JP6759838B2 - ころ軸受 - Google Patents

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本発明は、複数のころが転動可能に保持されたころ軸受に関する。
従来、ころ軸受は、回転部材と支持部材との間に配置され、回転部材を支持部材に対して円滑に回転させるために用いられている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のころ軸受は、複数のころと、これら複数のころを転動可能に収容する複数のポケットが形成された円筒状の保持器とを有して構成されている。それぞれのころは、ポケットから保持器の外径側及び内径側に一部が突出している。
特開2009−79629号公報
保持器のポケット内でころが転動すると、ころの外周面が保持器を摺動する。この摺動による保持器又はころの摩耗や摩擦抵抗を抑制するためには、摺動が発生する部位に十分な量の潤滑油を供給する必要がある。
特許文献1に記載のころ軸受では、ころをポケットから抜け止めする外径側及び内径側の係止部が保持器に設けられ、ころの軸心から外径側及び内径側の係止部までの距離を所定の関係を満たすようにすることで潤滑性の向上が図られている。しかし、ころ軸受の適用箇所や用途等によっては、このような保持器の構造上の工夫によっても十分な潤滑性を確保できない場合がある。
そこで、本発明は、潤滑性を向上させることが可能なころ軸受を提供することを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するため、円環状の外側保持器と、前記外側保持器の内側に配置された内側保持器と、前記外側保持器と前記内側保持器との間に転動可能に配置された複数のころとを備え、前記外側保持器は、前記ころの外周面の一部を外方に突出させて前記ころを保持する複数のポケットが形成された円筒状の本体部と、前記本体部の軸方向端部から内方に突出して形成された円環板状の内鍔部とを有し、前記内側保持器は、前記外側保持器に対して径方向に相対移動可能であり、かつ前記内鍔部により前記外側保持器に対する軸方向移動が規制されており、前記外側保持器と前記内側保持器との間に、前記外側保持器側への前記内側保持器の移動によって圧縮される弾性部材が配置され、前記弾性部材は、潤滑油を浸潤可能な多孔質体であり、前記外側保持器の前記本体部と前記内側保持器との間に、前記内鍔部に沿って環状に配置されている、ころ軸受を提供する。
本発明に係るころ軸受によれば、潤滑性を向上させることが可能となる。
本発明の実施の形態に係るラジアルころ軸受1を示す外観図である。 外側保持器を示し、(a)は斜視図、(b)は(a)のA−A線断面図である。 内側保持器及び弾性部材を示す斜視図である。 ラジアルころ軸受を中心軸線に直交する断面で示す断面図である。 ラジアルころ軸受の使用態様の一例を示す構成図である。 ラジアルころ軸受の部分断面図であり、(a)は弾性部材が圧縮されていない状態を、(b)は弾性部材が圧縮された状態を、それぞれ示す。
[実施の形態]
本発明の実施の形態について、図1乃至図6を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
(ラジアルころ軸受の構成)
図1は、本発明の実施の形態に係るラジアルころ軸受1を示す外観図である。このラジアルころ軸受1は、外側保持器2と内側保持器3との間に複数の針状ころ4及び一対の弾性部材5を配置して構成されている。外側保持器2、内側保持器3、及び針状ころ4は炭素鋼等の金属からなる。本実施の形態では、ラジアルころ軸受1に24個の針状ころ4が保持されている。
図2は外側保持器2を示し、(a)は斜視図、(b)は(a)のA−A線断面図である。図3は、内側保持器3及び弾性部材5を示す斜視図である。図4は、ラジアルころ軸受1を中心軸線に直交する断面で示す断面図である。
外側保持器2は、全体として円環状に成形され、ラジアルころ軸受1の中心軸線Cを中心とする円筒状の本体部21と、本体部21の軸方向の両端部から内方に突出して形成された一対の円環板状の内鍔部22,22とを一体に有している。本体部21には、複数のポケット20が形成され、各ポケット20に針状ころ4がそれぞれ1つずつ保持されている。針状ころ4は、その外周面4aの周方向の一部が本体部21の外周面21aから外方に突出している。
ポケット20は、本体部21を径方向に貫通する矩形状の貫通孔であり、中心軸線Cと平行な長手方向の長さが、針状ころ4の軸方向長さよりも僅かに長く形成されている。また、ポケット20の幅は、針状ころ4の直径よりも短く形成されている。外側保持器2の本体部21の軸方向長さは、ポケット20の長手方向の長さよりも長く、本体部21の軸方向の両端部には、ポケット20が形成されていない一対の環状領域211が設けられている。本体部21における一対の環状領域211の間の部分は、隣り合う2つのポケット20を区画する柱部212として形成されている。
