JP2007192267A - ラジアルニードル軸受用保持器及びラジアルニードル軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジアルニードル軸受１ａの軸方向に関する変位規制を、保持器６ａを構成する各リム部９ａ、９ａの外側面１２ａ、１２ａを利用して行なう場合にも、各ニードル５の転動面や各ポケット１１の内面に生じる摩耗を低減できる構造を実現する。
【解決手段】上記各リム部９ａ、９ａの外側面１２ａ、１２ａを、内径側に向かう程これら各リム部９ａの軸方向に関する厚さを大きくする方向に傾斜させた、部分円すい凸面状の傾斜面とする。そして、上記外側面１２ａのうちの内周縁部分１４のみを、回転軸に設けた段差面１３に摺接させて、上記ラジアルニードル軸受１ａの軸方向に関する変位規制を図る。この様な構成により上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種回転支持装置に組み込んで、ハウジング等の固定部分の内側に回転軸を支承する為のラジアルニードル軸受及びこのラジアルニードル軸受に組み込むラジアルニードル軸受用保持器の改良に関する。

自動車用変速機や各種機械装置の回転支持部のうち、大きなラジアル荷重が加わる部分にはラジアルニードル軸受が組み込まれている（例えば特許文献１、２等参照）。図４〜５は、従来から広く知られた従来構造のラジアルニードル軸受１を組み込んで構成する、回転支持部の１例を示している。例えば自動車用変速機用の歯車伝達機構を構成する伝達軸、或は、工作機械の主軸等の様に、駆動源により回転駆動される回転軸２と、この回転軸２の周囲に配置されたハウジング３（或は歯車）との間の環状空間４内には、ラジアルニードル軸受１を配置して、上記回転軸２をこのハウジング３の内側に回転自在に（或は回転軸と歯車との相対回転を自在に）支持している。このラジアルニードル軸受１は、複数本のニードル５を、保持器６により転動自在に保持すると共に、上記回転軸２の外周面を円筒状の内輪軌道７とし、上記ハウジング３の内周面を円筒状の外輪軌道８として、上記各ニードル５の転動面を、これら内輪軌道７及び外輪軌道８に転がり接触させている。

上記ラジアルニードル軸受１を構成する上記保持器６は、例えば特許文献３等に記載され、図６に示す様に、合成樹脂を射出成形する事により、或は銅系合金等の金属材料に削り加工を施す事により構成し、軸方向（図６の左右方向）に間隔をあけて配置した、それぞれが円環状である１対のリム部９、９と、複数本の柱部１０、１０とを備える。これら各柱部１０、１０は、円周方向に亙って間欠的に配置され、それぞれの両端部を上記両リム部９、９の互いに対向する内側面に連続させている。そして、円周方向に隣り合う上記各柱部１０、１０の円周方向両側面と、上記両リム部９、９の互いに対向する内側面とにより四周を囲まれた部分を、それぞれ上記各ニードル５を転動自在に保持する為のポケット１１、１１としている。

又、上記ラジアルニードル軸受１を上記環状空間４内に組み込む際には、上記保持器６を構成する一方（図４の右側）のリム部９の外側面１２を、上記回転軸２の外周面に設けた段差面１３に全周に亙り近接対向させる。この為、回転支持部にアキシアル方向の荷重が加わり、図４に示す様に、上記ラジアルニードル軸受１が上記回転軸２に対して矢印イ方向に相対変位した状態では、上記外側面１２を上記段差面１３に摺接（滑り接触）させて、上記ラジアルニードル軸受１がそれ以上軸方向に変位する事を阻止する。又、他方の（図４の左側）のリム部９の外側面１２に就いても同様に、図示しない他の部材（例えば回転軸２に外嵌した部材或いはハウジング３の一部等）に近接対向させて、上記ラジアルニードル軸受１が上記回転軸２に対して上記矢印イとは反対方向に過大に変位する事を阻止する様にしている。

