(57)【要約】【課題】静粛性が高く、かつ上記従来のスラストニードル軸受と比べて製造コストが低いスラストニードル軸受を提供する。【解決手段】背面１２の第２方向における第１長さＬ１が異なる複数のスラストニードル軸受１００を準備し、準備された複数のスラストニードル軸受１００の音響特性を調べる工程と、音響特性が許容範囲内にあるように、第１長さＬ１の設計値を決定する工程とを備える。【選択図】図３
2018076946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道輪とニードルころとを備えるスラストニードル軸受の設計方法であって、
前記軌道輪は、第１方向に沿って延びる第１部分と、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延びる第２部分とを含み、
前記第１部分は、前記ニードルころと接触する軌道面と前記軌道面と反対側に位置する背面とを有し、
前記ニードルころは、前記ニードルころの軸の延在する第３方向における両端に形成されている２つの端面と、前記２つの端面間に形成されている外径面とを含み、
前記外径面は、前記第３方向に沿った断面において直線状に延びる直線部と、前記第３方向において前記直線部を挟むように前記直線部に隣接して形成されているクラウニング部とを有し、
前記背面の前記第２方向における第１長さが異なる複数の前記スラストニードル軸受を準備し、準備された前記複数のスラストニードル軸受の音響特性を調べる工程と、
前記音響特性が許容範囲内にあるように、前記第１長さの設計値を決定する工程とを備える、スラストニードル軸受の設計方法。
【請求項２】
前記直線部または前記クラウニング部が前記軌道面と接触するように、前記設計値が決定される、請求項１に記載のスラストニードル軸受の設計方法。
【請求項３】
軌道輪とニードルころとを備えるスラストニードル軸受の設計方法であって、
前記軌道輪は、第１方向に沿って延びる第１部分と、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延びる第２部分とを含み、
前記第１部分は、前記ニードルころと接触する軌道面と前記軌道面と反対側に位置する背面とを有し、
前記ニードルころは、前記ニードルころの軸の延在する第３方向における両端に形成されている２つの端面と、前記２つの端面間に形成されている外径面とを含み、
前記外径面は、前記第３方向に沿った断面において直線状に延びる直線部と、前記第３方向において前記直線部を挟むように前記直線部に隣接して形成されているクラウニング部とを有し、
前記スラストニードル軸受が、前記第２方向に直交する第１面および第２面の間に配置され、前記軌道輪の前記背面が前記第１面に接触し、前記ニードルころの前記直線部と前記クラウニング部との境界部が前記軌道面に接触したモデルを設定する工程と、
前記モデルにおいて、前記背面の前記第２方向における第１長さの設計値を決定する工程とを備え、
前記決定する工程では、
前記境界部と前記端面との間の前記第３方向における第２長さと、前記断面における前記境界部の曲率半径から、前記断面において前記軌道面と前記第３方向とが成す第１角度が求められ、
前記第１角度から、前記軌道面および前記背面が前記第２面に対して成す第２角度が求められ、
前記背面の前記第１方向における第３長さおよび前記第２角度から、前記第１長さが求められる、スラストニードル軸受の設計方法。
【請求項４】
前記モデルにおいて、前記軌道輪は、前記第２方向に沿ったスラスト荷重を受けて変形されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のスラストニードル軸受の設計方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のスラストニードル軸受の設計方法により設計された、軌道輪。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のスラストニードル軸受の設計方法により設計された複数の前記軌道輪を準備する工程と、
前記軌道輪の良否を判別する工程とを備え、
前記判別する工程では、前記準備する工程で準備された複数の前記軌道輪のうち、前記背面の前記第２方向における長さが請求項１〜４のいずれか１項に記載のスラストニードル軸受の設計方法の前記決定する工程において決定された前記第１長さ以下であるものを、良品として判別する、スラストニードル軸受の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラストニードル軸受の設計方法、スラストニードル軸受、およびスラストニードル軸受の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スラストニードル軸受の軌道輪は、軌道面および軌道面と反対側の面が回転軸の軸中心に対して傾斜している。スラストニードル軸受に印加されるスラスト荷重が大きいときには、軌道輪の傾斜は矯正されてニードルころのストレート部が転動面となる。これに対し、スラストニードル軸受に印加されるスラスト荷重が小さいとき（たとえば７０Ｎ）には、軌道輪の傾斜は矯正されずニードルころのクラウニング部が転動面となる。クラウニング部はストレート部と比べて真円度が大きい。そのため、クラウニング部が転動面であるときは、ストレート部が転動面である時と比べて、ニードルころおよび軌道輪の振動が大きくなり、さらに振動が回転軸などに伝達されることにより、当該振動に起因した騒音が大きくなる。
