JP2009085401A - ラジアルニードル軸受の組立方法及びラジアルニードル軸受用予備保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】分割型の保持器７ｂを使用したラジアルニードル軸受の組立を容易に行なえる組立方法、及び、この組立方法の実施に使用する予備保持器を実現する。
【解決手段】上記保持器７ｂとして、それぞれが部分円筒形である複数の保持器器素子１７ａ、１７ａ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のものを使用する。先ず、（Ａ）に示す様に、これら各保持器素子１７ａ、１７ａを軸方向にずらせた状態で小断面積部２０、２０により互いに連結して成る予備保持器１９を、各ニードルと共に外輪軌道４と内輪軌道５との間に配置する。その後、（Ｂ）に示す様に、この予備保持器１９を軸方向に押圧する事で上記各小断面積２０、２０を裂断し、互いに独立した上記各保持器素子１７ａ、１７ａに分離すると共に、これら各保持器素子１７ａ、１７ａの軸方向に関する位相を一致させて、上記保持器７ｂとする。
【選択図】図１

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組立方法の改良、並びに、この組立方法の実施に使用する予備保持器に関する。具体的には、フレッチング摩耗防止の面から効果がある、分割型の保持器を組み込んだ構造の組立容易性の向上を図るものである。

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４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（又は７ａ）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。

上述の様なラジアルニードル軸受３には、例えば図５に示す様な一体型の保持器７、或いは、図６に示す様な分割型の保持器７ａを組み込んでいる。何れの構造にしても、これら保持器７、７ａ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。

図示の例の場合、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と上記係合歯８とを含んで、シンクロナイザを構成している。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。

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、上記シンクロナイザを結合せず、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。

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（７ａ）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。

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の場合、図５に示した様な一体型の保持器７に比べて、図６に示す様な分割型の構造の保持器７ａを使用する事が、フレッチング防止の面から有利である。この分割型の保持器７ａは、それぞれが部分円筒形（図示の例では半円筒形）である複数（図示の例では１対）の保持器素子１７、１７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。上記保持器７ａを前記各ニードル６と共に前記外輪軌道４と前記内輪軌道５との間に組み込んで、上記ラジアルニードル軸受３を構成する状態では、上記各保持器素子１７、１７を、それぞれの円周方向両端縁同士を近接対向乃至は当接させた状態に、円筒状に組み合わせる。

この様な分割型の保持器７ａがフレッチング防止の面から有利である理由は、分割型の保持器７ａの場合、上記各保持器素子１７、１７の円周方向端面同士の間に隙間を介在させる事で、前記変速機用歯車１等の外輪相当部材と、前記動力伝達軸２等の内輪相当部材とが相対回転しない状態でも、上記保持器７ａを（上記各保持器素子１７、１７を交互に）円周方向に変位させられる為である。即ち、分割型の保持器７ａの場合、非負荷圏に存在する何れかの保持器素子１７が、負荷圏に存在する別の保持器素子１７との間に存在する円周方向の隙間分だけ、円周方向に変位可能になり、回転に基づく慣性や振動により、少しずつとは言え、円周方向に変位する。そして、この変位に基づいて、当該保持器素子１７に保持された各ニードル６の転動面と、外輪軌道４及び内輪軌道５とが相対変位する。この為、フレッチング防止の面からは、図５に示す様な一体型の保持器７を使用する場合に比べて有利である。

但し、複数の保持器素子１７、１７を組み合わせて成る分割型の保持器７ａの場合、上記外輪軌道４と上記内輪軌道５との間への組み付け作業が面倒になる。即ち、前述の図４に示した様な、ラジアルニードル軸受３による回転支持部の構造を組み立てる場合には、各ポケット１１内にニードル６を保持した保持器７ａ（７）を動力伝達軸２に外嵌支持した状態で、この動力伝達軸２に変速機用歯車１を外嵌する。この際、分割型の保持器７ａを使用すると、この保持器７ａから手を離した状態では、この保持器７ａを上記動力伝達軸２の周囲に支持しておけない。この為、この保持器７ａを手等で押さえた状態のまま、上記動力伝達軸２に上記変速機用歯車１を外嵌する作業を行なわなければならず、組立作業が面倒になる。

実願平５−１５９８１号（実開平６−６９４３９号）のＣＤ−ＲＯＭ

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、分割型の保持器を使用したラジアルニードル軸受の組立を容易に行なえる組立方法、及び、この組立方法の実施に使用するラジアルニードル軸受用予備保持器を実現すべく発明したものである。

