JP2009068669A - Radial needle bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば自動車用手動変速機(手動変速機を基本に自動化した、所謂SMTを含む)等の回転機械装置に組み込まれるラジアルニードル軸受の改良に関する。具体的には、保持器の構造を工夫する事により、各ニードルの転動面と外輪軌道との転がり接触部に介在する潤滑油の量を十分に確保できる様にする事で、自動車用手動変速機等の各種回転機械装置の高性能化を可能にするものである。 The present invention relates to an improvement in a radial needle bearing incorporated in a rotary machine device such as a manual transmission for an automobile (including a so-called SMT automated based on a manual transmission). Specifically, by devising the structure of the cage, the amount of lubricating oil intervening in the rolling contact portion between the rolling surface of each needle and the outer ring raceway can be secured sufficiently. This makes it possible to improve the performance of various rotary machine devices such as transmissions.
自動車用手動変速機では従来から、例えば特許文献1に記載されている様に、図6に示す様な構造により、変速用歯車1を動力伝達軸2の周囲に、ラジアルニードル軸受3により回転自在に支持している。このラジアルニードル軸受3は、外輪相当部材である上記変速用歯車1の内周面に設けた円筒状の外輪軌道4と、内輪相当部材である上記動力伝達軸2の外周面に設けた円筒状の内輪軌道5との間に複数本のニードル6を、円筒状の保持器7により保持した状態で、転動自在に設けて成る。上記内輪軌道5は、上記動力伝達軸2の外周面に直接設ける他、別途設けた円筒状の内輪の外周面に設ける場合もある。又、上記変速歯車1の側方には、シンクロ機構を構成する為の係合歯8を設けている。
Conventionally, manual transmissions for automobiles have a structure as shown in FIG. 6, for example, as described in
上記保持器7は、例えば図7に示す様な一体型、或いは図8に示す様な分割型としている。何れの構造にしても、上記保持器7は、軸方向に間隔を開けた状態で互いに同心に配置された1対のリム部9、9同士の間に、円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部10、10を掛け渡した状態で設けている。そして、円周方向に隣り合う柱部10、10と上記両リム部9、9とにより四周を囲まれる空間を、それぞれ上記各ニードル6を転動自在に保持する為のポケット11、11としている。尚、上記両リム部9、9の外端縁部には、必要に応じて切り欠き状の凹部12、12を形成して、上記保持器7の内径側に供給された潤滑油を外径側に送り出せる様にしている。
The
自動車用手動変速機の場合、上記変速用歯車1は、上記動力伝達軸2の外周面に形成された段部13と、上記動力伝達軸2の外周面にスプライン係合したシンクロハブ14との間に位置する。又、このシンクロハブ14と前記係合歯8とを含んで、シンクロ機構を構成している。このシンクロ機構の非結合時には、上記変速用歯車1と上記動力伝達軸2との相対回転が自在となり、この変速用歯車1が動力伝達に寄与しない状態となる。これに対して、上記シンクロ機構の結合時には、上記変速用歯車1と上記動力伝達軸2とが同期して回転する様になり、この変速用歯車1が動力伝達に寄与する状態となる。この様なシンクロ機構の構成及び作用に関しては、従来から周知であり、本発明の要旨とも関係しない為、詳しい説明は省略する。
In the case of an automotive manual transmission, the
上述の様な変速用歯車1と動力伝達軸2との間に設けた、前記ラジアルニードル軸受3は、上記シンクロ機構を結合せず、上記変速用歯車1が動力伝達に寄与しない状態では、この変速用歯車1と上記動力伝達軸2とを高速で相対回転させる。この状態では、当然に、上記ラジアルニードル軸受3部分に十分な量の潤滑油を流通させる必要がある。これに対して、上記変速用歯車1が動力伝達に寄与する状態では、上記ラジアルニードル軸受3は、上記変速用歯車1と上記動力伝達軸2との相対回転を許容する必要はない。但し、この状態では、前記各ニードル6の転動面と前記外輪軌道4及び前記内輪軌道5との各接触部で微小な往復滑りが発生する。この様な微小な往復滑りに拘らず、これら各接触部でフレッチングが発生する事を防止する為には、上記シンクロ機構が結合されて、上記変速用歯車1と上記動力伝達軸2とが同期して回転する状態でも、上記ラジアルニードル軸受3部分に十分な量の潤滑油を流通させる必要がある。
