(57)【要約】【課題】鋼板製の保持器を備え、軸受の回転トルクの低減を図ったトランスミッション用深溝玉軸受を提供する。【解決手段】トランスミッション用深溝玉軸受１において、保持器５が鋼板からプレス加工によって形成された２枚の環状保持板６で構成され、これら環状保持板６の円周方向に等間隔の複数箇所に矩形状に膨出するボール保持部７が形成され、これらが開口側で対峙されて多角形状のポケット８が形成されると共に、少なくともポケット８の内周面に硬質セラミック薄膜からなる低摩擦薄膜１０が形成され、ボール４がセラミックで形成されているので、ポケット８の内周面がボール４と点接触して接触幅を可及的に減少させてボール４と保持器５との滑り抵抗を格段に抑制することができると共に、各転走面上でのボール４の変形により発生するトルク損失を低減することができ、軸受の回転トルクを低減させることができる【選択図】図２
2007333024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に円弧状の外側転走面が形成された外輪と、
外周にこの外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪と、
この内輪と前記外輪間に配置された保持器と、
前記両転走面間に前記保持器を介して転動自在に収容された複数のボールとを備え、トランスミッション内のオイルで潤滑されるトランスミッション用深溝玉軸受において、
前記保持器が鋼板からプレス加工によって形成された２枚の環状保持板で構成され、これら環状保持板の円周方向に等間隔の複数箇所に矩形状に膨出するボール保持部が形成され、これらボール保持部が開口側で対峙されて多角形状のポケットが形成されると共に、前記保持器の全面のうち少なくとも前記ポケットの内周面に低摩擦薄膜が形成されていることを特徴とするトランスミッション用深溝玉軸受。
【請求項２】
前記ボールがセラミックで形成されている請求項１に記載のトランスミッション用深溝玉軸受。
【請求項３】
前記低摩擦薄膜が硬質セラミック薄膜である請求項１または２に記載のトランスミッション用深溝玉軸受。
【請求項４】
前記低摩擦薄膜がテフロン（登録商標）薄膜である請求項１または２に記載のトランスミッション用深溝玉軸受。
【請求項５】
前記ボール保持部の角部近傍に油孔が貫通して設けられている請求項１乃至４いずれかに記載のトランスミッション用深溝玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランスミッションの歯車等の回転部材を支承するトランスミッション用深溝玉軸受、特に、鋼板製の保持器を備え、軸受の回転トルクの低減を図ったトランスミッション用深溝玉軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受の中でも回転トルクが小さく、ミスアライメントに対しても所望の耐久性を発揮するため、モータ軸をはじめ自動車のトランスミッションの歯車等の回転部材を支承する転がり軸受として深溝玉軸受が一般的に多用されている。この深溝玉軸受には、組立が容易で低コストな鋼板製の保持器が従来から使用されている。図４および図５は、このような保持器の代表的な一例である。
【０００３】
この保持器５０は鋼板からプレス加工によって形成され、２枚の環状保持板５１、５１の間にボール５２を自転可能なように挟み込んだものである。２枚の環状保持板５１は、図５（ａ）に示すように、それぞれ円周方向に等間隔の複数箇所に、半球状に膨出するボール保持部５３が形成されている。また、これらの２枚の環状保持板５１は、各ボール保持部５３を開口側で対峙させると共に、これによって形成されるポケット５４にそれぞれボール５２を保持させて、各ボール保持部５３の間をリベット５５で固定している。
【０００４】
この波形の保持器５０において、環状保持板５１の各ボール保持部５３は、このボール保持部５３の開口面の中心Ｃからの距離が、底部ではボール５２の半径ｒよりも僅かに長くなっているにすぎないが、周縁部になるほどこの距離がさらに長くなるように形成されている。また、この内周面は、ボール保持部５３の底部では曲率半径がボール５２の半径ｒとほぼ同じ、もしくは僅かに大きく設定され、周縁部になるほどこの曲率半径（ｒ＋α）が大きくなる。したがって、ボール保持部５３の内周面の周縁部では、開口面の中心Ｃからの距離が遠くなるので、ボール５２との間のすきまが大きくなる。
【０００５】
また、ボール保持部５３の内周面の底部では、曲率半径がほぼ同じボール５２の外周面に沿うことになるので、このボール５２を確実にポケット５４の中央に保持することができる。このため、ボール５２は、ポケット５４を構成するボール保持部５３、５３の合せ目のエッジに接触する恐れがなくなり、また、このボール５２は、ポケット５４を構成する両側のボール保持部５３の底部同士を結ぶ軸線を中心に自転するので、このボール５２の周速が最も小さい部分をボール保持部５３の底部だけで保持することになり、これによってトラクション力も小さくなる。
