(57)【要約】【課題】組立時の破損を防止すると共に、保持器と軌道輪とが適切に係合可能なスラストころ軸受を提供する。【解決手段】スラストころ軸受１１は、複数のころ１２と、複数のころ１２を保持する保持器１３と、円環状部材の厚み方向一方側の壁面にころ１２と接触する軌道面１４ｂ，１５ｂ、円環状部材の厚み方向の軌道面１４ｂ，１５ｂ側に延びる円筒形状の鍔部１４ｃ，１５ｃ、および鍔部１４ｃ，１５ｃの先端から径方向に突出して保持器１３を保持するステーキング１４ｄ，１５ｄを有する軌道輪１４，１５とを備える。そして、保持器１３が、軌道輪１４，１５に対して径方向に最大限偏ったときのステーキング１４，１５と保持器１３との最小掛かり代をσとすると、０．１ｍｍ≦σ≦０．４ｍｍを満たす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころと、
前記複数のころを保持する保持器と、
円環状部材の厚み方向一方側の壁面に前記ころと接触する軌道面、前記円環状部材の厚み方向の前記軌道面側に延びる円筒形状の鍔部、および前記鍔部の先端から径方向に突出して前記保持器を保持するステーキングを有する軌道輪とを備え、
前記保持器が、前記軌道輪に対して径方向一方側に最大限偏ったときの前記ステーキングと前記保持器との最小掛かり代をσとすると、０．１ｍｍ≦σ≦０．４ｍｍを満たす、スラストころ軸受。
【請求項２】
前記保持器は、円環形状の平板に前記ころを収容するポケットを放射状に設けた平型保持器である、請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項３】
前記軌道輪は、
円環状部材の厚み方向一方側の壁面に前記ころと接触する第１軌道面、外縁部から前記第１軌道面側に延びる外周鍔部、および前記外周鍔部の先端から径方向内側に突出する第１ステーキングを有する第１軌道輪と、
円環状部材で厚み方向一方側の壁面に前記ころと接触する第２軌道面、内縁部から前記第２軌道面側に延びる内周鍔部、および前記内周鍔部の先端から径方向外側に突出する第２ステーキングを有する第２軌道輪とを含み、
前記第１ステーキングと前記保持器の外縁部との最小掛かり代をσ１、
前記第２ステーキングと前記保持器の内縁部との最小掛かり代をσ２とすると、
０．１ｍｍ≦σ１≦０．４ｍｍ、かつ０．１ｍｍ≦σ２≦０．４ｍｍを満たす、請求項１または２に記載のスラストころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オートマチックトランスミッションやコンプレッサ等に使用されるスラストころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のオートマチックトランスミッションやコンプレッサ等に使用されるスラストころ軸受は、例えば、実開平７−１２６２７号公報（特許文献１）に記載されている。図９を参照して、同公報に記載されているスラストころ軸受１０１は、複数の針状ころ１０２と、針状ころ１０２を保持する保持器１０３と、複数の針状ころ１０２を保持器１０３の軸方向から挟持する一対の第１および第２軌道輪１０４，１０５とを備える。
【０００３】
第１軌道輪１０４は、厚み方向の一方側の壁面に針状ころ１０２と接触する第１軌道面１０４ａと、第１軌道面１０４ａの外縁部から軸方向に延びる外周鍔部１０４ｂと、外周鍔部１０４ｂの先端から径方向内側に突出する第１ステーキング１０４ｃとを有する。同様に第２軌道輪１０５は、第２軌道面１０５ａと、第２軌道面１０５ａの内縁部から軸方向に延びる内周鍔部１０５ｂと、内周鍔部１０５ｂの先端から径方向外側に突出する第２ステーキング１０５ｃとを有する。
【０００４】
上記構成のスラストころ軸受１０１は、第１および第２ステーキング１０４ｃ，１０５ｃが保持器１０３の周縁部と係合するので、互いの相対回転を自在としつつ非分離に結合することができる。
【０００５】
なお、この第１および第２軌道輪１０４，１０５は、円環形状の平板の外縁部または内縁部を軸方向に折り曲げることにより外周鍔部１０４ｂおよび内周鍔部１０５ｂを形成する。そして、外周鍔部１０４ｂまたは内周鍔部１０５ｂの先端部分を加締めることにより第１および第２ステーキング１０４ｃ，１０５ｃを形成するのが一般的である。
