JP2004353808A - 針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性をより向上させた針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受を提供する。
【解決手段】針状ころ軸受１０の自転及び公転に伴う過大な遠心力が生じても、切断部１２ｅの切断面が離隔することで保持器１２全体の変形が抑制されるので、保持器１２の応力を緩和することができ、折損などを未然に防止できる。又、切断部１２ｅを介して潤滑油が内径側から外径側へと円滑に供給されるようになり、潤滑性も向上するという副次的効果もある。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、針状ころ軸受用の保持器及び針状ころに関し、特に信頼性を向上させることができる針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等に搭載されている自動変速機において、一般的には遊星歯車機構が用いられている。ここで、針状ころ軸受は、細径のころを用いていることから、内輪外径と外輪内径との差が小さいスペースにも収めることができるので、遊星歯車機構の遊星歯車を回転自在に支持するために用いると、それを搭載した自動変速機のコンパクト化に寄与するので好ましいといえる（特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開２００２−３４９６４７号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年は、燃費の向上などを目的として、自動変速機においても多段化される傾向がある。しかるに、現在は４速が主流である自動変速機を、例えば５速或いは６速に多段化しようとすると、動力を伝達する遊星歯車機構の遊星歯車の自転速度及び公転速度が増大するということがある。このような仕様の変化に伴い、保持器を用いないいわゆる総ころと呼ばれる従来の針状ころ軸受に対し、より低摩擦且つ潤滑性に優れた保持器付きの針状ころ軸受が開発されている。
【０００４】
ここで、遊星歯車機構において、遊星歯車は自転しながら太陽歯車の周囲を公転しているが、このとき遊星歯車を支持する針状ころ軸受も自転すると共に、太陽歯車の周囲を公転するので、特にこの公転による遠心力が針状ころ軸受に付与されることとなる。従って、針状ころ軸受を保持器付きのものとした場合、保持器に大きな遠心力が付与されて過大な応力が生じ、折損などに至る恐れがある。ところが、強度を確保するために保持器のサイズを拡大すると、相対的にころの本数や径が小さくなり、定格荷重が減少することとなる。このような不具合は、自転及び公転を伴う遊星歯車に特有のものといえる。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、信頼性をより向上させた針状ころ軸受用の保持器及び針状ころ軸受を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の針状ころ軸受用の保持器は、
遊星歯車機構において遊星歯車を回転自在に支持する針状ころ軸受用の保持器において、
前記保持器の柱部は、周方向において少なくとも１カ所以上、軸線方向にわたって切り離されていることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明の針状ころ軸受用の保持器は、遊星歯車機構において遊星歯車を回転自在に支持する針状ころ軸受用の保持器において、前記保持器の柱部が、周方向において少なくとも１カ所以上、軸線方向にわたって切り離されているので、針状ころ軸受の自重が軽くなるため、公転に伴う遠心力が小さくなることから、保持器の応力を緩和することができる。
【０００８】
更に、切り離された柱部の周方向の幅は、切り離されていない柱部の周方向の幅より小さいと好ましい。
【０００９】
更に、切り離された柱部を挟む針状ころの軸間距離は、切り離されていない柱部を挟む針状ころの軸間距離にほぼ等しいと、荷重変動を抑えることができ、振動などの点で有利である。
【００１０】
