(57)【要約】【課題】  各ニードル６、６が各柱部１２ａの円周方向側面を円周方向に押した場合でも、これら各柱部１２ａの端部とリム部との連続部に大きな力が加わらない構造を実現して、保持器７ａの耐久性向上を図る。【解決手段】  上記各柱部１２ａの軸方向中間部を構成する内径側直線部１５ａの円周方向両側面のうち、保持器７ａの径方向外寄り部分を同じく内寄り部分よりも凹ませる。そして、この内寄り部分を、上記各ニードル６、６のピッチ円Ｐよりも内径側に位置させる。従って、これら各ニードル６、６の転動面と上記内径側直線部１５ａとが当接する事がなくなる。この結果、これら各ニードル６、６から上記各柱部１２ａに加わるモーメント荷重が低減して、上記課題を解決できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に円筒形の内輪軌道を設けた支持軸と、内周面に円筒形の外輪軌道を有し、この支持軸の周囲にこの支持軸と同心に配置された回転部材と、この外輪軌道と上記内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、この保持器は、これら各ニードルを軸方向両側から挟む位置に配置された１対のリム部と、これら両リム部同士を連結する複数本の柱部とを備えたものであり、上記各ニードルは、これら両リム部と円周方向に隣り合う柱部同士の間に存在するポケット内に保持されている回転支持装置に於いて、これら各柱部の円周方向両側面のうちで軸方向中央部と上記各ニードルの転動面とが当接しない事を特徴とする回転支持装置。
【請求項２】
保持器の径方向に関する位置決めが、両リム部の外周面を回転部材の内周面に近接対向させる外輪案内により図られている、請求項１に記載した回転支持装置。
【請求項３】
保持器の径方向に関する位置決めが、各柱部の円周方向両側面と各ニードルの転動面とを係合させるニードル案内により図られている、請求項１に記載した回転支持装置。
【請求項４】
各柱部の円周方向両側面のうちで各ニードルの転動面と当接しない軸方向中央部の軸方向寸法が、上記各柱部の軸方向寸法の１／４以上である、請求項１〜３の何れかに記載した回転支持装置。
【請求項５】
各柱部はそれぞれ、１対の外径側直線部と、１対の傾斜部と、１個所の内径側直線部とを備えており、
このうちの両外径側直線部は、両リム部の内側面外径寄り部分にそれぞれの基端部を連続させ、保持器の中心軸と平行に配置されており、
上記両傾斜部は、上記両外径側直線部にそれぞれの基端部を連続させ、上記保持器の軸方向中央部に向かう程、この保持器の径方向内方に向かう方向に傾斜しており、
上記内径側直線部は、上記両傾斜部の先端部にその両端部を連続させて、上記保持器の中心軸と平行に配置されており、
各ポケット内で各ニードルが変位した場合にこれら各ニードルの転動面は、上記両外径側直線部又は上記両傾斜部に当接しても上記内径側直線部に当接する事はない、
請求項１〜４の何れかに記載した回転支持装置。
【請求項６】
各ニードルのピッチ円に対応する部分で、内径側直線部の円周方向両側面が、両傾斜部の円周方向両側面よりも、各柱部の幅方向に関して凹んでいる、請求項５に記載した回転支持装置。
【請求項７】
内径側直線部の円周方向両側面のうち、保持器の径方向外寄り部分が同じく内寄り部分よりも凹んでいる、請求項６に記載した回転支持装置。
【請求項８】
内径側直線部の厚さ寸法が、両外径側直線部の厚さ寸法及び両傾斜部の厚さ寸法よりも小さい、請求項５に記載した回転支持装置。
【請求項９】
内径側直線部の内周側面を支持軸の外周面に近接させる事により、この内径側直線部全体を各ニードルのピッチ円よりも径方向内側に配置した、請求項５に記載した回転支持装置。
【請求項１０】
支持軸が、遊星歯車機構を構成するキャリアに支持された遊星軸であり、回転部材が、この遊星軸の周囲に配置された遊星歯車である、請求項１〜９の何れかに記載した回転支持装置。
【請求項１１】
遊星軸が、表層部のみ焼き入れ硬化された鋼製である、請求項１０に記載した回転支持装置。
【請求項１２】
遊星軸表面の窒素濃度が０．０５〜０．５重量％であり、炭素濃度が０．９〜１．８重量％である、請求項１１に記載した回転支持装置。
【請求項１３】
鋼が、０．９〜１．８重量％のCrを含んだものである、請求項１１〜１２の何れかに記載した回転支持装置。
【請求項１４】
鋼が、０．４〜０．８のSiを含んだものである、請求項１１〜１３の何れかに記載した回転支持装置。
【請求項１５】
遊星軸の最低硬さがＨｖ３００以上である、請求項１１〜１４の何れかに記載した回転支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る回転支持装置は、例えば自動車用の自動変速機を構成する遊星歯車機構に組み込む遊星歯車を、キャリアに設けた遊星軸の周囲に回転自在に支持する為に利用する。特に本発明は、高速回転化を図るべく保持器を設けた構造で、この保持器の耐久性を十分に確保できる構造を実現するものである。