【特許文献１】実開平７−１２６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、オートマチックトランスミッションやコンプレッサ等のコンパクト化が進んでおり、それに伴って、これらの機器に使用されるスラストころ軸受１０１の軸方向の厚み寸法削減の要望が強くなっている。スラストころ軸受の厚み寸法を削減する１つの方法としては、保持器１０３や第１および第２軌道輪１０４，１０５の板厚を薄くすることが考えられる。
【０００７】
また、上記構成のスラストころ軸受１０１は、保持器１０３と外周および内周鍔部１０４ｂ，１０５ｂとをそれぞれ弾性変形させて組立てられる。したがって、第１および第２ステーキング１０４ｃ，１０５ｃの突出量が大きすぎると、組立時に保持器１０３や第１および第２軌道輪１０４，１０５が破損するおそれがある。この問題は、保持器１０３や第１および第２軌道輪１０４，１０５の板厚を薄くすることにより顕著となる。一方、第１および第２ステーキング１０４ｃ，１０５ｃの突出量が小さすぎると、保持器１０３を適切に保持することができない。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、組立時の破損を防止すると共に、保持器と軌道輪とが適切に係合可能なスラストころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るスラストころ軸受は、複数のころと、複数のころを保持する保持器と、円環状部材の厚み方向一方側の壁面にころと接触する軌道面、円環状部材の厚み方向の軌道面側に延びる円筒形状の鍔部、および鍔部の先端から径方向に突出して保持器を保持するステーキングを有する軌道輪とを備える。そして、保持器が、軌道輪に対して径方向一方側に最大限偏ったときのステーキングと保持器との最小掛かり代をσとすると、０．１ｍｍ≦σ≦０．４ｍｍを満たす。
【００１０】
最小掛かり代σが０．４ｍｍより大きくなると、組立時に保持器や軌道輪を大きく変形させねばならず、破損の危険性がある。一方、最小掛かり代σが０．１ｍｍ未満となると、保持器とステーキングとの係合が不安定となり、軸受回転中等に保持器と軌道輪とが分離するおそれがある。そのため、組立時の破損を防止すると共に、保持器と軌道輪とを適切に係合可能とするためには、最小掛かり代σを上記の範囲内とするのが望ましい。
【００１１】
好ましくは、保持器は、円環形状の平板にころを収容するポケットを放射状に設けた平型保持器である。上記構成の保持器は、鋼板を厚み方向に屈曲して形成したＷ型保持器と比較して弾性変形能が低い。そこで、このような保持器を採用したスラストころ軸受にこの発明を適用することにより、より高い効果が期待できる。
【００１２】
一実施形態として、軌道輪は、円環状部材の厚み方向一方側の壁面にころと接触する第１軌道面、外縁部から第１軌道面側に延びる外周鍔部、および外周鍔部の先端から径方向内側に突出する第１ステーキングを有する第１軌道輪と、円環状部材で厚み方向一方側の壁面にころと接触する第２軌道面、内縁部から第２軌道面側に延びる内周鍔部、および内周鍔部の先端から径方向外側に突出する第２ステーキングを有する第２軌道輪とを含む。そして、第１ステーキングと保持器の外縁部との最小掛かり代をσ１、第２ステーキングと保持器の内縁部との最小掛かり代をσ２とすると、０．１ｍｍ≦σ１≦０．４ｍｍ、かつ０．１ｍｍ≦σ２≦０．４ｍｍを満たす。
【００１３】
この発明は、上記構成のような保持器と、第１および第２軌道輪とを備える三位一体のスラストころ軸受に適用することができると共に、保持器と、第１および第２軌道輪のうちのいずれか一方のみを備える二位一体のスラストころ軸受に適用した場合でも、同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、保持器とステーキングとの最小掛かり代σを適切な範囲に設定することにより、組立時の破損を防止すると共に、保持器と軌道輪とが適切に係合可能なスラストころ軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１〜図５を参照して、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受１１を説明する。なお、図１はスラストころ軸受１１を示す図、図２および図３は第１軌道輪１４の断面図および平面図、図４および図５は第２軌道輪１５の断面図および平面図である。
【００１６】
まず、図１を参照して、スラストころ軸受１１は、複数のころ１２と、複数のころ１２を保持する保持器１３と、複数のころ１２を保持器１３の厚み方向から挟持する第１および第２軌道輪１４，１５とを備える。
