JP2016205510A - ラジアル・スラスト組合せ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】第二筒状フランジの端面が転動面に近接、あるいは、転動面よりも突出しているスラスト軸受、またはその部品であっても、流用可能な、設計の自由度の高い組合せニードル軸受を実現する。【解決手段】ラジアル軸受とスラスト軸受とを一体に組合せて成る組合せニードル軸受であって、バックアップレースは、所定の直径よりも径の大きな部分が、軸方向一端側が凹んだ薄肉部となっており、前記所定の直径は、前記第二係止部の内接円よりも小さく、且つ、前記各スラストニードルの転動面の外接円よりも大きいことを特徴とする組合せニードル軸受によって実現可能。【選択図】図１

Description

この発明は、例えば自動車用変速機等の回転支持部に組み込まれるラジアル軸受とスラスト軸受とを組合せた組合せニードル軸受の改良に関する。

例えば自動車用変速機を構成する為、動力伝達軸の周囲に配置する歯車は、シンクロメッシュ機構の働きにより、この動力伝達軸と共に回転したり、或いはこの動力伝達軸に対して相対回転したり（動力伝達軸の回転に拘らず静止したままとなったり）する。又、前記歯車としてはすば歯車を使用する為、この歯車には、動力伝達に伴って、ラジアル荷重に加えてスラスト荷重も加わる。更に、前記自動車用変速機の回転支持部の設置スペースは限られる為、この回転支持部を構成する軸受は小型なものとする必要がある。この様な事情により従来から、前記動力伝達軸と前記歯車との間に、ラジアルニードル軸受とスラストニードル軸受とを組み込んでいた。又、これら両軸受を組合せたラジアル・スラスト組合せニードル軸受も、例えば特許文献１に記載される等により従来から知られている。

このような、ラジアル・スラスト組合せニードル軸受の従来構造の１例を図４に示す。組合せニードル軸受１は、それぞれがニードル軸受であるラジアル軸受２とスラスト軸受３とを一体に組合せて成る。この為に前記組合せニードル軸受１は、第一、第二両ラジアル軌道輪４、５と、複数本のラジアルニードル６、６と、ラジアル保持器７と、第一スラスト軌道輪８と、バックアップレース１５と、第二スラスト軌道輪１０と、複数本のスラストニードル１１、１１と、スラスト保持器１２とを備える。そして、これら各構成部材４、５、６、７、８、１５、１０、１１、１２を、必要箇所を相対的回転可能に、且つ、非分離に組合せている。即ち、前記組合せニードル軸受１として回転支持部に組み込む以前の状態でも、前記各構成部材４、５、６、７、８、１５、１０、１１、１２が、それぞれが隣接する部材から分離する事を防止している。

前記各構成部品４、５、６、７、８、１５、１０、１１、１２のうちの第一、第二両ラジアル軌道輪４、５は、それぞれが円筒状に形成されて互いに同心に配置している。そして、これら両ラジアル軌道輪４、５のうちの第一ラジアル軌道輪４を、前記第一スラスト軌道輪８と一体としている。即ち、肌焼鋼等の、熱処理により少なくとも表面を硬化可能な、炭素鋼製の引き抜き鋼管の如き円筒状の素材の軸方向一端側（図４の右端側）部分を径方向外方に向け直角に折り曲げて、外向フランジ状の円輪状部分としている。そして、このうちの円筒状部分を前記第一ラジアル軌道輪４とし、円輪状部分を前記第一スラスト軌道輪８としている。又、この第一ラジアル軌道輪４の内周面を、外輪軌道１３としている。

又、前記円筒状部分の軸方向他端部を径方向内方に向け直角に折り曲げて、内向フランジ状のスラスト鍔部１７としている。又、前記円輪状部分の径方向外端部を、軸方向に関して前記第一ラジアル軌道輪４と反対側に向け直角に折り曲げて、短円筒状の筒状フランジ９としている。更に、この筒状フランジ９の先端部の円周方向複数箇所（例えば３〜４箇所）を径方向内方に曲げ形成して（突出させて）、第一係止部１８を形成している。これら各第一係止部１８の内接円の直径は、前記スラスト保持器１２の外径よりも少しだけ小さい。