The radial needle bearing 3 provided between the
この為従来から、前記特許文献1に記載されている様に、前記保持器7を構成するリム部9、9の外端縁に凹部12、12を形成すると共に、上記動力伝達軸2の内側中心部に形成した潤滑油の供給路15を形成していた。そして、この供給路15にその内端部を通じさせた分岐流路16の外端部を、上記ラジアルニードル軸受3に向け開口させていた。自動車の走行時には、変速機に組み込まれたポンプの作用に基づいて潤滑油を上記供給路15内に送り込み、上記分岐流路16を通じてラジアルニードル軸受3部分に送り込んで、このラジアルニードル軸受3を潤滑する。この為、一般的な使用条件下では、上記シンクロ機構が結合されているか否かに関係なく、上記ラジアルニードル軸受3内に十分な量の潤滑油を流通させられる。
For this reason, conventionally, as described in
ところで、自動車用手動変速機用のラジアルニードル軸受3に組み込まれる保持器7の場合、図7に示した様な一体型のものに比べて、図8に示す様な分割型の構造のものを使用する事が、コスト低減の面からも、フレッチング防止の面からも、有利である。即ち、上記保持器7は、金属材料にプレス加工や削り加工を施して造るよりも、合成樹脂を射出成形する事により造る方が、材料費の低減、軽量化による性能向上等の面から有利である。そして、上記分割型の構造を採用すれば、合成樹脂を射出成形する事により造る場合に、この射出成形の為の型を比較的(図7に示した様な一体型の保持器を射出成形する場合に比べて)簡単に構成できる。又、分割型の保持器の場合、1対の保持器素子の円周方向端面同士の間に隙間を介在させる事で、外輪相当部材と内輪相当部材とが相対回転しない状態でも、保持器を(1対の保持器素子を交互に)円周方向に変位させられる。そして、この保持器に保持された各ニードルの転動面と外輪軌道及び内輪軌道とを相対変位させられるので、フレッチング防止の面からは、一体型の保持器を使用する場合に比べて有利である。
By the way, in the case of the
但し、単に分割型の保持器7を使用した場合、上記シンクロ機構が結合されず、前記変速用歯車1と前記動力伝達軸2とが相対回転する様な場合に、この変速機用歯車1の内周面に設けた、外輪軌道4に存在する潤滑油が不足する可能性がある。この理由は、次の通りである。前記ラジアルニードル軸受3では、運転時に於ける上記保持器7の径方向への変位を抑えて、この保持器7が振動する事を防止する為、この保持器7の径方向位置を規制する必要がある。そして、上記分割型の構造の場合には、この規制を、この保持器7の外周面と上記外輪軌道7とを摺接若しくは近接対向させる、所謂外輪案内により行なわざるを得ない。
However, when the
この様な外輪案内の構造で、上記分割型の保持器7を構成する半円筒状の保持器素子17の円周方向両端縁部のうち、この保持器素子17の回転方向前側の端縁部が、図9に誇張して示す様に、外輪軌道4に摺接する可能性がある。従来構造の場合には、上記保持器素子17の円周方向両端縁部が、単にこの保持器素子17の径方向に存在する平面であった為、上記回転方向前側の端縁部が、上記外輪軌道4に付着している潤滑油を掻き取ってしまう。この結果、この外輪軌道4と各ニードル(図6参照)の転動面との転がり接触部に存在する潤滑油が不足し、ラジアルニードル軸受3の耐久性が損なわれる可能性がある。
With such an outer ring guide structure, out of both circumferential edges of the
特に、上記保持器素子17が合成樹脂製であった場合、温度上昇時にこの保持器素子17の熱膨張量が、変速用歯車1(図6参照)等の、鉄系合金製で内周面に外輪軌道4を有する部材の熱膨張量よりも多くなり、この外輪軌道4に対する、上記保持器素子17の円周方向両端部外周面の当接圧が大きくなる可能性がある。この様な状態では、この保持器素子17を回転させる為に要する力が大きくなり、上記ラジアルニードル軸受3の回転抵抗(動トルク)が大きくなるだけでなく、上記転がり接触部に存在する潤滑油の不足が、より顕著になる。
In particular, when the
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、分割型の保持器を構成する保持器素子の円周方向端縁部が、外輪軌道に付着した潤滑油を掻き取りにくいラジアルニードル軸受を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention realizes a radial needle bearing in which the circumferential edge of the cage element constituting the split type cage is difficult to scrape off the lubricant adhering to the outer ring raceway. Invented accordingly.
