JP2011089612A - 針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器の分断箇所を押し広げて軸状部材に嵌め合いする際の白化現象の発生を抑制することが可能な針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受を提供する。
【解決手段】保持器１０は、軸方向に並列する第１環状部２１及び第２環状部２２と、第１環状部２１及び第２環状部２２を連結して複数の針状ころ４をそれぞれ保持する複数の保持孔３を形成する複数の柱部３０、第１分断柱部３１、及び第２分断柱部３２と、第１分断柱部３１と第２分断柱部３２の間、及び第１環状部２１及び第２環状部２２の円周方向の１箇所を分断する分断部６と、分断部６に対向する位置に設けられ、分断部６の間隔を広げたときに生じる応力が低減されるように厚さが薄く形成された内面凹部５Ａとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受に関し、特に円周の一箇所が分断された、弾性を有する針状ころ軸受用の保持器、及びその保持器を有する針状ころ軸受に関する。

従来の針状ころ軸受用保持器として、円筒状に形成され、円周方向の一箇所が軸方向に沿って分断された合成樹脂製のものがある（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載の針状ころ軸受用の保持器は、合成樹脂で形成され、全体が円筒状を呈している。この保持器には針状ころを保持するための保持孔が円周方向に沿って複数形成され、隣接する２つの保持孔の間に介在する柱部の１つが軸方向に分断された一箇所割り構造を有している。

この保持器の保持孔に針状ころを保持して構成された針状ころ軸受を例えば車両の自動変速機等に組み付ける際は、分断された一端部を他端部の内径側にもぐりこませるようにして縮径した状態で、保持器をシェル状外輪の内周部位に組み込み、弾性復帰力によって保持器が元の大きさに戻るように膨らむことにより、シェル状外輪から抜け出ないように固定される。シェル状外輪は、例えば車両の自動変速機のステーターシャフトの内周面に圧入され、針状ころ軸受の内周部位に入力軸が挿入されることにより、針状ころ軸受が自動変速機に組み付けられる。

実開平６−１８４９号公報

このような合成樹脂製の保持器を有する針状ころ軸受を、上記の組み付け方法とは異なる組み付け方法、すなわち保持器の分断箇所を押し広げて軸状の部材の外周部位に嵌めこむことにより組み付けを行う方法を採用した場合には、保持器が大きく変形するため、内周面の一部に塑性変形が発生し、白化することがある。白化とは、成形体の表面部に細かい無数の亀裂が生じ、延性破面となることで、白っぽく見えるようになる現象をいう。従って、保持器の素材の硬さや肉厚等によっては、このような組み付け方法を採用することができず、その用途が限られていた。

従って、本発明の目的は、保持器の分断箇所を押し広げて軸状部材に嵌め合いする際の白化現象の発生を抑制することが可能な針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、軸方向に並列する第１及び第２の環状部と、前記第１及び第２の環状部を連結して複数の針状ころをそれぞれ保持する複数の保持孔を形成する複数の柱部と、前記第１及び第２の環状部、及び前記複数の柱部のうちの１つの柱部を円周方向の１箇所で分断する分断部と、前記分断部に対向する位置に設けられ、前記分断部の間隔を広げたときに生じる応力が低減されるように厚さが薄く形成された応力低減部とを有する針状ころ軸受用の保持器を提供する。

本発明によると、保持器の分断箇所を押し広げて軸状部材に嵌め合いする際の白化現象の発生を抑制することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る保持器を有する針状ころ軸受の斜視図。 本発明の第１の実施の形態に係る針状ころ軸受の軸状部材への組み付け状態を示す説明図。 本発明の第２の実施の形態に係る針状ころ軸受を示し、（ａ）は針状ころ軸受全体の斜視図、（ｂ）は針状ころ軸受を軸方向から見た一部拡大図。 本発明の第３の実施の形態に係る針状ころ軸受を示し、（ａ）は針状ころ軸受全体の斜視図、（ｂ）は針状ころ軸受を軸方向から見た一部拡大図。 本発明の第４の実施の形態に係る針状ころ軸受を示し、（ａ）は針状ころ軸受全体の斜視図、（ｂ）は針状ころ軸受を軸方向から見た一部拡大図。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る針状ころ軸受を示す斜視図である。この針状ころ軸受１は、保持器１０と複数（本実施の形態では１６個）の針状ころ４とから構成されている。

