(57)【要約】【課題】 モーメント荷重に対する耐荷重性を向上させた直動軸受装置を提供する。【解決手段】  外輪2は、円筒体2aおよびその左右両端の内向きフランジ部2bからなる１つの部材によって形成されている。保持器3は、第１ボール群5用の第１ポケット4aと第２ボール群6用の第２ポケット4bとを仕切る軸方向に長い仕切り部7を有する１つの部材によって形成されている。軸方向最も外側に位置するボール5a,6aから軸方向最も内側に位置するボール5d,6dに至るに連れて、その直径が少しずつ大きく、すなわち、5aの直径＜5bの直径＜5cの直径＜5dの直径および6aの直径＜6bの直径＜6cの直径＜6dの直径とされている。【選択図】    図１
2006010029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の外輪と、外輪の内周側に配置されかつ円筒形でその円周方向の複数箇所に長方形のポケットが形成されている保持器と、保持器の各ポケットに軸方向一列に並ぶように収容保持された複数のボールとを有し、複数のボールが外輪の一方の半部を移動する第１ボール群と外輪の他方の半部を移動する第２ボール群とに分けられることにより、モーメント荷重を受けることが可能とされている直動軸受装置において、
各ボール群の軸方向最も外側に位置するボールの中心から外輪内径までの距離が各ボール群の軸方向最も内側に位置するボールの中心から外輪内径までの距離よりも大きくされていることを特徴とする直動軸受装置。
【請求項２】
外輪の内径が軸方向の各位置で等しくされるとともに、各ボール群の軸方向最も外側に位置するボールの直径が各ボール群の軸方向最も内側に位置するボールの直径よりも小さくされている請求項１の直動軸受装置。
【請求項３】
各ボールの大きさが一定とされるとともに、外輪の軸方向外側の内径が軸方向内側の内径よりも大きくされている請求項１の直動軸受装置。
【請求項４】
外輪は、円筒体およびその左右両端の内向きフランジ部からなる１つの部材によって形成されており、保持器は、第１ボール群用の第１ポケットと第２ボール群用の第２ポケットとを仕切る軸方向に長い仕切り部を有する１つの部材によって形成されている請求項１から３までのいずれかの直動軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用変速機の操作部などに使用される直動軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、車両用変速機の操作部を示すもので、操作部のケーシング(21)外にシフトレバー(22)が取り付けられており、このシフトレバー(22)の下端(22a)はケーシング(21)内の下方に突出されていて、該シフトレバー(22)の操作に対応してその下端(22a)が可動するようになっている。ケーシング(21)内壁にはフォークシャフト(23)の支持部(21a)が設けられている。フォークシャフト(23)はこの支持部(21a)に支持されているとともに、その一端がシフトレバー(22)の下端(22a)にレバー受け部(23a)を介して係合され、かつ、その他端にはフォーク(24)が取り付けられている。
【０００３】
このような車両用変速機の操作部においては、シフトレバー(22)を操作すると、該シフトレバー(22)下端に一端が係合しているフォークシャフト(23)が駆動され、この駆動でフォーク(24)が変速動作に対応して可動するようになっている。フォークシャフト(23)は、このようなシフトレバー(22)からの操作をフォーク(24)に伝達するために、軸方向にスライド自在でかつ軸回りに回転自在となるようにケーシング(21)内壁の支持部(21a)に支持されることが必要とされる。そのため、支持部(21a)には、左右１対の直動軸受(25)(26)が使用されている（特許文献１参照）。
【０００４】
各直動軸受(25)(26)は、図示省略するが、円筒形の外輪と、外輪の内周側に配置されかつ円筒形でその円周方向の複数箇所に長方形のポケットが形成されている保持器と、保持器の各ポケットに軸方向一列に並ぶように収容保持された複数のボールとを有しているものとされる。
