(57)【要約】回転部分が高速回転する用途に、あるいは、回転部分を構成する部材間の相対変位量が大きい用途に用いられた場合でも、保持器素子に摩耗や割れが発生することなく、また、スラストレースと保持器との間で緩衝を生ずることなく、これらを分離防止を図ることができるスラストころ軸受の構造を実現する。第１保持器素子３５を構成する金属板の厚さを、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さよりも、好ましくは５／６以下となるように、小さくする。あるいは、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さよりも、好ましくは５／６以下となるように、小さくしている。【選択図】図１
2012105662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備え、
第１保持器素子を構成する金属板の厚さが、第２保持器素子を構成する金属板の厚さよりも小さい、あるいは、第２保持器素子を構成する金属板の厚さが、第１保持器素子を構成する金属板の厚さよりも小さい、
スラストころ軸受。
【請求項２】
前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面は、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面であり、第２保持器素子の第２透孔が第２円輪部の外周縁まで形成されていて、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するように構成されている、請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項３】
第１保持器素子を構成する金属板の厚さが、第２保持器素子を構成する金属板の厚さの５／６以下である、請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項４】
請求項１に記載のスラストころ軸受と、
硬質金属板を曲げ形成して構成され、円輪状のレース部と、このレース部の外周縁に形成された円筒状のフランジ部と、このフランジ部の先端縁の円周方向複数箇所から径方向内方に突出するように形成され、内接円の直径が前記保持器の外径未満である係止部とを備え、前記保持器と相対回転を自在かつ非分離に組み合わされた少なくとも１枚のスラストレースと、
を備え、
第１保持器素子の第１円輪部と、前記少なくとも１枚のスラストレースのレース部とが対向していて、前記係止部は、第１保持器素子の第１外径側円筒部の先端縁よりも前記レース部と軸方向反対側に存在しており、
第２保持器素子を構成する金属板の厚さが、第１保持器素子を構成する金属板の厚さの５／６以下であり、および、
前記フランジ部の内周面からの前記係止部の突出量が、第１外径側円筒部の厚さ未満である、
レース付きスラストころ軸受。
【請求項５】
前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面は、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面であり、第２保持器素子の第２透孔が第２円輪部の外周縁まで形成されていて、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するように構成されている、請求項４に記載のレース付きスラストころ軸受。
【請求項６】
前記フランジ部の先端縁の円周方向複数箇所で、円周方向に関する位相が前記係止部から外れた位置に、径方向外方に突出する複数の逆組み防止用突部が設けられている、請求項４に記載のレース付きスラストころ軸受。
【請求項７】
前記スラストレースの厚さと前記ころの直径との合計が、２．５〜６ｍｍの範囲にある、請求項１に記載のレース付きスラストころ軸受。
【請求項８】
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備え、
第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さが、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さよりも小さい、あるいは、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さが、第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さよりも小さい、
スラストころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のトランスミッションなどの回転部分に加わるスラスト荷重を支承するため、この回転部分に組み付けた状態で利用するスラストころ軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションなどの回転部分には、特開平８−１０９９２５号公報などに記載されているスラストころ軸受（スラストニードル軸受を含む）が装着され、このスラストころ軸受により、この回転部分に加わるスラスト荷重が支承される。このようなスラストころ軸受は、相対回転する１対の部材の軸方向側面をそのままスラスト軌道面として利用する場合もある。ただし、この回転部分を構成する部材の一方または両方が、必要とする硬度を確保することが難しい材料である場合、あるいは、必要とする平滑面に加工することが困難であったり面倒であったりする場合には、スラストころ軸受に１枚または２枚のレースを組み合わせた、レース付きスラストころ軸受が使用される。【０００３】
図１０および図１１は、このようなレース付きスラストころ軸受の１例を示している。このスラストころ軸受１は、放射方向に配列された複数のころ２（ニードルを含む）と、これらのころ２を保持する保持器３と、これらのころ２を両側から挟持する１対のスラストレース４ａ、４ｂとにより構成される。保持器３は、それぞれが断面Ｕ字形で全体を円輪状に造られた第１保持器素子５および第２保持器素子６を中空円環状に組み合わせて構成され、図１１に示すように、ころ２と同数のポケット７が、放射状に配列されている。【０００４】
第１保持器素子５は、鋼板などの金属板にプレス加工などの塑性加工を施すことにより、径方向に伸長する第１円輪部８の内周縁と外周縁のそれぞれに、軸方向に伸長する第１内径側円筒部９と第１外径側円筒部１０とが互いに同心に連続するように、形成されている。第１円輪部８の円周方向複数個所に、ポケット７を構成するための、それぞれが放射方向に長い矩形の第１透孔１１が設けられている。第２保持器素子６も、鋼板などの金属板にプレス加工などの塑性加工を施すことにより、径方向に伸長する第２円輪部１２の内周縁と両周縁のそれぞれに、軸方向に伸長する第２内径側円筒部１３と第２外径側円筒部１４とが互いに同心に連続するように、形成されている。第２円輪部１２の円周方向複数個所にも、ポケット７を構成するための、それぞれが放射方向に長い矩形の第２透孔１５が設けられている。第１保持器素子５と第２保持器素子６は、第１透孔１１と第２透孔１５とを軸方向に関して互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部１０の内径側に第２外径側円筒部１４を内嵌するとともに、第１内径側円筒部９の外径側に第２内径側円筒部１３を外嵌した状態で組み合わされる。そして、第１内径側円筒部９の先端縁を径方向外方に折り曲げることによって、相互に分離することが阻止されている。【０００５】
スラストレース４ａ、４ｂは、それぞれが十分な硬度を有する金属板により円輪状に形成されている。一般的に内輪と呼ばれる一方（図１０の左方）のスラストレース４ａの内周縁、および、一般的に外輪と呼ばれる他方（図１０の右方）のスラストレース４ｂの外周縁には、それぞれ短円筒状のフランジ部１６ａ、１６ｂが形成されている。径方向内側に配置されるフランジ部１６ａの先端部複数個所は径方向外方に、径方向外側に配置されるフランジ部１６ｂの先端部複数個所は径方向内方に、それぞれ折り曲げられ、係止部１７ａ、１７ｂを構成している。これらの係止部１７ａ、１７ｂと保持器３の内周縁あるいは外周縁とを互いに係合させて、スラストころ軸受１の構成部品同士を互いに分離しないように結合している。【０００６】
このように構成されるスラストころ軸受１は、図１０に示すように、スラストレース４ｂの外周縁に形成したフランジ部１６ｂを、回転部分を構成する一方の部材である、ケーシング１８に形成した円形凹状の保持部１９に内嵌して、この回転部分に装着する。この状態でスラストレース４ｂの右面は、保持部１９の奥面１９ａに当接し、他方のスラストレース４ａの左面は、回転部分を構成する他方の部材である、回転軸などの相手部材２０の端面２０ａに当接する。この結果、この相手部材２０がケーシング１８に対し回転自在に支持されるとともに、これらの部材１８、２０同士の間に作用するスラスト荷重が支承される。なお、ケーシング１８の保持部１９の奥面１９ａまたは相手部材２０の端面２０ａを軌道面として、スラストレース４ａ、４ｂのうちの一方または双方が省略される場合もある。【０００７】
このようなスラストころ軸受１の使用時に、ころ２には、遠心力に基づいて保持器３の径方向外方に向いた力が加わる。この力により、ころ２の軸方向両端面のうち、保持器３の径方向外側となる外径側端面２１が、ポケット７を構成する第１透孔１１および第２透１５の周縁部のうち、保持器３の径方向外側となる外径側周縁部２２ａ、２２ｂに押し付けられる。ただし、外径側端面２１はこれらの外径側周縁部２２ａ、２２ｂに均等に押し付けられる訳ではない。実際には、外径側端面２１は、製造誤差や保持器３の軸方向（図１０の左右方向）の変位に基づき、これらの外径側周縁部２２ａ、２２ｂのうちの一方に押し付けられた状態で、互いに摺接する。【０００８】
この摺接部の面圧Ｐは、スラストころ軸受１の使用回転速度が速くなり、遠心力が大きくなるほど高くなる。また、この摺接部は、ころ２の中心軸線上から離れた位置に存在するので、この摺接部における、外径側周縁部２２ａ、２２ｂの一方と外径側端面２１との滑り速度Ｖは、ある程度早くなる。このように、この摺接部において、面圧Ｐと滑り速度Ｖとの積であり、摩耗に対する影響を示すパラメータとして広く知られているＰＶ値が大きくなる。この結果、外径側周縁部２２ａ、２２ｂの一方に、摩耗に基づく凹みが形成されてしまう場合がある。このような凹みが大きくなると、ポケット７内に保持されたころ２が、これらの凹みが形成された第１円輪部８または第２円輪部１２の裏側に潜り込み、ころ２の転動が円滑に行なわれなくなる。同時に、第１保持器素子５の右側面がスラストレース４ｂの側面に押し付けられ、あるいは、第２保持器素子６の左側面がスラストレース４ａの側面に押し付けられ、保持器３がスラストレース４ａ、４ｂのいずれかに対して相対回転することへの抵抗が大きくなる。この結果、スラストころ軸受１を組み込んだトランスミッションなどの機械装置の効率が悪化するだけでなく、著しい場合には焼き付きなどの損傷により、この機械装置が正常に作動しなくなる可能性がある。【０００９】
このような不都合を生じる摩耗は、最近の自動車の性能向上により、トランスミッションの回転部分の回転速度が速くなることに伴い、従来に比べて発生しやすくなっている。また、このような摩耗は、ポケット７内でのころ２の変位量が多いほど、発生しやすい。保持器３のポケット７に保持されたころ２は、このポケット７内でこの保持器３の軸方向（図１０の左右方向）に変位する変位量は、ころ２の転動面とポケット７の内周縁との間の隙間が大きいほど多くなる。ころ２が大きな変位量で変位することを許容するポケット７では、ころ２が変位しやすく、ころ２の回転中心と保持器３の径方向とが不一致になる、いわゆるスキューが発生しやすくなる。スキューが発生すると、ころ２の自転に伴って、ころ２が移動する方向に応じて、保持器３の径方向の成分が生じる。この径方向の成分が、保持器３の径方向外方に向くと、遠心力に基づく力と足し合わされて、外径側端面２１と外径側周縁部２２ａ、２２ｂのいずれかとの摺接部の面圧Ｐが高くなり、摩耗が発生しやすくなるものと考えられる。【００１０】
特開２００３−１７２３４６号公報には、保持器の外径側端部で、１対の保持器素子を構成する金属板同士を、保持器の軸方向中央部で重ね合わせた、スラストころ軸受の構造が記載されている。この構造によれば、上述したような摩耗によるころの潜り込みを防止できるものと考えられる。ただし、この構造では、保持器の外周面の面積が狭く、この外周面と対向する相手面がこの外周面との摩擦で摩耗する可能性があることなどから、この構造を適用できる部位は限られてしまう。また、金属板同士の重ね合わせ部をスポット溶接する必要があったり、その構造が従来の構造と大きく異なるため、従来の設備を利用できなかったりするため、製造コストも嵩むものと考えられる。【００１１】
また、特開２００２−２０６５２５号公報には、１枚の金属板を断面波形に形成して構成される保持器を備えた、スラストころ軸受の構造が記載されている。この構造によれば、ポケットの形成位置を適切に工夫することで、上述したような摩耗によるころの潜り込みを防止できるものと考えられる。ただし、この構造も、従来の構造とは大きく異なっているため、従来の設備を利用しつつ、上述したような摩耗を防止する効果をもたらすことはできない。【００１２】
これに対して、特開２００５−１６４０２３号公報には、動トルクの低減と保持器の異常磨耗防止とを目的とした、図１２に示すような構造のスラストころ軸受１ａが記載されている。この改良型のスラストころ軸受１ａを構成する保持器３ａも、第１保持器素子５ａと第２保持器素子６ａを中空円環状に組み合わせて構成され、ころ２ａと同数のポケット７ａが、保持器３ａの中心に関して放射状に配列されている。また、この保持器３ａの径方向に関して、ころ２ａのそれぞれの外径側端面２１ａと内径側端面２３のそれぞれは、ころ２ａの中心軸上にその曲率中心を有する部分球状凸面として、これらの中央部が最も軸方向に突出するように構成されている。【００１３】
この改良型のスラストころ軸受１ａを構成する保持器３ａでは、ポケット７ａを構成するために、第１保持器素子５ａの第１円輪部８ａに第１透孔１１ａが、第２保持器素子６ａの第２円輪部１２ａに第２透孔１５ａが、それぞれ形成されている。特に、第２透孔１５ａは、第２円輪部１２ａの外周縁まで開口している。そして、ポケット７ａのそれぞれに保持したころ２ａが保持器３ａの径方向に関して最も外側に変位した状態で、外径側端面２１ａの中心部と第２保持器素子６ａの第２外径側円筒部１４ａの内周面とが、図１２（Ｂ）に小さな破線丸印で示した当接部２４部分で当接する。当接部２４に対応する中心部の滑り速度Ｖは低いため、当接部２４部分でのＰＶ値は低く抑えられ、外径側端面２１ａの中心部と第２外径側円筒部１４ａの内周面との当接部の摩擦抵抗および摩耗は軽微に抑えられる。この改良型のスラストころ軸受１ａは、回転抵抗（動トルク）の低減と耐久性の向上の面からは有利であるが、この構造とスラストレースとを組み合わせてレース付きスラストころ軸受を構成した場合に、保持器３ａとスラストレース４ｂとの分離防止、保持器３ａとスラストレース４ｂとの円滑な相対回転の確保などを考慮した場合、改良の余地がある。【００１４】
図１３は、図１０に記載されたスラストレース４ｂに、図１２に記載されたものと同様の改良型のスラストころ軸受１ｂを、単に組み合わせた構造を示している。この構造では、スラストころ軸受１ｂを構成する第１保持器素子５ｂの第１円輪部８ｂと、スラストレース４ｂのレース部２５とを対向させている。また、このスラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離を防止するために、スラストレース４ｂのフランジ部１６ｂに形成した複数の係止部１７ｂを、第１保持器素子５ｂの第１外径側円筒部１０ｂの先端縁よりもレース部２５と軸方向反対側に存在させている。さらに、フランジ部１６ｂの内周面からの係止部１７ｂのそれぞれの突出量Ｌを、第１外径側円筒部１０ｂの厚さＴ1未満（Ｌ＜Ｔ1）としている。【００１５】
この構造の場合、第１外径側円筒部１０ｂの厚さＴ1が十分に大きければ、係止部１７ｂの突出量Ｌを確保し、これらの係止部１７ｂと保持器３ｂの第１外径側円筒部１０ｂの先端部との係り代（径方向の重なり量）を十分に確保して、スラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離防止を確実に図ることができる。ただし、このスラストころ軸受４ｂでは、保持器３ｂを構成する１対の保持器素子５ａ、６ｂを構成する金属板の厚さが互いに同じであるため、レース付きスラストころ軸受のサイズ、特に軸方向に関する厚さ寸法によっては、保持器３ｂの強度および剛性を確保しつつ、第１外径側円筒部１０ｂの厚さを確保することが難しくなる。【００１６】
たとえば、スラストレース４ｂの厚さところ２ａの直径との合計である、レース付きスラストころ軸受全体としての軸方向厚さが２．５〜６ｍｍ程度である場合には、このような問題が顕著になる。すなわち、この軸方向厚さが６ｍｍ以下の場合には、保持器の強度および剛性の確保を考慮した場合、第１外径側円筒部１０ｂの厚さが相当に小さくなり、係止部１７ｂと第１外径側円筒部１０ｂの先端部との係り代が小さくなり過ぎて、スラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離防止が不確実になる。なお、軸方向厚さが２．５ｍｍ未満の場合には、各部の厚さ寸法が小さくなり過ぎて、実用可能なレース付きスラストころ軸受として成立しない。【００１７】
図１４に示すように、第１外径側円筒部１０ｂの厚さに関係なく、係止部１７ｃの突出量を大きくすれば、スラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離防止を確実に図ることができるが、その代わりに、係止部１７ｃのそれぞれの先端部と第２保持器素子６ｂの外周縁部とが干渉してしまう。第２保持器素子６ｂの外周縁部は、円周方向に関して等間隔に存在する第２透孔１５ｂの端部に基づき、歯車状（凹凸形状）となっている。このため、この部分の干渉によって、著しい振動が発生するだけでなく、回転抵抗並びに磨耗が著しくなる。【００１８】
保持器との分離防止用の係止部を、スラストレースのフランジ部の先端部を全周にわたって折り曲げることにより形成すれば、この係止部の端縁を周方向にわたって滑らかにできる。ただし、レース付きスラスト軸受は、組み付け方向を間違えると、潤滑不良により耐久性が損なわれるなどの不都合があるため、この不都合が発生する逆組み付けを防止するために、スラストレースのフランジ部の先端縁には、径方向外方に突出する複数の逆組み防止用突部を設ける必要があるが、この構造では、このような逆組み防止用突部を形成することができない。これに対して、逆組み防止用の構造として、スラストレース４ａ（図１０参照）の外径を、スラストレース４ｂの外径およびケーシング１８の保持部１９の内径よりも大きくした構造とすることが考えられる。しかしながら、この構造では、スラストレース４ａの外径が大きくなることに起因して、このスラストレース４ａの重量が嵩んだり、組み付け部の構造が限られたり、潤滑油の流路面積が狭くなるなどの不利益がある。【００１９】
