JP2010101464A - ニードル軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】回転トルクを安定して軽くするとともに、ブッシュと同程度の油量制御が可能な、ニードル軸受を提供する。
【解決手段】ニードル軸受１０の外輪１２の軸方向の一側には外輪１２の端部を径方向内方に曲げさらに軸方向内側に曲げたフランジ１６が形成されている。そして、外輪１２のフランジ１６の軸方向内方には、止め輪２２が、軸体２６に形成された係止溝２７に嵌合され軸体２６に固定された状態で配設されている。そして、止め輪２２のフランジ１６に面する側面に、軸方向に深さを有する溝２４が周方向に延設形成されている。そして、外輪１２のフランジ１６の先端が止め輪２２の溝２４に挿入されており、止め輪２２の溝２４の両側の側面とフランジ１６の両側の側面が非接触の近接状態とされてラビリンスを形成する構成とされている。
【選択図】図１

Description

この発明はニードル軸受に関する。さらに詳しくは、外輪の内径面をニードルの外径側軌道面とするシェル形のニードル軸受に関する。

自動車に搭載される自動変速機（以下単にＡＴと称する）の軸を支持する部分には滑りタイプのブッシュが多用されている。しかし、これらのブッシュは滑りタイプであるため回転トルクが重く、特に油膜が出来難い低回転域で回転トルクが重いことが顕著である。
そこで、ブッシュに換えて、回転トルクの軽い薄肉のニードル軸受などに置換する案がある。しかし、ブッシュは軸を支持すると同時にそのすきまでＡＴ内の潤滑油の流量を制御する役目もあり、オープンタイプの標準的なニードル軸受では、外輪と軸の間のすきまが広いため軸受を貫通する油量が多く、潤滑油の流量を制御できない。

そこで、外輪の内径面にニードルとシールリングが軸方向に並列配置されたニードル軸受が提案されている。シールリングにより外輪と軸の間のすきまを塞ぎ、潤滑油が軸受を貫通することを防ぎ、ＡＴ内の潤滑油の流量を制御しようとするものである。
図６に、特開２００８−１０１６４７号公報（特許文献１）に記載されたニードル軸受とほぼ同一の構成のニードル軸受１１０の断面図を示す。ニードル軸受１１０は、軸方向の両端に鍔１２２が形成された外輪１２０を備えており、外輪１２０の内径面には保持器１３２に保持されたニードル１３０が配置されている。そして、保持器１３２の両側の軸方向端面と外輪１２０の鍔１２２の間には円筒形状の一対のシールリング１４０、１４０が配置されている。シールリング１４０は、自由状態では外輪１２０と内輪軌道面となる軸体の間に浮いた状態となるフローティングシールとされている。そして、シールリング１４０により、外輪１２０と軸体の間のすきまを狭くして貫通油量を制御するものである。
特開２００８−１０１６４７号公報

しかしながら、別体のシールリングを用いる場合には、シールリングの径方向の移動が完全には制限されていないため、シールリングが軸に接触する際のトルク上昇、摩耗が問題となることがある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、回転トルクを安定して軽くするとともに、ブッシュと同程度の油量制御が可能なニードル軸受を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明に係るニードル軸受は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、外輪の内径面をニードルの外径側軌道面とするシェル形のニードル軸受であって、
軸方向の一側には外輪に対向する軸体の外径面または内輪の外径面に嵌合される止め輪が配置されており、
前記止め輪は周方向の一箇所で分割された有端の止め輪であって、該止め輪の自由状態における内径は、前記軸体の外径または内輪の外径よりも小さく設定されており、
前記止め輪の軸方向の側面には、軸方向に深さを有する溝が周方向に延設形成されており、該止め輪が配置された側の外輪の端部には、外輪の端部が内径側に曲げられさらに軸方向に曲げられたフランジが形成されており、
前記外輪のフランジの先端が前記止め輪の溝に挿入され、該外輪のフランジと該止め輪の溝がラビリンスを形成する構成とされている。

この第１の発明によれば、止め輪の自由状態における内径は止め輪が嵌合される軸体の外径または内輪の外径よりも小さく設定されているので、止め輪が軸体または内輪に嵌合された状態では、止め輪は軸体または内輪に固定され軸体または内輪に対して相対回転及び軸方向の相対移動をすることがない。よって、止め輪と軸体または内輪との摩擦が問題とならず、回転トルクが安定して軽くなる。
そして、外輪と軸体または内輪との間の隙間は、外輪のフランジと止め輪の溝により形成されるラビリンス構造とされているため、潤滑油の流れを抑制することができ、ブッシュと同程度の油量制御が可能となる。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係るニードル軸受であって、前記止め輪は、前記軸体の外径面に形成された溝に嵌合されており、
前記止め輪の自由状態における内径は、前記軸体に形成された溝の底面の外径よりも小さく設定されており、
前記外輪のフランジは軸受内方に曲げられており、前記止め輪は該外輪のフランジの軸受内方に配置され、該止め輪の溝は該外輪のフランジに面する側面に形成され、該外輪のフランジの先端が該止め輪の溝に挿入されていることを特徴とする。

