(57)【要約】  【課題】  耐久性に優れ長寿命を有するスラストころ軸受用保持器及びそれを用いるスラストころ軸受を提供する。  【解決手段】  保持器１３の開口部側に、高い回転速度Ｖ１のレース１１を配置し、反対側には低い回転速度Ｖ２（＜Ｖ１）のレース１２を配置している。かかる状態では、レース１１の回転速度Ｖ１が、レース１２の回転速度Ｖ２より速いので、保持器１３とレース１１との間を通過する潤滑油の量Ｆ１は、保持器１３とレース１２との間を通過する潤滑油の量Ｆ２より多くなる。それに伴い、保持器１３の柱部１５に沿って流れる潤滑油の量Ｆ３も多くなり、ころ１６の外径側端面と保持器１３のポケット外径側端部、又はころ１６の外径側外周面と保持器１３のポケット内側縁（領域Ａ）に供給される潤滑油量が多くなり、摩耗を効果的に抑制できる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側環状部と、前記内側環状部の半径方向外側に位置する外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結する複数の柱部とを形成した１枚の板材からなるスラストころ軸受用保持器において、
軸線方向にスラストころ軸受の断面をとったとき、前記スラストころ軸受用保持器を軸線方向に挟持する一対のレースのうち、回転速度が遅い方のレースよりも、回転速度が早い方のレースに近接するようにして、前記柱部の中間部が折り曲げられていることを特徴とするスラストころ用軸受保持器。
【請求項２】
前記柱部の中間部が近接したレースに対し、前記外側環状部との間の平均スキマをＣ１，前記内側環状部との間の平均スキマをＣ３としたときに、以下の式が成立することを特徴とする請求項１に記載のスラストころ軸受用保持器。
Ｃ１＜Ｃ３                        （１）
【請求項３】
前記柱部の中間部が近接したレースと、前記中間部との間の平均スキマをＣ２としたときに、以下の式が成立することを特徴とする請求項２に記載のスラストころ軸受用保持器。
Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３                  （２）
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のスラストころ軸受用保持器と、レースと、転動体とを有することを特徴とするスラストころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体のスラスト荷重を支承するスラスト軸受の保持器及びスラスト軸受に関し、特に、自動車のトランスミッションやカーエアコン用コンプレッサの回転部分を支持するのに用いられると好適なスラストころ軸受用保持器及びスラストころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されたように、自動変速機（Ａ／Ｔ）やカーエアコン用コンプレッサ等に使用されるスラストころ軸受として、図１に示される構成のものが知られている。このスラストころ軸受は相対向する２枚のスラストレース（軌道盤）１１、１２間に保持器１３を回転可能に設けた構成となっており、保持器１３の外径環状部１３ａと内径環状部１３ｂとの間には、環状ポケット列１４（図２参照）が設けられている。このポケット列１４は保持器１３に穿設された多数のポケット１５ｐから構成されており、各ポケット１５ｐ内には針状ころ１６が転動自在に設けられている。
【０００３】
このようなスラストころ軸受の保持器１３は、一般に、金属薄板から構成されるため、保持器１３の回転時に針状ころ１６がポケット１５ｐから飛び出る可能性がある。そこで、ポケット１５ｐからの針状ころ１６の飛び出しを防ぐために、特許文献２に開示されたスラストころ軸受では、保持器１３の外径環状部１３ａと内径環状部１３ｂを連結する中間部１３ｃ（図２参照）をＭ形に折り曲げて針状ころ１６の飛び出しを防止するようにしている。
【０００４】
このような軸受の潤滑については、内径環状部１３ｂとレース１１及びレース１２との隙間を通過して入ってきた潤滑油により、ころ１６、保持器１３、レース１１，１２のレース面に対して行なわれている。
【特許文献１】特開２００２−２５０３４７号公報
