(57)【要約】【課題】偏心量の多い環境で使用されても保持器の破損を有効に防止した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、厚み寸法が相対的に厚い円盤形状の厚肉保持器部材１４、および厚肉保持器部材１４より厚み寸法が薄い円盤形状の一対の薄肉保持器部材１５とを含む保持器１３とを備え、保持器１３は、厚肉保持器部材１４の厚み方向一方側および他方側に一対の薄肉保持器部材１５を配置して構成されており、厚肉保持器部材１４および一対の薄肉保持器部材１５に連通する複数のポケット１３ｄを有する。【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、
厚み寸法が相対的に厚い円盤形状の厚肉保持器部材、および前記厚肉保持器部材より厚み寸法が薄い円盤形状の一対の薄肉保持器部材を含む保持器とを備え、
前記保持器は、前記厚肉保持器部材の厚み方向一方側および他方側に前記一対の薄肉保持器部材を配置して構成されており、前記厚肉保持器部材および前記一対の薄肉保持器部材に連通する複数のポケットを有する、スラストころ軸受。
【請求項２】
前記厚肉保持器部材の外径寸法をＤ、前記薄肉保持器部材の外径寸法をＥとすると、
Ｄ＞Ｅを満たす、請求項１に記載のスラストころ軸受。
【請求項３】
前記ポケットの径方向外側の壁面を構成する壁面のうち、前記厚肉保持器部材の壁面は、前記薄肉保持器部材の壁面より径方向内側に位置する、請求項１または２に記載のスラストころ軸受。
【請求項４】
前記ころのころ径をＨ、
前記ころの転動面に対面する一対の壁面のうち、前記厚肉保持器部材の位置における間隔をＦ、前記薄肉保持器部材の位置における間隔をＧとすると、
Ｇ＜Ｈ＜Ｆを満たす、請求項１〜３のいずれかに記載のスラストころ軸受。
【請求項５】
前記ころの転動面に対面する前記薄肉保持器部材の一対の壁面は、
０．９＜Ｇ／Ｈ＜０．９５となるころ止め部と、前記ころ止め部から後退した位置にぬすみ部とを含む、請求項４に記載のスラストころ軸受。
【請求項６】
前記ころのころ径をＨ、厚肉保持器部材の厚み寸法をＩとすると、
０．４＜Ｉ／Ｈ＜０．５を満たす、請求項１〜５のいずれかに記載のスラストころ軸受。
【請求項７】
前記スラストころ軸受は、
厚み方向一方側の壁面に前記複数のころに接触する第１の軌道面、および外縁部から厚み方向軌道面側に突出する第１の鍔部を有する円盤形状の第１の軌道輪と、
厚み方向一方側の壁面に前記複数のころに接触する第２の軌道面、および内縁部から厚み方向軌道面側に突出する第２の鍔部を有する円盤形状の第２の軌道輪とをさらに備え、
前記複数のころは、前記保持器の厚み方向から前記第１および第２の軌道輪に挟持されている、請求項１〜６のいずれか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、スラストころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスラストころ軸受として、複数のころと、複数のころを保持する保持器と、複数のころを保持器の厚み方向から挟持する一対の軌道輪とを備える三位一体のスラストころ軸受が知られている。上記構成のスラストころ軸受を偏心量の多い環境で使用すると、一対の軌道輪が径方向にずれて、保持器を挟み込んでしまうおそれがある。これは、焼き付きや保持器の損傷の原因となる。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するスラストころ軸受が、例えば、特許第３６９２５８５号公報（特許文献１）に記載されている。同公報に記載されているスラストころ軸受は、保持器の外周面と外鍔との間、および保持器の内周面と内鍔との間の少なくともいずれか一方の隙間を偏心量より大きくしている。また、外鍔および内鍔のいずれか一方に径方向に突出する突片を設けて、外鍔と内鍔との隙間が一定値以下になるのを防止している。
これにより、偏心量の多い環境で使用される場合にも、保持器の挟み込みを防止することができると記載されている。
【特許文献１】特許第３６９２５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、偏心量は、回転軸の撓み等の様々な外部要因の影響を受けて変化する。したがって、偏心量が設計時の想定範囲を超えた場合には、やはり保持器の挟み込みの問題が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、偏心量の多い環境で使用されても保持器の破損を有効に防止した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】
【０００６】
この発明に係るスラストころ軸受は、複数のころと、厚み寸法が相対的に厚い円盤形状の厚肉保持器部材、および厚肉保持器部材より厚み寸法が薄い円盤形状の一対の薄肉保持器部材を含む保持器とを備える。そして、保持器は、厚肉保持器部材の厚み方向一方側および他方側に一対の薄肉保持器部材を配置して構成されており、厚肉保持器部材および一対の薄肉保持器部材に連通する複数のポケットを有する。
【０００７】
好ましくは、厚肉保持器部材の外径寸法をＤ、薄肉保持器部材の外径寸法をＥとすると、Ｄ＞Ｅを満たす。これにより、保持器が軌道輪に挟まれた場合でも、保持器の破損を有効に防止することができる。
【０００８】
好ましくは、ポケットの径方向外側の壁面を構成する壁面のうち、厚肉保持器部材の壁面は、薄肉保持器部材の壁面より径方向内側に位置する。これにより、ころとポケットの壁面との間のドリリング摩耗を有効に防止することができる。
【０００９】
好ましくは、ころのころ径をＨ、ころの転動面に対面する一対の壁面のうち、厚肉保持器部材の位置における間隔をＦ、薄肉保持器部材の位置における間隔をＧとすると、Ｇ＜Ｈ＜Ｆを満たす。これにより、薄肉保持器部材は、ころの脱落を防止するころ止め部として機能する。一方、厚肉保持器部材は、ころの転動面を案内する案内面として機能する。
【００１０】
さらに好ましくは、ころの転動面に対面する前記薄肉保持器部材の一対の壁面は、０．９＜Ｇ／Ｈ＜０．９５となるころ止め部と、ころ止め部から後退した位置にぬすみ部とを含む。これにより、ころを適切に保持できると共に、ポケットへの通油性が向上する。
【００１１】
好ましくは、ころのころ径をＨ、厚肉保持器部材の厚み寸法をＩとすると、０．４＜Ｉ／Ｈ＜０．５を満たす。これにより、ころとポケットの壁面との接触面圧を低下させて、ドリリング摩耗をさらに有効に防止することができる。
【００１２】
好ましくは、スラストころ軸受は、厚み方向一方側の壁面に複数のころに接触する第１の軌道面、および外縁部から厚み方向軌道面側に突出する第１の鍔部を有する円盤形状の第１の軌道輪と、厚み方向一方側の壁面に複数のころに接触する第２の軌道面、および内縁部から厚み方向軌道面側に突出する第２の鍔部を有する円盤形状の第２の軌道輪とをさらに備える。そして、複数のころは、保持器の厚み方向から第１および第２の軌道輪に挟持されている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、厚肉保持器部材と薄肉保持器部材とを適切に組み合わせたので、剛性の高い保持器を有する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】
【００１４】
図１〜図６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は保持器１３の平面図、図３はポケット１３ｄを厚み方向一方側から見た拡大図、図４はポケット１３ｄを厚み方向他方側から見た拡大図、図５は図３のＶ−Ｖにおける断面図、図６は図３のＶＩ−ＶