(57)【要約】  【課題】  保持器の応力を減少させることができるニードル軸受用の保持器の製造方法を提供する。  【解決手段】  保持器１２の柱部１２ｂを内径側から塑性加工することによって、張り出し部１２ｆ、１２ｆを形成しているので、張り出し部１２ｆ、１２ｆの張り出し量を確保しながらも、肉厚を厚くできる。【選択図】  図１０
2006132610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とからなり、ころを保持するニードル軸受用の保持器であって、ころ径をｄ、ころのＰＣＤをＤとしたときに、ｄ／Ｄ＞０．１であるニードル軸受用の保持器の製造方法において、
前記保持器の柱部を、内径側から塑性加工することによって周方向に延在する張り出し部を形成することを特徴とするニードル軸受用の保持器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動変速機用遊星歯車機構や無段変速機等に用いられると好適なニードル軸受用の保持器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば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、ラジアルニードル軸受は、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）。
【０００３】
ところで、ラジアルニードル軸受において、保持器からころが脱落する、いわゆるころバレを防止するために、保持器の柱部から周方向に延在する張り出し部を設けることが多い（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３４９６４７号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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ニードル軸受も自転すると共に、太陽歯車の周囲を公転するので、それらを合成した遠心力がニードル軸受に付与されることとなる。かかる場合、保持器は遊星歯車内径に常に押しつけられた状態で使用される。このとき、これバレを防止するための張り出し部が、ころと接触することにより、繰り返し応力が生じ張り出し部分が疲労強度が不足する恐れがある。ころとの衝接を抑制するために張り出し部を極力外径側に延在させることも考えられるが、それにより張り出し部の肉厚が減少し、かえって応力を高める恐れもある。
【０００５】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、保持器の応力を減少させることができるニードル軸受用の保持器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のニードル軸受用の保持器の製造方法は、一対の環状部と、前記環状部を連結する複数の柱部とからなり、ころを保持するニードル軸受用の保持器であって、ころ径をｄ、ころのＰＣＤをＤとしたときに、ｄ／Ｄ＞０．１であるニードル軸受用の保持器の製造方法において、
前記保持器の柱部を、内径側から塑性加工することによって周方向に延在する張り出し部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
例えば遊星歯車機構において、保持器が遊星歯車内径に常に押しつけられた状態で使用される場合に、張り出し部が、ころと接触することによる繰り返し応力の増大を抑制することは、通常のニードル軸受の保持器における隣接する一対の柱部において、ころを保持する側面の半径方向長さを、ころ径の２０％以上とし、張り出し部の内周面の曲率半径を、ころ径の２０％以上とすることで実現できる。ところが、ころ径をｄ、ころのＰＣＤをＤとしたときに、ｄ／Ｄ＞０．１であるようなニードル軸受の保持器の場合には、外径側より柱部を塑性変形させると、特に張り出し部先端の肉厚が薄くなる傾向がある。しかるに、保持器にころを組み込む状態を示す図１２において、張り出し部１２ｆ’先端の肉厚が薄くなった場合、ころ１１を外径側から組み込む際に張り出し部１２ｆ’が内側に折れ曲がりやすくなるが（図１２（ａ））、かかる先端が内側に曲がることで、ニードル軸受の動作時に張り出し部ところとが衝接しやすくなって（図１２（ｂ））、上述の問題を招くという問題がある。又、保持器を不用意に落下させると張り出し部１２ｆ’が折れてしまい、ころバレの機能を失うため、取り扱いにも注意が必要になる。
【０００８】
これに対し、本発明においては、前記保持器の柱部を、内径側から塑性加工することによって周方向に延在する張り出し部を形成することで、張り出し部先端の肉厚低下を抑制し、信頼性の高い保持器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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ニードル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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
図４は、本実施の形態のニードル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、ニードル軸受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。ニードル軸受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、一般的には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。
【００１３】
図５は、本実施の形態にかかるニードル軸受１０の斜視図である。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）中央部１２ｃを有しており、中央部１２ｃの軸線方向両側から環状部１２ａにかけて拡径している部位を、案内部１２ｄとしている。このような形状の保持器１２を溶接保持器と呼ぶ。
【００１４】
