(57)【要約】【課題】強度を確保しながらも、回転体の内周面との摩擦による回転抵抗や摩擦熱の発生を抑制することができるラジアルころ軸受用保持器を提供する。【解決手段】ラジアルころ軸受用保持器１は、切れ目のない環状の鋼材からなり、複数のころ４がそれぞれ収容される複数の貫通孔２０が形成された内側保持器部材２と、樹脂からなり、貫通孔２０に対応して設けられて複数のころ４を転動可能に保持する複数の保持孔３０が形成された外側保持器部材３とを備える。外側保持器部材３は、内側保持器部材２の外側に、軸方向の凹凸嵌合構造により固定されている。【選択図】図６
2019094995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の鋼材からなり、複数のころがそれぞれ収容される複数の貫通孔が形成された内側保持器部材と、
樹脂からなり、前記複数のころを転動可能に保持する複数の保持孔が前記貫通孔に対応して形成された外側保持器部材とを備え、
前記外側保持器部材が前記内側保持器部材に軸方向の凹凸嵌合構造により固定された、
ラジアルころ軸受用保持器。
【請求項２】
前記内側保持器部材は、前記貫通孔を区画して軸方向に延びる複数の柱部と、前記柱部によって連結されて軸方向に向かい合う一対の側板部とを有し、
前記外側保持器部材は、前記複数の柱部を径方向外側から覆い、かつ前記一対の側板部の間に少なくとも一部が配置される本体部を有し、
前記凹凸嵌合構造は、前記側板部における前記本体部との対向面、及び前記本体部における前記側板部との対向面のうち、何れか一方の対向面に形成された凸部が他方の対向面に形成された凹部に嵌合する構造である、
請求項１に記載のラジアルころ軸受用保持器。
【請求項３】
前記外側保持器部材は、前記保持孔に連通して潤滑油を流動させる油溝が外周面に形成されている、
請求項２に記載のラジアルころ軸受用保持器。
【請求項４】
前記油溝は、周方向に延びて前記保持孔に連通する周方向溝部と、前記周方向溝部に連通して外側保持器部材の軸方向端面に至る軸方向溝部とを含む、
請求項３に記載のラジアルころ軸受用保持器。
【請求項５】
前記外側保持器部材は、前記本体部から径方向内方に突出して前記貫通孔に嵌入し、前記柱部に係止される係止部を有する、
請求項２乃至４の何れか１項に記載のラジアルころ軸受用保持器。
【請求項６】
前記外側保持器部材は、周方向の１箇所に割り部を有する環状である、
請求項１乃至５の何れか１項に記載のラジアルころ軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアルころ軸受用保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のころを有するラジアルころ軸受が例えば回転体を支持軸に対して回転可能に支持するために用いられている。このようなラジアルころ軸受は、円筒状に形成された保持器の保持孔に複数のころが保持されており、複数のころが回転体の内周面及び支持軸の外周面を転動する（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１及び２に記載のラジアルころ軸受は、例えば遊星歯車機構における遊星歯車を支持する軸受として用いられ、回転体としての遊星歯車の内周面と支持軸の外周面との間に配置された複数のころが円筒状の保持器に保持されている。特許文献１に記載のラジアルころ軸受用保持器は鋼板からなり、特許文献２に記載のラジアルころ軸受用保持器は樹脂からなる。
【０００４】
また、特許文献３に記載の保持器は、主として軽荷重用として用いられるものであり、鉄製の保持器本体と、環状に形成された合成樹脂製の一対の保持器カバーとを有している。保持器本体は、ころを保持するための複数の窓が形成された帯状の鋼板を抵抗溶接を施すことなく円筒状に成形したものであり、保持器本体の軸方向の両端部に保持器カバーがそれぞれ固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９９４８０号公報
【特許文献２】特開２００９−９２０８８号公報