【背景技術】
【０００２】
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ラジアルニードル軸受が組み込まれている。例えば自動車の自動変速装置を構成する遊星歯車式変速機は、特許文献１等に記載されて周知の様に、遊星歯車をキャリアに対し、ラジアルニードル軸受により回転自在に支持している。図９は、この様なキャリアに対し遊星歯車を回転自在に支持する、遊星歯車の回転支持装置の１例を示している。この図９に示した構造の場合、キャリア１を構成する互いに平行な１対の支持板２ａ、２ｂの円周方向複数個所に、遊星軸３の両端部を支持固定している。そして、この遊星軸３の中間部周囲に遊星歯車４を、ラジアルニードル軸受５により、回転自在に支持している。
【０００３】
このラジアルニードル軸受５は、複数本のニードル６、６を保持器７により転動自在に保持すると共に、上記遊星軸３の中間部外周面を円筒状の内輪軌道８とし、上記遊星歯車４の内周面を円筒状の外輪軌道９として、上記各ニードル６、６の転動面を、これら内輪軌道８及び外輪軌道９に転がり接触させている。又、上記遊星歯車４の軸方向両端面と上記両支持板２ａ、２ｂの内側面との間に、それぞれフローティングワッシャ１０ａ、１０ｂを配置して、上記遊星歯車４の軸方向両端面と上記両支持板２ａ、２ｂの内側面との間に作用する摩擦力の低減を図っている。尚、自動車用自動変速機を構成する遊星歯車機構に組み込む遊星歯車を支持するラジアルニードル軸受として従来は、例えば上記特許文献１に記載されている様に、保持器を持たない総ニードル型のものが一般的であった。これに対して、近年、遊星歯車の高速回転化を図るべく、円周方向に隣り合うニードル同士の接触（擦れ合い）を避ける為に、例えば特許文献２に記載されている様に、保持器７を持ったラジアルニードル軸受を使用する場合が多くなっている。
【０００４】
上記ラジアルニードル軸受５を構成する上記保持器７は、例えば図１０〜１１に詳示する様に、軸方向（図９〜１１の左右方向）に互いに間隔をあけて配置した、それぞれが円輪状である１対のリム部１１、１１と、複数本の柱部１２、１２とを備える。これら各柱部１２、１２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１１、１１の互いに対向する内側面の外径寄り部分に連続させている。又、上記各柱部１２、１２は、軸方向中間部が径方向内方に向け台形状に折れ曲がった形状を有する。
【０００５】
即ち、これら各柱部１２、１２はそれぞれ、１対の外径側直線部１３、１３と、１対の傾斜部１４、１４と、１個所の内径側直線部１５とを備える。このうちの両外径側直線部１３、１３は、上記両リム部１１、１１の内側面外径寄り部分にそれぞれの基端部を連続させ、上記保持器７の中心軸と平行に配置されている。又、上記両傾斜部１４、１４は、上記両外径側直線部１３、１３にそれぞれの基端部を連続させ、上記保持器７の軸方向中央部に向かう程この保持器７の径方向内方に向かう方向に傾斜している。更に、上記内径側直線部１５は、上記両傾斜部１４、１４の先端部にその両端部を連続させて、上記保持器７の中心軸と平行に配置されている。
【０００６】
そして、円周方向に隣り合う上記各柱部１２、１２の円周方向両側面と上記両リム部１１、１１の互いに対向する内側面とにより囲まれる空間部分を、それぞれポケット１６、１６とし、これら各ポケット１６、１６に上記各ニードル６、６を、転動自在に保持している。又、上記保持器７は、上記各柱部１２、１２の両端部両側面のうちの円周方向に関して互いに整合する位置に係止突部１７、１７を、これら各側面から円周方向に突出する状態で設けている。これら各係止突部１７、１７は、上記各ポケット１６、１６内に転動自在に保持する上記各ニードル６、６が、当該ポケット１６、１６から径方向外方に抜け出る事を防止する為のものである。即ち、上記各ニードル６、６を上記保持器７と共に、前記内輪軌道８及び外輪軌道９（図９）の間に組み付ける際に、これら各ニードル６、６を上記各ポケット１６、１６内に、径方向に抜け出るのを阻止した状態で保持する必要がある。
【０００７】
この為に、上記各ポケット１６、１６の開口部で上記各ニードル６、６のピッチ円よりも外径側部分に上記各係止突部１７、１７を、互いに対向する状態で設けると共に、これら各係止突部１７、１７の先端縁同士の間隔Ｄ17（図１０）を、上記各ニードル６、６の外径Ｄ6 （図９）よりも小さくしている（Ｄ6 ＞Ｄ17）。又、上記各柱部１２、１２の中間部を構成する内径側直線部１５、１５の円周方向両側面のうちで上記保持器７の径方向に関する内端縁を上記各ニードル６、６のピッチ円よりも内径側に位置させると共に、この内端縁同士の間隔Ｄ15（図１０）も、上記各ニードル６、６の外径Ｄ6 よりも小さくしている（Ｄ6 ＞Ｄ15）。
【０００８】
