(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体を保持するポケット表面に油溝が形成されている軸受用保持器において、
前記油溝が、前記転動体のピッチ円と同心同径の位置で前記ポケット表面を巡るように形成されており、
前記ポケット表面の径方向端部と前記油溝とを連通する油通路網が、前記ポケット表面に形成されており、
前記油通路網が、前記ポケット表面の保持器内径側の径方向端部及び保持器外径側の径方向端部のうち、保持器内径側の径方向端部のみに連通することを特徴とする軸受用保持器。
【請求項２】
前記油通路網は、前記油溝に並行する１本以上の第１油通路と、前記第１油通路に交差する１本以上の第２油通路とで構成され、かつ保持器外径側へ向かおうとする油が前記第２油通路から流出して前記第１油通路又は前記油溝に至ると断絶部にぶつかって当該断絶部を迂回するように構成されている請求項１に記載の軸受用保持器。
【請求項３】
ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂により形成されている請求項１又は２に記載の軸受用保持器。
【請求項４】
トランスミッションに組み込む玉軸受に適用される請求項１から３のいずれか１項に記載の軸受用保持器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受の転動体を保持する軸受用保持器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転動体を保持するポケット表面に油溝が多数形成されている軸受用保持器や、ポケット表面に微小なディンプルが多数形成されている軸受用保持器が提案されている。この種の軸受用保持器は、油溝やディンプルに保持された油によって、ポケット表面と転動体の滑り接触部における油膜切れを防止することができる（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１８４３１８号公報（特に要約書）
【特許文献２】特開２００５−１５５６９６号公報（特に要約書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、トランスミッションでは燃費の向上を目的に、油の攪拌抵抗を下げる手段として、オイルレベルの設定を必要最低限に下げたり、動粘度の低い油を選択したりする傾向がある。トランスミッション内の転がり軸受の潤滑方式として、ギヤ等による油の跳ね掛けが採用されているが、前述の手段で油の攪拌抵抗を下げる場合、転がり軸受にとっては、油の跳ね掛け量が少なく、低粘度の油が使用されることになり、過酷な潤滑環境となる。転動体のピッチ円と同心同径のポケット表面部分は、ポケット開口から遠く、供給される油が少ない場合、特に油が行き届きにくくなる。このような過酷な潤滑環境下でも、油膜切れが起因となる焼き付き等の破損がなく、要求寿命を満足する転がり軸受が求められている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された軸受用保持器は、保持器径方向に設定されたポケット中心軸回りの円周方向又は螺旋方向にポケット表面を巡る油溝が密な間隔で形成されているもの、又は、当該ポケット中心軸を含む仮想平面上でポケット表面を保持器径方向に亘る油溝が密な間隔で形成されているものである。前者の場合、転動体のピッチ円と同心同径のポケット表面部分の全域で油を保持することができない。一方、後者の場合、各油溝に保持された油が保持器回転と共に簡単に保持器外径側へ排出されてしまう。いずれの態様も、油が少量かつ低粘度な過酷な潤滑環境下においては、特に油が行き届きにくいポケット表面部分の全域で油を満足に保持することができず、転動体とポケット表面の接触による発熱が大きくなり、騒音又はトルクが大きくなり、最終的に焼き付きが発生する恐れがある。
【０００６】
特許文献２に開示された軸受用保持器は、ポケット表面の全域に微小なディンプルが多数形成されているが、油が少量かつ低粘度な潤滑環境下においては、転動体のピッチ円と同心同径のポケット表面部分のディンプルまで油が届きにくくなるので、やはり最終的に焼き付きが発生する恐れがある。
【０００７】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、転がり軸受に供給される油が少量かつ低粘度な過酷な潤滑環境下において、軸受用保持器と転動体間の潤滑不良による軸受の早期破損を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するため、この発明は、転動体を保持するポケット表面に油溝が形成されている軸受用保持器において、前記油溝が、前記転動体のピッチ円と同心同径の位置で前記ポケット表面を巡るように形成されており、前記ポケット表面の径方向端部と前記油溝とを連通する油通路網が、前記ポケット表面に形成されている構成を採用したものである。
