(57)【要約】【課題】  軌道輪の円環剛性を向上させ、円環部の反りやうねりを軽減させ、寿命や強度が安定するスラストニードル軸受を提供する。【解決手段】  この発明は、対向する軌道輪１の軌道面１ａ間に周方向に沿って放射状に配置された複数のころを、複数のポケットを有する保持器で保持したスラストニードル軸受であって、軌道輪１の軌道面１ａ側と反軌道面１ｂ側にそれぞれ径が異なる同心円状の凹み溝２ａ、２ｂを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する軌道輪の軌道面間に周方向に沿って放射状に配置された複数のころを、複数のポケットを有する保持器で保持したスラストニードル軸受であって、
前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側にそれぞれ凹み溝が設けられていることを特徴とするスラストニードル軸受。
【請求項２】
前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側に設けられる凹み溝は、断面高さ方向で重ならないように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスラストニードル軸受。
【請求項３】
前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側にそれぞれ径が異なる同心円状の凹み溝が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスラストニードル軸受。
【請求項４】
前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側に内周側から外周側に向かって放射状に円弧が延び、外周側先端部近傍から内周側に折れ曲がる釣り針形状の凹み溝が設けられ、これら凹み溝はその形状が軌道面側と反軌道面側で反転するように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスラストニードル軸受。
【請求項５】
前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側で反転させた螺旋状の凹み溝が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスラストニードル軸受。
【請求項６】
前記軌道輪の平面度は、テーパー量が５／１０００以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスラストニードル軸受。
【請求項７】
前記軌道輪の平面度は、うねりが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスラストニードル軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スラストニードル軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スラストニードル軸受は、自動車のトランスミッションやカークーラー用コンプレッサの回転部分を支持するのに用いられている。ところで、自動車のオートマチックトランスミッションなどに使用されるスラストニードル軸受の軌道輪は、ＳＰＣＣ（ＪＩＳ：冷間圧延鋼板）材や、ＳＣＭ４１５材（ＪＩＳ：クロムモリブデン鋼鋼材）に短時間の浸炭処理を施し、表層の硬度必要部を硬化したものが用いられてきた。
【０００３】
また、一部では高周波加熱での薄肉品の焼入れも行なわれており、これまでに高周波加熱による薄肉品や偏肉部品の焼入れに関しては、下記の特許文献１〜３などの技術がある。しかし、これらはいずれも焼入れ時にエアーやガスで冷却し、冷却速度を制御して歪みを抑え、厚肉部と薄肉部との焼入れ速度差をなくし、変形を抑えるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０２４１６号公報
【特許文献２】特開２００１−２１４２１３号公報
【特許文献３】特開２００３−５５７１３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、従来の低炭素のＳＰＣＣ材やＳＣＭ４１５材に短時間の浸炭処理を施し、表層の硬度必要部を硬化したものでは、生産性は優れるが、熱処理に浸炭を用いるため、浸炭時の粒界酸化や焼入れ時の反り、変形などによって寿命や強度が安定しない問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は、上記した問題点を解消するためになされたものにして、軌道輪の円環剛性を向上させ、円環部の反りやうねりを軽減させ、寿命や強度が安定するスラストニードル軸受を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明のスラストニードル軸受は、対向する軌道輪の軌道面間に周方向に沿って放射状に配置された複数のころを、複数のポケットを有する保持器で保持したスラストニードル軸受であって、前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側にそれぞれ凹み溝が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側に設けられる凹み溝は、断面高さ方向で重ならないように形成すればよい。