上記各ニードル６、６を上記各ポケット１６、１６に保持するには、これら各ニードル６、６をこれら各ポケット１６、１６に、上記保持器７の内径側から押し込む。この際、上記各ニードル６、６により上記内径側直線部１５、１５の内端縁同士の間隔Ｄ15を弾性的に広げて、これら各ニードル６、６をこれら内端縁同士の間を通過させる。この様にしてこれら各ニードル６、６を上記各ポケット１６、１６に保持した状態で、これら各ニードル６、６は、上記各係止突部１７、１７により前記保持器７の径方向外方に、上記各柱部１２、１２の内径側係止部１６、１６の側面により同じく径方向内方に、それぞれ抜け出る事を防止される。
【０００９】
上述した従来のラジアルニードル軸受５の場合、上記保持器７に設けた上記各ポケット１６、１６内で上記各ニードル６、６が、この保持器７の円周方向に変位すると、これら各ニードル６、６の転動面と、前記各柱部１２、１２のうちの、上記内径側直線部１５、１５の円周方向側面とが当接する。遊星歯車機構を構成する遊星軸３の周囲に同じく遊星歯車４を支持する為のラジアルニードル軸受５に組み込んだ保持器７の場合、上記各ニードル６、６の転動面は、上記各内径側直線部１５、１５の円周方向両側面のうちの一方にのみ当接するのではなく、上記各ニードル６、６の公転運動に伴って、これら円周方向両側面に交互に当接する。この結果、上記各柱部１２、１２に、交互に異なる方向のモーメント荷重が加わり、これら各柱部１２、１２の両端部と前記両リム部１１、１１との連続部の耐久性確保が難しくなる。
【００１０】
この理由に就いて、図１２を参照しつつ説明する。遊星歯車機構に組み込まれた遊星歯車４は、キャリア１の回転に伴って図示しない太陽歯車の周囲を公転しつつ、この太陽歯車及び図示しないリング歯車との噛合に基づいて、上記遊星軸３の周囲で自転する。又、この遊星軸３の周囲に上記遊星歯車４を回転自在に支持する、上記ラジアルニードル軸受５を構成する上記各ニードル６、６は、上記遊星歯車４の自転に伴って上記遊星軸３の周囲を、自転しつつ公転する。この場合に、上記各ニードル６、６には、上記太陽歯車を中心とする公転運動の遠心力を受け、上記キャリア１の径方向外方に変位し、上記各柱部１２、１２の円周方向側面に押し付けられる。
【００１１】
例えば、上記キャリア１と共に上記遊星軸３が、上記太陽歯車を中心に図１２の矢印α方向に公転し、上記遊星歯車４が同図の矢印β方向に自転する場合に就いて考える。この場合には、上記矢印α方向の公転運動に基づく遠心力により上記各ニードル６、６に、同図に矢印γで示す様に、上記キャリア１の径方向外方に向いた力が加わる。そして、この矢印γ方向の力に基づいて上記各ニードル６、６が、上記各柱部１２、１２の円周方向側面に押し付けられる。この様にしてこれら各ニードル６、６がこれら各柱部１２、１２の円周方向側面に押し付けられる力の大きさは、上記遊星軸３に対する上記各ニードル６、６の位置で異なり、この遊星軸３の中心に関して、上記キャリア１の径方向に対し直角方向（図１２の左右両端部）に存在するニードル６、６が、最も強く、上記各柱部１２、１２の側面に押し付けられる。そして、これら各柱部１２、１２から見た場合に上記各ニードル６、６は、前記保持器７が１回転する毎に、交互に逆方向から強く押し付けられる事になる。この結果、上記各柱部１２、１２には、円周方向の力が交互に加わり、これら各柱部１２、１２の両端部と前記両リム部１１、１１との連続部が疲労し易く、上記保持器７の耐久性確保が損なわれる。
【００１２】
前記ラジアルニードル軸受５に組み込む上記保持器７の径方向位置を規制する構造は、所謂ニードル案内と、所謂外輪案内と、所謂内輪案内とがある。このうちのニードル案内は、上記保持器７のポケット１６、１６と上記各ニードル６、６の転動面とを係合させる事で、この保持器７の径方向位置を規制するものである。又、上記外輪案内は、この保持器７の外周面と前記外輪軌道９とを近接対向させる事で、この保持器７の径方向位置を規制するものである。更に、上記内輪案内は、この保持器７の内周面と前記内輪軌道８とを近接対向させる事で、この保持器７の径方向位置を規制するものである。この保持器７の径方向位置の規制を何れの構造で行なった場合でも上記各ニードル６、６は、上記キャリア１の回転に伴う遠心力に基づいて上記各柱部１２、１２の円周方向両側面に交互に押し付けられるので、これら各柱部１２、１２の両端部と前記両リム部１１、１１との連続部が疲労し易くなる。
【００１３】
但し、上記外輪案内或は上記内輪案内を採用し、上記各柱部１２、１２全体を、上記各ニードル６、６のピッチ円の外径側或は内径側にずらせれば、これら各ニードル６、６が上記各柱部１２、１２を押圧する力に径方向の分力が生じる事になる。この結果、これら各柱部１２、１２の両端部と前記両リム部１１、１１との連続部に生じる、疲労に結び付く様な応力を多少緩和できると考えられる。但し、上記各ポケット１６、１６内に保持したニードル６、６が、上記外輪軌道９と上記内輪軌道８との間への組み付け前に上記各ポケット１６、１６から抜け出るのを防止する為の構造を別途（前述の図９〜１１に示した構造とは別に）設ける必要がある。尚、上記外輪案内と上記内輪案内とのうちでは外輪案内が、案内面同士の対向面積を広くでき、当該部分の面圧を低くできる面から、内輪案内に比べて優れている。
