率の向上を図ることができる玉軸受及び支持構造を提供する。
【解決手段】玉軸受１０は、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される軸受であり、冠型保持器１４は、円環状のリム部１５と、リム部１５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部１６と、柱部１６間に形成され、玉１３を転動自在に保持するポケット部１７と、を有し、冠型保持器１４のリム部１５が、潤滑油の流入側に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、玉軸受及び支持構造に関し、特に、自動車のトランスミッションなどに用いられ、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受及び支持構造に関する。

自動車のトランスミッションには、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受が組み込まれており、この強制潤滑式の玉軸受として、従来では、環状部分と、この環状部分の円周方向複数箇所から軸方向に延び、それぞれの間に転動体である玉を保持するポケット部を形成する柱部と、を有し、環状部分の内周面に軸方向に傾斜して軸方向の中央側が小径となる傾斜部を、環状部分の略全幅に亘って形成する保持器を備える玉軸受が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来の他の強制潤滑式の玉軸受として、外輪と内輪との間に玉が保持器により一定間隔に保持されて回転自在に介装されており、保持器は、リング素材を切削加工で形成したもみ抜き形で、軸方向の一端面は他端面よりその外径が大きく形成され、その外周面は一端面から他端面に向けて下降傾斜したテーパ面に形成される玉軸受が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−９０６９２号公報 実開平５−９６５４８号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載の玉軸受では、保持器の内周面又は外周面に傾斜面を形成することにより、軸受内に潤滑油を円滑に流入することができるため、軸受内に必要以上の潤滑油が流入してしまっていた。この結果、流入した潤滑油の抵抗によりドラッグトルクが増大し、軸受の動摩擦トルクが増大してしまうため、トランスミッションの伝達効率向上の障害となっていた。

また、潤滑油の抵抗によるドラッグトルクを低減するため、潤滑油の供給量を少なくすると、油膜厚さが不足して軸受寿命を低下させる可能性があり、極端な場合には軸受に焼付きが発生することが懸念される。さらに、潤滑油の供給経路が、他の周辺機器と共用の場合は、潤滑油の供給量を少なくした影響が、この周辺機器へも波及して潤滑油供給が十分になされず、周辺機器の潤滑に悪影響を及ぼす可能性があった。

また、冠型保持器を備える玉軸受では、冠型保持器の軸方向端面に形成される一対の爪部が、軸受内に流入した潤滑油を攪拌することにより、軸受の攪拌抵抗が増大してしまっていた。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、軸受のドラッグトルクを低減することにより、軸受の動摩擦トルクを低減することができ、ひいては、トランスミッションの伝達効率の向上を図ることができる玉軸受及び支持構造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） 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動自在に配設される複数の玉と、玉を円周方向に等間隔に保持する樹脂製の冠型保持器と、を備え、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受であって、冠型保持器は、円環状のリム部と、リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部と、柱部間に形成され、玉を転動自在に保持するポケット部と、を有し、冠型保持器のリム部が、潤滑油の流入側に配置されることを特徴とする玉軸受。
（２） 冠型保持器のリム部の軸方向端面を平面状に形成することを特徴とする（１）に記載の玉軸受。
（３） 回転軸に外嵌される内輪と、ハウジングに内嵌される外輪と、内外輪間に転動自在に配設される複数の玉と、玉を円周方向に等間隔に保持する樹脂製の冠型保持器と、を備え、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受を有して、回転軸を支持する支持構造であって、冠型保持器は、円環状のリム部と、リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部と、柱部間に形成され、玉を転動自在に保持するポケット部と、を有し、冠型保持器のリム部が、潤滑油の流入側に配置されることを特徴とする支持構造。
（４） 冠型保持器のリム部の軸方向端面を平面状に形成することを特徴とする（３）に記載の玉軸受。

