(57)【要約】      （修正有）【課題】スラスト円筒ころ軸受の使用においては、内輪のバックアップ幅と外輪のバックアップ幅が大きく異なる場合が多い。スラスト荷重による内輪と外輪の弾性変形量に差が生じ、これによって軌道輪の内径側から外径側にかけての、ころと軌道面との接触面圧が不均一となり、エッジロードや剥離などの不具合が生じるのを防止する。【解決手段】内外輪のうち、相対的に小さいバックアップ幅を有する軌道輪の軸方向の厚みを増すことで曲げ剛性を向上させる。内輪６のバックアップ量Ｌｓが外輪７のバックアップ量Ｌｈより小さい場合、内輪６と外輪７の弾性変形量が略等しくなるように内輪６の軸方向厚みを増す。これにより、軸受すきまが径方向に不均一になることを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪でバックアップ幅に差がある場合において、内外輪のそれぞれのバックアップ幅のうち、バックアップ幅が相対的に小さい方の軌道輪を、他方の軌道輪よりも軸方向に厚くしたことを特徴とするスラスト円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスラスト円筒ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッションや押し出し装置などの各種産業機械において、軸方向荷重（以下、スラスト荷重）を支承するために、軌道輪、保持器及び円筒ころからなるスラスト円筒ころ軸受が用いられている。一般的にスラスト円筒ころ軸受は、保持器に円筒ころを分離しないように組み込んだ保持器付きころと、内外輪1組の軌道輪とで構成される。それら１組の軌道輪は内輪が軸側に、外輪がハウジング側に取り付けられている（図３参照）。
【０００３】
スラスト円筒ころ軸受は、スラスト荷重の大きさによって径方向のころ列数が１列または２列、もしくはそれ以上の軸受が用いられる。ころを複数列用いるのは、ころ長さを短くすることで、軌道面の内径側と外径側で円周長が異なることにより発生する、ころと軌道面との差動滑りを小さくすることができるためである。
【０００４】
一般的に、スラスト円筒ころ軸受は大きなスラスト荷重が負荷された条件において用いられ、運転時にはころ部のすきまが減少するとともに、軌道輪が弾性変形しやすい。その変形状態は内輪と軸、または外輪とハウジングとの軸方向接触面となる中空円状範囲（以下「バックアップ面」と呼ぶ）の大きさに影響される。
【０００５】
通常、軸受の内輪を取り付ける軸は、内輪の支持剛性確保や位置決めのために径方向の段差を設けることはあっても、内輪が変形しないよう内輪の径方向の長さ全般にわたってバックアップ用の段差を設けることは稀である。対して外輪を取り付けるハウジングは、元来が箱型の形状であるが故に外輪の径方向の長さ全般にわたって、外輪とハウジングの密着面を設けることがさほど困難ではない。スラスト円筒ころ軸受において内輪側と外輪側で嵌め合い面の支持状態が異なる場合、スラスト荷重による内輪と外輪の弾性変形量に差が生じ、内輪軌道面と外輪軌道面の間隔や平行度が適正値から外れた状態、いわゆる軸受すきまの不均一が発生する（図４参照）。これによってころと軌道面との接触面圧が局部的に増大し、エッジロードや剥離などの不具合が生じ易くなるという問題があった。
【０００６】
この問題に対して、例えば特許文献１に記載されている発明は、内外輪の取り付け部の形状について規定したものであり、詳しくはバックアップ面における接触面圧が、内輪と外輪とで概ね等しくなるよう取り付け部の形状を設定するというものである。この方法は特許文献１に例示されているスラスト玉軸受のように軌道輪の内外径の差がそれほど大きくない場合には有効と考えられるが、スラスト円筒ころ軸受のように軌道輪の内外径の差が大きい軸受に適用すると、バックアップ面である中空円状範囲の径方向の幅（以下「バックアップ幅」と呼ぶ）が大きく異なる結果となり、内外輪で軌道輪の変形に差が生じるという問題がある。
【０００７】
特許文献２の発明は、ころ端部に非対称クラウニング加工を施すことで、荷重により軌道面の平行が失われた場合でも、ころと軌道輪の接触面圧が局所的に上昇することを防ぐものであるが、ころ端部にクラウニング加工を施すのはコストアップ要因になる上、非対称のクラウニング加工を行うと、後工程において、ころの向きを変えてはならなくなるため、製造工程での取り扱いが非常に難しくなるという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７―２８５３６７号公報
