JP2010133479A - シールリング付シェル形総ニードル軸受及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油の貫通油量を制御することができ、軸受容量が大きく、製造が容易で、且つ、精度の高いシールリング付シェル形総ニードル軸受を提供する。
【解決手段】シールリング付シェル形総ニードル軸受１０は、シールリング１３を設けると共に、複数のニードル１２を総ニードル形式で配置し、シェル１１とシールリング１３には、熱処理加工、及びバレル加工が施されており、複数のニードル１２がグリースＧによりシェル１１内に保持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シールリング付シェル形総ニードル軸受及びその製造方法に関し、特に、自動車トランスミッション、エンジン補機、その他一般産業機械に適用されるシールリング付シェル形総ニードル軸受及びその製造方法に関する。

例えば、自動車の自動変速機（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：以下、ＡＴと称す。）は、シャフト、クラッチ、ブレーキ、遊星歯車機構等を主な構成部品としており、これらの構成部品は、各変速段において各々の回転速度が異なるため、相対回転が発生する部位に軸受が配置されている。具体的に、アキシャル方向の荷重を受ける部位には、スラストニードル軸受が使用されており、ラジアル方向の荷重を受ける部位には、すべり軸受（ブッシュ）が使用されている。

また、ＡＴのユニット内部には、自動変速機油（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ：以下、ＡＴＦと称す。）が循環しており、変速を行なうためにクラッチやブレーキの作動、トルクコンバータを直結させるためのロックアップクラッチの作動等、作動油としての働きを持っている。また、このような働き以外にも、ＡＴＦは、トルクコンバータの内圧確保、回転部分の焼き付き防止のための潤滑作用、クラッチ、ブレーキ、トルクコンバータ等の構成部品から発生する熱の冷却作用等の働きを有している。このＡＴＦをＡＴ内に循環させるためにはオイルポンプが設けられているが、このオイルポンプと駆動軸との間にもブッシュが使用されている。

ところで、上記変速機構部やオイルポンプに使用されるブッシュに対して、低トルク化や低摩擦化を図るため、同じ断面高さを有するシェル形ニードル軸受が代用されつつある。また、ブッシュをシェル形ニードル軸受に置き換える場合、変速機構部やオイルポンプのいずれにおいてもＡＴＦのリーク量が増加するため、ＡＴＦの貫通油量を制御すべくシールリングを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、変速機構部では、潤滑油量が５０ｃｃ／ｍｉｎ以下の場合でも、高速回転による焼き付きを抑制することができる。

シェル形ニードル軸受の製造方法としては、シェル外輪の加締め部に防炭加工を施し、浸炭もしくは浸炭窒化処理等により硬化させた後に、シールリング及びニードルを挿入して端部を加締める工法や、シェル外輪を浸炭もしくは浸炭窒化処理等により硬化させた後に、シールリング及びニードルを挿入し、加締め部を誘導加熱等により焼きなまして加締める工法がある。さらに、シェル外輪にニードルや保持器を組み込んだ後に、浸炭窒化処理、焼入れ、焼戻し等の熱処理を行なって、加締め部における上記防炭加工や誘導加熱等の工程を行なわずに、強度の向上を図ったものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

また、シェル形ニードル軸受としては、複数のニードルを総ニードル形式として、グリースの粘着力を利用して、輸送中等におけるニードルの脱落を防止したものが考案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００７−６４４２９号公報 特開平１０−２３７６２０号公報 特開２００５−１３３７４５号公報

ところで、シールリングが組み込まれ、且つ、ニードルが保持器によって保持される特許文献１のシェル形ニードル軸受では、シールリングの幅だけニードルの長さが短くなり、軸受容量が小さくなってしまうという課題がある。

また、保持器によってニードルが保持されている特許文献２に記載のシェル形ニードル軸受の製造方法は、総ニードル形式のものには適用できない。さらに、特許文献３は、総ニードル軸受について記載しているが、シールリングについては何ら考慮されていない。

