(57)【要約】【課題】レース部とレース部との隙間、またはケースとケースとの隙間から軸受内部に泥水等が浸入することを防ぎ、摩耗が問題とならないスラスト軸受を提供する。【解決手段】  転動体収容空間２５には、ポリマー潤滑剤３５が充填され、保持器としての役割を果たしている。そして、ポリマー潤滑剤３５は、内側隙間部２０にその最表面３５ａが露出する形で内側隙間部２０の一部にも充填されている。また、ポリマー潤滑剤３５は、外側隙間部２１にその最表面３５ｂが露出する形で外側隙間部２１の一部にも充填されている。内側隙間部２０、外側隙間部２１にポリマー潤滑剤３５が充填されていることから、ポリマー潤滑剤３５がシール部として機能し、軸受外空間から転動体収容空間２５側へ、泥水や塵埃等が通過することを防ぐ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルばねシートとストラットピストンロッドの上部とで支持され、該ストラットピストンロッドに軌道輪の一方が固定されるスラスト軸受であって、
複数の転動体をアキシャル方向から支持する第１軌道面形成部を有し、前記転動体を収容する転動体収容空間を形成する第１転動体収容空間形成部と、
前記転動体を前記第１軌道面形成部とアキシャル方向に対向して支持する第２軌道面形成部を有し、前記第１転動体収容空間形成部とともに前記転動体収容空間を形成する第２転動体収容空間形成部とを備え、
前記第１転動体収容空間形成部と前記第２転動体収容空間形成部とは、前記転動体収容空間の外側において該転動体収容空間に連通する外部隙間を形成する形で対向配置され、
前記転動体収容空間は、ポリマーに潤滑油を含有したポリマー潤滑剤により充填されており、該ポリマー潤滑剤は、最表面が前記外部隙間に露出する形で充填され、当該ポリマー潤滑剤が、前記転動体の保持器と、前記外部隙間から前記転動体収容空間への液状浸入物の浸入を防ぐシール部とに兼用されていることを特徴とするスラスト軸受。
【請求項２】
前記ポリマー潤滑剤の前記ポリマーは、熱可塑性樹脂である請求項１に記載のスラスト軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のストラット式サスペンション装置で用いられるスラスト軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のストラット式サスペンションにおいて、ストラットと車体との間にあって操舵時のストラットピストンロッドの揺動運動に追従しながら、両側の車輪を保持するために、スラスト軸受が備えられている（例えば、特許文献１，２）。
【０００３】
ストラット式サスペンションに使用されるスラスト軸受は、二つ一対の環状をなしたレースの間に複数の玉が介装され、両レースの端部間に隙間が形成されている。このケース間の隙間から転動体へ泥水等が浸入するという問題があり、この問題を解決するために、一方のレースに直接接着した弾性シール材を他方のレースに接触させることで密封するようにしたものがある。
【０００４】
図６に弾性シール材を備えたスラスト軸受１０１を示す。スラスト軸受１０１は、第一のレース１０３と、第２のレース１０４と、第１のレース１０３と第２のレース１０４との間に配置された複数の玉１０２と、第１のレース１０３と、第２のレース１０４との隙間部を密封する弾性シール材１０５を備えている。弾性シール材１０５は、内側の隙間を密封するインナシール部１０６と、外側の隙間を密封するアウタシール部１０７とを備え、両隙間から玉１０２側へ泥水等の液状浸入物が浸入することを防いでいる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４０９０３号公報
【特許文献１】特開２００２−２２７８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、弾性シール材１０５を利用したものは、摺動に伴って弾性シール材１０５の摩耗が発生し、耐久性に問題があった。また弾性シール材１０５を接着する領域もレースの構造により制約されてしまう問題があった。
【０００７】
また、２つの環状をなした軌道輪の間に複数の玉が介装され、第１軌道輪を支持する上ケースと、第２軌道輪を支持する下ケースとの間にケース間隙間が形成されているスラスト玉軸受においても、同様にケース間隙間から泥水等の液状浸入物が浸入する問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、レース部とレース部との隙間、またはケースとケースとの隙間から軸受内部に泥水等が浸入することを防ぎ、摩耗が問題とならないスラスト軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明のスラスト軸受は、