内側保持器3は、周方向に分割された一対の分割体31,31からなり、外側保持器2の内側に配置されている。それぞれの分割体31,31は、中心軸線Cに沿って見た形状がそれぞれ半円状であり、内側保持器3は、全体として円筒状である。内側保持器3は、外側保持器2に対する軸方向移動が、外側保持器2の内鍔部22,22によって規制されている。具体的には、一対の分割体31,31が一方の内鍔部22と他方の内鍔部22との間に軸方向に挟まれている。
一対の分割体31,31のそれぞれには、複数のポケット30が形成されている。ポケット30は、中心軸線Cと平行な長手方向の長さが針状ころ4の軸方向長さよりも僅かに長く、針状ころ4の直径より幅が短い矩形状の貫通孔である。それぞれの分割体31の軸方向の両端部には、ポケット30が形成されていない一対の帯状領域311が設けられている。分割体31における一対の帯状領域311の間の部分は、隣り合う2つのポケット30を区画する柱部312として形成されている。
それぞれの分割体31は、ポケット30に保持された針状ころ4の外周面4aの一部を内周面31bから内方に突出させている。つまり、針状ころ4は、外周面4aの一部がポケット20から外側保持器2の外方に突出すると共に、外周面4aの他の一部がポケット30から内側保持器3の内方に突出し、外側保持器2及び内側保持器3によって転動可能に保持されている。針状ころ4が転動すると、針状ころ4の外周面4aが外側保持器2及び内側保持器3を摺動する。
内側保持器3の一対の分割体31,31は、複数の針状ころ4を保持した状態で、外側保持器2に対して中心軸線Cに直交する径方向に所定の範囲で相対移動可能である。具体的には、一対の分割体31,31が互いに接近及び離間することにより、外側保持器2に対して径方向に相対移動する。一対の分割体31,31が互いに離間すると、分割体31の外周面31aと外側保持器2の本体部21の内周面21bとの間隔が狭くなり、一対の分割体31,31が互いに接近すると、分割体31の外周面31aと外側保持器2の本体部21の内周面21bとの間隔が広くなる。
弾性部材5は、内側保持器3の外周面(一対の分割体31,31の外周面31a)と、外側保持器2の本体部21の内周面21bとの間に配置されている。本実施の形態では、ラジアルころ軸受1がリング状の一対の弾性部材5を有している。それぞれの弾性部材5は、外側保持器2の本体部21と内側保持器3との間に、外側保持器2の内鍔部22に沿って環状に配置されている。より具体的には、外側保持器2における本体部21の環状領域211と分割体31の帯状領域311との間に弾性部材5が配置されている。
弾性部材5は、スポンジ状の多孔質体であり、多数の気泡50(図3参照)が形成されている。より詳細には、弾性部材5は、多数の気泡50同士が互いに連通した連続気泡構造体であり、外側保持器2及び内側保持器3に対する針状ころ4の回転を潤滑する潤滑油を浸潤可能である。
弾性部材5は、外側保持器2側への内側保持器3(一対の分割体31,31)の移動によって圧縮される。潤滑油を浸潤した弾性部材5が外側保持器2と内側保持器3との間で圧縮されると、弾性部材5から滲み出た潤滑油が針状ころ4と外側保持器2及び内側保持器3との接触部に供給される。
(ラジアルころ軸受の使用態様)
図5は、ラジアルころ軸受1の使用態様の一例を示す構成図である。ラジアルころ軸受1は、例えば自動車のオートマチックトランスミッション等に用いられる。図5に示す例では、ラジアルころ軸受1が、支持部材としての軸状のシャフト6と、シャフト6に対して回転する回転部材としての歯車7との間に配置されている。シャフト6の中心軸線Cは、水平方向に延び、ラジアルころ軸受1の中心軸線Cと一致している。ラジアルころ軸受1は、鉛直方向下方の一部が潤滑油Lに浸かっている。なお、図5では、歯車7がシャフト6に対して回転していない静止状態を図示している。
シャフト6は、外径が異なる大径部61及び小径部62を有し、大径部61と小径部62との間に段差面6aが形成されている。小径部62には、環状の抜け止め部材8が外嵌され、ラジアルころ軸受1は、段差面6aと抜け止め部材8との間に配置されている。抜け止め部材8は、例えば圧入によってシャフト6の小径部62に固定されている。
歯車7は、円筒状の基部71と、基部71から外方に延びる円盤部72と、円盤部72の先端に設けられた複数のギヤ歯からなるギヤ部73とを有し、基部71がシャフト6の段差面6aと抜け止め部材8との間に配置されている。
ラジアルころ軸受1は、シャフト6における小径部62の外周面62aと、歯車7の基部71の内周面71aとの間に配置されている。歯車7がシャフト6に対して回転すると、複数の針状ころ4がシャフト6の外周面62a及び歯車7の内周面71aを転動する。これに伴い、外側保持器2及び内側保持器3が歯車7よりも遅い速度で回転する。
