(57)【要約】【課題】軌道輪の爪の強度を確保した上で、軸受の寸法形状精度を良好に確保でき、軌道輪と保持器が分離しにくくすることである。【解決手段】外輪４ところ２を保持した保持器３とを、未焼入れの状態で一体の軸受に組み立てたのち、組み立てた軸受に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施し、こののち、外輪４ところ２とを軸方向に挟圧し、保持器３の内周縁を軸方向に外輪４側へ押圧した状態でテンパー処理を施すことにより、浸炭焼入れ、焼戻し処理時の熱ひずみで生じる外輪４や保持器３の円環部の反りやうねりを矯正し、外輪４の爪４ｂの強度を確保した上で、軸受の寸法形状精度を良好に確保でき、軌道輪と保持器を分離しにくくした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のころを放射状に保持する円環状の保持器と、軌道円環部の内径側に鍔を形成した内輪、または軌道円環部の外径側に鍔を形成した外輪のいずれか一方の軌道輪を備え、ラジアル方向の軸受内部隙間を前記鍔で規制して、この鍔の先端に円周方向の複数箇所で半径方向に前記保持器側へ張り出す爪を形成し、この爪の張り出し長さを前記軸受内部隙間よりも大きくして、前記保持器の内周縁または外周縁を係止し、前記軌道輪と保持器を非分離としたスラスト軸受の製造方法において、前記軌道輪と前記ころを保持した保持器とを、未焼入れの状態で一体の軸受に組み立てたのち、この組み立てた軸受に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施し、こののち、前記軌道輪と前記ころとを軸方向に挟圧し、前記保持器の内周縁または外周縁を軸方向に押圧した状態でテンパー処理を施すようにしたことを特徴とするスラスト軸受の製造方法。
【請求項２】
前記爪を曲げ加工またはステーキングで形成した請求項１に記載のスラスト軸受の製造方法。
【請求項３】
前記軸受内部隙間を軸受部偏心量の２倍以上とした請求項１または２に記載のスラスト軸受の製造方法。
【請求項４】
前記軌道輪を薄鋼板で形成した請求項１乃至３のいずれかに記載のスラスト軸受の製造方法。
【請求項５】
前記保持器を薄鋼板で形成した請求項１乃至４のいずれかに記載のスラスト軸受の製造方法。
【請求項６】
前記円環状の保持器の断面形状をＶ字形状とした請求項１乃至５のいずれかに記載のスラスト軸受の製造方法。
【請求項７】
自動車のトルクコンバータのタービンまたはインペラと、ステータとの間に組み付けられたスラスト軸受において、請求項１乃至６のいずれかに記載の製造方法で製造されたことを特徴とするスラスト軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軌道輪ところを保持する保持器を非分離としたスラスト軸受の製造方法とスラスト軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のころを放射状に保持する保持器と、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いずれか一方の軌道輪を備え、ラジアル方向の軸受内部隙間を軌道輪の鍔で規制したスラスト軸受には、軌道輪の鍔の先端に円周方向の複数箇所で保持器側に張り出す爪を曲げ加工やステーキングによって形成し、この爪の張り出し長さを軸受内部隙間よりも大きくして、保持器の内周縁または外周縁を係止し、軌道輪と保持器を非分離とした一体型のものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
このような一体型のスラスト軸受では、一般的な転がり軸受と同様に、軌道輪は焼入れ、焼戻し処理等によって強化されるので、その爪も強化されて容易には変形しなくなる。このため、保持器と軌道輪を確実に非分離とするために軸受内部隙間より爪を大きく張り出すと、保持器を軌道輪に組み込むことができず、そのまま無理に保持器を組み込もうとすると、保持器や爪を損傷する問題がある。また、保持器や爪の損傷を防ぐために爪の張り出し量を小さくすると、保持器と軌道輪が分離しやすくなる。
【０００４】
このような問題に対して、特許文献１に記載されたものでは、軌道輪の焼入れ処理時に爪の部分を焼入れ防止するか、焼入れ処理後に焼なまし処理を行って、保持器の組み込み後に爪の部分を曲げ加工するようにしている。また、特許文献２に記載されたものでは、軌道輪と保持器を、未焼入れの状態で一体に組み立てたのち、一体に組み立てたスラスト軸受に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８３３３９号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたスラスト軸受は、爪の部分が焼入れされないか、焼入れ処理後に焼なましされるので、爪の強度を十分に確保できない問題がある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載されたスラスト軸受は、爪の強度を十分に確保できるが、浸炭焼入れ、焼戻し処理時の熱ひずみによって、軌道輪や保持器の円環部に円錐状の反りや円周方向のうねりが生じることがある。