【０００３】
スラストニードル軸受の静粛性の向上に結び付く技術として、スラストニードル軸受とその支持構造物との間に振動絶縁体を配置する技術や、ニードルの少なくとも軸方向両端寄り部分に超仕上加工によるクラウニング部を設ける技術が知られている（たとえば、特開２０１２−０９７８９８号公報、特開２０１２−２１５２５５号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０９７８９８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１５２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、いずれの場合も製造コストが高いという問題があった。本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、静粛性が高く、かつ上記従来のスラストニードル軸受と比べて製造コストが低いスラストニードル軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るスラストニードル軸受の設計方法では、軌道輪は、第１方向に沿って延びる第１部分と、第１方向と交差する第２方向に沿って延びる第２部分とを含む。第１部分は、ニードルころと接触する軌道面と軌道面と反対側に位置する背面とを有している。ニードルころは、ニードルころの軸の延在する第３方向における両端に形成されている２つの端面と、２つの端面間に形成されている外径面とを含む。外径面は、第３方向に沿った断面において直線状に延びる直線部と、第３方向において直線部を挟むように直線部に隣接して形成されているクラウニング部とを有している。上記スラストニードル軸受の設計方法は、背面の第２方向における第１長さが異なる複数のスラストニードル軸受を準備し、準備された複数のスラストニードル軸受の音響特性を調べる工程と、音響特性が許容範囲内にあるように、第１長さの設計値を決定する工程とを備える。
【０００７】
上記スラストニードル軸受の設計方法では、直線部またはクラウニング部が軌道面と接触するように、設計値が決定される。
【０００８】
本発明に係るスラストニードル軸受の設計方法では、軌道輪は、第１方向に沿って延びる第１部分と、第１方向と交差する第２方向に沿って延びる第２部分とを含む。第１部分は、ニードルころと接触する軌道面と軌道面と反対側に位置する背面とを有している。ニードルころは、ニードルころの軸の延在する第３方向における両端に形成されている２つの端面と、２つの端面間に形成されている外径面とを含む。外径面は、第３方向に沿った断面において直線状に延びる直線部と、第３方向において直線部を挟むように直線部に隣接して形成されているクラウニング部とを有している。上記スラストニードル軸受の設計方法は、スラストニードル軸受が、第２方向に直交する第１面および第２面の間に配置され、軌道輪の背面が第１面に接触し、ニードルころの直線部とクラウニング部との境界部が軌道面に接触したモデルを設定する工程と、モデルにおいて、背面の第２方向における第１長さの設計値を決定する工程とを備える。決定する工程では、境界部と端面との間の第３方向における第２長さと、断面における境界部の曲率半径から、断面において軌道面と第３方向とが成す第１角度が求められる。第１角度から、軌道面および背面が第２面に対して成す第２角度が求められる。背面の第１方向における第３長さおよび第２角度から、第１長さが求められる。
【０００９】
上記スラストニードル軸受の設計方法では、モデルにおいて、軌道輪は、第２方向に沿ったスラスト荷重を受けて変形されている。
【００１０】
本発明に係るスラストニードル軸受は、上記スラストニードル軸受の設計方法により設計されている。
【００１１】
本発明に係るスラストニードル軸受の製造方法は、上記スラストニードル軸受の設計方法により設計された複数の軌道輪を準備する工程と、軌道輪の良否を判別する工程とを備える。判別する工程では、準備する工程で準備された複数の軌道輪のうち、背面の第２方向における長さが上記スラストニードル軸受の設計方法の決定する工程において決定された第１長さ以下であるものを、良品として判別する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、静粛性が高く、かつ上記スラストニードル軸受と比べて製造コストが低いスラストニードル軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係るスラストニードル軸受を示す部分断面図である。
【図２】実施の形態１に係るスラストニードル軸受の設計方法のフローチャートである。
【図３】実施の形態１に係るスラストニードル軸受の設計方法におけるモデルを示す図である。
