JP5334789B2 - 転がり軸受 - Google Patents

Description

この発明は、ころ軸受からなる転がり軸受に関し、特に、フレッティングや運転中の異音の発生を防止した保持器の改良に関する。

保持器付き針状ころ軸受は、軽量コンパクトであることから、自動車をはじめ、各種産業機械に幅広く使用されている。例えば、自動車用トランスミッションにおいて、アイドラー軸受として保持器付き針状ころ軸受が使用されている。この軸受の保持器形式には一体形と割形とがあるが、フレッティング防止対策として割形のものを使用することが好ましい。

すなわち、この種アイドラー軸受では、変速ギヤが噛合うと、変速ギヤと軸とは一体になって回転するため、軸受の相対回転が零となる。そのため、各ころがその軌道面となるギヤの内径面および軸の外径面と常に同じ位置で荷重を負荷し微小振動することになって、磨耗が生じやすくなり、軌道面の全周にころのピッチで波板状の凹み部分、いわゆるフレッティング磨耗が発生することがある。

保持器を割形とした場合は、その割り部の周方向隙間によって非負荷領域の保持器半体に相対回転が発生し、そのためフレッティングが防止される。

しかし、前記のように保持器を二つ割りにした軸受では、軸方向に組込み可能な形態においても、２つの保持器半体を別々に組み込まなくてはならない。しかも、組立作業時に保持器を軸に組み付けた後、変速ギヤ等を組み付ける際に、保持器を手で押えるか治具で固定しておかないと脱落してしまう不具合があり、作業効率が著しく悪い。また、２個の保持器半体に分離されているために、部品点数が多くなって、保管や運搬にも不便という問題点がある。

これらの課題を解決するものとして、以下に挙げる技術が知られている。
（１）保持器を一対の保持器半体に分割し、これら両保持器半体を周方向の両端で互いに接着剤により接着し、運転に伴う温度上昇で接着剤を溶融させる（特許文献１）。
（２）保持器を一対の保持器半体に分割し、これら両保持器半体を周方向の両端で仮止め部材により結合する。仮止め部材の材質は、潤滑油に対する親和性があり可溶性の樹脂とする（特許文献２）。
（３）保持器を例えば一対の保持器半体に分割し、これら両保持器半体の一端部間を溶接により仮止めし、その仮止め部を運転中の応力により破壊させる（特許文献３）。
（４）保持器を例えば一対の保持器半体に分割し、これら両保持器半体を互いに軸方向にずらした状態て連結しておき、組み込み時に押圧してずれを解消する（特許文献４）。

実開平５−１９６５２号公報 実開平５−８９９５２号公報 特開平７−１２７６４５号公報 特開２００９−８５４０１号公報

しかし、特許文献１，２に開示の技術は、運転時の温度や潤滑油によって保持器を分割させるものであり、例えば運転温度が低い場合や潤滑油が十分供給されない場合などにおいては、保持器が分割状態にならない場合がある。また、特許文献３，４に開示の技術のように、破壊によって保持器を２分割したり押圧により２つの保持器半体の軸方向位置を揃える場合は、破壊や押圧の際に破片が発生し、この破片を軸受等が噛み込んでしまい、異常振動や軸受破損、ひいてはトランスミッションの機能停止を招くことにもなる。