更に、前記柱部が周方向において少なくとも２カ所以上切り離されることにより、互いに分離した複数のブロックが形成される場合において、一つのブロックにおいて保持される針状ころの数は、他のブロックにおいて保持される針状ころの数と同じであると、バランスがよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本実施の形態にかかる針状ころ軸受を含む車両の自動変速機１の断面図である。図１において、エンジンのクランクシャフト２から出力されるトルクは、トルクコンバータ３を介して伝達され、更に複数列組み合わせれた遊星歯車機構４，５，６等を介して複数段に減速され、その後デファレンシャルギヤ７及びドライブシャフト８を介して、不図示の車輪に出力されるようになっている。
【００１２】
図２は、遊星歯車機構４（５，６も原則的に同じ）の分解図である。図２において、遊星歯車機構４は、内歯を有するリングギヤ４ａと、外歯を有する太陽ギヤ４ｂと、リングギヤ４ａ及び太陽ギヤ４ｂに噛合する３つの遊星歯車４ｃと、３つのピニオンシャフト４ｅにより遊星歯車４ｃを回転自在に支持すると共に、自らも回転可能なキャリヤ４ｄとを有する。
【００１３】
遊星歯車機構４の作動原理を図３に示す。まず、１速の場合、図３（ａ）に示すように、太陽歯車４ｂをドライブ側とし、遊星歯車４ｃ（キャリヤ）をドリブン側とし、リングギヤ４ａを固定することで、大きな減速比が得られる。次に、２速の場合、図３（ｂ）に示すように、太陽歯車４ｂを固定し、遊星歯車４ｃ（キャリヤ）をドリブン側とし、リングギヤ４ａをドライブ側とすることで、中程度の減速比が得られる。更に、３速の場合、図３（ｃ）に示すように、太陽歯車４ｂを固定し、遊星歯車４ｃ（キャリヤ）をドライブ側とし、リングギヤ４ａをドリブン側とすることで、小さな減速比が得られる。尚、後退の場合、図３（ｄ）に示すように、太陽歯車４ｂをドリブン側とし、遊星歯車４ｃ（キャリヤ）を固定し、リングギヤ４ａをドライブ側とすることで、入力に対して出力を逆転させることができる。なお、以上は遊星歯車機構４の動作の一例を示すものであり、必ずしもかかる動作に限られることはない。
【００１４】
図４は、本実施の形態の針状ころ軸受を遊星歯車機構に組み込んだ状態で示す図である。図４に示すように、針状ころ軸受１０は、ピニオンシャフト（内輪）４ｅと遊星歯車（外輪）４ｃとの間に配置され、遊星歯車４ｃを回転自在に支持している。針状ころ軸受１０は、複数のころ１１と、それらを保持する保持器１２とからなっている。ピニオンシャフト４ｅ内には、図４で右方から軸線に沿って延在し、一般的に中央で外周面もしくは内周面に抜ける油路４ｆが形成されている。保持器１２は外輪案内で用いられる。
【００１５】
図５は、本実施の形態にかかる針状ころ軸受の保持器の斜視図であり、図６は、図４の構成をＶＩ−ＶＩ線で切断して矢印方向に見た図である。図に示すように、保持器１２は、一対の環状部１２ａを複数の柱部１２ｂで連結した構成を有している。隣接する柱部１２ｂの間が、ころ１１を保持するポケットとなる。各柱部１２ｂは、軸線方向中央において縮径した（即ち保持器１２の軸線に近接した）縮径部１２ｃを有しており、縮径部１２ｃの軸線方向両側から環状部１２ａにかけて拡径している外周面を、案内面１２ｄとしている。このような形状を有する保持器１２をＭ型保持器と呼ぶ。
【００１６】
本実施の形態では、図５，６に示すように、保持器１２の柱部１２ｂを軸線方向にわたって切り離した切断部１２ｅを、周方向において３カ所設けている。このとき、切り離された柱部１２ｂの周方向の幅は、切り離されていない柱部１２ｂの周方向の幅より小さくなっている。すなわち、切断端面間のスキマを考慮すると、切り離された柱部１２ｂを挟む針状ころ１１の軸間距離は、切り離されていない柱部１２ｂを挟む針状ころ１１の軸間距離にほぼ等しくなっている。これにより、針状ころ軸受動作時の荷重変動を抑制できる。また、保持器１２は、切り離されることにより、互いに分離した３つのブロック１２ｆ、１２ｆ、１２ｆ（図５）を有し、各ブロック１２ｆにおいて保持される針状ころ１１（図６）の数は等しくなっている。
【００１７】
本実施の形態の動作を説明する。図３に示すように、遊星歯車４ｃはピニオンシャフト４ｅの周囲を自転し、且つ太陽歯車４ｂの周囲を公転する。従って、針状ころ軸受１０は、それに伴い複雑な方向の力を受けるが、保持器１２が外輪案内であるとすると、遊星歯車４ｃの内径に沿って楕円形状に変形する。すなわち、保持器は繰り返し変形しながら自転するので、柱部１２ｂの付け根に過大な応力が生じる恐れがある。特に、楕円変形を抑制するには、環状部の強度が必要となるため、いわゆる波型保持器と呼ばれる環状部の肉厚が薄い保持器などでは問題となることが多い。