【図４】実施の形態１に係るスラストニードル軸受の製造方法のフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係るスラストニードル軸受の変形例を示す部分断面図である。
【図６】実施の形態２に係るスラストニードル軸受の設計方法のフローチャートである。
【図７】実施の形態３に係るスラストニードル軸受の製造方法のフローチャートである。
【図８】実施例における音響特性の評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１５】
（実施の形態１）
＜スラストニードル軸受の構成＞
図１を参照して、実施の形態１に係るスラストニードル軸受１００について説明する。スラストニードル軸受１００は、軌道輪１０と、複数のニードルころ２０と、保持器２１を備える。スラストニードル軸受１００は、軸受支持部材としての回転軸３１と、固定軸３２との間に配置され得る。軌道輪１０は、第１方向に沿って延びる第１部１と、第１部１と接続されており、かつ第１方向に交差する第２方向に沿って延びる第２部２とを含む。第２方向は、スラストニードル軸受１００のスラスト方向に沿っている。
【００１６】
軌道輪１０は、スラストニードル軸受１００がある大きさ以上のスラスト荷重を受けたときに、変形可能に設けられている。軌道輪１０は、ある大きさ以上のスラスト荷重を受けていない状態、例えばスラスト荷重が７０Ｎ程度と比較的小さい状態において、例えば第１部１と第２部２とが成す角度（内角）が鈍角となるように形成されている。軌道輪１０は、ある大きさ以上のスラスト荷重を受けた場合、第１部１と第２部２とが成す角度（内角）が９０度に近くなるように変形される。言い換えると、ある大きさ以上のスラスト荷重を受けた場合、ラジアル方向に対する第１部１の傾斜角が０度に近づくように変形される。なお、図１および図３には、ある大きさ以上のスラスト荷重を受けておらず、軌道輪１０が十分に変形されていない状態にあるスラストニードル軸受１００が示されている。
【００１７】
図１に示されるように、第１部１は、軌道面１１と、軌道面１１と反対側に位置する背面１２とを有している。軌道面１１は、ニードルころ２０の外径面（２０Ａ，２０Ｂ（図３参照））と接触可能に形成されている。背面１２の少なくとも一部は、スラスト方向において固定軸３２側に位置する回転軸３１の軸受支持部の第１面３３と接触可能に形成されている。第２部２の内周面は、回転軸３１の軸受支持部の外周面３５と接触可能に形成されている。第２部２の第２方向における端部のうち第１部１と接続されていない端部は、スラストニードル軸受１００に所定のスラスト荷重が印加された状態において固定軸３２の第２面３４と接触可能に設けられている。なお、回転軸３１の第１面３３は、固定軸３２の第２面３４と平行である。回転軸３１の第１面３３は、回転軸３１の軸受支持部の外周面３５に対して直交している。
【００１８】
図１に示されるように、ニードルころ２０は、軌道輪１０の軌道面１１上を転動可能に設けられている。保持器２１は、ニードルころ２０を転動可能に保持する。ニードルころ２０は、ニードルころ２０の軸（転動軸）が延在する第３方向の両端に形成されている２つの端面２０Ｅ（図３参照）と、２つの端面２０Ｅ間に形成されている外径面とを含む。ニードルころ２０の外径面は、例えば直線部２０Ａと、クラウニング部２０Ｂと、面取り部２０Ｃとを有する（図３参照）。端面２０Ｅ、面取り部２０Ｃ、クラウニング部２０Ｂ、直線部２０Ａ、クラウニング部２０Ｂ、面取り部２０Ｃ、および端面２０Ｅが第３方向において順に接続されている。直線部２０Ａは、第３方向におけるニードルころ２０の中央部に形成されている。直線部２０Ａは、ニードルころ２０の外径が第３方向において一定に設けられている部分である。クラウニング部２０Ｂおよび面取り部２０Ｃは、直線部２０Ａから端面２０Ｅに向けて、ニードルころ２０の外径が徐々に小さくなるように加工されている部分である。
【００１９】
クラウニング部２０Ｂ（図３参照）は、例えば円柱状の被成形体がクラウニング加工されることにより形成されている。面取り部２０Ｃ（図３参照）は、例えばクラウニング加工された被成形体が面取り加工されることにより形成されている。面取り部２０Ｃは、例えば円柱状の被成形体が面取り加工されることにより形成されていてもよい。この場合、クラウニング部２０Ｂは、例えば面取り加工された被成形体がクラウニング加工されることにより形成されている。クラウニング部２０Ｂの外径は、面取り部２０Ｃの外径以上、直線部２０Ａ（図３参照）の外径以下である。クラウニング部２０Ｂの真円度は、直線部２０Ａの真円度以上、面取り部２０Ｃの真円度以下である。なお、クラウニング部２０Ｂと直線部２０Ａとの境界部は、例えば直線部２０Ａからのドロップ量（外径の減少量）が１μｍとなる位置とする。
【００２０】