（保持器の構成）
保持器１０は、例えばポリアミド４６等の弾性を有する合成樹脂を成型した成型体である。保持器１０は、軸方向に並列して設けられた第１環状部２１及び第２環状部２２と、これら第１環状部２１及び第２環状部２２を軸方向に連結する複数（本実施の形態では１５個）の柱部３０、一つの第１分断柱部３１、及び一つの第２分断柱部３２を、保持器１０の中心軸線に対する円周方向に沿って環状に配置して構成されている。第１分断柱部３１と第２分断柱部３２は、分断部６で円周方向に分断されている。

保持器１０には、第１環状部２１及び第２環状部２２と、複数の柱部３０、第１分断柱部３１、及び第２分断柱部３２とによって、複数の針状ころ４をそれぞれ保持する複数の保持孔３が形成されている。第１分断柱部３１と第２分断柱部３２は、これらが組み合わされて一つの柱部を構成する。すなわち、保持孔３は、第１環状部２１及び第２環状部２２と、これら第１及び第２環状部２１，２２を連結する複数の柱部とによって形成され、この複数の柱部のうちの一つが第１分断柱部３１及び第２分断柱部３２によって構成されている。

第１分断柱部３１には、第２分断柱部３２に対向する端面３１ｂに対して円周方向に窪んだ凹部３１ａが形成されている。この凹部３１ａは、端面３１ｂの軸方向の中央部に形成されている。

また、第２分断柱部３２には、軸方向の中央部が円周方向に突出した凸部３２ａが形成されている。第１分断柱部３１と第２分断柱部３２とは、保持器１０に外力が作用しない状態では円周方向に空隙を介して離間しているが、保持器１０を縮径する力が作用すると、凹部３１ａに凸部３２ａが嵌合し、第１分断柱部３１と第２分断柱部３２とが接するように構成されている。

第１環状部２１及び第２環状部２２は、複数の柱部３０、第１分断柱部３１、及び第２分断柱部３２の軸方向の一端部及び他端部にそれぞれ連結され、保持器１０の軸方向の両端部に配置されている。また、第１環状部２１及び第２環状部２２は、第１分断柱部３１と第２分断柱部３２とが分断された分断位置の軸方向に対応する箇所で、分断部６によりそれぞれ分断されている。これにより、第１分断柱部３１及び第２分断柱部３２は、その軸方向から見た場合に、一箇所で分断された略Ｃ字状を呈している。

（応力低減部の構成）
保持器１０の内面の分断部６に対向する位置には、応力低減部の一例としての内面凹部５Ａが設けられている。内面凹部５Ａは、１つの柱部３０、及び第１環状部２１及び第２環状部２２に亘って、保持器１０の中心軸に平行な軸方向に延びるように形成されている。

より詳細には、内面凹部５Ａは、１つの柱部３０の内面の周方向の中央部に、柱部３０の長手方向に沿うようにして設けられ、その幅寸法は柱部３０の内面の幅寸法よりも短く形成されている。また、内面凹部５Ａは、柱部３０の軸方向の両端部から延出して第１環状部２１及び第２環状部２２にも設けられ、保持器１０の内面を軸方向に横断する直線状に形成されている。内面凹部５Ａの軸方向の一側は保持器１０の軸方向の一端面２１ａに開口し、内面凹部５Ａの軸方向の他側は保持器１０の軸方向の他端面２２ａに開口している。

内面凹部５Ａは軸方向直交断面が半円状の曲面で形成され、内面凹部５Ａが形成された部分の保持器１０の厚さは他の部分よりも薄くなっている。内面凹部５Ａの底部（厚さが最も薄くなる部分）における保持器１０の厚さ方向の寸法は、内面凹部５Ａが形成されていない部分の厚さ方向の寸法の５％から４０％に設定されている。