本発明のラジアルニードル軸受は、前述した従来から知られているラジアルニードル軸受と同様に、外輪相当部材と、内輪相当部材と、複数本のニードルと、保持器とを備える。
このうちの外輪相当部材は、円筒状の外輪、或いは自動車用手動変速機を構成する変速用歯車等で、内周面に円筒状の外輪軌道を設けている。
又、上記内輪相当部材は、円筒状の内輪、或いは自動車用手動変速機を構成する動力伝達軸等で、外周面に円筒状の内輪軌道を設けている。
又、上記各ニードルは、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に、転動自在に設けられている。
The radial needle bearing of the present invention includes an outer ring-equivalent member, an inner ring-equivalent member, a plurality of needles, and a cage, similarly to the previously known radial needle bearing.
Among these members, the outer ring equivalent member is a cylindrical outer ring or a transmission gear constituting an automobile manual transmission, and a cylindrical outer ring raceway is provided on the inner peripheral surface.
The member corresponding to the inner ring is a cylindrical inner ring or a power transmission shaft constituting a manual transmission for an automobile, and a cylindrical inner ring raceway is provided on the outer peripheral surface.
Each of the needles is provided between the inner ring raceway and the outer ring raceway so as to roll freely.
更に、上記保持器は、上記各ニードルを保持する為のもので、それぞれが部分円筒形である複数の保持器素子の円周方向両端縁同士を当接若しくは近接対向させて成る分割型である。そして、これら各保持器素子を組み合わせた状態で、軸方向に間隔を開けた状態で互いに同心に配置された、それぞれが円環状である1対のリム部と、これら両リム部同士の間に、円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部とを備える。更に、円周方向に隣り合う柱部と上記両リム部とにより四周を囲まれる空間を、それぞれ上記各ニードルを転動自在に保持する為のポケットとしている。
特に、本発明のラジアルニードル軸受に於いては、上記各保持器素子の外周面の円周方向両端部に、端縁に向かう程内径側に向かう方向に傾斜した傾斜面部を設けている。
尚、この様な本発明のラジアルニードル軸受を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、上記各保持器素子を、合成樹脂製とする。
Further, the retainer is for holding the needles, and is a split type in which both circumferential edges of a plurality of retainer elements, each of which is a partial cylindrical shape, abut or face each other. . And in the state which combined these each cage | basket element, it arrange | positioned mutually concentrically in the state which opened the space | interval in the axial direction, respectively, and a pair of rim | limb parts which are each annular | circular shaped, Between these rim | limb parts, And a plurality of pillars arranged at intervals in the circumferential direction. Further, spaces surrounded by the four circumferences by the column portions adjacent to each other in the circumferential direction and the two rim portions are used as pockets for holding the respective needles in a freely rollable manner.
In particular, in the radial needle bearing of the present invention, inclined surface portions that are inclined in the direction toward the inner diameter side toward the end edge are provided at both ends in the circumferential direction of the outer peripheral surface of each cage element.
In the case of carrying out such a radial needle bearing of the present invention, preferably, each cage element is made of a synthetic resin as described in claim 2.