【特許文献１】実開平５−９４５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の車両用変速機の操作部において、左右２つの直動軸受(25)(26)が配置されているのは、モーメント荷重を受けることが可能なようにするためであるが、モーメント荷重が作用してフォークシャフト(23)の軸方向が本来の軸方向に対して傾いた際、軸方向外側のボールには相対的に大きな力が作用し、軸方向内側のボールには相対的に小さな力が作用することになる。そのため、フォークシャフト(23)の軸方向外側部分が変形し、その後の円滑な摺動を妨げるという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、モーメント荷重に対する耐荷重性を向上させた直動軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による直動軸受装置は、円筒形の外輪と、外輪の内周側に配置されかつ円筒形でその円周方向の複数箇所に長方形のポケットが形成されている保持器と、保持器の各ポケットに軸方向一列に並ぶように収容保持された複数のボールとを有し、複数のボールが外輪の一方の半部を移動する第１ボール群と外輪の他方の半部を移動する第２ボール群とに分けられることにより、モーメント荷重を受けることが可能とされている直動軸受装置において、各ボール群の軸方向最も外側に位置するボールの中心から外輪内径までの距離が各ボール群の軸方向最も内側に位置するボールの中心から外輪内径までの距離よりも大きくされていることを特徴とするものである。
【０００８】
外輪および保持器は、それぞれ１つの部材によって構成されていてもよく、外輪、保持器およびボールからなる直動軸受を２つ使用するようにしてもよい。
【０００９】
各ボール群の軸方向最も外側に位置するボールの中心から外輪内径までの距離が各ボール群の軸方向最も内側に位置するボールの中心から外輪内径までの距離よりも大きくされているようにするには、外輪の内径が軸方向の各位置で等しくされるとともに、各ボール群の軸方向最も外側に位置するボールの直径が各ボール群の軸方向最も内側に位置するボールの直径よりも小さくされているようにしてもよく、また、各ボールの大きさが一定とされるとともに、各ボールの大きさが一定とされるとともに、外輪の軸方向外側の内径が軸方向内側の内径よりも大きくされているようにしてもよい。前者は、例えば、軸方向外側から順に(5a)(5b)(5c)(5d)のボールが並んでいる場合、(5a)の直径＜(5b)の直径＜(5c)の直径＜(5d)の直径とすればよく、後者は、例えば、外輪の内周面形状を断面凸の円弧状とすればよい。
【００１０】
外輪は、円筒体およびその左右両端の内向きフランジ部からなる１つの部材によって形成されており、保持器は、第１ボール群用の第１ポケットと第２ボール群用の第２ポケットとを仕切る軸方向に長い仕切り部を有する１つの部材によって形成されていることが好ましい。このようにすると、外輪および保持器がいずれも１つの部材によって形成されているので、２つの直動軸受に代えてこれを使用することで、部品数の低減が可能であり、しかも、保持器が、第１ボール群用の第１ポケットと第２ボール群用の第２ポケットとを仕切る軸方向に長い仕切り部を有しているので、第１ボール群の軸方向中央と第２ボール群の軸方向中央との距離が一定となり、モーメント荷重に対して最悪の状態である左右のボールがすべて軸方向中央側に寄った状態となることがなく、より大きなモーメント荷重を受けることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の直動軸受装置によると、モーメント荷重が作用して軸受の中心が傾いた場合、各ボール群の軸方向最も外側に位置するボールの径方向変位量が最大となり、これに伴いボールから軸に作用する力も最大となるところ、各ボール群の軸方向最も外側に位置するボールの中心から外輪内径までの距離が各ボール群の軸方向最も内側に位置するボールの中心から外輪内径までの距離よりも大きくされているので、軸方向に並ぶ各ボールと軸との間に作用する力が均等化され、耐荷重性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１３】
図１および図２は、この発明による直動軸受装置を車両用変速機に適用する場合の第１実施形態を示している。以下の説明において、左右は、図の左右をいうものとする。
【００１４】
第１実施形態の直動軸受装置(1)は、図５に示した車両用変速機において、２つの直動軸受(25)(26)に代えて使用可能なもので、円筒形の外輪(2)と、外輪(2)の内周側に配置されかつ円筒形でその円周方向の複数箇所に長方形のポケット(4)が形成されている保持器(3)と、保持器(3)の各ポケット(4)に軸方向一列に並ぶように収容保持された複数のボール(5)(6)とを有している。そして、複数のボール(5)(6)が、後述するように、外輪(2)の左半部（一方の半部）を移動する第１ボール群(5)と外輪(2)の右半部（他方の半部）を移動する第２ボール群(6)とに分けられることにより、モーメント荷重を受けることが可能とされている。
