JP6932012B2

JP6932012B2 - 保持器付き針状ころおよびそれを備えた遊星歯車機構支持構造

Info

Publication number: JP6932012B2
Application number: JP2017041756A
Authority: JP
Inventors: 理之冨加見; 哲也垂見; 将土屋
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2021-09-08
Anticipated expiration: 2037-03-06
Also published as: JP2018146041A

Description

本発明は、保持器付き針状ころおよびそれを備えた遊星歯車機構支持構造に関する。

保持器付き針状ころは、複数の針状ころと保持器とからなり、保持器は、軸方向に離間した一対の環状部と、軸方向に延在して前記環状部同士を連結する複数の柱部とを有するものである。そして、周方向に沿って隣り合う柱部間に形成されるポケットに針状ころが保持される。また、針状ころは、相手部材とのエッジロード（ころと軌道面が接触するとき、接触領域の端部に発生する過大な圧力）を回避するために、中央領域に直径が一定の円筒面部と、この円筒面部の両側に設けられる傾斜面部とを有するクラウニングころを用いる場合がある。

従来、特許文献１に記載のように、ころの端面から円筒面部と傾斜面部との境界部位までの長さをＤｐとし、ころの端面に対面するポケットの壁面から保持器案内面までの軸方向の最短距離をＡとしたときに、Ｄｐ＜Ａを満たすように設定されていた。

前記特許文献１に記載のものでは、円筒面部と傾斜面部との境界部位が案内面に接触しないように、傾斜面部の長さを調整することができ、長寿命の保持器付きころを提供しようとするものである。

また、従来には、特許文献２に記載のように、柱部の外径面に柱部両側のポケット間を繋ぐ周方向の給油溝を設け、その給油溝の軸方向位置を当該ポケットに収納されるころのクラウニング繋ぎ目に対応した位置に設定するようにしたものがある。

前記特許文献２に記載のものでは、柱部外径面にころのクラウニング繋ぎ目に対向して給油溝を設けたことにより、クラウニング繋ぎ目に集中的に給油することができ、同部における油膜切れを防止して、軸受の長寿命化を図ることができるようにしている。

特開２００８−２１５４７５号公報特開２０１３−５３６９８号公報

特許文献１では、Ｄｐ（ころの端面から円筒面部と傾斜面部との境界部位までの長さ）＜Ａ（ころの端面に対面するポケットの壁面から保持器案内面までの軸方向の最短距離）に設定しているので、ころの円筒面部と傾斜面部との境界部位が、ころ止め部分と軸方向位置に重なることになる。このため、装着された軸やハウジングの傾きがあった場合にエッジ面圧が発生するころ円筒面部と傾斜面部の境界部が、潤滑不良によってより摩耗や剥離が生じやすくなる。

特許文献２に記載のものでは、ころの円筒面部と傾斜面部との境界部位が、保持器の柱部と接触するものである。このように接触すると、この接触により潤滑油をころから掻き取ってしまうおそれがあり、潤滑不良を起こすことになる。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくく、摩耗や剥離の発生を抑える保持器付き針状ころ及びそれを備えた遊星歯車機構支持構造を提供するものである。