上述の様に構成する本発明によれば、低コストで造れ、しかもフレッチング防止に有効な、分割型の保持器を備えた構造で、ラジアルニードル軸受の耐久性向上を図れる。即ち、この保持器を構成する各保持器素子の外周面の円周方向両端部に傾斜面部が存在する為、これら各保持器素子の回転方向前端縁と外輪軌道との間に、潤滑油を取り込み易い、くさび状の隙間空間が形成される。上記各保持器素子の回転時に上記外輪軌道に付着した潤滑油は、これら各保持器素子の回転方向前端縁に掻き取られる事なく、これら各保持器素子の外周面と上記外輪軌道との間に入り込む。この結果、この外輪軌道と各ニードルの転動面との転がり接触部に介在する潤滑油の量を十分に確保できて、自動車用手動変速機等の各種回転機械装置の高性能化を可能にできる。 According to the present invention configured as described above, it is possible to improve the durability of the radial needle bearing with a structure including a split type cage that is manufactured at low cost and is effective in preventing fretting. That is, since there are inclined surface portions at both ends in the circumferential direction of the outer peripheral surface of each cage element constituting the cage, lubricating oil is placed between the front edge of the rotational direction of each cage element and the outer ring raceway. A wedge-shaped gap space that is easy to capture is formed. Lubricating oil adhering to the outer ring raceway during the rotation of each cage element is not scraped off by the front edge in the rotation direction of each cage element, and between the outer peripheral surface of each cage element and the outer ring raceway. Get in. As a result, a sufficient amount of lubricating oil can be secured in the rolling contact portion between the outer ring raceway and the rolling surface of each needle, and high performance of various rotary machine devices such as an automotive manual transmission can be achieved. it can.
図1〜5は、本発明の実施の形態の1例を示している。尚、本発明の特徴は、分割型の保持器を使用した構造で、この保持器を構成する保持器素子の回転方向前端縁が外輪軌道に付着した潤滑油を掻き取るのを防止する為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造を含め、従来から知られている各種回転支持部分に組み込まれたラジアルニードル軸受と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。 1 to 5 show an example of an embodiment of the present invention. The feature of the present invention is a structure using a split type cage, in order to prevent the front end edge of the cage element constituting the cage from scraping off the lubricant adhering to the outer ring raceway. In the structure. Since the structure and operation of the other parts are the same as those of the radial needle bearings incorporated in various conventionally known rotary support parts including the conventional structure described above, the illustration and explanation of the equivalent parts are omitted or simplified. In the following, the characteristic part of the present invention will be mainly described.
本例の保持器7aも、前述の図8に示した従来構造の第2例の保持器7と同様、図1に示す様に、それぞれが合成樹脂を射出成形する事により造られて半円筒状である、1対の保持器素子17a、17aを組み合わせて成る。これら両保持器17a、17aの円周方向両端部の外周面に、それぞれ図2〜4に詳示する様な、傾斜面部18、18を設けて成る。これら各傾斜面部18、18はそれぞれ、上記両保持器17a、17aの円周方向端縁に向かう程内径側に向かう方向に傾斜している。
As in the second example of the
上記各傾斜面部18、18の形状は、図示の様な単一平坦面に限らず、凸曲面、段差面等、上記保持器素子17aの円周方向両端部外周面と外輪軌道4(図5参照)との間に隙間空間21を介在させられる形状であれば良い。又、上記各傾斜面部18、18の主要部を単一平坦面とする場合でも、この主要部と上記保持器17aの外周面19との連続部22、この主要部と上記保持器17aの円周方向端面20との連続部23は、凸曲面とする事が好ましい。又、上記各傾斜面部18、18の円周方向長さL18(図2参照)に関しては、これら各傾斜面部18、18が、上記保持器素子17aの円周方向端部に存在するポケット11に達しない範囲で大きく(図2よりも長く)する事もできる。