【０００９】
また、前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側にそれぞれ径が異なる同心円状の凹み溝を設ければよい。
【００１０】
また、前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側に内周側から外周側に向かって放射状に円弧が延び、外周側先端部近傍から内周側に折れ曲がる釣り針形状の凹み溝が設けられ、これら凹み溝はその形状が軌道面側と反軌道面側で反転するように形成すればよい。
【００１１】
また、前記軌道輪の軌道面側と反軌道面側で反転させた螺旋状の凹み溝を設ければよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、この発明は、軌道輪の反軌道面側に凹み溝を設けることで、内径側に鍔を形成した内輪または外径側に鍔を形成した外輪のように、軌道輪の円環剛性が向上し、円環部の反りやうねりなどの変形を抑制し、寿命や強度が安定する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】この発明の第１の実施形態にかかるスラストニードル軸受の軌道輪を示す平面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態にかかるスラストニードル軸受の軌道輪を示す断面図ある。
【図３】この発明の第１の実施形態にかかるスラストニードル軸受を示す断面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態にかかるスラストニードル軸受の軌道輪を示す平面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態にかかるスラストニードル軸受を示す断面図である。
【図６】この発明の第３の実施形態にかかるスラストニードル軸受の軌道輪を示す平面図である。
【図７】この発明の第３の実施形態にかかるスラストニードル軸受を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明の第１の実施形態にかかるスラストニードル軸受の軌道輪を示す平面図、図２は、同断面図、図３は、この発明の第１の実施形態にかかるスラストニードル軸受を示す断面図である。
【００１５】
図１から図３に示すように、この第１の実施形態のスラストニードル軸受は、対向する軌道輪１、１の軌道面１ａ、１ａ間に放射状に配列された針状ころ３を保持器４で保持している。
【００１６】
この保持器４は、例えば、内周側環状リム部４１と外周側４２との間に複数のポケット４３が設けられ、このポケット４３に針状ころ３が保持される。尚、保持器４は、樹脂製のものと金属製のものがある。
【００１７】
図１及び図２に示すように、この第１の実施形態の軌道輪１は、ＳＰＣＣ材やＳＣＭ４１５材からなる円環状に形成され、軌道面１ａ及び反軌道面１ｂにそれぞれ凹み溝２ａ、２ｂが設けられている。そして、軌道輪１の軌道面１ａ側と反軌道面１ｂ側に設けられる凹み溝２ａ、２ｂは、断面高さ方向で重ならないように設けられている。
【００１８】
この第１の実施形態の凹み溝２ａ、２ｂは、径が異なる同心円状に形成されている。これら凹み溝２ａ、２ｂは、プレス、レーザー、刻印などにより、軌道面１ａ側と反軌道面１ｂ側にそれぞれ設けられる。
【００１９】
このように、軌道面１ａ及び反軌道面１ｂにそれぞれ凹み溝２ａ、２ｂを設けることで、軌道輪１の円環部が内径側に鍔を形成した内輪または外径側に鍔を形成した外輪のように円環剛性が向上し、反りや変形が抑制される。更に、凹み溝２ａ、２ｂを設けることで、冷却速度も均等化でき反りや変形を抑制する。また、鍔などを設けることが無くなり、従来の曲げ加工も必要としない。
【００２０】
更に、上記した凹み溝２ａはトランスミッション内のような油環境下では、油溝の役割を果たすことになる。
【００２１】
また、前記軌道輪１の平面度は、テーパー量が５／１０００以下、また、平面度は、うねりが１００μｍ以下にしている。これは、平面度が上記数値を超えるような場合には、軸受にミスアライメントが負荷され、針状ころ３のエッヂ当たりによる早期破損が発生する虞があるからである。
【００２２】
次に、軌道輪１に設ける凹み溝２ａ、２ｂの深さと溝幅の範囲について説明する。溝深さは針状ころ３（転動体）の直径の５〜４０％が好ましく、溝幅は転動体直径の１〜１０％が好ましい。それぞれ下限値を下回ると、軌道輪１の円環剛性が向上せず、円環部の反りやうねりが軽減できず、寿命や強度が安定しない。また、それぞれ上限値を超えると、軸受軌道輪１としての許容せん断応力を超えてしまうことになる。
【００２３】
