(57)【要約】【課題】制約された取付けスペース内で高い荷重、モーメント力が負荷される場合において、高い荷重負荷能力を実現することができる針状ころ軸受を提供する。【解決手段】針状ころ軸受用保持器２２は、円周方向に所定の間隔で、且つ軸方向に単列で形成され、複数の針状ころ２１を転動可能にそれぞれ保持する複数のポケット２６を有する。ポケット２６の少なくとも一つの軸方向中心位置Ｃは、保持器２２の軸方向中心位置Ａと異なる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に所定の間隔で、且つ軸方向に単列で形成され、複数の針状ころを転動可能にそれぞれ保持する複数のポケットを有する針状ころ軸受用保持器であって、
前記ポケットの少なくとも一つの軸方向中心位置は、前記保持器の軸方向中心位置と異なることを特徴とする単列針状ころ軸受用保持器。
【請求項２】
前記複数のポケットの全ての軸方向中心位置は、前記保持器の軸方向中心位置に対して一方の側にずれていることを特徴とする請求項１に記載の針状ころ軸受用保持器。
【請求項３】
前記複数のポケットは、その軸方向中心位置が前記保持器の軸方向中心位置に対して一方の側にずれる一方側ポケットと、その軸方向中心位置が前記保持器の軸方向中心位置に対して他方の側にずれる他方側ポケットと、を有することを特徴とする請求項１に記載の針状ころ軸受用保持器。
【請求項４】
前記一方側ポケットの数と前記他方側ポケットの数が等しいことを特徴とする請求項１に記載の針状ころ軸受用保持器。
【請求項５】
保持器の軸方向における方向性を判別可能な逆組み防止機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載の針状ころ軸受用保持器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の前記保持器と、前記ポケットに保持される前記複数の針状ころと、を備えることを特徴とする針状ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、針状ころ軸受用保持器及び針状ころ軸受に関し、特に、一般産業機械や自動車用変速機等に用いられるギヤ支持用の針状ころ軸受用保持器及び針状ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
針状ころ軸受は、長さが直径に比べて長い複数の針状ころを用いて構成される。図１１に示すように、針状ころ軸受１００としては、これら針状ころ１０１と、針状ころ１０１を保持する保持器１０２とで構成されるケージアンドローラが種々考案されており（例えば、特許文献１及び２、非特許文献１参照。）、例えば、自動車変速機内の変速ギヤ支持用として使用される。
【０００３】
これらの文献に記載の針状ころ軸受では、ころの軸方向中心位置と保持器の軸方向中心位置は、ころを収容するポケットところの軸方向すきま、及び加工時に発生する保持器の軸方向中心位置からポケットの軸方向中心位置までの距離のばらつきの範囲内でほぼ同じ位置に設定されている。
【特許文献１】特開２００４−１１６５７号公報（第３図）
【特許文献２】特開２０００−２１３５４５号公報（第１図）
【非特許文献１】「ＮＳＫニードルベアリング製品カタログＣＡＴ．Ｎｏ．１４１９ｈ」日本精工株式会社、２００３年（第Ｂ１２〜Ｂ１６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、自動車変速機の変速ギヤ１０３には、図１２に示すように、荷重点位置Ｐが保持器１０２の軸方向中心位置Ａから軸方向に距離Ｂずれて構成されるものがある。このような変速ギヤ１０３を上述した針状ころ軸受１００によって支持する場合、軸受にかかる負荷分布は軸方向に亘って不均一となり、ラジアル荷重と距離Ｂによるモーメント及びスラスト荷重によるモーメントによって軸受のギヤ側に大きな負荷が発生し、ギヤが傾く虞がある。
【０００５】
