(57)【要約】【課題】スキュー発生時の保持器の摩耗を抑制可能なころ軸受を提供する。【解決手段】複数の円柱状のころ３と、軸方向に対向配置された一対の円環部２１、及び円環部２１の周方向に離間して設けられ一対の円環部２１を連結する複数の柱部２２を有し、一対の円環部２１と隣り合う柱部２２とに囲まれた保持孔２３にころ３を転動可能に保持する保持器２と、を備え、複数のころ３のそれぞれは、ころ３の軸方向における両端面３ａが、所定の曲率半径の球面状に形成されており、ころ３の軸方向が保持器２の軸方向に対して傾いた際に、ころ３の端面３ａが接触する部分の保持孔２３の内壁２３０が、ころ３の端面３ａの曲率半径Ｒ１に対応した曲率半径Ｒ２の曲面に形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円柱状のころと、
軸方向に対向配置された一対の円環部、及び前記円環部の周方向に離間して設けられ前記一対の円環部を連結する複数の柱部を有し、前記一対の円環部と隣り合う前記柱部とに囲まれた保持孔に前記ころを転動可能に保持する保持器と、を備え、
前記複数のころのそれぞれは、前記ころの軸方向における両端面が、所定の曲率半径の球面状に形成されており、
前記ころの軸方向が前記保持器の軸方向に対して傾いた際に、前記ころの端面が接触する部分の前記保持孔の内壁が、前記ころの端面の曲率半径に対応した曲率半径の曲面に形成されている、
ころ軸受。
【請求項２】
前記ころの端面と対向する前記保持孔の内壁が、前記円環部と前記柱部とを連結する部分に形成された２つの曲面部と、当該２つの曲面部を滑らかに連結する平坦面に形成された平坦部と、を有し、
前記２つの曲面部が、前記ころの端面の曲率半径と同じ曲率半径の曲面に形成されている、
請求項１に記載のころ軸受。
【請求項３】
前記ころの両端部が、前記ころの半径と等しい曲率半径を有する半球状に形成されている、
請求項１または２に記載のころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車装置等に用いられるころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の円柱状のころと、複数のころを転動可能に保持する複数の保持孔を有する環状の保持器と、を備えたころ軸受が知られている。このようなころ軸受として、ラジアルころ軸受と呼称されるものがある。ラジアルころ軸受では、複数のころが、保持器の周方向に離間して配置されており、かつ、ころの軸方向と保持器の軸方向とが一致するように保持器に保持されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ラジアルころ軸受は、例えば遊星歯車装置における遊星歯車の軸受として使用される。遊星歯車装置は、外周面に外歯を有する太陽歯車と、内周面に内歯を有する内歯歯車と、太陽歯車と内歯歯車との間に配置されて外歯及び内歯に噛み合う複数の遊星歯車と、を有しており、遊星歯車と遊星歯車を支持する支持軸との間に、ラジアルころ軸受が配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６９１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
遊星歯車装置では、構造上遊星歯車に一様な荷重が負荷されず、遊星歯車に組付けられたころ軸受にモーメント荷重が負荷される場合がある。ころ軸受にモーメント荷重が負荷されると、ころの軸方向が保持器の軸方向に対して傾くスキューと呼ばれる現象が発生する場合がある。スキューが発生すると、ころの端面が保持孔の内壁に接触し、保持孔の内壁に摩耗（ドリリング摩耗）が発生してしまうおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、スキュー発生時の保持器の摩耗を抑制可能なころ軸受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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、複数の円柱状のころと、軸方向に対向配置された一対の円環部、及び前記円環部の周方向に離間して設けられ前記一対の円環部を連結する複数の柱部を有し、前記一対の円環部と隣り合う前記柱部とに囲まれた保持孔に前記ころを転動可能に保持する保持器と、を備え、前記複数のころのそれぞれは、前記ころの軸方向における両端面が、所定の曲率半径の球面状に形成されており、前記ころの軸方向が前記保持器の軸方向に対して傾いた際に、前記ころの端面が接触する部分の前記保持孔の内壁が、前記ころの端面の曲率半径に対応した曲率半径の曲面に形成されている、ころ軸受を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スキュー発生時の保持器の摩耗を抑制可能なころ軸受を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】遊星歯車装置を示す分解斜視図である。
【図２】遊星歯車の断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るころ軸受を示す断面図である。
【図４】（ａ）は保持器を破断して示す斜視図であり、（ｂ）はころ軸受の径方向外方から見た平面図である。