本発明の第１の保持器付き針状ころは、複数の針状ころと保持器とからなる保持器付き針状ころにおいて、前記保持器は、軸方向に離間した一対の環状部と、軸方向に延在して前記環状部同士を連結する複数の柱部とを有し、その外径案内面が外輪軌道面と接触する外輪案内型保持器であり、前記針状ころは、中央領域に直径が一定の円筒面部と前記円筒面部の両側に一対の傾斜面部とを有するクラウニングころであり、前記保持器の前記外径案内面と、前記円筒面部と前記傾斜面部との間の境界部位とが軸方向で異なる位置に配設され、前記保持器の柱部に、前記円筒面部と前記傾斜面部との前記境界部位に対応する位置にぬすみ部が設けられて、前記境界部位が前記保持器と非接触となり、傾きが生じた場合にも、エッジ面圧を発生する部位である前記境界部位が前記保持器の柱部に接触しないものである。
本発明の第２の保持器付き針状ころは、複数の針状ころと保持器とからなる保持器付き針状ころにおいて、前記保持器は、軸方向に離間した一対の環状部と、軸方向に延在して前記環状部同士を連結する複数の柱部とを有し、その外径案内面が外輪軌道面と接触する外輪案内型保持器であり、前記針状ころは、中央領域に直径が一定の円筒面部と前記円筒面部の両側に一対の傾斜面部とを有するクラウニングころであり、前記保持器は、その軸方向の両端部にころピッチ円径よりも外径側に設けられる外径側ころ止めと、その軸方向の中央部にころピッチ円径よりも内径側に設けられる内径側ころ止めとを有し、前記針状ころの前記円筒面部と前記傾斜面部との境界部位を、前記保持器の外径側ころ止めと内径側ころ止めとで軸方向に重ならない位置に配置し、前記保持器の前記外径案内面と、前記円筒面部と前記傾斜面部との間の境界部位とが軸方向で異なる位置に配設され、前記保持器の柱部に、前記円筒面部と前記傾斜面部との前記境界部位に対応する位置にぬすみ部が設けられて、前記境界部位が前記保持器と非接触となるものである。
本発明の第３の保持器付き針状ころは、複数の針状ころと保持器とからなる保持器付き針状ころにおいて、前記保持器は、軸方向に離間した一対の環状部と、軸方向に延在して前記環状部同士を連結する複数の柱部とを有し、その外径案内面が外輪軌道面と接触する外輪案内型保持器であり、前記針状ころは、中央領域に直径が一定の円筒面部と前記円筒面部の両側に一対の傾斜面部とを有するクラウニングころであり、前記保持器は、前記柱部に設けられた外径部にころピッチ円径よりも外径側に設けられる外径側ころ止めが設けられてなり、前記保持器の前記外径案内面と、前記円筒面部と前記傾斜面部との間の境界部位とが軸方向で異なる位置に配設され、前記保持器の柱部に、前記円筒面部と前記傾斜面部との前記境界部位に対応する位置にぬすみ部が設けられて、前記境界部位が前記保持器と非接触となり、傾きが生じた場合にも、エッジ面圧を発生する部位である前記境界部位が前記保持器の柱部に接触しないものである。

本発明の保持器付き針状ころによれば、針状ころの円筒面部と傾斜面部との境界部位が、保持器案内面となる外輪軌道面（ハウジング内径との接触面）と軸方向で重ならないように、保持器案内面よりも軸方向中心側になるように配置されることになる。このため、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくくなる。また、針状ころの円筒面部と傾斜面部の境界部位は保持器と接触しないようにしている。このため、装着した軸やハウジングの傾きがあった場合においても、エッジ面圧が発生する針状ころの円筒面部と傾斜面部の境界部位が、潤滑不良になりにくい。

ところで、保持器案内形式としては、高速運動下での保持器運動の安全性の面からころ案内よりも軌道輪案内が望ましく、さらには、遠心力による潤滑油挙動の観点から内輪案内よりも外輪案内が好ましい。

前記針状ころの円筒面部が保持器と接触するのが好ましい。このように構成することによって、針状ころの脱落を有効に防止でき、しかも、針状ころの回転を安定させることができる。また、外輪軌道面と接触する保持器の外径案内面は軸方向両端部に形成されているのが好ましい。これにより、軸受けとしての機能を安定して発揮できる。

前記保持器は、軸方向の両端部にころピッチ円径よりも外径側に設けられる外径側ころ止めと、軸方向の中央部にころピッチ円径よりも内径側に設けられる内径側ころ止めとを有し、前記針状ころの円筒面部と傾斜面部との境界部位を、前記保持器の外径側ころ止めと内径側ころ止めとで軸方向に重ならない位置に配置するのが好ましい。

このように構成すれば、保持器は、外径側ころ止めと内径側ころ止めとを有するので、針状ころの脱落を有効に防止できる。また、ころの円筒面部と傾斜面部との境界部位が、保持器からころが外径に脱落しないようにするためのころ止め部と軸方向で重ならないように、外径側ころ止め部よりも軸方向中心側になるように配置しているので、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくい。

前記保持器の周方向に隣合う柱部間に針状ころが配置されるポケットが形成され、このポケットは、内径側から外径側に放射状に広がっているのが好ましい。前記保持器は、ポケットが打ち抜かれた鋼板の溶接接合品とすることができる。

ところで、ころ軸受は、転動体としてのころと軌道面とが線接触しているために負荷容量が高いという利点を有する。その一方で、ころと軌道面の有効接触部の端部でエッジロードと呼ばれる面圧集中が発生し易く、これが過大になると軸受寿命の低下を招くことが知られている。エッジロードの発生を回避するため、ころ軸受の設計に際しては、ころの外周面（転動面）、外輪軌道面、あるいは内輪軌道面の少なくとも一つに母線形状が非直線状となるクラウニングを形成するのが一般的である。また、エッジロードを抑えて接触面圧を一様にするクラウニングとして、クラウニングの母線形状を対数曲線で表すようにするのが好ましい。このため、前記針状ころは、例えば、対数関数で近似される形状の対数クラウニング形状であるのが好ましい。