図６は、本実施の形態にかかるニードル軸受１０を、中央（例えば図４のVI-VI線）で軸線直交方向に切断して示す図である。柱部１２ｂの側面には周方向に延在する張り出し部（スカーフともいう）１２ｆが形成されている。ここで、ころ径をｄとし、ころのＰＣＤ（ピッチ円径）をＤとしたときに、ｄ／Ｄ＞０．１が成立する。かかる場合、あるポケット部（柱部１２ｂ間に形成される）の中心と軸線とを結ぶ面と、隣のポケット部の中心と軸線とを結ぶ面とのなす角度（図６でθ）が大きくなるので、一般的な軸受と比較すると、張り出し部１２ｆの張り出し量が多く必要となり、その分だけ先端の肉厚が薄くなる恐れがある。これに対し、本実施の形態の製造方法によれば、張り出し量が大きくても先端の肉厚を確保できる保持器１２を提供できる。
【００１５】
図７は、保持器１２の製造工程を示すフローチャートである。図７において、ステップＳ１０１で、保持器の素材となる板材（中央部が既に折り曲げられている）を所定の形状に打ち抜くピアス加工（工程）により、柱部１２ｂを形成した後、ステップＳ１０２で、柱部１２ｂに張り出し部の加工（詳細は後述）を施し、ステップＳ１０３で、板材を切断し、ステップＳ１０４で丸めて溶接した後、ステップＳ１０５で、バリ取りなど仕上げ加工を行って、保持器１２が完成する。
【００１６】
図８は、比較例にかかる保持器の製造工程の途中の状態（ステップＳ１０２）を示す図である。図９は、図８に示す型で形成された保持器の柱部を示す断面図である。保持器の素材Ｍの上方には、第１の型Ｍ１’が配置され、保持器の素材Ｍの下方には、第２の型Ｍ２’が配置されている。
【００１７】
ニードル軸受の動作時にころとの接触を防止するには、図９に示す柱部１２ｂ’の側面の高さ（Ｈ）と、側面から張り出し部１２ｆ’にかけての円弧（Ｒ）を大きくすることが望ましい。しかし、外径側から塑性変形を行いつつ、寸法Ｈ、Ｒを共に確保するようにすると、張り出し部１２ｆ’の先端の肉厚Ｔ１が減少するという問題がある。これを具体的に説明する。
【００１８】
比較例の張り出し部加工において、図８に示すように、第２の型Ｍ２’の凹部内に配置した断面が矩形状の素材Ｍ（二点鎖線で図示）に対して、第１の型Ｍ１’を接近させ、２カ所の凸部Ｍ１ａ’、Ｍ１ａ’で素材Ｍの上面を押し、それにより塑性変形させることで張り出し部１２ｆ’、１２ｆ’を形成している。かかる場合、塑性変形量は凸部Ｍ１ａ’、Ｍ１ａ’により押圧された量に限られるので、図９に示すように、張り出し部１２ｆ’、１２ｆ’の張り出し量を稼ごうとすると、その分だけ肉厚Ｔ１が薄くなってしまう。
【００１９】
図１０は、本実施の形態にかかる保持器の製造工程の途中の状態（ステップＳ１０２）を示す図である。図１１は、図１０に示す型で形成された保持器の柱部を示す断面図である。保持器の素材Ｍの上方には、第１の型Ｍ１が配置され、保持器の素材Ｍの下方には、第２の型Ｍ２が配置されている。本実施の形態においては、第２の型Ｍ２は、上方に向かうにつれて間隔が広がる一対のテーパ面Ｍ２ａの間に、その最小幅Ｗ１より大きい幅Ｗ２（＞Ｗ１）の矩形断面形状の素材Ｍを配置する。
【００２０】
本実施の形態の張り出し部加工において、図１０に示すように、第２の型Ｍ２の一対のテーパ面Ｍ２ａの間に、素材Ｍを載置し、第２の型Ｍ２を第１の型Ｍ１に接近させると、素材Ｍが一対のテーパ面Ｍ２ａの間に沈み込むことで、幅Ｗ２が幅Ｗ１となるように塑性変形するので、図８の比較例と比較すると、塑性変形量が大きくなる。即ち、本実施の形態によれば、保持器１２の柱部１２ｂを内径側から塑性加工することによって、図１１に示すように、張り出し部１２ｆ、１２ｆを形成しているので、張り出し部１２ｆ、１２ｆの張り出し量を確保しながらも、肉厚を厚くできる。しかも、寸法Ｈ、Ｒを比較例よりも大きく確保できるという利点もある。
【００２１】
尚、本発明における保持器の形状は、図４等に示すものに限られない。図１３に、変形例にかかる保持器の軸線方向断面図を示す。例えば、図１３（ａ）に示すように、一対の環状部１１２ａを複数の柱部１１２ｂで連結した構成を有してなり、柱部１１２ｂの中央部内外周面が軸線方向内方に折れ曲がっていて、張り出し部１１２ｆが、柱部１１２ｂの外周面に２カ所、内周面に１カ所設けられている保持器１１２も含まれる。更に、図１３（ｂ）に示すように、一対の環状部２１２ａを複数の柱部２１２ｂで連結した構成を有してなり、柱部２１２ｂの外周面側のみ中央部がへこんだ保持器２１２も含まれる。同様に張り出し部２１２ｆは、柱部１１２ｂの外周面に２カ所、内周面に１カ所設けられている。又、図１３（ｃ）に示すように、一対の環状部３１２ａを、ストレートな角柱状の複数の柱部３１２ｂで連結した構成を有してなる保持器３１２も含まれる。同様に張り出し部３１２ｆは、柱部３１２ｂの外周面に２カ所、内周面に１カ所設けられている。
【００２２】
以上、本発明を実施の形態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されることなく、その発明の範囲内で変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、ニードル軸受は、自動車用の変速機に限らず、カークーラコンプレッサなど、各種の機械に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】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５】本実施の形態にかかるニードル軸受１０の斜視図である。
【図６】本実施の形態にかかるニードル軸受１０を、中央（例えば図４のVI-VI線）で軸線直交方向に切断して示す図である。
【図７】保持器１２の製造工程を示すフローチャートである。
【図８】比較例にかかる保持器の製造工程の途中の状態（ステップＳ１０２）を示す図である。
【図９】図８に示す型で形成された保持器の柱部を示す断面図である。
【図１０】本実施の形態にかかる保持器の製造工程の途中の状態（ステップＳ１０２）を示す図である。
【図１１】図１０に示す型で形成された保持器の柱部を示す断面図である。
【図１２】従来の保持器にころを組み込む際の状態を示す断面図である。
【図１３】変形例にかかる保持器を、柱部と柱部との間で軸線方向に切断して見た断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
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  保持器
Ｍ１、Ｍ２  型  
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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