JP2015025464A - スライド式ラジアル玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】外径側部材の内周面と内径側部材の外周面との間に組み込んで使用した場合に、これら外径側、内径側両部材同士が軸方向に相対変位する事に対する抵抗を低く抑えられる構造を、低コストで実現する。
【解決手段】保持器２ａの軸方向複数箇所に、ポケット列６、６を設ける。これら各ポケット列６、６はそれぞれ、前記保持器２ａのうち、当該ポケット列６を設けるべき軸方向位置の円周方向複数箇所に配置されたポケット５ａ、５ａから成るものとする。又、これら各ポケット５ａ、５ａは、それぞれが前記保持器２ａを径方向に貫通する状態で設けられ、それぞれの内側に玉３、３を複数個ずつ、円周方向に一列に並べて転動自在に保持可能な円周方向長さを有するものとする。そして、前記各ポケット５ａ、５ａの内側に前記各玉３、３を複数個ずつ、円周方向に一列に並べて転動自在に保持する。
【選択図】図１

Description

この発明は、各種機械装置を構成する外径側部材の内周面と内径側部材の外周面との間に組み込まれて、これら外径側、内径側両部材同士の軸方向に関する相対変位と相対回転とを許容するスライド式ラジアル玉軸受の改良に関する。

自動車用変速機には、例えば特許文献１〜３に記載されている様に、所定長さの軸方向移動を可能としつつ、回転を可能にするスライド式ラジアル玉軸受が組み込まれている。図８、９は、この様な目的で従来から広く使用されているスライド式ラジアル玉軸受の１例を示している。

このスライド式ラジアル玉軸受は、外輪１と、保持器２と、複数個の玉３、３とから成る。このうちの外輪１は、軸受鋼、肌焼鋼等の硬質金属製で全体を円筒状に形成されており、軸方向両端部に内向フランジ状の鍔部４ａ、４ｂを備える。又、前記保持器２は、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の合成樹脂を射出成形する事により、径方向の厚さが前記各玉３、３の直径よりも小さい円筒状に造られたもので、円周方向等間隔となる複数箇所に、それぞれが前記保持器２を径方向に貫通する状態で設けられた軸方向に長いポケット５、５を有する。又、前記各玉３、３は、これら各ポケット５、５の内側に複数個ずつ、軸方向に並べて配置された状態で転動自在に保持されている。又、前記外輪１の軸方向両端部に設けられた前記両鍔部４ａ、４ｂの内側面同士の間隔Ｗ₄は、前記保持器２の軸方向長さＬ₂よりも十分に大きく（Ｗ₄≫Ｌ₂）なっている。そして、この保持器２は、前記外輪１の内径側で前記両鍔部４ａ、４ｂの内側面同士の間部分に、前記各玉３、３の転動に基づき、回転及び軸方向の移動自在に支持されている。

上述の様なスライド式ラジアル玉軸受を、手動変速機のセレクト・シフト機構部分に組み込む場合には、外径側部材であるハウジングに前記外輪１を内嵌固定すると共に、前記各玉３、３の内径側に内径側部材である軸部材を挿通する。これにより、この軸部材を前記ハウジングの内径側に、回転及び軸方向に関する所定量（Ｗ₄−Ｌ₂）の変位を自在に支持する。そして、セレクト動作（一般的にはシフトレバーを左右方向に変位させて、接続すべきギヤを選択する動作）時には、前記ハウジングと前記軸部材との軸方向の相対変位を許容し、シフト動作（一般的にはシフトレバーを前後方向に変位させて、前記セレクト動作により選択したギヤを接続する動作）時には、前記ハウジングと前記軸部材との、相対回転（揺動）を許容する。

上述の様なスライド式ラジアル玉軸受の場合、前記ハウジングと前記軸部材とが軸方向に相対変位する、前記セレクト動作時には、前記外輪１の内周面と前記軸部材の外周面との間で、前記各玉３、３が軸方向に転動する。この際に、軸方向に隣り合う各玉３、３の転動面同士は、互いに逆方向に回転しつつ摺接する。この為、この摺接部に作用する摩擦力によって、前記セレクト動作の為にシフトレバーの先端部を左右方向に動かす為に要する力（抵抗）が、多少なりとも大きくなる。従来は、このセレクト動作に対する抵抗が多少大きくなる事は、あまり問題にならなかった。