このような反りやうねりが生じて軸受の寸法形状精度が低下すると、ころの転動や保持状態が不安定になるとともに、軸受部品間で局部的な接触が生じる恐れがあり、軸受寿命が低下するのみでなく、十分な軸受機能を発揮できなくなる問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、軌道輪の爪の強度を確保した上で、軸受の寸法形状精度を良好に確保でき、軌道輪と保持器を分離しにくくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数のころを放射状に保持する円環状の保持器と、軌道円環部の内径側に鍔を形成した内輪、または軌道円環部の外径側に鍔を形成した外輪のいずれか一方の軌道輪を備え、ラジアル方向の軸受内部隙間を前記鍔で規制して、この鍔の先端に円周方向の複数箇所で半径方向に前記保持器側へ張り出す爪を形成し、この爪の張り出し長さを前記軸受内部隙間よりも大きくして、前記保持器の内周縁または外周縁を係止し、前記軌道輪と保持器を非分離としたスラスト軸受の製造方法において、前記軌道輪と前記ころを保持した保持器とを、未焼入れの状態で一体の軸受に組み立てたのち、この組み立てた軸受に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施し、こののち、前記軌道輪と前記ころとを軸方向に挟圧し、前記保持器の内周縁または外周縁を軸方向に押圧した状態でテンパー処理を施す方法を採用した。
【００１０】
すなわち、軌道輪ところを保持した保持器とを、未焼入れの状態で一体の軸受に組み立てたのち、組み立てた軸受に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施し、こののち、軌道輪ところとを軸方向に挟圧し、保持器の内周縁または外周縁を軸方向に押圧した状態でテンパー処理を施すことにより、浸炭焼入れ、焼戻し処理時の熱ひずみで生じる軌道輪や保持器の円環部の反りやうねりを矯正し、軌道輪の爪の強度を確保した上で、軸受の寸法形状精度を良好に確保でき、軌道輪と保持器を分離しにくくした。
【００１１】
前記爪は曲げ加工またはステーキングで形成することができる。
【００１２】
前記軸受内部隙間を軸受部偏心量の２倍以上とすることにより、保持器の内径面または外径面の軌道輪の鍔との接触を防止し、軸受の円滑な回転を確保することができる。また、保持器の摩耗や変形も防止することができる。
【００１３】
前記軌道輪は薄鋼板で形成することができる。
【００１４】
前記保持器も薄鋼板で形成することができる。
【００１５】
前記円環状の保持器の断面形状はＶ字形状とすることができる。
【００１６】
上述した各スラスト軸受の製造方法は、自動車のトルクコンバータのタービンまたはインペラと、ステータとの間に組み付けられるスラスト軸受に好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のスラスト軸受の製造方法は、軌道輪ところを保持した保持器とを一体の軸受に組み立てたのち、組み立てた軸受に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施し、こののち、軌道輪ところとを軸方向に挟圧し、保持器の内周縁または外周縁を軸方向に押圧した状態でテンパー処理を施すことにより、浸炭焼入れ、焼戻し処理時の熱ひずみで生じる軌道輪や保持器の円環部の反りやうねりを矯正するようにしたので、軌道輪の爪の強度を確保した上で、軸受の寸法形状精度を良好に確保することができ、軌道輪と保持器を分離しにくくすることができる。
【００１８】
前記軸受内部隙間を軸受部偏心量の２倍以上とすることにより、保持器の内径面または外径面の軌道輪の鍔との接触を防止し、軸受の円滑な回転を確保することができる。また、保持器の摩耗や変形も防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る製造方法で製造したスラスト軸受１を示す。このスラスト軸受１は、複数のころ２を放射状に保持する円環状の保持器３と、軌道円環部の外径側に鍔４ａが形成された外輪４とを備え、軸受部に大きな偏心回転が生じても、保持器３の外周縁が外輪４の鍔４ａと接触しないように、ラジアル方向の軸受内部隙間が軸受部偏心量の２倍以上に設定されている。保持器３と外輪４は、いずれも薄鋼板で形成されている。
【００２０】
前記外輪４の鍔４ａの先端には、曲げ加工によって、軸受内部隙間よりも長く内向きに張り出す複数の爪４ｂが、円周方向に等間隔で形成されており、これらの各爪４ｂで保持器３の外周縁が係止されて、保持器３と外輪４が非分離とされている。また、ころ２を保持する保持器３の円環部は、下向きのＶ字断面形状に形成されている。
