(57)【要約】【課題】転がりスラスト軸受より安価であり、従来の樹脂製スラスト軸受より摩擦抵抗が小さいスラスト軸受を提供することである。【解決手段】入力軸と出力軸との間に介在してスラスト荷重を支持するスラスト軸受において、端面に有底円形のポケット３を複数設けたリング状の軸受本体１と、前記ポケット３より小径で各ポケット３に収納された軸受板２とからなり、前記軸受板２のポケット開放側は軸受本体１の端面より僅かに突出している構成からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と出力軸との間に介在してスラスト荷重を支持するスラスト軸受において、端面に有底円形のポケットを複数設けたリング状の軸受本体と、前記ポケットより小径で各ポケットに収納された軸受板とからなり、前記軸受板のポケット開放側は軸受本体の端面より僅かに突出していることを特徴とするスラスト軸受。
【請求項２】
前記軸受板は、合成樹脂の射出成形体であることを特徴とする請求項１に記載のスラスト軸受。
【請求項３】
前記合成樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂であることを特徴とする請求項２に記載のスラスト軸受。
【請求項４】
前記軸受板は、金属又はセラミックスの基材の表面にフッ素樹脂を含む樹脂被膜が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載のスラスト軸受。
【請求項５】
前記スラスト軸受は、入力軸と出力軸の軸芯が偏芯した部位に用いられることを特徴とする請求項１から４のいずれか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、入力軸と出力軸との間に介在してスラスト荷重を支持するスラスト軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部材間の相対回転を円滑にするとともに焼き付き等を防止するために、相対回転する部材間にスラスト軸受を配置し、これによってスラスト荷重を受けるようにすることが従来から行われている。このようなスラスト軸受としては、ボールやニードルを転動体とする転がり軸受が一般的に使用されている。例えば、トルクコンバータや油圧式クラッチ等の自動車等のオートマッチクトランスミッション（以下、ＡＴ又は自動変速機という。）のトルクコンバータ部は、回転動力の入力部材に連結されたポンプインペラと、出力部材に連結されるタービンライナからなり、このようなＡＴには、通常５〜１０個のスラストニードル軸受等の転がりスラスト軸受が使用されている。
【０００３】
転がりスラスト軸受は、転動体とリテーナからなり、転動体とタービンなどを直接に滑り接触（摺接）させることはできないため、軌道盤を介して取り付けられており、この軌道盤のために取り付けに要する最小幅が制限される。
【０００４】
近年ＡＴ装置の小型化及び軽量化を図るために、転がりスラスト軸受をフェノール樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）などの合成樹脂製スラスト軸受に変更することが検討されている。その理由としては、転がりスラスト軸受の部分を薄肉化し、ＡＴ装置の小型化、軽量化及び低価格化を実現させるためである。
【特許文献１】特開平１１−１７０３９７号公報（ＡＴ用ＰＰＳ製スラスト軸受）
【特許文献２】特開２００２−１３９０２７号公報（ＡＴ用フェノール樹脂製スラスト軸受）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、フェノール樹脂製のスラスト軸受は、耐摩耗性が充分でないうえに摩擦抵抗が大きいため動力伝達の損失が大きく、トルク伝達効率が低い。また、ＰＰＳ製のスラスト軸受は、フェノール樹脂製スラスト軸受と比較して摩擦抵抗は小さいが、転がりスラスト軸受より摩擦抵抗が大きくエネルギー効率が悪いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は転がりスラスト軸受より安価であり、従来の樹脂製スラスト軸受より摩擦抵抗が小さいスラスト軸受を提供することを課題とする。
【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、本発明は、入力軸と出力軸との間に介在してスラスト荷重を支持するスラスト軸受において、端面に有底円形のポケットを複数設けたリング状の軸受本体と、前記ポケットより小径で各ポケットに収納された軸受板とからなり、前記軸受板のポケット開放側は軸受本体の端面より僅かに突出している構成を採用した。
【０００８】