保持器は、環状部の外端に内向きフランジを有するＭ型又は環状部の外端に内向きフランジを有さないＶ型であってもよい。

本発明の遊星歯車機構支持構造は、内歯歯車と、この内歯歯車の中心に配設された太陽歯車と、前記内歯歯車と前記太陽歯車とに噛合う複数の遊星歯車と、この遊星歯車を支持するキャリアとを備えた遊星歯車機構を支持するための支持構造であって、前記遊星歯車が前記キャリアに設けられたピニオン軸に転がり軸受を介して回転自在に支持され、前記転がり軸受が前記保持器付き針状ころにて構成されているものである。

本発明の遊星歯車機構支持構造は、転がり軸受に前記保持器付き針状ころを用いるので、針状ころの脱落を有効に防止できる。しかも、クラウニング長さが長くても、軸やハウジング内径に組付ける際、組付けにくくなることはない。また、潤滑油の流入性が悪くなることを軽減できる。さらには、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくくなる。

前記ピニオン軸の外径面を内側軌道面とするとともに、遊星歯車の内径面を外輪軌道面とし、前記保持器付き針状ころに用いられる保持器は、軸方向に両端部で遊星歯車の内径面で構成される外輪軌道面と接触し、かつ前記ピニオン軸の内部に、このピニオン軸の外径面で構成される内側軌道面に開口する通油孔を設けるように構成できる。

このように、通油孔を設けることによって、この保持器用針状ころの潤滑を行うようにできる。保持器案内形式としては、高速運動下での保持器運動の安全性の面からころ案内よりも軌道輪案内が望ましく、さらには、遠心力による潤滑油挙動の観点から内輪案内よりも外輪案内が好ましい。

遊星歯車機構支持構造は、自動車用トランスミッションに使用することが可能である。このように自動車用トランスミッションを用いられる場合、はねかけでピニオン軸（支持軸）の通油孔に入ってくる構造のため、潤滑油量が少ない。したがって、この遊星歯車機構支持構造を、自動車のトランスミッションに用いるのが最適となる。

本発明では、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくく、摩耗や剥離の発生を抑えることができる。このため、耐用性に優れた好適な保持器付き針状ころを提供できる。

本発明の第１の実施形態の保持器付き針状ころの断面図である。図１に示す保持器付き針状ころの保持器の要部拡大断面図である。保持器のポケットの拡大図である。図２のＡ−Ａ線拡大断面図である。本発明の保持器付き針状ころの針状ころの側面図である。第２の実施形態の保持器付き針状ころの断面図である。図６に示す保持器付き針状ころの保持器の要部拡大断面図である。図６に示す保持器付き針状ころの保持器のポケットの拡大図である。図６のＢ−Ｂ線拡大断面図である。第２の実施形態の保持器付き針状ころの保持器の要部拡大断面図である。遊星歯車機構の簡略図である。遊星歯車機構の支持構造の断面図である。自動車用トランスミッションの要部断面図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１３に基づいて説明する。図１に保持器付き針状ころ３０を示し、この保持器付き針状ころ３０は、複数の針状ころ１を保持器２に組み付けて構成される。なお、以下の説明において、保持器付き針状ころ３０の中心軸に沿う方向を「軸方向」、当該中心軸に直交する方向を「径方向」、中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」と呼ぶ。

保持器２は、軸方向に離間した一対の環状部３，３と、軸方向に延在して環状部３，３同士を連結する複数の柱部４とを有するものである。そして、周方向に沿って隣り合う柱部４，４間に、図３に示すような形状の複数のポケット５が形成され、当該ポケット５に針状ころ１が配置される。なお、この保持器２は、環状部３の外端に内向きフランジ３ａを有するものである。また、図１において、ＰＣＤは、針状ころ１のピッチ円径（ピッチ円直径）を示している。

この場合、柱部４の外周面の中央部には凹窪部１９が設けられ、針状ころ１の軸方向両端部に、外径側の膨出状となる外径案内面２０，２０が設けられている。外径案内面２０は、後述するように、遊星歯車１７（図１１参照）の内径面で構成される外輪軌道面と接触する。外径案内面２０は、図１に示すように、保持器２の外周面のうち環状部３に始まり柱部４の一部にまで及ぶ範囲Ｈである。回転時、この外径案内面２０にて、保持器２は、ピニオン（遊星歯車）１７の内周面（内径面）と案内接触する。

針状ころ１は、図５に示すように、中央領域に直径が一定の円筒面部１０と、円筒面部１０の両側に設けられた傾斜面部１１（以下、クラウニング部とも呼ぶ）とを有するクラウニングころである。

