JP2009250412A

JP2009250412A - 円筒ころ軸受

Info

Publication number: JP2009250412A
Application number: JP2008102370A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Uehori; 泰裕上堀
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】組み付け作業性の向上を図ることができて生産性に優れた円筒ころ軸受を提供する。
【解決手段】外径面に内側軌道面３１を有する内方部材と、内径面に外側軌道面３３を有する外方部材と、内方部材の内側軌道面３１と外方部材の外側軌道面３３との間に転動自在に配置される複数個の円筒ころ３５と、内方部材と外方部材との間に介在して円筒ころ３５を保持する保持器３６とを備えた円筒ころ軸受である。保持器３６の内径側に複数のころ落ち止め部３８を設ける。保持器３６に、外方部材の内径面の軸方向両端側に設けられる鍔部３７、３７に相対面して鍔部３７、３７にて案内されるリブ４４ａ、４４ｂを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、円筒ころ軸受に関し、特に自動車用トランスミッションに適用されて高速回転での使用に適した円筒ころ軸受に関する。

高速回転で使用される航空機やガスタービン用の円筒ころ軸受としては特許文献１等に記載がある。このような円筒ころ軸受は、図７に示すように、外径面に内側軌道面１を有する内輪２と、内径面に外側軌道面３を有する外輪４と、内輪２の内側軌道面１と外輪４の外側軌道面３との間に転動自在に配置される複数個の円筒ころ５と、内輪２と外輪４との間に介在して円筒ころ５を保持する保持器６とを備える。

内輪２の外径面にはその軸方向両端部には鍔部（外鍔）７、７が設けられ、この鍔部７、７間に前記内側軌道面１が形成される。外輪４の内径面にはこのような鍔部を設けていない。すなわち、この円筒ころ軸受はいわゆる内輪案内タイプとされる。また、保持器６にはその外径面にころ落ち止め部８が設けられている。

高速回転で使用されるものでは、円筒ころ５と、保持器６のポケットとのすきまを大きくとることによって、摩擦による昇温を抑えていた。なお、図７に示す特許文献１に記載の円筒ころ軸受では、前記したように、内輪案内タイプとされているが、自動車用トランスミッションに適用される軸受では、自動車用トランスミッションの構造上、外輪の内径面に鍔部を有する外輪案内タイプが用いられることが多い。
特開２００１−８２４６４号公報

このため、外輪案内タイプでは図４に示す構造となる。すなわち、図４に示す円筒ころ軸受は、外径面に内側軌道面１１を有する内輪１２と、内径面に外側軌道面１３を有する外輪１４と、内輪１２の内側軌道面１１と外輪１４の外側軌道面１３との間に転動自在に配置される複数個の円筒ころ１５と、内輪１２と外輪１４との間に介在して円筒ころ１５を保持する保持器１６とを備える。

外輪１４の内径面の軸方向両端部に鍔部（内鍔）１７、１７が設けられ、この鍔部１７、１７間に外側軌道面１３が設けられる。また、保持器１６の内径側にはころ落ち止め部１８が設けられる。このころ落ち止め部１８は、図５に示すように、保持器１６のポケット１９の周方向に対向する側辺の内径側においてポケット内部へ突出される突起部２０にて構成される。

ところで、このような外輪案内タイプを組み立てる場合、外輪１４と円筒ころ１５と保持器１６とを組み付けた外輪アセンブリを構成する。そして、図６に示すように、この外輪アセンブリに対して円筒ころ１５の内接円径内に内輪１２もしくは内輪１２の代わりとなる軸２１を挿入することになる。

しかしながら、落ち止め部１８は軸方向中央部に配置されており、図６に示すように、外輪アセンブリに軸２１等を挿入する際に、円筒ころ１５が挿入方向（矢印Ａ方向）に対して倒れた状態となる場合がある。このような場合には、軸２１が円筒ころ１５に当接して挿入しにくいことになる。