【特許文献２】英国特許第１，０１４，３０７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スラストころ軸受の動作中、ころ外周面は、軸方向中心部の一箇所のみが純転がり運動をし、他の部分は転がりながら、レース面との間に相対すべりを生じさせており、中心部を離れるほど相対すべりが大きくなり、それ故潤滑条件が厳しくなっている。また、遠心力により、ころの端面と保持器ポケット外径端部との間で生じる衝接や、ころの回転速度の変動及び保持器自身の揺動又は保持器軸方向の運動により、ころと保持器ポケットとの間に衝撃が生じ、ころ外周面の油膜が保持器のポケット柱により掻き取られたりして、ころの端面と保持器ポケット外径面、又はころの外周面と保持器ポケット内側縁に良好な潤滑を実現することが困難であった。特に高速回転の場合、ころの外径側端面と保持器のポケット外径側端部、又はころの外径側外周面と保持器ポケット内側縁（図１で示す領域Ａ）に早期摩耗が生じる恐れがある。
【０００６】
以上の問題点に着目し、本発明の目的は、耐久性に優れ長寿命を有するスラストころ軸受用保持器及びそれを用いるスラストころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスラストころ軸受用保持器は、
内側環状部と、前記内側環状部の半径方向外側に位置する外側環状部と、前記内側環状部と前記外側環状部とを連結する複数の柱部とを形成した１枚の板材からなるスラストころ軸受用保持器において、
軸線方向にスラストころ軸受の断面をとったとき、前記スラストころ軸受用保持器を軸線方向に挟持する一対のレースのうち、回転速度が遅い方のレースよりも、回転速度が早い方のレースに近接するようにして、前記柱部の中間部が折り曲げられていることを特徴とする。尚、中間部は、少なくともころの軸線方向中央を保持するように形成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明者らは、同じ条件下でも、摩耗が比較的多い場合と少ない場合とがあることに着目し、レースと保持器の回転速度差により、潤滑条件が大きく異なることを見出した。より具体的に本発明の原理を、図面を参照して説明する。図３、４は、スラストころ軸受の潤滑油の流れを示す図であり、図３においては、保持器１３の開口側（柱部の中間部が折り曲げられて一方のレースに近接した側、図で左側）に、低い回転速度Ｖ１のレース１１を配置し、反対側には高い回転速度Ｖ２（＞Ｖ１）のレース１２を配置している。かかる状態では、流体粘度の性質に基づき、レース表面に付着している潤滑油はレースと一緒に円周運動をする一方、遠心力の作用で半径方向に沿って外径方向へ流れる。レースの回転速度が速いほど遠心力が大きいから、半径方向に沿って外径方向へ流れる油の量が増大する。しかるに、図３に示す場合は、レース１１の回転速度Ｖ１が、レース１２の回転速度Ｖ２より遅いので、保持器と両レースとのスキマが等しいとすれば、保持器１３とレース１１との間を通過する潤滑油の量Ｆ１は、保持器１３とレース１２との間を通過する潤滑油の量Ｆ２より少なくなる。従って、保持器１３の柱部１５に沿って流れる潤滑油の量Ｆ３も少なくなり、ころ１６の外径側端面と保持器１３のポケット外径側端部、又はころ１６の外径側外周面と保持器１３のポケット内側縁（図３で示す領域Ａ）に供給される潤滑油量が少なくなり、摩耗を増大させることとなる。
【０００９】
これに対し本発明の構成を示す図４においては、図３と逆に、保持器１３の開口部側に、高い回転速度Ｖ１のレース１１を配置し、反対側には低い回転速度Ｖ２（＜Ｖ１）のレース１２を配置している。かかる状態では、レース１１の回転速度Ｖ１が、レース１２の回転速度Ｖ２より速いので、保持器と両レースとのスキマが等しいとすれば、保持器１３とレース１１との間を通過する潤滑油の量Ｆ１は、保持器１３とレース１２との間を通過する潤滑油の量Ｆ２より多くなる。それに伴い、保持器１３の柱部１５に沿って流れる潤滑油の量Ｆ３も多くなり、ころ１６の外径側端面と保持器１３のポケット外径側端部、又はころ１６の外径側外周面と保持器１３のポケット内側縁（図４で示す領域Ａ）に供給される潤滑油量が多くなり、摩耗を効果的に抑制できる。すなわち、本発明によれば、高速回転、給油量不足、潤滑剤粘度が低いなど厳しい潤滑条件においても、より多くの潤滑油を導入し、保持器１３の柱部１５に沿って潤滑条件の最も厳しい領域Ａに供給することができ、そこの潤滑状況が改善されるので、保持器１３ところ１６表面の異常摩耗を避けることができ、高い耐久寿命を実現することができる。