一般には、ころ軸受は、転動体としてのころと軌道面とが線接触しているために負荷容量が高いという利点を有する。その一方で、ころと軌道面の有効接触部の端部でエッジロードと呼ばれる面圧集中が発生し易く、これが過大になると軸受寿命の低下に注意が必要である。エッジロードの発生を回避するため、ころ軸受の設計に際しては、ころの外周面（転動面）、外輪軌道面、あるいは内輪軌道面の少なくとも一つに母線形状が非直線状となるクラウニングを形成するのが一般的である。エッジロードを抑えて接触面圧を一様にするクラウニングとして、クラウニングの母線形状を対数曲線で表すようにするのが好ましい。このため、本発明に係る保持器付き針状ころ３０の針状ころ１は、例えば、対数関数で近似される形状の対数クラウニング形状であるのが好ましい。

ここで、針状ころ１に施された対数クラウニングについて説明する。針状ころ１の転動面１ａのクラウニング部１１ｂ、１１ｂの母線は、次式（数１）で表される対数クラウニングの対数曲線に基づいて求められる。この対数クラウニング式は、本出願人の特許第４４２９８４２号公報に記載されているものを引用した。この場合、ころ軸受の軸線方向断面におけるクラウニングの輪郭線を、内輪軌道面、外輪軌道面又はころ転動面のいずれかの母線をｙ軸とし、母線直交方向にｚ軸をとった、ｙ−ｚ座標系を用いて数１で表わした。

数１において、Ａは次の数２で表され、ａは、内輪軌道面、外輪軌道面又はころ転動面のいずれの母線上にとった原点から有効接触部の端部までの長さである。

上記の対数クラウニング式中の設計パラメータＫ₁、Ｋ₂およびｚ_mが設計の対象となる。対数クラウニングの数理的最適化手法について説明する。設計パラメータＫ₂を定めた上で、対数クラウニングを表す関数式中のＫ₁、ｚ_mを適切に選択することによって、最適な対数クラウニングを設計することができる。クラウニングは、一般的に接触部の面圧もしくは応力の最大値を低下させるように設計する。ここでは、転動疲労寿命は、Ｍｉｓｅｓの降伏条件に従って発生すると考え、Ｍｉｓｅｓの相当応力の最大値を最小にするようにＫ₁、ｚ_mを選択する。Ｋ₁、ｚ_mは適当な数理的最適化手法を用いて選択することが可能である。数理的最適化手法のアルゴリズムには種々のものが提案されているが、その一つである直接探索法は、関数の微係数を使用せずに最適化を実行することが可能であり、目的関数と変数が数式によって直接的に表現できない場合に有用である。ここでは、直接探索法の一つであるＲｏｓｅｎｂｒｏｃｋ法を用いてＫ₁、ｚ_mを求める。

本実施形態における針状ころ１のクラウニング部１１，１１の形状は、上記の数式によって求められた対数曲線クラウニングとした。このように設定することによって、この保持器付き針状ころ３０が装着される軸に傾き等がある場合でも接触面圧を小さく抑えることができ、長寿命化を図ることができる。ただし、対数形状は、上記の数式に限られるものではなく、他の対数クラウニング式を用いて対数曲線を求めてもよい。

針状ころ１のクラウニング部１１は、機械加工又はタンブラー加工によって、クラウニング加工される。ここで、針状ころ１のクラウニング部１１をタンブラー加工にてクラウニング加工する場合は、円筒面部１０の外周面（円筒面部１０のうち径方向最外端）からドロップ量が、例えば、０．５μｍの位置を境界部位１２とすることが好ましい。

ところで、柱部４には、円筒面部１０と傾斜面部１１との境界部位１２に対応する位置に矩形状の切欠部（ぬすみ部）９が設けられている。すなわち、各ポケット５に４つの切欠部（ぬすみ部）９を有することになる。このため、図１〜図３に示すように、ポケット５に針状ころ１が嵌合された状態では、円筒面部１０と傾斜面部１１との境界部位１２が保持器２（の柱部４）に接触しない非接触状態となっている。

また、円筒面部１０と傾斜面部１１との境界部位１２は、外径案内面２０よりも軸方向内側に配設されることによって、保持器２の外径案内面２０と、境界部位１２とが軸方向で異なる位置に配設されることになる。