【００１７】
図２および図３を参照して、第１軌道輪１４は、中央に貫通孔１４ａを有する円環形状の部材である。そして、厚み方向一方側の壁面にころ１２と接触する第１軌道面１４ｂと、円環状部材の外縁部に厚み方向の第１軌道面１４ｂ側に延びる円筒形状の外周鍔部１４ｃと、外周鍔部１４ｃの先端に径方向内側に突出する第１ステーキング１４ｄとを含む。
【００１８】
この第１軌道輪１４は、例えばみがき鋼板によって形成されている。みがき鋼板は、製造時点で既に表面が平滑となっている。したがって、みがき鋼板によって形成される第１軌道輪１４は、研削加工を施さなくとも平滑な第１軌道面１４ｂを得ることができる。これにより、第１軌道輪１４の製造工程から研削加工工程を省略することができると共に、ころ１２のスムーズな回転を維持することができる。なお、これは、後述する第２軌道面１５ｂについても同様である。
【００１９】
外周鍔部１４ｃは、スラストころ軸受１１を組み立てた際に、保持器１３の外径面のさらに外側に位置する。また、第２軌道面１５との接触を避けるために、外周鍔部１４ｃの第１軌道面１４ｂからの突出高さは、ころ１２の直径より僅かに小さく設定されている。
【００２０】
第１ステーキング１４ｄは、外周鍔部１４ｃの円周方向の４箇所に等間隔で設けられている。この第１ステーキング１４ｄは、保持器１３の外縁部に係合して保持器１３が第１軌道輪１４から分離するのを防止する。
【００２１】
なお、４つの第１ステーキング１４ｄの先端を通る円をＯ１とすると、第１ステーキング１４ｄの突出量は、円Ｏ１の直径が保持器１３の外径寸法より小さくなるように調整されている。したがって、保持器１３の第１軌道輪１４への組み込みは、保持器１３の外縁部および外周鍔部１４ｃを弾性変形させた状態で行う。
【００２２】
ここで、図１および図６を参照して、第１ステーキング１４ｄの突出量について説明する。なお、図６は図１のＰ部の拡大図であって、第１ステーキング１４ｄと保持器１３の外縁部の最小掛かり代σ１との関係を示す図である。
【００２３】
まず、図１を参照して、保持器１３は、第１および第２軌道輪１４，１５に対して径方向一方側（図１中の左側）に最大限偏って位置している。このとき、４つの第１ステーキング１４ｄと保持器１３の外縁部との掛かり代はそれぞれ異なる。すなわち、図中左側で最も大きく、図中右側（Ｐ部）で最も小さい。
【００２４】
次に、図６を参照して、第１ステーキング１４ｄと保持器１３の外縁部との最小掛かり代σ１は、０．１ｍｍ≦σ１≦０．４ｍｍの範囲内に設定する。最小掛かり代σ１が０．４ｍｍより大きくなると、組立時に保持器１３や第１軌道輪１４を大きく変形させねばならず、破損の危険性がある。また、この問題は、スラストころ軸受１１の厚み寸法を削減するために、保持器１３や第１軌道輪１４の板厚を減じることによって顕著となる。一方、最小掛かり代σ１が０．１ｍｍ未満となると、保持器１３と第１ステーキング１４ｄとの係合が不安定となり、軸受回転中等に保持器１３と第１軌道輪１４とが分離するおそれがある。
【００２５】
図４および図５を参照して、第２軌道輪１５は、中央に貫通孔１５ａを有する円環形状の部材である。そして、厚み方向一方側の壁面にころ１２と接触する第２軌道面１５ｂと、円環状部材の内縁部に厚み方向の第２軌道面１５ｂ側に延びる円筒形状の内周鍔部１５ｃと、内周鍔部１５ｃの先端に径方向外側に突出する第２ステーキング１５ｄとを含む。
【００２６】
内周鍔部１５ｃは、スラストころ軸受１１を組み立てた際に、保持器１３の内径面のさらに内側に位置する。また、第１軌道面１４との接触を避けるために、内周鍔部１５ｃの第２軌道面１５ｂからの突出高さは、ころ１２の直径より僅かに小さく設定されている。
【００２７】
第２ステーキング１５ｄは、内周鍔部１５ｃの円周方向の４箇所に等間隔で設けられている。この第２ステーキング１５ｄは、保持器１３の内縁部に係合して保持器１３が第２軌道輪１５から分離するのを防止する。
【００２８】
なお、４つの第２ステーキング１５ｄの先端を通る円をＯ２とすると、第２ステーキング１５ｄの突出量は、円Ｏ２の直径が保持器１３の内径寸法より大きくなるように調整されている。したがって、保持器１３の第２軌道輪１５への組み込みは、保持器１３の内縁部および内周鍔部１５ｃを弾性変形させた状態で行う。
【００２９】