コイルばねシートとストラットピストンロッドの上部とで支持され、該ストラットピストンロッドに軌道輪の一方が固定されるスラスト軸受であって、
複数の転動体をアキシャル方向から支持する第１軌道面形成部を有し、転動体を収容する転動体収容空間を形成する第１転動体収容空間形成部と、
転動体を第１軌道面形成部とアキシャル方向に対向して支持する第２軌道面形成部を有し、第１転動体収容空間形成部とともに転動体収容空間を形成する第２転動体収容空間形成部とを備え、
第１転動体収容空間形成部と第２転動体収容空間形成部とは、転動体収容空間の外側において該転動体収容空間に連通する外部隙間を形成する形で対向配置され、
転動体収容空間は、ポリマーに潤滑油を含有したポリマー潤滑剤により充填されており、該ポリマー潤滑剤は、最表面が外部隙間に露出する形で充填され、当該ポリマー潤滑剤が、転動体の保持器と、外部隙間から転動体収容空間への液状浸入物の浸入を防ぐシール部とに兼用されている。
【００１０】
上記構成によれば、転動体収容空間に充填されたポリマー潤滑剤の最表面が外部隙間に露出しており、外部隙間の一部をポリマー潤滑剤が塞ぐことにより、軸受外空間から軸受内部に泥水や塵埃等が浸入することを防ぐことができる。
【００１１】
そして、ポリマー潤滑剤のポリマーは、熱可塑性樹脂を用いるとよい。これによれば、ポリマー潤滑剤を加熱して溶融状態とし、転動体収容空間に充填することができる。その後、冷却することにより、ポリマー潤滑剤が固化して、シール部としての役割を果たす。
【００１２】
第１転動体収容空間形成部は、第１軌道面形成部と外部隙間の形成部とが一体化された第１軌道輪部材であり、第２転動体収容空間形成部は、第２軌道面形成部と前記外部隙間の形成部とが一体化された第２軌道輪部材である。
【００１３】
第１軌道輪部材と第２軌道輪部材とに、外部隙間が形成されていることにより、転動体を介して第１軌道輪部材と第２軌道輪部材とが相対回転することが可能であり、その外部隙間にポリマー潤滑剤の最表面が露出して充填されていることにより、軸受外空間から軸受内部に泥水や塵埃等が浸入することを防ぐことができる。
【００１４】
或いは、第１転動体収容空間形成部は、第１軌道面を有する第１軌道輪と、該第１軌道輪とは別体として形成され該第１軌道輪に結合された第１ケースとを有し、第２転動体収容空間形成部は、第２軌道面を有する第２軌道輪と、該第２軌道輪とは別体として形成され該第２軌道輪に結合された第２ケースとを有し、それらケース間に外部隙間が形成されているスラスト軸受にも適用することもできる。すなわち、第１ケース及び第２ケースは、樹脂により形成され、第１軌道輪及び第２軌道輪は、鋼材により形成されて、これらがマウント成形により一体化したものであってもよい。この場合も同様に、外部隙間にポリマー潤滑剤の最表面が露出して充填されていることにより、軸受外空間から軸受内部に泥水や塵埃等が浸入することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、スラスト玉軸受１の断面図、図２は、このスラスト玉軸受１の要部の断面図である。このスラスト玉軸受１は、第１転動体収容空間形成部５を含む第１軌道輪部材である第１レース部３と、第２転動体収容空間形成部１５を含む第２軌道輪部材である第２レース部４と、第１レース部３と第２レース部４との間に配置された転動体としての複数の玉２とを備える。
【００１６】
第１レース部３の外周部には、内側が玉２と接触する第１軌道面形成部５ａと、その第１軌道面形成部５ａから第２レース部４側に向かって延びる第１円筒部６が形成されている。
【００１７】
第２レース部４の玉２側の内側には、玉２の軌道面とされる第２軌道面形成部１５ａと、その第２軌道面部１５ａからラジアル方向内側に第１レース部３側に向かって延びる第２円筒部１６と、第２軌道面部１５ａから第２レース部４の外周部に、第１レース部３側へ向かって屈曲し、玉２のラジアル方向外側への移動を規制する屈曲部１７が形成されている。
【００１８】
第１レース部３及び第２レース部４は、環状に鋼材によって形成されている。複数の玉２は、第１レース部３及び第２レース部４によって形成される転動体収容空間２５に転動可能に配置されている。
【００１９】
第２レース部４の第２円筒部１６の端面１６ｓと、第１レース部３の環状板部７の内側面７ｓとは、外部隙間としての内側隙間部２０を形成している。
【００２０】