さらに、スラストころ軸受１と、１対のスラストレース４ａ、４ｂを組み合わせたレース付きスラストころ軸受は、回転部分を構成し、このレース付きスラスト軸受を支持する２つの部材間の相対偏心量が大きくなるような用途に適用される場合がある。この場合に、この相対偏心量が、軸受内部の隙間、すなわち、第１保持器素子５の第１外径側円筒部１０の外周面とスラストレース４ｂのフランジ部１６ｂの内周面との間の隙間、あるいは、第１保持器素子５の第１内径側円筒部９の内周面とスラストレース４ａのフランジ部１６ａの外周面との間の隙間を上回ると、スラストレース４ａ、４ｂのいずれかと第１保持器素子５の間に干渉が発生し、この干渉に起因して、第１保持器素子５に摩耗が発生するという問題が生ずる。第２保持器素子５の第１内径側円筒部９の先端縁はかじめられて、第２保持器素子６の第２内径側円筒部１３に固定されているのに対して、第１保持器素子５の第１外径側円筒部１０の先端縁はかじめられておらず、第２保持器素子６の第２外径側円筒部１４との間に若干の隙間が生ずる可能性がある。この場合、第１外径側円筒部１０とスラストレース４ｂとの接触により、第１外径側円筒部１０にたわみが発生し、第１円輪部と第１外径側円筒部１０の連続部の内側のＲ部が応力集中部となって、第１保持器素子５に割れが発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平８−１０９９２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２３４６号公報
【特許文献３】特開２００２−２０６５２５号公報
【特許文献４】特開２００５−１６４０２３号公報
【特許文献５】特開平１１−２４７８６８号公報
【特許文献６】実開平１−６７３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上述のような事情に鑑みて、スラストころ軸受を製造するための既存の設備を利用しつつ、回転部分が高速回転する用途に用いられた場合でも、スラストころ軸受を構成する保持器に設けられたポケットの内周縁の摩耗防止を効果的に図ることができるスラストころ軸受を提供することを目的とする。あるいは、回転部分を構成する部材間の相対変位量が大きい用途に用いられて場合でも、保持器を構成する第１保持器素子の第１外径側円筒部の摩耗や第１外径側円筒部と第１円輪部と連続部に割れが発生することを効果的に防止できるスラストころ軸受を提供することを目的とする。【００２２】
また、本発明は、軸方向の厚さが小さく、保持器を構成する金属板の厚さ寸法を大きくしにくい薄型のスラストレースとスラストころ軸受を組み合わせた、レース付きスラストころ軸受において、スラストレースと保持器の分離防止効果を十分に得られ、かつ、スラストレースと保持器との間で有害な干渉が生じない構造のレース付きスラストころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明のスラストころ軸受は、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備える。【００２４】
特に、本発明のスラストころ軸受は、第１保持器素子を構成する金属板の厚さと第２保持器素子を構成する金属板の厚さとを異ならせている。具体的には、第１保持器素子を構成する金属板の厚さを、第２保持器素子を構成する金属板の厚さよりも小さくしている、あるいは、第２保持器素子を構成する金属板の厚さを、第１保持器素子を構成する金属板の厚さよりも小さくしていることを特徴とする。【００２５】
なお、通常は、これらの保持器素子を構成する金属板の厚さを調整するが、可能な場合には、第１円輪部と第２円輪部の厚さは同じとし、第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さを、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さよりも小さくする、あるいは、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さを、第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さよりも小さくする、という構成により、同様の効果を得ることもできる。【００２６】
前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面は、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面であり、第２保持器素子の第２透孔が第２円輪部の外周縁まで形成されていて、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するように構成されていることが好ましい。【００２７】
本発明の第１態様のスラストころ軸受では、第１保持器素子を構成する金属板の厚さが、第２保持器素子を構成する金属板の厚さの５／６〜１／２の範囲にあることが好ましく、２／３以下であることがさらに好ましい。【００２８】
本発明の第２態様は、
本発明のスラストころ軸受と、
硬質金属板を曲げ形成して構成され、円輪状のレース部と、このレース部の外周縁に形成された円筒状のフランジ部と、このフランジ部の先端縁の円周方向複数箇所から径方向内方に突出するように形成され、内接円の直径が前記保持器の外径未満である係止部とを備え、前記保持器と相対回転を自在かつ非分離に組み合わされた少なくとも１枚のスラストレースと、
を備えた、レース付きスラストころ軸受に関する。【００２９】
特に、本発明のレース付きスラストころ軸受は、
第１保持器素子の第１円輪部と、前記少なくとも１枚のスラストレースのレース部とが対向していて、前記係止部は、第１保持器素子の第１外径側円筒部の先端縁よりも前記レース部と軸方向反対側に存在しており、
第２保持器素子を構成する金属板の厚さが、第１保持器素子を構成する金属板の厚さの５／６以下であり、および、
前記フランジ部の内周面からの前記係止部の突出量が、第１外径側円筒部の厚さ未満である、
ことがことが好ましい。なお、第２保持器素子を構成する金属板の厚さが、第１保持器素子を構成する金属板の厚さの２／３以下であることがより好ましく、１／２以下であることが特に好ましい。【００３０】
前記フランジ部の先端縁の円周方向複数箇所で、円周方向に関する位相が前記係止部から外れた位置に、径方向外方に突出する複数の逆組み防止用突部が設けられていることが好ましい。【００３１】
前記スラストレースの厚さと前記ころの直径との合計が、２．５〜６ｍｍの範囲にあるレース付きスラストころ軸受に、本発明は好適に適用される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明では、従来のように、保持器素子を同じ厚さの金属板により構成するのではなく、第１保持器素子と第２保持器素子とを少なくとも円筒部において、その厚さを異ならせて、スラストころ軸受が、回転部分が高速回転する用途や回転部分を構成する部材間の相対的変位量が大きい用途に適用される場合でも、保持器を構成するこれらの保持器素子に摩耗や割れが発生することが効果的に防止される。すなわち、保持器に必要とされる強度および剛性は、金属板の厚さを厚くした一方の保持器素子により確保され、他方の保持器素子の金属板の厚さ寸法を小さく抑えることができる。これにより、保持器全体としての軸方向寸法および径方向寸法を大きくすることなく、保持器素子の摩耗や割れに対する耐性を強化することができる。いずれの保持器素子の厚さを大きくするかについては、上記の用途により決定される。【００３３】
いずれの場合にも、ころの両端面のうち少なくとも外径側端面を部分球面状の凸面とし、第２保持器素子の第２透孔を第２円輪部の外周縁まで伸長させることにより、これらの部材が擦れ合うことを防止するとともに、ころが保持器の径方向外方に変位した状態でも、それぞれのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するようにして、これらが擦れ合った場合でも、その摺接部のＰＶ値を低く抑えている。【００３４】
回転部分が高速回転する用途では、第２保持器素子を構成する金属板の厚さがより厚くなるように設定することにより、第２保持器素子に摩耗に対する耐性を付与しているため、第２保持器素子ところの外径側端面とが擦れ合った場合でも、第２保持器素子が摩耗してしまうことが効果的に抑制される。【００３５】
また、本発明のレース付きスラストころ軸受では、スラストレースのフランジ部の先端部に設けた複数の係止部と、第１保持器素子の第１外径側円筒部の先端縁との係合により、保持器とスラストレースとの分離防止を図っている。特に、本発明では、第１保持器素子の金属板の厚さを、第２保持器素子の金属板の厚さよりも大きくしている。これにより、保持器全体としての軸方向寸法および径方向寸法を大きくすることなく、係止部と係合する第１保持器素子の第１外径側円筒部の径方向厚さを確保できる。また、この構成は、回転部分の部材間の相対的偏心量が大きくなる用途に好適に適用される。すなわち、スラストレースのフランジ部と第１外径側円筒部や第１内径側円筒部との積極的な干渉が生じても、これらの円筒部の摩耗に対する耐性が向上しているため、これらの円筒部が摩耗してしまうことが効果的に抑制される。また、かじめていない側の円筒部がスラストレースと接触することに起因して、この円筒部にたわみが発生したとしても、たわみ量が減少し、この円筒部と円輪部との連続部への応力集中が軽減され、これらの円筒部の割れが効果的に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の第１例を示す部分断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態の第２例を示す部分断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態の第３例を示す部分断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態の第３例の保持器を示す部分斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態の第４例を示す部分断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態の第１例を示す部分断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態の第２例を示す部分断面図である。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の第２実施形態の第３例を示す部分断面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の右側のスラストレースを図９（Ａ）の左側から見た状態で示す正投影図である。
【図１０】図１０は、従来構造の第１例を示す部分断面図である。
【図１１】図１１は、従来構造の第１例の保持器を取り出して軸方向から見た部分側面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、従来構造の第２例を示す部分断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のａ−ａ断面図である。
【図１３】図１３は、従来構造の第２例のスラストころ軸受と従来のスラストレースを単に組み合わせた構造の部分断面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示した構造の場合に生じる問題を説明するための部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［第１実施形態の第１例］
図１および図２は、本発明の第１実施形態の第１例を示している。本例のスラストころ軸受３１の保持器３３は、それぞれが断面Ｕ字形で全体を円輪状に造られた第１保持器素子３５および第２保持器素子３６を中空円環状に組み合わせて構成されており、ころ３２と同数のポケット３７が、保持器３３の中心に関して放射状に配列されている。また、保持器３３の径方向に関して、ころ３２の外径側端面４６および内径側端面４８は、それぞれ、これらのころ３２の中心軸α上にその曲率中心を有する球状凸面としている。したがって、外径側端面４６および内径側両端面４８はいずれも、それぞれの中央部が最も軸方向に突出している。
【００３８】
第１保持器素子３５および第２保持器素子３６はいずれも、鋼板、ステンレス鋼板などの金属板にプレス加工などの塑性加工を施すことにより形成される。第１保持器素子は、第１円輪部３８と、第１円輪部３８の内周縁から軸方向片側に折れ曲がって設けられた第１内径側円筒部３９と、第１円輪部３８の外周縁から軸方向片側に折れ曲がって、第１内径側円筒部３９と同心に設けられた第１外径側円筒部４０とを備える。第１円輪部３８の円周方向複数個所には、ポケット３７を構成する、それぞれが放射方向に長い矩形の第１透孔３１が等間隔で設けられている。第２保持器素子３６も、第２円輪部４２と、第２円輪部４２の内周縁から軸方向片側に折れ曲がって設けられた第２内径側円筒部４３と、第２円輪部４２の外周縁から軸方向片側に折れ曲がって、第２内径側円筒部４３と同心に設けられた第２外径側円筒部４４とを備える。第２円輪部４２の円周方向複数個所にも、ポケット３７を構成する、それぞれが放射方向に長い矩形の第２透孔３１が等間隔で設けられている。
【００３９】
本例では、第１保持器素子３５を構成する金属板の厚さＴは、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さｔよりも小さくなっている（Ｔ＜ｔ）。具体的には、第１保持器素子３５の金属板の厚さＴを、第２保持器素子３６の金属板の厚さｔの５／６〜１／２となる範囲に設定している（Ｔ＝（５／６〜１／２）ｔ、あるいは、ｔ＝（１．２〜２）Ｔ）。一例としては、第１保持器素子３５を構成する金属板の厚さＴを０．４ｍｍ、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さｔを０．５ｍｍとすることが挙げられる。ただし、第１保持器素子３５に必要とされる強度および剛性を確保できる限り、上記の範囲で、第２保持器素子３６の厚さ寸法を大きくすることが好ましく、さらには、第１保持器素子３５の金属板の厚さＴが第２保持器素子３６の金属板の厚さｔの１／２以下となるように設定することも可能である。また、必要に応じて、第１保持器素子３５および第２保持器素子３６を構成する金属板全体をこのような関係とするのではなく、第１円輪部３８と第２円輪部４２の厚さ寸法は同じとして、第１内径側円筒部３９と第２内径側円筒部４３との厚さ寸法の関係、および、第１外径側円筒部４０と第２外径側円筒部４４との厚さ寸法の関係についてのみ、上記の範囲で異ならせてもよい。さらには、第１円輪部３８と第２円輪部４２の厚さ寸法および第１内径側円筒部３９と第２内径側円筒部４３の厚さ寸法はいずれも同じとして、第１外径側円筒部４０と第２外径側円筒部４４との厚さ寸法の関係のみを、上記の範囲で異ならせることもできる。
【００４０】
第１保持器素子３５と第２保持器素子３６は、第１透孔３１と第２透孔３５を軸方向に関して互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部４０の内径側に第２外径側円筒部４４を内嵌するとともに、第１内径側円筒部３９の外径側に第２内径側円筒部４３を外嵌した状態で、組み合わされて、保持器３３を構成する。これらの円筒部の嵌合状態を締まり嵌めとするか、あるいは、第１外径側円筒部４０の先端縁を径方向内方に折り曲げることなどにより、互いの分離が防止されている。なお、
【００４１】
本例の場合、第１透孔４１、第２透孔４５を、従来構造に比べて、第１円輪部３８および第２円輪部４２の径方向外寄り部分にそれぞれ形成している。このため、本例の場合、第２透孔４５は、第２円輪部４２の外周縁まで開口している。そして、それぞれのポケット３７に保持されたころ３２が保持器３３の径方向に関して最も外側に変位した状態で、ころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とが当接するようにしている。また、第１円輪部３８と第２円輪部４２の間隔Ｄ、保持器３３の円周方向に関する第１透孔４１の幅Ｗ41、保持器３３の円周方向に関する第２透孔４５の幅Ｗ45を適切に規制することにより、それぞれのポケット３７内でのころ３２の転動（自転）を自在としつつ、これらのポケット３７内でのころ３２の、保持器３３の軸方向（図１および図２の左右方向）に関する変位量Ｌを、すべてのポケット３７における、すべてのころ３２に関して、０．７ｍｍ以下に抑えている。なお、この変位量Ｌは、図２において、破線で示されるように、ころ３２が基準面である第１円輪部３８の右面から最大に出っ張った場合の変位量と、ころ３２が基準面から最小に出っ張った場合の変位量との差として表されるか、もしくは、ころ３２が基準面から最大に出っ張った場合の変位量と、ころ３２が基準面から最大に引っ込んだ場合の変位量との和として表される。
【００４２】
なお、本例では、保持器３３の軸方向の位置をポケット３７の縁部ところ３２の転動面とで規制する、いわゆるころ持たせの構造とすることが好ましい。ころ持たせの構造を採用すれば、ころ３２のスキューをより有効に防止することができる。なお、ころ持たせの構造を採用した場合、これらのころ３２の一部が、常に保持器３３の軸方向両端面から突出した状態となる。そして、保持器３３の軸方向に関する変位量Ｌは、上述のように、ころ３２が基準面から最大に出っ張った場合の変位量と、ころ３２が基準面から最小に出っ張った場合の変位量との差として表される。
【００４３】
本例のスラストころ軸受３１では、ころ３２の外径側端面４６と、ポケット３７を構成する第１透孔４１および第２透孔４５の周縁部のうち、保持器３３の径方向外側となる外径側周縁部４７ａ、４７ｂとが擦れ合うことが防止される。また、これらが擦れ合った場合でも、摺接部のＰＶ値を低く抑えることができる。すなわち、ころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とが、図２に小さな破線丸印で示した当接部２４で当接することにより、ころ３２の外径側端面４６の中心から外れた部分と第１透孔４１および第２透孔４５の周縁部とが擦れ合うことが防止される。当接部２４に対応する中心部の滑り速度Ｖは低いため、ＰＶ値は低く抑えられ、外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面との当接部の摩耗は軽微に抑えられる。さらに、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さｔを厚く設定しているため、第２保持器素子３６の第２外径側円筒部４４の内周面には、磨耗に対する耐性が付与されている。
【００４４】
さらに、本例では、ころ３２の変位量Ｌを０．７ｍｍ以下に抑えているため、ポケット３７内でのころ３２の変位が制限される。このため、これらのころ３２が大きくスキューすることも防止される。したがって、仮に外径側端面４６と外径側周縁部４７ａ、４７ｂとが近接していて、ころ３２がスキューすることに基づき、外径側端面４６と外径側周縁部４７ａ、４７ｂとが擦れ合ったとしても、これらの摺接部の面圧Ｐが高くなることが抑えられる。このように、この摺接部のＰＶ値の上昇を抑えることで、第１透孔４１および第２透孔４５の外径側周縁部４７ａ、４７ｂに、ころ３２の潜り込みに結び付く程の摩耗が発生することが防止される。
【００４５】
さらに、本例では、従来構造の保持器を製造するための既存の設備を利用することができる。したがって、実施に伴う製造コストの増大を抑えることもできる。なお、ころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とを当接部２４で当接させるように構成すれば、必ずしも変位量Ｌを０．７ｍｍ以下に抑える必要はない。逆に、変位量Ｌを０．７ｍｍ以下に抑えた場合には、必ずしもころ３７の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とを当接部２４で当接させる必要はない。さらには、本例における、第１保持器素子３５と第２保持器素子３６との厚さ寸法の関係を、図１０の従来構造に適用した場合でも、第２保持器素子３６の第２外径側円筒部４４の耐性の向上という効果を得ることは可能である。