図１に示されるように、ニードルころ２０の外径面は、固定軸３２の第２面３４および軌道輪１０の軌道面１１と接触可能に形成されている。ニードルころ２０の外径面において軌道面１１と接触する接触部Ａ（図３参照）の位置は、スラストニードル軸受１００に印加されるスラスト荷重の大きさ、すなわち軌道輪１０の変形の程度、に応じて変化する。なお、ニードルころ２０の外径面において軌道面１１と接触する接触部Ａは、ニードルころ２０の軸を挟んで、ニードルころ２０の外径面において固定軸３２の第２面３４と接触する接触部Ｂ（図３参照）と対称である。言い換えると、接触部Ａおよび接触部Ｂは、ニードルころ２０の軸上の一点を中心とする同心円上に位置している。
【００２１】
スラストニードル軸受１００に印加され得るスラスト荷重はその用途に応じて所定の範囲内で変動し得る。スラストニードル軸受１００に印加されるスラスト荷重が比較的大きい場合、第１部１と第２部２との成す角度は略９０度となる。この場合、上記接触部Ａは直線部２０Ａ上に形成される。スラストニードル軸受１００に印加されるスラスト荷重が比較的小さい場合、第１部１と第２部２との成す角度は大きくなる。上記状態は、例えば所定の回転速度で作動されるスラストニードル軸受１００に最小のスラスト荷重が印加された第１状態を含む。上記第１状態は、例えばスラストニードル軸受１００が自動車のオートマチックトランスミッションに適用された場合に、自動車のアイドリング時に実現される状態である。第１状態における上記接触部Ａは直線部２０Ａの第３方向における端部（直線部２０Ａとクラウニング部２０Ｂとの境界部）上に形成される。
【００２２】
本実施の形態に係るスラストニードル軸受１００は、上記第１状態においても接触部Ａが直線部２０Ａ上に位置するように形成されている。そのため、スラストニードル軸受１００によれば、上記第１状態において接触部がクラウニング部上に位置するように形成されていた従来のスラストニードル軸受と比べて、上記第１状態にあるときに生じる振動が小さく、第１状態にあるときに発する音圧が小さい。このようなスラストニードル軸受１００は、以下のような設計方法により設計され得る。
【００２３】
＜スラストニードル軸受の設計方法＞
次に、図２および図３を参照して、スラストニードル軸受１００の設計方法について説明する。本設計方法は、軌道輪１０の第１部１の背面１２の第２方向における第１長さＬ１の設計値を、音響特性に基づいて決定するための方法である。
【００２４】
はじめに、複数のスラストニードル軸受１００が準備される（Ｓ１０）。複数のスラストニードル軸受１００は、図３に示されるようなモデルにおいて表される第１長さＬ１が互いに異なっている。本モデルにおけるスラストニードル軸受１００は、スラスト方向に直交する（言い換えるとラジアル方向に沿って延びる）第１面３３および第２面３４の間に配置され、軌道輪１０が第１面３３に接触し、ニードルころ２０が第２面３４に接触している。本モデルでは、ニードルころ２０の外径面における軌道面１１との接触部Ａ、および第２面３４との接触部Ｂは、ニードルころ２０の軸を挟んで対称である。上記モデルにおいて、背面１２の第２方向における第１長さＬ１は、任意に設定され得る。なお、第１長さＬ１の長さに応じて、接触部Ａの位置は変化する。すなわち、第１長さＬ１の長さに応じて、軌道面１１と接触する接触部Ａと端面２０Ｅとの間の第３方向における第２長さＬ２は変化する。
【００２５】
次に、第１長さＬ１が異なる複数のスラストニードル軸受１００の音響特性を調べる（Ｓ２０）。まず、第１長さＬ１が異なる複数のスラストニードル軸受１００が準備される。次に、準備された複数のスラストニードル軸受１００の音響特性が調べられる。音響特性は任意の方法により調べられ得る。例えば、準備された複数のスラストニードル軸受１００の各々に対し、７０Ｎのスラスト荷重を印加して、７５０回／分の回転速度で回転させたときの音圧レベルを測定する。第１長さＬ１が相対的に短いスラストニードル軸受１００の音圧レベルは、第１長さＬ１が相対的に長いスラストニードル軸受１００の音圧レベルと比べて大きくなる。これは以下のような理由による。
【００２６】
第１長さＬ１が短いほど、接触部Ａは第３方向においてニードルころ２０の端面２０Ｅから遠くなる。そして、上述のように、第３方向に垂直な断面におけるニードルころ２０の外径面の真円度は、第３方向において端面２０Ｅから離れるにつれて小さくなる。この傾向は、ニードルころ２０の製造方法によって生じるものである。すなわち、ニードルころ２０は、超仕上げ（工作物の表面に，面と平行に振動する砥石を軽く押当てて鏡面状態にする）加工により円柱状に成形された後、クラウニング加工、および面取り加工が施される。一般的なクラウニング加工方法は、超仕上げ加工方法と比べて真円度の精度が劣る。一般的な面取り加工方法は、一般的なクラウニング加工方法と比べて真円度の精度が劣る。そのため、第３方向に垂直な断面におけるニードルころ２０の外径面の真円度は、第３方向において端面２０Ｅから離れるにつれて小さくなる。
【００２７】
真円度が小さい外径面上に接触部Ａが配置される場合、真円度が大きい外径面上に接触部Ａが配置される場合と比べて、回転軸３１が回転されたときに軌道輪１０に生じる振動が小さくなり、振動に伴い発せられる音の音圧が小さくなる。
【００２８】