これに対して、近年、手動変速機が搭載される自動車は、所謂スポーツタイプである場合が多くなっている。この様な自動車は、シフトレバーが短く、モーメントの関係から前記抵抗の影響を受け易いだけでなく、運転者がこのシフトレバーの操作感を少しでも軽くする事を求める場合が多い。この為、前記セレクト動作に対する抵抗を少しでも小さくする事が求められる様になっている。

又、上述した様な手動変速機に限らず、各種機械装置に組み込まれるスライド式ラジアル玉軸受に関しても、用途によっては、外径側部材と内径側部材とが軸方向に相対変位する事に対する抵抗を少しでも小さくする事が求められる場合がある。

尚、図示は省略するが、特許文献４には、円筒状の保持器の複数箇所に、径方向から見た形状が円形のポケットを設けると共に、これら各ポケットの内側に玉を１つずつ転動自在に保持して成る、スライド式ラジアル玉軸受が記載されている。この様なスライド式ラジアル玉軸受の場合には、外径側部材と内径側部材とが軸方向に相対変位する際に、前記各玉が軸方向に転動しても、これら各玉の転動面同士が互いに逆方向に回転しつつ摺接する事がない。この為、当該軸方向の相対変位に対する抵抗を抑えられる。しかしながら、このスライド式ラジアル玉軸受の場合には、前記保持器に、前記各玉と同数のポケットを設ける必要がある。この為、負荷容量を確保すべく、前記各玉の数を多くしようとすると、前記保持器に形成すべきポケットの数も多くなり、この保持器の製造コストが嵩むと言った問題がある。

特開平８−２５４２６９号公報 実願平４−３４６４２号（実開平５−９４５２８号）のＣＤ−ＲＯＭ 実願平５−２３０４５号（実開平６−７９６２７号）のＣＤ−ＲＯＭ 実用新案登録第２５２２９０４号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、外径側部材の内周面と内径側部材の外周面との間に組み込んで使用した場合に、これら外径側、内径側両部材同士が軸方向に相対変位する事に対する抵抗を低く抑えられると共に、負荷容量を確保すべく、保持できる玉の数を多くする場合にも低コストで造れるスライド式ラジアル玉軸受の構造を実現すべく発明したものである。

本発明のスライド式ラジアル玉軸受は、保持器と、複数個の玉とを備える。
このうちの保持器は、径方向の厚さが前記各玉の直径よりも小さい円筒状に構成されたもので、軸方向複数箇所にポケット列を有している。
又、これら各ポケット列はそれぞれ、前記保持器のうち当該ポケット列を設けるべき軸方向位置の円周方向複数箇所に配置されたポケットから成る。
又、これら各ポケットは、それぞれが前記保持器を径方向に貫通する状態で設けられたもので、それぞれの内側に前記各玉を複数個ずつ、円周方向（前記保持器の円周方向）に一列に並べて転動自在に保持可能な円周方向長さ（前記保持器の円周方向に関する長さ）及び軸方向幅（前記保持器の軸方向に関する幅）を有する。
又、前記各玉は、前記各ポケットの内側に複数個ずつ、円周方向に一列に並べて転動自在に保持されている。

上述の様な本発明のスライド式ラジアル玉軸受を実施する場合には、例えば請求項２に記載した発明の様に、軸方向に隣り合うポケット列同士で、前記各ポケットの円周方向に関する配置の位相を、互いに一致させる事ができる。
或いは、請求項３に記載した発明の様に、軸方向に隣り合うポケット列同士で、前記各ポケットの円周方向に関する配置の位相を、互いに異ならせる事もできる。

上述の様に構成する本発明のスライド式ラジアル玉軸受の場合には、このスライド式ラジアル玉軸受の径方向両側に配置される、外径側部材と内径側部材とが軸方向に相対変位する際に、これら両部材の互いに対向する周面同士の間で各玉がこれら両部材の軸方向に転動しても、これら各玉の転動面同士が互いに逆方向に回転しつつ摺接する事はない。この為、当該軸方向の相対変位に対する抵抗を抑えられる。又、保持器の各ポケットには、前記各玉が複数個ずつ保持される。この為、負荷容量を確保すべく、これら各玉の数を多くする場合でも、前記保持器にこれら各玉と同数のポケットを形成する必要はない。従って、この場合に、これら各ポケットの数が多くなって、前記保持器の製造コストが嵩むと言った問題が生じる事を防止できる。