この第２の発明によれば、止め輪の自由状態における内径は、止め輪が嵌合される軸体に形成された溝の底面の外径よりも小さく設定されている。よって、止め輪が軸体の溝に嵌合された状態では、止め輪は軸体と一体となり軸体に対して相対回転および軸方向の相対移動をすることがない。よって、止め輪と軸体との摩擦が問題とならず、回転トルクが安定して軽くなる。
そして、外輪のフランジは軸受内方に曲げられ、止め輪は外輪のフランジの軸受内方に配置されて、外輪のフランジと止め輪が外輪の内部に収容されるので、軸体に他の部品を配置する上での制約とならず、見栄えもよい。

上述の本発明の各発明によれば、次の効果が得られる。
まず、上述の第１の発明によれば、止め輪は軸体または内輪に固定され、軸体または内輪に対して相対回転及び軸方向の相対移動をすることがないため、止め輪と軸体または内輪との摩擦が問題とならず、回転トルクが安定して軽くなる。そして、外輪と軸体または内輪との間の隙間は、外輪のフランジと止め輪の溝により形成されるラビリンス構造とされているため、潤滑油の流れを抑制することができ、ブッシュと同程度の油量制御が可能となる。
次に上述の第２の発明によれば、止め輪は軸体に形成された溝に嵌合され、軸体と一体となり軸体に対して相対回転および軸方向の相対移動をすることがないので、止め輪と軸体との摩擦が問題とならず、回転トルクが安定して軽くなる。そして、外輪のフランジと止め輪が外輪の内部に収容されるので、軸体に他の部品を配置する上での制約とならず、見栄えもよい。

以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例にしたがって説明する。

図１に本発明の実施例１におけるニードル軸受１０の部分断面図を示す。ニードル軸受１０はＡＴの軸を支持する部分に用いられる軸受であって、外輪１２と、外輪１２の内径面を外径側軌道面とするにニードル２０と、ニードル２０を保持する保持器１８と、止め輪２２とを備えている。そして、ハウジング２８と軸体２６の間に挿入されて、軸体２６をニードル２０の内径側軌道面とする構成とされている。
そして、外輪１２の軸方向の一側には外輪１２の端部を径方向内方に曲げた鍔１４が形成されている。そして、外輪１２の軸方向の他方の側には外輪１２の端部を径方向内方に曲げさらに軸方向内側に曲げたフランジ１６が形成されている。

そして、外輪１２のフランジ１６の軸方向内方には、止め輪２２が、軸体２６に形成された係止溝２７に嵌合され軸体２６に固定された状態で配設されている。止め輪２２はリング状で厚さが一定の弾発性のある金属製の部材であって、肉厚方向の中央位置のフランジ１６に面する側面に、軸方向に深さを有する溝２４が周方向に延設形成されている。そして、外輪１２のフランジ１６の先端が止め輪２２の溝２４に挿入されており、止め輪２２の溝２４の両側の側面とフランジ１６の両側の側面が非接触の近接状態とされてラビリンスを形成する構成とされている。

そして、止め輪２２には、周上の１箇所に軸方向切断線と周方向切断線により階段状に切断された分割部２５が形成されている。図２（Ａ）に分割部２５が形成された部分の止め輪２２の正面図を、図２（Ｂ）に止め輪２２の分割部２５の外観斜視図を示す。図２（Ｂ）に示すとおり、止め輪２２の分割部２５は周方向に両端部が重なり合った状態として構成され、周方向には連続した構成で、軸方向に対して貫通する隙間のない構成とされている。
そして、止め輪２２の自由状態における内径は、軸体２６に形成された係止溝２７の底面の外径よりも小さく設定されており、止め輪２２の弾発性を利用して分割部２５の重なりあう長さを変化させることにより、止め輪２２の内径寸法を変化させることができる構成とされている。そして、止め輪２２は内径が拡径された状態で軸体２６に形成された係止溝２７に嵌合され、軸体２６に固定されている。

ニードル軸受１０の軸体２６への組み付けは、次の手順で行う。まず、図３に示すように、外輪１２がハウジング２８に圧入された状態で、外輪１２の内径面にニードル２０を保持した保持器１８を配置し、外輪１２のフランジ１６の軸方向内方に、止め輪２２の溝２４がフランジ１６に面する向きに、止め輪２２を配置する。そして、止め輪２２を軸体２６により拡径しながら、軸体２６を外輪１２及び止め輪２２の内径側に挿入し、止め輪２２を軸体２６に形成された係止溝２７に嵌合させるまで軸体２６の挿入を進める。そして、組み付けが終了すると、図１に示した状態となる。