歯車7が回転していない状態では、一対の分割体31,31に遠心力が作用せず、弾性部材5が分割体31,31に圧縮されない。また、この状態では、弾性部材5に潤滑油Lが浸潤する。そして、この状態から歯車7が回転すると、一対の分割体31,31が遠心力によって離間し、弾性部材5を径方向に圧縮する。
図6は、複数の針状ころ4のうち1つの針状ころ4及びその周辺部を示すラジアルころ軸受1の断面図であり、(a)は弾性部材5が圧縮されていない状態を、(b)は弾性部材5が圧縮された状態を、それぞれ示す。
歯車7が回転していない状態では、弾性部材5の鉛直方向下方の一部が潤滑油Lに浸かり、当該一部における弾性部材5に潤滑油Lが浸み込むと共に、浸み込んだ潤滑油Lの一部が毛細管現象により弾性部材5の上方へ拡散する。この状態から歯車7が回転すると、一対の分割体31,31が遠心力によって離間して、弾性部材5を圧縮する。そして、弾性部材5が圧縮される過程で、弾性部材5に浸潤した潤滑油Lが絞り出され、図6(b)に矢印で示すように、絞り出された潤滑油Lが外側保持器2と針状ころ4の摺動部ならびに内側保持器3と針状ころ4の摺動部に供給される。
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明した実施の形態によれば、針状ころ4の転動時に内側保持器3を構成する一対の分割体31,31が遠心力により互いに離間して弾性部材5を圧縮するので、弾性部材5から流れ出る潤滑油Lにより、外側保持器2及び内側保持器3と針状ころ4との摺動が潤滑される。これにより潤滑性が向上し、摩耗や摩擦抵抗が抑制される。また、本実施の形態では、弾性部材5が外側保持器2の両端部にそれぞれ配置されているので、外側保持器2の一方の端部のみに弾性部材5が配置される場合に比較して、より潤滑性を向上させることができる。
また、本実施の形態では、内側保持器3が周方向に分割された一対の分割体31,31からなるので、これらの分割体31,31に作用する遠心力により、弾性部材5を効率よく圧縮することができる。また、弾性部材5は、外側保持器2の内鍔部22に沿って配置されているので、弾性部材5から流れ出た潤滑油Lが、外側保持器2と内側保持器3の間から針状ころ4とは反対側の軸方向に漏れ出てしまうことが抑制される。つまり、外側保持器2の内鍔部22は、内側保持器3及び弾性部材5の軸方向移動を規制する機能と共に、弾性部材5から流れ出た潤滑油Lが針状ころ4の回転を潤滑しない方向に漏れ出てしまうことを抑制する機能を有している。
(付記)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、弾性部材5が外側保持器2及び内側保持器3の周方向に延びるリング状であり、外側保持器2における本体部21の環状領域211と分割体31の帯状領域311との間に配置された場合について説明したが、弾性部材5の配置はこれに限らない。例えば、外側保持器2の柱部212と内側保持器3の柱部312との間に、潤滑油を浸潤可能な多孔質体からなる弾性部材を配置してもよい。
1…ラジアルころ軸受(ころ軸受)、2…外側保持器、20…ポケット、21…本体部、211…環状領域、212…柱部、21a…外周面、21b…内周面、22…内鍔部、3…内側保持器、30…ポケット、31…分割体、311…帯状領域、312…柱部、31a…外周面、31b…内周面、4…針状ころ(ころ)、4a…外周面、5…弾性部材、50…気泡、6…シャフト、61…大径部、62…小径部、62a…外周面、6a…段差面、7…歯車、71…基部、71a…内周面、72…円盤部、73…ギヤ部、8…抜け止め部材、C…中心軸線、C…中心軸線、L…潤滑油

Claims (2)

  1. 円環状の外側保持器と、前記外側保持器の内側に配置された内側保持器と、前記外側保持器と前記内側保持器との間に転動可能に配置された複数のころとを備え、
    前記外側保持器は、前記ころの外周面の一部を外方に突出させて前記ころを保持する複数のポケットが形成された円筒状の本体部と、前記本体部の軸方向端部から内方に突出して形成された円環板状の内鍔部とを有し、
    前記内側保持器は、前記外側保持器に対して径方向に相対移動可能であり、かつ前記内鍔部により前記外側保持器に対する軸方向移動が規制されており、
    前記外側保持器と前記内側保持器との間に、前記外側保持器側への前記内側保持器の移動によって圧縮される弾性部材が配置され、
    前記弾性部材は、潤滑油を浸潤可能な多孔質体であり、前記外側保持器の前記本体部と前記内側保持器との間に、前記内鍔部に沿って環状に配置されている、
    ころ軸受。
  2. 前記内側保持器は、周方向に分割された一対の分割体からなる、
    請求項1に記載のころ軸受。
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