しかしながら、上述した針状ころ軸受１００は、ころ１０１の軸方向中心位置Ｃが保持器１０２の軸方向中心位置Ａと略同じ位置にあるため、軸受が受ける荷重やモーメント力に対して軸受の負荷容量が不足している場合、軸受の破損、ギヤの傾き大によるギヤ歯の破損を引き起こすという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、制約された取付けスペース内で高い荷重、モーメント力が負荷される場合において、高い荷重負荷能力を実現することができる針状ころ軸受用保持器及び針状ころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  円周方向に所定の間隔で、且つ軸方向に単列で形成され、複数の針状ころを転動可能にそれぞれ保持する複数のポケットを有する針状ころ軸受用保持器であって、
前記ポケットの少なくとも一つの軸方向中心位置は、前記保持器の軸方向中心位置と異なることを特徴とする単列針状ころ軸受用保持器。
（２）  前記複数のポケットの全ての軸方向中心位置は、前記保持器の軸方向中心位置に対して一方の側にずれていることを特徴とする（１）に記載の針状ころ軸受用保持器。
（３）  前記複数のポケットは、その軸方向中心位置が前記保持器の軸方向中心位置に対して一方の側にずれる一方側ポケットと、その軸方向中心位置が前記保持器の軸方向中心位置に対して他方の側にずれる他方側ポケットと、を有することを特徴とする（１）に記載の針状ころ軸受用保持器。
（４）  前記一方側ポケットの数と前記他方側ポケットの数が等しいことを特徴とする（１）に記載の針状ころ軸受用保持器。
（５）  保持器の軸方向における方向性を判別可能な逆組み防止機能を有することを特徴とする（１）または（２）に記載の針状ころ軸受用保持器。
（６）  （１）〜（５）のいずれかに記載の前記保持器と、前記ポケットに保持される前記複数の針状ころと、を備えることを特徴とする針状ころ軸受。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の針状ころ軸受用保持器及び針状ころ軸受によれば、ポケットの少なくとも一つの軸方向中心位置が、保持器の軸方向中心位置と異なるので、ポケットの軸方向中心位置を負荷が厳しくなる方向にずらすことで、軸受に掛かるモーメントによる負荷が軽減され、面圧やギヤの傾きを低減することができる。このため、制約された取付けスペース内で高い荷重、モーメント力が負荷される場合において、高い荷重負荷能力を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態に係る針状ころ軸受用保持器及び針状ころ軸受について図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
第１図は、本実施形態にかかる針状ころ軸受を用いた手動式の車両用変速機の断面図である。図１に示す変速機は、一部のみ示すハウジング１に、入力軸２が軸受３，４により（左端は第３駆動ギヤ１１を介して）回転自在に支持されており、それに対して中間軸５と固定軸６とが、ハウジング１に対してそれぞれ平行に支持されている。入力軸２上には、スプライン結合されることで入力軸２に対して軸線方向には移動可能だが一体的に回転する第１駆動ギヤ７と、ラジアル針状ころ軸受８を介して回転自在に支承された第２駆動ギヤ９と、ラジアル軸受（ラジアル針状ころ軸受でも良い）１０を介して回転自在に支承された第３駆動ギヤ１１とが配置されている。尚、入力軸２にスプライン結合されることで入力軸２に対して軸線方向には移動可能だが一体的に回転する同期装置１７は、第２駆動ギヤ９又は第３駆動ギヤ１１に選択的に係合可能となっている。
【００１１】
中間軸５上には、第１従動ギヤ１２ａと、第１駆動ギヤ７に噛合可能な第２従動ギヤ１２ｂと、第２駆動ギヤに噛合している第３従動ギヤ１２ｃと、第３駆動ギヤ１１に噛合している第４従動ギヤ１２ｄとを形成した従動ギヤユニット１２が、ラジアル針状ころ軸受１８，１９により回転自在に支承されている。従動ギヤユニット１２の第１従動ギヤ１２ａは、固定軸６上にラジアル軸受１５を介して回転自在に支承されている出力ギヤ１６に噛合している。出力ギヤ１６は、不図示のパワートレーンを介して車輪に動力伝達可能に連結されている。