【特許文献１】特開２００１−２４１４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然しながら、こうした従来の波形の保持器５０は、半球状に膨出するボール保持部５３によってポケット５４が構成されているため、運転中はこのポケット５４のＲ面にボール５２が滑りを伴いながら自転している。したがって、図５（ｂ）に示すように、ボール５２は、ある接触幅（接触面積）Ｓで滑り接触するため、ボール５２と保持器５０間の滑り抵抗が生じ、軸受の回転トルクを低減するには限界があった。近年、車両の燃費向上のため、例えば、トランスミッション用軸受において低トルク化が要求されているが、こうした軸受の回転トルクの低減が課題となっていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、鋼板製の保持器を備え、軸受の回転トルクの低減を図ったトランスミッション用深溝玉軸受を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に円弧状の外側転走面が形成された外輪と、外周にこの外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪と、この内輪と前記外輪間に配置された保持器と、前記両転走面間に前記保持器を介して転動自在に収容された複数のボールとを備え、トランスミッション内のオイルで潤滑されるトランスミッション用深溝玉軸受において、前記保持器が鋼板からプレス加工によって形成された２枚の環状保持板で構成され、これら環状保持板の円周方向に等間隔の複数箇所に矩形状に膨出するボール保持部が形成され、これらボール保持部が開口側で対峙されて多角形状のポケットが形成されると共に、前記保持器の全面のうち少なくとも前記ポケットの内周面に低摩擦薄膜が形成されている。
【０００９】
このように、鋼板製の保持器を備えたトランスミッション用深溝玉軸受において、保持器が鋼板からプレス加工によって形成された２枚の環状保持板で構成され、これら環状保持板の円周方向に等間隔の複数箇所に矩形状に膨出するボール保持部が形成され、これらボール保持部が開口側で対峙されて多角形状のポケットが形成されると共に、保持器の全面のうち少なくともポケットの内周面に低摩擦薄膜が形成されているので、ポケットの内周面がボールと点接触して接触幅を可及的に減少させてボールと保持器との滑り抵抗を格段に抑制することができ、軸受の回転トルクを低減させることができる。したがって、軸受の回転トルクの低減により燃費向上を図ることができる。
【００１０】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記ボールがセラミックで形成されていれば、内輪、外輪の転走面上でのボールの変形により発生するトルク損失を低減することができる。また、潤滑オイル中に微小な摩耗粉が混入していても摩耗を抑えることができると共に、摩耗粉の噛み込みに対しても充分な耐久性を発揮することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明のように、前記低摩擦薄膜が硬質セラミック薄膜であれば、保持器の耐摩耗性を格段に向上させることができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明のように、前記低摩擦薄膜がテフロン（登録商標）薄膜であれば、さらに摩擦係数を小さくでき、ボールの摺動による昇温を可及的に抑制するころができると共に、低コスト化を図ることができる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明のように、前記ボール保持部の角部近傍に油孔が貫通して設けられていれば、ポケット内に滞留するオイルが遠心力によってポケットの外部に押し出され、攪拌抵抗が減少して軸受の回転トルクの低減を一層図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るトランスミッション用深溝玉軸受は、内周に円弧状の外側転走面が形成された外輪と、外周にこの外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪と、この内輪と前記外輪間に配置された保持器と、前記両転走面間に前記保持器を介して転動自在に収容された複数のボールとを備え、トランスミッション内のオイルで潤滑されるトランスミッション用深溝玉軸受において、前記保持器が鋼板からプレス加工によって形成された２枚の環状保持板で構成され、これら環状保持板の円周方向に等間隔の複数箇所に矩形状に膨出するボール保持部が形成され、これらボール保持部が開口側で対峙されて多角形状のポケットが形成されると共に、前記保持器の全面のうち少なくとも前記ポケットの内周面に低摩擦薄膜が形成されているので、ポケットの内周面がボールと点接触して接触幅を可及的に減少させてボールと保持器との滑り抵抗を格段に抑制することができ、軸受の回転トルクを低減させることができる。