この発明の目的は、安価かつ組立容易で、運転状況などに依存せずに確実に割形として機能できてフレッティング防止を図ることができる転がり軸受を提供することである。

この発明の転がり軸受は、保持器が、複数のころ収納用のポケットをそれぞれ有する２個以上の円弧状部材を、円周方向に連ねてリング状に配置し、この連ねた円弧状部材を止め輪で非分離に連結したものであることを特徴とする。
この構成によると、自動車トランスミッションへの組込み時においては、２個以上の円弧状部材が止め輪によってリング状に連結された１個の部品として取り扱える。そのため、軸に挿入後、保持器を脱落しないように押えながらギヤを組み立てる必要がなく、作業性が著しく向上する。また、保持器を取付けた後、すぐにギヤを取付ける必要がなく、作業手順の自由度が増す。
上記保持器を軸に組み込んだ状態で、各円弧状部材間の割り部には周方向隙間が生じていなくても回転すると各円弧部材は遠心力でお互い離れる方向に移動するため、周方向隙間が生じる。その周方向隙間だけ各円弧状部材は互いに周方向への移動が自由になる。したがって、この保持器を用いたころ軸受に荷重が負荷された状態で、軸とギヤが一体となって回転する場合、非負荷領域にある円弧状部材は駆動力が失われて、回転が遅れる。また、円弧状部材が負荷域に突入する際、ラジアル隙間が正から零となるため、円弧状部材のポケットに収納されたころにブレーキがかかり、回転が遅れる。すなわち、軸およびギヤに対する円弧状部材の相対回転が生じる。そのため、フレッティングの発生が防止される。
以上のことから、安価かつ組立容易で、運転状況などに依存せずに確実に割形として機能できてフレッティング防止を図ることができる。

この保持器は、軸への未組み込み状態では、前記止め環で連結された各円弧状部材の端面が隣りの円弧状部材と接していて、軸へ組み込んだ状態では、前記各円弧状部材が前記止め輪の弾性復元力に抗して外径側に変位し、隣合う円弧状部材間の割り部に周方向隙間が生じるようにし、前記各円弧状部材は、前記周方向隙間だけ互いに円周方向への移動を許す。なお、軸へ組み込んだ状態では、円弧状部材のポケットに収容されたころが軸に転接し、ころピッチがポケットで規制されるため、円弧状部材が外径側へ変位する。

この発明において、前記保持器の前記各円弧状部材が、軸方向両端の円弧状部と、これら円弧状部間にわたり円周方向の複数箇所に設けられて隣り合うポケットを仕切る柱部とでなり、前記円弧状部の外周面に円周方向に延びる溝部を形成し、この溝部に前記止め輪を嵌め込んでも良い。

この発明において、前記保持器の前記止め輪を、前記円弧状部の外周面よりはみ出さないように前記溝部に嵌め込むのが望ましい。このように、円弧状部材の溝部に嵌め込んだ止め輪を、その溝部が形成される円弧状部材の円弧状部の外周面よりはみださないようにすると、ギヤへの組込みにおいて、止め輪が他の部材と干渉せず、組込みを容易に行うことができる。

この発明において、前記保持器の前記止め輪は線材をＣ字状に曲げ形成してなるものとしても良い。このように、線材をＣ字状に曲げ形成して止め輪とすると、安価に製作でき、ころ軸受の動作時において、円弧状部材が止め輪に沿って相対回転しやすくなる。

この発明において、前記保持器の前記止め輪を、その割り口が、前記各円弧状部材間の割り部から円周方向にずれた位置となるように前記溝部に嵌め込むのが望ましい。これにより、ころ軸受用保持器の一体化力が強まり、各円弧状部材が互いに軸方向にずれるのを防止することができる。

この発明において、前記保持器の前記溝部を前記各円弧状部材の両円弧上部の外周面に形成し、これら両溝部に、線材をＣ字状に曲げ形成してなる一対の前記止め輪を、互いの割り口が円周方向にずれた位置となるようにそれぞれ嵌め込むのが望ましい。これにより、円弧状部材が相対回転して、それらの割り部が一方の止め輪の割り口と一致した場合にも、他方の止め輪の割り口は円弧状部材の割り部からずれた周方向位置となる。その結果、円弧状部材の相対回転において、円弧状部材が止め輪により円滑にガイドされる。すなわち、互いの止め環の割り口が幅面から見て同じ位置であり、円弧状部材の割り口と重なった場合、円弧状部材が軸方向にずれ、止め環の端面が円弧状部材の端面に引っ掛かって保持器の相対回転が停止する懸念があるが、上記のように両止め環の割り口をずらせることで、この懸念がなくせる。