【００１２】
不図示のエンジンより動力を受けて入力軸２が回転しているものとする。図１に示す状態は、いわゆる中立状態であり、かかる変速機は、不図示の車輪に動力を伝達しない状態にある。ここで、不図示のシフトフォークが操作され、同期装置１７が図１で軸線方向左方に移動され、第３駆動ギヤ１１の内歯１１ａに係合すると、第３駆動ギヤ１１は同期装置１７を介して入力軸２と一体的に回転する。それにより第３駆動ギヤ１１に第４従動ギヤ１２ｄを噛合させている従動ギヤユニット１２が、それらのギヤ比に応じて回転するようになり、減速された（ここでは１速に相当）回転力が出力ギヤ１６に伝達されるようになっている。
【００１３】
続いて、不図示のシフトフォークが操作され、同期装置１７が図１で軸線方向右方に移動され、第２駆動ギヤ９の内歯９ａに係合すると、第２駆動ギヤ９は同期装置１７を介して入力軸２と一体的に回転する。それにより第２駆動ギヤ９に第３従動ギヤ１２ｃを噛合させている従動ギヤユニット１２が、それらのギヤ比に応じて回転するようになり、減速された動力（ここでは２速に相当）が出力ギヤ１６に伝達されるようになっている。
【００１４】
更に、不図示のシフトフォークが操作され、同期装置１７が、第２駆動ギヤ９及び第３駆動ギヤ１１のいずれにも係合しない位置（図１の状態）に戻され、且つ入力軸２と一体的に回転している第１駆動ギヤ７が図１で軸線方向左方に移動させられると、第２従動ギヤ１２ｂに噛合するようになり、それにより従動ギヤユニット１２が、第１駆動ギヤ７と第２従動ギヤ１２ｂとのギヤ比に応じて回転するようになり、減速された動力（ここでは３速に相当）が出力ギヤ１６に伝達されるようになっている。以上はシフトアップにかかる変速動作であり、シフトダウンにかかる変速動作は、これとは逆になる。
【００１５】
図２に示すように、ラジアル針状ころ軸受８は、複数の針状ころ２１と、ころ２１を所定の間隔で保持するケージ型の保持器２２とからなり、入力軸２の外周面と第２駆動ギヤ９の内周面との間に配置される。図３に示すように、保持器２２は、一対のリング状部２３、２４と、それらを連結する複数の柱部２５とからなる。これにより、複数のポケット２６が一対のリング状部２３，２４と隣り合う柱部２５とにより円周方向に所定の間隔で、且つ軸方向に単列で形成され、複数の針状ころ２１を転動可能に保持する。なお、保持器２２は、入力軸２のフランジ部や規制部材４０によって軸方向に規制されている。
【００１６】
また、リング状部２３は、第２駆動ギヤ９の荷重点位置側のリング状部２４と比べて軸方向に長く形成されている。このため、複数のポケット２６の全ての軸方向中心位置Ｃ、即ち、全ての針状ころ２１の軸方向中心位置は、保持器２２の軸方向中心位置Ａと異なり、荷重点位置側（一方の側）に距離Ｄだけずれている。
【００１７】
このように針状ころ軸受８を構成することで、第２駆動ギヤ９の荷重点位置Ｐが保持器２２の軸方向中心位置Ａから軸方向に距離Ｂずれている場合であっても、針状ころ２１の軸方向中心位置が負荷が厳しくなる荷重点位置側にずれているので、軸受に掛かるモーメントによる負荷が軽減され、図１２に示すような従来の軸受仕様に比べて面圧やギヤの傾きを低下させることができる。
【００１８】
また、保持器２２には、保持器２２の軸方向における方向性を判別可能な逆組み防止機能を有しており、具体的には、一対のリング状部２３，２４の端面の少なくとも一方に刻印マーク２７（図３参照）や着色等の識別処理が施されている。
【００１９】