本発明の玉軸受及び支持構造によれば、冠型保持器は、円環状のリム部と、リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部と、柱部間に形成され、玉を転動自在に保持するポケット部と、を有し、冠型保持器のリム部が、潤滑油の流入側に配置されるため、軸受内に必要以上の潤滑油が流入することを防止でき、潤滑油の抵抗を低減することができると共に、軸受の攪拌抵抗を低減することができる。これにより、軸受のドラッグトルクを低減することができるので、軸受の動摩擦トルクを低減することができ、ひいては、トランスミッションの伝達効率の向上を図ることができる。

以下、本発明に係る玉軸受の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る玉軸受の一実施形態を説明するための要部断面図、図２は図１に示す冠型保持器を説明するための斜視図である。

本実施形態の玉軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配設される複数の玉１３と、玉１３を円周方向に等間隔に保持する冠型保持器１４と、を備える。

冠型保持器１４は、合成樹脂の射出成形等により一体に形成されており、図２に示すように、円環状のリム部１５と、リム部１５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部１６と、柱部１６間に互いに隣り合うように形成され、複数の玉１３を円周方向に略等間隔で転動自在に保持するポケット部１７と、ポケット部１７の内周面の円周方向両端部に形成される一対の爪部１８と、一対の爪部１８の各先端間に形成される開口部１９と、を備える。そして、開口部１９から玉１３を一対の爪部１８を押し広げつつポケット部１７に押し込むことによって、ポケット部１７内に玉１３が微小なすきまを介して転動自在に保持される。また、本実施形態では、冠型保持器１４のリム部１５の軸方向端面は、平面状に形成されており、その端面には凹凸は一切形成されていない。

冠型保持器１４の樹脂材料としては、４６ナイロンや６６ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、及びポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等を挙げることができる。また、これらの樹脂に１０〜５０重量％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維など）を適宜添加することにより保持器の剛性および寸法精度を向上させることができる。また、冠型保持器１４は、合成樹脂製であるため、自己潤滑性及び低摩擦特性に優れていることから、摩擦損失トルクの低減に有効である。また、波形保持器などの金属製保持器で生じる玉１３との滑り接触による摩耗粉の発生がなく、潤滑性能を低下させることはない。

そして、本実施形態では、図１に示すように、玉軸受１０は、冠型保持器１４のリム部１５が潤滑油の流入側に配置されるように、外輪１１をハウジング２０に内嵌させ、内輪１２に回転軸２１を挿通させて、自動車のトランスミッションなどの装置に組み込まれる。このとき、ハウジング２０と回転軸２１との間の空間は、潤滑油を供給・排出するための供給路２２及び排出路２３となり、玉軸受１０は、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される。

このように構成された玉軸受１０では、潤滑油が、供給路２２を介して玉軸受１０の軸方向一方側（図１の右側）に供給されると、潤滑油は、外輪１１と内輪１２との間から玉軸受１０内に流入するが、このとき、冠型保持器１４のリム部１５が、玉軸受１０内に必要以上の潤滑油が流入することを防止するので、潤滑油の抵抗が低減されると共に、冠型保持器１４の一対の爪部１８や玉１３によって攪拌される潤滑油量が制限されて、軸受１０の攪拌抵抗が低減される。これにより、軸受１０のドラッグトルクが低減されるので、軸受１０の動摩擦トルクが低減される。また、この動摩擦トルクの低減は、小型の玉軸受だけでなく、軸受の内径が１００ｍｍを超えるような大型軸受にも有効である。

また、玉軸受１０では、冠型保持器１４のリム部１５の軸方向端面が平面状に形成されるため、軸受１０内に流入する際にリム部１５に潤滑油が接触したとしても、潤滑油が攪拌されることはほとんどないので、軸受１０の攪拌抵抗が増大することはない。

以上説明したように、本実施形態の玉軸受１０によれば、冠型保持器１４は、円環状のリム部１５と、リム部１５の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部１６と、柱部１６間に形成され、玉１３を転動自在に保持するポケット部１７と、を有し、冠型保持器１４のリム部１５が、潤滑油の流入側に配置されるため、軸受１０内に必要以上の潤滑油が流入することを防止でき、潤滑油の抵抗を低減することができると共に、軸受１０の攪拌抵抗を低減することができる。これにより、軸受１０のドラッグトルクを低減することができるので、軸受１０の動摩擦トルクを低減することができ、ひいては、トランスミッションの伝達効率の向上を図ることができる。