本発明の実施の形態の第１例を示す斜視図。 同じく使用状態で示す断面図。 図１のａ−ａ断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図３と同様の図。 同第３例を示す、図３と同様の図。 同第４例を示す斜視図。 同第５例を示す半部断面図。 従来構造の１例を、外輪のみを切断した状態で示す斜視図。 同じく外輪を省略して示す、図８のｂ矢視図

［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。
本例のスライド式ラジアル玉軸受は、保持器２ａと、複数個の玉３、３とから成る。
このうちの保持器２ａは、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアセタール樹脂等の合成樹脂を射出成形する事により、径方向の厚さが前記各玉３、３の直径よりも小さい円筒状に造られている。この保持器２ａの軸方向等間隔となる複数箇所（図示の例では３箇所）には、それぞれ円周方向のポケット列６、６が設けられている。これら各ポケット列６、６はそれぞれ、前記保持器２ａのうち、当該ポケット列６を設けるべき軸方向位置の円周方向等間隔となる複数箇所（図示の例では３箇所）に配置されたポケット５ａ、５ａから成る。これら各ポケット５ａ、５ａは、それぞれが前記保持器２ａを径方向に貫通する状態で形成されたもので、それぞれの内側に前記各玉３、３を複数個（図示の例では４個）ずつ、円周方向に一列に並べて転動自在に保持可能な円周方向長さ及び軸方向幅を有する。本例の場合には、前記各ポケット列６、６同士の間で、前記各ポケット５ａ、５ａの円周方向に関する配置の位相を、互いに一致させている。
又、前記各玉３、３は、前記各ポケット５ａ、５ａの内側に複数個（図示の例では４個）ずつ、円周方向に一列に並べて配置された状態で転動自在に保持されている。

上述の様に構成する本例のスライド式ラジアル玉軸受を使用する際には、図２に示す様に、このスライド式ラジアル玉軸受を、ハウジング等の外径側部材７の円筒状の内周面と、軸部材等の内径側部材８の円筒状の外周面との間に配置する。そして、この状態で、前記各玉３、３により、前記外径側、内径側両部材７、８同士の間に作用するラジアル荷重を支承しつつ、これら各玉３、３の転動に基づいて、前記外径側、内径側両部材７、８同士の軸方向の相対変位と相対回転（揺動）とを許容する。

上述の様に構成する本例のスライド式ラジアル玉軸受の場合には、前記外径側、内径側両部材７、８同士が軸方向に相対変位する際に、これら両部材７、８の互いに対向する周面同士の間で前記各玉３、３が軸方向に転動しても、これら各玉３、３の転動面同士が互いに逆方向に回転しつつ摺接する事はない。この為、当該軸方向の相対変位に対する抵抗を抑えられる。又、前記保持器２ａの各ポケット５ａ、５ａには、前記各玉３、３が複数個ずつ保持される。即ち、これら各ポケット５ａ、５ａの数を、これら各玉３、３の数よりも少なくできる。この為、前述の特許文献４に記載された従来構造の如く、玉と同数のポケットを設ける構造に比べて、負荷容量を確保する場合に、前記各ポケット５ａ、５ａの数を少なくでき、前記保持器２ａの製造コストを抑えられる。

