(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に円筒状の外輪軌道を設けた外輪相当部材と、外周面に円筒状の内輪軌道を設けた内輪相当部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動可能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為の保持器とを備え、この保持器は、軸方向に間隔を開けた状態で互いに同心に配置された１対のリム部同士の間に、円周方向に間隔を開けて配置された複数の柱部を掛け渡し、円周方向に隣り合う柱部と前記両リム部とにより四周を囲まれる空間を、それぞれ前記各ニードルを転動可能に保持する為のポケットとしたものであるラジアルニードル軸受に於いて、前記保持器は合成樹脂を射出成形する事により一体に造られたもので、前記各柱部のうち少なくとも、円周方向に関して等間隔に存在する３本以上の柱部に関して、軸方向中央部の径方向厚さ寸法が、軸方向両端部の径方向厚さ寸法よりも大きくなっており、且つ、前記３本以上の柱部の軸方向中央部に関する外接円の直径が、これら３本以上の柱部を含む総ての柱部の両端寄り部分に関する外接円の直径及び前記両リム部の外径よりも大きく、前記３本以上の柱部の軸方向中央部に存在する各厚肉部の外周面を径方向外方に最も突出させると共に、軸方向幅が前記両リム部の外周面の軸方向幅の和よりも小さくなったこれら各厚肉部の外周面と前記外輪軌道とを近接対向させている事を特徴とするラジアルニードル軸受。
【請求項２】
前記３本以上の柱部の軸方向中央部に存在する各厚肉部の外周面が、周方向に関する幅方向中央部が幅方向両端部に比べて突出する方向に湾曲した、部分円筒面状の凸曲面である、請求項１に記載したラジアルニードル軸受。
【請求項３】
前記３本以上の柱部が、軸方向中央部の厚肉部と、軸方向両端寄り部分の薄肉部とを、外周側面に存在する段差部で連続させた段付形状を有するもので、前記保持器の内径が、軸方向に関する全幅に亙り一定である、請求項１又は請求項２に記載したラジアルニードル軸受。
【請求項４】
前記３本以上の柱部が、軸方向中央部の厚肉部から前記両リム部に向かうに従って径方向に関する厚さが漸減するもので、前記保持器の内径が、軸方向に関する全幅に亙り一定である、請求項１に記載したラジアルニードル軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車用手動変速機（手動変速機を基本に自動化した、所謂ＳＭＴを含む）等の回転機械装置に組み込まれるラジアルニードル軸受の改良に関する。具体的には、保持器の形状を工夫する事により、ラジアルニードル軸受内での潤滑油の流通が円滑に行われる様にすると共に、前記保持器の回転抵抗の低減を図る事で、自動車用手動変速機等の各種回転機械装置の高性能化を可能にするものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用手動変速機では従来から、例えば特許文献１〜２に記載されている様に、図８に示す様な構造で、変速用歯車１を動力伝達軸２の周囲に、ラジアルニードル軸受３により、この動力伝達軸２に対する相対回転及びこの動力伝達軸２と同期した回転を可能に支持している。前記ラジアルニードル軸受３は、外輪相当部材である前記変速用歯車１の内周面に設けた円筒状の外輪軌道４と、内輪相当部材である前記動力伝達軸２の外周面に設けた円筒状の内輪軌道５との間に複数本のニードル６を、円筒状の保持器７により保持した状態で、転動可能に設けて成る。前記内輪軌道５は、前記動力伝達軸２の外周面に直接設ける他、別途設けた円筒状の内輪の外周面に設ける場合もある。又、前記変速用歯車１の側方には、シンクロ機構を構成する為の係合歯８を設けている。これらシンクロ機構及び係合歯８に就いては、本発明の要旨と関係しない為、説明は省略する。
【０００３】
上述した様な回転支持部に組み込むラジアルニードル軸受を構成する保持器として、特許文献３〜４には、図９〜１０に示した構造の保持器７ａが記載されている。この保持器７ａは、円周方向複数箇所に互いに等間隔に形成したポケット９、９の内面のうち、円周方向で対向して、各ニードル６、６の転動面を案内する各柱部１０、１０の案内面の軸方向中央部に通油用凹部１１、１１を、前記保持器７ａの内外両周面同士を連通させる状態で形成している。この様な保持器７ａを組み込んだラジアルニードル軸受の場合、運転時に潤滑油が、前記各通油用凹部１１、１１を通過しつつ流れる為、このラジアルニードル軸受の耐久性の向上、延いては、このラジアルニードル軸受を組み込んだ、自動車用変速機等の各種回転機械装置の高性能化を可能にできる。