【００４６】
［第１実施形態の第２例］
図３は、本発明の第1実施形態の第２例を示している。本例の場合には、保持器３３ａを構成する第１保持器素子３５ａと第２保持器素子３６ａとを非分離に結合するために、第１内径側円筒部３９ａの先端縁を径方向外方に折り曲げている。その他の部分の構成および作用は、第１実施形態の第１例と同様である。
【００４７】
［第１実施形態の第３例］
図４および図５は、本発明の第１実施形態の第３例を示している。本例の場合には、第２保持器素子３６ｂの外周縁部に形成した第２外径側円筒部４４ｂのうちの円周方向の一部で、ポケット３７ａの外径側端部に位置する部分を除去している。したがって、第２外径側円筒部４４ｂは、除肉部と肉部とが交互に繰り返される、欠円筒状に形成されている。このうちの除肉部が、ポケット３７ａのそれぞれの外径側端部に位置する。
【００４８】
この構成により、ポケット３７ａ内に保持したころ３２ａの軸方向端面（保持器３３ｂの径方向に関して外径側端部）を、第１外径側円筒部４０ｂの内周面に対向させている。ころ３２ａがポケット３７ａ内で、保持器３３ｂの径方向に関して外径側端部にまで変位すると、ころ３２ａの端面と第１外径側円筒部４０ｂの内周面とが当接する。本例の場合、保持器３３ｂの径方向に関する、ポケット３７ａの長さ寸法、ひいてはこれらのポケット３７ａ内に保持されるころ３２ａの軸方向寸法を、第２外径側円筒部４４ｂの板厚に相当する、図４の鎖線αと実線βとの差△Ｌ分だけ長くして、スラストころ軸受の負荷容量の増大を図っている。なお、第１保持器素子３５ｂの形状についても、ころ３２ａとの干渉を防止するため、一部を除去するなど、適宜の改良を加えることが好ましい。その他の部分の構成および作用は、第１実施形態の第１例と同様である。
【００４９】
［第１実施形態の第４例］
図６は、本発明の第１実施形態の第４例を示している。本例の場合には、第２保持器素子３６ｃの内周縁部に形成した第２内径側円筒部４３ｃのうちの円周方向の一部で、ポケット３７ｂの内径側端部に位置する部分を除去している。したがって、第２内径側円筒部４３ｃは、除肉部と肉部とが交互に繰り返される、欠円筒状に形成されている。このうちの除肉部が、ポケット３７ｂの内径側端部に位置する。
【００５０】
この構成により、ポケット３７ｂ内に保持したころ３２ｂの軸方向端面（保持器３３ｃの径方向に関して内径側端部）を、第１内径側円筒部３９ｃの外周面に対向させている。ころ３２ｂがポケット３７ｂ内で、保持器３３ｃの径方向に関して内径側端部にまで変位すると、ころ３２ｂの端面と第１内径側円筒部３９ｃの外周面とが当接する。本例の場合、保持器３３ｃの径方向に関する、ポケット３７ｂの長さ寸法、ひいてはこれらのポケット３７ｂ内に保持されるころ３２ｂの軸方向寸法を、第２内径側円筒部４３ｃの板厚に相当する、図６の鎖線α´と実線β´との差△Ｌ´分だけ長くして、スラストころ軸受の負荷容量の増大を図っている。なお、第１保持器素子３５ｃの形状についても、ころ３２ｂとの干渉を防止するため、一部を除去するなど、適宜の改良を加えることが好ましい。その他の部分の構成および作用は、第１実施形態の第３例と同様である。
【００５１】
［第２実施形態の第１例］
図１は、本発明の第２実施形態の第１例を示している。なお、第２実施形態も、第１保持器素子５５および第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さを異ならせることにより、一方の保持器素子の摩耗や応力集中に対する耐力を向上させるほか、さらに、保持器５３とスラストレース５４ｂとの分離防止機能を確保するとともに、保持器５３とスラストレース５４ｂとの間で有害な干渉が生じない構造を実現する点にある。
【００５２】
第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴよりも小さくしている（ｔ＜Ｔ）。本例の場合には、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、従来構造と同程度とし、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴを、厚さｔの１．２〜２倍（Ｔ＝（１．２〜２）ｔ）程度としている。すなわち、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴの５／６〜１／２（ｔ＝（５／６〜１／２）Ｔ）程度としている。一例としては、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴを０．５ｍｍ、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを０．４ｍｍとすることが挙げられる。ただし、この第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴよりも小さくする程度は、第２保持器素子５６に必要とされる強度および剛性を確保できる限り、著しくし、その分、第１保持器素子５５の厚さ寸法を大きくすることが好ましい。したがって、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さの２／３以下とすることが好ましく、本例では、１／２以下とすることがさらに好ましい。
【００５３】
本例でも、第１保持器素子５５および第２保持器素子５６は、第１外径側円筒部６０の内径側に第２外径側円筒部６４を内嵌するとともに、第１内径側円筒部５９の外径側に第２内径側円筒部６３を外嵌した状態に組み合わせて、保持器５３としている。そして、この保持器５３とスラストレース５４ｂとを、このスラストレース５４ｂのレース部７２に、第１保持器素子５５の第１円輪部５８を対向させた状態に組み合わせる。この状態で、スラストレース５４ｂのフランジ部６６ｂの先端縁に形成した係止部６７は、第１外径側円筒部６０の先端縁よりもレース部７２と軸方向反対側に存在し、この先端縁との係合に基づいて、保持器５３とスラストレース５４ｂとの分離が防止されている。フランジ部６６ｂの内周面からの係止部６７の突出量ｈは、第１外径側円筒部６０の厚さＴ未満（ｈ＜Ｔ）である。したがって、フランジ部６６ｂの内周面と保持器５３の外周面とが当接しても、係止部６７の先端が第２保持器素子５６の外周面に接触（干渉）することはない。
【００５４】
本例のレース付きスラストころ軸受５１によれば、保持器５３を構成する金属板の厚さ寸法を大きくしにくい薄型のスラストころ軸受５１でも、スラストレース５４ｂと保持器５３との分離防止効果を十分に得られる。係止部６７の先端部と第２保持器素子５６の外周縁部との干渉を防止できて、この干渉に伴う、著しい振動の発生や、回転抵抗並びに磨耗の増大を抑えることができる。さらに、スラストレース５４ｂの重量が嵩むことがなく、このスラストレース５４ｂの組み付け部の構造の自由度を高くでき、かつ、潤滑油の流路面積も確保できる。
【００５５】
さらに、本例の構造は、回転部分の部材間の相対的偏心量が大きくなる用途に好適に適用され、この場合、スラストレース５４ｂのフランジ部６６ｂと第１外径側円筒部６０（反対側のスラストレース５４ａを設ける場合には、このスラストレース５４ａと第１内径側円筒部５９）との積極的な干渉が生じても、摩耗に対する耐性が向上される。また、かじめていない側の第１外径側円筒部６０がスラストレース５４ｂと接触することに起因して、第１外径側円筒部６０にたわみが発生したとしても、たわみ量が減少し、第１外径側円筒部６０と第１円輪部５８との連続部への応力集中を軽減することができる。その他の構成および作用については、第１実施形態の第１例と同様である。
【００５６】
［第２実施形態の第２例］
図８は、本発明の第２実施形態の第２例を示している。本例の場合には、第２保持器素子５６ａを構成する金属板の厚さｔ′を、従来構造よりも小さくし、その分、第１保持器素子３５ａを構成する金属板の厚さＴ′を大きくしている。本例の場合には、第２保持器素子３６ａを構成する金属板の厚さｔ′に比べて、第１保持器素子３５ａを構成する金属板の厚さＴ′を、２〜３倍（Ｔ′＝（２〜３）ｔ′）程度としている。
【００５７】
本例の場合には、第２保持器素子３６ａを構成する金属板の厚さｔ′を必要最低限にまで薄くすることにより、保持器５３ａの軸方向寸法および径方向寸法を、従来構造と同程度に抑えたまま、係止部６７と第１外径側円筒部６０ａの先端縁との係り代（径方向の重なり量）を確保している。その他の部分の構造および作用は、第２実施形態の第１例の場合と同様である。
【００５８】
［第２実施形態の第３例］
図９は、本発明の第２実施形態の第３例を示している。本例の場合には、スラストころ軸受５３については、第２実施形態の第１例のものと同じものを使用している。本例では、図９（Ｂ）に示すように、スラストレース５４ｃのフランジ６６ｃ先端縁の円周方向複数箇所で、円周方向に関する位相が係止部６７から外れた位置に、径方向外方に突出する複数の逆組み防止用突部７３を設けている。この構造により、スラストころ軸受５３が、ケーシング６８の保持部６９に対して、図９（Ａ）に示した正規状態とは逆方向に、すなわち不正規状態で、組み付けられて、ケーシング６８と相手部材７４との隙間を塞ぎ、スラスト軸受５３の内部での潤滑不良などの不都合が発生することが防止される。
【００５９】
本例では、第１外径側円筒部６０の厚さＴ（図７参照）を大きくして、係止部６７の突出量ｈ（図７参照）を大きくしている。この構成により、たとえば、スラストレース５４ｃの厚さところ５２の直径との合計であるレース付きスラストころ軸受５１全体としての軸方向厚さが、実用可能な下限側である２．５〜６ｍｍ程度であっても、第１外径側円筒部６０の厚さが小さくなりすぎて、係止部６７と第１外径側円筒部６０の係り代が小さくなりすぎることが防止される。また、係止部６７の突出量を大きくしても、係止部６７の先端部と第２保持器素子５６の外周縁部とが干渉することが防止され、これらの干渉に起因する著しい振動や干渉した部分における回転抵抗の増大や摩耗の発生が防止される。その他の部分の構造および作用は、第２実施形態の第１例の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のスラストころ軸受は、自動車用トランスミッションの回転支持部に限らず、たとえばカーエアコン用のコンプレッサの回転支持部など、スラスト荷重を支承しつつ高速回転する各種回転支持部に適用される。また、本発明のスラストころ軸受は、トルクコンバータなど、回転部分を構成する２つの部材の相対偏位量が大きい用途にも好適に適用される。いずれの態様を採用するかは、回転部分の高速回転に起因する問題に対応するか、相対偏位量の大きいことに起因する問題に対応するかに応じて、適切に選択される。
【符号の説明】
【００６１】
１、１ａ、１ｂ  スラストころ軸受
２、２ａ  ころ
３、３ａ、３ｂ  保持器
４ａ、４ｂ  スラストレース
５、５ａ、５ｂ  第１保持器素子
６、６ａ、６ｂ  第２保持器素子
７、７ａ  ポケット
８、８ａ、８ｂ  第１円輪部
９、９ａ、９ｂ  第１内径側円筒部
１０、１０ａ、１０ｂ  第１外径側円筒部
１１、１１ａ、１１ｂ  第１透孔
１２、１２ａ、１２ｂ  第２円輪部
１３、１３ａ、１３ｂ  第２内径側円筒部
１４、１４ａ、１４ｂ  第２外径側円筒部
１５、１５ａ、１５ｂ  第２透孔
１６ａ、１６ｂ  フランジ部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  係止部
１８    ケーシング
１９    保持部
１９ａ  奥面
２０    相手部材
２０ａ  端面
２１、２１ａ  外径側端面
２２ａ、２２ｂ  外径側周縁部
２３    内径側端面
２４    当接部
２５    レース部
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  スラストころ軸受
３２、３２ａ、３２ｂ  ころ
３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ  保持器
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  第１保持器素子
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ  第２保持器素子
３７、３７ａ、３７ｂ  ポケット
３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ  第１円輪部
３９、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ  第１内径側円筒部
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  第１外径側円筒部
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ  第１透孔
４２，４２ａ、４２ｂ、４２ｃ  第２円輪部
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ  第２内径側円筒部
４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ  第２外径側円筒部
４５、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ  第２透孔
４６    外径側端面
４７ａ、４７ｂ    外径側周縁部
４８    内径側端面
５１、５１ａ  スラストころ軸受
５２、５２ａ  ころ
５３、５３ａ  保持器
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ  スラストレース
５５、５５ａ  第１保持器素子
５６、５６ａ  第２保持器素子
５７  ポケット
５８、５８ａ  第１円輪部
５９、５９ａ  第１内径側円筒部
６０、６０ａ  第１外径側円筒部
６１、６１ａ  第１透孔
６２、６２ａ  第２円輪部
６３、６３ａ  第２内径側円筒部
６４、６４ａ  第２外径側円筒部
６５、６５ａ  第２透孔
６６ａ、６６ｂ、６６ｃ  フランジ部
６７、６７ａ  係止部
６８    ケーシング
６９    保持部
７０    外径側端面
７１    内径側端面
７２    レース部
７３    逆組み防止用突部
７４    相手部材
【図１】
2012105662.tif 000003
【図２】
2012105662.tif 000004
【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】
2012105662.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2012105662.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月29日(2013.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のトランスミッションなどの回転部分に加わるスラスト荷重を支承するため、この回転部分に組み付けた状態で利用するスラストころ軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションなどの回転部分には、特開平８−１０９９２５号公報などに記載されているスラストころ軸受（スラストニードル軸受を含む）が装着され、このスラストころ軸受により、この回転部分に加わるスラスト荷重が支承される。このようなスラストころ軸受は、相対回転する１対の部材の軸方向側面をそのままスラスト軌道面として利用する場合もある。ただし、この回転部分を構成する部材の一方または両方が、必要とする硬度を確保することが難しい材料である場合、あるいは、必要とする平滑面に加工することが困難であったり面倒であったりする場合には、スラストころ軸受に１枚または２枚のレースを組み合わせた、レース付きスラストころ軸受が使用される。
【０００３】
図１０および図１１は、このようなレース付きスラストころ軸受の１例を示している。このスラストころ軸受１は、放射方向に配列された複数のころ２（ニードルを含む）と、これらのころ２を保持する保持器３と、これらのころ２を両側から挟持する１対のスラストレース４ａ、４ｂとにより構成される。保持器３は、それぞれが断面Ｕ字形で全体を円輪状に造られた第１保持器素子５および第２保持器素子６を中空円環状に組み合わせて構成され、図１１に示すように、ころ２と同数のポケット７が、放射状に配列されている。
【０００４】
第１保持器素子５は、鋼板などの金属板にプレス加工などの塑性加工を施すことにより、径方向に伸長する第１円輪部８の内周縁と外周縁のそれぞれに、軸方向に伸長する第１内径側円筒部９と第１外径側円筒部１０とが互いに同心に連続するように、形成されている。第１円輪部８の円周方向複数個所に、ポケット７を構成するための、それぞれが放射方向に長い矩形の第１透孔１１が設けられている。第２保持器素子６も、鋼板などの金属板にプレス加工などの塑性加工を施すことにより、径方向に伸長する第２円輪部１２の内周縁と両周縁のそれぞれに、軸方向に伸長する第２内径側円筒部１３と第２外径側円筒部１４とが互いに同心に連続するように、形成されている。第２円輪部１２の円周方向複数個所にも、ポケット７を構成するための、それぞれが放射方向に長い矩形の第２透孔１５が設けられている。第１保持器素子５と第２保持器素子６は、第１透孔１１と第２透孔１５とを軸方向に関して互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部１０の内径側に第２外径側円筒部１４を内嵌するとともに、第１内径側円筒部９の外径側に第２内径側円筒部１３を外嵌した状態で組み合わされる。そして、第１内径側円筒部９の先端縁を径方向外方に折り曲げることによって、相互に分離することが阻止されている。
【０００５】
スラストレース４ａ、４ｂは、それぞれが十分な硬度を有する金属板により円輪状に形成されている。一般的に内輪と呼ばれる一方（図１０の左方）のスラストレース４ａの内周縁、および、一般的に外輪と呼ばれる他方（図１０の右方）のスラストレース４ｂの外周縁には、それぞれ短円筒状のフランジ部１６ａ、１６ｂが形成されている。径方向内側に配置されるフランジ部１６ａの先端部複数個所は径方向外方に、径方向外側に配置されるフランジ部１６ｂの先端部複数個所は径方向内方に、それぞれ折り曲げられ、係止部１７ａ、１７ｂを構成している。これらの係止部１７ａ、１７ｂと保持器３の内周縁あるいは外周縁とを互いに係合させて、スラストころ軸受１の構成部品同士を互いに分離しないように結合している。
【０００６】
このように構成されるスラストころ軸受１は、図１０に示すように、スラストレース４ｂの外周縁に形成したフランジ部１６ｂを、回転部分を構成する一方の部材である、ケーシング１８に形成した円形凹状の保持部１９に内嵌して、この回転部分に装着する。この状態でスラストレース４ｂの右面は、保持部１９の奥面１９ａに当接し、他方のスラストレース４ａの左面は、回転部分を構成する他方の部材である、回転軸などの相手部材２０の端面２０ａに当接する。この結果、この相手部材２０がケーシング１８に対し回転自在に支持されるとともに、これらの部材１８、２０同士の間に作用するスラスト荷重が支承される。なお、ケーシング１８の保持部１９の奥面１９ａまたは相手部材２０の端面２０ａを軌道面として、スラストレース４ａ、４ｂのうちの一方または双方が省略される場合もある。
【０００７】