【図５】図４（ｂ）の一部を拡大した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図５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。
【００１１】
（遊星歯車装置の全体構成）
図１は、本実施の形態に係るころ軸受を用いた遊星歯車装置を示す分解斜視図である。図２は、遊星歯車の断面図である。
【００１２】
遊星歯車装置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が固定された保持部材としてのキャリヤ１６と、を備えている。
【００１３】
遊星歯車装置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、及びキャリヤ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。
【００１４】
太陽歯車１２は、中心部に図示しないシャフトが相対回転不能に固定され、内歯歯車１３及びキャリヤ１６と同心状に配置されている。内歯歯車１３は、太陽歯車１２の外周面と径方向に対向する内周面に内歯１３１が形成されている。遊星歯車１４は、円筒状の基部１４０と、基部１４０の外周に形成され、太陽歯車１２の外歯１２１及び内歯歯車１３の内歯１３１に噛み合う外歯１４１とを有している。基部１４０には、その中心部を軸方向に貫通する軸孔１４０ａが形成されている。太陽歯車１２の外歯１２１、及び内歯歯車１３の内歯１３１、及び遊星歯車１４の外歯１４１は、歯筋が軸方向に対して傾斜した斜歯である。
【００１５】
支持軸１５は、遊星歯車１４の基部１４０に形成された軸孔１４０ａに挿通される中空の軸状部材である。支持軸１５の外周面と遊星歯車１４の軸孔１４０ａの内周面との間には、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ころ軸受１が配置されている。
【００１６】
（ころ軸受１の全体構成）
図３はころ軸受１を示す断面図である。図４（ａ）は保持器２を破断して示す斜視図であり、図４（ｂ）はころ軸受１の径方向外方から見た平面図である。図５は、図４（ｂ）の一部を拡大した平面図である。
【００１７】
ころ軸受１は、複数の円柱状のころ３と、複数のころ３を転動可能に保持する保持器２と、を備えている。保持器２は、軸方向（図３の左右方向）に対向配置された一対の円環部２１、及び円環部２１の周方向に離間して設けられ一対の円環部２１を連結する複数の柱部２２を有し、一対の円環部２１と隣り合う柱部２２とに囲まれた保持孔２３にころ３を保持する。以下、図３の左側に配置された円環部２１を第１円環部２１ａ、図３の右側に配置された円環部２１を第２円環部２１ｂと呼称する。
【００１８】
柱部２２は、第１円環部２１ａから軸方向に沿って第２円環部２１ｂ側に延びる第１大径部２２ａと、第２円環部２１ｂから軸方向に沿って第１円環部２１ａ側に延びる第２大径部２２ｅと、柱部２２の軸方向中央に配置され大径部２２ａ，２２ｅよりも外径が小さい小径部２２ｃと、小径部２２ｃの一方の端部と第１大径部２２ａとを連結する第１連結部２２ｂと、小径部２２ｃの他方の端部と第２大径部２２ｅとを連結する第２連結部２２ｄと、を一体に有している。
【００１９】
第１大径部２２ａと第２大径部２２ｂには、その両側方（周方向における両側）に突出し、保持孔２３内へと延びる第１ころ止め部２４ａが形成されている。第１ころ止め部２４ａは、ころ３の外周面（転走面）３ｂに干渉することにより、ころ３の径方向外方への移動を規制する。小径部２２ｃには、その両側方（周方向における両側）に突出し、保持孔２３内へと延びる第２ころ止め部２４ｂが形成されている。第２ころ止め部２４ｂは、ころ３の外周面３ｂに干渉することにより、ころ３の径方向内方への移動を規制する。ここでは、小径部２２ｃの周方向における両側に２つずつ第２ころ止め部２４ｂを形成しているが、第２ころ止め部２４ｂの数はこれに限定されない。第１ころ止め部２４ａ及び第２ころ止め部２４ｂは、保持器２の軸方向中心（保持孔２３の軸方向中心）に対して対称となる位置にそれぞれ形成されている。
【００２０】
保持器２の材質については、特に限定されない。保持器２としては、６，６−ナイロン等の樹脂からなるものを用いてもよいし、金属からなるものを用いてもよい。
【００２１】
（ドリリング摩耗を抑制する構成）
遊星歯車装置１１では、太陽歯車１２の外歯１２１、内歯歯車１３の内歯１３１、及び遊星歯車１４の外歯１４１が斜歯である等の構造上の理由により、ころ軸受１にモーメント荷重が負荷され易い。ころ軸受１にモーメント荷重が負荷されると、ころ３の軸方向が保持器の軸方向に対して傾くスキューが発生し、ころ３の端面３ａが保持孔２３の内壁に干渉し、保持孔２３の内壁にドリリング摩耗が発生するおそれが生じる。
【００２２】
そこで、保持器２では、複数のころ３それぞれの軸方向における両端面３ａを、所定の曲率半径Ｒ１の球面状（球冠状あるいは部分球面状）に形成すると共に、スキュー発生時にころ３の端面３ａが接触する部分の保持孔２３の内壁（内周面）２３０を、ころ３の端面３ａの曲率半径に対応した曲率半径Ｒ２の曲面に形成している。
【００２３】