【００１４】
【特許文献１】実開平５−６２７２９号公報
【特許文献２】特開平８−２７０６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、各ニードルが各柱部の円周方向側面を円周方向に押した場合でも、これら各柱部の端部とリム部との連続部に大きな力が加わらない様な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】
【００１６】
本発明の回転支持装置は、外周面に円筒形の内輪軌道を設けた支持軸と、内周面に円筒形の外輪軌道を有し、この支持軸の周囲にこの支持軸と同心に配置された回転部材と、この外輪軌道と上記内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。
このうちの保持器は、上記各ニードルを軸方向両側から挟む位置に配置された１対のリム部と、これら両リム部同士を連結する複数本の柱部とを備えたものである。
又、上記各ニードルは、これら両リム部と円周方向に隣り合う柱部同士の間に存在するポケット内に保持されている。
特に、本発明の回転支持装置に於いては、上記各柱部の円周方向両側面のうちで軸方向中央部と上記各ニードルの転動面とが当接しない。
【発明の効果】
【００１７】
上述の様に本発明の回転支持装置の場合には、各柱部の円周方向両側面のうちで軸方向中央部と各ニードルの転動面とが当接しない。言い換えれば、これら各ニードルの転動面と上記各柱部の円周方向両側面との当接部は、これら各柱部の軸方向両端寄り部分のみとなる。従って、上記各ニードルがこれら各柱部を押圧する力の力点から、これら各柱部の軸方向両端部と両リム部との連続部迄の距離が短くなる。これら各連続部に生じる応力は、上記力点に加わる力の大きさとこの距離との積に比例する為、この距離が小さくなる分、上記応力が低くなって、上記各連続部が疲労しにくくなり、保持器の耐久性向上を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、保持器の径方向に関する位置決めを、両リム部の外周面を回転部材の内周面に近接対向させる、外輪案内により図る。
この様な構造を採用すれば、前述した様に、各ニードルが上記各柱部を押圧する力に径方向の分力が生じる。この結果、これら各柱部の両端部と両リム部との連続部に生じる、疲労に結び付く様な応力を、より一層緩和できる。
或は、請求項３に記載した様に、保持器の径方向に関する位置決めを、各柱部の円周方向両側面と各ニードルの転動面とを係合させるニードル案内により図る。
この様な構造を採用すれば、各ポケット内に保持したニードルが、支持軸の外周面と回転部材の内周面との間への組み付け前に各ポケットから抜け出るのを防止する為の構造を別途設ける必要がない。
【００１９】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、各柱部の円周方向両側面のうちで各ニードルの転動面と当接しない軸方向中央部の軸方向寸法を、上記各柱部の軸方向寸法の１／４以上（更に好ましくは１／３以上）とする。
上記軸方向中央部の軸方向寸法をこの程度確保すれば、上記各ニードルが上記各柱部を押圧する力の力点から、これら各柱部の軸方向両端部と両リム部との連続部迄の距離を十分に短くして、これら各連続部に生じる応力を十分に緩和できる。尚、上記軸方向寸法の上限は、本発明の趣旨上、特に規制しない。保持器としての機能が損なわれない限り、大きい程好ましい。
【００２０】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、上記各柱部はそれぞれ、１対の外径側直線部と、１対の傾斜部と、１個所の内径側直線部とを備えたものとする。
このうちの両外径側直線部は、両リム部の内側面外径寄り部分にそれぞれの基端部を連続させ、保持器の中心軸と平行に配置されたものとする。
又、上記両傾斜部は、上記両外径側直線部にそれぞれの基端部を連続させ、上記保持器の軸方向中央部に向かう程、この保持器の径方向内方に向かう方向に傾斜したものとする。
又、上記内径側直線部は、上記両傾斜部の先端部にその両端部を連続させて、上記保持器の中心軸と平行に配置されたものとする。
そして、各ポケット内で各ニードルが変位した場合にこれら各ニードルの転動面は、上記両外径側直線部又は上記両傾斜部に当接しても上記内径側直線部に当接する事はない構造とする。
この様な構造は、上記各ポケット内での上記各ニードルの姿勢を安定させられる（スキューを抑えられる）ので、この様な構造で本発明を実施すれば、回転部材の回転抵抗を安定し且つ低く抑えられる等、この回転部材を備えた各種装置の性能向上に寄与できる。