このようなスラストころ軸受１の使用時に、ころ２には、遠心力に基づいて保持器３の径方向外方に向いた力が加わる。この力により、ころ２の軸方向両端面のうち、保持器３の径方向外側となる外径側端面２１が、ポケット７を構成する第１透孔１１および第２透孔１５の周縁部のうち、保持器３の径方向外側となる外径側周縁部２２ａ、２２ｂに押し付けられる。ただし、外径側端面２１はこれらの外径側周縁部２２ａ、２２ｂに均等に押し付けられる訳ではない。実際には、外径側端面２１は、製造誤差や保持器３の軸方向（図１０の左右方向）の変位に基づき、これらの外径側周縁部２２ａ、２２ｂのうちの一方に押し付けられた状態で、互いに摺接する。
【０００８】
この摺接部の面圧Ｐは、スラストころ軸受１の使用回転速度が速くなり、遠心力が大きくなるほど高くなる。また、この摺接部は、ころ２の中心軸線上から離れた位置に存在するので、この摺接部における、外径側周縁部２２ａ、２２ｂの一方と外径側端面２１との滑り速度Ｖは、ある程度早くなる。このように、この摺接部において、面圧Ｐと滑り速度Ｖとの積であり、摩耗に対する影響を示すパラメータとして広く知られているＰＶ値が大きくなる。この結果、外径側周縁部２２ａ、２２ｂの一方に、摩耗に基づく凹みが形成されてしまう場合がある。このような凹みが大きくなると、ポケット７内に保持されたころ２が、これらの凹みが形成された第１円輪部８または第２円輪部１２の裏側に潜り込み、ころ２の転動が円滑に行なわれなくなる。同時に、第１保持器素子５の右側面がスラストレース４ｂの側面に押し付けられ、あるいは、第２保持器素子６の左側面がスラストレース４ａの側面に押し付けられ、保持器３がスラストレース４ａ、４ｂのいずれかに対して相対回転することへの抵抗が大きくなる。この結果、スラストころ軸受１を組み込んだトランスミッションなどの機械装置の効率が悪化するだけでなく、著しい場合には焼き付きなどの損傷により、この機械装置が正常に作動しなくなる可能性がある。
【０００９】
このような不都合を生じる摩耗は、最近の自動車の性能向上により、トランスミッションの回転部分の回転速度が速くなることに伴い、従来に比べて発生しやすくなっている。また、このような摩耗は、ポケット７内でのころ２の変位量が多いほど、発生しやすい。保持器３のポケット７に保持されたころ２は、このポケット７内でこの保持器３の軸方向（図１０の左右方向）に変位する変位量は、ころ２の転動面とポケット７の内周縁との間の隙間が大きいほど多くなる。ころ２が大きな変位量で変位することを許容するポケット７では、ころ２が変位しやすく、ころ２の回転中心と保持器３の径方向とが不一致になる、いわゆるスキューが発生しやすくなる。スキューが発生すると、ころ２の自転に伴って、ころ２が移動する方向に応じて、保持器３の径方向の成分が生じる。この径方向の成分が、保持器３の径方向外方に向くと、遠心力に基づく力と足し合わされて、外径側端面２１と外径側周縁部２２ａ、２２ｂのいずれかとの摺接部の面圧Ｐが高くなり、摩耗が発生しやすくなるものと考えられる。
【００１０】
特開２００３−１７２３４６号公報には、保持器の外径側端部で、１対の保持器素子を構成する金属板同士を、保持器の軸方向中央部で重ね合わせた、スラストころ軸受の構造が記載されている。この構造によれば、上述したような摩耗によるころの潜り込みを防止できるものと考えられる。ただし、この構造では、保持器の外周面の面積が狭く、この外周面と対向する相手面がこの外周面との摩擦で摩耗する可能性があることなどから、この構造を適用できる部位は限られてしまう。また、金属板同士の重ね合わせ部をスポット溶接する必要があったり、その構造が従来の構造と大きく異なるため、従来の設備を利用できなかったりするため、製造コストも嵩むものと考えられる。
【００１１】
また、特開２００２−２０６５２５号には、１枚の金属板を断面波形に形成して構成される保持器を備えた、スラストころ軸受の構造が記載されている。この構造によれば、ポケットの形成位置を適切に工夫することで、上述したような摩耗によるころの潜り込みを防止できるものと考えられる。ただし、この構造も、従来の構造とは大きく異なっているため、従来の設備を利用しつつ、上述したような摩耗を防止する効果をもたらすことはできない。
【００１２】
これに対して、特開２００５−１６４０２３号公報には、動トルクの低減と保持器の異常磨耗防止とを目的とした、図１２に示すような構造のスラストころ軸受１ａが記載されている。この改良型のスラストころ軸受１ａを構成する保持器３ａも、第１保持器素子５ａと第２保持器素子６ａを中空円環状に組み合わせて構成され、ころ２ａと同数のポケット７ａが、保持器３ａの中心に関して放射状に配列されている。また、この保持器３ａの径方向に関して、ころ２ａのそれぞれの外径側端面２１ａと内径側端面２３のそれぞれは、ころ２ａの中心軸上にその曲率中心を有する部分球状凸面として、これらの中央部が最も軸方向に突出するように構成されている。
【００１３】
この改良型のスラストころ軸受１ａを構成する保持器３ａでは、ポケット７ａを構成するために、第１保持器素子５ａの第１円輪部８ａに第１透孔１１ａが、第２保持器素子６ａの第２円輪部１２ａに第２透孔１５ａが、それぞれ形成されている。特に、第２透孔１５ａは、第２円輪部１２ａの外周縁まで開口している。そして、ポケット７ａのそれぞれに保持したころ２ａが保持器３ａの径方向に関して最も外側に変位した状態で、外径側端面２１ａの中心部と第２保持器素子６ａの第２外径側円筒部１４ａの内周面とが、図１２（Ｂ）に小さな破線丸印で示した当接部２４部分で当接する。当接部２４に対応する中心部の滑り速度Ｖは低いため、当接部２４部分でのＰＶ値は低く抑えられ、外径側端面２１ａの中心部と第２外径側円筒部１４ａの内周面との当接部の摩擦抵抗および摩耗は軽微に抑えられる。この改良型のスラストころ軸受１ａは、回転抵抗（動トルク）の低減と耐久性の向上の面からは有利であるが、この構造とスラストレースとを組み合わせてレース付きスラストころ軸受を構成した場合に、保持器３ａとスラストレース４ｂとの分離防止、保持器３ａとスラストレース４ｂとの円滑な相対回転の確保などを考慮した場合、改良の余地がある。
【００１４】
図１３は、図１０に記載されたスラストレース４ｂに、図１２に記載されたものと同様の改良型のスラストころ軸受１ｂを、単に組み合わせた構造を示している。この構造では、スラストころ軸受１ｂを構成する第１保持器素子５ｂの第１円輪部８ｂと、スラストレース４ｂのレース部２５とを対向させている。また、このスラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離を防止するために、スラストレース４ｂのフランジ部１６ｂに形成した複数の係止部１７ｂを、第１保持器素子５ｂの第１外径側円筒部１０ｂの先端縁よりもレース部２５と軸方向反対側に存在させている。さらに、フランジ部１６ｂの内周面からの係止部１７ｂのそれぞれの突出量Ｌを、第１外径側円筒部１０ｂの厚さＴ1未満（Ｌ＜Ｔ1）としている。
【００１５】
この構造の場合、第１外径側円筒部１０ｂの厚さＴ1が十分に大きければ、係止部１７ｂの突出量Ｌを確保し、これらの係止部１７ｂと保持器３ｂの第１外径側円筒部１０ｂの先端部との係り代（径方向の重なり量）を十分に確保して、スラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離防止を確実に図ることができる。ただし、このスラストころ軸受４ｂでは、保持器３ｂを構成する１対の保持器素子５ａ、６ｂを構成する金属板の厚さが互いに同じであるため、レース付きスラストころ軸受のサイズ、特に軸方向に関する厚さ寸法によっては、保持器３ｂの強度および剛性を確保しつつ、第１外径側円筒部１０ｂの厚さを確保することが難しくなる。
【００１６】
たとえば、スラストレース４ｂの厚さところ２ａの直径との合計である、レース付きスラストころ軸受全体としての軸方向厚さが２．５〜６ｍｍ程度である場合には、このような問題が顕著になる。すなわち、この軸方向厚さが６ｍｍ以下の場合には、保持器の強度および剛性の確保を考慮した場合、第１外径側円筒部１０ｂの厚さが相当に小さくなり、係止部１７ｂと第１外径側円筒部１０ｂの先端部との係り代が小さくなり過ぎて、スラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離防止が不確実になる。なお、軸方向厚さが２．５ｍｍ未満の場合には、各部の厚さ寸法が小さくなり過ぎて、実用可能なレース付きスラストころ軸受として成立しない。
【００１７】
図１４に示すように、第１外径側円筒部１０ｂの厚さに関係なく、係止部１７ｃの突出量を大きくすれば、スラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離防止を確実に図ることができるが、その代わりに、係止部１７ｃのそれぞれの先端部と第２保持器素子６ｂの外周縁部とが干渉してしまう。第２保持器素子６ｂの外周縁部は、円周方向に関して等間隔に存在する第２透孔１５ｂの端部に基づき、歯車状（凹凸形状）となっている。このため、この部分の干渉によって、著しい振動が発生するだけでなく、回転抵抗並びに磨耗が著しくなる。
【００１８】
保持器との分離防止用の係止部を、スラストレースのフランジ部の先端部を全周にわたって折り曲げることにより形成すれば、この係止部の端縁を周方向にわたって滑らかにできる。ただし、レース付きスラスト軸受は、組み付け方向を間違えると、潤滑不良により耐久性が損なわれるなどの不都合があるため、この不都合が発生する逆組み付けを防止するために、スラストレースのフランジ部の先端縁には、径方向外方に突出する複数の逆組み防止用突部を設ける必要があるが、この構造では、このような逆組み防止用突部を形成することができない。これに対して、逆組み防止用の構造として、スラストレース４ａ（図１０参照）の外径を、スラストレース４ｂの外径およびケーシング１８の保持部１９の内径よりも大きくした構造とすることが考えられる。しかしながら、この構造では、スラストレース４ａの外径が大きくなることに起因して、このスラストレース４ａの重量が嵩んだり、組み付け部の構造が限られたり、潤滑油の流路面積が狭くなるなどの不利益がある。
【００１９】
さらに、スラストころ軸受１と、１対のスラストレース４ａ、４ｂを組み合わせたレース付きスラストころ軸受は、回転部分を構成し、このレース付きスラスト軸受を支持する２つの部材間の相対偏心量が大きくなるような用途に適用される場合がある。この場合に、この相対偏心量が、軸受内部の隙間、すなわち、第１保持器素子５の第１外径側円筒部１０の外周面とスラストレース４ｂのフランジ部１６ｂの内周面との間の隙間、あるいは、第１保持器素子５の第１内径側円筒部９の内周面とスラストレース４ａのフランジ部１６ａの外周面との間の隙間を上回ると、スラストレース４ａ、４ｂのいずれかと第１保持器素子５の間に干渉が発生し、この干渉に起因して、第１保持器素子５に摩耗が発生するという問題が生ずる。第２保持器素子５の第１内径側円筒部９の先端縁はかしめられて、第２保持器素子６の第２内径側円筒部１３に固定されているのに対して、第１保持器素子５の第１外径側円筒部１０の先端縁はかしめられておらず、第２保持器素子６の第２外径側円筒部１４との間に若干の隙間が生ずる可能性がある。この場合、第１外径側円筒部１０とスラストレース４ｂとの接触により、第１外径側円筒部１０にたわみが発生し、第１円輪部と第１外径側円筒部１０の連続部の内側のＲ部が応力集中部となって、第１保持器素子５に割れが発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平８−１０９９２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２３４６号公報
【特許文献３】特開２００２−２０６５２５号公報
【特許文献４】特開２００５−１６４０２３号公報
【特許文献５】特開平１１−２４７８６８号公報
【特許文献６】実開平１−６７３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上述のような事情に鑑みて、スラストころ軸受を製造するための既存の設備を利用しつつ、回転部分が高速回転する用途に用いられた場合でも、スラストころ軸受を構成する保持器に設けられたポケットの内周縁の摩耗防止を効果的に図ることができるスラストころ軸受を提供することを目的とする。あるいは、回転部分を構成する部材間の相対変位量が大きい用途に用いられて場合でも、保持器を構成する第１保持器素子の第１外径側円筒部の摩耗や第１外径側円筒部と第１円輪部と連続部に割れが発生することを効果的に防止できるスラストころ軸受を提供することを目的とする。
【００２２】
また、本発明は、軸方向の厚さが小さく、保持器を構成する金属板の厚さ寸法を大きくしにくい薄型のスラストレースとスラストころ軸受を組み合わせた、レース付きスラストころ軸受において、スラストレースと保持器の分離防止効果を十分に得られ、かつ、スラストレースと保持器との間で有害な干渉が生じない構造のレース付きスラストころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明のスラストころ軸受は、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備える。
【００２４】
特に、本発明のスラストころ軸受は、前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面を、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面とするとともに、第１保持器素子を構成する金属板の厚さを、第２保持器素子を構成する金属板の厚さよりも小さくしている。
【００２５】
なお、通常は、これらの保持器素子を構成する金属板の厚さを調整するが、可能な場合には、第１円輪部と第２円輪部の厚さは同じとし、第１保持器素子の第１内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さを、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さよりも小さくするという構成により、同様の効果を得ることもできる。
【００２６】
第２保持器素子の第２透孔が第２円輪部の外周縁まで形成されていて、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するように構成されていることが好ましい。あるいは、第２保持器素子の第２外径側円筒部のうちの円周方向の一部で、前記ポケットの外径側端部に位置する部分が除去されており、前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうちの外径側の端面は、第１外径側円筒部の内周面と対向し、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第１外径側円筒部の内周面と当接するように構成されていることが好ましい。
【００２７】
本発明の第１態様のスラストころ軸受では、第１保持器素子を構成する金属板の厚さが、第２保持器素子を構成する金属板の厚さの５／６〜１／２の範囲にあることが好ましく、２／３以下であることがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、従来のように、保持器素子を同じ厚さの金属板により構成するのではなく、第１保持器素子と第２保持器素子とを少なくとも円筒部において、第１保持器素子の厚さが第２保持器素子の厚さより小さくなるように、その厚さを異ならせて、スラストころ軸受が、回転部分が高速回転する用途や回転部分を構成する部材間の相対的変位量が大きい用途に適用される場合であって、特に、第２透孔を、第２円輪部の外周縁まで開口させたり、第２保持器素子の外周縁部に形成した第２外径側円筒部のうちの円周方向の一部で、ポケットの外径側端部に位置する部分を除去させたりした場合でも、保持器を構成するこれらの保持器素子に摩耗や割れが発生することが効果的に防止される。すなわち、保持器に必要とされる強度および剛性は、円筒部の厚さを厚くした第２保持器素子により確保され、第１保持器素子の金属板の厚さ寸法を小さく抑えることができる。これにより、保持器全体としての軸方向寸法および径方向寸法を大きくすることなく、保持器素子の摩耗や割れに対する耐性を強化することができる。
【００２９】
いずれの場合にも、ころの両端面のうち少なくとも外径側端面を部分球面状の凸面とし、第２保持器素子の第２透孔を第２円輪部の外周縁まで伸長させることにより、これらの部材が擦れ合うことを防止するとともに、ころが保持器の径方向外方に変位した状態でも、それぞれのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するようにして、これらが擦れ合った場合でも、その摺接部のＰＶ値を低く抑えている。
【００３０】
回転部分が高速回転する用途では、第２保持器素子を構成する金属板の厚さがより厚くなるように設定することにより、第２保持器素子に摩耗に対する耐性を付与しているため、第２保持器素子ところの外径側端面とが擦れ合った場合でも、第２保持器素子が摩耗してしまうことが効果的に抑制される。
【００３１】
また、本発明のレース付きスラストころ軸受では、スラストレースのフランジ部の先端部に設けた複数の係止部と、第１保持器素子の第１外径側円筒部の先端縁との係合により、保持器とスラストレースとの分離防止を図っている。特に、本発明では、第１保持器素子の金属板の厚さを、第２保持器素子の金属板の厚さよりも大きくしている。これにより、保持器全体としての軸方向寸法および径方向寸法を大きくすることなく、係止部と係合する第１保持器素子の第１外径側円筒部の径方向厚さを確保できる。また、この構成は、回転部分の部材間の相対的偏心量が大きくなる用途に好適に適用される。すなわち、スラストレースのフランジ部と第１外径側円筒部や第１内径側円筒部との積極的な干渉が生じても、これらの円筒部の摩耗に対する耐性が向上しているため、これらの円筒部が摩耗してしまうことが効果的に抑制される。また、かじめていない側の円筒部がスラストレースと接触することに起因して、この円筒部にたわみが発生したとしても、たわみ量が減少し、この円筒部と円輪部との連続部への応力集中が軽減され、これらの円筒部の割れが効果的に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の実施形態の第１例を示す部分断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態の第２例を示す部分断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態の第３例を示す部分断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態の第３例の保持器を示す部分斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態の第４例を示す部分断面図である。
【図７】図７は、本発明の参考例の第１例を示す部分断面図である。
【図８】図８は、本発明の参考例の第２例を示す部分断面図である。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の参考例の第３例を示す部分断面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の右側のスラストレースを図９（Ａ）の左側から見た状態で示す正投影図である。
【図１０】図１０は、従来構造の第１例を示す部分断面図である。
【図１１】図１１は、従来構造の第１例の保持器を取り出して軸方向から見た部分側面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、従来構造の第２例を示す部分断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のａ−ａ断面図である。