転動体収容空間２５には、ポリマー潤滑剤３５が充填され、保持器としての役割を果たしている。さらにポリマー潤滑剤３５は、内側隙間部２０にその最表面３５ａが露出する形で内側隙間部２０の一部にも充填されている。内側隙間部２０にポリマー潤滑剤３５が充填されていることから、固形状のポリマー潤滑剤３５が、従来の弾性シール材等に替わるシール部として機能し、内側隙間部２０から転動体収容空間２５側へ、泥水や塵埃等が通過することを防ぐことができる。
【００２１】
また第１円筒部６の内径は、第２レースの屈曲部１７の外径よりも大きく形成され、第１レース部３の第１円筒部６端部の内周面６ｓと、第２レース部４の屈曲部１７の外周面１７ｓとは、外部隙間としての外側隙間部２１を形成している。
【００２２】
ポリマー潤滑剤３５は、外側隙間部２１にその最表面３５ｂが露出する形で外側隙間部２１の一部にも充填されている。外側隙間部２１にポリマー潤滑剤３５が充填されていることから、固形状のポリマー潤滑剤が、従来の弾性シール材等に替わるシール部として機能し、泥水や塵埃等が軸受外部からこの外側隙間部２１を通過して玉２側へ浸入することを防ぐことができる。
【００２３】
転動体収容空間、内側隙間部、及び外側隙間部に充填されているポリマー潤滑剤３５は、熱可塑性樹脂と、この熱可塑性樹脂に５０〜８０重量％の潤滑油（基油）を含有したものである。熱可塑性樹脂と潤滑油との混合物を熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した後、冷却すると、固形化した潤滑性組成物となる。すなわち、上記熱可塑性樹脂の融点以上に加熱し、スラスト軸受の転動体収容空間２５に流動状態の混合物を充填した後、冷却する。固形化されたポリマー潤滑剤３５は、スラスト玉軸受１の使用時の熱等により潤滑成分が徐々に滲み出る結果として潤滑性を発揮する。
【００２４】
熱可塑性樹脂としては、例えば、超高分子量ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリウレタン等が用いられる。
【００２５】
潤滑油としては、ポリαオレフィン、ジエステル、パーフロロポリエーテル、合成炭化水素、エーテル油、エステル油、シリコン油、フッ素油等の合成油や鉱油全般等、任意のものを用いることができる。尚、これら潤滑油成分の動粘度は、４０°Ｃにおいて、８〜３０ｍｍ2 ／Ｓ（スト−クス）以上であることが望ましい。
【００２６】
また、あまり重い操舵感覚を避けること及び軸受内摩擦面の焼き付きを防止するため極圧添加剤および／または摩耗防止剤を使用する。極圧添加剤および／または摩耗防止剤としては、Ｍｏジチオカルバメート、Ｚｎジチオフォスフェートなどの有機金属錯体全般、ジエステルサルファイド、ベンジルサルファイドなどの硫黄系、トリクレジルフォスフェート、リン酸エステルなどのリン系、塩化アルキルベンゼンなどのハロゲン系等、全ての極圧添加剤や摩耗防止剤を使用することができる。
【００２７】
そして、前述のように、これらの流動状の潤滑油に粉末状の熱可塑性樹脂、さらに適宜、極圧添加剤、摩耗防止剤を所定の割合で混合し、融点以上に加熱して可塑化した状態で上記隙間に封入した後、冷却させて固形状する。熱可塑性樹脂の成分は、１０〜９０重量％とし、潤滑油成は、９０〜１０重量％とする。これは、熱可塑性樹脂が１０重量％以下であると固形化せず、潤滑油成が１０以下であると、固形化したとき潤滑油成分が十分に滲出せず、潤滑性が悪くなるからである。尚、熱可塑性樹脂と潤滑油成分との混合比は、好ましくは熱可塑性樹脂が２０〜４０重量％で、潤滑油成分が８０〜６０重量％がよい。なお、極圧添加剤および／または摩耗防止剤は、潤滑油に配合される割合としては、２〜３０重量％（好ましくは５〜１５重量％）の範囲で配合されていることが好ましい。
【００２８】
ポリマー潤滑剤７を調合する場合、上記した種々の熱可塑性樹脂と潤滑油の組み合わせを用いて溶融・固化することが可能であるが、例えば、平均分子量１００万〜６００万程度、融点１００℃〜１４０℃の超高分子量ポリエチレンを２０〜８０重量％（従って、潤滑油は、上記する任意のもの８０〜２０重量％）含む潤滑性組成物を溶融させて注入し、冷却することにより固化させることができる。
【００２９】
超高分子量ポリエチレン２０重量％未満になると潤滑性組成物が柔らか過ぎて、固形潤滑剤とならない。また、６０重量％を越えると潤滑性組成物が硬過ぎて樹脂に近い状態となり、潤滑油の滲み出しが少なくて潤滑不良を起こしやすい。
【００３０】
図３に本発明のスラスト玉軸受１が組み込まれた車両のサスペンション形式の一つであるストラット式サスペンションの例を示す。図３に示すように、ストラット式サスペンションは、支持メンバー８１に装着されて車体の一部を支持するストラットピストンロッド８３と、そのストラットピストンロッド８３に組み込まれタイヤ側からの振動や衝撃を吸収するコイルスプリング８２と、車体の上部に固定されるスタビライザーサポート８４等を含んで構成されている。