【０００４】
但し、上記図９〜１０に示した従来構造の場合、保持器の姿勢、具体的には、径方向に関する位置決め（径方向に関する位置が、前記外輪軌道４及び前記内輪軌道５と同心である中立状態から大きくずれるのを防止する事）を精度良く行わせる為に、この保持器の外周面と外輪軌道とを近接対向させる、所謂外輪案内の構造を採用し、しかも、回転機械装置の高性能化を更に図る面からは、次の(1)(2)の点を改良する事が望まれる。
(1) 外輪軌道と保持器のリム部の外周面との間の隙間を大きくし、この隙間を通じての潤滑油の流れを、より円滑にする。
(2) 外輪軌道と保持器の外周面との摩擦面積をより狭くして、この保持器の回転抵抗を、より低く抑える。
【０００５】
先ず、このうちの(1)に関して説明する。前述の図８〜１０に示した従来構造で外輪案内の構造を採用すると、保持器７、７ａの軸方向両端部に存在する、それぞれが円環状のリム部１２、１２ａの外周面が、外輪軌道４に近接対向する。一方、ラジアルニードル軸受３を潤滑する為の潤滑油は、動力伝達軸２の内部に設け、内輪軌道５の軸方向中間部に開口した給油孔１３から、前記ラジアルニードル軸受３内に送り込まれる。そして、前記潤滑油は、遠心力に基づいて前記外輪軌道４に押し付けられてから、この外輪軌道４と前記両リム部１２、１２（１２ａ、１２ａ）の外周面との間の隙間１４、１４を通じて周囲に排出される。前記従来構造の場合、これら両隙間１４、１４の径方向厚さｔが小さい為、この潤滑油排出が必ずしも円滑に行われず、前記ラジアルニードル軸受３内を流通する潤滑油の量を確保しにくく、前記各種回転機械装置の高性能化を図る面から不利になる。
又、仮に、前記保持器７、７ａの径方向に関する位置決めを、前記各ニードル６、６の転動面と前記各ポケット９、９の内面との係合に基づく、転動体案内により図った場合でも、上述の様な問題が発生する可能性はある。即ち、転動体案内の構造を採用した場合でも、前記保持器７、７ａの径方向位置は、或る程度変動する。そして、この保持器７、７ａの外周面のうちの円周方向の一部が前記外輪軌道４に近接し、当該部分で、上述した様な問題を発生する可能性がある。
【０００６】
次に、前記(2)に関して説明する。上述の様に、保持器７（７ａ）の軸方向両端部に存在する１対のリム部１２、１２（１２ａ、１２ａ）の外周面を前記外輪軌道４に近接対向させると、これらリム部１２、１２（１２ａ、１２ａ）の外周面と外輪軌道４との間に油膜が形成される。この油膜には、前記保持器７（７ａ）の回転に伴って剪断力が加わり、この剪断力が、この保持器７（７ａ）が回転する事に対する抵抗となり、前記ラジアルニードル軸受３の動トルク（回転抵抗）が大きくなる。前記油膜は、前記両リム部１２、１２（１２ａ、１２ａ）の周囲に、ほぼ全周及び全幅に亙って存在する。この為、前記保持器７（７ａ）の強度を確保すべく、これら両リム部１２、１２（１２ａ、１２ａ）の軸方向に関する幅寸法を確保すると、前記油膜の面積は相当に広くなり、前記動トルクも大きくなる。
【０００７】
特許文献５〜６には、金属板を曲げ成形して成る金属製プレス保持器で、軸方向中央部の外径を、軸方向両端部に設けた１対のリム部の外径よりも大きくした構造が記載されている。但し、前記特許文献５〜６に記載された構造は、本発明が対象としている合成樹脂製保持器に比べて、製造コスト及び重量が嵩むだけでなく、前記(1)(2)の点を改良する事を意図していない。具体的には、保持器中央部の外径が大きくなった部分の、軸方向に関する幅が広い為、軸方向中央部に供給された潤滑油の流れを必ずしも良好にできない｛前記(1)の点を十分には改良できない｝。同じく、前記外径が大きくなった部分の幅が広い為、剪断抵抗を発生する油膜の面積を必ずしも狭くできず、外輪案内の構造を採用した場合には、保持器の回転抵抗を必ずしも十分に低くできない｛前記(2)の点を改良できない｝。又、仮に転動体案内の構造を採用した場合にも、保持器の径方向に関する位置ずれが大きくなると、この保持器の回転抵抗が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２８６２３２号公報
【特許文献２】特開２００９−８５４０１号公報
【特許文献３】特開２００９−６８６６９号公報
【特許文献４】特開２００９−９２００８号公報
【特許文献５】特開平６−２８０８６４号公報
