(57)【要約】【課題】傾くような力を受けた場合にも、信頼性を確保できる複列ラジアルニードル軸受及びそれを用いた自動車用変速機を提供する。【解決手段】複列ラジアルニードル軸受において、少なくとも傾き比と寿命比のいずれかについて基準を満足させるには、ころ中心間距離をＡ、軸受幅をＢ、ころ長をＣとしたときに、以下の式を満たせばよい。０．４８≦Ａ／Ｂ≦０．５５          （１）０．６７≦２×Ｃ／Ｂ≦０．８０      （２）【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころと、前記ころを保持する保持器とからなり、ころ径が３ｍｍ以上、軸受幅３５ｍｍ以上５５ｍｍ未満の複列ラジアルニードル軸受において、
ころ中心間距離をＡ、軸受幅をＢ、ころ長をＣとしたときに、以下の式を満たすことを特徴とする複列ラジアルニードル軸受。
０．４８≦Ａ／Ｂ≦０．５５          （１）
０．６７≦２×Ｃ／Ｂ≦０．８０      （２）
【請求項２】
以下の式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の複列ラジアルニードル軸受。
０．５０≦Ａ／Ｂ≦０．５３          （３）
０．７１≦２×Ｃ／Ｂ≦０．７６      （４）
【請求項３】
請求項１又は２に記載の複列ラジアルニードル軸受を用いたことを特徴とする自動車用変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の変速機や一般産業機械等に用いられる複列ラジアルニードル軸受及びそれを用いた自動車用変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラジアルニードル軸受は、車両の変速機などに使用されるが、近年の車両の高出力化、長寿命化、高速化などにより、その性能に対する要求は過酷なものとなっている。特に、運転者が自らシフトを行う手動式変速機では、高負荷に対する長寿命が求められる傾向がある。
【０００３】
従来の手動式変速機においては、単列のラジアルニードル軸受が多く採用されていた。しかしながら、車両の高出力化に伴いラジアルニードル軸受の負荷も大きなものになり、最近では保持器の軸方向においてころを複列に配置した複列ラジアルニードル軸受も使用されるようになってきた。
【０００４】
車両のエンジントルクを伝達する変速機のギヤとして、低騒音化を図るべく一般には、はすば歯車が使用される。このはすば歯車は、ギヤの回転方向に対して斜めに歯が加工されているため、エンジンのトルクを伝達する際にギヤの横方向の力が発生する。つまり、はすば歯車を支持する軸受に対し、斜めにこじるような力（モーメント力）が発生することになる。ところが、このようにモーメント力が発生すると軸受が傾き、ころの面圧が高くなってフレーキング等の損傷をしやすくなるばかりでなく、ギヤの歯も噛み合いが適正でなくなり損傷する可能性が懸念される。
【０００５】
これに対し、以下の特許文献１では、ころのスキューに基づく変位を防止できる複列のラジアルニードル軸受が開示されている。
【特許文献１】
特開平８−２００３７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載された技術は、スキュー制御に関するものであり、軸受が斜めにこじられたような場合における対策を講じたものではない。
【０００７】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、傾くような力を受けた場合にも、信頼性を確保できる複列ラジアルニードル軸受及びそれを用いた自動車用変速機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の複列ラジアルニードル軸受は、複数のころと、前記ころを保持する保持器とからなり、ころ径が３ｍｍ以上、軸受幅３５ｍｍ以上５５ｍｍ未満の複列ラジアルニードル軸受において、ころ中心間距離をＡ、軸受幅をＢ、ころ長をＣとしたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
０．４８≦Ａ／Ｂ≦０．５５          （１）
０．６７≦２×Ｃ／Ｂ≦０．８０      （２）
【０００９】
【作用】
一般的に、軸受のモーメント荷重に対する傾き難さを得るためには、軸受の両端で突っ張る距離を確保するため、ころは長くするほどよいとされている。また、複列ラジアルニードル軸受の場合は、２つのころの軸方向中心間距離（ころスパン）が長いほうが傾きにくくなるとされている。しかしながら、限られた軸受の幅内で、ころを長くすると、ころスパンが短くなり、ころスパンを長くすると、ころ長さが短くなり、軸受の負荷容量も下がるといったトレードオフの関係が生ずる。
【００１０】
かかる問題に直面し、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、上記（１），（２）式を満足することで、ころ長さとスパンの最適化を図り、負荷容量と傾きにくさとを高次元で両立させる複列ラジアルニードル軸受を提供できることを発見したのである。