したがって、軸受の回転トルクの低減により燃費向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
内周に円弧状の外側転走面が形成された外輪と、外周にこの外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された内輪と、この内輪と前記外輪間に配置された保持器と、前記両転走面間に前記保持器を介して転動自在に収容された複数のボールとを備え、トランスミッション内のオイルで潤滑されるトランスミッション用深溝玉軸受において、前記保持器が鋼板からプレス加工によって形成された２枚の環状保持板で構成され、これら環状保持板の円周方向に等間隔の複数箇所に矩形状に膨出するボール保持部が形成され、これらボール保持部が開口側で対峙されて多角形状のポケットが形成されると共に、前記保持器の全面のうち少なくとも前記ポケットの内周面に硬質セラミック薄膜からなる低摩擦薄膜が形成され、前記ボールがセラミックで形成されている。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る深溝玉軸受の一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図、図３（ａ）は、図２（ａ）の変形例を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【００１７】
この深溝玉軸受１は、内周に円弧状の外側転走面２ａが形成された外輪２と、外周にこの外側転走面２ａに対向する円弧状の内側転走面３ａが形成された内輪３と、両転走面間に収容された複数のボール４と、これらのボール４を転動自在に保持する保持器５とを備え、自動車のトランスミッション用として、オイル潤滑されるオープンタイプの深溝玉軸受１を構成している。
【００１８】
外輪２、内輪３およびボール４はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。一方、保持器５は、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の帯鋼にプレス加工、絞り加工等の塑性加工を施すことにより形成されている。
【００１９】
保持器５は、図２（ａ）に示すように、２枚の環状保持板６、６の間にボール４を自転可能なように挟み込んだものである。２枚の環状保持板６、６は、それぞれ円周方向に等間隔の複数箇所に矩形状に膨出するボール保持部７が形成されている。また、これらの２枚の環状保持板６、６は、各ボール保持部７が開口側で対峙されていると共に、これによって形成される略六角形状のポケット８にそれぞれボール４を保持させて、２枚の環状保持板６、６がリベット９で固定されている。
【００２０】
この環状保持板６の各ボール保持部７は、この対向面間の距離Ｌがボール４の直径２ｒよりも僅かに大きく形成されている。すなわち、ポケット８に所定のポケットすきま２ｅが設けられている。そして、平坦面を有するポケット８の内周面がボール４と点接触して保持器５が転動体案内される。これにより、従来の波形の保持器に比べボール４との接触幅Ｓを可及的に減少させることができ、ボール４と保持器５間の滑り抵抗が抑えられて軸受の回転トルクを低減させることができる。なお、ここでは、六角形をなすポケット８の形状を例示したが、これに限らず、本発明に係る保持器５は、ポケット８の内周面がボール４と点接触する平坦面を有する多角形状であれば良く、例えば、八角形であっても良い。
【００２１】
ここで、本実施形態では、保持器５の全面のうち少なくともポケット８面に低摩擦薄膜１０が形成されている。この低摩擦薄膜１０の材料としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜、窒化ほう素膜、および窒化炭素膜等の硬質セラミック薄膜がその代表としてあげられる。
【００２２】