次に、上記音響特性に基づいて第１長さＬ１の設計値が決定される（Ｓ３０）。スラストニードル軸受１００への要求仕様に対し、許容範囲内の音響特性を示すスラストニードル軸受１００の第１長さＬ１が設計値に決定される。ここで、軌道輪１０の第１長さＬ１の設計値とは、軌道輪１０にスラスト荷重が印加されていない無負荷状態における軌道輪１０の第１長さＬ１である。許容範囲内の音響特性を示すスラストニードル軸受１００が複数存在する場合、例えばそれらの第１長さＬ１のうち、軌道輪１０の製造方法において最も容易に形成され得る値が設計値として決定される。
【００２９】
＜スラストニードル軸受の製造方法＞
次に、図４を参照して、スラストニードル軸受１００の製造方法について説明する。スラストニードル軸受１００の製造方法は、軌道輪１０、ニードルころ２０、および保持器２１を準備する工程（Ｓ４０）と、軌道輪１０、ニードルころ２０、および保持器２１を組み立てる工程（Ｓ５０）とを備える。
【００３０】
上記準備する工程（Ｓ４０）では、軌道輪１０は、上記スラストニードル軸受１００の設計方法において設計された構成を有するものとして準備される。軌道輪１０の第１長さＬ１は、上記スラストニードル軸受１００の設計方法において決定された値以下である。軌道輪１０は、従来の軌道輪と同様の方法により加工され、準備され得る。ニードルころ２０および保持器２１は、上記スラストニードル軸受１００の設計方法において予め設定された構成を有するものとして準備される。ニードルころ２０および保持器２１は、従来のニードルころおよび保持器と同様の方法により加工され、準備され得る。
【００３１】
上記組み立てる工程（Ｓ５０）では、軌道輪１０、ニードルころ２０、および保持器２１は、従来のスラストニードル軸受の製造方法における組み立て方法と同様の方法により組み立てられる。このようにして、スラストニードル軸受１００が製造される。
【００３２】
＜作用効果＞
スラストニードル軸受１００は、上記設計方法により設計されている。そのため、スラストニードル軸受１００は、無負荷状態において、スラストニードル軸受１００に要求される静粛性を有している。
【００３３】
さらに、該スラストニードル軸受１００が第１状態に置かれたときの第１長さＬ１は無負荷状態と比べて短くなり、第１状態における接触部Ａは無負荷状態における接触部Ａと比べて第３方向においてよりニードルころ２０の中央部側に配置される。そのため、第１状態における接触部Ａの真円度は、無負荷状態における接触部Ａの真円度よりも小さくなる。その結果、スラストニードル軸受１００は、第１状態においても、スラストニードル軸受１００に要求される静粛性を有している。
【００３４】
さらに、スラストニードル軸受１００は、振動絶縁体などの追加部材を備えることなく、要求される静粛性を満足し得る。
【００３５】
また、上記スラストニードル軸受１００の設計方法により設計された軌道輪１０は、特殊な加工が施される必要がなく、従来の軌道輪の製造方法と同様の方法により製造され得る。さらに、ニードルころ２０および保持器２１も、特殊な加工が施される必要がなく、従来のニードルころおよび保持器の製造方法と同様の方法により製造され得る。そのため、スラストニードル軸受１００の製造方法は、超仕上加工などの追加加工工程を備えることなく、要求される静粛性を満足するスラストニードル軸受１００を製造し得る。
【００３６】
以上のような理由により、スラストニードル軸受１００は、静粛性が高く、かつ要求される静粛性を満足するために製造コストの高い追加部材または追加加工が必要であった従来のスラストニードル軸受と比べて、製造コストが低い。
【００３７】
また、上記スラストニードル軸受１００の設計方法により設計された軌道輪１０の第１長さＬ１は、要求される静粛性を満足し得る最長の第１長さＬ１以下であって、軌道輪１０の製造方法において容易に形成され得る値として設計され得る。例えば、要求される静粛性を満足し得る最長の第１長さＬ１が設計値として決定され得る。このように設計されたスラストニードル軸受１００は、静粛性が高く、かつ要求される静粛性を満足するために製造コストの高い追加部材または追加加工が必要であった従来のスラストニードル軸受と比べて、製造コストが低い。
【００３８】
スラストニードル軸受１００は、印加され得るスラスト荷重の範囲が比較的大きく、スラスト荷重の平均値に比べてその最小値が十分に小さくなるような回転部分、例えば上述した自動車のオートマチックトランスミッションに好適である。
【００３９】
＜変形例＞
上記スラストニードル軸受１００の設計方法の上記工程（Ｓ１０）で設定されるモデルにおいて、軌道輪１０は、第２方向に沿ったスラスト荷重を受けて変形されていてもよい。上記モデルは、上記工程（Ｓ２０）で印加されるような低スラスト荷重が印加された第１状態にあるスラストニードル軸受１００であってもよい。この場合、上記工程（Ｓ３０）では、まず、上記第１状態にあるスラストニードル軸受１００の軌道輪１０の第１長さＬ１が、上記音響特性に基づいて決定されてもよい。そして、このように決定された上記第１状態における第１長さＬ１から、無負荷状態における軌道輪１０の第１長さＬ１の設計値が決定されてもよい。無負荷状態と上記第１状態との間での第１長さＬ１の変化量に伴う接触部Ａの位置の変化量が無視し得る程度である場合、無負荷状態における軌道輪１０の当該設計値は、例えば、第１状態とされたときの第１長さＬ１と等しく決定され得る。また、無負荷状態における軌道輪１０の当該設計値は、例えば、無負荷状態から第１状態とされたときの第１長さＬ１の変化量だけ、上記音響特性に基づき決定された第１状態における第１長さＬ１よりも長くなるように、決定され得る。無負荷状態と第１状態との間での第１長さＬ１の変化量は、例えば軌道輪１０を構成する材料などに応じて導出され得る。