但し、上述の様に、保持器６を構成する各リム部９、９の外側面１２、１２を利用して、ラジアルニードル軸受１（を構成する各ニードル５及び保持器６）の軸方向に関する変位規制を図る場合には、以下の様な問題を生じる可能性がある。即ち、運転時に於ける上記保持器６の回転速度と、上記回転軸２の回転速度（或いは外側面１２をハウジング３の一部に摺接させる場合には、このハウジング３の回転速度）とは通常一致しない。この為、上記外側面１２を上記段差面１３（或いはハウジング３の一部等）に摺接させる際には、上記保持器６に、この保持器６の回転方向に関する（正若しくは負の）摩擦力が加わる。又、従来構造の保持器６の外側面１２は、上記段差面１３に対しほぼ平行な平坦面としている為、これら両面１２、１３が摺接する際には、上記外側面１２のうちの外径側部分にも摩擦力が加わる（図５の矢印ロ参照）。この為、上記保持器６の回転中心Ｏから摩擦力の作用点（摺接部の径方向位置）Ｐ₀ までの距離Ｌ₀ は大きくなり、上記保持器６には大きな摩擦トルク（＝摩擦力×保持器の回転中心から摩擦力の作用点までの距離）が作用する。この為、本来ほぼ同程度の速度になる、上記保持器６の回転速度と上記各ニードル５の公転速度との間に速度差を生じさせる。この結果、これら各ニードル５の転動面と前記各ポケット１１内面（主に前記各柱部１０、１０の円周方向側面）とが強く摺接し合う様になり、これら各面を早期に摩耗させる可能性がある。そして、上記ラジアルニードル軸受１の動トルクが著しく大きくなったり、回転支持部の動力損失が大きくなると言った問題を引き起こす可能性がある。

特開平６−２１３２３０号公報 特開平６−２９４４１８号公報 特開平１０−１４１３７６号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、ラジアルニードル軸受の軸方向に関する変位規制を、保持器を構成するリム部の外側面を利用して図る場合にも、各ニードルの転動面や各ポケット内面に生じる摩耗を低減できる構造を実現すべく発明したものである。

本発明のラジアルニードル軸受用保持器及びラジアルニードル軸受のうち、請求項１に記載したラジアルニードル軸受用保持器は、軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリム部と、これら両リム部同士の間に掛け渡された複数本の柱部とを備える。又、これら両リム部と円周方向に隣り合う柱部とにより四周を囲まれた部分を、それぞれニードルを転動自在に保持する為のポケットとしている。そして、上記リム部の外側面を、この外側面に隣接して配置された他の部材に摺接させる事により、軸方向に関する変位規制を図る状態で使用する。
特に、本発明のラジアルニードル軸受用保持器に於いては、上記リム部の外側面を、内径側部分を外径側部分に対して軸方向に突出させた形状とする事により、このリム部の外側面のうち上記内径側部分のみを、上記他の部材に摺接可能としている。

又、請求項２に記載したラジアルニードル軸受は、互いに同心に配置された、それぞれが円筒状である内輪軌道及び外輪軌道と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数本のニードルと、これら各ニードルを保持する保持器とを備える。
特に、本発明のラジアルニードル軸受に於いては、上記保持器が、請求項１に記載したラジアルニードル軸受用保持器である。

上述の様に構成する本発明によれば、ラジアルニードル軸受の軸方向に関する変位規制を、保持器を構成するリム部の外側面を利用して図る構造を採用した場合にも、各ニードルの転動面や各ポケット内面に生じる摩耗を低減する事ができる。即ち、本発明の場合には、ラジアルニードル軸受（を構成する各ニードル及び保持器）の軸方向に関する変位規制を、保持器を構成するリム部の外側面のうち、内径側部分のみを用いて行なう。この為、上記ラジアルニードル軸受の軸方向に関する変位規制を図る際に、上記保持器に加わる摩擦力の作用点（摺接部の径方向位置）を、この保持器の回転中心に近づける事ができる。この為、この保持器に作用する摩擦トルクを小さく抑える事ができて、この保持器の回転速度と各ニードルの公転速度との間に大きな速度差が生じる事を防止できる。この結果、各ニードルの転動面や各ポケット内面に生じる摩耗を低減できて、ラジアルニードル軸受の動トルクが著しく大きくなったり、回転支持部の動力損失が大きくなると言った問題が生じる事を防止できる。