（針状ころの構成）
針状ころ４は、軸受鋼等の金属材料で形成された円柱形状の転動体であり、保持孔３に回転可能に保持されている。また、針状ころ４は、柱部３０、第１分断柱部３１、及び第２分断柱部３２の側面に形成された図略の突起によって、保持器１０の内周側及び外周側に抜け出ないように抜け止めされている。

（針状ころ軸受の組み付け）
図２は、針状ころ軸受１を軸状部材であるシャフト９の外周部に組み付ける際の状態を示す図である。針状ころ軸受１のシャフト９の外周部への組み付けは、第１分断柱部３１と第２分断柱部３２との分断位置の間隔、すなわち第２分断柱部３２の凸部３２ａの先端面３２ｂと第１分断柱部３１の端面３１ｂとの間の最小距離が、シャフト９の直径Ｄの寸法以上になるように保持器１０を押し広げ、保持器１０をシャフト９に向かう矢印Ａの方向へ移動し、シャフト９の外周側から針状ころ軸受１を装着することにより行う。

この際、保持器１０の全体が弾性変形するが、内面凹部５Ａが設けられた部位は他の部位よりも大きく変形することで、保持器１０の内面凹部５Ａが設けられていない部分の変形量を抑制している。一方、内面凹部５Ａが設けられた柱部３０は、他の柱部３０よりも大きく変形することになるが、内面凹部５Ａが形成されていることにより厚みが薄く形成されているので、この部位ではより柔軟に弾性変形し、塑性変形及び白化現象の発生を抑制している。

針状ころ軸受１がシャフト９の外周部に組み付けられると、保持器１０は、保持器１０自体の弾性により元の形状に戻る。そして、針状ころ軸受１は、その外周部に嵌め込まれる他部材とシャフト９の間で、これら両部材を相対回転可能に支持する。

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した本発明の第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）１つの柱部３０、及びその軸方向に対応する第１環状部２１及び第２環状部２２の部位に内面凹部５Ａを設け、その部分の保持器１０の厚みが薄くなるように構成したので、針状ころ軸受１をシャフト９に組み付ける際に保持器１０が柔軟に変形し、内面凹部５Ａが設けられた柱部３０、第１環状部２１、及び第２環状部２２に塑性変形及び白化現象が発生することを抑制できると共に、他の部位における変形量を抑制することができる。

（２）内面凹部５Ａが設けられた部分は、他の部分よりも柔軟に弾性変形するので、針状ころ軸受１をシャフト９に組み付ける際に、第１分断柱部３１と第２分断柱部３２との間を押し広げるために要する力が内面凹部５Ａを有しない場合よりも小さくなり、針状ころ軸受１の組み付けが容易化される。

［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る針状ころ軸受を示し、（ａ）は針状ころ軸受全体の斜視図、（ｂ）は針状ころ軸受を軸方向から見た一部拡大図である。

本実施の形態に係る針状ころ軸受１Ａは、第１の実施の形態に係る針状ころ軸受１と同様、軸方向に並列する第１環状部２１及び第２環状部２２と、これらを連結して複数の保持孔３を形成する複数の柱部３０、第１分断柱部３１、及び第２分断柱部３２と、複数の保持孔３にそれぞれ保持された複数の針状ころ４とを含んで構成されているが、応力低減部の構成が第１の実施の形態とは異なっている。

本実施の形態に係る応力低減部は、第１の実施の形態と同じ位置及び形状の内面凹部５Ａに加え、内面凹部５Ａに対応する保持器１０の外周側に形成された外面凹部５Ｂを有して構成されている。

外面凹部５Ｂは、１つの柱部３０、及び第１環状部２１及び第２環状部２２のそれぞれの外周面に亘って、保持器１０の中心軸に平行な方向に延びる直線状に形成されている。また、外面凹部５Ｂは、軸方向直交断面が半円状の曲面で形成され、その軸方向の一側は保持器１０の軸方向の一端面２１ａに開口し、軸方向の他側は保持器１０の軸方向の他端面２２ａに開口している。内面凹部５Ａ及び外面凹部５Ｂが形成された部分の保持器１０の厚さは他の部分よりも薄くなっている。