【特許文献６】特開２００５−１７２０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、合成樹脂製保持器の使用を前提として、外輪軌道と保持器のリム部の外周面との間の隙間を通じての潤滑油の流れを円滑にでき、しかも、この保持器の回転抵抗を低く抑える事のできる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のラジアルニードル軸受は、前述した従来から知られているラジアルニードル軸受と同様に、外輪相当部材と、内輪相当部材と、複数本のニードルと、保持器とを備える。又、この保持器は、１対のリム部同士の間に掛け渡した複数本の柱部とこれら両リム部とにより四周を囲まれる空間を、それぞれ前記各ニードルを転動可能に保持する為のポケットとしている。
特に、本発明のラジアルニードル軸受に於いては、前記保持器は合成樹脂を射出成形する事により一体に造られたもので、前記各柱部のうち少なくとも円周方向に関して等間隔に存在する３本以上の（追加的に、全部の）柱部に関して、軸方向中央部の径方向厚さ寸法が軸方向両端部の径方向厚さ寸法よりも大きくなっている。且つ、前記３本以上の柱部の中央部に関する外接円の直径を、これら３本以上の柱部を含む総ての柱部の軸方向両端寄り部分に関する外接円の直径及び前記両リム部の外径よりも大きくしている。
上述の様な構成を採用した場合には、追加的に、前記３本以上の柱部の軸方向中央部に存在する各厚肉部の外周面を径方向外方に最も突出させると共に、この外周面と前記外輪軌道とを近接対向させる構成を採用する事ができる。
上述の様な構成を採用した場合には、追加的に、前記厚肉部の外周面の軸方向幅が、前記両リム部の外周面の軸方向幅の和よりも小さくなった構成を採用できる。
【００１１】
上述の様な本発明のラジアルニードル軸受を実施する場合には、例えば、前記各柱部の表面のうちで前記保持器の径方向に関する外側の面を外周側面とした場合に、前記３本以上の柱部の外周側面のうちの軸方向中央部に、前記外接円の直径が軸方向に関して一定である中央ガイド部を設けて、この中央ガイド部の軸方向に関する幅寸法を、前記両リム部の外周面の軸方向に関する幅寸法の和よりも小さくすると言った構成を採用できる。
上述の様な本発明のラジアルニードル軸受を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記３本以上の柱部の軸方向中央部に存在する各厚肉部の外周面を、周方向に関する幅方向中央部が幅方向両端部に比べて突出する方向に湾曲した、部分円筒面状の凸曲面とする。
【００１２】
上述の様な本発明のラジアルニードル軸受を実施する場合に、具体的には、請求項３に記載した発明の様に、前記３本以上の柱部を、軸方向中央部の厚肉部と、軸方向両端寄り部分の薄肉部とを、外周側面に存在する段差部で連続させた段付形状を有するものとする。
或いは、請求項４に記載した発明の様に、前記３本以上の柱部を、軸方向中央部の厚肉部から前記両リム部に向かうに従って径方向に関する厚さが漸減するものとする。
そして、何れの場合でも、前記保持器の内径を、軸方向両端縁部の面取り部を除き、軸方向に関する全幅に亙り一定とする。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明のラジアルニードル軸受によれば、低コストでしかも軽量に造れる合成樹脂製保持器を使用して、外輪軌道と保持器のリム部の外周面との間の隙間を通じての潤滑油の流れを円滑にでき、しかも、この保持器の回転抵抗を低く抑えられる。
先ず、この潤滑油の流れを円滑にできる事は、この保持器の径方向に関する変位を抑える事を、３本以上の柱部の軸方向中央部に設けた厚肉部のみで行う事により実現できる。両リム部の外周面と外輪軌道との間の隙間寸法を大きくできので、潤滑油供給の為のポンプとして、特に吐出容量が多い（吐出圧力が高い）ものを使用しなくても、ラジアルニードル軸受内に、このラジアルニードル軸受の軸方向中間部から送り込まれた潤滑油を、前記両隙間部分を通じて、外部に円滑に排出できる。この為、前記ラジアルニードル軸受の潤滑条件を良好にできる。
【００１４】
