(57)【要約】【課題】より潤滑特性に優れたラジアルニードル軸受を提供する。【解決手段】保持器８の少なくともレース軌道面９ａに対向する面８ｅの粗さをＲａ１．２以下としたので、レース軌道面９ａと、レース軌道面９ａに対向する面８ｅとの間における潤滑油の膜厚を十分に確保できる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レース軌道面を転動する複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有し、前記保持器の少なくとも前記レース軌道面に対向する面の粗さをＲａ１．２以下としたことを特徴とするラジアルニードル軸受。
【請求項２】
車両用変速機において、回転する軸と、その外周に設けられたギヤとの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のラジアルニードル軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に車両用変速機等に用いられると好適なラジアルニードル軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば車両に搭載されている、エンジンから車輪へと動力を減速して伝達する変速機において、入力軸と中間軸の外周に複数対のギヤを設け、たとえば同期装置を介して軸とギヤとを選択的に結合させることで、減速比を段階的に変更可能となっている。ここで、あるギヤから別なギヤへと円滑な変速動作を達成するために、同期装置を用いて別なギヤの回転速度を同期させることが行われるが、かかる場合、軸に対してそのギヤをフリーに回転できる状態にしておく必要がある。従って、かかるギヤは、軸上にラジアルニードル軸受を介して支持されるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、ある種の変速機に、従来のラジアルニードル軸受を用いた場合、異音などの不具合が生じる恐れがあることが判明した。本発明者は、鋭意研究の結果、その原因を見いだした。かかる原因について説明する。まず、ラジアルニードル軸受においては、一対のリング状部と、それを連結する複数の柱部とからなる、いわゆるケージ型の保持器が用いられるのが一般的である。このようなケージ型の保持器においては、隣接する柱部の間にころを収容できるようになっており、従って、かかる部分がポケット部を構成することとなる。しかるに、保持器の外周面は、レース軌道面に近接して配置されるため、保持器がレース軌道面に対して相対回転すると、ポケット部により保持器とレース軌道面との間の潤滑油がかき取られるということがある。
【０００４】
ところで、このようなポケット部による潤滑油かき取りが生じても、ラジアルニードル軸受に十分な量の潤滑油が供給されていれば、潤滑に必要な厚さの油膜をレース軌道面と保持器外周面との間に形成できる。或いは、単位時間当たりの供給潤滑油量が低くても、保持器とレース軌道面との間の相対回転速度が低ければ、１回転当たりの潤滑油かき取り量が少なくなるので、同様に潤滑に必要な厚さの油膜をレース軌道面と保持器外周面との間に形成できる。従って、従来のラジアルニードル軸受では、異音等の問題は生じにくかったのである。
【０００５】
ところが、たとえば最近のスポーツカーなどに搭載されることが多い手動式変速機の場合、入力軸や中間軸が高速で回転し、また雰囲気温度も上昇する傾向がある。そのような変速機に、従来のラジアルニードル軸受を用いた場合、十分な厚さの油膜をレース軌道面と保持器外周面との間に形成できず、それにより異音などの不具合が生じる恐れがあることが分かった。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、より潤滑特性に優れたラジアルニードル軸受を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のラジアルニードル軸受は、レース軌道面を転動する複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有し、前記保持器の少なくとも前記レース軌道面に対向する面の粗さをＲａ１．２以下としたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明のラジアルニードル軸受は、レース軌道面を転動する複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有し、前記保持器の少なくとも前記レース軌道面に対向する面の粗さをＲａ１．２以下としたので、前記レース軌道面と、前記レース軌道面に対向する面（たとえば前記保持器の外周面）との間における潤滑油の膜厚を十分に確保できる。尚、前記レース軌道面に対向する面とは、たとえば前記保持器の内周面であっても良い。
【０００９】
更に、本発明のラジアルニードル軸受は、車両用変速機において、回転する軸と、その外周に設けられたギヤとの間に配置されると好ましい。前記ギヤの内径側に前記ラジアルニードル軸受を直接組み込んだ場合には、前記ギヤの内周面が前記レース軌道面となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態にかかるラジアルニードル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は、本実施の形態にかかるラジアルニードル軸受の斜視図である。図３は、本実施の形態にかかるラジアルニードル軸受を組み付けた状態で示す拡大断面図である。
【００１１】
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、ラジアルニードル軸受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（ラジアルニードル軸受でも良い）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。
【００１２】