【図１３】図１３は、従来構造の第２例のスラストころ軸受と従来のスラストレースを単に組み合わせた構造の部分断面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示した構造の場合に生じる問題を説明するための部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
［実施形態の第１例］
図１および図２は、本発明の実施形態の第１例を示している。本例のスラストころ軸受３１の保持器３３は、それぞれが断面Ｕ字形で全体を円輪状に造られた第１保持器素子３５および第２保持器素子３６を中空円環状に組み合わせて構成されており、ころ３２と同数のポケット３７が、保持器３３の中心に関して放射状に配列されている。また、保持器３３の径方向に関して、ころ３２の外径側端面４６および内径側端面４８は、それぞれ、これらのころ３２の中心軸α上にその曲率中心を有する球状凸面としている。したがって、外径側端面４６および内径側両端面４８はいずれも、それぞれの中央部が最も軸方向に突出している。        
【００３４】
第１保持器素子３５および第２保持器素子３６はいずれも、鋼板、ステンレス鋼板などの金属板にプレス加工などの塑性加工を施すことにより形成される。第１保持器素子３５は、第１円輪部３８と、第１円輪部３８の内周縁から軸方向片側に折れ曲がって設けられた第１内径側円筒部３９と、第１円輪部３８の外周縁から軸方向片側に折れ曲がって、第１内径側円筒部３９と同心に設けられた第１外径側円筒部４０とを備える。第１円輪部３８の円周方向複数個所には、ポケット３７を構成する、それぞれが放射方向に長い矩形の第１透孔４１が等間隔で設けられている。第２保持器素子３６も、第２円輪部４２と、第２円輪部４２の内周縁から軸方向片側に折れ曲がって設けられた第２内径側円筒部４３と、第２円輪部４２の外周縁から軸方向片側に折れ曲がって、第２内径側円筒部４３と同心に設けられた第２外径側円筒部４４とを備える。第２円輪部４２の円周方向複数個所にも、ポケット３７を構成する、それぞれが放射方向に長い矩形の第２透孔４５が等間隔で設けられている。
【００３５】
本例では、第１保持器素子３５を構成する金属板の厚さＴは、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さｔよりも小さくなっている（Ｔ＜ｔ）。具体的には、第１保持器素子３５の金属板の厚さＴを、第２保持器素子３６の金属板の厚さｔの５／６〜１／２となる範囲に設定している（Ｔ＝（５／６〜１／２）ｔ、あるいは、ｔ＝（１．２〜２）Ｔ）。一例としては、第１保持器素子３５を構成する金属板の厚さＴを０．４ｍｍ、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さｔを０．５ｍｍとすることが挙げられる。ただし、第１保持器素子３５に必要とされる強度および剛性を確保できる限り、上記の範囲で、第２保持器素子３６の厚さ寸法を大きくすることが好ましく、さらには、第１保持器素子３５の金属板の厚さＴが第２保持器素子３６の金属板の厚さｔの１／２以下となるように設定することも可能である。また、必要に応じて、第１保持器素子３５および第２保持器素子３６を構成する金属板全体をこのような関係とするのではなく、第１円輪部３８と第２円輪部４２の厚さ寸法は同じとして、第１内径側円筒部３９と第２内径側円筒部４３との厚さ寸法の関係、および、第１外径側円筒部４０と第２外径側円筒部４４との厚さ寸法の関係についてのみ、上記の範囲で異ならせてもよい。さらには、第１円輪部３８と第２円輪部４２の厚さ寸法および第１内径側円筒部３９と第２内径側円筒部４３の厚さ寸法はいずれも同じとして、第１外径側円筒部４０と第２外径側円筒部４４との厚さ寸法の関係のみを、上記の範囲で異ならせることもできる。
【００３６】
第１保持器素子３５と第２保持器素子３６は、第１透孔４１と第２透孔４５を軸方向に関して互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部４０の内径側に第２外径側円筒部４４を内嵌するとともに、第１内径側円筒部３９の外径側に第２内径側円筒部４３を外嵌した状態で、組み合わされて、保持器３３を構成する。なお、これらの円筒部の嵌合状態を締まり嵌めとするか、あるいは、第１外径側円筒部４０の先端縁を径方向内方に折り曲げることなどにより、互いの分離が防止されている。
【００３７】
本例の場合、第１透孔４１、第２透孔４５を、従来構造に比べて、第１円輪部３８および第２円輪部４２の径方向外寄り部分にそれぞれ形成している。このため、本例の場合、第２透孔４５は、第２円輪部４２の外周縁まで開口している。そして、それぞれのポケット３７に保持されたころ３２が保持器３３の径方向に関して最も外側に変位した状態で、ころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とが当接するようにしている。また、第１円輪部３８と第２円輪部４２の間隔Ｄ、保持器３３の円周方向に関する第１透孔４１の幅Ｗ41、保持器３３の円周方向に関する第２透孔４５の幅Ｗ45を適切に規制することにより、それぞれのポケット３７内でのころ３２の転動（自転）を自在としつつ、これらのポケット３７内でのころ３２の、保持器３３の軸方向（図１および図２の左右方向）に関する変位量Ｌを、すべてのポケット３７における、すべてのころ３２に関して、０．７ｍｍ以下に抑えている。なお、この変位量Ｌは、図２において、破線で示されるように、ころ３２が基準面である第１円輪部３８の右面から最大に出っ張った場合の変位量と、ころ３２が基準面から最小に出っ張った場合の変位量との差として表されるか、もしくは、ころ３２が基準面から最大に出っ張った場合の変位量と、ころ３２が基準面から最大に引っ込んだ場合の変位量との和として表される。
【００３８】
なお、本例では、保持器３３の軸方向の位置をポケット３７の縁部ところ３２の転動面とで規制する、いわゆるころ持たせの構造とすることが好ましい。ころ持たせの構造を採用すれば、ころ３２のスキューをより有効に防止することができる。なお、ころ持たせの構造を採用した場合、これらのころ３２の一部が、常に保持器３３の軸方向両端面から突出した状態となる。そして、保持器３３の軸方向に関する変位量Ｌは、上述のように、ころ３２が基準面から最大に出っ張った場合の変位量と、ころ３２が基準面から最小に出っ張った場合の変位量との差として表される。
【００３９】
本例のスラストころ軸受３１では、ころ３２の外径側端面４６と、ポケット３７を構成する第１透孔４１および第２透孔４５の周縁部のうち、保持器３３の径方向外側となる外径側周縁部４７ａ、４７ｂとが擦れ合うことが防止される。また、これらが擦れ合った場合でも、摺接部のＰＶ値を低く抑えることができる。すなわち、ころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とが、図２に小さな破線丸印で示した当接部２４で当接することにより、ころ３２の外径側端面４６の中心から外れた部分と第１透孔４１および第２透孔４５の周縁部とが擦れ合うことが防止される。当接部２４に対応する中心部の滑り速度Ｖは低いため、ＰＶ値は低く抑えられ、外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面との当接部の摩耗は軽微に抑えられる。さらに、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さｔを厚く設定しているため、第２保持器素子３６の第２外径側円筒部４４の内周面には、磨耗に対する耐性が付与されている。
【００４０】
さらに、本例では、ころ３２の変位量Ｌを０．７ｍｍ以下に抑えているため、ポケット３７内でのころ３２の変位が制限される。このため、これらのころ３２が大きくスキューすることも防止される。したがって、仮に外径側端面４６と外径側周縁部４７ａ、４７ｂとが近接していて、ころ３２がスキューすることに基づき、外径側端面４６と外径側周縁部４７ａ、４７ｂとが擦れ合ったとしても、これらの摺接部の面圧Ｐが高くなることが抑えられる。このように、この摺接部のＰＶ値の上昇を抑えることで、第１透孔４１および第２透孔４５の外径側周縁部４７ａ、４７ｂに、ころ３２の潜り込みに結び付く程の摩耗が発生することが防止される。
【００４１】
さらに、本例では、従来構造の保持器を製造するための既存の設備を利用することができる。したがって、実施に伴う製造コストの増大を抑えることもできる。なお、ころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とを当接部２４で当接させるように構成すれば、必ずしも変位量Ｌを０．７ｍｍ以下に抑える必要はない。逆に、変位量Ｌを０．７ｍｍ以下に抑えた場合には、必ずしもころ３７の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とを当接部２４で当接させる必要はない。さらには、本例における、第１保持器素子３５と第２保持器素子３６との厚さ寸法の関係を、図１０の従来構造に適用した場合でも、第２保持器素子３６の第２外径側円筒部４４の耐性の向上という効果を得ることは可能である。
【００４２】
［実施形態の第２例］
図３は、本発明の第1実施形態の第２例を示している。本例の場合には、保持器３３ａを構成する第１保持器素子３５ａと第２保持器素子３６ａとを非分離に結合するために、第１内径側円筒部３９ａの先端縁を径方向外方に折り曲げている。その他の部分の構成および作用は、第１実施形態の第１例と同様である。
【００４３】
［実施形態の第３例］
図４および図５は、本発明の第１実施形態の第３例を示している。本例の場合には、第２保持器素子３６ｂの外周縁部に形成した第２外径側円筒部４４ｂのうちの円周方向の一部で、ポケット３７ａの外径側端部に位置する部分を除去している。したがって、第２外径側円筒部４４ｂは、除肉部と肉部とが交互に繰り返される、欠円筒状に形成されている。このうちの除肉部が、ポケット３７ａのそれぞれの外径側端部に位置する。
【００４４】
この構成により、ポケット３７ａ内に保持したころ３２ａの軸方向端面（保持器３３ｂの径方向に関して外径側端部）を、第１外径側円筒部４０ｂの内周面に対向させている。ころ３２ａがポケット３７ａ内で、保持器３３ｂの径方向に関して外径側端部にまで変位すると、ころ３２ａの端面と第１外径側円筒部４０ｂの内周面とが当接する。本例の場合、保持器３３ｂの径方向に関する、ポケット３７ａの長さ寸法、ひいてはこれらのポケット３７ａ内に保持されるころ３２ａの軸方向寸法を、第２外径側円筒部４４ｂの板厚に相当する、図４の鎖線αと実線βとの差△Ｌ分だけ長くして、スラストころ軸受の負荷容量の増大を図っている。なお、第１保持器素子３５ｂの形状についても、ころ３２ａとの干渉を防止するため、一部を除去するなど、適宜の改良を加えることが好ましい。その他の部分の構成および作用は、第１実施形態の第１例と同様である。
【００４５】
［実施形態の第４例］
図６は、本発明の第１実施形態の第４例を示している。本例の場合には、第２保持器素子３６ｃの内周縁部に形成した第２内径側円筒部４３ｃのうちの円周方向の一部で、ポケット３７ｂの内径側端部に位置する部分を除去している。したがって、第２内径側円筒部４３ｃは、除肉部と肉部とが交互に繰り返される、欠円筒状に形成されている。このうちの除肉部が、ポケット３７ｂの内径側端部に位置する。
【００４６】
この構成により、ポケット３７ｂ内に保持したころ３２ｂの軸方向端面（保持器３３ｃの径方向に関して内径側端部）を、第１内径側円筒部３９ｃの外周面に対向させている。ころ３２ｂがポケット３７ｂ内で、保持器３３ｃの径方向に関して内径側端部にまで変位すると、ころ３２ｂの端面と第１内径側円筒部３９ｃの外周面とが当接する。本例の場合、保持器３３ｃの径方向に関する、ポケット３７ｂの長さ寸法、ひいてはこれらのポケット３７ｂ内に保持されるころ３２ｂの軸方向寸法を、第２内径側円筒部４３ｃの板厚に相当する、図６の鎖線α´と実線β´との差△Ｌ´分だけ長くして、スラストころ軸受の負荷容量の増大を図っている。なお、第１保持器素子３５ｃの形状についても、ころ３２ｂとの干渉を防止するため、一部を除去するなど、適宜の改良を加えることが好ましい。その他の部分の構成および作用は、第１実施形態の第３例と同様である。
【００４７】
［参考例の第１例］
図７は、本発明に関する参考例の第１例を示している。なお、本例も、第１保持器素子５５および第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さを異ならせることにより、一方の保持器素子の摩耗や応力集中に対する耐力を向上させるほか、さらに、保持器５３とスラストレース５４ｂとの分離防止機能を確保するとともに、保持器５３とスラストレース５４ｂとの間で有害な干渉が生じない構造を実現する点にある。
【００４８】
第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴよりも小さくしている（ｔ＜Ｔ）。本例の場合には、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、従来構造と同程度とし、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴを、厚さｔの１．２〜２倍（Ｔ＝（１．２〜２）ｔ）程度としている。すなわち、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴの５／６〜１／２（ｔ＝（５／６〜１／２）Ｔ）程度としている。一例としては、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴを０．５ｍｍ、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを０．４ｍｍとすることが挙げられる。ただし、この第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴよりも小さくする程度は、第２保持器素子５６に必要とされる強度および剛性を確保できる限り、著しくし、その分、第１保持器素子５５の厚さ寸法を大きくすることが好ましい。したがって、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さの２／３以下とすることが好ましく、本例では、１／２以下とすることがさらに好ましい。
【００４９】
本例でも、第１保持器素子５５および第２保持器素子５６は、第１外径側円筒部６０の内径側に第２外径側円筒部６４を内嵌するとともに、第１内径側円筒部５９の外径側に第２内径側円筒部６３を外嵌した状態に組み合わせて、保持器５３としている。そして、この保持器５３とスラストレース５４ｂとを、このスラストレース５４ｂのレース部７２に、第１保持器素子５５の第１円輪部５８を対向させた状態に組み合わせる。この状態で、スラストレース５４ｂのフランジ部６６ｂの先端縁に形成した係止部６７は、第１外径側円筒部６０の先端縁よりもレース部７２と軸方向反対側に存在し、この先端縁との係合に基づいて、保持器５３とスラストレース５４ｂとの分離が防止されている。フランジ部６６ｂの内周面からの係止部６７の突出量ｈは、第１外径側円筒部６０の厚さＴ未満（ｈ＜Ｔ）である。したがって、フランジ部６６ｂの内周面と保持器５３の外周面とが当接しても、係止部６７の先端が第２保持器素子５６の外周面に接触（干渉）することはない。
【００５０】
本例のレース付きスラストころ軸受５１によれば、保持器５３を構成する金属板の厚さ寸法を大きくしにくい薄型のスラストころ軸受５１でも、スラストレース５４ｂと保持器５３との分離防止効果を十分に得られる。係止部６７の先端部と第２保持器素子５６の外周縁部との干渉を防止できて、この干渉に伴う、著しい振動の発生や、回転抵抗並びに磨耗の増大を抑えることができる。さらに、スラストレース５４ｂの重量が嵩むことがなく、このスラストレース５４ｂの組み付け部の構造の自由度を高くでき、かつ、潤滑油の流路面積も確保できる。
【００５１】
さらに、本例の構造は、回転部分の部材間の相対的偏心量が大きくなる用途に好適に適用され、この場合、スラストレース５４ｂのフランジ部６６ｂと第１外径側円筒部６０（反対側のスラストレース５４ａを設ける場合には、このスラストレース５４ａと第１内径側円筒部５９）との積極的な干渉が生じても、摩耗に対する耐性が向上される。また、かしめていない側の第１外径側円筒部６０がスラストレース５４ｂと接触することに起因して、第１外径側円筒部６０にたわみが発生したとしても、たわみ量が減少し、第１外径側円筒部６０と第１円輪部５８との連続部への応力集中を軽減することができる。その他の構成および作用については、本発明の実施形態の第１例と同様である。
【００５２】
［参考例の第２例］
図８は、本発明の参考例の第２例を示している。本例の場合には、第２保持器素子５６ａを構成する金属板の厚さｔ′を、従来構造よりも小さくし、その分、第１保持器素子３５ａを構成する金属板の厚さＴ′を大きくしている。本例の場合には、第２保持器素子３６ａを構成する金属板の厚さｔ′に比べて、第１保持器素子３５ａを構成する金属板の厚さＴ′を、２〜３倍（Ｔ′＝（２〜３）ｔ′）程度としている。
【００５３】
本例の場合には、第２保持器素子３６ａを構成する金属板の厚さｔ′を必要最低限にまで薄くすることにより、保持器５３ａの軸方向寸法および径方向寸法を、従来構造と同程度に抑えたまま、係止部６７と第１外径側円筒部６０ａの先端縁との係り代（径方向の重なり量）を確保している。その他の部分の構造および作用は、参考例の第１例の場合と同様である。
【００５４】
［参考例の第３例］
図９は、本発明の参考例の第３例を示している。本例の場合には、スラストころ軸受５３については、参考例の第１例のものと同じものを使用している。本例では、図９（Ｂ）に示すように、スラストレース５４ｃのフランジ６６ｃ先端縁の円周方向複数箇所で、円周方向に関する位相が係止部６７から外れた位置に、径方向外方に突出する複数の逆組み防止用突部７３を設けている。この構造により、スラストころ軸受５３が、ケーシング６８の保持部６９に対して、図９（Ａ）に示した正規状態とは逆方向に、すなわち不正規状態で、組み付けられて、ケーシング６８と相手部材７４との隙間を塞ぎ、スラスト軸受５３の内部での潤滑不良などの不都合が発生することが防止される。
【００５５】
本例では、第１外径側円筒部６０の厚さＴ（図７参照）を大きくして、係止部６７の突出量ｈ（図７参照）を大きくしている。この構成により、たとえば、スラストレース５４ｃの厚さところ５２の直径との合計であるレース付きスラストころ軸受５１全体としての軸方向厚さが、実用可能な下限側である２．５〜６ｍｍ程度であっても、第１外径側円筒部６０の厚さが小さくなりすぎて、係止部６７と第１外径側円筒部６０の係り代が小さくなりすぎることが防止される。また、係止部６７の突出量を大きくしても、係止部６７の先端部と第２保持器素子５６の外周縁部とが干渉することが防止され、これらの干渉に起因する著しい振動や干渉した部分における回転抵抗の増大や摩耗の発生が防止される。その他の部分の構造および作用は、参考例の第１例の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明のスラストころ軸受は、自動車用トランスミッションの回転支持部に限らず、たとえばカーエアコン用のコンプレッサの回転支持部など、スラスト荷重を支承しつつ高速回転する各種回転支持部に適用される。また、本発明のスラストころ軸受は、トルクコンバータなど、回転部分を構成する２つの部材の相対偏位量が大きい用途にも好適に適用される。いずれの態様を採用するかは、回転部分の高速回転に起因する問題に対応するか、相対偏位量の大きいことに起因する問題に対応するかに応じて、適切に選択される。