The shape of each of the
それぞれが上述の様な構成を有する1対の保持器素子17a、17aを組み合わせて成る保持器7aを組み込んだ、本発明のラジアルニードル軸受は、低コストで構成できて、温度上昇時に回転抵抗が上昇する事がなく、しかも、優れた耐久性を得られる。即ち、上記保持器7aとして、上記両保持器素子17a、17aを組み合わせて成る分割型のものを使用する為、上記保持器7aを低コストで造れる。しかも、変速用歯車1等の外輪相当部材と動力伝達軸2等の内輪相当部材とが同期して回転する状態でも、上記両保持器素子17a、17aを円周方向に関して少しずつ変位させる事により、フレッチング防止を図れる。
The radial needle bearing of the present invention incorporating the
更に、本発明のラジアルニードル軸受の場合には、上記保持器7aを構成する上記両保持器素子17a、17aの外周面の円周方向両端部に上記各傾斜面部18、18が存在する為、これら各保持器素子17a、17aの回転方向前端縁と外輪軌道4との間には、潤滑油を取り込み易いくさび状の、上記隙間空間21が形成される。上記各保持器素子17a、17aの回転時に上記外輪軌道4に付着した潤滑油は、これら各保持器素子17a、17aの回転方向前端縁に掻き取られる事なく、これら各保持器素子17a、17aの外周面と上記外輪軌道4との間に入り込む。この結果、この外輪軌道4と各ニードル6(図6参照)の転動面との転がり接触部に介在する潤滑油の量を十分に確保できて、自動車用手動変速機等の各種回転機械装置の高性能化を可能にできる。
Furthermore, in the case of the radial needle bearing of the present invention, the
特に、合成樹脂製の保持器素子17a、17aの円周方向両端部外周面が、温度上昇に伴う熱膨張により上記外輪軌道4に押し付けられた場合でも、上記隙間空間21内に取り込まれた潤滑油が、くさび作用により上記端部外周面と外輪軌道4との摺接部を通過し、上記各転がり接触部に送られる。この際、この摺接部に関しても潤滑する。この為、上記両保持器素子17a、17aを合成樹脂製とした場合に、温度上昇時でも上記各転がり接触部に十分量の潤滑油を送り込める事に加えて、上記摺接部の摩擦抵抗も低く抑えられ。この結果、ラジアルニードル軸受の耐久性確保、並びに、回転抵抗の抑制を図れる。
In particular, even when the outer peripheral surfaces of both ends in the circumferential direction of the
本発明は、自動車用手動変速機に限らず、各種回転機械装置の回転支持部に組み込まれるラジアルニードル軸受に適用して、耐久性を中心とする性能向上に寄与できる。又、本発明を実施する場合に、保持器を合成樹脂製とする事が、材料費の低減、軽量化による性能向上等の面から有利である。但し、本発明は、金属製の保持器を備えたラジアルニードル軸受に関して適用しても、性能向上効果を得られる。更に、本発明は、分割型の保持器を使用する事が必須であるが、分割の数は2に限らず、3以上であっても良い。 The present invention can be applied not only to a manual transmission for automobiles but also to a radial needle bearing incorporated in a rotation support portion of various rotary machine devices, and can contribute to performance improvement centering on durability. In carrying out the present invention, it is advantageous to make the cage made of a synthetic resin from the viewpoint of reducing the material cost and improving the performance by reducing the weight. However, even if the present invention is applied to a radial needle bearing provided with a metal cage, a performance improvement effect can be obtained. Furthermore, in the present invention, it is essential to use a split type retainer, but the number of splits is not limited to two and may be three or more.
1 変速用歯車
2 動力伝達軸
3 ラジアルニードル軸受
4 外輪軌道
5 内輪軌道
6 ニードル
7、7a 保持器
8 係合歯
9 リム部
10 柱部
11 ポケット
12 凹部
13 段部
14 シンクロハブ
15 供給路
16 分岐流路
17、17a 保持器素子
18 傾斜面部
19 外周面
20 円周方向端面
21 隙間空間
22 連続部
23 連続部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2489441A (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-03 | Cooper Roller Bearings Company | A method of manufacturing a roller cage for a roller bearing and a roller bearing cage |
JP2013002574A (en) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Ntn Corp | Two-piece retainer, and two-piece roller bearing |
-
2007
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