本発明は、上述の様な事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、潤滑油の貫通油量を制御することができ、軸受容量が大きく、製造が容易で、且つ、精度の高いシールリング付シェル形総ニードル軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
（１） 内周面或は外周面に軌道面を、両端部に一対のフランジ部を、それぞれ有するシェルと、
前記軌道面に沿って転動自在となるように、総ニードル形式で前記シェル内に配置される複数のニードルと、
前記シェルの内側或は外側で、前記ニードルの端面と前記フランジ部との間に設けられる円筒形状のシールリングと、
を備え、
前記シェルと前記シールリングには、バレル加工が施されており、
前記複数のニードルは、グリースにより前記シェル内に保持されていることを特徴とするシールリング付シェル形総ニードル軸受。
（２） 前記シェルと前記シールリングには、熱処理加工が施されていることを特徴とする（１）に記載のシールリング付シェル形総ニードル軸受。
（３） 内周面或は外周面に軌道面を、両端部に一対のフランジ部を、それぞれ有するシェルと、
前記軌道面に沿って転動自在となるように、総ニードル形式で前記シェル内に配置される複数のニードルと、
前記シェルの内側或は外側で、前記ニードルの端面と前記フランジ部との間に設けられる円筒形状のシールリングと、
を備えるシールリング付シェル形総ニードル軸受の製造方法であって、
前記一対のフランジ部の一方が屈曲された前記シェル内に前記シールリングを配置した状態で、前記軌道面に沿って延びる前記一対のフランジ部の他方を加締める工程と、
前記シェルと前記シールリングとにバレル加工を施す工程と、
前記複数のニードルを、グリースによって前記シェル内に保持する工程と、
を備えることを特徴とするシールリング付シェル形総ニードル軸受の製造方法。
（４） 前記シェルと前記シールリングとに熱処理加工を施す工程を、さらに備えることを特徴とする（３）に記載のシールリング付シェル形総ニードル軸受の製造方法。

本発明のシールリング付シェル形総ニードル軸受及びその製造方法によれば、シールリングを設けると共に、複数のニードルを総ニードル形式で配置し、シェルとシールリングには、バレル加工が施されており、複数のニードルがグリースによりシェル内に保持されているので、潤滑油の貫通油量を制御することができ、軸受容量が大きく、製造が容易で、且つ、精度の高いものとなる。

以下、本発明の一実施形態に係るシールリング付シェル形総ニードル軸受について図面を参照して詳細に説明する。

シールリング付シェル形総ニードル軸受１０は、ＡＴ内のギアトレイン間、ギア軸とハウジングとの間、或は、オイルポンプギアの側方等に配置されるもので、１．０〜３．５ｍｍ程度の軸受断面高さで薄肉化されている。このシェル形総ニードル軸受１０は、図１に示すように、内周面に軌道面１１ａを、両端部に一対の内向きフランジ部１１ｂ，１１ｃを、それぞれ有するシェル（鍔付外輪）１１と、シェル１１の軌道面１１ａに沿って転動自在となるように、シェル１１内に保持器を具備せずに総ニードル形式で配置される複数のニードル１２と、シェル１１の内側で、ニードル１２の端面１２ａとフランジ部１１ｂとの間に設けられる円筒形状のシールリング１３と、を備え、図示しない軸（或は内輪部材）を回転自在に支持している。

また、複数のニードル１２とシールリング１３が組み込まれる状態でシェル１１によって画成される隙間空間には、軸に組みつけられる前のニードル１２を保持し、組み付け後に供給される潤滑油に影響を及ぼさない、潤滑油と混合可能なグリースＧが充填されている。また、グリースＧは、運送中などの振動によってニードル１２が脱落しない１７５〜３８５程度のちょう度を有するものが好ましい。

シェル１１は、特殊な合金鋼板等に絞り加工等の塑性加工を施すことにより、全体を円筒状に形成している。

シールリング１３は、ＳＰＣＣやＳＰＣＥ、ＳＵＪ２等の鋼製であり、シェル３１の内側で、ニードル１２の端面１２ｂと内向きフランジ部１１ｂとの間に設けられ、このニードル軸受３０を貫通する潤滑油の量を規制する。尚、シールリング３４は、必要に応じて銅又は銅系合金、アルミニウム又はアルミニウム系合金などの非鉄金属を使用することもできる。また、シールリング３４は、軸の外径よりも僅かに大きく、シェル３１の内径よりも僅かに小さな外径を有するフローティングシールである。