【特許文献３】実開昭５０−５６８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ラジアルころ軸受が例えば太陽歯車と内歯歯車の間に配置された遊星歯車の軸受として用いられる場合、遊星歯車が自転しながらキャリアと共に公転するので、特に自転速度や公転速度が高速な場合、ラジアルころ軸受の保持器には大きな負荷が掛かる。また、保持器が公転による遠心力を受けて支持軸に対して偏心し、保持器の外周面が遊星歯車の内周面に接触して摺動しながら保持器と遊星歯車とが相対回転する場合がある。この場合、保持器が鋼材によって形成されていると、保持器の外周面と遊星歯車の内周面との間の摩擦によって回転抵抗や摩擦熱が発生してしまう。
【０００７】
また、保持器が合成樹脂によって形成されていると、その強度の確保が難しく、遠心力によって変形してころを適切に保持できなくなるおそれがある。なお、特許文献３に記載の保持器も同様に、遠心力を受けた場合には帯状の鋼板の長手方向の両端部間が拡開して変形し、ころを適切に保持できなくなるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、強度を確保しながらも、回転体の内周面との摩擦による回転抵抗や摩擦熱の発生を抑制することができるラジアルころ軸受用保持器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】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するため、環状の鋼材からなり、複数のころがそれぞれ収容される複数の貫通孔が形成された内側保持器部材と、樹脂からなり、前記複数のころを転動可能に保持する複数の保持孔が前記貫通孔に対応して形成された外側保持器部材とを備え、前記外側保持器部材が前記内側保持器部材に軸方向の凹凸嵌合構造により固定された、ラジアルころ軸受用保持器を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るラジアルころ軸受用保持器によれば、強度を確保しながらも、回転体の内周面との摩擦による回転抵抗や摩擦熱の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係るラジアルころ軸受を用いた遊星歯車機構を示す分解斜視図である。
【図２】遊星歯車と支持軸との間に配置されたラジアルころ軸受を軸方向視で示す側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して示す拡大図である。
【図３】ラジアルころ軸受を周方向の一部で切断した斜視断面図である。
【図４】内側保持器部材を示す斜視図である。
【図５】ラジアルころ軸受の一部を周方向断面で示す断面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】内側保持器部材と外側保持器部材との凹凸嵌合構造の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施の形態］
本発明の実施の形態及び変形例について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１３】
（遊星歯車機構の全体構成）
図１は、本実施の形態に係るラジアルころ軸受を用いた遊星歯車機構を示す分解斜視図である。図２は、遊星歯車と支持軸との間に配置されたラジアルころ軸受を軸方向視で示す側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して示す拡大図である。
【００１４】
遊星歯車機構１１は、外周面に外歯１２１を有する太陽歯車１２と、内周面に内歯１３１を有する内歯歯車１３と、太陽歯車１２と内歯歯車１３との間に配置されて外歯１２１及び内歯１３１に噛み合う複数（本実施の形態では３つ）の遊星歯車１４と、それぞれの遊星歯車１４に挿通された支持軸１５と、支持軸１５が固定されたキャリア１６とを備えている。
【００１５】