【符号の説明】
【００５７】
１、１ａ、１ｂ  スラストころ軸受
２、２ａ  ころ
３、３ａ、３ｂ  保持器
４ａ、４ｂ  スラストレース
５、５ａ、５ｂ  第１保持器素子
６、６ａ、６ｂ  第２保持器素子
７、７ａ  ポケット
８、８ａ、８ｂ  第１円輪部
９、９ａ、９ｂ  第１内径側円筒部
１０、１０ａ、１０ｂ  第１外径側円筒部
１１、１１ａ、１１ｂ  第１透孔
１２、１２ａ、１２ｂ  第２円輪部
１３、１３ａ、１３ｂ  第２内径側円筒部
１４、１４ａ、１４ｂ  第２外径側円筒部
１５、１５ａ、１５ｂ  第２透孔
１６ａ、１６ｂ  フランジ部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  係止部
１８    ケーシング
１９    保持部
１９ａ  奥面
２０    相手部材
２０ａ  端面
２１、２１ａ  外径側端面
２２ａ、２２ｂ  外径側周縁部
２３    内径側端面
２４    当接部
２５    レース部
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  スラストころ軸受
３２、３２ａ、３２ｂ  ころ
３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ  保持器
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  第１保持器素子
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ  第２保持器素子
３７、３７ａ、３７ｂ  ポケット
３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ  第１円輪部
３９、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ  第１内径側円筒部
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  第１外径側円筒部
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ  第１透孔
４２，４２ａ、４２ｂ、４２ｃ  第２円輪部
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ  第２内径側円筒部
４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ  第２外径側円筒部
４５、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ  第２透孔
４６    外径側端面
４７ａ、４７ｂ    外径側周縁部
４８    内径側端面
５１、５１ａ  スラストころ軸受
５２、５２ａ  ころ
５３、５３ａ  保持器
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ  スラストレース
５５、５５ａ  第１保持器素子
５６、５６ａ  第２保持器素子
５７  ポケット
５８、５８ａ  第１円輪部
５９、５９ａ  第１内径側円筒部
６０、６０ａ  第１外径側円筒部
６１、６１ａ  第１透孔
６２、６２ａ  第２円輪部
６３、６３ａ  第２内径側円筒部
６４、６４ａ  第２外径側円筒部
６５、６５ａ  第２透孔
６６ａ、６６ｂ、６６ｃ  フランジ部
６７、６７ａ  係止部
６８    ケーシング
６９    保持部
７０    外径側端面
７１    内径側端面
７２    レース部
７３    逆組み防止用突部
７４    相手部材
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備え、
前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面は、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面であり、かつ、
第１保持器素子を構成する金属板の厚さが、第２保持器素子を構成する金属板の厚さよりも小さいことを特徴とする、
スラストころ軸受。
【請求項２】
第２保持器素子の第２透孔が第２円輪部の外周縁まで形成されていて、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するように構成されている、請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項３】
第２保持器素子の第２外径側円筒部のうちの円周方向の一部で、前記ポケットの外径側端部に位置する部分が除去されており、前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうちの外径側の端面は、第１外径側円筒部の内周面と対向し、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第１外径側円筒部の内周面と当接するように構成されている、請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項４】
第１保持器素子を構成する金属板の厚さが、第２保持器素子を構成する金属板の厚さの１／２〜５／６の範囲にある、請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項５】
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備え、
前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面は、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面であり、
第１保持器素子の第１円輪部の厚さは、第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さと同じであり、
第２保持器素子の第２円輪部の厚さは、第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さと同じであり、かつ、
第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さが、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さよりも小さいことを特徴とする、
スラストころ軸受。
【請求項６】
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備え、
前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面は、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面であり、
第１保持器素子の第１円輪部の厚さと第２保持器素子の第２円輪部の厚さは同じであり、かつ、
第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さが、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さよりも小さいことを特徴とする、
スラストころ軸受。
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月6日(2014.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のトランスミッションなどの回転部分に加わるスラスト荷重を支承するため、この回転部分に組み付けた状態で利用するスラストころ軸受の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションなどの回転部分には、特開平８−１０９９２５号公報などに記載されているスラストころ軸受（スラストニードル軸受を含む）が装着され、このスラストころ軸受により、この回転部分に加わるスラスト荷重が支承される。このようなスラストころ軸受は、相対回転する１対の部材の軸方向側面をそのままスラスト軌道面として利用する場合もある。ただし、この回転部分を構成する部材の一方または両方が、必要とする硬度を確保することが難しい材料である場合、あるいは、必要とする平滑面に加工することが困難であったり面倒であったりする場合には、スラストころ軸受に１枚または２枚のレースを組み合わせた、レース付きスラストころ軸受が使用される。
【０００３】
図１０および図１１は、このようなレース付きスラストころ軸受の１例を示している。このスラストころ軸受１は、放射方向に配列された複数のころ２（ニードルを含む）と、これらのころ２を保持する保持器３と、これらのころ２を両側から挟持する１対のスラストレース４ａ、４ｂとにより構成される。保持器３は、それぞれが断面Ｕ字形で全体を円輪状に造られた第１保持器素子５および第２保持器素子６を中空円環状に組み合わせて構成され、図１１に示すように、ころ２と同数のポケット７が、放射状に配列されている。
【０００４】
第１保持器素子５は、鋼板などの金属板にプレス加工などの塑性加工を施すことにより、径方向に伸長する第１円輪部８の内周縁と外周縁のそれぞれに、軸方向に伸長する第１内径側円筒部９と第１外径側円筒部１０とが互いに同心に連続するように、形成されている。第１円輪部８の円周方向複数個所に、ポケット７を構成するための、それぞれが放射方向に長い矩形の第１透孔１１が設けられている。第２保持器素子６も、鋼板などの金属板にプレス加工などの塑性加工を施すことにより、径方向に伸長する第２円輪部１２の内周縁と両周縁のそれぞれに、軸方向に伸長する第２内径側円筒部１３と第２外径側円筒部１４とが互いに同心に連続するように、形成されている。第２円輪部１２の円周方向複数個所にも、ポケット７を構成するための、それぞれが放射方向に長い矩形の第２透孔１５が設けられている。第１保持器素子５と第２保持器素子６は、第１透孔１１と第２透孔１５とを軸方向に関して互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部１０の内径側に第２外径側円筒部１４を内嵌するとともに、第１内径側円筒部９の外径側に第２内径側円筒部１３を外嵌した状態で組み合わされる。そして、第１内径側円筒部９の先端縁を径方向外方に折り曲げることによって、相互に分離することが阻止されている。
【０００５】
スラストレース４ａ、４ｂは、それぞれが十分な硬度を有する金属板により円輪状に形成されている。一般的に内輪と呼ばれる一方（図１０の左方）のスラストレース４ａの内周縁、および、一般的に外輪と呼ばれる他方（図１０の右方）のスラストレース４ｂの外周縁には、それぞれ短円筒状のフランジ部１６ａ、１６ｂが形成されている。径方向内側に配置されるフランジ部１６ａの先端部複数個所は径方向外方に、径方向外側に配置されるフランジ部１６ｂの先端部複数個所は径方向内方に、それぞれ折り曲げられ、係止部１７ａ、１７ｂを構成している。これらの係止部１７ａ、１７ｂと保持器３の内周縁あるいは外周縁とを互いに係合させて、スラストころ軸受１の構成部品同士を互いに分離しないように結合している。
【０００６】
このように構成されるスラストころ軸受１は、図１０に示すように、スラストレース４ｂの外周縁に形成したフランジ部１６ｂを、回転部分を構成する一方の部材である、ケーシング１８に形成した円形凹状の保持部１９に内嵌して、この回転部分に装着する。この状態でスラストレース４ｂの右面は、保持部１９の奥面１９ａに当接し、他方のスラストレース４ａの左面は、回転部分を構成する他方の部材である、回転軸などの相手部材２０の端面２０ａに当接する。この結果、この相手部材２０がケーシング１８に対し回転自在に支持されるとともに、これらの部材１８、２０同士の間に作用するスラスト荷重が支承される。なお、ケーシング１８の保持部１９の奥面１９ａまたは相手部材２０の端面２０ａを軌道面として、スラストレース４ａ、４ｂのうちの一方または双方が省略される場合もある。
【０００７】
このようなスラストころ軸受１の使用時に、ころ２には、遠心力に基づいて保持器３の径方向外方に向いた力が加わる。この力により、ころ２の軸方向両端面のうち、保持器３の径方向外側となる外径側端面２１が、ポケット７を構成する第１透孔１１および第２透孔１５の周縁部のうち、保持器３の径方向外側となる外径側周縁部２２ａ、２２ｂに押し付けられる。ただし、外径側端面２１はこれらの外径側周縁部２２ａ、２２ｂに均等に押し付けられる訳ではない。実際には、外径側端面２１は、製造誤差や保持器３の軸方向（図１０の左右方向）の変位に基づき、これらの外径側周縁部２２ａ、２２ｂのうちの一方に押し付けられた状態で、互いに摺接する。
【０００８】
この摺接部の面圧Ｐは、スラストころ軸受１の使用回転速度が速くなり、遠心力が大きくなるほど高くなる。また、この摺接部は、ころ２の中心軸線上から離れた位置に存在するので、この摺接部における、外径側周縁部２２ａ、２２ｂの一方と外径側端面２１との滑り速度Ｖは、ある程度早くなる。このように、この摺接部において、面圧Ｐと滑り速度Ｖとの積であり、摩耗に対する影響を示すパラメータとして広く知られているＰＶ値が大きくなる。この結果、外径側周縁部２２ａ、２２ｂの一方に、摩耗に基づく凹みが形成されてしまう場合がある。このような凹みが大きくなると、ポケット７内に保持されたころ２が、これらの凹みが形成された第１円輪部８または第２円輪部１２の裏側に潜り込み、ころ２の転動が円滑に行なわれなくなる。同時に、第１保持器素子５の右側面がスラストレース４ｂの側面に押し付けられ、あるいは、第２保持器素子６の左側面がスラストレース４ａの側面に押し付けられ、保持器３がスラストレース４ａ、４ｂのいずれかに対して相対回転することへの抵抗が大きくなる。この結果、スラストころ軸受１を組み込んだトランスミッションなどの機械装置の効率が悪化するだけでなく、著しい場合には焼き付きなどの損傷により、この機械装置が正常に作動しなくなる可能性がある。
【０００９】
このような不都合を生じる摩耗は、最近の自動車の性能向上により、トランスミッションの回転部分の回転速度が速くなることに伴い、従来に比べて発生しやすくなっている。また、このような摩耗は、ポケット７内でのころ２の変位量が多いほど、発生しやすい。保持器３のポケット７に保持されたころ２は、このポケット７内でこの保持器３の軸方向（図１０の左右方向）に変位する変位量は、ころ２の転動面とポケット７の内周縁との間の隙間が大きいほど多くなる。ころ２が大きな変位量で変位することを許容するポケット７では、ころ２が変位しやすく、ころ２の回転中心と保持器３の径方向とが不一致になる、いわゆるスキューが発生しやすくなる。スキューが発生すると、ころ２の自転に伴って、ころ２が移動する方向に応じて、保持器３の径方向の成分が生じる。この径方向の成分が、保持器３の径方向外方に向くと、遠心力に基づく力と足し合わされて、外径側端面２１と外径側周縁部２２ａ、２２ｂのいずれかとの摺接部の面圧Ｐが高くなり、摩耗が発生しやすくなるものと考えられる。
【００１０】
特開２００３−１７２３４６号公報には、保持器の外径側端部で、１対の保持器素子を構成する金属板同士を、保持器の軸方向中央部で重ね合わせた、スラストころ軸受の構造が記載されている。この構造によれば、上述したような摩耗によるころの潜り込みを防止できるものと考えられる。ただし、この構造では、保持器の外周面の面積が狭く、この外周面と対向する相手面がこの外周面との摩擦で摩耗する可能性があることなどから、この構造を適用できる部位は限られてしまう。また、金属板同士の重ね合わせ部をスポット溶接する必要があったり、その構造が従来の構造と大きく異なるため、従来の設備を利用できなかったりするため、製造コストも嵩むものと考えられる。
【００１１】
また、特開２００２−２０６５２５号には、１枚の金属板を断面波形に形成して構成される保持器を備えた、スラストころ軸受の構造が記載されている。この構造によれば、ポケットの形成位置を適切に工夫することで、上述したような摩耗によるころの潜り込みを防止できるものと考えられる。ただし、この構造も、従来の構造とは大きく異なっているため、従来の設備を利用しつつ、上述したような摩耗を防止する効果をもたらすことはできない。
【００１２】
これに対して、特開２００５−１６４０２３号公報には、動トルクの低減と保持器の異常磨耗防止とを目的とした、図１２に示すような構造のスラストころ軸受１ａが記載されている。この改良型のスラストころ軸受１ａを構成する保持器３ａも、第１保持器素子５ａと第２保持器素子６ａを中空円環状に組み合わせて構成され、ころ２ａと同数のポケット７ａが、保持器３ａの中心に関して放射状に配列されている。また、この保持器３ａの径方向に関して、ころ２ａのそれぞれの外径側端面２１ａと内径側端面２３のそれぞれは、ころ２ａの中心軸上にその曲率中心を有する部分球状凸面として、これらの中央部が最も軸方向に突出するように構成されている。
【００１３】
この改良型のスラストころ軸受１ａを構成する保持器３ａでは、ポケット７ａを構成するために、第１保持器素子５ａの第１円輪部８ａに第１透孔１１ａが、第２保持器素子６ａの第２円輪部１２ａに第２透孔１５ａが、それぞれ形成されている。特に、第２透孔１５ａは、第２円輪部１２ａの外周縁まで開口している。そして、ポケット７ａのそれぞれに保持したころ２ａが保持器３ａの径方向に関して最も外側に変位した状態で、外径側端面２１ａの中心部と第２保持器素子６ａの第２外径側円筒部１４ａの内周面とが、図１２（Ｂ）に小さな破線丸印で示した当接部２４部分で当接する。当接部２４に対応する中心部の滑り速度Ｖは低いため、当接部２４部分でのＰＶ値は低く抑えられ、外径側端面２１ａの中心部と第２外径側円筒部１４ａの内周面との当接部の摩擦抵抗および摩耗は軽微に抑えられる。この改良型のスラストころ軸受１ａは、回転抵抗（動トルク）の低減と耐久性の向上の面からは有利であるが、この構造とスラストレースとを組み合わせてレース付きスラストころ軸受を構成した場合に、保持器３ａとスラストレース４ｂとの分離防止、保持器３ａとスラストレース４ｂとの円滑な相対回転の確保などを考慮した場合、改良の余地がある。
【００１４】
図１３は、図１０に記載されたスラストレース４ｂに、図１２に記載されたものと同様の改良型のスラストころ軸受１ｂを、単に組み合わせた構造を示している。この構造では、スラストころ軸受１ｂを構成する第１保持器素子５ｂの第１円輪部８ｂと、スラストレース４ｂのレース部２５とを対向させている。また、このスラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離を防止するために、スラストレース４ｂのフランジ部１６ｂに形成した複数の係止部１７ｂを、第１保持器素子５ｂの第１外径側円筒部１０ｂの先端縁よりもレース部２５と軸方向反対側に存在させている。さらに、フランジ部１６ｂの内周面からの係止部１７ｂのそれぞれの突出量Ｌを、第１外径側円筒部１０ｂの厚さＴ1未満（Ｌ＜Ｔ1）としている。
【００１５】
この構造の場合、第１外径側円筒部１０ｂの厚さＴ1が十分に大きければ、係止部１７ｂの突出量Ｌを確保し、これらの係止部１７ｂと保持器３ｂの第１外径側円筒部１０ｂの先端部との係り代（径方向の重なり量）を十分に確保して、スラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離防止を確実に図ることができる。ただし、このスラストころ軸受４ｂでは、保持器３ｂを構成する１対の保持器素子５ａ、６ｂを構成する金属板の厚さが互いに同じであるため、レース付きスラストころ軸受のサイズ、特に軸方向に関する厚さ寸法によっては、保持器３ｂの強度および剛性を確保しつつ、第１外径側円筒部１０ｂの厚さを確保することが難しくなる。