一方、前記第二ラジアル軌道輪５は、炭素鋼（軸受鋼を含む）等の焼き入れ硬化可能な鉄系合金製の素材に、鍛造等の塑性加工、或いは旋削等の削り加工を施す事により、全体を円筒状に加工している。本例の場合、前記第二ラジアル軌道輪５の外周面のうち、軸方向中間部乃至他端側部分を内輪軌道１４としている。前記各ラジアルニードル６、６は、それぞれの中心軸を前記両ラジアル軌道輪４、５の中心軸と平行にし、前記ラジアル保持器７に保持された状態で、前記外輪軌道１３と前記内輪軌道１４との間に、転動自在に配置している。又、前記第二ラジアル軌道輪５の外周面のうち、この内輪軌道１４から外れた軸方向一端側部分を、この内輪軌道１４部分よりも径方向内方に凹ませて、小径段部１９としている。そして、これら内輪軌道１４と小径段部１９との間に、段差面２０を設けている。

そして、この段差面２０に、前記バックアップレース１５の内径側端部の軸方向片側面を対向させている。このバックアップレース１５は、軸受鋼、肌焼鋼等、少なくとも表面を熱処理硬化可能な鉄系合金製の板材により全体を円輪状としている。この様なバックアップレース１５の外径は、前記筒状フランジ９の内径と同じか、この内径よりも僅かに小さい。同じく内径は、前記内輪軌道１４の外径よりも小さく、前記小径段部１９の外径よりも大きい。又、前記バックアップレース１５と前記第一スラスト軌道輪８とを隙間なく重ね合わせた状態で、このバックアップレース１５の軸方向片側面と前記スラスト鍔部１７の内側面との間隔は、前記第二ラジアル軌道輪５のうちの前記内輪軌道１４を形成した部分の幅（軸方向長さ）よりも少し大きい。本例の場合には、前記バックアップレース１５の径方向内端部と前記スラスト鍔部１７との間で、前記第二ラジアル軌道輪５のうちの前記内輪軌道１４を形成した部分を軸方向両側から緩く（隙間を開けて）挟む事により、前記第一、第二両ラジアル軌道輪４、５の軸方向に関する相対変位を抑えている。この構成により、前記ラジアル軸受２の構成各部材同士の分離防止が図られる。

又、前記第二スラスト軌道輪１０は、肌焼鋼等、熱処理により少なくとも表面を硬化可能な鉄系合金製の素板に、例えばプレスによる打ち抜き加工及び曲げ加工を施す事により、断面Ｌ字形で全体を円輪状に形成している。即ち、前記第二スラスト軌道輪１０の本体部分となる、平坦な円輪状部分の外径側端部を前記第一スラスト軌道輪８に向けて直角に折り曲げる事により、短円筒状の第二筒状フランジ１６を設けている。更に、この第二筒状フランジ１６の先端部の円周方向複数箇所（例えば３〜４箇所）を径方向内方に曲げ形成して（突出させて）、第二係止部２１を形成している。これら各第二係止部２１の内接円の直径は、前記スラスト保持器１２の外径よりも少しだけ小さい。

前記各スラストニードル１１、１１は、それぞれの中心軸を前記両スラスト軌道輪８、１０の径方向に（放射状に）配置し、前記スラスト保持器１２に保持した状態で、これら両スラスト軌道輪８、１０の互いに対向する軸方向片側面（スラスト軌道面）同士の間に転動自在に設けている。この状態で、このスラスト保持器１２の外周縁と前記各第二係止部２１との係合により、前記第二スラスト軌道輪１０がこのスラスト保持器１２から離れる方向に変位する事が抑えられる。又、前記第二スラスト軌道輪１０と前記各第一係止部１８との係合により、このスラスト保持器１２が前記第一スラスト軌道輪８から離れる方向に変位する事が抑えられる。この結果、前記スラスト軸受３の構成各部材同士の分離防止が図られる。