すなわち、針状ころ１の円筒面部１０と傾斜面部１１との境界部位１２が、保持器案内面となる外輪軌道面（ハウジング内径との接触面）と軸方向で重ならないように、保持器案内面よりも軸方向中心側になるように配置されることになる。このため、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくくなる。また、針状ころ１の円筒面部１０と傾斜面部１１の境界部位１２は、ポケット５に切欠部９を設けることによって、保持器２と接触しないようにしている（境界部位１２と保持器２とが非接触となる）。このため、装着した軸やハウジングの傾きがあった場合においても、エッジ面圧が発生する針状ころ１の円筒面部１０と傾斜面部１１の境界部位１２が、潤滑不良になりにくい。

このように、図１に示す保持器付き針状ころ３０は、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくく、摩耗や剥離の発生を抑えることができる。このため、耐用性に優れた高品質の保持器付き針状ころを提供できる。しかも、保持器案内形式として外輪案内形式であるので、高速運動下での保持器運動の安全性に優れ、さらには、遠心力による潤滑油挙動の観点からも好ましい構成となっている。

ところで、図１に示す保持器付き針状ころ３０は、針状ころ１の円筒面部１０が保持器２（の内径側ころ止め７）と接触することが好ましい。このように接触すれば、針状ころ１の脱落を有効に防止でき、しかも、針状ころ１の回転を安定させることができる。また、外輪軌道面と接触する保持器２の外径案内面２０は軸方向両端部に形成されている。このため、図１に示す保持器付き針状ころ３０は、軸受けとしての機能を安定して発揮できる。

次に、図６に示す保持器付き針状ころ３０は、保持器２が、断面形状が略Ｍ字形であり、このように断面形状を有することから、図６に示される保持器２はＭ型保持器と呼ばれる。Ｍ型保持器は、環状部３の外端に内向きフランジ３ａを有するものである。

柱部４は、一対の外径部４ａ，４ａと、内径部４ｂと、傾斜部４ｃとを含んでいる。外径部４ａは、一対の環状部３の各外径部から軸方向内方へ伸びる。内径部４ｂは一対の環状部３、３の間であって、外径部４ａよりも内径側に配設される。傾斜部４ｃは、外径部４ａと内径部４ｂとを連結する。

図７および図９に示すように、外径部４ａに外径側抜け止め（以下、外径側ころ止めとも呼ぶ）６が形成され、内径部４ｂに内径側抜け止め（以下、内径側ころ止めとも呼ぶ）７が形成されている。外径側抜け止め６は、内径側から外径側に向かってポケット５内部へ突出する内径側テーパ部６ａと、外径側から内径側に向かってポケット５内部へ突出する外径側テーパ部６ｂとを有する。ポケット５内に配置された針状ころ１は、内径側テーパ部６ａにて受けられる。また、内径側抜け止め７は、外径側から内径側に向かってポケット５内部へ突出する外径側テーパ部７ａと、外径側テーパ部７ａの内径端から径方向内方に延びる端面部７ｂとを有する。ポケット５内に配置された針状ころ１は、内径側テーパ部６ａ及び外径側テーパ部７ａにて受けられる。なお、保持器５に対するころ１の動き量が確保できれば内径側テーパ部６ａ、外径側テーパ部７ａは設けなくてもよい。

ところで、図６に示すように、保持器２では、その外径側抜け止め６がころピッチ円径ＰＣＤよりも外径側に配設され、その内径側抜け止め７がピッチ円径ＰＣＤよりも内径側に配設されている。これによって、外径側抜け止め６と内径側抜け止め７とが軸方向に重ならないように設定している。すなわち、外径側抜け止め６は、内径側抜け止め７に対してオフセットしている。

また、図６及び図１０に示すように、保持器２のポケット５に針状ころ１が配設された状態では、針状ころ１の円筒面部１０と傾斜面部１１との境界部位１２が、外径部４ａと内径部４ｂとを連結する傾斜部４ｃに対応することになる。このため、この針状ころ１の境界部位１２は、外径側抜け止め６および内径側抜け止め７と軸方向で重ならない状態となっている。すなわち、境界部位１２は、外径側抜け止め６および内径側抜け止め７に対してオフセットしている。

この場合、外径部４ａと内径部４ｂとを連結する傾斜部４ｃが、外径側抜け止め６と内径側抜け止め７とを接続する接続部８を構成し、この接続部８は図８に示すぬすみ形状とされている。すなわち、傾斜部４ｃに、不等辺三角形状の切欠部９が設けられる。針状ころの円筒面部１０と傾斜面部１１との境界部位１２を、保持器２の外径側ころ止め６と内径側ころ止め７との間、すなわち、接続部８に対応する位置に配置されるように設定し、また、境界部位１２が接続部８と接触しないように設定している。