次に、前記保持器の回転抵抗を低く抑える事は、例えば、この保持器の外周面と外輪軌道とを近接対向させる部分の面積を狭くする事により図れる。即ち、前記３本以上の柱部に設けた厚肉部の外周面のみを、前記外輪軌道に近接対向させる。これら各柱部は、リム部とは異なり、元々円周方向に関して間欠的に存在するので、その一部に関して、他の部分よりも外接円の直径を大きくする事により、前記面積を十分に狭くできる。特に、前記各厚肉部の幅寸法を狭くすれば、前記面積をより十分に狭くできる。この結果、前記保持器の外周面と前記外輪軌道との間に油膜が存在する様になる部分の面積を狭くできて、前記保持器の回転抵抗、延いては、前記ラジアルニードル軸受の動トルクを低く抑えられる。更に、請求項２に記載した発明の構造を採用すれば、前記各厚肉部が、前記外輪軌道に付着した潤滑油を掻き取る事がなくなり、むしろ、これら各厚肉部と外輪軌道との間に強固な油膜を形成し易くできて、回転抵抗の低減と保持器の姿勢安定化とに寄与できる。これらにより、各種回転機械装置の高性能化を図り易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、保持器のみを取り出した状態で示す斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】各柱部の断面形状の２例を示す、それぞれ図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】各ポケット内にそれぞれニードルを組み付けた状態で示す斜視図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を、保持器のみを取り出した状態で示す斜視図。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図。
【図７】各柱部の断面形状の２例を示す、それぞれ図６のＤ−Ｄ断面図。
【図８】ラジアルニードル軸受を組み込んだ、自動車用手動変速機の回転支持部の部分断面図。
【図９】従来構造の１例を示す、図４と同様の図。
【図１０】図９の径方向外方から見た部分展開図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施の形態の第１例］
図１〜４は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例を含めて本発明の特徴は、例えば、外輪案内により径方向位置を規制される合成樹脂製の保持器で、潤滑油の流れを良好にすると共に回転抵抗の低減を図るべく、１対のリム部と複数の柱部との形状及び寸法を工夫した点にある。保持器の基本的な構造を含め、その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、及び先に説明しなかった部分を中心に説明する。
【００１７】
本例のラジアルニードル軸受を構成する保持器７ｂは、合成樹脂を射出成形する事により一体に造られたもので、１対のリム部１２ｂ、１２ｂと複数本の柱部１０ａ、１０ａとから成る。このうちの両リム部１２ｂ、１２ｂは、互いに同径であり、軸方向に互いに離隔した状態で、互いに同心に設けられている。又、前記各柱部１０ａ、１０ａは、円周方向に関して等ピッチで、互いに平行に配列されたもので、前記両リム部１２ｂ、１２ｂ同士の間に掛け渡されている。そして、これら両リム部１２ｂ、１２ｂと、円周方向に隣り合う前記各柱部１０ａ、１０ａとによりそれぞれの四周を囲まれた部分を、それぞれニードル６、６を転動可能に保持する為のポケット９ａ、９ａとしている。
【００１８】
本例の場合に前記各柱部１０ａ、１０ａは、それぞれ、軸方向中央部の厚肉部１５、１５と同じく両端寄り部分の薄肉部１６、１６とを、外周側面に存在する段差部１７、１７で連続させた段付形状としている。前記各柱部１０ａ、１０ａの軸方向各部の外接円を考慮した場合、軸方向中央部の前記各厚肉部１５、１５部分の外接円の直径Ｄ１５は、前記両リム部１２ｂ、１２ｂの外径Ｄ１２よりも大きい。これに対して、前記各薄肉部１６、１６部分の外接円の直径Ｄ１６は、前記両リム部１２ｂ、１２ｂの外径Ｄ１２よりも小さい（Ｄ１５＞Ｄ１２＞Ｄ１６）。要するに、前記保持器７ｂの外周面のうち、前記各柱部１０ａ、１０ａの軸方向中央部に存在する各厚肉部１５、１５の外周側面を、径方向外方に最も突出させて、外輪軌道４（図８参照）に近接対向する中央ガイド部１８、１８としている。これら各中央ガイド部１８、１８の軸方向に関する幅寸法Ｗは、前記両リム部１２ｂ、１２ｂの外周面の軸方向に関する幅寸法ｗの和（２ｗ）よりも小さい（Ｗ＜２ｗ）。尚、前記各中央ガイド部１８の、前記保持器７ｂの中心軸に直交する仮想平面に関する断面形状は、図３の（Ａ）に示す様な平坦面でも良いが、好ましくは、図３の（Ｂ）に示す様な、部分円筒面状の凸曲面とする。この凸曲面の曲率半径は、前記両リム部１２ｂ、１２ｂの外周面の曲率半径よりも十分に小さくする。但し、何れにしても、前記各中央ガイド部１８、１８に関する外接円の直径は、これら各中央ガイド部１８、１８の軸方向に関する全幅に亙り一定である。
