JP2022038336A - ラジアルころ軸受用保持器及びラジアルころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑性能を確保しながら、必要以上の過剰な潤滑油を軸受外に排出して、軸受における潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるラジアルころ軸受用保持器及びラジアルころ軸受を提供する。【解決手段】ラジアルころ軸受用保持器２０は、円環状の一対のリム部２１と、一対のリム部２１の間を連結して周方向に所定の間隔で設けられる複数の柱部２２と、を有し、柱部２２の外周面の軸方向中央部に、周方向に延びる周溝３１が形成され、一対のリム部２１及び柱部２２の外周面に、周溝３１から軸方向外側に傾斜して延びる一対の傾斜溝３２が形成され、一対の傾斜溝３２は、軸方向内端３２ａが周溝３１に連通し、軸方向外端３２ｂがリム部２１の軸方向外端面に開口する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車両の変速ギア支持部及びシャフト支持部等に装着されるラジアルころ軸受用保持器及びラジアルころ軸受に関する。

近時、各種産業機械や自動車の変速機（トランスミッション）等の回転部分には、ラジアルころ軸受が多用されている。そして、ラジアルころ軸受においては、軸受の内部空間に必要量の潤滑油を存在させて、各ころの転動面と軌道面との転がり接触部に十分な油膜を形成することにより、回転トルクの低減と転がり疲れ寿命の確保とを図っている。ラジアルころ軸受が使用される変速機においては、従来から、給油ポンプから吐出される潤滑油の流れ方向に関して複数の軸受を配列して、潤滑油が各軸受の間を上流側から下流側に向けて順番に循環することにより、各軸受を潤滑することが行われている。
このような潤滑構造では、適正量の潤滑油がラジアルころ軸受の内部空間（外輪軌道と、内輪軌道との間に存在する円筒状空間）を流通する必要があるが、軸受の潤滑に必要な油量を超える過剰な潤滑油が軸受内部に滞留することが、軸受における潤滑油の攪拌抵抗を増大させ、回転トルクを上昇させる原因となっていた。

従来のラジアルころ軸受として、円環状の一対のリム部と、一対のリム部を軸方向に連結して、周方向に所定の間隔で設けられる複数の柱部と、を有する保持器を備え、保持器の柱部の外周面又は内周面に軸方向に延びる溝が形成されるものが知られている（例えば、特許文献１～３参照）。

特開２００６－２８３９３３号公報 特開２０１５－１０２１３６号公報 特許第４８４０２５０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のラジアルころ軸受では、柱部の溝に溜まった潤滑剤を遠心力により外輪軌道面に供給して安定した潤滑性能を確保できるものの、必要以上の潤滑油が供給された場合には、軸受の内部空間に滞留する過剰な潤滑油を軸受外に確実に排出できる、更なる排油性の向上が求められていた。

また、上記特許文献２、３に記載のラジアルころ軸受では、柱部に溝を形成することにより、潤滑油が軸受内部を軸方向に通過する際の抵抗を低減できるものの、上記と同様、更なる排油性の向上が求められていた。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、潤滑性能を確保しながら、必要以上の過剰な潤滑油を軸受外に排出して、軸受における潤滑油の攪拌抵抗を低減することができるラジアルころ軸受用保持器及びラジアルころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）円環状の一対のリム部と、前記一対のリム部の間を連結して周方向に所定の間隔で設けられる複数の柱部と、を有し、互いに隣り合う前記柱部と前記一対のリム部とによりころを回転可能に保持するための複数のポケットを構成する、ラジアルころ軸受用保持器であって、前記柱部の周面の軸方向中央部に、周方向に延びる周溝が形成され、前記一対のリム部及び前記柱部の周面に、前記周溝から軸方向外側に傾斜して延びる一対の傾斜溝が形成され、前記一対の傾斜溝は、軸方向内端が前記周溝に連通し、軸方向外端が前記リム部の軸方向外端面に開口する、ラジアルころ軸受用保持器。
（２）前記一対の傾斜溝は、前記周溝を中心に径方向視においてＶ字状に配置され、前記一対の傾斜溝の軸方向内端は保持器回転方向前側に配置され、前記一対の傾斜溝の軸方向外端は保持器回転方向後側に配置される、（１）に記載のラジアルころ軸受用保持器。
（３）前記一対の傾斜溝は、前記周溝に対して所定の角度で交差する、１本の直線状又は２本の平行線状に配置される、（１）に記載のラジアルころ軸受用保持器。
（４）前記一対の傾斜溝の軸方向内端は、前記周溝及び前記ポケットの両方に連通する、（２）又は（３）に記載のラジアルころ軸受用保持器。
（５）（１）～（４）のいずれか１つに記載のラジアルころ軸受用保持器と、複数のころと、を備えるラジアルころ軸受、