【００２１】
上述の様な請求項５に記載した発明を実施する場合に、例えば、請求項６に記載した様に、上記各ニードルのピッチ円に対応する部分で、上記内径側直線部の円周方向両側面を、両外径側直線部と両傾斜部とのうちの少なくとも一方の両側面よりも、各柱部の幅方向に関して凹ませる。
この様な請求項６に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項７に記載した様に、内径側直線部の円周方向両側面のうち、保持器の径方向外寄り部分を同じく内寄り部分よりも凹ませる。
この様な構成を採用すれば、上記内径側直線部の断面積、延いては強度及び剛性を確保しつつ、この内径側直線部の円周方向両側面と上記各ニードルの転動面とが当接し合う事を防止できる。
【００２２】
又、上記請求項５に記載した発明を実施する場合に、請求項８に記載した様に、内径側直線部の厚さ寸法を、両外径側直線部の厚さ寸法及び両傾斜部の厚さ寸法よりも小さくする事もできる。
この様な請求項８に記載した構造は、内径側直線部の断面積が小さくなり、この内径側直線部の強度及び剛性が確保しにくくなると言った問題点はあるが、前記力点から前記各連続部迄の距離を十分に短くして、これら各連続部に生じる応力を十分に緩和できると言った効果は、十分に得られる。
【００２３】
或は、請求項５に記載した発明を実施する場合に、請求項９に記載した様に、内径側直線部の内周側面を支持軸の外周面に近接させる事により、この内径側直線部全体を各ニードルのピッチ円よりも径方向内側に配置する事もできる。
この様な請求項９に記載した発明は、内径側直線部の内周側面と支持軸の外周面とが擦れ合い易くなると言った問題点はあるが、上記力点から上記各連続部迄の距離を十分に短くして、これら各連続部に生じる応力を十分に緩和できると言った効果は、十分に得られる。
【００２４】
本発明を実施する場合に、例えば請求項１０に記載した様に、支持軸を、遊星歯車機構を構成するキャリアに支持された遊星軸とし、回転部材を、この遊星軸の周囲に配置された遊星歯車とする。
前述した様に、遊星歯車機構を構成するキャリアに支持した遊星軸の周囲に遊星歯車を回転自在に支持する為のラジアルニードル軸受を構成する各ニードルには、上記キャリアの回転に伴って、このキャリアの径方向外方に向いた遠心力が加わる。従って、この様な遊星歯車機構で本発明を実施する事は、上記ラジアルニードル軸受、延いてはこの遊星歯車機構の耐久性を向上させる面から有効である。
【００２５】
又、上述の様な請求項１０に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項１１に記載した様に、上記遊星軸を、表層部のみ焼き入れ硬化された鋼製とする。
この遊星軸をこの様な性状にする事で、この遊星軸の外周面に設けた内輪軌道の転がり疲れ寿命を確保しつつ、この遊星軸の変形を抑えて、この遊星軸の外周面と前記保持器の内周面とが擦れ合う事を防止できる。この様に、遊星軸として表層部のみを焼き入れ硬化してこの遊星軸の変形防止を図るべき理由は、次の通りである。
【００２６】
上記遊星軸の周囲に設置した遊星歯車には、公転運動に伴う遠心力や太陽歯車及びリング歯車との噛合部で発生する力がラジアル荷重として加わる。このラジアル荷重は、ラジアルニードル軸受を構成する各ニードルを介して上記遊星軸に、この遊星軸に曲げる方向の力として加わり、その結果、この遊星軸が僅かとは言え弾性変形する。この遊星軸は、一般的に焼き入れ鋼により造るが、この焼き入れ鋼中には、残留オーステナイトが不可避的に存在する。この様な残留オーステナイトは、８０℃以上の高温下での使用に伴って分解し、体積膨張を生じる。自動車用の自動変速機を構成する遊星歯車機構の場合、潤滑油（ＡＴＦ）の温度が８０℃以上使用する場合が多く、上記遊星軸中の残留オーステナイトが分解する条件は整っている。
【００２７】
この様に上記遊星軸中の残留オーステナイトが分解する条件が整った状態で、上記ラジアル荷重に基づいてこの遊星軸が弾性変形すると、この遊星軸の曲げ方向の塑性変形が進行する。即ち、上記残留オーステナイトの分解速度は、圧縮応力が作用する部分よりも引っ張り応力が作用する部分が速くなる為に、上記ラジアル荷重の作用方向に対応して、円弧状に塑性変形する。この様にして上記遊星軸が塑性変形する速度は、この遊星軸の温度が高い程、公転速度が速い程、断面の直径が小さい程、軸方向の寸法が長い程、周囲に支持した遊星歯車により伝達されるトルクが大きい程、大きくなる。近年、自動変速機の小型化の為に、遊星軸の断面の直径を小さくする傾向があり、この遊星軸が上述の様に円弧状に変形する程度（塑性変形と弾性変形とが合わさった変形量）が大きくなり易い。そして、上記遊星軸が上述の様に円弧状に変形すると、この遊星軸の外周面と前記保持器の中間部外周面との距離が近づく。