本発明は、上記課題に鑑みて、組み付け作業性の向上を図ることができて生産性に優れた円筒ころ軸受を提供する。

本発明の円筒ころ軸受は、外径面に内側軌道面を有する内方部材と、内径面に外側軌道面を有する外方部材と、内方部材の内側軌道面と外方部材の外側軌道面との間に転動自在に配置される複数個の円筒ころと、内方部材と外方部材との間に介在して円筒ころを保持する保持器とを備えた円筒ころ軸受であって、前記保持器の内径側に複数のころ落ち止め部を設けるとともに、この保持器に、外方部材の内径面の軸方向両端側に設けられる鍔部に相対面してこの鍔部にて案内されるリブを設けたものである。

本発明の円筒ころ軸受によれば、外方部材の内径面の軸方向両端側に設けられる鍔部に相対面してこの鍔部にて案内されるリブを設けたものであるので、いわゆる外輪案内タイプとなる。このため、この円筒ころ軸受の組み立ては、外方部材と円筒ころと保持器との外輪アセンブリを組み立てる。次に、この外輪アセンブリに内方部材である内輪、又は外周面が軌道面となる軸部を挿入することになる。この際、保持器の内径側に複数のころ落ち止め部を設けているので、外輪アセンブリの軸線が鉛直線上に配置される状態としても、円筒ころがその軸線に対して倒れるのを防止できる。

ころ落ち止め部を軸方向に沿って所定間隔で配設された２箇所に設けることができる。このように、２箇所にころ落ち止め部を設けることによって、円筒ころの軸線に対する倒れを防止できる。

前記保持器は自己潤滑性材にて構成できる。ここで、自己潤滑性材とは自己潤滑性を有する材質のものである。自己潤滑性材としては、黄銅であったり、樹脂であったり、高張力鋼であったりする。ここで、黄銅とは、銅に亜鉛を加えた合金である。また、高張力鋼とは、炭素鋼に炭素以外の金属元素を少量（８％以下）として強靭性を向上させたものである。高張力鋼にはクロムモリブデン鋼やニッケルクロムモリブデン鋼等がある。樹脂としては、自己潤滑性等を考慮すれば、エンジニアリングプラスチックが好ましい。

本円筒ころ軸受は自動車用トランスミッションに用いることができる。

本発明の円筒ころ軸受では、外輪アセンブリ（外方部材と円筒ころと保持器との組付体）の軸線が鉛直線上に配置される状態としても、円筒ころがその軸線に対して倒れるのを防止できる。このため、この外輪アセンブリに対して内方部材（内輪又は軸部）を挿入する際、円筒ころに邪魔されずに、スムーズに組み込むことができ、生産性の向上を図ることができる。ころ落ち止め部としては少なくとも２箇所に配置されれば、組み込み時のころの倒れを防止できる。

保持器を自己潤滑性材にて構成することによって、潤滑性が良好となる。このため、高速回転に適した軸受となって、自動車用トランスミッションに最適な軸受となる。保持器を黄銅とすれば、かたさ、強さ、展延性に優れたものとなり、しかも、加工性に優れ生産性の向上を図ることができる。また、保持器を樹脂とすれば、重量が軽く摩擦係数が小さいものとなり、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適となる。特に、エンジニアリングプラスチックとすることによって、耐摩耗性・自己潤滑性に優れるものとなる。また、保持器を高張力鋼とすれば、強靭性に優れたものとなり、損傷しにくく耐久性に優れるものとなる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１に本発明に係る円筒ころ軸受を示す。この円筒ころ軸受は、外径面に内側軌道面３１を有する内方部材としての内輪３２と、内径面に外側軌道面３３を有する外方部材としての外輪３４と、内輪３２の内側軌道面３１と外輪３４の外側軌道面３３との間に転動自在に配置される複数個の円筒ころ３５と、内輪３２と外輪３４との間に介在して円筒ころ３５を保持する保持器３６とを備える。外輪３４の内径面の軸方向両端部に鍔部（内鍔）３７、３７が設けられ、この鍔部３７、３７間に外側軌道面３３が設けられる。

保持器３６は、軸方向両端部に配置される環状部４２ａ，４２ｂと、周方向によって所定ピッチで配設されて環状部４２ａ，４２ｂを連結する柱部４３とを備える。周方向に隣合う柱部間が円筒ころ３５が保持されるポケット３９（図２参照）となる。環状部４２ａ，４２ｂの外径側には、鍔部３７、３７に相対面するリブ４４ａ，４４ｂが設けられている。