また、遊星歯車機構１１は、例えば自動車の駆動源であるエンジンの出力軸（クランクシャフト）の回転を変速するトランスミッションに用いられ、太陽歯車１２、内歯歯車１３、及びキャリア１６の３つの要素のうち、１つの要素が固定されて他の１つの要素にトルクが入力されることにより、入力されたトルクが残りの１つの要素に減速又は増速して伝達される。遊星歯車機構１１の各部の摺動は、潤滑油（トランスミッションオイル）により潤滑される。
【００１６】
太陽歯車１２は、中心部にシャフト１２０が相対回転不能に固定され、内歯歯車１３及びキャリア１６と同心状に配置されている。遊星歯車１４は、その中心部を貫通する軸孔１４０に支持軸１５が挿通されている。支持軸１５の外周面１５ａと遊星歯車１４における軸孔１４０の内周面１４０ａとの間には、支持軸１５に対する遊星歯車１４の回転を円滑にすべく、本実施の形態に係るラジアルころ軸受１０が配置されている。
【００１７】
例えば内歯歯車１３が固定されてシャフト１２０が回転する場合、シャフト１２０と共に回転する太陽歯車１２の回転が減速されてキャリア１６の中心孔１６０にスプライン嵌合する図略の出力軸に出力される。この際、遊星歯車１４は、シャフト１２０の回転軸線Ｏを中心として公転すると共に支持軸１５の中心軸線Ｃを中心として自転する。
【００１８】
ラジアルころ軸受１０は、内側保持器部材２及び外側保持器部材３からなる保持器１と、複数の円柱状のころ４とを有して構成され、遊星歯車１４の公転による遠心力を受けながら遊星歯車１４の自転を支持する。本実施の形態では、１２個のころ４が保持器１に等間隔に保持されている。以下、支持軸１５の中心軸線Ｃに平行な方向を軸方向という。また、以下の説明において、「内側」及び「外側」とは、中心軸線Ｃを中心とする径方向の内側及び外側をいう。
【００１９】
（ラジアルころ軸受１０の構成）
図３は、保持器１を周方向の一部で切断した斜視断面図である。図４は、内側保持器部材２を示す斜視図である。図５は、ラジアルころ軸受１０の一部を周方向断面で示す断面図である。図６は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２０】
内側保持器部材２は、切れ目のない環状の鋼材からなり、複数のころ４がそれぞれ収容される複数の貫通孔２０が形成されている。この鋼材としては、低炭素鋼等の鉄系金属を好適に用いることができる。また、内側保持器部材２は、貫通孔２０を区画して軸方向に延びる複数の柱部２１と、柱部２１によって連結され、柱部２１の外側で軸方向に向かい合う一対の側板部２２とを有している。一対の側板部２２は、柱部２１の長手方向に対して径方向外径側に垂直に折り曲げられており、互いに平行に向かい合っている。また、貫通孔２０は、一対の側板部２２に至る範囲に形成されており、一対の側板部２２における内側の一部が貫通孔２０により軸方向に開口している。
【００２１】
内側保持器部材２の製造方法としては、例えば鋼板に貫通孔２０となる開口を設けると共に帯状に打ち抜き、打ち抜いた部材を環状に曲げてその長手方向の両端部を溶接により接合し、さらに幅方向の両端部を径方向外径側に屈曲させて成形することができる。また、例えば鍛造によりリング状に成型された鋼材を機械加工により切削することによっても、切れ目のない内側保持器部材２を得ることもできる。ここで、「切れ目のない」とは、例えばＣ字リング状のように周方向の１箇所又は複数箇所が分断されておらず、全体として周方向に連続していることをいう。
【００２２】
外側保持器部材３は、射出成型された樹脂からなり、複数のころ４を転動可能に保持する複数の保持孔３０が内側保持器部材２の貫通孔２０に対応して形成されている。この樹脂としては、６６ナイロンや４６ナイロンあるいはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等の合成樹脂を好適に用いることができる。また、外側保持器部材３は、周方向の１箇所に割り部３ａ（図２（ａ）（ｂ）参照）を有する環状である。外側保持器部材３を内側保持器部材２に取り付ける際には、この割り部３ａの両端部を押し拡げて弾性変形させ、外側保持器部材３を内側保持器部材２の外側に配置する。
【００２３】