ところで、図６に示す保持器付き針状ころ３０の保持器２は、前記したように、Ｍ型保持器と呼ばれるものであったが、図１０に示すように、Ｖ型保持器と呼ばれるものであってもよい。図７に示すＭ型保持器は、環状部３の外端に内向きフランジ３ａを有するものであるのに対して、図１０に示すようにＶ型保持器と呼ばれるものは、このようなフランジを有さなないものである。このため、本実施形態においては、図６に示すＭ型保持器を用いても、図１０に示すＶ型保持器を用いてもよい。

図６及び図１０に示す保持器付き針状ころ３０では、保持器２が、外径側ころ止め６と内径側ころ止め７とを有するので、針状ころ１の脱落を有効に防止できる。また、ころ１の円筒面部１０と傾斜面部１１との境界部位１２が、保持器２からころ１が外径に脱落しないようにするためのころ止め部と軸方向で重ならないように、外径側ころ止め部６よりも軸方向中心側になるように配置しているので、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくい。しかも、クラウニング長さが長くても、軸やハウジング内径に組付ける際、組付けにくくなることはない。

また、外径側ころ止め部６の内径側に内径側ころ止め部７を配置しないようにし、保持器２と針状ころ１との空間を設けることになって、ころ止め部６、７が両方（内径側外径側）に軸方向位置であることによって潤滑油の流入性が悪くなることを軽減できる。特に、遊星歯車機構支持構造において、保持器２が外輪案内形式である場合、後述するように、保持器２の外径案内面とピニオン軸１８ａ（図１１及び図１２参照）の内周面との接触案内部の面積が大きいので、針状ころ１の端部への通油性及び保持器２の外径案内面とピニオン軸１８の内周面との間への潤滑油の通油性が重要である。そのため、保持器付き針状ころ３０を用いることが効果的である。

さらには、針状ころ１の円筒面部１０と傾斜面部１１の境界部位１２を内径側ころ止め部７よりも軸方向両端側になるように配置することになって、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくくなる。針状ころ１の円筒面部１０と傾斜面部１１の境界部位１２の軸方向位置は、保持器２の外径側ころ止め部６と内径側ころ止め部７との接続部（傾斜部）８になるが、この接続部８は保持器２と接触しない構成となっている。これによって、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくくなる。

このため、図６及び図１０に示す保持器付き針状ころ３０では、高いエッジ面圧部分が潤滑不良になりにくく、摩耗や剥離の発生を抑えることができ、さらには、潤滑油の流入性の悪化を有効に防止できる。このため、耐用性に好適な高品質の保持器付き針状ころ３０を提供できる。しかも、ころ１のクラウニング長さが長くなっても、軸やハウジング内径に組み付ける際に、組み付け性に優れる。

また、保持器２にぬすみ部９を設けているので、ぬすみ９を通して外径案内面２０と外輪軌道面（例えば、後述する遊星歯車１７（図１１参照）の内周面）との間に潤滑油が導かれる。これにより、保持器２の外周面（外径案内面２０）と遊星歯車１７の内周面との間に油膜を形成させて摩擦を軽減することができ、これも保持器付き針状ころ３０の寿命向上に寄与する。

保持器２として、環状部３の外端に内向きフランジ３ａを有するＭ型や環状部の外端に内向きフランジを有さないＶ型のものを用いた場合も、針状ころ１として、前記図５に示すような対数関数で近似される形状の対数クラウニング形状であるころを用いている。このため、この保持器付き針状ころ３０が装着される軸に傾き等がある場合でも接触面圧を小さく抑えることができ、長寿命化を図ることができる。

図２、図７、及び図１０に示す保持器２としては、ポケット５となる孔部を打ち抜いた鋼板を丸めて、その接合部位を溶接にて一体化して形成する。すなわち、保持器２は、ポケット５が打ち抜かれた鋼板の溶接接合品からなる。このように形成すれば、ポケット５は、内径側から外径側に向かって放射状に広がることになり、保持器２のポケット５の接続部にころ１が接触しないのを有効に防止できる。

ところで、本実施形態の保持器付き針状ころ３０は、図１１に示すような遊星歯車機構Ｓを支持する支持構造に用いることができる。遊星歯車機構Ｓは、内歯歯車（リングギヤ）１５と、この内歯歯車１５の中心に配設された太陽歯車（サンギヤ）１６と、内歯歯車１５と太陽歯車１６とに噛合う複数の遊星歯車（ピニオン）１７とを備える。

すなわち、大きな内歯歯車１５の中心に太陽歯車１６が位置し、内歯歯車１５と太陽歯車１６との間に複数の遊星歯車１７が介在している。また、各遊星歯車１７は、図８に示すように、キャリア１８のピニオン軸１８ａに回転自在に支持されている。