【特許文献２】特開平８―３３８４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような問題を鑑みたもので、スラスト荷重によって内外輪に弾性変形が生じたとしても、両者の変形量を略等しくすることで軸受すきまの不均一が発生するのを防ぎ、ころ及び軌道輪にエッジロードや剥離などの不具合を生じさせないスラスト円筒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】
【００１０】
内輪と外輪のバックアップ幅に差がある場合において、内外輪のそれぞれのバックアップ幅のうち、バックアップ幅が相対的に小さい軌道輪の軸方向の厚みを、他方の軌道輪より増すことにより、バックアップ幅が小さい軌道輪のスラスト荷重に対する曲げ剛性を向上させる。
【発明の効果】
【００１１】
内外輪のうち、相対的にバックアップ幅が小さい方の軌道輪の厚みを増して曲げ剛性を向上させることで、大きなスラスト荷重が負荷された場合でも内輪と外輪が略等しい弾性変形状態を示すようになる。そのため、軌道面の平行度が失われ難く、軸受すきまが不均一になるのを抑制する。結果として、ころ面圧の局部的増大や偏荷重の発生、及びこれに伴う摩耗や剥離を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】相対的にバックアップ幅が小さい内輪の軸方向の厚みを増したスラスト円筒ころ軸受を模式的に示す図面である。
【図２】内輪の厚みを増したことにより、スラスト荷重負荷時における内外輪の弾性変形量を略同じにした状態を模式的に示した断面図である。
【図３】一般的なスラスト円筒ころ軸受を装置に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図４】一般的なスラスト円筒ころ軸受にスラスト荷重が負荷され、内外輪が不均一に変形した状態を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明について図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００１４】
図３に示すようなスラスト円筒ころ軸受においては、外輪７側のバックアップ幅Ｌｈと、内輪６側のバックアップ幅Ｌｓが大きく異なる（Ｌｓ＜Ｌｈ）場合、スラスト荷重Ｆａが負荷された際に、外輪７に比べて内輪６に大きな弾性変形が発生する（図４参照）。このため、ころ８の内径側において過大な荷圧が生じ、軌道面の剥離などの原因となる。そのため内外輪のバックアップ幅は略等しい状態にあることが望ましいが、特に軸１側においては軽量化、低慣性モーメント化の要求があることや、実際の機械設備では軸受に関わる理由以外にも軸部形状を規定するパラメータが多いことから、バックアップ幅を大きく設定することが困難な場合が多い。
【００１５】
そこで本発明においては、内外輪のうち、相対的にバックアップ幅が小さい軌道輪について軌道輪の軸方向の厚みを増すことで、その軌道輪のスラスト荷重に対する曲げ剛性を向上させ、スラスト荷重が負荷された状態であっても内外輪の弾性変形量を略等しくする。具体的には、Ｌｓ＜Ｌｈである場合は、内輪６の軸方向の厚みを増す。これにより、スラスト荷重Ｆａによる内輪６と外輪７の弾性変形量が略等しくなる（図２参照）。Ｌｓ＞Ｌｈである場合は、外輪７の軸方向の厚みを増す。軌道輪の厚みはスラスト荷重の大きさ、内外輪のバックアップ幅Ｌｓ、Ｌｈ及び相対的に大きいバックアップ幅を有する軌道輪の厚みに基づいて決定する。
【００１６】
内外輪のうち、バックアップ幅が相対的に小さい軌道輪の軸方向の厚みを増し、曲げ剛性を向上させることで、スラスト荷重負荷に伴う内外輪の弾性変形量が略等しくなり、軸受すきまｄの径方向での不均一が低減される。その結果、軸受の稼働中においても径方向に略均一な軸受すきまｄが得られるため、局部的なころ面圧の増大やエッジロードの発生、及びそれに伴う異常摩耗や軌道面、ころ表面の剥離を防止することができる。また、本発明においては間座等を用いる必要がないため、低コストで上記の目的を達成できる。
【符号の説明】
【００１７】
１  軸
２  内輪位置決め用の段差
３  内輪側バックアップ面
４  ハウジング
５  外輪側バックアップ面
６  内輪
７  外輪
８  円筒ころ
Ｌｓ  内輪側バックアップ幅
Ｌｈ  外輪側バックアップ幅
Ｆａ  スラスト荷重
ｄ  軸受すきま
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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