【００１５】
外輪(2)は、円筒体(2a)およびその左右両端の内向きフランジ部(2b)からなる１つの部材によって形成され、ケーシング(21)の支持部(21a)に圧入固定されている。外輪(2)の円筒体(2a)の内径は、軸方向の各位置で等しくされている。
【００１６】
保持器(3)は、そのポケット(4)の中央部分に、左側にある第１ポケット(4a)と右側にある第２ポケット(4b)とに分けるための軸方向に長い仕切り部(7)を有する１つの部材によって形成されている。そして、第１ボール群(5)が第１ポケット(4a)に、第２ボール群(6)が第２ポケット(4b)にそれぞれ収容されている。
【００１７】
各ポケット(4a)(4b)内では、ボールの軸方向移動はほとんどできないようになされており、これにより、フォークシャフト(23)が駆動された場合、第１ボール群(5)と第２ボール群(6)とは、常に一体的に軸方向に移動する。この結果、第１ボール群(5)の中央部と第２ボール群(6)の中央部との距離が常に一定に保たれる。モーメント荷重の負荷容量は、第１ボール群(5)の軸方向中央と第２ボール群(6)の軸方向中央との距離に比例するので、左右に２つの直動軸受を配置した場合では、左右のボールがすべて軸方向中央側に寄った状態における左のボール群の中央部と右のボール群の中央部との距離によって、負荷容量が決定されてしまうため、モーメント荷重の負荷容量が小さくなるのに対し、この発明による直動軸受装置(1)では、第１ボール群(5)の軸方向中央と第２ボール群(6)の軸方向中央との距離が大きくなり、より大きなモーメント荷重を受けることができる。
【００１８】
この実施形態では、さらに、第１ボール群(5)と第２ボール群(6)の各ボールの直径が異なるようになされている。第１ボール群(5)については、図２に拡大して示すように、軸方向最も外側に位置するボール(5a)から軸方向最も内側に位置するボール(5d)に至るに連れて、その直径が少しずつ大きく、すなわち、(5a)の直径＜(5b)の直径＜(5c)の直径＜(5d)の直径とされている。同様に、第２ボール群(6)についても、軸方向最も外側に位置するボール(6a)から軸方向最も内側に位置するボール(6d)に至るに連れて、その直径が少しずつ大きく、すなわち、(6a)の直径＜(6b)の直径＜(6c)の直径＜(6d)の直径とされており、この結果、軸方向最も外側に位置するボール(5a)(6a)の中心から外輪(2)の円筒体(2a)内径までの距離が軸方向最も内側に位置するボール(5d)(6d)の中心から外輪(2)の円筒体(2a)内径までの距離よりも大きくされている。
【００１９】
上記直動軸受装置(1)によると、モーメント荷重が作用して軸受の中心が傾いた場合、各ボール群(5)(6)の軸方向最も外側に位置するボール(5a)(6a)の径方向変位量が最大となり、各ボール群(5)(6)のボール径が同じとすると、フォークシャフト(23)に作用する力が最大となり、フォークシャフト(23)の変形が問題となるが、軸方向最も外側に位置するボール(5a)(6a)の中心から外輪(2)の円筒体(2a)内径までの距離が軸方向最も内側に位置するボール(5d)(6d)の中心から外輪(2)の円筒体(2a)内径までの距離よりも大きくされているので、軸方向に並ぶ各ボール(5a)(5b)(5c)(5d)(6a)(6b)(6c)(6d)とフォークシャフト(23)との間に作用する力が均等化され、より一層耐荷重性が向上する。
【００２０】
上記の直動軸受装置(1)によると、大きなモーメント荷重を負担することができ、しかも、軸方向長さを小さくすることができることから、この直動軸受装置(1)を使用することで、図５に示した車両用変速機においてはフォークシャフト(23)に一体化されていたフォーク(24)をフォークシャフト(23)に移動可能に取り付けることができる。
【００２１】