ここで、図１および図７を参照して、第２ステーキング１５ｄの突出量について説明する。なお、図７は図１のＱ部の拡大図であって、第２ステーキング１５ｄと保持器１３の内縁部の最小掛かり代σ２との関係を示す図である。なお、第１ステーキング１４ｄと保持器１３との関係と共通する部分の説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００３０】
まず、図１を参照して、保持器１３を第１および第２軌道輪１４，１５に対して径方向一方側（図１中の左側）に最大限偏らせたとき、第２ステーキング１５ｄと保持器１３の内縁部との掛かり代は、図中右側で最も大きく、図中左側（Ｑ部）で最も小さくなる。そして、図７を参照して、第２ステーキング１５ｄと保持器１３の内縁部との最小掛かり代σ２は、０．１ｍｍ≦σ２≦０．４ｍｍの範囲内に設定する。これにより、第１ステーキング１４ｄの場合と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、上記の実施形態における第１軌道輪１４において、第１ステーキング１４ｄの位置、および個数は任意に決定することができる。なお、第１ステーキング１４ｄの数が少ないと、保持器１３を適切に保持できないおそれがある。一方、第１ステーキング１４ｄの数が多すぎると、保持器１３を組み込むのが困難となる。また、保持器１３を適切に保持する観点からは、第１ステーキング１４ｄは、等間隔に配置するのが望ましい。したがって、上記の実施形態のように、９０°の間隔で４箇所に設けるのが適当である。これは、第２軌道輪１５についても同様である。
【００３２】
また、上記の実施形態における保持器１３は、任意の構成のものを採用することができる。例えば、鋼板等の金属材料をプレス加工して得られるプレス保持器であってもよいし、樹脂材料を射出成型して得られる樹脂製保持器であってもよい。ただし、コンパクト化の観点からは、厚み寸法を削減しても強度を維持可能な金属製保持器であることが望ましい。
【００３３】
また、保持器１３は、円環形状の平板にポケットを形成した平型保持器であってもよいし、鋼板を厚み方向に折り曲げて断面形状を略Ｗ型としたＷ型保持器であってもよい。しかし、Ｗ型保持器は、保持器の厚み寸法に対して鋼板の板厚を薄くしなければならないので、保持器の剛性を維持しつつ厚み寸法を削減するのは困難である。したがって、コンパクト化の観点からは、厚み寸法を削減しても強度を維持可能な平型保持器であることが望ましい。また、平型保持器は、Ｗ型保持器と比較して弾性変形能が低い。そこで、平型保持器を採用したスラストころ軸受にこの発明を適用することにより、より高い効果が期待できる。
【００３４】
また、上記の実施形態においては、保持器１３と第１ステーキング１４ｄとの最小掛かり代σ１、および保持器１３と第２ステーキング１５ｄとの最小掛かり代σ２の両方を所定範囲内に設定した例を示したが、この発明の効果を得るためには、少なくともどちらか一方が上記の範囲内にあればよい。
【００３５】
また、上記の実施形態においては、保持器１３、第１軌道輪１４、および第２軌道輪１５を有する三位一体のスラストころ軸受１１の例を示したが、これに限ることなく、この発明は、第１および第２軌道輪１４，１５のうちのいずれか一方のみを有する二位一体のスラストころ軸受にも適用することができる。
【００３６】
また、この発明は、ころとして針状ころ、棒状ころ、または円筒ころを有するあらゆる形式のスラストころ軸受に適用することができる。ただし、厚み寸法を削減する観点からは、スラスト針状ころ軸受であることが望ましい。
【００３７】
さらに、この発明に係るスラストころ軸受は、オートマチックトランスミッションやコンプレッサの他、あらゆる機器に使用することができる。
【００３８】
次に、図８を参照して、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用軌道輪の製造方法を説明する。なお、図８は第１および第２軌道輪１４，１５の製造工程の一部を示すフロー図である。また、第２軌道輪１５の製造方法は第１軌道輪１４とほぼ同じであるので、相違部分のみ説明する。
【００３９】
まず、第１工程は、鋼板を打ち抜き加工して円環状部材を得る（Ｓ１１）。この円環状部材は外周鍔部１４ｃとなる部分を含んでいるので、完成品の第１軌道輪１４の直径より大きくなっている。なお、第２軌道輪１５を形成する場合、この工程で得られる円環状部材は内周鍔部１５ｃとなる部分を含んでいるので、完成品の第２軌道輪１５より貫通孔１５ａの直径が小さくなっている。
【００４０】