この発明において、前記保持器の前記円弧状部材は板材を曲げ形成してなるものであっても良い。これにより、円弧状部材を安価に製造することができる。

この発明において、前記保持器の前記各円弧状部材は互いに同一形状であっても良い。これにより、ころ軸受用保持器を安価に製造することができる。

この発明の転がり軸受は、トランスミッションのアイドラー軸受となるものとしても良い。

参考提案例のころ軸受用保持器は、複数のころ収納用のポケットをそれぞれ有する２個以上の円弧状部材を、円周方向に連ねてリング状に配置し、この連ねた円弧状部材を止め輪で非分離に連結したことを特徴とする。
この構成によると、安価かつ組立容易で、運転状況などに依存せずに保持器が確実に割形として機能できてフレッティング防止を図ることができる。

この発明の転がり軸受は、保持器が複数のころ収納用のポケットをそれぞれ有する２個以上の円弧状部材を、円周方向に連ねてリング状に配置し、この連ねた円弧状部材を止め輪で非分離に連結し、前記保持器は、軸への未組み込み状態では、前記止め環で連結された各円弧状部材の端面が隣りの円弧状部材と接していて、軸へ組み込んだ状態では、前記各円弧状部材が前記止め輪の弾性復元力に抗して外径側に変位し、隣合う円弧状部材間の割り部に周方向隙間が生じるようにし、前記各円弧状部材は、前記周方向隙間だけ互いに円周方向への移動を許すものであるため、安価かつ組立容易で、運転状況などに依存せずに確実に割形として機能できてフレッティング防止を図ることができる。

この発明の一実施形態にかかる転がり軸受の保持器の斜視図である。 （Ａ）は同ころ軸受用保持器の要部拡大側面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるII−II矢視断面図である。 同保持器の分解斜視図である。 同保持器の止め輪の正面図である。 同保持器の正面図である。 同保持器の他の構成例の正面図である。 同保持器にころを組み込んだ状態を示すころ軸受の正面図である。 同保持器にころを組み込んだ状態を示すころ軸受の正面断面図である。 同保持器にころを組み込んだ状態を示すころ軸受の部分破断側面図である。 同保持器を用いたころ軸受の正面断面図である。 同保持器付きころ軸受をアイドラー軸受として用いた自動車用トランスミッションの一部を示す断面図である。

この発明の一実施形態を図１ないし図１１と共に説明する。この転がり軸受における保持器１は、複数のころ収納用のポケット３を有する２個の円弧状部材２Ａ，２Ｂを、円周方向に連ねてリング状に配置し、この連ねた円弧状部材２Ａ，２Ｂを止め輪４で非分離に連結したものである。ここでは２個の円弧状部材２Ａ，２Ｂを用いているが、連ねてリング状となる２個以上の円弧状部材を用いても良い。

各円弧状部材２Ａ，２Ｂは、図２のように、軸方向両端の円弧状部２ａと、これら両円弧状部２ａ、２ａ間にわたり円周方向の複数箇所に設けられて隣り合うポケット３を仕切る柱部２ｂとでなる。柱部２ｂは、保持器外径面側において、長さ方向の中間部分に凹み部２ｂａを有し、この凹み部２ｂａにより、両端部分よりも中間部分が細くなっている。但し、これは断面形状の一例であり、V形やM形等断面の形状は問わない。なお、各柱部２ｂのポケット３の内面は、ころを内外の両側に対して抜け止めする断面形状とし、ころにより保持器１を案内可能としても良く、また内外のいずれかの方向にだけ抜け止めする形状、または抜け止め無しとする形状のいずれとしても良い。また、保持器１は、外径面が外輪に接して案内される外輪案内形式、およびころによって案内される転動体案内形式のいずれとしても良い。ポケット３のピッチは、一定であっても、また不等ピッチであっても良い。前記両円弧状部２ａ，２ａの外周面には、円周方向に延びる溝部５がそれぞれ形成され、これら両溝部５に一対の止め輪４，４が嵌め込まることで、２個の円弧状部材２Ａ，２Ｂが非分離に連結される。止め輪４は、前記円弧状部２ａの外周面よりはみ出さないように前記溝部５に嵌め込まれる。