【００１１】
尚、以下の式を満たすと、より好ましい。
０．５０≦Ａ／Ｂ≦０．５３          （３）
０．７１≦２×Ｃ／Ｂ≦０．７６      （４）
【００１２】
自動車用変速機の歯車を支持するために用いるラジアルニードル軸受において、一般的に軸受幅が３５〜５５ｍｍである場合、ころを複列とし、又使用するころの径はφ３〜５ｍｍとなる。なぜなら、軸受幅が３５ｍｍ未満であれば単列の軸受とし、軸受幅が５５ｍｍを超える場合３列以上とするか、或いは支持すべき歯車幅が大きすぎるためニードル軸受を用いるのは不適当と考えられるからである。更に、ころ径がφ５ｍｍを超えると、支持する歯車の外径の拡大を招き、自動車用変速機用途としては不適当なものとなる。一方、ころ径がφ３ｍｍ未満となると、軸受幅を３５ｍｍより小さい範囲で複列にしなければならず、特にころ径がφ１ｍｍ以下では、保持器を用いることが困難とされている。
【００１３】
更に、手動式の自動車用変速機においてハスバ歯車を支持する場合、必ずモーメント荷重が発生する。よって、可能な限りそれを支持する軸受を複列として、モーメント荷重を受けた際の傾きを抑えたいが、自動車用変速機の全長の制約から、歯車即ち軸受の十分な幅を確保できないという実情がある。そこで、制約された範囲内で、ころ径を大きくし軸受幅を大きくすると、上述した数値範囲となり、それにより傾きを抑えて軸受寿命を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる複列ラジアルニードル軸受を用いた車両の手動変速機の断面図である。図１において、不図示の内燃機関から出力されたトルクは、クラッチ装置１を介して、メインシャフト２に伝達される。メインシャフト２の外周に形成されたはすば歯車Ｇ１は、メインシャフト２に平行に延在するカウンターシャフト３の外周に設けられたはすば歯車ｇ１に噛合している。従って、メインシャフト２に伝達されたトルクは、クラッチ装置１が連結状態にあれば、はすば歯車Ｇ１、ｇ１を介してカウンターシャフト３に常時伝達されることとなる。
【００１５】
メインシャフト２の外周に回転自在に配置されたはすば歯車Ｇ２〜Ｇ６，Ｇ８は、カウンターシャフト３の外周に一体的に回転するように配置されたはすば歯車ｇ２〜ｇ６，ｇ８と、それぞれ噛合している。尚、カウンターシャフト３の外周に形成されたはすば歯車ｇ８は、リバースシャフト４の外周に回転自在に配置されたはすば歯車ｇ７’を介して、メインシャフト２の外周に回転自在に配置されたはすば歯車Ｇ７と噛合している。メインシャフト２の外周に回転自在に配置されたはすば歯車Ｇ２〜Ｇ８は、不図示のシフトレバーに連結されたドッグクラッチＤＣにより、いずれかが選択的にメインシャフト２と一体的に回転するように連結され、選択された歯車対の減速比で、メインシャフト２の図で右端に接続された不図示のパワートレーンを介して、車輪にトルクが伝達されるようになっている。
【００１６】
メインシャフト２の外周に配置されたはすば歯車Ｇ２〜Ｇ８は、ラジアルニードル軸受２０〜８０により回転自在に支持されており、リバースシャフト４の外周に配置されたはすば歯車ｇ７’は、ラジアルニードル軸受１０により回転自在に支持されている。以下、複列ラジアルニードル軸受１０について説明するが、その他の複列ニードル軸受も同様な構成を有していて良い。
【００１７】
図２は、複列ラジアルニードル軸受１０の断面図である。図３は，比較のために示す従来の単列ラジアルニードル軸受１０’の断面図である。図４は、複列ラジアルニードル軸受１０が支持するはすば歯車ｇ７’の受ける力の釣り合いを示した図である。
【００１８】
図２に示すように、複列ラジアルニードル軸受１０は、複列のころ１１を、保持器１２により保持してなる。保持器１２は、一対の端部環状部１２ａ、１２ａと、中央の環状部１２ｂとを、複列の柱部１２ｃ、１２ｃで連結した構成を有する。周方向に隣接する柱部１２ｃの間が、ころ１１を保持するポケット部となる。保持器１２は、柱部１２ｃがころ１１の中央部を保持する部位において縮径した、いわゆるＭ型保持器である。
【００１９】
本実施の形態においては、端部環状部１２ａ、１２ａの軸線方向幅ｔ２は、中央環状部１２ｂの軸線方向幅ｔ１より小さくなっている。又、端部環状部１２ａ、１２ａの半径方向厚さΔ２を、中央環状部１２ｂの半径方向厚さΔ１より薄くすれば、複列ラジアルニードル軸受１０の両端から潤滑油が供給される用途に好適であり、一方、端部環状部１２ａ、１２ａの半径方向厚さΔ２を、中央環状部１２ｂの半径方向厚さΔ１より厚くすれば、内輪側（中央環状部１２ｂの内周面に形成された油路等）から潤滑油が供給される用途に好適である。
【００２０】
本実施の形態の複列ラジアルニードル軸受１０は、円筒の素材を削り出すことによって形成できる。ただし、環状部１２ａ、１２ｂのΔ２，Δ１の厚さを薄くすれば、塑性変形させた板材を、ポケット部を打ち抜いた後に溶接することで形成できる。
【００２１】