【００１９】
上述の様な保持器７ｂによりラジアルニードル軸受を構成した場合、例えば、前記各中央ガイド部１８、１８が前記外輪軌道４に近接対向し、前記保持器７ｂの径方向に関する位置決めを図る。従って、前記ラジアルニードル軸受の運転時に、この保持器７ｂが径方向に、前記各ニードル６、６の安定した転動の為に必要とする以上に変位する事はなく、所謂保持器音の発生を抑えられる。この状態でも、前記両リム部１２ｂ、１２ｂの外周面と前記外輪軌道４との間には、十分に大きな径方向厚さを有する環状隙間が存在するので、前記ラジアルニードル軸受の軸方向中間部から送り込まれた潤滑油を、前記両環状隙間部分を通じて、外部に円滑に排出できる。この為、前記ラジアルニードル軸受の潤滑条件を良好にできる。
【００２０】
又、上述の様にして前記保持器７ｂの径方向に関する位置決めを図った状態でも、前記各中央ガイド部１８、１８と前記外輪軌道４とが近接対向している部分の面積を狭くできる。この為、これら各中央ガイド部１８、１８と前記外輪軌道４との間に形成される油膜の面積を狭くできて、前記保持器７ｂの回転抵抗、延いては、前記ラジアルニードル軸受の動トルクを低く抑えられる。特に、前記各中央ガイド部１８、１８の形状を、前記図３の（Ｂ）に示す様な凸曲面とすれば、これら各中央ガイド部１８、１８と前記外輪軌道４との間に強固な油膜を形成し易くでき、回転抵抗の低減と保持器の姿勢安定化とをより高レベルで両立できて、各種回転機械装置の高性能化を図り易くなる。
【００２１】
又、仮に、前記保持器７ｂの径方向に関する位置決めを、前記各ニードル６、６の転動面と前記各ポケット９ａ、９ａの内面との係合に基づく、転動体案内により図った場合でも、或る程度、上述した作用・効果を得られる。即ち、前記保持器７ｂの径方向に関する位置決めを転動体案内により図った場合でも、この保持器７ｂの径方向位置は、或る程度変動する。そして、この保持器７ｂの外周面のうちの円周方向の一部と前記外輪軌道４とが近接する傾向になる可能性がある。この様な場合でも、本例の保持器７ｂを使用すれば、前記両リム部１２ｂ、１２ｂの外周面と前記外輪軌道４との間の環状隙間の径方向厚さを十分に大きくできて、上述した作用・効果を得られる。
【００２２】
［実施の形態の第２例］
図５〜７は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例のラジアルニードル軸受を構成する保持器７ｃは、各柱部１０ｂ、１０ｂの外周側面の形状を、上述した実施の形態の第１例と異ならせている。具体的には、本例の場合には、前記各柱部１０ｂ、１０ｂを、軸方向中央部に設けた厚肉部１５ａ、１５ａから、軸方向両端部に設けた１対のリム部１２ｂ、１２ｂに向かうに従って径方向に関する厚さが漸減するものとしている。この為に、前記各厚肉部１５ａ、１５ａの外周側面である各中央ガイド部１８ａ、１８ａと前記両リム部１２ｂ、１２ｂの外周面とを、傾斜面部１９、１９により連続させている。本例の場合も、前記中央ガイド部１８ａ、１８ａの断面形状は、図７の（Ａ）に示す様な平坦面、又は、図７の（Ｂ）に示す様な凸曲面とする。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
上述の様な本発明を実施する場合に、保持器として、前述の図９〜１０に示した様に、ポケットの軸方向中央部の円周方向の幅寸法を、軸方向両端部分の円周方向の幅寸法よりも大きく（即ち、柱部の軸方向中央部の円周方向の幅寸法を、軸方向両端部分の円周方向の幅寸法よりも小さく）したものを用いても良い。この様な保持器によれば、潤滑油の流量を更に増大させる事ができる。
【符号の説明】
【００２４】
１    変速用歯車
２    動力伝達軸
３    ラジアルニードル軸受
４    外輪軌道
５    内輪軌道
６    ニードル
７、７ａ、７ｂ、７ｃ  保持器
８    係合歯
９、９ａ  ポケット
１０、１０ａ、１０ｂ  柱部
１１    通油用凹部
１２、１２ａ、１２ｂ  リム部
１３    給油孔
１４    隙間
１５、１５ａ  厚肉部
１６    薄肉部
１７    段差部
１８、１８ａ  中央ガイド部
１９    傾斜面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005909893.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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