[第２の実施の形態の効果]
以上説明した本発明の第２の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）１つの柱部３０、及びその軸方向に対応する第１環状部２１及び第２環状部２２の部位の内外周に内面凹部５Ａ及び外面凹部５Ｂを設け、この部分の保持器１０の厚みが薄くなるように構成したので、針状ころ軸受１Ａをシャフト９に組み付ける際に保持器１０が柔軟に変形し、内面凹部５Ａ及び外面凹部５Ｂが設けられた柱部３０に塑性変形及び白化現象が発生することを抑制できると共に、他の柱部３０における変形量を抑制することができる。

（２）内面凹部５Ａ及び外面凹部５Ｂを設けることにより、内面凹部５Ａのみを設けた場合に比べてより柔軟に保持器１０が弾性変形するので、針状ころ軸受１Ａの組み付けがさらに容易化される。

［第３の実施の形態］
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る針状ころ軸受を示し、（ａ）は針状ころ軸受全体の斜視図、（ｂ）は針状ころ軸受を軸方向から見た一部拡大図である。

本実施の形態に係る針状ころ軸受１Ｂは、第１の実施の形態に係る針状ころ軸受１と同様、軸方向に並列する第１環状部２１及び第２環状部２２と、これらを連結して複数の保持孔３を形成する複数の柱部３０、第１分断柱部３１、及び第２分断柱部３２と、複数の保持孔３にそれぞれ保持された複数の針状ころ４とを含んで構成されているが、応力低減部の構成が第１の実施の形態とは異なっている。

本実施の形態に係る応力低減部は、保持器１０の内面における１つの保持孔３の軸方向の両側に一対の凹部５Ｃ，５Ｃを有して構成されている。一対の凹部５Ｃ，５Ｃは、保持器１０の分断部６に対向する位置に形成された保持孔３の円周方向の中央部から、保持器１０の中心軸に平行な方向に延びるように、第１環状部２１及び第２環状部２２の内面に形成されている。また、一対の凹部５Ｃ，５Ｃは、軸方向直交断面が半円状の曲面で形成され、その軸方向の一側は保持孔３の軸方向の端面に開口し、軸方向の他側は保持器１０の端面２１ａ，２２ａにそれぞれ開口している。一対の凹部５Ｃ，５Ｃが形成された部分の第１環状部２１及び第２環状部２２の厚さは他の部分よりも薄くなっている。

[第３の実施の形態の効果]
以上説明した本発明の第３の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）保持孔３の軸方向の両端面から保持器の軸方向の両端面に至る第１環状部２１及び第２環状部２２の内面に一対の凹部５Ｃ，５Ｃを形成したので、針状ころ軸受１Ｂをシャフト９に組み付ける際に保持器１０が柔軟に変形し、保持器１０に塑性変形及び白化現象が発生することを抑制できる。

（２）一対の凹部５Ｃ，５Ｃが形成された部分は、他の部分よりも柔軟に弾性変形するので、針状ころ軸受１をシャフト９に組み付ける際に、第１分断柱部３１と第２分断柱部３２との間を押し広げるために要する力が一対の凹部５Ｃ，５Ｃを有しない場合よりも小さくなり、針状ころ軸受１Ｂの組み付けが容易化される。

［第４の実施の形態］
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る針状ころ軸受を示し、（ａ）は針状ころ軸受全体の斜視図、（ｂ）は針状ころ軸受を軸方向から見た一部拡大図である。

本実施の形態に係る針状ころ軸受１Ｃは、第１の実施の形態に係る針状ころ軸受１と同様、軸方向に並列する第１環状部２１及び第２環状部２２と、これらを連結して複数の保持孔３を形成する複数の柱部３０、第１分断柱部３１、及び第２分断柱部３２と、複数の保持孔３にそれぞれ保持された複数の針状ころ４とを含んで構成されているが、応力低減部の構成が第１の実施の形態とは異なっている。