【００２１】
以下に、上述したスラスト軸受１を製造する手順を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、ころ２を保持した保持器３と外輪４を未焼入れのまま重ね合わせた状態で、外輪４の各爪４ｂを曲げ加工で形成して、これらを一体の軸受に組み立てたのち、組み立てた軸受を熱処理炉に装入して、浸炭焼入れ、焼戻し処理を施す。このとき、図２（ｂ）に示すように、浸炭焼入れ、焼戻し処理の熱ひずみによって、保持器３と外輪４の円環部には円錐状の反りが生じる。これらの円環部には、円周方向のうねりが生じることもある。
【００２２】
こののち、図３に示すように、前記浸炭焼入れ、焼戻し処理した軸受を、テンパー炉内に配設されたプレスの上下金型５、６の間にセットし、ころ２と外輪４を軸方向に上下で挟圧するとともに、保持器３の内周縁を上金型５の平坦部５ａで外輪４側へ押圧した状態で、テンパー処理を施す。
【実施例】
【００２３】
図２（ｂ）に示したように、前記保持器３と外輪４の円環部に円錐状の反りが生じた浸炭焼入れ、焼戻し処理後の軸受を、図３に示したように、プレスの上下金型５、６の間にセットしてテンパー処理し、テンパー処理前後の保持器３と外輪４の円環部の反り量を測定した。テンパー処理条件と軸受の仕様は、以下の通りである。
（テンパー処理条件）
・テンパー温度：２００℃
・加圧時間：１０分
・ころと外輪の挟圧荷重：６ｋｇｆ（ころ１本当たり）
（軸受の仕様）
・ころ  ：直径３ｍｍ、長さ５ｍｍ、本数３８本
・保持器：内径５８ｍｍ、外径７４ｍｍ、高さ２ｍｍ
・外輪  ：内径６０ｍｍ、外径７７ｍｍ、高さ３ｍｍ
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１に、上記保持器３と外輪４の円環部の反り量の測定結果を示す。テンパー処理前の円環部の反り量が、保持器３は０．７ｍｍ、外輪４は０．３ｍｍであったものが、テンパー処理後は、それぞれ０．４ｍｍと０．１ｍｍに低減されており、テンパー処理による矯正効果が大きいことが確認された。この反り量にはうねりも含まれている。なお、この実施例では、加圧時間を１０分としたが、反り量の大きいものは加圧時間を延長すればよい。
【００２６】
図４は、上述した製造方法で製造されたスラスト軸受１を使用した自動車のトルクコンバータを示す。このトルクコンバータは、エンジンの出力軸に連結されるインペラ２１と、トランスミッションの入力軸に連結されるタービン２２とが対向配置され、ケーシングに固定されるステータシャフト（図示省略）に一方向クラッチ２３を介してステータ２４が取り付けられており、それぞれ椀状に形成されたインペラブレード２１ａとタービンブレード２２ａの間で還流する流体を、これらの内径側でタービン２２側からインペラ２１側へ戻す際に、流体の流れ方向を変えてインペラ２１に順方向の回転力を付与して伝達トルクを増幅する。インペラブレード２１ａとタービンブレード２２ａに作用する流体圧は、必ずしも周方向で一様とはならないので、インペラ２１とタービン２２には偏心回転が生じやすく、その偏心量も最大０．５ｍｍ程度の比較的大きなものとなる。
【００２７】
前記スラスト軸受１は、インペラ２１とステータ２４の間と、タービン２２とステータ２４の間との２箇所に組み付けられており、これらのスラスト軸受１の軸受内部隙間はインペラ２１やタービン２２の偏心量の２倍以上となる１〜２ｍｍに設定されている。したがって、保持器３の外周縁が外輪４の鍔４ａと接触することはなく、インペラ２１とタービン２２の円滑な回転が保証されるとともに、保持器３の摩耗や変形が防止される。
【００２８】
上述した実施形態では、スラスト軸受が外輪を有するものとしたが、本発明に係る製造方法は、内輪を有するスラスト軸受の製造にも適用することができる。また、軌道輪の爪はステーキングによって形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ａは本発明に係る製造方法で製造したスラスト軸受を示す平面図、ｂはａの縦断面図
【図２】ａは図１のスラスト軸受を一体に組み立てた状態を示す縦断面図、ｂはａのスラスト軸受を浸炭焼入れ、焼戻し処理した後の状態を示す縦断面図
【図３】図２（ｂ）に示したスラスト軸受をテンパー処理する状態を示す縦断面図
【図４】図１のスラスト軸受を組み付けたトルクコンバータを示す縦断面図
【符号の説明】
【００３０】
１  スラスト軸受
２  ころ
３  保持器
４  外輪
４ａ  鍔
４ｂ  爪
５、６  金型
５ａ  平坦部
２１  インペラ
２１ａ  インペラブレード
２１ｂ  インペラハブ
２２  タービン
２２ａ  タービンブレード
２２ｂ  タービンハブ
２３  一方向クラッチ
２４  ステータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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