次に、第２工程は、絞り加工によって円環状部材の外径面を折り曲げる（Ｓ１２）。これにより、外周鍔部１４ｃが得られる。なお、第２軌道輪１５を形成する場合、絞り加工によって円環状部材の内径面を折り曲げることにより、内周鍔部１５ｃが得られる。
【００４１】
次に、第３の工程は、外周鍔部１４ｃの複数箇所に第１ステーキング１４ｄを形成する（Ｓ１３）。具体的には、外周鍔部１４ｃの先端を径方向外側から径方向内側に向けて加締めることによって、第１ステーキング１４ｄを形成する。この工程で、０．１ｍｍ≦σ１≦０．４ｍｍとなるように第１ステーキング１４ｄの突出量を調整する。なお、第２軌道輪１５を形成する場合、内周鍔部１５ｃの先端を径方向内側から径方向外側に向けて加締めることによって、第２ステーキング１５ｄを形成することができる。
【００４２】
次に、第４の工程は、軌道輪に必要な機械的性質を得るために、第１軌道輪１４に熱処理を施す（Ｓ１４）。具体的には、浸炭焼入れおよび焼戻し、またはこれらに代えて、浸炭窒化処理等を施して完成品を得る。なお、第２軌道輪１５を形成する場合も、同様に熱処理を施す。
【００４３】
次に、第５の工程は、第１軌道輪１４にみがき加工を施す（Ｓ１５）。みがき加工としては、例えばバレル処理が挙げられる。この工程によれば、熱処理工程（Ｓ１４）によって表面に生じた酸化被膜（スケール）を除去することができると共に、第１軌道輪１４のバリ取りや表面粗さの改善効果も期待できる。
【００４４】
ここで、「バレル処理」とは、容器（バレル）に第１軌道輪１４、コンパウンド、およびメディアを入れた状態で、容器を回転若しくは振動させる処理である。また、第２軌道輪１５についても同様である。
【００４５】
なお、上記の第１の工程から第５の工程は、この発明に係るスラストころ軸受用軌道輪の製造方法の一例であって、各工程をさらに細分化してもよいし、必要な工程をさらに追加することもできる。また、加工工程の順番も任意に入れ替えることができるものとする。
【００４６】
さらに、上記の各工程は、それぞれ別々の工程として単能プレスで行ってもよいが、順送プレス、または、トランスファプレスによって行うこととしてもよい。これにより、各工程を連続的に行うことができる。さらに、上記の各工程の全部または一部に相当する加工部を有するスラストころ軸受用軌道輪１４，１５の製造装置を使用することにより、生産性を高めることができ、結果としてスラストころ軸受１１の製品価格を抑えることができる。
【００４７】
なお、本明細書中で「順送プレス」とは、プレス内に複数の加工工程を持ち、材料をプレス入口のフィーダにより各工程を移動させることによって、材料を連続的に加工する方法を指すものとする。また、本明細書中で「トランスファプレス」とは、複数の加工工程を必要とする場合に、各工程を行うステージを必要数分設け、搬送装置によって工程品を移動させながら、各ステージで加工を行う方法を指すものとする。
【００４８】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
この発明は、オートマチックトランスミッションやコンプレッサ等に使用されるスラストころ軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受を示す図である。
【図２】第１軌道輪の断面図である。
【図３】第１軌道輪の正面図である。
【図４】第２軌道輪の断面図である。
【図５】第２軌道輪の正面図である。
【図６】図１のＰ部の拡大図である。
【図７】図１のＱ図の拡大図である。
【図８】この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用軌道輪の製造工程の一部を示すフロー図である。
【図９】従来のスラストころ軸受を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１，１０１  スラストころ軸受、１２，１０２  ころ、１３，１０３  保持器、１４，１０４  第１軌道輪、１５，１０５  第２軌道輪、１４ａ，１５ａ  貫通孔、１４ｂ，１５ｂ，１０４ａ，１０５ａ  軌道面、１４ｃ，１５ｃ，１０４ｂ，１０５ｂ  鍔部、１４ｄ，１５ｄ，１０４ｃ，１０５ｃ  ステーキング。
【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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