図４において、はすば歯車ｇ７’は、点Ｐでカウンターシャフト４のはすば歯車ｇ８に噛合すると共に、点Ｑでメインシャフト２の歯車Ｇ７に噛合している。ここで、内燃機関の入力トルクを３００Ｎ・ｍとしたときに、はすば歯車ｇ７’には、表１に示すごとき荷重が生じるため、複列ラジアルニードル軸受１０は、ネジレが生じ傾き方向に比較的大きな力を受けるから、その寿命が問題となる。
【表１】
2005036836.tif 000003
【００２２】
一方、複列ラジアルニードル軸受１０においては、図３に示す単列ラジアルニードル軸受１０’のころ１１’と比較すると明らかであるが、軸受容量を確保するために、ころ１１を長くする必要がある。ところが、限られた軸線方向寸法の範囲内で、ころ１１の長さを確保しようとすると、複列のころ１１の中心間距離Ａが小さくなる傾向がある。中心間距離Ａが小さくなると、複列ラジアルニードル軸受１０は傾きやすくなるという問題が生じる。
【００２３】
この問題を解決するために、本発明者らは、複列ラジアルニードル軸受において、ころ中心間距離Ａ、軸受幅Ｂ、ころ長Ｃを変えて９つの仕様についてシミュレーションを行った。尚、軸受の共通仕様は以下の通りである。
幅：４３ｍｍ
ころ径：φ３ｍｍ
ころ長：１６．８ｍｍ
【００２４】
図５に、シミュレーションに用いたモデルの断面図を示す。フレームＦＲにより支持されたシャフトである内輪ＩＲと外輪ＯＲとの間に、複列ラジアルニードル軸受１０を配置し、側面から荷重Ｆを与えた場合の、外輪ＯＲの外周面上の点ｐ１，ｐ２の３次元座標より傾き比・寿命比を求めた。かかるシミュレーション結果を表２に示す。
【表２】
2005036836.tif 000004
【００２５】
図６は、横軸に（ころ中心間距離Ａ／軸受幅Ｂ）をとり、縦軸に傾き比をとって示す図であり、一方、図７は、横軸に（ころ長さＣ×２／軸受幅Ｂ）をとり、縦軸に傾き比をとって示す図である。又、図８は、横軸に（ころ中心間距離Ａ／軸受幅Ｂ）をとり、縦軸に寿命比をとって示す図であり、一方、図９は、横軸に（ころ長さＣ×２／軸受幅Ｂ）をとり、縦軸に寿命比をとって示す図である。
【００２６】
表２中、○印の仕様は、傾き比及び寿命比が厳しい基準を満足した軸受であり、△印の仕様は、傾き比及び寿命比が通常基準を満足した軸受であり、×印の仕様は、傾き比及び寿命比が通常基準を満足しなかった軸受である。
【００２７】
本発明者らは、かかるシミュレーション結果に基づき、少なくとも傾き比と寿命比のいずれかについて通常基準を満足させるには、複列ラジアルニードル軸受において、ころ中心間距離をＡ、軸受幅をＢ、ころ長をＣとしたときに、以下の式を満たせばよいことを見出したのである。
０．４８≦Ａ／Ｂ≦０．５５          （１）
０．６７≦２×Ｃ／Ｂ≦０．８０      （２）
【００２８】
ただし、傾き比及び寿命比のいずれかについて、通常基準より厳しい基準を満足させるには、以下の式を満たすことが必要となる。軸受を組み込む装置とのかねあいから、各寸法を確保することが難しい場合もあるので、必要に応じて（１）〜（４）式を満たせすようにすればよい。
０．５０≦Ａ／Ｂ≦０．５３          （３）
０．７１≦２×Ｃ／Ｂ≦０．７６      （４）
【００２９】
以上、本発明を実施例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して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、傾くような力を受けた場合にも、傾きを抑え寿命を確保できる複列ラジアルニードル軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる複列ラジアルニードル軸受を用いた車両の手動変速機の断面図である。
【図２】本実施の形態にかかる複列ラジアルニードル軸受の断面図である。
【図３】比較例として示す単列ラジアルニードル軸受の断面図である。
【図４】複列ラジアルニードル軸受１０が支持するはすば歯車ｇ７’の受ける力の釣り合いを示す図であり、図４（ａ）は軸線方向に見た図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の構成をＩＶＢ−ＩＶＢ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図５】シミュレーションに用いたモデルの断面図を示す。
【図６】横軸に（ころ中心間距離Ａ／軸受幅Ｂ）をとり、縦軸に傾き比をとって示す図である。
【図７】横軸に（ころ長さＣ×２／軸受幅Ｂ）をとり、縦軸に傾き比をとって示す図である。
【図８】横軸に（ころ中心間距離Ａ／軸受幅Ｂ）をとり、縦軸に寿命比をとって示す図である。
【図９】横軸に（ころ長さＣ×２／軸受幅Ｂ）をとり、縦軸に寿命比をとって示す図である。
【符号の説明】
１０  複列ラジアルニードル軸受
１１  ころ
１２  保持器
【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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