ころ３の端面３ａと外周面３ｂとの間に角部分が存在すると、当該角部分がスキュー時に保持孔２３の内壁２３０に干渉して摩耗が発生してしまうおそれが生じるため、ころ３の端面３ａと外周面３ｂとが曲面により滑らかに接続されていることが望ましい。ただし、ころ３の端面３ａから外周面３ｂとの接続部分にかけて曲率半径が大きく変化する（曲率半径が小さくなる）と、当該接続部分が保持孔２３の内壁２３０に干渉して摩耗が発生してしまうおそれが生じる。よって、ころ３の端面３ａと外周面３ｂとの接続部分における曲率半径の変化はできるだけ小さいことが望ましく、ころ３の両端部を、ころ２の半径と等しい曲率半径を有する半球状に形成し、ころ３の端面３ａと外周面３ｂとの接続部分における曲率半径の変化を最小とすることがより望ましいといえる。
【００２４】
保持器２では、ころ３の端面３ａと対向する保持孔２３の内壁２３０、すなわち保持孔２３の軸方向両端部における内壁２３０が、２つの曲面部２３０ａ，２３０ｂと、平坦部２３０ｃと、を有している。
【００２５】
曲面部２３０ａ，２３０ｂは、円環部２１と柱部２２とを連結する部分に形成され、ころ３の端面３ａの曲率半径Ｒ１と同じ曲率半径Ｒ２の曲面に形成されている。曲面部２３０ａ，２３０ｂは、ころ３の端面３ａのような球面状ではなく、半径Ｒ２の円柱体の外周面の一部となる形状に形成されている。曲面部２３０ａ，２３０ｂは、径方向外方から見た平面視で曲率半径Ｒ２の円弧状となり、その中心角は９０°である。つまり、曲面部２３０ａ，２３０ｂは、半径Ｒ２の円柱体の外周面を周方向において４等分したうちの１つと同じ形状に形成されている。なお、本実施の形態では、ころ３の端面３ａの曲率半径Ｒ１と、曲面部２３０ａ，２３０ｂの曲率半径Ｒ２とを等しくしているが、製造上の公差等により、曲率半径Ｒ１，Ｒ２が多少異なっていてもよい。
【００２６】
平坦部２３０ｃは、２つの曲面部２３０ａ，２３０ｂを滑らかに連結する平坦面に形成されている。平坦部は２３０ｃは、両円環部２１が軸方向に対向している対向面であり、軸方向に対して垂直な面となっている。図５において符号Ｆで示した領域が平坦部２３０ｃである。平坦部２３０ｃの周方向に沿った長さは、両曲面部２３０ａ，２３０ｂの周方向に沿った長さよりも小さい。
【００２７】
スキューが発生しころ３が斜めになると、ころ３の端面３ａが保持孔２３の内壁２３０に接触する。ころ軸受１では、内壁２３０がころ３の端面３ａと同じ曲率半径Ｒ２の曲面部２３０ａ，２３０ｂを有しているため、ころ３の端面３ａと曲面部２３０ａ，２３０ｂとが面接触し、負荷が分散される。その結果、保持器２のドリリング摩耗を抑制することが可能になる。スキュー発生時にころ３の端面３ａが平坦部２３０ｃに接触することも考えられるが、平坦部２３０ｃは、周方向における保持孔２３の中央に位置しているため、比較的周速が小さいころ３の中心部分（ころ３の回転軸の近傍の部分）が平坦部２３０ｃに接触することになる。よって、ころ３が平坦部２３０ｃに接触したことによる摩耗は比較的小さい。
【００２８】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
【００２９】
（１）ころ軸受１では、複数のころ３のそれぞれの軸方向における両端面３ａが、所定の曲率半径Ｒ１の球面状に形成され、かつ、スキュー発生時に（ころ３の軸方向が保持器２の軸方向に対して傾いた際に）ころ３の端面３ａが接触する部分の保持孔２３の内壁２３０が、ころ３の端面３ａの曲率半径に対応した曲率半径の曲面に形成されている。これにより、ころ軸受１にモーメント荷重が負荷されスキューが発生してしまった場合であっても、保持器２の内壁２３０の摩耗（ドリリング摩耗）を抑制することが可能になり、長寿命なころ軸受１を実現できる。
【００３０】
（２）ころ３の端面３ａと対向する保持孔２３の内壁２３０が、円環部２１と柱部２２とを連結する部分に形成され、かつころ３の端面３ａの曲率半径Ｒ１と同じ曲率半径Ｒ２の曲面に形成された２つの曲面部２３０ａ，２３０ｂと、当該２つの曲面部２３０ａ，２３０ｂを滑らかに連結する平坦面に形成された平坦部２３０ｃと、を有することにより、スキュー発生時の保持器２の内壁２３０の摩耗をより抑制することが可能になる。
【００３１】
（３）ころ３の両端部が、ころ３の半径と等しい曲率半径を有する半球状に形成されていることで、ころ３の端面３ａと外周面３ｂとの接続部分が保持器２に接触することによる摩耗を抑制可能になる。
【００３２】
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。
【００３３】
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、平坦部２３０ｃを省略し、保持孔２３の両端部における内壁２３０の全体を曲面状（径方向外方から見た平面視で半円形状）に形成してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…ころ軸受
２…保持器
２１…円環部
２２…柱部
２３…保持孔
２３０…内壁
２３０ａ，２３０ｂ…曲面部
２３０ｃ…平坦部
３…ころ
３ａ…端面
【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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