外側保持器部材３は、内側保持器部材２の複数の柱部２１を外側から覆う本体部３１と、本体部３１から径方向内方に突出して内側保持器部材２の貫通孔２０に嵌入し、柱部２１に係止される複数の係止部３２とを一体に有する。本体部３１は、一対の側板部２２の間に少なくとも一部が配置されており、保持孔３０の内面３０ａにころ４の抜け出しを防ぐ一対の突起３１１を有している。図５に示すように、ころ４を挟んで向かい合う内面３０ａの突起３１１同士の間隔ｄ１、及び内面３０ａの内側の端部間の間隔ｄ２は、ころ４の直径Ｄよりも小さく形成されている。
【００２４】
係止部３２は、その先端部に爪部３２１を有し、この爪部３２１が柱部２１に係合している。係止部３２の軸方向の長さは柱部２１の軸方向長さよりも短く、爪部３２１が柱部２１の軸方向の一部に係合している。なお、保持孔３０を挟んで向かい合う２つの係止部３２の間の間隔は、保持孔３０の内面３０ａの内側の端部間の間隔ｄ２よりも大きく、本体部３１を弾性変形させてころ４を保持器１の内側から保持孔３０内に嵌め込む際、係止部３２がころ４に干渉しないように構成されている。
【００２５】
本実施の形態では、本体部３１の径方向外側の一部が一対の側板部２２の間から径方向外周に突出しており、この突出した部分における本体部３１の径方向両端部から軸方向に突出して一対の側板部２２の外側を覆う一対の覆い部３３（図３参照）が本体部３１と一体に形成されている。外側保持器部材３の外周面３ｂは、本体部３１及び一対の覆い部３３にわたって遊星歯車１４における軸孔１４０の内周面１４０ａに対向する。
【００２６】
外側保持器部材３の外周面３ｂには、保持孔３０に連通して潤滑油を流動させる油溝３００が形成されている。油溝３００は、周方向に延びて保持孔３０に連通する周方向溝部３０１と、周方向溝部３０１に連通して外側保持器部材３の軸方向端面３ｃに至る軸方向溝部３０２とを含む。周方向溝部３０１は、本体部３１の軸方向の中央部に形成され、周方向に隣り合う２つの保持孔３０間の全体にわたって延在している。軸方向溝部３０２は、内側保持器部材２の柱部２１の外側にあたる部位に形成され、外側保持器部材３の外周面３ｂを軸方向に横断する態様で形成されている。
【００２７】
なお、本実施の形態では、図３に示すように、周方向溝部３０１の溝幅Ｗ１が軸方向溝部３０２の溝幅Ｗ２よりも広く、周方向溝部３０１の溝深さＤｐ１が軸方向溝部３０２の溝深さＤｐ２よりも深いが、これらの溝幅や溝深さの関係が逆でもよく、また同じでもよい。ただし、外側保持器部材３が遠心力を受けた際の径方向の変形を抑制しながら外周面３ｂに十分な潤滑油を供給するためには、上記のようにＷ１＞Ｗ２かつＤｐ１＞Ｄｐ２であることが望ましい。
【００２８】
外側保持器部材３は、内側保持器部材２に軸方向の凹凸嵌合構造により固定されている。より具体的には、内側保持器部材２の側板部２２における外側保持器部材３の本体部３１との対向面２２ａ、及び本体部３１における側板部２２との対向面３１ａのうち、何れか一方の対向面に形成された凸部が他方の対向面に形成された凹部に嵌合することにより、外側保持器部材３が内側保持器部材２に固定されている。本実施の形態では、内側保持器部材２における側板部２２の対向面２２ａに凸部２２１が形成され、この凸部２２１が外側保持器部材３における本体部３１の対向面３１ａに形成された凹部３１０に嵌合している。凸部２２１は、図４に示すように例えば円錐形状であるが、これに限らず円柱状や角柱状あるいは半球状であってもよい。
【００２９】
凸部２２１は、側板部２２の外面２２ｂ（対向面２２ａとは反対側の面）にポンチ状の工具を当て、この工具を軸方向に加圧することで形成される。工具が当てられた凸部２２１の反対側の部分には、すり鉢状の凹部２２０が形成される。なお、外側保持器部材３の凹部３１０は、射出成型時に形成してもよく、本体部３１の成型後に切削等により形成してもよい。また、凹部３１０の形状は凸部２２１に対応する形状であり、本実施の形態では凹部３１０がすり鉢状である。
【００３０】
凸部２２１は、図２（ａ）に示す保持器１の軸方向視において、割り部３ａと中心軸線Ｃとを結ぶ直線Ｌの両側に少なくとも１箇所ずつ形成される。本実施の形態では、この直線Ｌに直交する方向の両端部に凸部２２１が形成されており、図２（ａ）では、これらの凸部２２１に対応する凹部２２０を示している。なお、これらの凸部２２１の他に、割り部３ａの近傍に凸部２２１を形成してもよい。