【００３１】
このストラット式サスペンションは、その下側が車体側の支持メンバー８１に取り付けられ、車体全体を車軸等に対して浮上支持する役割を有する。そして、この支持メンバー８１周りには、車軸８９とその車軸８９に固定され車輪を装着するハブ９０と、そのハブ９０に固定されるブレーキディスク９１と、そのブレーキディスク９１に油圧により圧接させるパッドを内部に設けたキャリパボディ９２等が配置されている。
【００３２】
図４に上記構成のスラスト玉軸受１を使用したストラット式サスペンション（図３参照）の上部の内部構造を示す。ストラット式サスペンションは、コイルスプリング８２のばね座８７を保持するコイルばねシート８８と、ストラットピストンロッド８３の上端部に嵌合されるスラスト玉軸受１と、スラスト玉軸受１の上部で該スラスト玉軸受１を固定するナット８６と、これらスラスト玉軸受１を囲むように保持するスタビライザーサポート８４等を含んで構成されている。なお、スタビライザーサポート８４は、弾性材８４ａと該弾性材８４ａの外周周りを覆う外筒部８４ｂとで構成される。
【００３３】
上記スラスト玉軸受１は、スタビライザーサポート８４とコイルばねシート８８との間に配置される。コイルばねシート８８は、外周部８８ａの下面でサスペンションのコイルスプリング８２のばね座８７の上端部で支持される円環板状の支持体であり、内周部８８ｂの上面でスラスト玉軸受１の第２レース部４を支持するようになっている。第１レース部３と第２レース部４とが相対回転する。
【００３４】
図５に本発明の他の実施例を示す。スラスト玉軸受５１は、第１ケースである上ケース５３と第２ケースである下ケース５４を含んで構成されている。上ケース５３及び下ケース５４には、それぞれ環状の上側軌道輪５５と下側軌道輪５６が形成され、鋼球からなる複数個の転動体である玉５２の上方と下方を、それぞれ上ケース５３と下ケース５４の環状の上側軌道輪５５、下側軌道輪５６が支持している。上ケース５３と下ケース５４は、それぞれ合成樹脂により形成され、鋼材からなる上側軌道輪５５、下側軌道輪５６をマウント成形により一体化したものである。
【００３５】
複数個の転動体５２の上方と下方をそれぞれ上カバー５３と下カバー５４の環状のレース部５５，５６で支持したものである。このスラスト玉軸受５１は、上カバー５３の内周縁部と外周縁部に、上方から下方に向けて筒状に突出する突出部５３ａ，５３ｂが形成され、下カバー５４の内周縁部と外周縁部にも、下方から上方に向けて筒状に突出する突出部５４ａ，５４ｂが形成される。そして、上カバー５３の内周縁部の突出部５３ａより外周側に下カバー５４の内周縁部の突出部５４ａが隙間５７をあけて嵌入すると共に、上カバー３の外周縁部の突出部５３ｂより内周側に下カバー５４の外周縁部の突出部５４ｂが隙間５８をあけて嵌入している。
【００３６】
そして、転動体収容空間５９にポリマー潤滑剤３５が充填され、ポリマー潤滑剤３５は、その最表面５５ａ，５５ｂが、隙間５７，５８に露出している。これにより、前述の実施例同様に、ポリマー潤滑剤によって、軸受外空間から転動体収容空間５９へ、泥水等の液状浸入物が浸入するのを防ぐことができる。
【００３７】
本発明は、スラスト玉軸受に限定されず、ストラット式サスペンションに利用されるスラスト軸受一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】スラスト玉軸受の断面図。
【図２】図１のスラスト玉軸受の要部拡大断面図。
【図３】車両のストラット式サスペンションを示す斜視図。
【図４】ストラット式サスペンションの要部断面図。
【図５】他の実施例としてのスラスト玉軸受の断面図。
【図６】従来のスラスト玉軸受の断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１    スラスト玉軸受
２    玉
３    第１レース部
４    第２レース部
５    第１転動体収容空間形成部
１５    第２転動体収容空間形成部
２０    内側隙間部
２１    外側隙間部
２５    転動体収容空間
３５    ポリマー潤滑剤
３５ａ，３５ｂ  最表面
５１    スラスト玉軸受
５２    玉
５３    上ケース
５４    下ケース
５７，５８  隙間
【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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