この場合、ピニオン軸１８ａと遊星歯車１７との間に保持器付き針状ころ３０が配置され、当該保持器付き針状ころ３０が遊星歯車１７をピニオン軸１８ａ上に回転自在に支持することで遊星歯車機構Ｓを支持する支持構造を構成できる。

保持器付き針状ころ３０の保持器２は、ピニオン軸１８ａの外径面を内側軌道面とするとともに、遊星歯車１７の内径面を外輪軌道面とする。保持器２は、その軸方向両端部で遊星歯車１７の内径面で構成される外輪軌道面と接触する外径案内面２０（図１参照）を構成する。ここで、外径案内面２０は、図１等に示すように、保持器２の外周面のうち環状部３に始まり柱部の一部にまで及ぶ範囲Ｈである。回転時、この外径案内面２０にて保持器２はピニオン（遊星歯車）１７の内周面（内径面）と案内接触する。このため、この保持器２は、外輪案内形式となる。

ところで、保持器案内形式としては、高速運動下での保持器運動の安全性の面からころ案内よりも軌道輪案内が望ましく、さらには、遠心力による潤滑油挙動の観点から内輪案内よりも外輪案内形式が好ましい。

なお、このピニオン軸１８ａの内部には潤滑油を供給するための通油孔１８ｂが形成してある。通油孔１８ｂは、ピニオン軸１８ａの軸方向に延びる第１通油孔１８ｂａと、当該第１通油孔１８ａからピニオン軸１８ａの径方向に延びる第２通油孔１８ｂｂとを有する。第２通油孔１８ｂｂは、第１通油孔１８ｂａとピニオン軸１８の外周面とを連通している。また、第２通油孔１８ｂｂは、保持器付き針状ころ３０と軸方向に重なる位置に設けられている。ピニオン軸１８ａの内部に形成した通油孔１８ｂを通じて潤滑油を引き込み、ピニオン軸１８ａの外周面に導くことにより、保持器付き針状ころ３０の潤滑を行うようにした構造としている。

また、図１３に示すように、本実施形態の保持器付き針状ころ３０を、トランスミッションＴ用の支持軸受に用いてもよい。すなわち、保持器付き針状ころ３０は、自動車用保持器付き針状ころである。このトランスミッションＴは、回転が順次伝達されるように２つの遊星歯車機構Ｓ，Ｓを設けたものである。各遊星歯車機構Ｓ，Ｓにおいて、支持軸２５に保持器付き針状ころ３０を介して遊星歯車２６が設けられている。

遊星歯車機構が自動車のトランスミッションに用いられた場合、はねかけで支持軸（ピニオン軸）２５の通油孔２７に入ってくる構造のため、潤滑油量が少ない。また、トランスミッションに用いられる保持器付き針状ころでは、遠心力又は偏荷重によるエッジ応力などの過酷な使用環境になる。したがって、本実施形態の保持器付き針状ころ３０を、自動車のトランスミッションに用いるのが最適となる。

以上、本実施形態につき説明したが、前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、切欠部９の形状として、図３に示すような矩形状や図８に示すような三角形状のものに限るものではなく、針状ころ１の円筒面部１０と傾斜面部１１との間の境目部位１２が保持器２に接触しなければよい。また、外径側ころ止め６および内径側ころ止め７の形状として、図９に示すものに限るものではなく、ころ径＞周方向に隣り合うころ止め６、６，７、７間の寸法となる範囲が一部にあればよい。また、外径側ころ止め６として、柱部４の外径部４ａの全体に設けたものであっても、柱部４の外径部４ａの一部に設けられたものであってもよい。また、内径側ころ止め７としても、柱部４の内径部４ｂの全体に設けたものであっても、柱部５の内径部の一部に設けられたものであってもよい。保持器付き針状ころ３０として、単列であっても複列であってもよい。

１針状ころ
２保持器
３環状部
３ａフランジ
４柱部
５ポケット
６外径側抜け止め部
７内径側抜け止め部
８接続部
１０円筒面部
１１傾斜面部
１２境界部位
１５内歯歯車
１６太陽歯車
１７遊星歯車
１８キャリア
１８ａピニオン軸
２０外径案内面
Ｓ遊星歯車機構
Ｔトランスミッション