止め輪４は、図４に正面図で示すように、線材をＣ字状に曲げ形成してなる。前記線材には、例えば鋼線等の弾性を有する断面円形のものが用いられる。止め輪４は、円弧状部材２Ａ，２Ｂへの未装着の自然状態で、割り口４ａが開いた状態となるものであっても、また割り口４ａが隙間のない閉じ状態となるものであっても良い。
円弧状部材２Ａ，２Ｂは、鋼板等の金属製の板材を曲げ成形してなる。これにより、円弧状部材２Ａ，２Ｂを安価に製造することができる。ここでは、各円弧状部材２Ａ，２Ｂは、互いに同一形状に形成されている。これにより、ころ軸受用保持器１を安価に製造することができる。なお、円弧状部材２Ａ，２Ｂは、樹脂製やセラミックス製等であっても良い。

また、図１および図３に示すように、止め輪４は、その割り口４ａが、各円弧状部材２Ａ，２Ｂ間の割り部から円周方向にずれた位置となるように、前記溝部５に嵌め込まれる。これにより、ころ軸受用保持器１の一体化力が強まり、各円弧状部材２Ａ，２Ｂが互いに軸方向にずれるのを防止できる。また、一対の止め輪４，４は、互いの割り口４ａが円周方向にずれた位置となるように、前記両溝部５にそれぞれ嵌め込まれる。

図１および図５では、止め輪４で連結された２個の円弧状部材２Ａ，２Ｂ間の割り部に周方向隙間Ｓが生じているが、これはこのころ軸受用保持器１を軸に組み込んだときの状態を示したものである。実際には、軸に組み込む前の状態では、止め輪４の弾性収縮力により、２個の円弧状部材２Ａ，２Ｂは内径側に押されて、その内周が軸の外径より内側となる径方向位置で互いに連結され、図６のように、各円弧状部材２Ａ，２Ｂの互いに対向し合う端部同士が接触している。つまり、２個の円弧状部材２Ａ，２Ｂ間の割り部には周方向隙間Ｓが生じていない状態にある。以下、図７および図８においても同様である。図７は前記保持器１の各ポケット３にころを収納した正面図を、図８はその断面図を、図９はその部分断面図をそれぞれ示す。
また、ころ軸受用保持器1を軸に組み込んだ際、円弧状部材2A、2B間の割り部に周方向隙間Sはなくても良い。回転すると各円弧部材は遠心力でお互い離れる方向に移動するため、周方向隙間が生じる。

図１０はこの保持器１を用いた転がり軸受である保持器付きころ軸受７の断面図を示し、図１１はそのころ軸受７をアイドラ−軸受として用いた自動車用トランスミッションのシンクロ機構１０の断面図を示す。この保持器付きころ軸受７は、内輪となる回転軸８と外輪９の間にころ６を保持した前記保持器１を配置してなる。図１１のトランスミッションでは、前記外輪９がアイドラーギヤからなる。

この構成の保持器付きころ軸受７によると、トランスミッションへの組込み時においては、２個以上の円弧状部材２Ａ，２Ｂが止め輪４によってリング状に連結された１個の部品として取り扱える。そのため、保持器１を脱落しないように押えながら外輪（ギヤ）９を組み立てる必要がなく、作業性が著しく向上する。また、保持器１を取付けた後、すぐに外輪（ギヤ）９を取付ける必要がなく、作業手順の自由度が増す。また、この実施形態では、円弧状部材２Ａ，２Ｂの溝部５に嵌め込んだ止め輪４を、その溝部５が形成される円弧状部材２Ａ，２Ｂの円弧状部２ａの外周面よりはみださないようにしているので、外輪（ギヤ）9への組込みにおいて、止め輪４が干渉せず、組込みを容易に行うことができる。

上記したように、内輪となる回転軸８に保持器１を組み込んだ状態で、各円弧状部材２Ａ，２Ｂは止め輪４の弾性収縮力に抗して外径側に変位し、各円弧状部材２Ａ，２Ｂ間の割り部に周方向隙間Ｓが生じる。また、回転軸８に保持器１を組み込んだ状態で、周方向隙間Sが生じていなくても、回転すると各円弧部材は遠心力でお互い離れる方向に移動するため、周方向隙間が生じる。このため、その周方向隙間Ｓだけ各円弧状部材２Ａ，２Ｂは互いに周方向への移動が自由になる。したがって、この保持器１を用いた保持器付きころ軸受７に荷重が負荷された状態で、回転軸８と外輪（ギヤ）９が一体となって回転する場合、非負荷領域にある円弧状部材は駆動力が失われて、回転が遅れる。また、円弧状部材が負荷域に突入する際、ラジアル隙間が正から零となるため、円弧状部材のポケットに収納されたころにブレーキがかかり、回転が遅れる。すなわち、回転軸８、外輪９に対する円弧状部材の相対回転が生じる。そのため、フレッティングの発生が防止される。また、この実施形態では、線材をＣ字状に曲げ形成して止め輪４としているので、上記動作時において、円弧状部材２Ａ，２Ｂが止め輪４に沿って相対回転しやすくなる。