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、ラジアルニードル軸受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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
図２において、ラジアルニードル軸受８は、複数のころ８ａと、ころ８ａを等間隔に保持するケージ型の保持器８ｂとからなる。図３に示すように、保持器８ｂは、一対のリング状部８ｃ、８ｃと、それを連結する柱部８ｄとからなり、隣接する柱部８ｄによりポケット部を画成する。すなわち、隣接するころ８ａの間には、必ず柱部８ｄが存在する（図２参照）。
【００１７】
柱部８ｄは、図３に示すように、中央領域が半径方向内方にシフトした構成となっており、従って、リング状部８ｃ、８ｃの外周面及びこれに接続する柱部８ｄの両端部外周面（これを対向面８ｅという）が、レース軌道面９ａ（第２駆動ギヤ９の内周面）に近接している。
【００１８】
ところで、図１において、第３駆動ギヤ１１に同期装置１７を係合させている場合、動力伝達を行っている第３駆動ギヤ１１と第４従動ギヤ１２ｄのギヤ比と、動力伝達を行っていない第２駆動ギヤ９と第３従動ギヤ１２ｃのギヤ比とが異なるため、入力軸２と第２駆動ギヤ９との間には必ず相対回転が生じる。これに応じて、図３において、保持器８と第２駆動ギヤ９とが相対回転する際には、対向面８ｅとレース駆動面９ａの間に十分な膜厚の潤滑油膜を形成することで、直接摺接を抑制し、異音等の不具合を回避することができる。従って、対向面８ｅの表面粗さが特に重要となる。
【００１９】
以下、本発明者が行った摩耗試験について説明する。
試験条件
（１）供試軸受サイズ（内径×外径×高さ）：　φ３９×φ４６×４４（ｍｍ）
（２）ころ寸法：　φ３．５×３４．８（ｍｍ）
（３）外輪回転数：　４５００ｍｉｎ−１
（４）軸回転数：　０ｍｉｎ−１
（５）ラジアル荷重：０Ｎ
（６）アキシャル荷重：０Ｎ
（７）潤滑油：　ギヤオイル
【００２０】
以上の条件に従う摩耗試験に、対向面８ｅ（図３）の表面粗さを変えた保持器を含むラジアルニードル軸受を供試した結果を表１に示す。又、供試保持器の対向面８ｅの表面粗さを実際に測定した結果得られた粗さ曲線を図４〜９に示す。供試保持器と粗さ曲線の図面との対応関係は、表１に記載されている。
【表１】
2004011657.tif 000003
【００２１】
本試験結果によれば、表面粗さでＲａ１．４０の保持器では、異音が発生し、表面粗さＲａ１．２８以下の保持器では異音が発生しないことが判明した。ケージ型の保持器８は、溶接加工、切削加工、プレス加工など種々の製造方法で形成でき、更に対向面８ｅの粗さは研削加工、旋削加工、バレル加工、プレス加工など、その加工方法を問わず、上述した範囲に収まるようにすれば足りる。
【００２２】
図１０は、別な実施の形態にかかるラジアルニードル軸受８’の部分断面図である。図１０において、保持器８ｂ’の形状が異なっている。すなわち、図３の保持器に対し、対向面（８ｅ）の一部が半径方向に内方に縮径しており、段部８ｇ’を形成している。本実施の形態においては、段部８ｇ’を形成することで、対向面８ｅ’の面積が小さくなるが、段部８ｇ’上に潤滑油を貯留させることで、対向面８ｅ’とレース軌道面との間の潤滑油膜を良好に確保できる。
【００２３】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その発明の範囲内で変更・改良が可能であることはもちろんである。たとえば、図３の実施の形態において、保持器８と入力軸２とが相対回転する場合において、保持器８が入力軸２に案内される場合に、表面粗さをＲａ１．２以下とすべき対向面は、図３に示すように、レース軌道面（入力軸２の外周面２ａ）に対向する柱部８ｄの内周面８ｆとなる。又、図１で示す他のラジアル軸受にも、本発明を適用可能である。更に、本発明のラジアルニードル軸受は、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。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のラジアルニードル軸受は、レース軌道面を転動する複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを有し、前記保持器の少なくとも前記レース軌道面に対向する面の粗さをＲａ１．２以下としたので、前記レース軌道面と、前記レース軌道面に対向する面との間における潤滑油の膜厚を十分に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかるラジアルニードル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】本実施の形態にかかるラジアルニードル軸受の斜視図である。
【図３】本実施の形態にかかるラジアルニードル軸受の保持器の一部断面図である。
【図４】供試保持器の対向面８ｅの表面粗さを実際に測定した結果得られた粗さ曲線（Ｒａ＝１．４０）を示す図である。
【図５】供試保持器の対向面８ｅの表面粗さを実際に測定した結果得られた粗さ曲線（Ｒａ＝１．２８）を示す図である。
【図６】供試保持器の対向面８ｅの表面粗さを実際に測定した結果得られた粗さ曲線（Ｒａ＝０．７６）を示す図である。
【図７】供試保持器の対向面８ｅの表面粗さを実際に測定した結果得られた粗さ曲線（Ｒａ＝０．７２）を示す図である。
【図８】供試保持器の対向面８ｅの表面粗さを実際に測定した結果得られた粗さ曲線（Ｒａ＝０．６８）を示す図である。
【図９】供試保持器の対向面８ｅの表面粗さを実際に測定した結果得られた粗さ曲線（Ｒａ＝０．４０）を示す図である。
【図１０】別な実施の形態にかかるラジアルニードル軸受の保持器の一部断面図である。
【符号の説明】
１　ハウジング
２　入力軸
８　ラジアルニードル軸受
９　第２駆動ギヤ
【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】
2004011657.tif 000010
【図８】
2004011657.tif 000011
【図９】
2004011657.tif 000012
【図１０】
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