Claims

複数の針状ころと保持器とからなる保持器付き針状ころにおいて、
前記保持器は、軸方向に離間した一対の環状部と、軸方向に延在して前記環状部同士を連結する複数の柱部とを有し、その外径案内面が外輪軌道面と接触する外輪案内型保持器であり、
前記針状ころは、中央領域に直径が一定の円筒面部と前記円筒面部の両側に一対の傾斜面部とを有するクラウニングころであり、
前記保持器の前記外径案内面と、前記円筒面部と前記傾斜面部との間の境界部位とが軸方向で異なる位置に配設され、
前記保持器の柱部に、前記円筒面部と前記傾斜面部との前記境界部位に対応する位置にぬすみ部が設けられて、前記境界部位が前記保持器と非接触となり、傾きが生じた場合にも、エッジ面圧を発生する部位である前記境界部位が前記保持器の柱部に接触しないことを特徴とする保持器付き針状ころ。
複数の針状ころと保持器とからなる保持器付き針状ころにおいて、
前記保持器は、軸方向に離間した一対の環状部と、軸方向に延在して前記環状部同士を連結する複数の柱部とを有し、その外径案内面が外輪軌道面と接触する外輪案内型保持器であり、
前記針状ころは、中央領域に直径が一定の円筒面部と前記円筒面部の両側に一対の傾斜面部とを有するクラウニングころであり、
前記保持器は、その軸方向の両端部にころピッチ円径よりも外径側に設けられる外径側ころ止めと、その軸方向の中央部にころピッチ円径よりも内径側に設けられる内径側ころ止めとを有し、
前記針状ころの前記円筒面部と前記傾斜面部との境界部位を、前記保持器の外径側ころ止めと内径側ころ止めとで軸方向に重ならない位置に配置し、
前記保持器の前記外径案内面と、前記円筒面部と前記傾斜面部との間の境界部位とが軸方向で異なる位置に配設され、
前記保持器の柱部に、前記円筒面部と前記傾斜面部との前記境界部位に対応する位置にぬすみ部が設けられて、前記境界部位が前記保持器と非接触となることを特徴とする保持器付き針状ころ。
複数の針状ころと保持器とからなる保持器付き針状ころにおいて、
前記保持器は、軸方向に離間した一対の環状部と、軸方向に延在して前記環状部同士を連結する複数の柱部とを有し、その外径案内面が外輪軌道面と接触する外輪案内型保持器であり、
前記針状ころは、中央領域に直径が一定の円筒面部と前記円筒面部の両側に一対の傾斜面部とを有するクラウニングころであり、
前記保持器は、前記柱部に設けられた外径部にころピッチ円径よりも外径側に設けられる外径側ころ止めが設けられてなり、
前記保持器の前記外径案内面と、前記円筒面部と前記傾斜面部との間の境界部位とが軸方向で異なる位置に配設され、
前記保持器の柱部に、前記円筒面部と前記傾斜面部との前記境界部位に対応する位置にぬすみ部が設けられて、前記境界部位が前記保持器と非接触となり、傾きが生じた場合にも、エッジ面圧を発生する部位である前記境界部位が前記保持器の柱部に接触しないことを特徴とする保持器付き針状ころ。
前記外輪軌道面と接触する前記保持器の前記外径案内面は、軸方向両端部に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の保持器付き針状ころ。
前記保持器には、その周方向に隣合う前記柱部間に前記針状ころが配置されるポケットが形成され、
前記ポケットは、内径側から外径側に放射状に広がっていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の保持器付き針状ころ。
前記保持器は、ポケットが打ち抜かれた鋼板の溶接接合品であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の保持器付き針状ころ。
前記針状ころは、対数関数で近似される形状の対数クラウニング形状であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の保持器付き針状ころ。
前記保持器は、環状部の外端に内向きフランジを有するＭ型又は環状部の外端に内向きフランジを有さないＶ型であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の保持器付き針状ころ。
内歯歯車と、この内歯歯車の中心に配設された太陽歯車と、前記内歯歯車と前記太陽歯車とに噛合う複数の遊星歯車と、前記遊星歯車を支持するキャリアとを備えた遊星歯車機構を支持する遊星歯車機構支持構造であって、
前記遊星歯車が前記キャリアに設けられたピニオン軸に転がり軸受を介して回転自在に支持され、前記転がり軸受が請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の保持器付き針状ころにて構成されていることを特徴とする遊星歯車機構支持構造。
前記ピニオン軸の外径面を内側軌道面とするとともに、遊星歯車の内径面を外輪軌道面とし、前記保持器付き針状ころに用いられる保持器は、軸方向に両端部で遊星歯車の内径面で構成される外輪軌道面と接触し、かつ前記ピニオン軸の内部に、このピニオン軸の外径面で構成される内側軌道面に開口する通油孔を設けたことを特徴とする請求項９に記載の遊星歯車機構支持構造。
自動車用トランスミッションに使用されることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の遊星歯車機構支持構造。