なお、凹み溝２ａ、２ｂの深さ、溝幅の最大値は以下の検討により決定されることが望ましい。溝深さの最大値は、転動体寸法と転動体荷重から求められるせん断応力が軌道輪１の素材から決定される許容せん断応力を下回るよう軌道輪１の最小肉厚を設定することで決定される。また、溝幅と転動体荷重から計算される曲げ応力が、転動体の素材の許容曲げ応力を超えない範囲で溝幅の最大値は決定される。
【００２４】
具体的には、軌道輪１の厚さ２．０ｍｍ、転動体直径φ３．０ｍｍに対し、４０００ＭＰａを負荷した際の接触楕円の接触幅が０．２ｍｍとした場合、せん断応力２５ｋｇｆ／ｍｍ２を満足するために必要な軌道輪最小厚さは１．６ｍｍとなる。すなわち、この場合の溝深さ最大値は、２．０ｍｍ−１．６ｍｍ＝０．４ｍｍとなる。
【００２５】
ここで、許容せん断応力＝τ０、最大面圧＝Ｐ０、接触楕円径＝ｂ０、軌道輪の最小肉厚＝ｔ０とした場合、許容せん断応力＝τ０を求める次の（１）式にそれぞれの値を代入する。
τ０＝（Ｐ０／ｂ０）×ｔ０×（１−ｔ０×（ｂ０２＋ｔ０２）−１／２）…（１）
τ０＝（4000/0.2）×1.6×（1-1.6×（0.2２＋1.6２）−１／２）
≒２４７Ｎ／ｍｍ２≒２５ｋｇｆ／ｍｍ２  となる。
【００２６】
上記のことから軌道輪１の許容曲げ応力の条件を満足することがわかる。
【００２７】
次に、この発明の第２の実施形態につき、図４及び図５に従い説明する。図４は、この発明の第２の実施形態にかかるスラストニードル軸受の軌道輪を示す平面図、図５は、この発明の第１の実施形態にかかるスラストニードル軸受を示す断面図である。
【００２８】
この第２の実施形態は、軌道輪１の軌道面１ａ側と反軌道面１ｂ側に設けられる凹み溝２ａ、２ｂを第１の実施形態とは異なる形状に形成したものである。即ち、この第２の実施形態は、軌道輪１の軌道面側１ａと反軌道面１ｂ側に内周側から外周側に向かって放射状に円弧が延び、外周側先端部近傍から内周側に折れ曲がる釣り針形状の凹み溝２ａ、２ｂが設けられている。この軌道面側１ａと反軌道面１ｂ側に設けられ凹み溝２ａ、２ｂは軌道面１ａ側と反軌道面１ｂ側でその形状が反転するように形成し、凹み溝２ａ、２ｂは、断面高さ方向で殆ど重ならないように形成されている。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明の重複を避けるために、同一部分には同一符号を付して説明を割愛する。
【００２９】
軌道輪１の軌道面側１ａと反軌道面１ｂ側に放射状の凹み溝２ａ、２ｂを設けることで、軌道輪１の円環部が内径側に鍔を形成した内輪または外径側に鍔を形成した外輪のように円環剛性が向上し、反りや変形が抑制される。更に、凹み溝２ａ、２ｂを設けることで冷却速度も均等化でき反りや変形を抑制する。鍔などを設けることが無くなり、従来の曲げ加工も必要としない。
【００３０】
更に、この第２の実施形態においても凹み溝２ａはトランスミッション内のような油環境下では、油溝の役割を果たすことになる。
【００３１】
次に、この発明の第３の実施形態につき、図６及び図７に従い説明する。図６は、この発明の第２の実施形態にかかるスラストニードル軸受の軌道輪を示す平面図、図７は、この発明の第１の実施形態にかかるスラストニードル軸受を示す断面図である。
【００３２】
この第３実施形態は、軌道輪１の軌道面１ａ側と反軌道面１ｂ側に設けられる凹み溝２ａ、２ｂを第１の実施形態とは異なる形状に形成したものである。即ち、軌道輪１の軌道面１ａ側と反軌道面１ｂ側で反転させた螺旋状の凹み溝２ａ、２ｂが設けられている。軌道輪１の軌道面１ａ側と反軌道面１ｂ側に設けられる凹み溝２ａ、２ｂは、断面高さ方向で重ならないように形成されている。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明の重複を避けるために、同一部分には同一符号を付して説明を割愛する。
【００３３】
軌道輪１の軌道面１ａ側と反軌道面１ｂ側で反転させた螺旋状の凹み溝２ａ、２ｂを設けることで、軌道輪１の円環部が内径側に鍔を形成した内輪または外径側に鍔を形成した外輪のように円環剛性が向上し、反りや変形が抑制される。更に、凹み溝２ａ、２ｂを設けることで、冷却速度も均等化でき反りや変形を抑制する。また、鍔などを設けることが無くなり、従来の曲げ加工も必要としない。
【００３４】
更に、この第３の実施形態においても凹み溝２ａはトランスミッション内のような油環境下では、油溝の役割を果たすことになる。
【００３５】
今回開示された実施形態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。この発明の範囲は、上記した実施形態の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が意図される。
【符号の説明】
【００３６】
１          軌道輪
１ａ        軌道面
１ｂ        反軌道面
２ａ、２ｂ  凹み溝
３          針状ころ
４          保持器
【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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