前記軸受板は、合成樹脂の射出成形体により形成することができる。その場合の合成樹脂として、ポリエーテルエーテルケトン樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂がある。また、前記軸受板は、金属又はセラミックスの基材の表面にフッ素樹脂を含む樹脂被膜が形成されたものを用いることができる。なお、前記スラスト軸受は、入力軸と出力軸の軸芯が偏芯した部位に好適に用いられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のスラスト軸受は、上記の構造であるため、従来の転がりスラスト軸受より安価であり、かつ従来の樹脂製スラスト軸受より低い動摩擦係数である。このため、コストパフォーマンスが高い効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ）（ｂ）に示した実施形態１のスラスト軸受は、少なくとも軸受本体１と複数の軸受板２とからなり、軸受本体１の一方の端面には、軸受板２が個々に収納される複数の有底円形のポケット３が設けられている。ポケット３は、軸受本体１の外径寸法及び外径寸法と内径寸法の比率にもよるが、６箇所以上に形成され、好ましくは８〜３２箇所に形成される。ポケット３の位置が６箇所未満、即ち軸受板２の数が５以下であると、軸受板２に対する面圧が大きくなることで耐摩耗性が低下する恐れがあるとともに、相手面に対する安定性が低下する恐れがある。また、ポケット３の位置が３２箇所を超えると、即ち軸受板２の数が３３以上であると、寸法管理が繁雑になるとともに、コストアップにつながる。
【００１１】
ポケット３は軸受本体１の端面に周方向に等間隔に形成される。ただし、全周に渡り等間隔である必要はなく、例えば、図２に示した実施形態２のスラスト軸受のように、間隔ａをおいて４グループに分け、グループごとに等間隔ｂ（＜ａ）で配置するようにしてもよい。
【００１２】
軸受板２の外径寸法に対してポケット３の内径の寸法は小さく形成され、これにより軸受板２はポケット３に対してルーズフィットにて収納され、その先端面はポケット３から僅かに突出している。軸受板２の突出量ｃ（図１（ｂ）参照）は０．３ｍｍ以上、好ましくは０．５ｍｍ以上である。
【００１３】
軸受板２とポケット３の径差ｄ1−ｄ2は、ポケット３の中心点に軸受板２の中心点を重ねたときに一定の間隔が形成される程度であればよい。具体的には、径差１ｍｍ以上あれば後に説明するように、軸受板２の回転運動がスムーズに行われる。
【００１４】
軸受本体１のもう一方の端面と、入力軸又は出力軸の一方が摺接し、軸受板２の反軸受本体１側の面（ポケット３から突き出した先端面）と入力軸又は出力軸のもう一方とが当接する。入力軸と出力軸が相対回転すれば、軸受本体１のポケット３の中で軸受板２がその隙間分だけ移動し、さらに軸受板２の反軸受本体側の面と、該面と摺接する軸受面とが摺動することになる。ポケット３の中では軸受板２がその隙間分だけ移動した状態で回転運動が行われる。
【００１５】
このように、本発明のスラスト軸受では、ポケット３内で軸受板２が摺動回転するとともに軸受板２と相手軸とが摺動回転する。このため、従来の樹脂製スラスト軸受であれば出力軸が受ける摩擦抵抗の一部を、軸受板２がポケット３内で回転することで許容されることとなり、入力軸に対して出力軸の回転損失は低く抑えられる。
【００１６】
また、軸受板２とポケット３の隙間は、入力軸と出力軸との軸芯にズレがある場合そのズレを許容することができ、また、入力軸と出力軸との軸芯を故意に偏芯させた部位では、隙間を偏芯量より大きくすることで、本スラスト軸受を偏芯スラスト軸受として使用可能にすることができる。また、出力軸の軸芯が入力軸の軸芯から偏芯した位置で旋廻する部位では、隙間を偏芯量より大きくすることで本スラスト軸受を旋廻スラスト軸受として使用可能にすることができる（図３（ａ）〜（ｄ）参照）。
【００１７】
本スラスト軸受の最も好ましい使用は、上記偏芯スラスト軸受や旋廻スラスト軸受としての使用である。偏芯スラスト軸受や旋廻スラスト軸受は、スラスト軸受への均一な面当りが行われないため、本スラスト軸受のような複数の軸受板２が入力軸と出力軸のスラスト荷重を各軸に均一に面当たりするため、軸芯が合っているようなスムーズな回転性を有する。
【００１８】
軸受本体１は入力軸又は出力軸の一方に対し移動や回転が起こらないように固定されている。固定の方法はねじ止め、凹凸やキー溝等による移動防止手段がある。
【００１９】
軸受本体１を形成する材料は、鋼鉄、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属又は合成樹脂が望ましい。金属の場合、板金のプレス加工によって容易に製造可能であり、合成樹脂であれば射出成形できる材料を選択することによって容易に製造可能である。なお、図１及び図２の軸受本体１は合成樹脂の射出成形体である。
【００２０】