また、本実施形態の玉軸受１０によれば、冠型保持器１４のリム部１５の軸方向端面を平面状に形成するため、軸受回転時にリム部１５に流入した潤滑油が接触したとしても、軸受１０の攪拌抵抗が増大することはない。これにより、軸受１０のドラッグトルクの増大を低減することができるので、軸受１０の動摩擦トルクを更に低減することができる。

以下に、本発明の玉軸受１０（本発明例）の作用効果を確認するために行った回転試験について説明する。

本試験に使用する本発明例、比較例の玉軸受には、標準設計の深溝玉軸受（ＪＩＳ呼び番号６８２６、内径φ１３０ｍｍ×外径φ１６５ｍｍ×幅１８ｍｍ、ＰＣＤ１４７．５ｍｍ）を使用し、本発明例では、図１に示すように、冠型保持器１４のリム部１５を潤滑油の流入側に配置させ、比較例では、図３に示すように、リム部１５を潤滑油の流入側に配置させた。

本試験では、本発明例及び比較例を１個ずつ用意し、それぞれを下記の試験条件で回転させ、供給油量と動摩擦トルクの関係を測定した。試験結果を図４に示す。

試験条件は、次の通りである。
回転速度：３０００ｒｐｍ
荷重：ラジアル荷重３００Ｎ、アキシアル荷重３００Ｎ
潤滑油：自動車用ＡＴＦ
潤滑方法：強制潤滑給油
給油温度：５０℃

図４から明らかなように、全ての供給油量の領域において、本発明例の方が比較例より動摩擦トルクが小さいことがわかった。このことから、本発明例では、リム部を潤滑油の流出側に配置する比較例と比べて、軸受のドラッグトルクを低減することができ、軸受の動摩擦トルクを低減することができるとわかった。

本発明に係る玉軸受の一実施形態を説明するための要部断面図である。 図１に示す冠型保持器を説明するための斜視図である。 回転試験に使用する比較例の玉軸受を説明するための要部断面図である。 本発明例及び比較例の供給油量と動摩擦トルクの関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１０ 玉軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道面
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道面
１３ 玉
１４ 冠型保持器
１５ リム部
１６ 柱部
１７ ポケット部
１８ 爪部
１９ 開口部

Claims (4)

1. 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配設される複数の玉と、前記玉を円周方向に等間隔に保持する樹脂製の冠型保持器と、を備え、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受であって、
   前記冠型保持器は、円環状のリム部と、前記リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部と、前記柱部間に形成され、前記玉を転動自在に保持するポケット部と、を有し、
   前記冠型保持器のリム部が、前記潤滑油の流入側に配置されることを特徴とする玉軸受。
2. 前記冠型保持器の前記リム部の軸方向端面を平面状に形成することを特徴とする請求項１に記載の玉軸受。
3. 回転軸に外嵌される内輪と、ハウジングに内嵌される外輪と、前記内外輪間に転動自在に配設される複数の玉と、前記玉を円周方向に等間隔に保持する樹脂製の冠型保持器と、を備え、軸方向から潤滑油が供給されて強制潤滑される玉軸受を有して、前記回転軸を支持する支持構造であって、
   前記冠型保持器は、円環状のリム部と、前記リム部の軸方向端面に円周方向に所定の間隔を存して複数配置される柱部と、前記柱部間に形成され、前記玉を転動自在に保持するポケット部と、を有し、
   前記冠型保持器のリム部が、前記潤滑油の流入側に配置されることを特徴とする支持構造。
4. 前記冠型保持器の前記リム部の軸方向端面を平面状に形成することを特徴とする請求項３に記載の支持構造。

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