ＤＬＣ膜は炭素を主成分とする膜で、炭素または炭素と水素を主成分とするものと、それらにＴｉ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｗなどの金属や半金属を添加したもので、この成膜方法としては、非平衡型スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法がある。また、窒化ほう素はＤＬＣより摩擦係数が少し大きい。一方、窒化炭素膜は炭素を主成分とする膜に高濃度の窒素が入ったもので、ＤＬＣと同程度の低摩擦係数を持つ耐摩耗膜として知られている。このように、保持器５の少なくともポケット８面に低摩擦硬質セラミックス薄膜からなる低摩擦薄膜１０を形成することにより、ボール４と保持器５との滑り摩擦を格段に抑制することができ、軸受の回転トルクの低減を一層図ることができると共に、耐摩耗性を格段に向上させることができる。
【００２３】
保持器５の表面に形成される低摩擦薄膜１０としては、前述した硬質セラミック薄膜以外にテフロン（登録商標）薄膜を例示することができる、このテフロン（登録商標）薄膜であれば、さらに摩擦係数を小さくでき、ボール４の摺動による昇温を可及的に抑制することができると共に、低コスト化を図ることができる。
【００２４】
さらに、本実施形態では、ボール４が窒化珪素等からなるセラミックで形成されている。ボール４が鋼と比較してヤング率が略１．５倍のセラミックスからなるため、荷重負荷による変形量が小さくなる。このため、図示しない外輪および内輪それぞれと接触する部分の接触楕円の面積が小さくなり、ボール４が各転走面との間を転動する際に生じるトルク損失（ヒステリシス損失）および動摩擦を抑制することができ、一層軸受の回転トルクの低減が可能となる。特に、自動車のトランスミッション用軸受のように、潤滑オイル中に微小な摩耗粉が混入している条件下においては、摩耗を抑えることができると共に、摩耗粉の噛み込みに対しても充分な耐久性を発揮することができる。
【００２５】
図３は、前述した保持器５の変形例を示すもので一部構成が異なる。なお、前述した保持器５と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２６】
この保持器１１は、前述した保持器と同様、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等の帯鋼にプレス加工、絞り加工等の塑性加工を施すことにより形成されている。六角形状をなすポケット１２におけるボール４が接触しない部位に油孔１３が設けられている。すなわち、ボール保持部１４の角部近傍にそれぞれ２箇所貫通して設けられている。これにより、ポケット１２内に滞留するオイルが遠心力によってポケット１２の外部に押し出され、攪拌抵抗が減少して軸受の回転トルクの低減を図ることができる。なお、ポケット１２における油孔１３の数は４個に限定されず、例えば、多角形状の角数によって適宜変更することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係るトランスミッション用深溝玉軸受は、鋼板製の保持器を備え、トランスミッション内の歯車等を潤滑するオイルで潤滑されるオープンタイプの深溝玉軸受に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る転がり軸受の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。  （ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【図３】（ａ）は、図２（ａ）の保持器の変形例を示す断面図である。  （ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。
【図４】従来の深溝玉軸受用の保持器を示す縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・・・・・・深溝玉軸受
２・・・・・・・・外輪
２ａ・・・・・・・外側転走面
２ｂ・・・・・・・内径
３・・・・・・・・内輪
３ａ・・・・・・・内側転走面
４・・・・・・・・ボール
５、１１・・・・・保持器
６・・・・・・・・環状保持板
７、１４・・・・・ボール保持部
８、１２・・・・・ポケット
９・・・・・・・・リベット
１０・・・・・・・低摩擦薄膜
１３・・・・・・・油孔
Ｃ・・・・・・・・ボール保持部の開口面の中心
ｅ・・・・・・・・ポケットすきま
Ｌ・・・・・・・・ポケットの対向面間の距離
ｒ・・・・・・・・ボールの半径
Ｓ・・・・・・・・接触幅
α・・・・・・・・曲率半径
【図１】
2007333024.tif 000003
【図２】
2007333024.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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