本発明によれば、保持器の柱部の周面の軸方向中央部に、周方向に延びる周溝が形成され、一対のリム部及び柱部の周面に、周溝から軸方向外側に傾斜して延びる一対の傾斜溝が形成され、一対の傾斜溝は、軸方向内端が周溝に連通し、軸方向外端がリム部の軸方向外端面に開口する。このため、軸受の回転に伴い保持器が回転することにより、保持器の周辺の潤滑油が周溝及び一対の傾斜溝を通じて軸受外に排出される。これにより、潤滑性能を確保しながら、必要以上の過剰な潤滑油を軸受外に排出して、軸受における潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。

本発明に係るラジアルころ軸受用保持器及びラジアルころ軸受の一実施形態を示す断面図である。 図１に示すラジアルころ軸受用保持器の斜視図である。 図２に示すラジアルころ軸受用保持器の一部を拡大して示す展開図である。 ラジアルころ軸受用保持器の一実施形態の第１変形例を示す展開図である。 ラジアルころ軸受用保持器の一実施形態の第２変形例を示す展開図である。 ラジアルころ軸受用保持器の一実施形態の第３変形例を示す展開図である。

以下、本発明に係るラジアルころ軸受用保持器及びラジアルころ軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以降の説明において、軸方向、径方向、及び周方向とは、ころ軸受及び保持器の軸方向、径方向、及び周方向である。

本実施形態のラジアルころ軸受（以下、単に「ころ軸受」とも言う）１０は、図１に示すように、ケージアンドローラであり、ハウジング１１の内周面とシャフト１２の外周面との間に転動可能に設けられる複数のニードルころ１３と、複数のニードルころ１３を周方向に略等間隔に保持するラジアルころ軸受用保持器（以下、単に「保持器」とも言う）２０と、を備える。ころ軸受１０は、ハウジング（外輪相当部材）１１に対して、シャフト（内輪相当部材）１２を回転可能に支持している。ころ軸受１０を潤滑する潤滑油は、ころ軸受１０の軸方向端部の内径側から供給され（図１の実線矢印参照）、ころ軸受１０の内部を通過した後、反対側の軸方向端部から排出される。なお、ラジアルころ軸受１０は、外輪及び内輪を備える円筒ころ軸受やニードルころ軸受などであってもよい。
また、シャフト１２を回転しない固定軸として、ころ軸受１０が、シャフト１２に対して外輪相当部材（ハウジング１１）を回転可能に支持する構成とすることもできる。この場合、回転しないシャフト１２の内部に油路を形成することにより、潤滑油は、ころ軸受１０の軸方向中央部となるシャフト１２の外周面から供給され（図１の破線矢印参照）、ころ軸受１０の軸方向両端側から排出される。

保持器２０は、図１及び図２に示すように、円環状の一対のリム部２１と、一対のリム部２１の間を軸方向に連結して周方向に所定の間隔で設けられる複数の柱部２２と、を有し、円筒状に形成されている。そして、互いに隣り合う柱部２２と一対のリム部２１とにより構成される複数のポケット２３で複数のニードルころ１３を転動可能に保持する。また、保持器２０は合成樹脂製である。保持器２０は、外輪案内であり、保持器２０（リム部２１及び柱部２２）の外周面は、ハウジング１１の内周面に近接対向している。