この構成によれば、転がり軸受内部に供給された油は、油通路網を通じて、転動体のピッチ円と同心同径のポケット表面部分を巡る油溝まで行き届き易くなる。このため、転がり軸受に供給される油が少量かつ低粘度な過酷な潤滑環境下においても、転動体とポケット表面の接触部に油が供給され易くなり、軸受用保持器と転動体間の潤滑不良による軸受の早期破損を防止することが可能となる。
【０００９】
好ましい態様として、前記油通路網が、前記ポケット表面の保持器内径側の径方向端部及び保持器外径側の径方向端部のうち、保持器内径側の径方向端部のみに連通することが挙げられる。
このようにすると、軸受用保持器の高速回転によって大きな遠心力が発生した際に、油溝や油通路網に保持された油は、保持器外径側へ向おうとするが、油通路網の貫通しないポケット表面の保持器外径側の端部の肉によって堰き止められる。このため、油が油溝や油通路網から排出される事態を防止することができる。
【００１０】
また、別の好ましい態様として、前記油通路網が、保持器径方向に断続的な網状に形成されていることが挙げられる。
このようにすると、軸受用保持器の高速回転によって大きな遠心力が発生した際に、油溝や油通路網に保持された油は、保持器外径側へ向かおうとするが、油通路網の断絶部によって邪魔される。このため、油が油溝や油通路網から排出されにくくなる。
【００１１】
上述の両態様を合わせて採用することにより、遠心力による油の排出をより防止することができる。
【００１２】
合成樹脂より形成される樹脂保持器の場合、油溝や油通路網をポケット表面に形成することが容易である。
【００１３】
例えば、この発明においては、ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂により形成されている軸受用保持器とすることができる。
ポリアミド樹脂（ＰＡ）は、温度環境や油との相性を考慮してＰＡ６６、ＰＡ４６及びＰＡ９Ｔ等を使い分けるときに好適である。
また、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）は、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）用モータ支持のような高速回転の使用環境において、保持器表面の損傷防止を図るときに好適である。
また、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）は、高温環境下で保持器強度が必要なときに好適である。
【００１４】
この発明に係る軸受用保持器は、トランスミッションに組み込む玉軸受に好適である。この用途の玉軸受は、低粘度の油が少量跳ね掛けられる過酷な潤滑環境下で高速回転されるが、この発明に係る軸受用保持器を適用することにより、潤滑不良による早期の軸受破損を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、上記構成の採用により、転動体のピッチ円と同心同径のポケット表面部分を巡る油溝まで油が行き届き易くなり、届いた油が油溝に保持されるので、転がり軸受に供給される油が少量かつ低粘度な過酷な潤滑環境下において、軸受用保持器と転動体間の潤滑不良による軸受の早期破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の第１実施形態に係る軸受用保持器のポケットの外観を示す部分斜視図
【図２】図１の軸受用保持器を備える転がり軸受を示す部分断面図
【図３】図２の転がり軸受を組み込んだトランスミッションを示す断面図
【図４】図１のポケット表面の一部を展開表示した図
【図５】図２の油溝付近の拡大図
【図６】第２実施形態のポケット表面の一部を展開表示した図
【図７】第３実施形態のポケット表面の一部を展開表示した図
【図８】第４実施形態のポケット表面の一部を展開表示した図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の一例としての第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１、図２に示す転がり軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２及び外輪３間に介在する所定数の転動体４と、各転動体４間の周方向間隔を保つ軸受用保持器５とを備える。
【００１８】
この転がり軸受１は、図３に示す自動車用のトランスミッション１０に組み込む玉軸受になっている。このトランスミッション１０は、マニュアル式のものであり、ハウジング１１内にインプットシャフト１２、アウトプットシャフト１３およびパイロットシャフト１４を直列に配置し、さらにカウンターシャフト１５とリバースシャフト１６をアウトプットシャフト１３と平行に配置した構造になっている。なお、図３は、図面を見やすくするために展開表示しており、リバースシャフト１６は、アウトプットシャフト１３とも係合するようになっている。各シャフト１２〜１６には多数のギヤ群が設けられており、外部からの操作でシフトされるクラッチハブ１７で、これらのギヤ群の噛み合わせを変えることにより、インプットシャフト１２からアウトプットシャフト１３へのトルク伝達経路が適切に選択されるようになっている。このトランスミッション１０では、インプットシャフト１２、アウトプットシャフト１３、パイロットシャフト１４、カウンターシャフト１５、およびカウンターシャフト１５の一端側に取り付けられたギヤ部材１８が、転がり軸受１で支持されている。