本発明の組立方法の対象となる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。

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の組立方法では、上記各保持器素子のうちで円周方向に隣り合う保持器素子を軸方向にずらせた状態で、これら各保持器素子の円周方向端縁同士を小断面積部により互いに連結して成る予備保持器を、上記各ニードルと共に上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に配置する。その後、この予備保持器を軸方向に押圧する事で上記小断面積を裂断し、互いに独立した上記各保持器素子に分離すると共に、これら各保持器素子の軸方向に関する位相を一致させる。

又、請求項２に記載したラジアルニードル軸受用予備保持器は、上述の様な本発明のラジアルニードル軸受の組立方法の実施に直接使用するもので、それぞれが部分円筒状である複数の保持器素子を、円周方向に隣り合う保持器素子同士を軸方向にずらせた状態で配置すると共に、これら各保持器素子の円周方向端縁同士を小断面積部により互いに連結して成る。これら各保持器素子はそれぞれ、それぞれが部分円筒状で軸方向両端部に設けられた部分円弧状の素リム部と、これら両素リム部同士の間に掛け渡された複数の柱部とを備える。そして、円周方向に隣り合う柱部とこれら両素リム部とにより四周を囲まれる部分を、それぞれ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。

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ラジアルニードル軸受の組立作業を、容易に行なえる。即ち、予備保持器は、複数個の保持器素子同士を小断面積部により連結しているので、各ポケット内にニードルを保持した上記予備保持器を動力伝達軸等の内輪相当部材に外嵌支持した状態で、この予備保持器から手を離しても、この予備保持器をこの内輪相当部材の周囲に支持しておける。この為、この予備保持器を手等で支えたりする事なく、この内輪相当部材に外輪相当部材を外嵌する（外輪相当部材に内輪相当部材を挿入する事と同じ）作業を行なう事ができて、組立作業が容易になる。上記ラジアルニードル軸受を設置した機械装置を組み立てる過程で上記予備保持器は、完成後の状態で上記各保持器素子から成る保持器を軸方向両側から挟む位置に設けられる、１対の部材同士の間で挟持される。この結果、上記各保持器素子同士を結合している上記小断面積部が裂断し、上記予備保持器が互いに独立した上記各保持器素子に分離すると共に、これら各保持器素子の軸方向に関する位相が一致して、分割型の保持器となる。

図１〜３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の組立作業の容易化を図る為の組立方法、並びに、この組立方法の実施に使用する予備保持器の構造に関する。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。又、図１に示した構造で、動力伝達軸２ａと変速用歯車１ａとの間に、シンクロハブ１４ａ、シンクロナイザリング１８ａ、１８ｂ等、シンクロナイザの構成部品を設けている。これら各部材２ａ、１ａ、１４ａ、１８ａ、１８ｂ等は、それぞれスプライン係合或いは摩擦係合している。但し、これら各部の構造及び作用に就いても、従来から広く知られており、本発明の要旨とも関係しない為、詳しい図示並びに説明は省略する。

本例のラジアルニードル軸受の組立方法では、先ず、図１の（Ａ）に示す様に、上記動力伝達軸２ａに、各ポケット１１、１１内にニードル６（図４参照、図１〜３には省略）を保持した予備保持器１９を外嵌する。この予備保持器１９は、合成樹脂を射出成形する事により造られたもので、図１の（Ａ）及び図２に示す様に、軸方向にずらせた状態で配置した１対の保持器素子１７ａ、１７ａを、小断面積部２０、２０により結合して成る。これら両保持器素子１７ａ、１７ａは、それぞれが部分円筒状で、軸方向両端部に設けられた部分円弧状の素リム部２１、２１と、これら両素リム部２１、２１同士の間に掛け渡された複数の柱部１０、１０とを備える。そして、円周方向に隣り合う柱部１０、１０と上記両素リム部２１、２１とにより四周を囲まれる部分を、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。