また、保持器３６の内径側に複数のころ落ち止め部３８が設けられる。この場合、各ポケット３９の周方向に相対面する側辺３９ａ、３９ｂの内径側にポケット内部へ膨出する膨出部４５からなる。膨出部４５は、図１に示すように、軸方向に沿って所定寸だけ離間した位置に２個設けられる。

ところで、保持器３６は、自己潤滑性を有する自己潤滑材にて構成される。自己潤滑材としては、黄銅であったり、樹脂であったり、高張力鋼であったりする。ここで、黄銅とは、銅に亜鉛を加えた合金である。また、保持器を樹脂製とすれば、重量が軽く摩擦係数が小さい。樹脂としては、エンジニアリングプラスチックが好ましい。ここで、エンジニアリングプラスチックとは、合成樹脂のなかで主に耐熱性が優れ、強度が必要とされる分野に使うことができるものであって、エンプラと略される。また、エンジニアリングプラスチックは、汎用エンジニアリングプラスチックとスーパーエンジニアリングプラスチックとがあり、この保持器に用いるエンジニアリングプラスチックには両者を含む。高張力鋼とは、炭素鋼に炭素以外の金属元素を少量（８％以下）含有して強靭性を向上させたものである。クロムモリブデン鋼やニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＡＥ４３４０）等がある。このため、保持器を高張力鋼製とすれば、強靭性に優れる保持器となる。

以下にエンジニアリングプラスチックの代表的なものを掲げる。なお、これらはエンジニアリングプラスチックの例示であって、エンジニアリングプラスチックが以下のものに限定されるものではない。

汎用エンジニアリングプラスチックには、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）等がある。また、スーパーエンジニアリングプラスチックには、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリメチルベンテン（ＴＰＸ）、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１１，１２（ＰＡ１１，１２）、フッ素樹脂、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等がある。

次にこの軸受の組み立て方法を説明する。この軸受は、外輪３４の内径面の軸方向両端部に鍔部（内鍔）３７、３７が設けられ、この鍔部３７、３７間に外側軌道面３３が設けられたものであり、いわゆる外輪案内タイプである。このため、まず、外輪３４と円筒ころ３５と保持器３６とを組み付けて（組み立てて）外輪アセンブリ５０（図３参照）を構成する。

そして、外輪アセンブリ５０は、外輪３４に保持器３６を内嵌状とし、この状態で、保持器３６の各ポケット３９に円筒ころ３５をはめ込むことになる。保持器３６のポケット３９への円筒ころ３５の組み込みは、図２（ｂ）に示すように、内径側から落ち止め部３８、３８に押し当て、落ち止め部３８、３８を円周方向に弾性的に押し広げながら、矢印のように、外径側へ押し込む（すなわち、かち込む）。これによって、図２（ａ）に示すように、円筒ころ３５をポケット３９にはめ込むことができる。このはめ込み状態において、落ち止め部３８、３８によって、円筒ころ３５のポケット３９からの内径方向への抜け出しを規制することができる。

その後は、図３に示すように、外輪アセンブリ５０に内方部材としての内輪３２を挿入する。この挿入時には、外輪アセンブリ５０を、その軸線が鉛直軸に沿う状態とする。本発明では、落ち止め部３８、３８を複数個（実施形態では、軸方向に沿って所定寸だけ離間した２個）配置しているので、図６に示す従来のように、円筒ころ３５が外輪アセンブリ５０の軸線に対して傾くことを防止できる。したがって、内輪３２をこの外輪アセンブリ５０に挿入することができ、この軸受を組み立てることができる。

このように、本発明では、外輪アセンブリ（外方部材と円筒ころと保持器との組付体）５０の軸線が鉛直線上に配置される状態としても、円筒ころ３６がその軸線に対して倒れるのを防止できる。このため、この外輪アセンブリ５０に対して内方部材（内輪３２）を挿入する際、円筒ころ３６が邪魔をせず、スムーズに組み込むことができ、生産性の向上を図ることができる。