［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、ラジアルニードル軸受１ａ（を構成する各ニードル５及び保持器６ａ）の軸方向に関する変位規制を図る為に利用する、この保持器６ａの軸方向端面（各リム部９ａの外側面１２ａ）の形状を工夫した点にある。上記ラジアルニードル軸受１ａの全体構造等、その他の部分の構造及び作用は、前述の図４〜６に示した従来構造の場合と同様である。この為、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にして、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の保持器６ａは、前述の図６に示した従来構造の場合と同様に、合成樹脂を射出成形する事により形成し、全体を円筒状としている。本例の場合には、この様な保持器６ａを構成する各リム部９ａ、９ａの外側面１２ａ、１２ａを、内径側に向かう程これら各リム部９ａの軸方向に関する厚さを大きくする方向に傾斜させた、部分円すい凸面状の傾斜面としている。そして、上記外側面１２ａの内周縁部分１４を、この外側面１２ａのうちの残部（径方向中間部分乃至外径側部分）に比べて軸方向に突出させた構成としている。

この様な保持器６ａは、ポケット１１内にそれぞれニードル５を保持してラジアルニードル軸受１ａを構成し、回転軸２とハウジング３との間の環状空間４内に組み込んで、この回転軸２をこのハウジング３の内側に回転自在に支持する。又、上記ラジアルニードル軸受１ａを上記環状空間４内に組み込む際には、上記保持器６ａを構成する一方（図１の右側）のリム部９ａの外側面１２ａのうち、その内周縁部分１４を、上記回転軸２に設けた段差面１３に全周に亙り近接対向させる。この為、回転支持部にアキシアル方向の荷重が加わり、図１に示す様に、上記ラジアルニードル軸受１ａが上記回転軸２に対して矢印ハ方向に相対変位した状態では、上記外側面１２ａのうちの内周縁部分１４を上記段差面１３に摺接させる。そして、上記ラジアルニードル軸受１ａ（を構成する各ニードル５及び保持器６ａ）がそれ以上軸方向に変位する事を阻止する。又、他方の（図１の左側）のリム部９ａに就いても同様に、外側面１２ａの内周縁部分１４を、図示しない他の部材（例えば回転軸２に外嵌した部材或いはハウジング３の一部等）に近接対向させて、上記ラジアルニードル軸受１ａが上記回転軸２に対して上記矢印ハとは反対方向に過大に変位する事を阻止している。従って、本例の場合にも、前述した従来構造の場合と同様に、ラジアルニードル軸受１ａの軸方向に関する変位規制を、保持器６ａを構成する各リム部９ａ、９ａの外側面１２ａ、１２ａを利用して行なう事ができる。

特に本例の場合には、上記ラジアルニードル軸受１ａの軸方向に関する変位規制を、上記外側面１２ａのうちの内周縁部分１４のみを用いて行なう為、この外側面１２ａのうちの外径側部分には、前記図５に矢印ロで示した様な摩擦力が加わる事はない。即ち、上記外側面１２ａのうちで摺接部となる部分を、上記内周縁部分１４に限定できる。この為、上記保持器６ａの回転中心Ｏから摩擦力の作用点（摺接部の径方向位置）Ｐ₁ までの距離Ｌ₁ を、前述した従来構造の場合（Ｌ₀ ）に比べて短くする事ができる（Ｌ₁ ＜Ｌ₀ ）。従って、上記保持器６ａに作用する摩擦トルクを小さくする事ができて、この保持器６ａの回転速度と前記各ニードル５の公転速度との間に、大きな速度差が生じる事を防止できる。この結果、これら各ニードル５の転動面や前記各ポケット１１内面（主に前記各柱部１０、１０の円周方向側面）に生じる摩耗を低減できる。そして、上記ラジアルニードル軸受１ａの動トルクが著しく大きくなったり、回転支持部の動力損失が大きくなると言った問題が生じる事を防止できる。又、上記外側面１２ａと前記段差面１３との間に介在する油膜の面積も小さく抑えられるので、この油膜の剪断抵抗に基づく、上記保持器６ａの回転抵抗の増大も抑えられる。