軸受本体１は、図４（ａ）〜（ｃ）に示した実施形態３のスラスト軸受のように、周方向に一定間隔をおいて円形穴４を設けたポケット部材５と、該ポケット部材５を収納する断面コ字型の環状の軸受ケース部材６との組み合わせにより形成してもよい。ポケット部材５が軸受ケース部材６のコの字型の溝７に緊密に嵌合一体化される。前記の円形穴４と溝７の底面とにより円形のポケット３が形成される。このような構成にすると、軸受本体１の軸受板２に対する摺動面がフラットに形成できるため、コストを抑えつつ摩擦特性を安定させることができる。
【００２１】
なお、軸受本体１を板金のプレス加工により製作しポケット３も同時にプレス成形する場合においては、ポケット３の底面がＲ状になるため軸受板２の底面をポケット３のＲより大きく面取りしておく。
【００２２】
軸受板２を形成する材料は、耐摩耗性、低摩擦性及び耐クリープ性が必要であり、少なくとも突出方向の端面は耐摩耗性、低摩擦性に優れた合成樹脂で形成されている。例えば、軸受板２を金属やセラミックスで形成して端面に樹脂被膜を形成してもよく、軸受板２の全体を耐クリープ性の高い合成樹脂の成形体としてもよい。
【００２３】
樹脂被膜は公知の方法によって形成された樹脂被膜が採用できる。例えば、樹脂フィルムを接着してもよく、樹脂塗膜を形成してもよい。使用される合成樹脂は自己潤滑性を有する合成樹脂が好ましく、耐摩耗性を付与する充填材が配合されたＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ又はＦＴＦＥ等のフッ素樹脂が望ましい。
【００２４】
軸受板２を合成樹脂の成形体とする場合は、ＰＴＦＥ、黒鉛又は二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を配合して潤滑特性を向上させた射出成形可能な合成樹脂からなる樹脂組成物が望ましい。使用できる合成樹脂を例示すると、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等がある。このような合成樹脂をベース材としてガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、鉱物繊維（ウィスカ）等の繊維状補強材を配合し耐クリープ性を高めることが望ましい。具体的には炭素繊維とＰＥＥＫを配合したＰＥＥＫ樹脂組成物やＰＰＳ樹脂組成物が挙げられる。前記したＰＥＥＫ樹脂組成物及びＰＰＳ樹脂組成物は、極圧添加剤を含むグリースやオイル等の潤滑剤に対して強度低下や摺動特性の低下が無いため最適である。
【００２５】
軸受板２の厚みは、２ｍｍ以上あればよい。２ｍｍより薄いと軸受板２のポケット３からの突出量が０．３ｍｍであればポケット３への収容が１．７ｍｍ程度しか確保できなくポケット３への収納性が悪くなる。
【００２６】
本発明のスラスト軸受は上記の基本的な構成であるが、さらに以下の構成を採用してもよい。
（１）図５に示した実施形態４のように、ポケット３内に樹脂製のカップ状成形体８を嵌合するか、又はポケット３内に樹脂コーティングを施す等してポケット３内を樹脂で形成する。
（２）図６に示した実施形態５のように、ポケット３の底面に樹脂フィルム製のスラスト軸受９を敷くか、又はバックメタル付きの複層軸受を敷く。
（３）図７（ａ）（ｂ）に示した実施形態６のように、軸受板２の端面に溝１０を形成する。この溝１０は潤滑剤の保持、摩耗粉の排出、摩擦抵抗の減少に役立つ。
（４）図８に示した実施形態７のように、軸受板２の側面に溝１１を形成する。この溝１１も潤滑剤の保持、摩耗粉の排出、摩擦抵抗の減少に役立つ。
（５）図９に示した実施形態８のように、軸受板２の外周面につば１２を設けるとともに、軸受本体１に各軸受板２をルーズに嵌入させ得る穴１３を設けた環状のカバー板１４を該軸受本体１に被覆一体化する。つば１２の外径を穴１３の外径より大に形成することにより、軸受板２の抜け出しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）実施形態１の平面図、（ｂ）同上の断面図
【図２】実施形態２の平面図
【図３】（ａ）〜（ｄ）実施形態１の作用説明図
【図４】（ａ）実施形態３の平面図、（ｂ）同上の断面図、（ｃ）同上の分解斜視図
【図５】実施形態４の断面図
【図６】実施形態５の断面図
【図７】（ａ）実施形態６の一部断面図、（ｂ）同上の軸受板の底面図
【図８】実施形態７の一部断面図
【図９】実施形態８の断面図
【符号の説明】
【００２８】
１    軸受本体
２    軸受板
３    ポケット
４    円形穴
５    ポケット部材
６    軸受ケース部材
７    溝
８    カップ状成形体
９    スラスト軸受
１０  溝
１１  溝
１２  つば
１３  穴
１４  カバー板
【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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