そして、図２及び図３に示すように、柱部２２の外周面の軸方向中央部には、周方向に延びる周溝３１が形成されている。周溝３１は、柱部２２の全周に亘り形成され、柱部２２の周方向両側に形成された各ポケット２３を連通させている。周溝３１の周方向両端は、各ポケット２３の周方向側面にそれぞれ開口している。また、一対のリム部２１及び柱部２２の外周面には、周溝３１から軸方向外側に傾斜して延びる一対の傾斜溝３２が形成されている。周溝３１の溝幅及び溝深さを傾斜溝３２の溝幅及び溝深さよりも大きくすることにより、周溝３１の断面積を傾斜溝３２の断面積よりも大きくしている。なお、周溝３１及び一対の傾斜溝３２は、一対のリム部２１及び柱部２２の内周面に形成されてもよい。

一対の傾斜溝３２は、軸方向内端３２ａが周溝３１に連通し、軸方向外端３２ｂがリム部２１の軸方向外端面に開口するように形成されている。また、本実施形態では、一対の傾斜溝３２は、周溝３１を中心に径方向視においてＶ字状（一対の傾斜溝３２は、周溝３１に関して線対称）に配置される。この場合、一対の傾斜溝３２の軸方向内端３２ａは保持器回転方向（図２の矢印Ｒ参照）前側に配置され、一対の傾斜溝３２の軸方向外端３２ｂは保持器回転方向後側に配置される。傾斜溝３２は、周溝３１に対して角度θで接続しており、この角度θは、６０度以上且つ８８度以下の範囲に設定している（６０°≦θ≦８８°）。

以上説明したように、本実施形態のころ軸受１０によれば、保持器２０の柱部２２の外周面の軸方向中央部に、周方向に延びる周溝３１が形成され、一対のリム部２１及び柱部２２の外周面に、周溝３１から軸方向外側に傾斜して延びる一対の傾斜溝３２が形成され、一対の傾斜溝３２の軸方向内端３２ａが周溝３１に連通し、一対の傾斜溝３２の軸方向外端３２ｂがリム部２１の軸方向外端面に開口する。このため、ころ軸受１０の回転に伴い保持器２０が回転することにより、保持器２０の周辺の潤滑油が周溝３１及び一対の傾斜溝３２を通じて軸受外に排出される。これにより、潤滑性能を確保しながら、必要以上の過剰な潤滑油を軸受外に排出して、ころ軸受１０における潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。即ち、周溝３１の溝端（周方向端部）がポケット２３の周方向側面に開口しているので、ポケット２３の内部に過剰に存在する潤滑油は、保持器２０の回転に伴い、上記開口から周溝３１の内部に移動する。周溝３１に集められた潤滑油は、周溝３１に連通する軸方向内端３２ａから一対の傾斜溝３２に移動した後、保持器２０の回転に伴い、傾斜溝３２の内部を軸方向外側に向かって移動する。そして、傾斜溝３２の軸方向外端３２ｂに到達した潤滑油は、リム部２１の開口から軸受外に排出される。このように、ポケット２３の内部に滞留して攪拌抵抗を増大させる過剰な潤滑油は、周溝３１から一対の傾斜溝３２を通過して軸受外に排出される。従って、ポケット２３の内部に存在する潤滑油の油量を、ころ軸受１０（ニードルころ１３）の潤滑に必要な最適な油量に保ち、潤滑油の攪拌抵抗を低減することができる。
また、保持器２０の柱部２２の外周面は、ハウジング１１の内周面に近接対向しており、一対の傾斜溝３２を通過する潤滑油の一部は、外輪軌道面に相当するハウジング１１の内周面に塗布されるので、ころ軸受１０の潤滑性能を確保することができる。さらに、周溝３１は柱部２２の周方向両側に位置するポケット２３を連通させているので、保持器２０に形成された複数のポケット２３の内部に存在する潤滑油の油量を平準化して、安定した潤滑性能を可能としている。

また、本実施形態のころ軸受１０によれば、一対の傾斜溝３２が、周溝３１を中心に径方向視においてＶ字状に配置されるため、保持器２０の回転に伴って一対の傾斜溝３２内の潤滑油を軸方向外側に誘導して、潤滑油を軸受外に効率良く排出することができる。