前述した通り、前記ラジアル軸受２の構成各部材同士が分離する事はなく、このラジアル軸受２を構成する前記第一ラジアル軌道輪４と、前記スラスト軸受３を構成する前記第一スラスト軌道輪８とは一体である。従って、前記組合せニードル軸受１の構成各部材４、５、６、７、８、１５、１０、１１、１２は、必要箇所を相対的回転可能な状態として、非分離に組み合わされている。従って、前記組合せニードル軸受１を回転支持部に組み付ける以前の状態で、この組合せニードル軸受１の構成各部材４、５、６、７、８、１５、１０、１１、１２を抑えておかなくても、これら構成各部材４、５、６、７、８、１５、１０、１１、１２同士が分離する事がなくなる。この為、部品管理、組み付け作業を何れも簡略化できて、優れた取り扱い性を持たせる事ができる。

特開２０１２−０５７６６６号公報

ところで、特許文献１に記載された、組合せニードル軸受を設計する際に、コスト低減のために既存の量産スラスト軸受、あるいは、部品を流用しようとしたりした場合、第二筒状フランジの端面が軸方向において転動面に近接、あるいは、転動面よりも突出しているものは、バックアップレースとの干渉のため選択出来ず、設計の自由度が損なわれてしまうという問題があった。

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、第二筒状フランジの端面が転動面に近接、あるいは、転動面よりも突出しているスラスト軸受、またはその部品であっても、流用可能な、設計の自由度の高い組合せニードル軸受を実現すべく発明したものである。

本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
内周面に外輪軌道を持つ円筒状部分と、前記円筒状部分の軸方向他端部を径方向内方に向け直角に折り曲げて内向フランジ状としたスラスト鍔部と、を備えるラジアル軌道輪と、
前記ラジアル軌道輪の径方向内側にラジアル保持器によって転動自在に保持された複数のラジアルニードルと、
前記ラジアル軌道輪の軸方向一端側部分を径方向外方に向け直角に折り曲げて外向フランジ状とした円輪状部分と、前記円輪状部分の径方向外端部を軸方向一端側に向け直角に折り曲げて短円筒状とした筒状フランジと、前記筒状フランジの先端部の円周方向複数箇所を径方向内方に曲げ形成した第一係止部と、を備える第一スラスト軌道輪と、
前記第一スラスト軌道輪の円輪状部分の軸方向一端側に設けられた円輪状のバックアップレースと、
平坦な円輪状の本体部分と、この本体部分の外径側端部を軸方向他端側に折り曲げて短円筒状とした第二筒状フランジと、この第二筒状フランジの先端部の円周方向複数箇所を径方向内方に曲げ形成した第二係止部と、を備える第二スラスト軌道輪と、
前記バックアップレースと前記第二スラスト軌道輪との間にあってスラスト保持器によって転動自在に保持された複数のスラストニードルと、
を備えた組合せニードル軸受において、
前記バックアップレースは、所定の直径よりも径の大きな部分が、軸方向一端側が凹んだ薄肉部となっており、
前記所定の直径は、前記第二係止部の内接円よりも小さく、且つ、前記各スラストニードルの転動面の外接円よりも大きいこと
を特徴とする組合せニードル軸受。

本発明の組合せニードル軸受によれば、スラスト軸受の第二スラスト軌道輪の第二筒状フランジとバックアップレースの干渉の心配が無いため、量産品の流用などが可能となり、設計上の自由度が増すことができる。

本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。 本発明の実施の形態の第３例を示す断面図。 従来構造の１例を示す断面図。

［実施の形態の第１例］
図１は、図４に示す従来構造の組合せニードル軸受１のスラスト軸受３の代わりに構造の異なるスラスト軸受３ａを用いた、本発明の実施の形態の第１例である組合せニードル軸受１ａを示している。より具体的には、複数のスラストニードル１１、１１と、スラスト保持器１２ａと、第二スラスト軌道輪１０ａと、から成る量産品を用いたスラスト軸受ユニットを用いることを可能とした組合せニードル軸受１ａを示している。なお、従来構造と同じ構成には同じ符号を付け、説明を簡略化する。