【００１０】
尚、スラストころ軸受が固定レースと回転レースとを含む場合、保持器の開口側を回転レースに向けるように配置すればよい。又、双方のレースが回転する場合、回転速度が高くなる頻度が高い方のレースに、保持器の開口側を向けると良い。又、回転速度が高い場合、保持器の案内形式はころ案内（ころもたせ）が好ましい。
【００１１】
更に、前記柱部の中間部が近接したレースに対し、前記外側環状部との間の平均スキマをＣ１，前記内側環状部との間の平均スキマをＣ３としたときに、以下の式が成立すると、摩耗をより効果的に抑制できる。
Ｃ１＜Ｃ３                        （１）
【００１２】
又、前記柱部の中間部が近接したレースと、前記中間部との間の平均スキマをＣ２としたときに、以下の式が成立すると、摩耗をより効果的に抑制できる。
Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３                  （２）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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５は、本実施の形態にかかるスラストころ軸受を含む斜板式カーエアコン用コンプレッサ１の断面図である。斜板式カーエアコン用コンプレッサ１は、主軸に固定された斜板の回転により、斜板上を摺動するシューを介してピストンが往復作動するようにしたもので、ハウジング２内に、斜板３を固定した主軸４が、ラジアル軸受５を介して回転自在に支持されている。ハウジング２には円周方向の等間隔位置に複数のシリンダボア６が形成され、各ボア６内に両頭形のピストン７が摺動自在に収容されている。各ピストン７の中央部分に斜板３の外周部を跨ぐようにして凹陥部８が形成され、この凹陥部８の軸方向対向面に球面座を形成して球または半球状のシュー９を着座させてある。シュー９が斜板３とピストン７との間に介在して斜板３の回転運動をピストン７の往復運動に円滑に変換させる働きをする。
【００１４】
斜板３は主軸４に固定されていて、主軸４と共に回転する。そして、上述のように斜板３はピストン７を往復運動させる働きをするものであるため、主軸４の軸方向にスラスト荷重が発生する。それゆえ、スラスト軸受１０を介在させてあり、このスラスト軸受としては一般にスラストころ軸受が使用される。
【００１５】
図６は、そのうちの一つのスラストころ軸受１０の断面図である。図６において、スラストころ軸受１０は、一対のレース１１，１２と、それら間に挟持された複数のころ１６と、ころ１６を保持する保持器１３とを有している。保持器１３は、１枚の板材を折り曲げて形成された、いわゆるＭ型保持器であり、内側環状部１３ｂと、内側環状部１３ｂの半径方向外側に位置する外側環状部１３ａと、内側環状部１３ｂと外側環状部１３ａとを連結する複数の柱部１５とを形成しており、図７に示すように軸線方向にスラストころ軸受の断面をとったとき、柱部１５の中間部１３ｃが折り曲げられることでレース１１に近接している。この場合、レース１１に近い側を、保持器１３の開口側と呼ぶ。
【００１６】
本実施の形態にかかるスラストころ軸受１０は、図４に示すものと略同じ構成である。すなわち、保持器１３の開口側に、高い回転速度Ｖ１のレース１１を配置し、反対側には低い回転速度Ｖ２（＜Ｖ１）のレース１２を配置している。かかる状態では、レース１１の回転速度Ｖ１が、レース１２の回転速度Ｖ２より速いので、保持器１３とレース１１との間を通過する潤滑油の量は、保持器１３とレース１２との間を通過する潤滑油の量より多くなりうる。それに伴い、保持器１３の柱部１５に沿って流れる潤滑油の量も多くなりうるので、ころ１６の外径側端面と保持器１３のポケット外径側端部、又はころ１６の外径側外周面と保持器１３のポケット内側縁に供給される潤滑油量が多くなり、摩耗を効果的に抑制できる。
【００１７】