図３は、この発明による直動軸受装置を車両用変速機に適用する場合の第２実施形態を示すもので、第２実施形態の直動軸受装置(11)は、車両用変速機のフォークシャフト(23)にフォーク(20)を移動可能に取り付けるものであって、円筒形の外輪(12)と、外輪(12)の内周側に配置されかつ円筒形でその円周方向の複数箇所に長方形のポケット(14)が形成されている保持器(13)と、保持器(13)の各ポケット(14)に軸方向一列に並ぶように収容保持された複数のボール(15)(16)とを有している。そして、複数のボール(15)(16)が、後述するように、外輪(12)の左半部を移動する第１ボール群(15)と外輪(12)の右半部を移動する第２ボール群(16)とに分けられることにより、モーメント荷重を受けることが可能とされている。
【００２２】
外輪(12)は、円筒体(12a)およびその左右両端の内向きフランジ部(12b)からなる１つの部材によって形成され、フォーク(20)のボスに圧入固定されている。
【００２３】
保持器(13)は、そのポケット(14)の中央部分に、左側にある第１ポケット(14a)と右側にある第２ポケット(14b)とに分けるための軸方向に長い仕切り部(17)を有する１つの部材によって形成されている。そして、第１ボール群(15)が第１ポケット(14a)に、第２ボール群(16)が第２ポケット(14b)にそれぞれ収容されている。
【００２４】
各ポケット(14a)(14b)内では、ボールの軸方向移動はほとんどできないようになされており、これにより、フォーク(20)に力が作用した場合に、第１ボール群(15)と第２ボール群(16)とは、常に一体的に軸方向に移動する。この結果、第１ボール群(15)の中央部と第２ボール群(16)の中央部との距離が常に一定に保たれる。モーメント荷重の負荷容量は、第１ボール群(15)の中央部と第２ボール群(16)の中央部との距離に比例するので、左右に２つの直動軸受を配置した場合では、左右のボールがすべて軸方向中央側に寄った状態における左のボール群の中央部と右のボール群の中央部との距離によって、負荷容量が決定されてしまうため、モーメント荷重の負荷容量が小さくなるのに対し、この発明による直動軸受装置(11)では、第１ボール群(15)の軸方向中央と第２ボール群(16)の軸方向中央との距離が大きくなり、より大きなモーメント荷重を受けることができる。
【００２５】
この実施形態では、さらに、第１ボール群(15)と第２ボール群(16)の各ボールの直径が異なるようになされている。第１ボール群(15)については、軸方向最も外側に位置するボール(15a)から軸方向最も内側に位置するボール(15d)に至るに連れて、その直径が少しずつ大きく、すなわち、(15a)の直径＜(15b)の直径＜(15c)の直径＜(15d)の直径とされている。同様に、第２ボール群(16)についても、軸方向最も外側に位置するボール(16a)から軸方向最も内側に位置するボール(16d)に至るに連れて、その直径が少しずつ大きく、すなわち、(16a)の直径＜(16b)の直径＜(16c)の直径＜(16d)の直径とされており、この結果、軸方向最も外側に位置するボール(15a)(16a)の中心から外輪(12)の円筒体(12a)内径までの距離が軸方向最も内側に位置するボール(15d)(16d)の中心から外輪(12)の円筒体(12a)内径までの距離よりも大きくされている。
【００２６】
上記直動軸受装置(11)によると、モーメント荷重が作用して軸受の中心が傾いた場合、各ボール群(15)(16)の軸方向最も外側に位置するボール(15a)(16a)の径方向変位量が最大となり、各ボール群(15)(16)のボール径が同じとすると、フォークシャフト(23)に作用する力が最大となり、フォークシャフト(23)の変形が問題となるが、軸方向最も外側に位置するボール(15a)(16a)の中心から外輪(12)の円筒体(12a)内径までの距離が軸方向最も内側に位置するボール(15d)(16d)の中心から外輪(12)の円筒体(12a)内径までの距離よりも大きくされているので、軸方向に並ぶ各ボール(15a)(15b)(15c)(15d)(16a)(16b)(16c)(16d)とフォークシャフト(23)との間に作用する力が均等化され、より一層耐荷重性が向上する。
【００２７】
なお、上記第１および第２実施形態において、各ボール群の１つのポケットに収容されるボールの数を４つとして説明したが、ボールの数はこれに限られるものではない。また、(5a)の直径＜(5b)の直径＜(5c)の直径＜(5d)の直径というように、４つのボールの径がすべて異なっているとしたが、これに限られるものではなく、軸方向最も外側のもの(5a)と軸方向最も内側のもの(5d)とで、(5a)の直径＜(5d)の直径が成り立っていれば、その中間にあるものは、(5a)の直径＝(5b)の直径＜(5c)の直径＝(5d)の直径、または、(5a)の直径＜(5b)の直径＝(5c)の直径＜(5d)の直径というように、他の位置にあるもののボール径と等しいボール径を有していてもよい。