【００１６】
たとえば、スラストレース４ｂの厚さところ２ａの直径との合計である、レース付きスラストころ軸受全体としての軸方向厚さが２．５〜６ｍｍ程度である場合には、このような問題が顕著になる。すなわち、この軸方向厚さが６ｍｍ以下の場合には、保持器の強度および剛性の確保を考慮した場合、第１外径側円筒部１０ｂの厚さが相当に小さくなり、係止部１７ｂと第１外径側円筒部１０ｂの先端部との係り代が小さくなり過ぎて、スラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離防止が不確実になる。なお、軸方向厚さが２．５ｍｍ未満の場合には、各部の厚さ寸法が小さくなり過ぎて、実用可能なレース付きスラストころ軸受として成立しない。
【００１７】
図１４に示すように、第１外径側円筒部１０ｂの厚さに関係なく、係止部１７ｃの突出量を大きくすれば、スラストレース４ｂと保持器３ｂとの分離防止を確実に図ることができるが、その代わりに、係止部１７ｃのそれぞれの先端部と第２保持器素子６ｂの外周縁部とが干渉してしまう。第２保持器素子６ｂの外周縁部は、円周方向に関して等間隔に存在する第２透孔１５ｂの端部に基づき、歯車状（凹凸形状）となっている。このため、この部分の干渉によって、著しい振動が発生するだけでなく、回転抵抗並びに磨耗が著しくなる。
【００１８】
保持器との分離防止用の係止部を、スラストレースのフランジ部の先端部を全周にわたって折り曲げることにより形成すれば、この係止部の端縁を周方向にわたって滑らかにできる。ただし、レース付きスラスト軸受は、組み付け方向を間違えると、潤滑不良により耐久性が損なわれるなどの不都合があるため、この不都合が発生する逆組み付けを防止するために、スラストレースのフランジ部の先端縁には、径方向外方に突出する複数の逆組み防止用突部を設ける必要があるが、この構造では、このような逆組み防止用突部を形成することができない。これに対して、逆組み防止用の構造として、スラストレース４ａ（図１０参照）の外径を、スラストレース４ｂの外径およびケーシング１８の保持部１９の内径よりも大きくした構造とすることが考えられる。しかしながら、この構造では、スラストレース４ａの外径が大きくなることに起因して、このスラストレース４ａの重量が嵩んだり、組み付け部の構造が限られたり、潤滑油の流路面積が狭くなるなどの不利益がある。
【００１９】
さらに、スラストころ軸受１と、１対のスラストレース４ａ、４ｂを組み合わせたレース付きスラストころ軸受は、回転部分を構成し、このレース付きスラスト軸受を支持する２つの部材間の相対偏心量が大きくなるような用途に適用される場合がある。この場合に、この相対偏心量が、軸受内部の隙間、すなわち、第１保持器素子５の第１外径側円筒部１０の外周面とスラストレース４ｂのフランジ部１６ｂの内周面との間の隙間、あるいは、第１保持器素子５の第１内径側円筒部９の内周面とスラストレース４ａのフランジ部１６ａの外周面との間の隙間を上回ると、スラストレース４ａ、４ｂのいずれかと第１保持器素子５の間に干渉が発生し、この干渉に起因して、第１保持器素子５に摩耗が発生するという問題が生ずる。第２保持器素子５の第１内径側円筒部９の先端縁はかしめられて、第２保持器素子６の第２内径側円筒部１３に固定されているのに対して、第１保持器素子５の第１外径側円筒部１０の先端縁はかしめられておらず、第２保持器素子６の第２外径側円筒部１４との間に若干の隙間が生ずる可能性がある。この場合、第１外径側円筒部１０とスラストレース４ｂとの接触により、第１外径側円筒部１０にたわみが発生し、第１円輪部８と第１外径側円筒部１０の連続部の内側のＲ部が応力集中部となって、第１保持器素子５に割れが発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平８−１０９９２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２３４６号公報
【特許文献３】特開２００２−２０６５２５号公報
【特許文献４】特開２００５−１６４０２３号公報
【特許文献５】特開平１１−２４７８６８号公報
【特許文献６】実開平１−６７３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上述のような事情に鑑みて、スラストころ軸受を製造するための既存の設備を利用しつつ、回転部分が高速回転する用途に用いられた場合でも、スラストころ軸受を構成する保持器に設けられたポケットの内周縁の摩耗防止を効果的に図ることができるスラストころ軸受を提供することを目的とする。あるいは、回転部分を構成する部材間の相対変位量が大きい用途に用いられた場合でも、保持器を構成する第１保持器素子の第１外径側円筒部の摩耗や第１外径側円筒部と第１円輪部との連続部に割れが発生することを効果的に防止できるスラストころ軸受を提供することを目的とする。
【００２２】
また、本発明は、軸方向の厚さが小さく、保持器を構成する金属板の厚さ寸法を大きくしにくい薄型のスラストレースとスラストころ軸受を組み合わせた、レース付きスラストころ軸受において、スラストレースと保持器の分離防止効果を十分に得られ、かつ、スラストレースと保持器との間で有害な干渉が生じない構造のレース付きスラストころ軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明のスラストころ軸受は、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備える。
【００２４】
特に、請求項１に記載した発明のスラストころ軸受は、前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面を、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面としている。
又、第１保持器素子の第１円輪部の厚さを、第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さと同じとし、第２保持器素子の第２円輪部の厚さを、第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さと同じとしている。かつ、第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さを、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さよりも小さくしている。
【００２５】
又、請求項２に記載した発明のスラストころ軸受は、前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面を、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面としている。
又、第１保持器素子の第１円輪部の厚さと第２保持器素子の第２円輪部の厚さを同じとし、かつ、第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さを、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さよりも小さくしている。
【００２６】
第２保持器素子の第２透孔が第２円輪部の外周縁まで形成されていて、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するように構成されていることが好ましい。あるいは、第２保持器素子の第２外径側円筒部のうちの円周方向の一部で、前記ポケットの外径側端部に位置する部分が除去されており、前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうちの外径側の端面は、第１外径側円筒部の内周面と対向し、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第１外径側円筒部の内周面と当接するように構成されていることが好ましい。
【００２７】
又、本発明のスラストころ軸受では、第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さが、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さの１／２〜５／６の範囲にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、従来のように、保持器素子を同じ厚さの金属板により構成するのではなく、第１保持器素子と第２保持器素子とを少なくとも円筒部において、第１保持器素子の厚さが第２保持器素子の厚さより小さくなるように、その厚さを異ならせて、スラストころ軸受が、回転部分が高速回転する用途や回転部分を構成する部材間の相対的変位量が大きい用途に適用される場合であって、特に、第２透孔を、第２円輪部の外周縁まで開口させたり、第２保持器素子の外周縁部に形成した第２外径側円筒部のうちの円周方向の一部で、ポケットの外径側端部に位置する部分を除去させたりした場合でも、保持器を構成するこれらの保持器素子に摩耗や割れが発生することが効果的に防止される。すなわち、保持器に必要とされる強度および剛性は、円筒部の厚さを厚くした第２保持器素子により確保され、第１保持器素子の金属板の厚さ寸法を小さく抑えることができる。これにより、保持器全体としての軸方向寸法および径方向寸法を大きくすることなく、保持器素子の摩耗や割れに対する耐性を強化することができる。
【００２９】
ころの両端面のうち少なくとも外径側端面を部分球面状の凸面とし、第２保持器素子の第２透孔を第２円輪部の外周縁まで伸長させることにより、これらの部材が擦れ合うことを防止するとともに、ころが保持器の径方向外方に変位した状態でも、それぞれのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するようにして、これらが擦れ合った場合でも、その摺接部のＰＶ値を低く抑えている。
【００３０】
回転部分が高速回転する用途では、第２保持器素子を構成する金属板の厚さがより厚くなるように設定することにより、第２保持器素子に摩耗に対する耐性を付与しているため、第２保持器素子ところの外径側端面とが擦れ合った場合でも、第２保持器素子が摩耗してしまうことが効果的に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の実施形態の第１例を示す部分断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態の第２例を示す部分断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態の第３例を示す部分断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態の第３例の保持器を示す部分斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態の第４例を示す部分断面図である。
【図７】図７は、本発明の参考例の第１例を示す部分断面図である。
【図８】図８は、本発明の参考例の第２例を示す部分断面図である。
【図９】図９（Ａ）は、本発明の参考例の第３例を示す部分断面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の右側のスラストレースを図９（Ａ）の左側から見た状態で示す正投影図である。
【図１０】図１０は、従来構造の第１例を示す部分断面図である。
【図１１】図１１は、従来構造の第１例の保持器を取り出して軸方向から見た部分側面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、従来構造の第２例を示す部分断面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のａ−ａ断面図である。
【図１３】図１３は、従来構造の第２例のスラストころ軸受と従来のスラストレースを単に組み合わせた構造の部分断面図である。
【図１４】図１４は、図１３に示した構造の場合に生じる問題を説明するための部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
［実施形態の第１例］
図１および図２は、本発明の実施形態の第１例を示している。本例のスラストころ軸受３１の保持器３３は、それぞれが断面Ｕ字形で全体を円輪状に造られた第１保持器素子３５および第２保持器素子３６を中空円環状に組み合わせて構成されており、ころ３２と同数のポケット３７が、保持器３３の中心に関して放射状に配列されている。また、保持器３３の径方向に関して、ころ３２の外径側端面４６および内径側端面４８は、それぞれ、これらのころ３２の中心軸α上にその曲率中心を有する球状凸面としている。したがって、外径側端面４６および内径側両端面４８はいずれも、それぞれの中央部が最も軸方向に突出している。
【００３３】
第１保持器素子３５および第２保持器素子３６はいずれも、鋼板、ステンレス鋼板などの金属板にプレス加工などの塑性加工を施すことにより形成される。第１保持器素子３５は、第１円輪部３８と、第１円輪部３８の内周縁から軸方向片側に折れ曲がって設けられた第１内径側円筒部３９と、第１円輪部３８の外周縁から軸方向片側に折れ曲がって、第１内径側円筒部３９と同心に設けられた第１外径側円筒部４０とを備える。第１円輪部３８の円周方向複数個所には、ポケット３７を構成する、それぞれが放射方向に長い矩形の第１透孔４１が等間隔で設けられている。第２保持器素子３６も、第２円輪部４２と、第２円輪部４２の内周縁から軸方向片側に折れ曲がって設けられた第２内径側円筒部４３と、第２円輪部４２の外周縁から軸方向片側に折れ曲がって、第２内径側円筒部４３と同心に設けられた第２外径側円筒部４４とを備える。第２円輪部４２の円周方向複数個所にも、ポケット３７を構成する、それぞれが放射方向に長い矩形の第２透孔４５が等間隔で設けられている。
【００３４】
本例では、第１保持器素子３５を構成する金属板の厚さＴは、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さｔよりも小さくなっている（Ｔ＜ｔ）。具体的には、第１保持器素子３５の金属板の厚さＴを、第２保持器素子３６の金属板の厚さｔの１／２〜５／６となる範囲に設定している（Ｔ＝（１／２〜５／６）ｔ、あるいは、ｔ＝（１．２〜２）Ｔ）。一例としては、第１保持器素子３５を構成する金属板の厚さＴを０．４ｍｍ、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さｔを０．５ｍｍとすることが挙げられる。ただし、第１保持器素子３５に必要とされる強度および剛性を確保できる限り、上記の範囲で、第２保持器素子３６の厚さ寸法を大きくすることが好ましく、さらには、第１保持器素子３５の金属板の厚さＴが第２保持器素子３６の金属板の厚さｔの１／２以下となるように設定することも可能である。また、必要に応じて、第１保持器素子３５および第２保持器素子３６を構成する金属板全体をこのような関係とするのではなく、第１円輪部３８と第２円輪部４２の厚さ寸法は同じとして、第１内径側円筒部３９と第２内径側円筒部４３との厚さ寸法の関係、および、第１外径側円筒部４０と第２外径側円筒部４４との厚さ寸法の関係についてのみ、上記の範囲で異ならせてもよい。さらには、本発明の技術的範囲から外れるものの、第１円輪部３８と第２円輪部４２の厚さ寸法および第１内径側円筒部３９と第２内径側円筒部４３の厚さ寸法はいずれも同じとして、第１外径側円筒部４０と第２外径側円筒部４４との厚さ寸法の関係のみを、上記の範囲で異ならせることもできる。
【００３５】
第１保持器素子３５と第２保持器素子３６は、第１透孔４１と第２透孔４５を軸方向に関して互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部４０の内径側に第２外径側円筒部４４を内嵌するとともに、第１内径側円筒部３９の外径側に第２内径側円筒部４３を外嵌した状態で、組み合わされて、保持器３３を構成する。なお、これらの円筒部の嵌合状態を締まり嵌めとするか、あるいは、第１外径側円筒部４０の先端縁を径方向内方に折り曲げることなどにより、互いの分離が防止されている。
【００３６】
本例の場合、第１透孔４１、第２透孔４５を、従来構造に比べて、第１円輪部３８および第２円輪部４２の径方向外寄り部分にそれぞれ形成している。このため、本例の場合、第２透孔４５は、第２円輪部４２の外周縁まで開口している。そして、それぞれのポケット３７に保持されたころ３２が保持器３３の径方向に関して最も外側に変位した状態で、ころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とが当接するようにしている。また、第１円輪部３８と第２円輪部４２の間隔Ｄ、保持器３３の円周方向に関する第１透孔４１の幅Ｗ41、保持器３３の円周方向に関する第２透孔４５の幅Ｗ45を適切に規制することにより、それぞれのポケット３７内でのころ３２の転動（自転）を自在としつつ、これらのポケット３７内でのころ３２の、保持器３３の軸方向（図１および図２の左右方向）に関する変位量Ｌを、すべてのポケット３７における、すべてのころ３２に関して、０．７ｍｍ以下に抑えている。なお、この変位量Ｌは、図２において、破線で示されるように、ころ３２が基準面である第１円輪部３８の右面から最大に出っ張った場合の変位量と、ころ３２が基準面から最小に出っ張った場合の変位量との差として表されるか、もしくは、ころ３２が基準面から最大に出っ張った場合の変位量と、ころ３２が基準面から最大に引っ込んだ場合の変位量との和として表される。
【００３７】
なお、本例では、保持器３３の軸方向の位置をポケット３７の縁部ところ３２の転動面とで規制する、いわゆるころ持たせの構造とすることが好ましい。ころ持たせの構造を採用すれば、ころ３２のスキューをより有効に防止することができる。なお、ころ持たせの構造を採用した場合、これらのころ３２の一部が、常に保持器３３の軸方向両端面から突出した状態となる。そして、保持器３３の軸方向に関する変位量Ｌは、上述のように、ころ３２が基準面から最大に出っ張った場合の変位量と、ころ３２が基準面から最小に出っ張った場合の変位量との差として表される。
【００３８】
本例のスラストころ軸受３１では、ころ３２の外径側端面４６と、ポケット３７を構成する第１透孔４１および第２透孔４５の周縁部のうち、保持器３３の径方向外側となる外径側周縁部４７ａ、４７ｂとが擦れ合うことが防止される。また、これらが擦れ合った場合でも、摺接部のＰＶ値を低く抑えることができる。すなわち、ころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とが、図２に小さな破線丸印で示した当接部２４で当接することにより、ころ３２の外径側端面４６の中心から外れた部分と第１透孔４１および第２透孔４５の周縁部とが擦れ合うことが防止される。当接部２４に対応する中心部の滑り速度Ｖは低いため、ＰＶ値は低く抑えられ、外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面との当接部の摩耗は軽微に抑えられる。さらに、第２保持器素子３６を構成する金属板の厚さｔを厚く設定しているため、第２保持器素子３６の第２外径側円筒部４４の内周面には、磨耗に対する耐性が付与されている。
【００３９】