本実施の形態に係る応力低減部は、２つの柱部３０及びそれらの軸方向の両側に延出して設けられた２つの凹部５Ｄ，５Ｄを有して構成されている。凹部５Ｄ，５Ｄは、柱部３０、及び第１環状部２１及び第２環状部２２に亘って、保持器１０の中心軸に平行な方向に延びる直線状に形成され、それぞれの軸方向の両端は、保持器１０の軸方向の両端面２１ａ，２２ａに開口している。一方の凹部５Ｄが形成された柱部３０と、他方の凹部５Ｄが形成された柱部３０との間には、凹部５Ｄが形成されていない２つの柱部３０が介在している。

[第４の実施の形態の効果]
以上説明した本発明の第４の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）２つの柱部３０、及びその軸方向に対応する第１環状部２１及び第２環状部２２の部位の内周に２つの凹部５Ｄ，５Ｄを設け、この部分の保持器１０の厚みが薄くなるように構成したので、針状ころ軸受１Ｃをシャフト９に組み付ける際に、１つの内面凹部５Ａのみを設けた場合に比べてより柔軟に保持器１０が弾性変形するので、針状ころ軸受１Ｃの組み付けがさらに容易化される。

（２）２つの凹部５Ｄ，５Ｄを設けることにより、保持器１０に１つの内面凹部５Ａを有する第１の実施の形態に係る針状ころ軸受１に比較して、針状ころ軸受１Ｃをシャフト９に組み付けるために必要な変形量を２箇所の凹部５Ｄ，５Ｄで分担できるため、より確実に塑性変形及び白化現象の発生を抑制できる。

以上、本発明の針状ころ軸受用保持器、及び針状ころ軸受を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）第１、第３及び第４の実施の形態では、保持器１０の内周面のみに凹部を設けたが、これらの凹部の周方向位置に対応する部位の保持器１０の外周面のみに凹部を設けてもよい。

（２）各凹部の軸方向断面形状は、半円状に限らず、例えば矩形状や三角形状であってもよい。また、保持器１０の内周側から外周側に、又は外周側から内周側に向かって切れ込みが形成されたスリット状であってもよい。

（３）各凹部が形成される位置は、上記実施の形態に示した位置に限らず、保持器１０の分断位置に対向する位置に設けられていればよい。より具体的には、保持器１０の分断位置を円周方向の中心とする保持器１０の半円状の円弧領域以外の領域に凹部が形成されていればよい。

（４）保持器１０の材質は、ポリアミド４６に限らず、例えばポリアミド６６や、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、あるいはポリイミド（ＰＩ）、若しくはこれらの材質を主成分として他の補強材等を含有した材料であってもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…針状ころ軸受、３…保持孔、４…針状ころ、５Ａ…内面凹部、５Ｂ…外面凹部、５Ｃ…凹部、５Ｄ…凹部、９…シャフト、１０…保持器、２１…第１環状部、２１ａ…端面、２２…第２環状部、２２ａ…端面、３０…柱部、３１…第１分断柱部、３１ａ…凹部、３１ｂ…端面、３２…第２分断柱部、３２ａ…凸部、３２ｂ…先端面

Claims (4)

1. 軸方向に並列する第１及び第２の環状部と、
   前記第１及び第２の環状部を連結して複数の針状ころをそれぞれ保持する複数の保持孔を形成する複数の柱部と、
   前記第１及び第２の環状部、及び前記複数の柱部のうちの１つの柱部を円周方向の１箇所で分断する分断部と、
   前記分断部に対向する位置に設けられ、前記分断部の間隔を広げたときに生じる応力が低減されるように厚さが薄く形成された応力低減部と
   を有する針状ころ軸受用の保持器。
2. 前記応力低減部は、少なくとも前記第１及び第２の環状部に設けられた軸方向に延びる凹部である請求項１に記載の針状ころ軸受用の保持器。
3. 前記応力低減部は、前記複数の柱部のうちの少なくとも一つの柱部、及び前記第１及び第２の環状部の前記少なくとも一つの柱部の軸方向に対応する部位に設けられた、軸方向に延びる凹部である請求項１又は２に記載の針状ころ軸受用の保持器。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の針状ころ軸受用の保持器と、
   前記保持器に形成された前記複数の保持孔にそれぞれ保持された複数の針状ころと
   を有する針状ころ軸受。

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