次に、図４を参照して、本実施形態の第１変形例を説明する。本変形例では、一対の傾斜溝３２の軸方向内端３２ａが、周溝３１及びポケット２３の両方に連通するように形成されている。さらに、一対の傾斜溝３２の角度θを大きく設定できるので、ポケット２３内の潤滑油が軸受外に更に排出されやすくなる。

次に、図５を参照して、本実施形態の第２変形例を説明する。本変形例では、一対の傾斜溝３２が、周溝３１に対して所定の角度で交差する１本の直線状に配置されている。
図５において、保持器２０が上方向に回転した場合、ポケット２３の内部の潤滑油は、周溝３１の上端部（保持器回転方向前側）開口に流入し、柱部２２の右側に形成された傾斜溝３２から軸受外に排出される。一方、保持器２０が下方向に回転した場合、ポケット２３の内部の潤滑油は、周溝３１の下端部（保持器回転方向前側）開口に流入し、柱部２２の左側に形成された傾斜溝３２から軸受外に排出される。この場合、保持器２０の回転方向が限定されないため、保持器２０の組み込みを容易に行うことができる。

次に、図６を参照して、本実施形態の第３変形例を説明する。本変形例では、一対の傾斜溝３２が、周溝３１に対して所定の角度で交差する２本の平行線状に配置されている。一対の傾斜溝３２の軸方向内端３２ａは、周溝３１及びポケット２３の両方に連通するように形成されている。さらに、一対の傾斜溝３２の各軸方向内端３２ａは、柱部２２の周方向両側に位置する各ポケット２３に、それぞれ連通している。また、周溝３１の溝深さを一対の傾斜溝３２の溝深さよりも小さくして柱部２２の強度を向上させている。これにより、柱部２２の周方向幅寸法を小さくできるため、ニードルころ１３の個数を増やして負荷容量を増大させることができる。この場合、保持器２０の回転方向が限定されないため、保持器２０の組み込みを容易に行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、周溝と傾斜溝の溝深さは、同じでもよいし、異ならせてもよい。また、傾斜溝の溝深さは、軸方向全体に亘って同じでもよいし、軸方向外側に向かって浅くなるようにしてもよい。また、周溝と傾斜溝の溝幅は、同じでもよいし、異ならせてもよい。また、周溝の溝幅は、周方向全体に亘って同じでもよいし、傾斜溝との連結部分の周方向前後で異ならせてもよい。

１０ ラジアルころ軸受
１１ ハウジング
１２ シャフト
１３ ニードルころ
２０ ラジアルころ軸受用保持器（保持器）
２１ リム部
２２ 柱部
２３ ポケット
３１ 周溝
３２ 傾斜溝
３２ａ 傾斜溝の軸方向内端
３２ｂ 傾斜溝の軸方向外端

Claims (5)

1. 円環状の一対のリム部と、前記一対のリム部の間を連結して周方向に所定の間隔で設けられる複数の柱部と、を有し、互いに隣り合う前記柱部と前記一対のリム部とによりころを回転可能に保持するための複数のポケットを構成する、ラジアルころ軸受用保持器であって、
   前記柱部の周面の軸方向中央部に、周方向に延びる周溝が形成され、
   前記一対のリム部及び前記柱部の周面に、前記周溝から軸方向外側に傾斜して延びる一対の傾斜溝が形成され、
   前記一対の傾斜溝は、軸方向内端が前記周溝に連通し、軸方向外端が前記リム部の軸方向外端面に開口する、ラジアルころ軸受用保持器。
2. 前記一対の傾斜溝は、前記周溝を中心に径方向視においてＶ字状に配置され、
   前記一対の傾斜溝の軸方向内端は保持器回転方向前側に配置され、前記一対の傾斜溝の軸方向外端は保持器回転方向後側に配置される、請求項１に記載のラジアルころ軸受用保持器。
3. 前記一対の傾斜溝は、前記周溝に対して所定の角度で交差する、１本の直線状又は２本の平行線状に配置される、請求項１に記載のラジアルころ軸受用保持器。
4. 前記一対の傾斜溝の軸方向内端は、前記周溝及び前記ポケットの両方に連通する、請求項２又は３に記載のラジアルころ軸受用保持器。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載のラジアルころ軸受用保持器と、複数のころと、を備えるラジアルころ軸受。

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