実施例１によれば、止め輪２２の自由状態における内径は止め輪２２が嵌合される軸体２６の係止溝２７の外径面よりも小さく設定されているので、止め輪２２が軸体２６の係止溝２７に嵌合された状態では、止め輪２２は軸体２６に固定され軸体２６と一体となり、軸体２６に対して相対回転及び軸方向の相対移動をすることがない。よって、止め輪２２と軸体２６との摩擦が問題とならず、回転トルクが安定して軽くなる。また、止め輪２２を軸体２６に嵌合させる位置には係止溝２７が形成されているので、ニードル軸受１０を軸体２６に組み付ける時の止め輪２２の位置決めが容易である。
そして、外輪１２と軸体２６との間の隙間は、外輪１２のフランジ１６と止め輪２２の溝２４により形成されるラビリンス構造とされるため、潤滑油の流れを抑制することができ、ブッシュと同程度の油量制御が可能となる。
そして、外輪１２のフランジ１６と止め輪２２が外輪１２の内部に収容される構成であるため、軸体２６に他の部品を配置する上での制約とならず、見栄えもよい。
なお、ニードル軸受１０は、潤滑油の流れの下流側に止め輪２２が配置される向きで軸体２６に取付けると、潤滑油の流れを抑制する効果が高い。図１では、潤滑油の流れが図の左側から右側に向かっており、ニードル軸受１０は、図の右側に止め輪２２が配置される向きで、軸体２６に取付けられている。

図４に本発明の実施例２におけるニードル軸受３０の部分断面図を示す。ニードル軸受３０はＡＴの軸を支持する部分に用いられる軸受であって、外輪３２と、外輪３２の内径面を外径側軌道面とするニードル４０と、ニードル４０を保持する保持器３８と、止め輪４２とを備えている。そして、ハウジング４８と軸体４６の間に挿入されて、軸体４６をニードル４０の内径側軌道面とする構成とされている。
そして、外輪３２の軸方向の一側には外輪３２の端部を径方向内方に曲げた鍔３４が形成され、外輪３２の軸方向の他方の側には外輪３２の端部を径方向内方に曲げさらに軸方向外側に曲げたフランジ３６が形成されている。

そして、外輪３２のフランジ３６の軸方向外方には、止め輪４２が、軸体４６に形成された係止溝４７に嵌合され軸体４６に固定された状態で配設されている。止め輪４２はリング状で厚さが一定の弾発性のある金属製の部材であって、肉厚方向の中央位置のフランジ３６に面する側面に、軸方向に深さを有する溝４４が周方向に延設形成されている。そして、外輪３２のフランジ３６の先端が止め輪４２の溝４４に挿入されており、止め輪４２の溝４４の両側の側面とフランジ３６の両側の側面が非接触の近接状態とされてラビリンスを形成する構成とされている。
そして、止め輪４２には、周上の１箇所に実施例１と同様な態様の分割部（図２参照）が形成されており、止め輪４２の自由状態における内径は、軸体４６に形成された係止溝４７の底面の外径よりも小さく設定されている。そして、止め輪４２は内径が拡径された状態で軸体４６に形成された係止溝４７に嵌合され、軸体４６に固定されている。

実施例２によれば、止め輪４２が軸体４６の係止溝４７に嵌合された状態では、止め輪４２は軸体４６に固定され軸体４６と一体となり、軸体４６に対して相対回転及び軸方向の相対移動をすることがない。よって、止め輪４２と軸体４６との摩擦が問題とならず、回転トルクが安定して軽くなる。
そして、外輪３２と軸体４６との間の隙間は、外輪３２のフランジ３６と止め輪４２の溝４４により形成されるラビリンス構造とされるため、潤滑油の流れを抑制することができ、ブッシュと同程度の油量制御が可能となる。
そして、止め輪４２が外輪３２の外部に配置される構成のため、止め輪４２を軸体４６に嵌合させるときの止め輪４２の位置変更が容易であり、ニードル軸受３０の軸体４６への取付けが容易となる。

図５に本発明の実施例３におけるニードル軸受５０の部分断面図を示す。ニードル軸受５０はＡＴの軸を支持する部分に用いられる軸受であって、外輪５２と、外輪５２の内径面を外径側軌道面とするニードル６０と、ニードル６０を保持する保持器５８と、止め輪６２とを備えている。そして、ハウジング６８と軸体６６の間に挿入されて、軸体６６を内径側軌道面とする構成とされている。
そして、外輪５２の軸方向の一側には外輪５２の端部を径方向内方に曲げた鍔５４が形成され、外輪５２の軸方向の他方の側には外輪５２の端部を径方向内方に曲げさらに軸方向内側に曲げたフランジ５６が形成されている。