それぞれがこの様に構成されている、上記両保持器素子１７ａ、１７ａは、互いに同心に、但し、軸方向にずらせた状態で配置されており、円周方向両端縁の複数個所ずつ（図示の例では２個所ずつ）同士を上記各小断面積部２０、２０により結合して、上記予備保持器１９としている。これら各小断面積部２０、２０は、断面積を狭くして、上記両保持器素子１７ａ、１７ａ同士が軸方向に相対変位する事で剪断方向の力が作用した場合に容易に裂断可能なもので、例えば図３の（Ａ）（Ｂ）に詳示する様な形状とする。このうちの（Ａ）に示した小断面積部２０は、角柱の中央部両側面の互いに整合する部分にＶ形の凹部２３、２３を形成する事で、これら両凹部２３、２３同士の間の断面積を最も狭くしている。又、（Ｂ）に示した小断面積部２０は、外周面の形状を、中央部がくびれた形状とする事により、中央部を最も細く、両端部を比較的太くしている。何れにしても、上記各小断面積部２０、２０の断面積は、それぞれの長さ方向（円周方向、図１〜３の上下方向）中央位置、即ち、上記両保持器素子１７ａ、１７ａの円周方向両端縁同士の間に存在する隙間２２、２２の円周方向中央位置に対応する部分で最も狭くなっている。

上述の様な予備保持器１９を使用して、前記動力伝達軸２ａの周囲に前記変速用歯車１ａを回転自在に支持するラジアルニードル軸受を組み立てる作業は、次の様にして行なう。先ず、上記予備保持器素子１９を構成する上記両保持器素子１７ａ、１７ａのポケット１１、１１内に、前記各ニードル６を保持する。これら各ニードル６をこれら各ポケット１１、１１内に保持した状態でこれら各ニードル６は、周知の抜け止め構造（図示省略）により、これら各ポケット１１、１１からの抜け止めを図られる。従って、上記予備保持器素子１９と上記各ニードル６とを、非分離の部材として取り扱える。

上記各ポケット１１、１１内にそれぞれ上記各ニードル６を転動自在に保持した、上記予備保持器１９は、上記動力伝達軸２ａのうち、段部１３ａに隣接する部分に外嵌する。尚、この予備保持器１９をこの部分に外嵌してから、上記各ポケット１１、１１内に上記各ニードル６を押し込む事もできる。何れにしても、これら各ポケット１１、１１内にこれら各ニードル６を保持した、上記予備保持器１９を上記動力伝達軸２ａに外嵌した状態では、特にこの予備保持器１９を手等で支えなくても、この予備保持器１９（及び上記各ニードル６）が、上記動力伝達軸２ａの所定位置に保持されたままの状態となる。

次いで、上記予備保持器１９（及び上記各ニードル６）に上記変速用歯車１ａを外嵌し、更に上記動力伝達軸２ａのうちで、これら予備保持器１９及び上記変速用歯車１ａに関して、上記段部１３ａと反対側部分に、図１の（Ａ）に示す様に、前記シンクロハブ１４ａ、シンクロナイザリング１８ａ、１８ｂ等、シンクロナイザの構成部品を外嵌する。更に、図１の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、これら各構成部品１４ａ、１８ａ、１８ｂと上記段部１３ａとを互いに近づけ合う。この結果、上記予備保持器１９が、この段部１３ａと上記シンクロハブ１４ａとにより軸方向両側から押圧されて、前記各小断面積２０、２０が、それぞれの長さ方向中央部で裂断する。そして、上記予備保持器１９が、互いに独立した前記各保持器素子１７ａ、１７ａに分離すると共に、これら各保持器素子１７ａ、１７ａの軸方向（図１〜３の左右方向）に関する位相が一致する。この状態で上記予備保持器１９が、分割型の保持器７ｂとなる。

上述の様に本例のラジアルニードル軸受の組立方法を実施する場合には、上記各ポケット１１、１１内に上記各ニードル６を保持した上記予備保持器１９を上記動力伝達軸２に外嵌支持した状態でこの予備保持器１９から手を離しても、この予備保持器１９をこの動力伝達軸２の周囲に支持しておける。この為、この予備保持器１９を手等で支えたりする事なく、この動力伝達軸２に、上記変速機用歯車１ａを外嵌する作業を行なう事ができて、組立作業が容易になる。ラジアルニードル軸受を設置した回転機械装置である自動車用手動変速機を組み立てる過程で上記予備保持器１９は、完成後の状態で上記各保持器素子１７ａ、１７ａから成る保持器７ｂを軸方向両側から挟む位置に設けられる１対の部材である、上記動力伝達軸２の段部１３ａと上記シンクロハブ１４ａとの間で挟持される。そして、上述の様に上記各小断面積部２０、２０が裂断して、上記予備保持器１９が上記分割型の保持器７ｂとなる。これら小断面積部２０、２０を裂断する為に要する力は小さくて済み、従って、上記予備保持器１９を上記分割型の保持器７ｂとする作業は、上記自動車用手動変速機の組立工程の間で自動的に（特別な工程を付加する事なく）行なえる。この為、フレッチング防止に有効な、分割型の保持器７ｂを備えたラジアルニードル軸受の組立作業を、容易に行なえる。