【００１８】
これに対し、本実施の形態によれば、針状ころ軸受１０の自転及び公転に伴う過大な遠心力が生じても、切断部１２ｅの切断面が任意に離隔することで保持器１２全体の変形が抑制されるので、保持器１２の応力を緩和することができ、折損などを未然に防止できる。又、切断部１２ｅを介して潤滑油が内径側から外径側へと円滑に供給されるようになり、潤滑性も向上するという副次的効果もある。
【００１９】
図７は、第２の実施の形態の針状ころ軸受の図４と同様な断面図である。図７に示す保持器１２’は、いわゆる波型保持器である。その他の点については、上述した実施の形態と同様であるので、同じ符号を付すことで説明を省略する。
【００２０】
図８は、第３の実施の形態の針状ころ軸受の図４と同様な断面図である。図７に示す保持器１２’は、柱部がストレートとなったいわゆるストレート型保持器である。その他の点については、上述した実施の形態と同様であるので、同じ符号を付すことで説明を省略する。
【００２１】
以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、保持器の切断部は、１カ所でも良く、２カ所もしくは４カ所以上でも良い。又、必ずしも柱部で切断される必要はない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の針状ころ軸受用の保持器は、遊星歯車機構において遊星歯車を回転自在に支持する針状ころ軸受用の保持器において、前記保持器の柱部が、周方向において少なくとも１カ所以上、軸線方向にわたって切り離されているので、針状ころ軸受の自重が軽くなるため、公転に伴う遠心力が小さくなることから、保持器の応力を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる針状ころ軸受を含む車両の自動変速機の断面図である。
【図２】遊星歯車機構４の分解図である。
【図３】遊星歯車機構の作動原理を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の針状ころ軸受を遊星歯車機構に組み込んだ状態で示す図である。
【図５】針状ころ軸受の保持器の斜視図である。
【図６】図４の構成をＶＩ−ＶＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図７】第２の実施の形態の針状ころ軸受を遊星歯車機構に組み込んだ状態で示す図である。
【図８】第３の実施の形態の針状ころ軸受を遊星歯車機構に組み込んだ状態で示す図である。
【符号の説明】
１ 自動変速機
４〜６ 遊星歯車機構
１０ 針状ころ軸受
１１ ころ
１２，１２’、１２” 保持器

Claims (5)

1. 遊星歯車機構において遊星歯車を回転自在に支持する針状ころ軸受用の保持器において、
   前記保持器の柱部は、周方向において少なくとも１カ所以上、軸線方向にわたって切り離されていることを特徴とする針状ころ軸受用の保持器。
2. 切り離された柱部の周方向の幅は、切り離されていない柱部の周方向の幅より小さいことを特徴とする請求項１に記載の針状ころ軸受用の保持器。
3. 切り離された柱部を挟む針状ころの軸間距離は、切り離されていない柱部を挟む針状ころの軸間距離にほぼ等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の針状ころ軸受用の保持器。
4. 前記柱部が周方向において少なくとも２カ所以上切り離されることにより、互いに分離した複数のブロックが形成される場合において、一つのブロックにおいて保持される針状ころの数は、他のブロックにおいて保持される針状ころの数と同じであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の針状ころ軸受の保持器。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の針状ころ軸受用の保持器を用いたことを特徴とする針状ころ軸受。

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