【００２８】
本発明を実施する場合でも、前記各ニードルの姿勢を安定させる為には、これら各ニードルの転動面と前記各柱部とを、これら各ニードルの軸方向両端部で係合させる事が好ましい。この場合には、これら各柱部のうちの両傾斜部の円周方向両側縁と上記各ニードルの転動面とを摺接させる事になるので、上記各柱部の軸方向中央部に存在する内径側直線部の内周側面と上記遊星軸の外周面との距離が短くなる。この様にこれら内径側直線部の内周側面と遊星軸の外周面との距離が短い状態でこの遊星軸の変形量が多くなると、これら両面同士が擦れ合って保持器又は遊星軸が損傷する可能性がある。
これに対して、請求項１１に記載した発明の様に、遊星軸として表層部のみを焼き入れ硬化したものを使用すれば、この遊星軸中の残留オーステナイトの量を少なく抑えて、この遊星軸の変形を抑え、上記両面同士の擦れ合いを防止できる。
【００２９】
即ち、上記遊星軸の変形量を抑える為には、上記残留オーステナイトの分解に伴って経時的に増大する、この遊星軸の塑性変形に基づく曲がり量を抑制する事が重要である。この為には、この遊星軸の全長に亙って、少なくとも径方向中心部には残留オーステナイトの組織が存在しない事が有効である。上記曲がり量を抑制する面からだけ見れば、上記遊星軸の表面層にも残留オーステナイトが存在しない事が好ましいが、この表面層に残留オーステナイト層が存在しないと、内輪軌道として機能する上記遊星軸の外周面の転がり疲れ強さを著しく低下させる。この転がり疲れ強さの確保を考慮した場合には、上記表面層に、１５〜４０容量％の残留オーステナイトを存在させる必要がある。そこで、請求項１１に記載した発明の場合には、遊星軸として、表層部のみ焼き入れ硬化された鋼製のものを使用する事で、表面層の残留オーステナイト量を確保する。
【００３０】
又、上述した様な請求項１１に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項１２に記載した様に、遊星軸表面の窒素濃度を０．０５〜０．５重量％（更に好ましくは０．０９〜０．５重量％）とし、炭素濃度を０．９〜１．８重量％とする。
或は、請求項１３に記載した様に、上記遊星軸を構成する鋼として、０．９〜１．８重量％のCrを含んだものを使用する。
或は、請求項１４に記載した様に、上記遊星軸を構成する鋼として、０．４〜０．８のSiを含んだものを使用する。
或は、請求項１５に記載した様に、上記遊星軸の最低硬さをＨｖ３００以上とする。
【００３１】
これらの条件は、何れも残留オーステナイトの組織を安定化させ、その分解速度を遅れさせる面から効果があるので、上記請求項１２〜１５に記載した発明を、単独で或は組み合わせて実施する事により、上記遊星軸の変形を抑え、この遊星軸の外周面と上記内径側直線部の内周側面との擦れ合いを防止できる。
尚、上記遊星軸表面の窒素濃度、炭素濃度は、高過ぎるとこの遊星軸の表面を高周波焼き入れする際にこの表面の品質を劣化させる原因となるので、それぞれ０．５重量％以下、１．８重量％以下に抑える。又、素材中のCr濃度、Si濃度に就いても、高過ぎるとこの遊星軸の表面を高周波焼き入れする際にこの表面の品質を劣化させる原因となるので、それぞれ１．８重量％以下、０．８重量％以下に抑える。
又、上記遊星軸の最低硬さ（−般的にはこの遊星軸の径方向中心部の硬さ）を大きくする事も、この遊星軸の曲がりを抑制する為に有効である。この為には、上記最低硬さをＨｖ３００以上、好ましくはＨｖ３５０以上、より好ましくはＨｖ４００以上とする。
【実施例１】
【００３２】
図１〜５は、請求項１、３、４、５、６、７、１０に対応する、本発明の実施例１を示している。尚、本発明の特徴は、各柱部１２ａ、１２ａの両端部と両リム部１１、１１との連続部に生じる応力を緩和し、これら両連続部に亀裂等の損傷が発生する事を防止する構造にある。この為に本実施例の場合には、上記各柱部１２ａ、１２ａの円周方向両側面の形状を工夫すると共に、これら各柱部１２ａ、１２ａの軸方向中間部に設けた内径側直線部１５の、保持器７ａの径方向に関する位置を規制している。そして、これら形状の工夫及び径方向位置の規制により、各ニードル６、６が保持器７ａのポケット１６、１６内で円周方向に変位した場合でも、これら各ニードル６、６の転動面と上記各柱部１２ａ、１２ａの軸方向中央部とが当接しない様にしている。
【００３３】