【００１９】
図１、図２に示すように、転がり軸受１に適用される軸受用保持器５は、転動体４としての玉を各ポケット６に収める冠形樹脂保持器になっている。ポケット６は、保持器内径側、保持器外径側及び軸方向の片側に開口する空間になっている。以下、特に言及しない限り、「軸方向」とは、軸受用保持器５の中心軸（転がり軸受１の中心軸に一致）に沿った方向のことをいい、「径方向」とは、その軸方向に直角な方向のこと、すなわち保持器径方向のことをいう。
【００２０】
転動体４のピッチ円（Ｄｐｗ）は、転がり軸受１内に存在する１列の転動体４の中心を含む円の直径のことである。転動体４のピッチ円（Ｄｐｗ）の中心は、軸受用保持器５の中心軸上に定められている。
【００２１】
ポケット６を規定するポケット表面７の基本的な全体形状は、ポケット６を軸方向及び保持器中心軸回りの円周方向に二等分する位置上を通る径方向のポケット中心軸に基づいて設定されている。図示例のポケット表面７の基本的な全体形状は、転動体４のピッチ円（Ｄｐｗ）上に中心をおいた球面状になっている。
【００２２】
ポケット表面７に油溝８（図１中においては油溝８を塗潰し線で描いた。）が形成されている。図１、図４、図５に示すように、油溝８は、転動体４のピッチ円（Ｄｐｗ）と同心同径の位置でポケット表面７を巡るように形成されている。すなわち、転動体４のピッチ円（Ｄｐｗ）を含み、かつ軸受用保持器５の中心軸に同心の仮想円筒面を考えたとき、ポケット表面７のうち、当該仮想円筒面と交差する部分の全域に亘って、油溝８が一連に形成されている。なお、図４は、ポケット表面７を展開し、その中央部付近を表示している。
【００２３】
また、ポケット表面７の径方向端部７ａ，７ｂと油溝８とを連通する油通路網（９ａ，９ｂ）が、ポケット表面７に形成されている。ポケット表面７の径方向端部７ａは、ポケット表面７の保持器内径側の端部からなり、軸受用保持器５の内径面に交わる縁部になっている。ポケット表面７の径方向端部７ｂは、ポケット表面７の保持器外径側の端部からなり、軸受用保持器５の外径面に交わる縁部になっている。油通路網（９ａ，９ｂ）は、油溝８及び径方向端部７ａ，７ｂと万遍なく交差する網状の凹所から構成されている。
【００２４】
図示例の油通路網（９ａ，９ｂ）は、油溝８に並行する１本以上の第１油通路９ａと、第１油通路９ａに交差する１本以上の第２油通路９ｂとで構成されている。
【００２５】
第１油通路９ａは、油溝８を境とした保持器内径側に複数本、保持器外径側に複数本形成されている。保持器内径側においては、径方向端部７ａを通る第１油通路９ａと、径方向端部７ａと油溝８の径方向中間を通る第１油通路９ａとが形成されている。保持器外径側においては、油溝８と径方向端部７ｂの径方向中間を通る第１油通路９ａと、径方向端部７ｂを通る第１油通路９ａとが形成されている。第２油通路９ｂは、油溝８に沿った方向に等間隔で各第１油通路９ａ及び油溝８と交差し、ポケット中心軸を含む仮想平面上でポケット表面７を一連に横断している。
【００２６】
このように、油通路網（９ａ，９ｂ）は、油溝８とポケット表面７の径方向端部７ａ，７ｂ間において、油溝８に沿った方向に万遍なく形成されている。このため、ポケット表面７の径方向端部７ａ，７ｂに届いた油は、油通路網（９ａ，９ｂ）を経由して油溝８の全域へ行き届く。
【００２７】
油通路網（９ａ，９ｂ）や油溝８の深さは、軸受用保持器５を合成樹脂の射出成形によって一体成形する際、ポケット表面７を成形するコアピンを無理抜き可能な程度に設定されている。
【００２８】
前述の合成樹脂としては、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）又はポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）が挙げられる。ＰＡ６６、ＰＡ４６及びＰＡ９Ｔ等のＰＡにより形成されている軸受用保持器５は、転がり軸受１の使用環境の中でも、特に温度環境や油との相性に応じて使い分けることができる。
【００２９】
また、ＰＥＥＫにより形成されている軸受用保持器５は、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）用モータ支持のような高速回転の使用環境において、保持器表面の損傷防止を図ることができる。
【００３０】
また、ＰＰＳにより形成されている軸受用保持器５は、ＰＡやＰＥＥＫ製のものと比して、高温環境下での保持器強度を向上させることができる。
【００３１】
この軸受用保持器５は、上述のようなものであり、転がり軸受１の内部に供給された油は、油通路網（９ａ，９ｂ）を通じて、転動体４のピッチ円（Ｄｐｗ）と同心同径の部分を巡る油溝８まで行き届き易くなる。このため、転がり軸受１に供給される油が少量かつ低粘度なトランスミッション１０のように、過酷な潤滑環境下においても、油溝８から、転動体４とポケット表面７の接触部に油が供給され易くなる。したがって、この軸受用保持器５は、軸受用保持器５のポケット表面７と転動体４間の潤滑不良による転がり軸受１の早期破損を防止することができる。