尚、上記予備保持器１９を上記分割型の保持器７ｂとした後の状態で、上記両保持器素子１７ａ、１７ａの円周方向両端面には、上記各小断面積部２０、２０の裂断に伴って生じる、突起２４、２４｛図１の（Ｂ）参照｝が残留する。これら各突起２４、２４の高さは、上記各小断面積部２０、２０の長さ寸法の１／２になる。又、上記両保持器素子１７ａ、１７ａの円周方向両端面のうちで互いに対向する面に設けられた突起２４、２４は、互いにずれた位置に存在する。従って、上記自動車用手動変速機の運転時に、又、上記両保持器素子１７ａ、１７ａのうちで非負荷圏に存在する保持器素子１７ａは、上記各突起２４、２４の高さ（上記各小断面積部２０、２０の長さ寸法の１／２）分だけ、円周方向両側に変位可能になる。この為、前記両隙間２２、２２の、円周方向に関する幅寸法を或る程度確保すれば、上記各小断面積部２０、２０の裂断後に残る上記突起２４、２４に拘らず、上記フレッチングを十分に防止できる。

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、小断面積部を裂断する事の容易化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する事も可能である。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。

本発明の実施の形態の１例に関して、組立完了後の状態（Ａ）と組立完了後の状態（Ｂ）とを示す、自動車用変速機の部分断面図。 予備保持器の斜視図。 小断面積部の形状の２例を示す、図２のＸ部拡大図。 本発明の対象となるラジアルニードル軸受を組み込んだ自動車用手動変速機の１例を示す部分断面図。 ラジアルニードル軸受に組み込まれる保持器の第１例を示す斜視図。 同第２例を示す斜視図。

符号の説明

１、１ａ 変速用歯車
２、２ａ 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、７ｂ 保持器
８ 係合歯
９ リム部
１０ 柱部
１１ ポケット
１２ 凹部
１３、１３ａ 段部
１４、１４ａ シンクロハブ
１５ 供給路
１６ 分岐流路
１７、１７ａ 保持器素子
１８ａ、１８ｂ シンクロナイザリング
１９ 予備保持器
２０ 小断面積部
２１ 素リム部
２２ 隙間
２３ 凹部
２４ 突起

Claims (3)

1. 内周面に円筒状の外輪軌道を設けた外輪相当部材と、外周面に円筒状の内輪軌道を設けた内輪相当部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数本のニードルと、これら各ニードルを保持する為の保持器とを備え、この保持器は、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り、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、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たものであるラジアルニードル軸受の組立方法であって、上記各保持器素子のうちで円周方向に隣り合う保持器素子を軸方向にずらせた状態で、これら各保持器素子の円周方向端縁同士を小断面積部により互いに連結して成る予備保持器を、上記各ニードルと共に上記外輪軌道と上記内輪軌道との間に配置した後、この予備保持器を軸方向に押圧する事で上記小断面積を裂断し、互いに独立した上記各保持器素子に分離すると共に、これら各保持器素子の軸方向に関する位相を一致させるラジアルニードル軸受の組立方法。
2. 軸方向両端部に設けられた部分円弧状の素リム部と、これら両素リム部同士の間に掛け渡された複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う柱部とこれら両素リム部とにより四周を囲まれる部分を、それぞれニードルを転動自在に保持する為のポケットとした、それぞれが部分円筒状である複数の保持器素子を、円周方向に隣り合う保持器素子同士を軸方向にずらせた状態で配置すると共に、これら各保持器素子の円周方向端縁同士を小断面積部により互いに連結して成るラジアルニードル軸受用予備保持器。
3. 小断面積部の断面積が、円周方向に隣り合う保持器素子の円周方向両端縁同士の間に存在する隙間の円周方向中央位置に対応する部分で最も狭くなっている、請求項２に記載したラジアルニードル軸受用予備保持器。

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