したがって、本実施形態の針状ころ軸受用保持器２２及び針状ころ軸受８によれば、ポケット２６の全ての軸方向中心位置Ｃが、保持器２２の軸方向中心位置Ａと異なり、ポケット２６の軸方向中心位置Ｃを負荷が厳しくなる第２駆動ギヤ９の荷重点位置側にずらすことで、軸受に掛かるモーメントによる負荷が軽減され、面圧やギヤの傾きを低減することができる。また、ポケット２６は軸方向に単列で形成されるため、複列の軸受に比べて低コスト化が図れ、制約された取付けスペース内で高い荷重、モーメント力が負荷される場合において、高い荷重負荷能力を実現することができる。
【００２０】
なお、上記実施形態では、刻印マーク２７による識別処理が施されているが、逆組み防止機能はこれに限定されるものでなく、例えば、図４に示す第１変形例の保持器２２ａのように、第２駆動ギヤ９の内歯側（他方の側）に外向きフランジ部２８を設けて、逆組み防止を図ってもよい。また、図５に示す第２変形例の保持器２２ｂのように、軸方向両側に内向きフランジ部２９ａ，２９ｂを設け、第２駆動ギヤ９の内歯側の内向きフランジ部２９ａをフランジ部２９ｂより径方向に長く構成して、逆組み防止を図ってもよい。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、図４〜図６を参照して、本発明の第２実施形態である針状ころ軸受用保持器及び針状ころ軸受について説明する。なお、第１実施形態と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。
【００２２】
図４に示すように、本実施形態の針状ころ軸受８では、保持器の構成において第１実施形態のものと異なる。即ち、針状ころ軸受用保持器３０では、軸方向中心位置Ｃ１が保持器３０の軸方向中心位置Ａに対して距離Ｄだけ第２駆動ギヤ９の荷重点位置側（一方の側）にずれる一方側ポケット２６ａと、軸方向中心位置Ｃ２が保持器３０の軸方向中心位置Ａに対して距離Ｄだけ第２駆動ギヤ９の内歯側（他方の側）にずれる他方側ポケット２６ａとが、円周方向に亘り交互に形成されている。したがって、一方側ポケット２６ａの数と他方側ポケット２６ｂの数が等しく形成されている。
【００２３】
これにより、一方側及び他方側ポケット２６ａ，２６ｂの軸方向中心位置Ｃ１、Ｃ２が、保持器３０の軸方向中心位置Ａと異なり、一方側ポケット２６ａの軸方向中心位置Ｃ１は負荷が厳しくなる第２駆動ギヤ９の荷重点位置側にずれていることで、軸受に掛かるモーメントによる負荷が一方側ポケット２６ａに保持された針状ころ２１により軽減され、面圧やギヤの傾きを低減することができる。また、一方側及び他方側ポケット２６ａ，２６ｂが円周方向に亘り交互に同数配置されているので、針状ころ軸受８に方向性がなくなり、いずれの側からも組み込みできるので、第１実施形態のような逆組み防止機能を設ける必要がなく、組付性が向上すると共に、より低コスト化を図ることができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００２４】
なお、本実施形態では、一方側及び他方側ポケット２６ａ，２６ｂは、円周方向に亘り交互に配置されているが、図６に示す第１変形例の保持器３０ａのように、２本おきに交互に配置するようにしてもよく、複数本おきであってもよい。また、図７に示す第２変形例の保持器３０ｂのように、一方側ポケット２６ａと他方側ポケット２６ｂとの間に、軸方向中間位置Ｃ３が保持器２２の軸方向中間位置Ａと同じ位置にあるポケット２６ｃが形成されてもよい。これら保持器３０ａ，３０ｂを有する針状ころ軸受８も方向性がないことから、逆組み防止機能を設ける必要がない。
【００２５】
なお、本発明の針状ころ軸受用保持器及び針状ころ軸受は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００２６】
本発明の針状ころ軸受用保持器は、ポケットが軸方向に単列に形成される構成において、ポケットの少なくとも一つの軸方向中心位置が保持器の軸方向中心位置と異なるものであればよく、上記実施形態に限定されるものでない。
【００２７】
また、保持器の逆組み防止機能は、第１実施形態のようなポケットの全ての軸方向中心位置が保持器の軸方向中心位置と異なるものに限らず、軸方向において方向性を有するようにポケットが形成されている場合に適用される。