【００４０】
このようなスラストニードル軸受１００であっても、上記第１状態において要求される静粛性を満足し得る。
【００４１】
図５を参照して、上記軌道輪１０は、ある大きさ以上のスラスト荷重を受けていない状態、例えばスラスト荷重が７０Ｎ程度と比較的小さい状態において、例えば第１部１と第２部２とが成す角度（内角）が鋭角となるように形成されていてもよい。この場合も、軌道輪１０は、ある大きさ以上のスラスト荷重を受けた場合、第１部１と第２部２とが成す角度（内角）が９０度に近くなるように変形される。言い換えると、ある大きさ以上のスラスト荷重を受けた場合、ラジアル方向に対する第１部１の傾斜角が０度に近づくように変形される。そのため、ニードルころ２０の外径面において軌道面１１と接触する接触部Ａの第３方向における位置と、スラストニードル軸受１００に印加されるスラスト荷重との関係は、基本的に図１および図３に示されるスラストニードル軸受１００と同様である。よって、図５に示されるスラストニードル軸受１００も、図１および図３に示されるスラストニードル軸受１００と同様の効果を奏することができる。なお、図５には、ある大きさ以上のスラスト荷重を受けておらず、軌道輪１０が十分に変形されていない状態にあるスラストニードル軸受１００が示されている。
【００４２】
（実施の形態２）
＜スラストニードル軸受の設計方法＞
次に、図６を参照して、実施の形態２に係るスラストニードル軸受１００の設計方法について説明する。実施の形態２に係るスラストニードル軸受の設計方法は、第１長さＬ１の設計値を、接触部Ａが所定の位置（例えば直線部２０Ａとクラウニング部２０Ｂとの境界部上）に形成されるように決定するための方法である。本設計方法では、第１長さＬ１とスラストニードル軸受１００の音響特性との関係を求めることなく、第１長さＬ１の設計値が決定され得る。
【００４３】
はじめに、スラストニードル軸受１００のモデルを設定する（Ｓ６０）。本モデルにおいて、スラストニードル軸受１００は上記構成を備えている。そして、本モデルにおけるスラストニードル軸受１００は、スラスト方向に直交する（言い換えるとラジアル方向に沿って延びる）第１面３３および第２面３４の間に配置され、軌道輪１０が第１面３３に接触し、ニードルころ２０が第２面３４に接触している。本モデルでは、ニードルころ２０の外径面における軌道面１１との接触部Ａ、および第２面３４との接触部Ｂは、ニードルころ２０の軸を挟んで対称である。上記モデルにおいて、背面１２の第２方向における第１長さＬ１は、任意に設定され得る。なお、第１長さＬ１の長さに応じて、接触部Ａの位置は変化する。すなわち、第１長さＬ１の長さに応じて、軌道面１１と接触する接触部Ａと端面２０Ｅとの間の第３方向における第２長さＬ２は変化する。
【００４４】
次に、上記モデルにおいて、軌道面１１と接触する接触部Ａと端面２０Ｅとの間の第３方向における第２長さＬ２から、背面１２の第２方向における第１長さＬ１を求める（工程Ｓ７０）。本工程では、まず接触部Ａの位置を設定し、当該位置に接触部Ａを形成するために必要となる軌道輪１０の構成が導かれる。
【００４５】
図３を参照して、まず、ニードルころ２０の外径面における接触部Ａおよび接触部Ｂが直線部２０Ａとクラウニング部２０Ｂとの境界部上に位置するように、上記第２長さＬ２が設定される。次に、第３方向に沿った断面における上記接触部Ａの曲率半径Ｒが求められる。第２長さＬ２および曲率半径Ｒから、第３方向に対する軌道面１１の第１傾斜角θが求められる。第１傾斜角θは、第２面３４とに対するニードルころ２０の軸の傾斜角θと等しい。第１傾斜角θから、第１面３３に対する背面１２の第２傾斜角２θが求められる。第２傾斜角２θから、上記第１長さＬ１が求められる。このようにして、上記境界部に接触部Ａを形成するための第１長さＬ１が求められる。
【００４６】
＜作用効果＞
このようにして設計されたスラストニードル軸受１００では、無負荷状態および第１状態において、クラウニング部２０Ｂよりも真円度が小さい直線部２０Ａとクラウニング部２０Ｂとの境界部上に接触部Ａが形成される。そのため、該スラストニードル軸受１００は、無負荷状態および第１状態においてクラウニング部が軌道面と接触する従来のスラストニードル軸受と比べて、製造コストの増大が抑制されながらも高い静粛性を有している。
【００４７】
＜変形例＞