即ち、本実施例の場合には、上記各柱部１２ａ、１２ａのうちで両傾斜部１４、１４と内径側直線部１５との円周方向両側面を、上記保持器７ａを構成する金属板の厚さ方向中間部に曲がり部１８、１８を有する段付形状とし、図３の斜格子で示した部分を他の部分に対し凹ませている。そして、これら各柱部１２ａ、１２ａの円周方向に関する幅寸法Ｗ1 、Ｗ2 を、内径側（Ｗ1 ）で大きく、外径側（Ｗ2 ）で小さく（Ｗ1 ＞Ｗ2 ）している。又、保持器７ａの径方向に関する上記内径側直線部１５を、比較的内径側に位置させている。具体的には、上記各柱部１２ａ、１２ａの円周方向両側面の径方向中間部に存在する上記各曲がり部１８、１８の径方向位置を、上記各ニードル６、６のピッチ円Ｐよりも少し内径側に位置させている。この構成により、上記各ニードル６、６が保持器７ａのポケット１６、１６内で円周方向に変位した場合でも、これら各ニードル６、６の転動面と上記各柱部１２ａ、１２ａの軸方向中央部とが当接しない様にしている。尚、厳密に言えば、上記各ニードル６、６の転動面と上記各柱部１２ａ、１２ａの円周方向両側面とが当接する径方向位置は、これら各ニードル６、６のピッチ円Ｐから多少ずれるが、そのずれは僅かである為、上記各曲がり部１８、１８の径方向位置を上述の様に構成しても、特に問題はない。
【００３４】
上述した様な、上記円周方向両側面の形状の工夫及び上記各曲がり部１８、１８の径方向位置の規制により、上記各ニードル６、６の転動面と上記各柱部１２ａ、１２ａの円周方向両側面とは、図３に太い実線イ、イで示した、上記両傾斜部１４、１４の一部で当接する事になる。上記各柱部１２ａ、１２ａのうちで軸方向中央部に存在する、上記内径側直線部１５の円周方向両側面と、上記各ニードル６、６の転動面とが当接する事はない。従って、これら各ニードル６、６が上記各柱部１２ａ、１２ａを押圧する力の力点（上記実線イ、イの中心）から、これら各柱部１２ａ、１２ａの軸方向両端部と前記両リム部１１、１１との連続部１９、１９（図４）迄の距離が短くなる。これら各連続部１９、１９に生じる応力は、上記力点に加わる力の大きさとこの距離との積に比例する為、この距離が小さくなる分、上記応力が低くなって、上記各連続部１９、１９が疲労しにくくなり、前記保持器７ａの耐久性向上を図れる。
【００３５】
又、本実施例の場合には、上記各ニードル６、６の転動面と上記内径側直線部１５の円周方向両側面とを当接させない様にする為に、上記各曲がり部１８、１８により、この円周方向両側面のうちの外径側半部のみを凹ませているので、上記各柱部１２ａ、１２ａの断面積を確保できる。即ち、上記各柱部１２ａ、１２ａの厚さ寸法は、上記内径側直線部１５を含み十分に確保でき、又、円周方向に関する幅寸法も、内径側半部は外径側直線部１３、１３と同程度確保できる。従って、上記内径側直線部１５及び上記各傾斜部１４、１４の断面積を十分に広くして、これら内径側直線部１５及び各傾斜部１４、１４の強度及び剛性を十分に確保できる。更に、上記各外径側直線部１３、１３の円周方向に関する幅寸法は、内径側から外径側迄十分に確保でき、これら各外径側直線部１３、１３の断面積を十分に広くできるので、これら各外径側直線部１３、１３に生じる応力緩和の面から有利である。
【００３６】
尚、上記各柱部１２ａ、１２ａの円周方向両側面の径方向中間部に上記各曲がり部１８、１８を形成する作業は、前記保持器７ａの素材となる金属板の打ち抜き方向を規制する（保持器７ａの内径側から外径側に打ち抜く）事で、容易に行なえる。即ち、打ち抜き時に発生する破断面を、上記各曲がり部１８、１８として利用する事で、上記各柱部１２、１２の形状を所望にできる。又、これら各曲がり部１８、１８の断面形状は、図５の（Ａ）に示す様な凹曲面状であっても、同じく（Ｂ）に示す様な平面状であっても良い。要は、上記内径側直線部１５のうちの外径側半部を円周方向に凹ませて、当該部分が前記各ニードル６、６の転動面と当接しない様にできる形状であれば良い。
尚、遊星軸３の性状に関する特徴に就いては、先に説明した通りであり、図面に表れない為、重複する説明は省略する。
【実施例２】
【００３７】
図６は、請求項１、３、４、５、９、１０に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、柱部１２ｂの軸方向中間部を構成する内径側直線部１５の内周側面を支持軸３の外周面に近接させる事により、この内径側直線部１５全体を、各ニードル６、６（図１、２参照）のピッチ円よりも径方向内側に配置している。
【００３８】
本実施例の場合には、この様に上記内径側直線部１５全体を上記各ニードル６、６のピッチ円よりも内径側に位置させている為、これら各ニードル６、６の転動面と上記各柱部１２ｂの円周方向両側面とは、図６に太い実線イ、イで示した、上記内径側直線部１５の両側に存在する両傾斜部１４、１４の一部で当接する事になる。従って、これら各ニードル６、６が上記各柱部１２ｂを押圧する力の力点から、これら各柱部１２ｂの軸方向両端部と両リム部１１、１１との連続部１９、１９（図４参照）迄の距離が短くなって、保持器７ａの耐久性向上を図れる。
【実施例３】
【００３９】
図７は、請求項１、３、４、５、８、１０に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、柱部１２ｃの軸方向中間部を構成する内径側直線部１５ａの厚さ寸法ｔを、両外径側直線部１３、１３の厚さ寸法Ｔ及び両傾斜部１４、１４の厚さ寸法Ｔよりも小さく（ｔ＜Ｔ）している。そして、上記内径側直線部１５ａ全体を、各ニードル６、６（図１、２参照）のピッチ円よりも内径側に位置させている。