更に、本実施の形態においては、保持器１３の柱部１５の中間部１３ｃが近接したレース１１に対し、外側環状部１３ａとの間の平均スキマをＣ１，中間部１３ｃとの間のスキマをＣ２，内側環状部１３ｂとの間の平均スキマをＣ３としたときに、Ｃ２＜Ｃ３が成立する形状としているので、内側環状部１３ｂのスキマを通過する潤滑油の油量は、中間部１３ｃのスキマを通過する潤滑油より多くなり、その結果として保持器１３の柱部１５に沿って流れる潤滑油が増大し、それによりころ１６の内径側端面と保持器１３のポケット内径側端部、及びころ１６の内径側外周面と保持器１３のポケット内側縁に供給される潤滑油量が増大し、摩耗を抑制することができる。更にＣ１＜Ｃ２が成立する形状としているので、上述と同様に、内側環状部１３ｂのスキマを通過する潤滑油の油量は、外側環状部１３ａのスキマを通過する潤滑油より多くなり、その結果として保持器１３の外側環状部１３ａに沿って流れる潤滑油が増大し、それによりころ１６の外径側端面と保持器１３のポケット外径側端部、又はころ１６の外径側外周面と保持器１３のポケット内側縁に供給される潤滑油量が増大し、摩耗を抑制することができる。
【００１８】
図７は、第２の実施の形態にかかるスラストころ軸受の１０Ａの断面図である。本実施の形態は、図６の実施の形態に対し、レース１１，１２の形状が異なるのみである。より具体的には、レース１１の外径側端部に円筒状フランジ部１１ａが形成され、レース１２の内径側端部に円筒状フランジ部１２ａが形成されている。本実施の形態においても、レース１１の回転速度は、レース１２の回転速度より速くなっているので、上述の摩耗抑制効果を得られる。
【００１９】
図８は、第３の実施の形態にかかるスラストころ軸受の１０Ｂの断面図である。本実施の形態は、図７の実施の形態に対し、保持器１３の向きを変え、即ち保持器１３の開口部側をレース１２に向けている点のみが異なる。本実施の形態においても、レース１２の回転速度は、レース１１の回転速度より速くなっているので、上述の摩耗抑制効果を得られる。
【００２０】
図９は、第４の実施の形態にかかるスラストころ軸受の１０Ｃの断面図である。本実施の形態は、図６の実施の形態に対し、内側環状部１３ｂ及び外側環状部１３ａの形状が異なるのみである。より具体的には、内側環状部１３ｂと外側環状部１３ａは折り曲げられて２重となっているが、本実施の形態においても、レース１１の回転速度は、レース１２の回転速度より速くなっているので、上述の摩耗抑制効果を得られる。
【００２１】
図１０は、第５の実施の形態にかかるスラストころ軸受の１０Ｄの断面図である。本実施の形態は、図９の実施の形態に対し、レース１１，１２の形状が異なるのみである。より具体的には、レース１１の外径側端部に円筒状フランジ部１１ａが形成され、レース１２の内径側端部に円筒状フランジ部１２ａが形成されている。又、フランジ部１１ａの端部には、保持器１３との分離を阻止する突起（いわゆるバレ止め）１ｂが形成されている。本実施の形態においても、レース１１の回転速度は、レース１２の回転速度より速くなっているので、上述の摩耗抑制効果を得られる。
【００２２】
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。例えば、本発明のスラストころ軸受用保持器を備えたスラストころ軸受は、車両の自動変速機その他に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術のスラストころ軸受用保持器の断面図である。
【図２】従来技術のスラストころ軸受用保持器の上面図である。
【図３】比較例を説明するためのスラストころ軸受用保持器の断面図である。
【図４】本発明を説明するためのスラストころ軸受用保持器の断面図である。
【図５】本実施の形態にかかるスラストころ軸受を含む斜板式カーエアコン用コンプレッサの断面図である。
【図６】第１の実施の形態にかかるスラストころ軸受の断面図である。
【図７】第２の実施の形態にかかるスラストころ軸受の断面図である。
【図８】第３の実施の形態にかかるスラストころ軸受の断面図である。
【図９】第４の実施の形態にかかるスラストころ軸受の断面図である。
【図１０】第５の実施の形態にかかるスラストころ軸受の断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  斜板式カーエアコン用コンプレッサ
１１、１２  レース
１３  保持器
１６  ころ
１０，１０Ａ〜１０Ｄ  スラストころ軸受
【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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【図１０】
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