また、シェル１１とシールリング１３は、後述するように、浸炭もしくは浸炭窒化処理等の熱処理により同時に硬化されており、また、バレル加工が施されている。

以下、シールリング付シェル形総ニードル軸受１０の製造方法について説明する。
まず、図２に示すように、シェル１１は、プレス加工により一方のフランジ部１１ｂが屈曲されており、他方のフランジ部１１ｃが軌道面１１ａに沿って延びている。そして、シェル１１内にシールリング１３を配置した状態で、他方のフランジ部１１ｃを折り曲げて加締める。これにより、シールリング１３がシェル１１内で軸方向に抜け止めされる。

次に、シェル１１とシールリング１３とを浸炭もしくは浸炭窒化処理による熱処理加工を行って硬化させた後、さらにバレル加工を施して、表面の粗さを向上させる仕上げ加工を行う。

上記工程後、シェル１１内にグリースＧを塗布し、複数のニードル１２を総ニードル形式でグリースＧによってシェル１１内に貼り付けることによって、組み立てを完了する。これにより、シェル形総ニードル軸受１０は、複数のニードル１２が脱落することなく、輸送や運搬される。また、図示しない軸に組み付けた後は、グリースＧは潤滑油に影響することなく使用により混合され、軸受１０を洗浄することなく使用することができる。

従って、本実施形態のシールリング付シェル形総ニードル軸受１０及びその製造方法によれば、シールリング１３を設けることで、潤滑油の貫通油量を制御することができ、また、複数のニードル１２を総ニードル形式で配置することで、軸受容量を大きくすることができる。さらに、シェル１１とシールリング１３には、熱処理加工、及びバレル加工が施されており、総ニードル形式の複数のニードル１２がグリースＧによりシェル１１内に保持されているので、加締めが施されるフランジ部１１ｃに防炭加工や誘導加熱等の処理をする必要がなくなり、製造が容易で、且つ、精度の高いものとなる。
また、このようなシェル形総ニードル軸受１０がＡＴ内のギアトレイン部等に使用され、潤滑油量が５０ｃｃ／ｍｉｎ以下のような場合でも、高速回転による焼き付きを抑制することができる。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。

本実施形態は、内周面に軌道面１１ａ、両端部に内向きフランジ部１１ｂ，１１ｃをそれぞれ有する外輪シェル１１を使用しているが、外周面に軌道面、両端部に外向きフランジ部をそれぞれ有する内輪シェルを使用してもよく、この場合、シールリングはシェルの外側で、ニードルの端面と外向きフランジ部との間に設けられる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係るシールリング付シェル形総ニードル軸受の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 図１のシェル形総ニードル軸受の組み立て過程を示す断面図である。

符号の説明

１０ シールリング付シェル形総ニードル軸受
１１ シェル
１１ａ 軌道面
１１ｂ，１１ｃ 内向きフランジ部（フランジ部）
１２ ニードル
１３ シールリング

Claims (4)

1. 内周面或は外周面に軌道面を、両端部に一対のフランジ部を、それぞれ有するシェルと、
   前記軌道面に沿って転動自在となるように、総ニードル形式で前記シェル内に配置される複数のニードルと、
   前記シェルの内側或は外側で、前記ニードルの端面と前記フランジ部との間に設けられる円筒形状のシールリングと、
   を備え、
   前記シェルと前記シールリングには、バレル加工が施されており、
   前記複数のニードルは、グリースにより前記シェル内に保持されていることを特徴とするシールリング付シェル形総ニードル軸受。
2. 前記シェルと前記シールリングには、熱処理加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載のシールリング付シェル形総ニードル軸受。
3. 内周面或は外周面に軌道面を、両端部に一対のフランジ部を、それぞれ有するシェルと、
   前記軌道面に沿って転動自在となるように、総ニードル形式で前記シェル内に配置される複数のニードルと、
   前記シェルの内側或は外側で、前記ニードルの端面と前記フランジ部との間に設けられる円筒形状のシールリングと、
   を備えるシールリング付シェル形総ニードル軸受の製造方法であって、
   前記一対のフランジ部の一方が屈曲された前記シェル内に前記シールリングを配置した状態で、前記軌道面に沿って延びる前記一対のフランジ部の他方を加締める工程と、
   前記シェルと前記シールリングとにバレル加工を施す工程と、
   前記複数のニードルを、グリースによって前記シェル内に保持する工程と、
   を備えることを特徴とするシールリング付シェル形総ニードル軸受の製造方法。
4. 前記シェルと前記シールリングとに熱処理加工を施す工程を、さらに備えることを特徴とする請求項３に記載のシールリング付シェル形総ニードル軸受の製造方法。

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