【００２８】
図４は、この発明による直動軸受装置を車両用変速機に適用する場合の第３実施形態を示している。この実施形態のものは、第１実施形態のものと外輪およびボールの形状が異なっている。
【００２９】
この実施形態では、各ボール群(10)のボール径は、すべて等しくされており、外輪(9)の円筒体(9a)の内周面(9c)形状が断面凸円弧状とされることで、軸方向最も外側に位置するボール(10a)から軸方向最も内側に位置するボール(10d)に至るに連れて、ボール(10a)(10b)(10c)(10d)中心と外輪(9)の円筒体(9a)内径までの距離が少しずつ小さく、すなわち、(10a)の中心から外輪(9)の円筒体(9a)内径までの距離＞(10b)の中心から外輪(9)の円筒体(9a)内径までの距離＞(10c)の中心から外輪(9)の円筒体(9a)内径までの距離＞(10d)の中心から外輪(9)の円筒体(9a)内径までの距離とされている。
【００３０】
第３実施形態の直動軸受装置(11)によると、モーメント荷重が作用して軸受の中心が傾いた場合、各ボール群(10)の軸方向最も外側に位置するボール(10a)の径方向変位量が最大となり、各ボール群(10)のボール径が同じでかつ外輪の円筒体の内径がどの位置でも等しいとすると、軸方向最も外側に位置するボール(10a)からフォークシャフト(23)に作用する力が最大となり、この部分でのフォークシャフト(23)の変形が問題となるが、外輪(9)の円筒体(9a)の内周面(9c)形状を工夫することで、軸方向最も外側に位置するボール(10a)の中心から外輪(9)の円筒体(9a)内径までの距離が軸方向最も内側に位置するボール(10d)の中心から外輪(9)の円筒体(9a)内径までの距離よりも大きくされているので、軸方向に並ぶ各ボール(10a)(10b)(10c)(10d)とフォークシャフト(23)との間に作用する力が均等化され、耐荷重性が向上する。
【００３１】
なお、上記第３実施形態において、各ボール群(10)の１つのポケットに収容されるボール(10a)(10b)(10c)(10d)の数を４つとして説明したが、ボールの数はこれに限られるものではない。また、図示省略したが、車両用変速機のフォークシャフト(23)にフォーク(20)を移動可能に取り付ける際にも適用できるのはもちろんのことである。
【００３２】
また、上記各実施形態の外輪形状およびボール径の構成は、外輪および保持器が１つの部材によって形成されているものに限定されるものではなく、外輪、保持器およびボールからなる直動軸受を２つ使用する場合に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、この発明による直動軸受装置の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図２は、同要部の拡大縦断面図である。
【図３】図３は、この発明による直動軸受装置の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図４】図４は、この発明による直動軸受装置の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図５】図５は、従来の車両用変速機の操作部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
(1)(11)      直動軸受装置
(2)(12)      外輪
(2a)(12a)    円筒体
(2b)(12b)    内向きフランジ部
(3)(13)      保持器
(4)(14)      ポケット
(4a)(14a)    第１ポケット
(4b)(14b)    第２ポケット
(5)(15)      第１ボール群
(6)(16)      第２ボール群
(7)(17)      仕切り部
(8)          直動軸受装置
(9)          外輪
(9a)        円筒体
(9b)        内向きフランジ部
(10)        第１ボール群
【図１】
2006010029.tif 000003
【図２】
2006010029.tif 000004
【図３】
2006010029.tif 000005
【図４】
2006010029.tif 000006
【図５】
2006010029.tif 000007