実施の形態２に係るスラストニードル軸受１００の設計方法は、接触部Ａが直線部２０Ａとクラウニング部２０Ｂとの境界部上に形成されるように第１長さＬ１を設計する場合に限られるものでは無い。実施の形態２に係るスラストニードル軸受１００の設計方法では、従来のスラストニードル軸受での低スラスト荷重時にクラウニング部上に形成される接触部の真円度を基準値として、該基準値未満の真円度を示すクラウニング部上に接触部Ａが設定されてもよい。上述のように、ニードルころ２０の外径面の第３方向に垂直な断面における上記真円度は、当該断面の第３方向における位置に応じて変化する。すなわち接触部Ａの上記真円度は、第２長さＬ２に応じて変化する。そのため、ニードルころ２０の外径面の第３方向に垂直な断面における上記真円度の大きさおよび変化等が明らかにされている場合には、第２長さＬ２と真円度との関係が求められる。この場合、接触部Ａの真円度が上記基準値未満となるように第２長さＬ２が設定されることにより、第１長さＬ１が設定され得る。このように、実施の形態２に係るスラストニードル軸受１００の設計方法によれば、従来のスラストニードル軸受のクラウニング部上に形成される接触部よりも真円度の小さいクラウニング部上の任意の位置に接触部Ａが形成されるように、第１長さＬ１を設計することができる。
【００４８】
（実施の形態３）
＜スラストニードル軸受の製造方法＞
次に、図７を参照して、実施の形態３に係るスラストニードル軸受１００の製造方法について説明する。実施の形態３に係るスラストニードル軸受１００の製造方法は、基本的には実施の形態１に係るスラストニードル軸受１００の製造方法と同様の構成を備えるが、軌道輪１０の良否を判定する工程（Ｓ８０）をさらに備えている点で異なる。
【００４９】
まず、軌道輪１０、ニードルころ２０、および保持器２１が準備される（Ｓ４０）。軌道輪１０は、実施の形態１に係るスラストニードル軸受１００の設計方法によりえら得た設計値に基づいて製造されたものである。
【００５０】
次に、軌道輪１０の良否が判定される（Ｓ８０）。軌道輪１０の上記第１長さＬ１（図３参照）が、実施の形態１に係るスラストニードル軸受１００の設計方法により得られた上記第１長さＬ１を超えていないかどうかを判定する。上記第１長さＬ１は、任意の方法により測定され得る。例えば図３を参照して、背面１２と第２部２の内周面が任意の平面に面接触され、かつ第１部１の背面１２が当該平面と直交する他の平面と線接触された状態としたときの、当該他の平面に対し背面１２が成す角度（図３中の２θに相当）が測定されてもよい。測定された角度および第１部１の第１方向における長さから、第１長さＬ１が算出され得る。上記のような測定は、例えばレーザーによる三次元形状測定により実施され得る。例えば、任意の平面に軌道輪の非軌道面を接触させたときの、当該平面から軌道輪のつば端面部までの長さを測定し、その長さからつば長さを引いたものをＬ１とみなしてもよい。
【００５１】
測定された、上記第１長さＬ１が設計値としての第１長さＬ１を超えている場合には、その軌道輪は不良と判定される。測定された第１長さＬ１が設計値としての第１長さＬ１を超えている場合、その軌道輪の軌道面と接触するニードルころ２０の接触部Ａは、設計時に見積もられた位置よりも、真円度の大きい端面２０Ｅ側に配置される。そのため、低スラスト荷重印加時において、該軌道輪はより大きく振動し、該軌道輪が発する音の音圧レベルは許容範囲を超えてしまう。測定された第１長さＬ１が設計値としての第１長さＬ１以下である場合には、その軌道輪１０は良と判定される。なお、軌道輪１０の第１長さＬ１は、例えばスラストニードル軸受１００に印加され得るスラスト荷重の数値範囲などの他の観点から下限値が定められている。
【００５２】
次に、先の工程（Ｓ８０）において良判定された軌道輪１０と、ニードルころ２０および保持器２１とが組み立てられる（Ｓ５０）。このようにして、スラストニードル軸受１００が製造される。
【００５３】
＜作用効果＞
実施の形態３に係るスラストニードル軸受１００の製造方法は、基本的に実施の形態１に係るスラストニードル軸受１００の製造方法と同様の構成を備えるため、それと同様の効果を奏することができる。
【００５４】
さらに、実施の形態３に係るスラストニードル軸受１００の製造方法によれば、軌道輪１０の良否を判定する工程を備えるため、軌道輪１０の製造工程での製造バラつきなどに依らず、最終的に得られるスラストニードル軸受１００は高い静粛性を有している。
【００５５】
また、実施の形態３に係るスラストニードル軸受１００の製造方法によれば、スラストニードル軸受１００に組み立てられる前の軌道輪１０の第１長さＬ１を測定することによって、該軌道輪１０を備えるスラストニードル軸受１００の音響特性が許容範囲内か否かを判定することができる。そのため、実施の形態３に係るスラストニードル軸受１００の製造方法によれば、組み立てられたスラストニードル軸受１００の音響特性の良否を判定する場合と比べて、より早期に、かつより簡易に判定を行うことができる。また、実施の形態３に係るスラストニードル軸受１００の製造方法によれば、ニードルころ２０および保持器２１は不良判定されるべき軌道輪１０と共に組み立てられることが無いため、ニードルころ２０、保持器２１およびスラストニードル軸受１００の組立工程に無駄が生じることが無い。そのため、実施の形態２に係るスラストニードル軸受１００の製造方法によれば、組み立てられたスラストニードル軸受の音響特性の良否を判定する場合と比べて、製造コストが低減されている。なお、実施の形態３に係るスラストニードル軸受の製造方法において、上記工程（Ｓ４０）では、実施の形態２に係るスラストニードル軸受１００の設計方法によりえら得た設計値に基づいて製造された軌道輪１０が準備されてもよい。この場合、上記工程（Ｓ８０）では、軌道輪１０の上記第１長さＬ１（図３参照）が、実施の形態２に係るスラストニードル軸受１００の設計方法により得られた上記第１長さＬ１を超えていないかどうかが判定される。