【００３２】
軸受用保持器５の高速回転中は、主に遠心力の作用によって、油が保持器内径側から油溝８へ供給される。このため、油通路網（９ａ，９ｂ）は、少なくとも保持器内径側の径方向端部７ａから油溝８までの範囲に形成すればよい。油溝８と保持器外径側の径方向端部７ｂとの間のポケット表面部分において、油通路網を形成することは必須でなく、ポケット６内の全体的な潤滑環境に応じて適宜に油通路網を形成すればよい。
【００３３】
その一例としての第２実施形態を図６に基づいて説明する。なお、図６は、図４と同様の展開表示である。以下、第１実施形態との相違点を述べるに留める。図６に示すように、第２実施形態の油通路網（９ａ，９ｂ）は、ポケット表面７の保持器内径側の径方向端部７ａ及び保持器外径側の径方向端部７ｂのうち、保持器内径側の径方向端部７ａのみに連通する。第１油通路９ａ、第２油通路９ｂともに保持器外径側の径方向端部７ｂに形成されておらず、油通路網（９ａ，９ｂ）は、ポケット表面の保持器外径側の径方向端部７ｂを貫通していない。このため、最も保持器外径側に位置する第１油通路９ａと、保持器外径側の径方向端部７ｂとの間には、当該第１油通路９ａの深さに相当する肉部７ｃが連続している。
【００３４】
軸受用保持器の高速回転によって大きな遠心力が発生した際に、油溝８や油通路網（９ａ，９ｂ）に保持された油は、遠心力の作用で保持器外径側へ向おうとするが、肉部７ｃによって堰き止められる。このため、第２実施形態は、油が油溝８や油通路網（９ａ，９ｂ）から排出される事態を防止することができる。
【００３５】
第３実施形態を図７に基づいて説明する。なお、図７は、図４と同様の展開表示である。図７に示すように、第３実施形態の油通路網（９ａ，９ｂ１〜９ｂ４）は、径方向に断続的な網状に形成されている。図示例では、油溝８、第１油通路９ａの各間で第２油通路９ｂ１〜９ｂ４が通る位置を保持器中心軸回りの円周方向にずらしている。
【００３６】
軸受用保持器の回転によって遠心力が作用するとき、保持器内径側の径方向端部７ａを通る第１油通路９ａと交差する第２油通路９ｂ１から流出した油は、次の第１油通路９ａに至ると、油溝８の深さに相当する肉厚の断絶部７ｄ１にぶつかり、断絶部７ｄ１を迂回するように第２油通路９ｂ２に入り、第２油通路９ｂ２から油溝８に至ると、油溝８の深さに相当する肉厚の断絶部７ｄ２にぶつかり、断絶部７ｄ２を迂回するように第２油通路９ｂ３に入り、第２油通路９ｂ３から次の第１油通路９ａに至ると、油溝８の深さに相当する肉厚の断絶部７ｄ３にぶつかり、断絶部７ｄ３を迂回するように第２油通路９ｂ４に入り、第２油通路９ｂ４から、保持器外径側の径方向端部７ｂを通る第１油通路７ａに至る。
【００３７】
このように、軸受用保持器の高速回転によって大きな遠心力が発生した際に、油溝８や油通路網（９ａ，９ｂ１〜９ｂ４）に保持された油は、保持器外径側へ向かおうとするが、断絶部（７ｄ１〜７ｄ３）によって邪魔される。このため、第３実施形態は、第１実施形態に比して、油が油溝８や油通路網（９ａ，９ｂ１〜９ｂ４）から排出されにくくなる。
【００３８】
第４実施形態を図８に基づいて説明する。なお、図８は、図４と同様の展開表示である。図８に示すように、第４実施形態は、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせたものである。すなわち、軸受用保持器の回転によって遠心力が作用するとき、油溝８から断絶部７ｄ２を迂回するように第２油通路９ｂ３に入った油は、肉部７ｃに堰き止められ、第３実施形態のように第２油通路９ｂ４から保持器外径側の径方向端部７ｂへ逃げることができない。このため、第４実施形態は、第２実施形態、第３実施形態に比して、軸受用保持器の高速回転によって大きな遠心力が発生した際に油が油溝８や油通路網（９ａ，９ｂ１〜９ｂ３）から排出される事態をより防止することができる。
【００３９】
この発明の技術的範囲は、上述の各実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づく技術的思想の範囲内での全ての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００４０】
１  転がり軸受
４  転動体
５  軸受用保持器
６  ポケット
７  ポケット表面
８  油溝
９ａ  第１油通路（油通路網）
９ｂ  第２油通路（油通路網）
１０  トランスミッション
【図１】
0006478611.tif 000002
【図２】
0006478611.tif 000003
【図３】
0006478611.tif 000004
【図４】
0006478611.tif 000005
【図５】
0006478611.tif 000006
【図６】
0006478611.tif 000007
【図７】
0006478611.tif 000008
【図８】
0006478611.tif 000009