【００３１】
図６に示すように、内側保持器部材２の一対の側板部２２には、柱部２１を挟んで軸方向に向かい合う位置にそれぞれ凸部２２１が形成されている。外側保持器部材３を内側保持器部材２に固定する際には、内側保持器部材２を弾性変形させて一対の側板部２２の間隔を拡げ、一対の側板部２２の間に外側保持器部材３の本体部３１を押し込んで凸部２２１を凹部３１０に嵌合させる。
【００３２】
（変形例）
図７は、内側保持器部材２と外側保持器部材３との凹凸嵌合構造の変形例を示す断面図である。この変形例では、外側保持器部材３における本体部３１の対向面３１ａに凸部３１２が形成され、内側保持器部材２における側板部２２の対向面２２ａに凹部２２２が形成されている。外側保持器部材３の凸部３１２は内側保持器部材２の凹部２２２に嵌合し、側板部２２の外面２２ｂには、凹部２２２の反対側にあたる位置に膨出部２２３が形成されている。
【００３３】
（実施の形態及び変形例の作用及び効果）
以上説明した実施の形態及び変形例によれば、鋼材からなる内側保持器部材２が外側保持器部材３の内側に配置されているので、保持器１の強度が増大し、遠心力を受けてもその変形量を小さくすることができる。また、保持器１が偏心して外側保持器部材３の外周面３ｂが遊星歯車１４の軸孔１４０の内周面１４０ａに接触しても、外側保持器部材３が樹脂からなり、また外周面３ｂに油溝３００が形成されているので、摩擦による回転抵抗や摩擦熱の発生が抑制される。またさらに、油溝３００の軸方向溝部３０２は、外側保持器部材３の軸方向端面３ｃに至っているので、この軸方向端面３ｃにも潤滑油が供給され、キャリア１６との摩擦による回転抵抗や摩擦熱の発生も抑制される。
【００３４】
（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００３５】
また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、外側保持器部材３の係止部３２が全ての柱部２１の周方向両端部に係止された場合について説明したが、これに限らず、一部の柱部２１の周方向両端部又は一方の端部に係止部３２が係止されていてもよい。
【００３６】
また、上記の実施の形態では、遊星歯車機構１１の遊星歯車１４を支持軸１５に対して支持するためにラジアルころ軸受１０を用いた場合について説明したが、これに限らず、様々な用途にラジアルころ軸受１０を用いることが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…保持器                            １０…ラジアルころ軸受
２…内側保持器部材                    ２０…貫通孔
２１…柱部                            ２２…側板部
２２０…凹部                          ２２１…凸部
２２２…凹部                          ２２ａ…対向面
３…外側保持器部材                    ３０…保持孔
３００…油溝                          ３０１…周方向溝部
３０２…軸方向溝部                    ３１…本体部
３１０…凹部                          ３１２…凸部
３１ａ…対向面                        ３２…係止部
３ａ…割り部                          ３ｂ…外周面
４…ころ
【図１】
2019094995.tif 000003
【図２】
2019094995.tif 000004
【図３】
2019094995.tif 000005
【図４】
2019094995.tif 000006
【図５】
2019094995.tif 000007
【図６】
2019094995.tif 000008
【図７】
2019094995.tif 000009