【実施例１】
【００５６】
本実施例では、軌道輪１０の第１長さＬ１とスラストニードル軸受１００の音圧との関係を評価した（図３参照）。すなわち、ニードルころ２０の外径面において軌道面１１と接触する接触部Ａの第３方向における位置と、スラストニードル軸受１００の音圧との関係を評価した。
【００５７】
（試料）
同一の構成を備えるニードルころ２０および保持器２１を備え、軌道輪１０の上記第１長さＬ１のみが異なる試料１〜１５のスラストニードル軸受１００を準備した。試料１〜１５は、軌道輪外径が７９．３ｍｍ、軌道輪内径が６５．０ｍｍ、軌道輪の厚さが０．８０ｍｍ、軌道輪高さが２．５６ｍｍ、ころを含む軸受高さが２．８０ｍｍ、ニードルころの直径が２．００ｍｍ、ニードルころの長さが３．８０ｍｍ、ニードルころのクラウニング部の長さが１．２０ｍｍ、ニードルころの数が５６本とした。試料１〜１５のニードルころは、バレル加工により形成されたクラウニング部と、面取り部を有するものとした。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
表１に、試料１〜１５のスラストニードル軸受１００について、ニードルころ２０の端面２０Ｅから上記接触部Ａまでの第３方向における長さ（上記第２長さＬ２）、上記接触部Ａの真円度レベル、軌道輪１０のテーパレベル、および音圧レベルを示す。上記接触部Ａの真円度レベルとは、ニードルころ２０の中心を通る第３方向に垂直な断面での外径面の真円度を１としたときの上記接触部Ａの真円度の比率である。真円度は、ｎ数＝１０の平均値とした。軌道輪１０のテーパレベルとは、軌道輪１０の厚さに対する第１長さＬ１の比率である。本実施例において、第１長さＬ１は、上記第２長さＬ２、第３方向に沿った断面における上記接触部Ａの曲率半径Ｒ、および上記軌道輪１０の寸法値から算出した。曲率半径Ｒは、ｎ数＝１０の平均値とした。また、クラウニング部と直線部との境界は、直線部からのドロップ量（外径の減少量）が１μｍとなる位置とした。
【００６０】
音圧レベルは、以下のように評価した。試料１〜１５について、各試料に７０Ｎのスラスト荷重を印加したときの騒音レベル（音圧レベル）を評価した。当該評価はＪＩＳ  Ｂ  １５４８に規定された転がり軸受の騒音レベルの測定方法により行った。軸回転速度は、７５０／分とした。図８は騒音レベルの測定結果を示すグラフである。なお、図８の横軸はテーパレベルを示し、横軸において試料１〜１５はテーパレベルの小さい順に左から並べられている。図８の縦軸は、各試料の音圧レベル（単位：ｄＢＡ）を示す。図８中の線は、音圧レベルの移動平均の近似曲線である。
【００６１】
表１に示されるように、ニードルころ２０の真円度は、直線部２０Ａから端面２０Ｅに向かうにつれて徐々に大きくなっていることが確認された。表１および図８に示されるように、接触部Ａ（図３参照）が直線部２０Ａ（図３参照）上に形成されている試料１３〜１５の音圧レベルは、接触部Ａがクラウニング部２０Ｂ（図３参照）上に形成されている試料３〜１２の音圧レベルと比べて、低かった。接触部Ａがクラウニング部２０Ｂ（図３参照）上に形成されている試料３〜１２の音圧レベルは、接触部Ａが面取り部２０Ｃ（図３参照）上に形成されている試料１，２の音圧レベルと比べて、低かった。また、接触部Ａがクラウニング部２０Ｂ上に形成されている試料３〜１２の音圧レベルは、テーパレベルと線形の関係にあることが確認された。上記結果に基づいて、第１長さＬ１は、例えば接触部Ａが直線部２０Ａ上に位置するように設定され得る。また、第１長さＬ１は、スラストニードル軸受１００に要求される音圧レベルの仕様を満足し、かつ接触部Ａが直線的な音響特性を示すクラウニング部２０Ｂ上に位置するように、設定され得る。このような音響特性の結果に基づいて、スラストニードル軸受１００の軌道輪１０が設計されることにより、要求される音響特性に対して過度な対策を講じることなく、要求される音響特性を満足するスラストニードル軸受１００を低コストで製造することができる。
【００６２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、オートマチックトランスミッション用スラストニードル軸受に特に有利に適用される。
【符号の説明】
【００６４】
１  第１部、２  第２部、１０  軌道輪、１１  軌道面、１２  背面、２０  ニードルころ、２０Ａ  直線部、２０Ｂ  クラウニング部、２０Ｃ  面取り部、２０Ｅ  端面、２１  保持器、３１  回転軸、３２  固定軸、３３  第１面、３４  第２面、３５  外周面、１００  スラストニードル軸受。
【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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