なお、落ち止め部３８の幅寸法（軸方向長さ）を大きくすれば、図３に示す状態において、円筒ころ３５の傾きを防止できる。しかしながら、円筒ころ３５のはめ込みは、前記したように落ち止め部３８、３８を円周方向に弾性的に押し広げながら押し込むものであるので、落ち止め部３８の幅寸法（軸方向長さ）が大であれば、このかち込む力が大となる。このため、組み込み性が悪く、このかち込みで保持器が損傷する場合もある。これに対して、軸方向長さが小である複数（実施形態では２個）の落ち止め部３８を設けることによって、かち込む力を小さく抑えることができ、組み込み性の向上を図ることができる。このように、落ち止め部３８として少なくとも２個あればよい。

保持器３６を自己潤滑性材にて構成することによって、潤滑性が良好となる。このため、高速回転に適した軸受となって、自動車用トランスミッションに最適な軸受となる。保持器３６を黄銅とすれば、かたさ、強さ、展延性に優れたものとなり、しかも、加工性に優れ生産性の向上を図ることができる。また、保持器を樹脂とすれば、重量が軽く摩擦係数が小さいものとなり、軸受起動時のトルク損失や保持器摩耗の低減に好適となる。特に、エンジニアリングプラスチックとすることによって、耐摩耗性・自己潤滑性に優れるものとなる。また、保持器を高張力鋼とすれば、強靭性に優れたものとなり、損傷しにくく耐久性に優れるものとなる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、落ち止め部３８としては３個以上であってもよい。また、落ち止め部３８が、２個であっても、３個以上であっても、それらの配設ピッチ、大きさ、形状等は、落ち止め部３８として円筒ころ３５の落ち止め機能を発揮し、かつ組み込み時のころの傾きを規制できる範囲で種々変更できる。

内方部材としては、内輪３１に限らず、外周面が軌道面となる軸部等であってもよい。また、自動車のトランスミッションに限らず、軸受を必要とする種々の装置、機器に用いることができきる。

本発明の実施形態を示す円筒ころ軸受の簡略断面図である。前記図１に示す円筒ころ軸受の保持器を示し、（ａ）は保持器のポケットと円筒ころとの関係を示す要部断面図であり、（ｂ）は保持器のポケットに円筒ころをはめ込む方法を示す断面図である。外輪アセンブリへの内輪組み込み方法を説明するための簡略断面図である。従来の円筒ころ軸受の簡略断面図である。円筒ころ軸受の保持器の要部断面図である。従来の円筒ころ軸受の組み立て時の問題点を説明する簡略断面図である。従来の円筒ころ軸受の簡略断面図である。

符号の説明

３１内側軌道面
３３外側軌道面
３６保持器
３７鍔部
３８ころ落ち止め部
４４ａ，４４ｂリブ

Claims

外径面に内側軌道面を有する内方部材と、内径面に外側軌道面を有する外方部材と、内方部材の内側軌道面と外方部材の外側軌道面との間に転動自在に配置される複数個の円筒ころと、内方部材と外方部材との間に介在して円筒ころを保持する保持器とを備えた円筒ころ軸受であって、
前記保持器の内径側に複数のころ落ち止め部を設けるとともに、この保持器に、外方部材の内径面の軸方向両端側に設けられる鍔部に相対面してこの鍔部にて案内されるリブを設けたことを特徴とする円筒ころ軸受。
ころ落ち止め部を軸方向に沿って所定間隔で配設された２箇所に設けたことを特徴とする請求項１に記載の円筒ころ軸受。
前記保持器は、自己潤滑性材からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の円筒ころ軸受。
前記自己潤滑性材が黄銅であることを特徴とする請求項３に記載の円筒ころ軸受。
前記自己潤滑性材が樹脂にて構成したことを特徴とする請求項３に記載の円筒ころ軸受。
前記樹脂がエンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請求項４に記載の円筒ころ軸受。
前記自己潤滑性材が高張力鋼であることを特徴とする請求項３に記載の円筒ころ軸受。
高張力鋼がニッケルクロムモリブデン鋼であることを特徴とする請求項７に記載の円筒ころ軸受。
自動車用トランスミッションに用いることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の円筒ころ軸受。