【００４０】
本実施例の場合には、この様に上記内径側直線部１５ａの外周面を上記各ニードル６、６のピッチ円よりも内径側に位置させている為、これら各ニードル６、６の転動面と上記各柱部１２ｃの円周方向両側面とは、図７に太い実線イ、イで示した、上記両傾斜部１４、１４の一部で当接する事になる。従って、これら各ニードル６、６が上記各柱部１２ｃを押圧する力の力点から、これら各柱部１２ｃの軸方向両端部と両リム部１１、１１との連続部１９、１９（図４参照）迄の距離が短くなって、保持器７ａの耐久性向上を図れる。又、本実施例の場合には、上記内径側直線部１５ａの厚さ寸法ｔを小さくしているので、上述の様に、上記内径側直線部１５ａの外周面を上記ピッチ円よりも内径側に位置させた場合でも、この内径側直線部１５ａの内周面と遊星軸３の外周面とが近づき過ぎる事を防止できる。
【実施例４】
【００４１】
図８は、請求項１、３、４、５、６、１０に対応する、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合には、柱部１２ｄの軸方向中間部を構成する内径側直線部１５ｂの円周方向に関する幅さ寸法ｗを、両外径側直線部１３、１３の幅寸法Ｗ及び両傾斜部１４、１４の厚さ寸法Ｗよりも小さく（ｗ＜Ｗ）している。従って本実施例の場合には、図８の（Ａ）に斜格子で示した、上記内径側直線部１５ｂの円周方向両側面が、上記両傾斜部１４、１４の円周方向両側面よりも、各柱部１２ｄの幅方向に関して凹んでいる。そして、上記内径側直線部１５ｂを、各ニードル６、６（図１、２参照）のピッチ円上に位置させている。
【００４２】
本実施例の場合には、この様に上記内径側直線部１５ｂの円周方向両側面を上記両傾斜部１４、１４の円周方向両側面よりも凹ませている為、これら各ニードル６、６の転動面と上記各柱部１２ｄの円周方向両側面とは、図８に太い実線イ、イで示した、上記両傾斜部１４、１４の一部で当接する事になる。従って、これら各ニードル６、６が上記各柱部１２ｄを押圧する力の力点から、これら各柱部１２ｄの軸方向両端部と両リム部１１、１１との連続部１９、１９（図４参照）迄の距離が短くなって、保持器７ａの耐久性向上を図れる。又、本実施例の場合には、上記内径側直線部１５ｂが各ニードル６、６のピッチ円上に位置しているので、この内径側直線部１５ｂの内周面と遊星軸３の外周面とが近づき過ぎる事を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例１の全体構成を示す断面図。
【図２】図１のＸ部拡大図。
【図３】保持器の柱部を取り出して図２の側方から見た図。
【図４】保持器の部分拡大斜視図。
【図５】柱部中間の内径側直線部の断面形状の２例を示す図。
【図６】本発明の実施例２を示す、図３と同様の図。
【図７】同実施例３を示す、図３と同様の図。
【図８】同実施例４を示す図で、（Ａ）は図３と同様の図、（Ｂ）は（Ａ）の上方から見た図。
【図９】従来から知られている遊星歯車の回転支持装置の１例を示す部分断面図。
【図１０】本発明の対象となるラジアルニードル軸受用保持器の１例を示す斜視図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ断面図。
【図１２】保持器の柱部に円周方向に関して異なる方向の力が交互に加わる理由を説明する為の模式図。
【符号の説明】
【００４４】
１    キャリア
２ａ、２ｂ  支持板
３    遊星軸
４    遊星歯車
５    ラジアルニードル軸受
６    ニードル
７、７ａ  保持器
８    内輪軌道
９    外輪軌道
１０ａ、１０ｂ  フローティングワッシャ
１１    リム部
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  柱部
１３    外径側直線部
１４    傾斜部
１５、１５ａ、１５ｂ  内径側直線部
１６    ポケット
１７    係止突部
１８    曲がり部
１９    連続部
【図１】
2006046391.tif 000003
【図２】
2006046391.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006046391.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2006046391.tif 000010
【図９】
2006046391.tif 000011
【図１０】
2006046391.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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