そして、外輪５２のフランジ５６の軸方向内方には、止め輪６２が、軸体６６の外径面に直接嵌合され軸体６６に固定された状態で配設されている。止め輪６２はリング状で厚さが一定の弾発性のある金属製の部材であって、肉厚方向の中央位置のフランジ６６に面する側面に、軸方向に深さを有する溝６４が周方向に延設形成されている。そして、外輪５２のフランジ５６の先端が止め輪６２の溝６４に挿入されており、止め輪６２の溝６４の両側の側面とフランジ５６の両側の側面が非接触の近接状態とされてラビリンスを形成する構成とされている。
そして、止め輪６２には、周上の１箇所に実施例１と同様な態様の分割部（図２参照）が形成されており、止め輪６２の自由状態における内径は、軸体６６の外径よりも小さく設定されている。そのため、止め輪６２は内径が拡径された状態で軸体６６に嵌合され、軸体６６に固定される。

実施例３によれば、止め輪６２が軸体６６に嵌合された状態では、止め輪６２は軸体６６の外径面に固定され軸体６６と一体となり、軸体６６に対して相対回転及び軸方向の相対移動をすることがない。よって、止め輪６２と軸体６６との摩擦が問題とならず、回転トルクが安定して軽くなる。
そして、外輪５２と軸体６６との間の隙間は、外輪５２のフランジ５６と止め輪６２の溝６４により形成されるラビリンス構造とされるため、潤滑油の流れを抑制することができ、ブッシュと同程度の油量制御が可能となる。
そして、軸体６６に直接止め輪６２を嵌合させる構成のため、軸体６６に溝加工をする工程が不要となる。

上述の各実施例では、止め輪を金属製としているが、止め輪は樹脂製とすることもできる。そして、止め輪の分割部の構成は実施例で示したものに限られない。
また、上述の各実施例ではＡＴに使用され軸体をニードルの内径側軌道面とするニードル軸受の例を示したが、本発明に係るニードル軸受の用途は、ＡＴ用に限られない。また、内輪を有する構成とすることもできる。
そして、本発明に係るニードル軸受は、軸が回転する部位にも、ハウジングが回転する部位にも使用することができるものである。
その他、本発明に係るニードル軸受はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。

実施例１におけるニードル軸受の部分断面図である。 実施例１における止め輪の構造を説明する図である。 実施例１におけるニードル軸受の組付け方法を説明する図である。 実施例２におけるニードル軸受の部分断面図である。 実施例３におけるニードル軸受の部分断面図である。 従来技術によるニードル軸受の部分断面図である。

符号の説明

１０ ニードル軸受
１２ 外輪
１４ 鍔
１６ フランジ
１８ 保持器
２０ ニードル
２２ 止め輪
２４ 溝
２５ 分割部
２６ 軸体
２７ 係止溝
２８ ハウジング
３０ ニードル軸受
３２ 外輪
３４ 鍔
３６ フランジ
３８ 保持器
４０ ニードル
４２ 止め輪
４４ 溝
４６ 軸体
４７ 係止溝
４８ ハウジング
５０ ニードル軸受
５２ 外輪
５４ 鍔
５６ フランジ
５８ 保持器
６０ ニードル
６２ 止め輪
６４ 溝
６６ 軸体
６８ ハウジング

Claims (2)

1. 外輪の内径面をニードルの外径側軌道面とするシェル形のニードル軸受であって、
   軸方向の一側には外輪に対向する軸体の外径面または内輪の外径面に嵌合される止め輪が配置されており、
   前記止め輪は周方向の一箇所で分割された有端の止め輪であって、該止め輪の自由状態における内径は、前記軸体の外径または内輪の外径よりも小さく設定されており、
   前記止め輪の軸方向の側面には、軸方向に深さを有する溝が周方向に延設形成されており、該止め輪が配置された側の外輪の端部には、外輪の端部が内径側に曲げられさらに軸方向に曲げられたフランジが形成されており、
   前記外輪のフランジの先端が前記止め輪の溝に挿入され、該外輪のフランジと該止め輪の溝がラビリンスを形成する構成とされたニードル軸受。
2. 請求項１に記載のニードル軸受であって、
   前記止め輪は、前記軸体の外径面に形成された溝に嵌合されており、
   前記止め輪の自由状態における内径は、前記軸体に形成された溝の底面の外径よりも小さく設定されており、
   前記外輪のフランジは軸受内方に曲げられており、前記止め輪は該外輪のフランジの軸受内方に配置され、該止め輪の溝は該外輪のフランジに面する側面に形成され、該外輪のフランジの先端が該止め輪の溝に挿入されていることを特徴とするニードル軸受。
   

Images