さらに、本例では、ころ３２の変位量Ｌを０．７ｍｍ以下に抑えているため、ポケット３７内でのころ３２の変位が制限される。このため、これらのころ３２が大きくスキューすることも防止される。したがって、仮に外径側端面４６と外径側周縁部４７ａ、４７ｂとが近接していて、ころ３２がスキューすることに基づき、外径側端面４６と外径側周縁部４７ａ、４７ｂとが擦れ合ったとしても、これらの摺接部の面圧Ｐが高くなることが抑えられる。このように、この摺接部のＰＶ値の上昇を抑えることで、第１透孔４１および第２透孔４５の外径側周縁部４７ａ、４７ｂに、ころ３２の潜り込みに結び付く程の摩耗が発生することが防止される。
【００４０】
さらに、本例では、従来構造の保持器を製造するための既存の設備を利用することができる。したがって、実施に伴う製造コストの増大を抑えることもできる。なお、ころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とを当接部２４で当接させるように構成すれば、必ずしも変位量Ｌを０．７ｍｍ以下に抑える必要はない。逆に、変位量Ｌを０．７ｍｍ以下に抑えた場合には、必ずしもころ３２の外径側端面４６の中心部と第２外径側円筒部４４の内周面とを当接部２４で当接させる必要はない。さらには、本例における、第１保持器素子３５と第２保持器素子３６との厚さ寸法の関係を、図１０の従来構造に適用した場合でも、第２保持器素子３６の第２外径側円筒部４４の耐性の向上という効果を得ることは可能である。
【００４１】
［実施形態の第２例］
図３は、本発明の実施形態の第２例を示している。本例の場合には、保持器３３ａを構成する第１保持器素子３５ａと第２保持器素子３６ａとを非分離に結合するために、第１内径側円筒部３９ａの先端縁を径方向外方に折り曲げている。その他の部分の構成および作用は、実施形態の第１例と同様である。
【００４２】
［実施形態の第３例］
図４および図５は、本発明の実施形態の第３例を示している。本例の場合には、第２保持器素子３６ｂの外周縁部に形成した第２外径側円筒部４４ｂのうちの円周方向の一部で、ポケット３７ａの外径側端部に位置する部分を除去している。したがって、第２外径側円筒部４４ｂは、除肉部と肉部とが交互に繰り返される、欠円筒状に形成されている。このうちの除肉部が、ポケット３７ａのそれぞれの外径側端部に位置する。
【００４３】
この構成により、ポケット３７ａ内に保持したころ３２ａの軸方向端面（保持器３３ｂの径方向に関して外径側端部）を、第１外径側円筒部４０ｂの内周面に対向させている。ころ３２ａがポケット３７ａ内で、保持器３３ｂの径方向に関して外径側端部にまで変位すると、ころ３２ａの端面と第１外径側円筒部４０ｂの内周面とが当接する。本例の場合、保持器３３ｂの径方向に関する、ポケット３７ａの長さ寸法、ひいてはこれらのポケット３７ａ内に保持されるころ３２ａの軸方向寸法を、第２外径側円筒部４４ｂの板厚に相当する、図４の鎖線αと実線βとの差△Ｌ分だけ長くして、スラストころ軸受の負荷容量の増大を図っている。なお、第１保持器素子３５ｂの形状についても、ころ３２ａとの干渉を防止するため、一部を除去するなど、適宜の改良を加えることが好ましい。その他の部分の構成および作用は、実施形態の第１例と同様である。
【００４４】
［実施形態の第４例］
図６は、本発明の実施形態の第４例を示している。本例の場合には、第２保持器素子３６ｃの内周縁部に形成した第２内径側円筒部４３ｃのうちの円周方向の一部で、ポケット３７ｂの内径側端部に位置する部分を除去している。したがって、第２内径側円筒部４３ｃは、除肉部と肉部とが交互に繰り返される、欠円筒状に形成されている。このうちの除肉部が、ポケット３７ｂの内径側端部に位置する。
【００４５】
この構成により、ポケット３７ｂ内に保持したころ３２ｂの軸方向端面（保持器３３ｃの径方向に関して内径側端部）を、第１内径側円筒部３９ｃの外周面に対向させている。ころ３２ｂがポケット３７ｂ内で、保持器３３ｃの径方向に関して内径側端部にまで変位すると、ころ３２ｂの端面と第１内径側円筒部３９ｃの外周面とが当接する。本例の場合、保持器３３ｃの径方向に関する、ポケット３７ｂの長さ寸法、ひいてはこれらのポケット３７ｂ内に保持されるころ３２ｂの軸方向寸法を、第２内径側円筒部４３ｃの板厚に相当する、図６の鎖線α´と実線β´との差△Ｌ´分だけ長くして、スラストころ軸受の負荷容量の増大を図っている。なお、第１保持器素子３５ｃの形状についても、ころ３２ｂとの干渉を防止するため、一部を除去するなど、適宜の改良を加えることが好ましい。その他の部分の構成および作用は、実施形態の第３例と同様である。
【００４６】
［参考例の第１例］
図７は、本発明に関する参考例の第１例を示している。なお、本参考例も、第１保持器素子５５および第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さを異ならせることにより、一方の保持器素子の摩耗や応力集中に対する耐力を向上させるほか、さらに、保持器５３とスラストレース５４ｂとの分離防止機能を確保するとともに、保持器５３とスラストレース５４ｂとの間で有害な干渉が生じない構造を実現する点にある。
【００４７】
第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴよりも小さくしている（ｔ＜Ｔ）。本参考例の場合には、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、従来構造と同程度とし、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴを、厚さｔの１．２〜２倍（Ｔ＝（１．２〜２）ｔ）程度としている。すなわち、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴの１／２〜５／６（ｔ＝（１／２〜５／６）Ｔ）程度としている。一例としては、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴを０．５ｍｍ、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを０．４ｍｍとすることが挙げられる。ただし、この第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さＴよりも小さくする程度は、第２保持器素子５６に必要とされる強度および剛性を確保できる限り、著しくし、その分、第１保持器素子５５の厚さ寸法を大きくすることが好ましい。したがって、第２保持器素子５６を構成する金属板の厚さｔを、第１保持器素子５５を構成する金属板の厚さの２／３以下とすることが好ましく、本例では、１／２以下とすることがさらに好ましい。
【００４８】
本参考例でも、第１保持器素子５５および第２保持器素子５６は、第１外径側円筒部６０の内径側に第２外径側円筒部６４を内嵌するとともに、第１内径側円筒部５９の外径側に第２内径側円筒部６３を外嵌した状態に組み合わせて、保持器５３としている。そして、この保持器５３とスラストレース５４ｂとを、このスラストレース５４ｂのレース部７２に、第１保持器素子５５の第１円輪部５８を対向させた状態に組み合わせる。この状態で、スラストレース５４ｂのフランジ部６６ｂの先端縁に形成した係止部６７は、第１外径側円筒部６０の先端縁よりもレース部７２と軸方向反対側に存在し、この先端縁との係合に基づいて、保持器５３とスラストレース５４ｂとの分離が防止されている。フランジ部６６ｂの内周面からの係止部６７の突出量ｈは、第１外径側円筒部６０の厚さＴ未満（ｈ＜Ｔ）である。したがって、フランジ部６６ｂの内周面と保持器５３の外周面とが当接しても、係止部６７の先端が第２保持器素子５６の外周面に接触（干渉）することはない。
【００４９】
本参考例のレース付きスラストころ軸受５１によれば、保持器５３を構成する金属板の厚さ寸法を大きくしにくい薄型のスラストころ軸受５１でも、スラストレース５４ｂと保持器５３との分離防止効果を十分に得られる。係止部６７の先端部と第２保持器素子５６の外周縁部との干渉を防止できて、この干渉に伴う、著しい振動の発生や、回転抵抗並びに磨耗の増大を抑えることができる。さらに、スラストレース５４ｂの重量が嵩むことがなく、このスラストレース５４ｂの組み付け部の構造の自由度を高くでき、かつ、潤滑油の流路面積も確保できる。
【００５０】
さらに、本参考例の構造は、回転部分の部材間の相対的偏心量が大きくなる用途に好適に適用され、この場合、スラストレース５４ｂのフランジ部６６ｂと第１外径側円筒部６０（反対側のスラストレース５４ａを設ける場合には、このスラストレース５４ａと第１内径側円筒部５９）との積極的な干渉が生じても、摩耗に対する耐性が向上される。また、かしめていない側の第１外径側円筒部６０がスラストレース５４ｂと接触することに起因して、第１外径側円筒部６０にたわみが発生したとしても、たわみ量が減少し、第１外径側円筒部６０と第１円輪部５８との連続部への応力集中を軽減することができる。その他の構成および作用については、本発明の実施形態の第１例と同様である。
【００５１】
［参考例の第２例］
図８は、本発明の参考例の第２例を示している。本参考例の場合には、第２保持器素子５６ａを構成する金属板の厚さｔ′を、従来構造よりも小さくし、その分、第１保持器素子５５ａを構成する金属板の厚さＴ′を大きくしている。本参考例の場合には、第２保持器素子５６ａを構成する金属板の厚さｔ′に比べて、第１保持器素子５５ａを構成する金属板の厚さＴ′を、２〜３倍（Ｔ′＝（２〜３）ｔ′）程度としている。
【００５２】
本参考例の場合には、第２保持器素子５６ａを構成する金属板の厚さｔ′を必要最低限にまで薄くすることにより、保持器５３ａの軸方向寸法および径方向寸法を、従来構造と同程度に抑えたまま、係止部６７と第１外径側円筒部６０ａの先端縁との係り代（径方向の重なり量）を確保している。その他の部分の構造および作用は、参考例の第１例の場合と同様である。
【００５３】
［参考例の第３例］
図９は、本発明の参考例の第３例を示している。本参考例の場合には、スラストころ軸受５３については、参考例の第１例のものと同じものを使用している。本参考例では、図９（Ｂ）に示すように、スラストレース５４ｃのフランジ６６ｃ先端縁の円周方向複数箇所で、円周方向に関する位相が係止部６７から外れた位置に、径方向外方に突出する複数の逆組み防止用突部７３を設けている。この構造により、スラストころ軸受５３が、ケーシング６８の保持部６９に対して、図９（Ａ）に示した正規状態とは逆方向に、すなわち不正規状態で、組み付けられて、ケーシング６８と相手部材７４との隙間を塞ぎ、スラスト軸受５３の内部での潤滑不良などの不都合が発生することが防止される。
【００５４】
本参考例では、第１外径側円筒部６０の厚さＴ（図７参照）を大きくして、係止部６７の突出量ｈ（図７参照）を大きくしている。この構成により、たとえば、スラストレース５４ｃの厚さところ５２の直径との合計であるレース付きスラストころ軸受５１全体としての軸方向厚さが、実用可能な下限側である２．５〜６ｍｍ程度であっても、第１外径側円筒部６０の厚さが小さくなりすぎて、係止部６７と第１外径側円筒部６０の係り代が小さくなりすぎることが防止される。また、係止部６７の突出量を大きくしても、係止部６７の先端部と第２保持器素子５６の外周縁部とが干渉することが防止され、これらの干渉に起因する著しい振動や干渉した部分における回転抵抗の増大や摩耗の発生が防止される。その他の部分の構造および作用は、参考例の第１例の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のスラストころ軸受は、自動車用トランスミッションの回転支持部に限らず、たとえばカーエアコン用のコンプレッサの回転支持部など、スラスト荷重を支承しつつ高速回転する各種回転支持部に適用される。また、本発明のスラストころ軸受は、トルクコンバータなど、回転部分を構成する２つの部材の相対偏位量が大きい用途にも好適に適用される。いずれの態様を採用するかは、回転部分の高速回転に起因する問題に対応するか、相対偏位量の大きいことに起因する問題に対応するかに応じて、適切に選択される。
【符号の説明】
【００５６】
１、１ａ、１ｂ  スラストころ軸受
２、２ａ  ころ
３、３ａ、３ｂ  保持器
４ａ、４ｂ  スラストレース
５、５ａ、５ｂ  第１保持器素子
６、６ａ、６ｂ  第２保持器素子
７、７ａ  ポケット
８、８ａ、８ｂ  第１円輪部
９、９ａ、９ｂ  第１内径側円筒部
１０、１０ａ、１０ｂ  第１外径側円筒部
１１、１１ａ、１１ｂ  第１透孔
１２、１２ａ、１２ｂ  第２円輪部
１３、１３ａ、１３ｂ  第２内径側円筒部
１４、１４ａ、１４ｂ  第２外径側円筒部
１５、１５ａ、１５ｂ  第２透孔
１６ａ、１６ｂ  フランジ部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  係止部
１８    ケーシング
１９    保持部
１９ａ  奥面
２０    相手部材
２０ａ  端面
２１、２１ａ  外径側端面
２２ａ、２２ｂ  外径側周縁部
２３    内径側端面
２４    当接部
２５    レース部
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  スラストころ軸受
３２、３２ａ、３２ｂ  ころ
３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ  保持器
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  第１保持器素子
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ  第２保持器素子
３７、３７ａ、３７ｂ  ポケット
３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ  第１円輪部
３９、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ  第１内径側円筒部
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  第１外径側円筒部
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ  第１透孔
４２，４２ａ、４２ｂ、４２ｃ  第２円輪部
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ  第２内径側円筒部
４４、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ  第２外径側円筒部
４５、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ  第２透孔
４６    外径側端面
４７ａ、４７ｂ    外径側周縁部
４８    内径側端面
５１、５１ａ  スラストころ軸受
５２、５２ａ  ころ
５３、５３ａ  保持器
５４ａ、５４ｂ、５４ｃ  スラストレース
５５、５５ａ  第１保持器素子
５６、５６ａ  第２保持器素子
５７  ポケット
５８、５８ａ  第１円輪部
５９、５９ａ  第１内径側円筒部
６０、６０ａ  第１外径側円筒部
６１、６１ａ  第１透孔
６２、６２ａ  第２円輪部
６３、６３ａ  第２内径側円筒部
６４、６４ａ  第２外径側円筒部
６５、６５ａ  第２透孔
６６ａ、６６ｂ、６６ｃ  フランジ部
６７、６７ａ  係止部
６８    ケーシング
６９    保持部
７０    外径側端面
７１    内径側端面
７２    レース部
７３    逆組み防止用突部
７４    相手部材
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備え、
前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面は、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面であり、
第１保持器素子の第１円輪部の厚さは、第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さと同じであり、
第２保持器素子の第２円輪部の厚さは、第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さと同じであり、かつ、
第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さが、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さよりも小さいことを特徴とする、
スラストころ軸受。
【請求項２】
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第１透孔が円周方向に複数箇所に設けられた第１円輪部と、第１円輪部の内周縁に形成された第１内径側円筒部と、第１円輪部の外周縁に形成された第１外径側円筒部とを備えた第１保持器素子、および、
金属板を曲げ形成して構成され、放射方向に長い第２透孔が円周方向に第１透孔と同一のピッチで複数箇所に設けられた第２円輪部と、第２円輪部の内周縁に形成された第２内径側円筒部と、第２円輪部の外周縁に形成された第２外径側円筒部とを備えた第２保持器素子、
からなり、
第１保持器素子と第２保持器素子が、第１透孔と第２透孔とを軸方向に互いに整合させた状態で、第１外径側円筒部の内径側に第２外径側円筒部を内嵌するとともに、第１内径側円筒部の外径側に前記第２内径側円筒部を外嵌することにより、軸方向に重ね合わされて構成された保持器と、
前記保持器の第１透孔および第２透孔により構成された複数のポケットのそれぞれに転動自在に配置された複数本のころと、
を備え、
前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうち、少なくとも前記保持器の外径側の端面は、曲率中心がこれらのころの中心軸上に存在する、部分球面状の凸面であり、
第１保持器素子の第１円輪部の厚さと第２保持器素子の第２円輪部の厚さは同じであり、かつ、
第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さが、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さよりも小さいことを特徴とする、
スラストころ軸受。
【請求項３】
第２保持器素子の第２透孔が第２円輪部の外周縁まで形成されていて、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第２外径側円筒部の内周面と当接するように構成されている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載のスラストころ軸受。
【請求項４】
第２保持器素子の第２外径側円筒部のうちの円周方向の一部で、前記ポケットの外径側端部に位置する部分が除去されており、前記ころのそれぞれの軸方向両端面のうちの外径側の端面は、第１外径側円筒部の内周面と対向し、前記ころがそれぞれ前記保持器の径方向外方に変位した状態で、これらのころの外径側端面の中央部のみが、第１外径側円筒部の内周面と当接するように構成されている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載のスラストころ軸受。
【請求項５】
第１保持器素子の第１内径側円筒部および第１外径側円筒部の厚さが、第２保持器素子の第２内径側円筒部および第２外径側円筒部の厚さの１／２〜５／６の範囲にある、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載のスラストころ軸受。
【国際調査報告】
2012105662.tif 000017
2012105662.tif 000018
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