スラスト保持器１２ａは、円環状の２枚の金属板からなり、複数のスラストニードル１１、１１を挟持した状態でこの２枚の金属板をカシメ結合して成る。そして、スラストニードル１１、１１の軌道面を持つ第二スラスト軌道輪１０ａは、本体部分となる平坦な円輪状部分の外径側端部を軸方向他端側に向けて直角に折り曲げる事により、短円筒状の第二筒状フランジ１６ａを設けている。更に、この第二筒状フランジ１６ａの先端部の円周方向複数箇所（例えば３〜４箇所）を径方向内方に曲げ形成して（突出させて）、第二係止部２１ａを形成している。これら各第二係止部２１ａの内接円の直径は、前記スラスト保持器１２ａの外径よりも少しだけ小さくなっており、スラストニードル１１、１１と、スラスト保持器１２ａと、第二スラスト軌道輪１０ａとが分離しないよう一体となっている。

そして、従来構造と同様、第一スラスト軌道輪８とスラストニードル１１、１１の間には、軸方向一端側にスラストニードル１１、１１の軌道面をもつバックアップレース１５ａが設けられており、バックアップレース１５ａの径方向内端部と前記スラスト鍔部１７との間で、第二ラジアル軌道輪５のうちの内輪軌道１４を形成した部分を軸方向両側から緩く（隙間を開けて）挟む事により、第一ラジアル軌道輪４、第二ラジアル軌道輪５の軸方向に関する相対変位を抑えている。この構成により、ラジアル軸受２の構成各部材同士の分離防止が図られる。

ここで、第二スラスト軌道輪１０ａの第二筒状フランジ１６ａは、スラストニードル１１の軸方向他端側よりも突出している。そのため、従来構成のバックアップレース１５では、干渉してしまう。そこで、本実施形態のバックアップレース１５ａは、第二円筒状フランジ１６ａが干渉しないように、所定の直径よりも径の大きな部分が、軸方向一端側が凹んだ薄肉部２２ａとなっている。この所定の直径は、第二係止部２１ａの内接円よりも小さく、かつ、各スラストニードル１１、１１の転動面の外接円よりも大きい。また、薄肉部２２ａの軸方向に凹んだ深さは、第二筒状フランジ１６ａがスラストニードル１１の軸方向他端側よりも突出している突出長さよりも深い。

このようなバックアップレース１５ａを用いることにより、第二筒状フランジ１６ａがスラストニードル１１の軸方向他端側よりも突出していたとしても、組合せニードル軸受１ａの構成部品として流用可能となる。また、この構成に限定されず、図４に示す従来技術の組み合せニードル軸受１に用いているスラスト保持器１２であっても問題なく使用することができる。さらに、図４に示す従来技術の組み合せニードル軸受１に用いている、スラストニードル１１、１１と、スラスト保持器１２と、第二スラスト軌道輪１０と、から成るスラスト軸受ユニットであっても、問題なく使用することができる。このように、設計時に、安価な量産品を流用することが可能となり、また、その選択範囲も広がるため、設計上の自由度が増す。

［実施の形態の第２例］
図２は、本発明の実施の形態の第２例である組合せニードル軸受１ｂを示している。第１例との違いは、本例の組合せニードル軸受１ｂは、第二ラジアル軌道輪５を持たない構成であり、実施の形態の第１例の第二ラジアル軌道輪５の内輪軌道１４に相当する構成は、本実施例の組合せニードル軸受１ｂを組み込む軸側に設けられている。

ラジアル軸受２ｂのスラスト鍔部１７ｂは、実施の形態の第１例のスラスト鍔部１７とは、内径のみが異なる。スラスト鍔部１７ｂの内径は、ラジアル保持器７の軸方向移動を制限するためにラジアル保持器７の軸方向他端側端面の内径よりも小さく、相手軸との干渉を避けるために各ラジアルニードル６の転動面の内接円よりも大径である。