［実施の形態の第２例及び第３例］
図４及び図５は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第２例及び第３例を示している。上述した第１例では、保持器２ａの各ポケット列６を構成する各ポケット５ａ、５ａの数を３つずつとした。これに対し、図４に示した第２例の場合には、保持器２ｂの各ポケット列６ａを構成する各ポケット５ｂ、５ｂの数を、４つずつとしている。又、図５に示した第３例の場合には、保持器２ｃのポケット列６ｂを構成する各ポケット５ｃ、５ｃの数を、２つずつとしている。そして、この様に各ポケット列６ａ、６ｂを構成するポケット５ｂ、５ｃの数を変更した事に伴い、これら各ポケット５ｂ、５ｃの円周方向長さ（これら各ポケット５ｂ、５ｃの内側に円周方向に一列に並べて保持する玉３、３の数）も、上述した第１例の場合と異ならせている。
その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第４例］
図６は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、保持器２ｄを構成するポケット列６、６の数を、２列としている。又、これら両ポケット列６、６同士の間で、各ポケット５ａ、５ａの円周方向に関する配置の位相を、互いに半ピッチずらせている。そして、この様な構成を採用する事により、使用時に於ける前記保持器２ｄの回転位置に拘らず、ラジアル負荷圏に存在する各玉３、３の総数（ラジアル荷重に関する負荷容量）がほぼ等しくなる様にしている。
その他の部分の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第５例］
図７は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、保持器２ｄ及び各玉３、３に加えて、前述の図８、９に示した従来構造とほぼ同様の構成を有する外輪１ａを備える。即ち、この外輪１ａは、軸受鋼、肌焼鋼等の硬質金属製で全体を円筒状に形成されており、軸方向両端部に内向フランジ状の鍔部４ａ、４ｂを備える。これら両鍔部４ａ、４ｂの内側面同士の間隔Ｗ₄は、前記保持器２ｄの軸方向長さＬ_2dよりも十分に大きく（Ｗ₄≫Ｌ_2d）なっている。そして、この保持器２ｄは、前記外輪１ａの内径側で前記両鍔部４ａ、４ｂの内側面同士の間部分に、前記各玉３、３の転動に基づき、回転及び軸方向の移動自在に支持されている。

上述の様に構成する本例のスライド式ラジアル玉軸受を使用する際には、ハウジング等の外径側部材に前記外輪１ａを内嵌固定すると共に、前記各玉３、３の内径側に軸部材等の内径側部材を挿通する。そして、この状態で、これら各玉３、３により、前記外径側、内径側両部材同士の間に作用するラジアル荷重を支承しつつ、これら各玉３、３の転動に基づいて、前記外径側、内径側両部材同士の相対回転（揺動）と軸方向に関する所定量（Ｗ₄−Ｌ_2d）の相対変位とを許容する。
その他の部分の構成及び作用は、上述した第４例の場合とほぼ同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

本発明を実施する場合、保持器に設けるポケット列の数、並びに、１つのポケット列を構成するポケットの数は、それぞれ複数であれば、特に限定されない。
又、保持器は、合成樹脂製に限らず、鋼や銅系合金等の金属製であっても良い。保持器を金属製とする場合には、この保持器の表面のうち、少なくとも各ポケットの内面に潤滑被膜を形成して、これら各ポケットの内面と各玉の転動面との摺接抵抗を低減できる様にするのが好ましい。
又、本発明のスライド式ラジアル玉軸受は、手動変速機のセレクト・シフト機構に限らず、各種機械装置を構成し、使用時に軸方向の相対変位と相対回転とのうちの少なくとも一方（好適には、少なくとも軸方向の相対変位）を行う、外径側部材の内周面と内径側部材の外周面との間に配置した状態で使用する事ができる。

１、１ａ 外輪
２、２ａ〜２ｄ 保持器
３ 玉
４ａ、４ｂ 鍔部
５、５ａ〜５ｃ ポケット
６、６ａ、６ｂ ポケット列
７ 外径側部材
８ 内径側部材

Claims (3)

1. 保持器と、複数個の玉とを備え、
   このうちの保持器は、径方向の厚さが前記各玉の直径よりも小さい円筒状に構成されたもので、軸方向複数箇所にポケット列を有しており、
   これら各ポケット列はそれぞれ、前記保持器のうち当該ポケット列を設けるべき軸方向位置の円周方向複数箇所に配置されたポケットから成るものであり、
   これら各ポケットは、それぞれが前記保持器を径方向に貫通する状態で設けられたもので、それぞれの内側に前記各玉を複数個ずつ、円周方向に一列に並べて転動自在に保持可能な円周方向長さ及び軸方向幅を有するものであり、
   前記各玉は、前記各ポケットの内側に複数個ずつ、円周方向に一列に並べて転動自在に保持されている、
   スライド式ラジアル玉軸受。
2. 軸方向に隣り合うポケット列同士で、前記各ポケットの円周方向に関する配置の位相が互いに一致している、請求項１に記載したスライド式ラジアル玉軸受。
3. 軸方向に隣り合うポケット列同士で、前記各ポケットの円周方向に関する配置の位相が互いに異なっている、請求項１に記載したスライド式ラジアル玉軸受。
   

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