尚、本例の構造によれば、上記段差面１３と上記外側面１２ａのうちの外径寄り部分との間には、軸方向に関する比較的大きな隙間が存在する。この為、上記内周縁部分１４と上記段差面１３との摺接部に多くの潤滑油を取り込む事が可能になり、互いに摺接するこれら内周縁部分１４と段差面１３が早期に摩耗する事を防止できる。又、上記保持器６ａを構成する合成樹脂としては、例えば自己潤滑性を有するポリアセタール又はポリアミド６６の他、耐熱性能に優れたポリアミド４６又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を使用できる。但し、本例に使用する保持器６ａは、合成樹脂製に限定されず、銅、銅系合金、アルミニウム系合金等の金属材料製のものを使用する事もできる。
［実施の形態の第２例］

図３は、やはり請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、保持器６ｂを構成する各リム部９ｂの外側面１２ｂのうち、その内径側部分に環状凸部１５を形成して、この環状凸部１５を、この外側面１２ｂのうちの残部（径方向中間部分乃至外径側部分）よりも軸方向に突出させている。この様に構成する本例の場合も、上記外側面１２ｂのうちの上記環状凸部１５のみを用いて、ラジアルニードル軸受１ａ（図１、２参照）の軸方向に関する変位規制を図る事ができる。この為、上記保持器６ｂに加わる摩擦力の作用点を、この保持器６ｂの回転中心に近づけて、この保持器６ｂに作用する摩擦トルクを小さく抑える事ができる。この結果、本例の構造の場合も、各ニードル５の転動面や各ポケット１１内面（図１、２参照）に生じる摩耗を低減できる。そして、上記ラジアルニードル軸受１ａの動トルクが著しく大きくなったり、回転支持部の動力損失が大きくなると言った問題が生じる事を防止できる。その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例、及び、前述した従来構造の場合と同様である。

本発明の実施の形態の第１例を示す、図４と同様の図。 同じく、図５に対応する、図１のＡ−Ａ断面図。 同第２例を示す、図１のＢ部に相当する図。 従来構造のラジアルニードル軸受を組み込んだ回転支持部の１例を示す略断面図。 同じく、図４のＣ−Ｃ断面図。 同じく、従来構造の保持器の１例を示す略断面図。

符号の説明

１、１ａ ラジアルニードル軸受
２ 回転軸
３ ハウジング
４ 環状空間
５ ニードル
６、６ａ、６ｂ 保持器
７ 内輪軌道
８ 外輪軌道
９、９ａ、９ｂ リム部
１０ 柱部
１１ ポケット
１２、１２ａ、１２ｂ 外側面
１３ 段差面
１４ 内周縁部分
１５ 環状凸部

Claims (2)

1. 軸方向に間隔をあけて互いに同心に配置された、それぞれが円環状である１対のリム部と、これら両リム部同士の間に掛け渡された複数本の柱部とを備え、これら両リム部と円周方向に隣り合う柱部とにより四周を囲まれた部分を、それぞれニードルを転動自在に保持する為のポケットとし、上記両リム部のうちの少なくとも一方のリム部の外側面を、この外側面に隣接して配置された他の部材に摺接させる事により、軸方向に関する変位規制を図る状態で使用されるラジアルニードル軸受用保持器に於いて、上記少なくとも一方のリム部の外側面を、内径側部分を外径側部分に対して軸方向に突出させた形状とする事により、上記少なくとも一方のリム部の外側面のうちの上記内径側部分のみを、上記他の部材に摺接可能とした事を特徴とするラジアルニードル軸受用保持器。
2. 互いに同心に配置された、それぞれが円筒状である内輪軌道及び外輪軌道と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数本のニードルと、これら各ニードルを保持する保持器とを備えたラジアルニードル軸受に於いて、この保持器が、請求項１に記載したラジアルニードル軸受用保持器である事を特徴とするラジアルニードル軸受。

Images