同じく、バックアップレース１５ｂは、実施の形態の第１例のバックアップレース１５ａとは、内径のみが異なる。バックアップレース１５ｂの内径は、ラジアル保持器７の軸方向移動を制限するためにラジアル保持器７の軸方向一端側端面の内径よりも小さく、相手軸との干渉を避けるために各ラジアルニードル６の転動面の内接円よりも大径である。バックアップレース１５ｂには、バックアップレース１５ａと同様の薄肉部２２ａが設けられている。

この様な構成をとることにより、第二ラジアル軌道輪５を持たない構成であっても、実施の形態の第１例と同様に設計上の自由度を増すことができる。

［実施の形態の第３例］
図３は、本発明の実施の形態の第３例である組合せニードル軸受１ｃを示している。第２例の構成との違いは、バックアップレース１５ｃの形状のみである。バックアップレース１５ｂの薄肉部２２ａは軸方向一端側のみが凹んでいるが、本実施例の場合、バックアップレース１５ｃの薄肉部２２ｃは、軸方向両面が凹んでいる。これにより、バックアップレース１５ｃの方向性がなくなり、組み立て性が向上する。なお、図示していないが、第二ラジアル軌道輪を持つ組合せニードル軸受の場合には、バックアップレース１５ａの両面に凹部を設けることにより、同様の効果を得ることが出来る。

以上説明したように、本発明の組合せニードル軸受は、スラスト軸受の第二スラスト軌道輪の第二筒状フランジとバックアップレースの干渉の心配が無いため、スラスト軸受ユニットに量産品を流用することが可能となり、設計上の自由度が増すことができるので、例えば自動車用変速機等の回転支持部に組み込まれるラジアル・スラスト組合せニードル軸受として好適に採用することができる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 組合せニードル軸受
２、２ｂ ラジアル軸受
３、３ａ スラスト軸受
４ 第一ラジアル軌道輪
５ 第二ラジアル軌道輪
６ ラジアルニードル
７ ラジアル保持器
８ 第一スラスト軌道輪
９ 筒状フランジ
１０、１０ａ 第二スラスト軌道輪
１１ スラストニードル
１２、１２ａ スラスト保持器
１３ 外輪軌道
１４ 内輪軌道
１５、１５ａ、１５ｃ、 バックアップレース
１６、１６ａ 第二筒状フランジ
１７、１７ｂ スラスト鍔部
１８ 第一係止部
１９ 小径段部
２０ 段差面
２１、２１ａ 第二係止部
２２ａ、２２ｃ、２２ｄ 薄肉部

Claims (1)

1. 内周面に外輪軌道を持つ円筒状部分と、前記円筒状部分の軸方向他端部を径方向内方に向け直角に折り曲げて内向フランジ状としたスラスト鍔部と、を備えるラジアル軌道輪と、
   前記ラジアル軌道輪の径方向内側にラジアル保持器によって転動自在に保持された複数のラジアルニードルと、
   前記ラジアル軌道輪の軸方向一端側部分を径方向外方に向け直角に折り曲げて外向フランジ状とした円輪状部分と、前記円輪状部分の径方向外端部を軸方向一端側に向け直角に折り曲げて短円筒状とした筒状フランジと、前記筒状フランジの先端部の円周方向複数箇所を径方向内方に曲げ形成した第一係止部と、を備える第一スラスト軌道輪と、
   前記第一スラスト軌道輪の円輪状部分の軸方向一端側に設けられた円輪状のバックアップレースと、
   平坦な円輪状の本体部分と、この本体部分の外径側端部を軸方向他端側に折り曲げて短円筒状とした第二筒状フランジと、この第二筒状フランジの先端部の円周方向複数箇所を径方向内方に曲げ形成した第二係止部と、を備える第二スラスト軌道輪と、
   前記バックアップレースと前記第二スラスト軌道輪との間にあってスラスト保持器によって転動自在に保持された複数のスラストニードルと、
   を備えた組合せニードル軸受において、
   前記バックアップレースは、所定の直径よりも径の大きな部分が、軸方向一端側が凹んだ薄肉部となっており、
   前記所定の直径は、前記第二係止部の内接円よりも小さく、且つ、前記各スラストニードルの転動面の外接円よりも大きいこと
   を特徴とする組合せニードル軸受。
   
   
   

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