【００２８】
さらに、本発明の針状ころ軸受は、図１に示す入力軸２と第２駆動ギヤ９との間に介在される針状ころ軸受８に適用されているが、中間軸５と従動ギヤユニット１２との間に介在される針状ころ軸受１８，１９にも適用することができる。さらに、本発明の針状ころ軸受は、手動式の変速機だけでなく、自動式の多段変速機にも適用可能である。
【実施例】
【００２９】
ここで、図３に示す第１実施形態の針状ころ軸受と、図１１に示す従来の針状ころ軸受を用いて、ころ接触面圧分布とギヤの傾きについて試験を行なった。なお、ギヤに負荷されるラジアル荷重は１４０００Ｎとし、保持器の大きさは内径４５ｍｍ、外径５１ｍｍ、幅３０ｍｍ、ころの大きさは直径３ｍｍ、幅１９．８ｍｍとし、ころ数を２８とした。
【００３０】
また、図１１に示す従来仕様の針状ころ軸受では、保持器の軸方向中心位置と針状ころの軸方向中心位置が同じ位置にあり、これらの位置からギヤの荷重点位置までの距離を５ｍｍとし、図３に示す第１実施形態の針状ころ軸受では、針状ころの軸方向中心位置からギヤの荷重点位置までの距離（Ｂ−Ｄ）を４ｍｍ，３ｍｍとした。
【００３１】
図１０は、ころ接触面圧分布を示し、表１は、最大面圧及びギヤの傾き比を表す。ここで、傾き比は、第１実施形態の仕様の傾き／従来仕様の傾きとする。この結果、針状ころの軸方向中心位置、即ち、ポケットの軸方向中心位置を荷重点位置側にずらすことで最大面圧が低減され、また、ギヤの傾きが低減されることがわかる。
【００３２】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態である針状ころ軸受を用いた手動式の車両用変速機の断面図である。
【図２】図１の車両変速機の第２駆動ギヤ近傍の要部断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態である針状ころ軸受を示し、（ａ）はその斜視図で、（ｂ）はその正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の第１変形例である針状ころ軸受が組み込まれた第２駆動ギヤ近傍の要部断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の第２変形例である針状ころ軸受が組み込まれた第２駆動ギヤ近傍の要部断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態である針状ころ軸受が組み込まれた第２駆動ギヤ近傍の要部断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態である針状ころ軸受を示し、（ａ）はその斜視図で、（ｂ）はその正面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の第１変形例である針状ころ軸受を示し、（ａ）はその斜視図で、（ｂ）はその正面図である。
【図９】本発明の第２実施形態の第２変形例である針状ころ軸受の正面図である。
【図１０】第１実施形態と従来仕様の針状ころ軸受のころ接触面圧分布図である。
【図１１】従来仕様の針状ころ軸受の斜視図である。
【図１２】従来仕様の針状ころ軸受がギヤと軸との間に組み込まれた状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
８  針状ころ軸受
２１  針状ころ
２２，２２ａ，２２ｂ，３０，３０ａ，３０ｂ  保持器（針状ころ軸受用保持器）
２３，２４  リング状部
２５  柱部
２６  ポケット
２７  刻印マーク（逆組み防止機能）
２６ａ  一方側ポケット（ポケット）
２６ｂ  他方側ポケット（ポケット）
【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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