また、この実施形態では、図３のように、各円弧状部材２Ａ，２Ｂの両円弧状部２ａの外周面に形成しした両溝部５に嵌め込む一対の止め輪４を、互いの割り口４ａが円周方向にずれた位置となるように設置しているので、円弧状部材２Ａ，２Ｂが相対回転して、それらの割り部が一方の止め輪４の割り口４ａと一致した場合にも、他方の止め輪４の割り口４ａは円弧状部材２Ａ，２Ｂの割り部からずれた周方向位置となる。これにより、円弧状部材２Ａ，２Ｂの相対回転において、円弧状部材２Ａ，２Ｂが止め輪４により円滑にガイドされる。これに対して、一対の止め輪４の割り口４ａが互いに同じ周方向位置となり、しかも円弧状部材２Ａ，２Ｂの割り部とも重なる場合、各円弧状部材２Ａ，２Ｂが軸方向にずれるため、止め輪４の端面が円弧状部材２Ａ，２Ｂの端面に引っ掛かり、円弧状部材２Ａ，２Ｂの相対回転が停止してしまう懸念がある。

１…ころ軸受用保持器
２Ａ，２Ｂ…円弧状部材
２ａ…円弧状部
２ｂ…柱部
３…ポケット
４…止め輪
４ａ…割り口
５…溝部
６…ころ
７…保持器付きころ軸受（転がり軸受）
８…回転軸
９…外輪（ギヤ）

Claims (9)

1. 複数のころ収納用のポケットをそれぞれ有する２個以上の円弧状部材を、円周方向に連ねてリング状に配置し、この連ねた円弧状部材を止め輪で非分離に連結した保持器を用い、この保持器は、軸への未組み込み状態では、前記止め環で連結された各円弧状部材の端面が隣りの円弧状部材と接していて、軸へ組み込んだ状態では、前記各円弧状部材が前記止め輪の弾性復元力に抗して外径側に変位し、隣合う円弧状部材間の割り部に周方向隙間が生じるようにし、前記各円弧状部材は、前記周方向隙間だけ互いに円周方向への移動を許すことを特徴とする転がり軸受。
2. 請求項１において、前記保持器の前記各円弧状部材が、軸方向両端の円弧状部と、これら円弧状部間にわたり円周方向の複数箇所に設けられて隣り合うポケットを仕切る柱部とでなり、前記円弧状部の外周面に円周方向に延びる溝部を形成し、この溝部に前記止め輪を嵌め込んだ転がり軸受。
3. 請求項２において、前記保持器の前記止め輪を、前記円弧状部の外周面よりはみ出さないように前記溝部に嵌め込んだ転がり軸受。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記保持器の前記止め輪は線材をＣ字状に曲げ形成してなる転がり軸受。
5. 請求項４において、前記保持器の前記止め輪を、その割り口が、前記各円弧状部材間の割り部から円周方向にずれた位置となるように前記溝部に嵌め込んだ転がり軸受。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれか１項において、前記保持器の前記溝部を前記各円弧状部材の両円弧上部の外周面に形成し、これら両溝部に、線材をＣ字状に曲げ形成してなる一対の前記止め輪を、互いの割り口が円周方向にずれた位置となるようにそれぞれ嵌め込んだ転がり軸受。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記保持器の前記円弧状部材は板材を曲げ形成してなる転がり軸受。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記保持器の前記各円弧状部材は互いに同一形状である転がり軸受。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、トランスミッションのアイドラー軸受となる転がり軸受。

Images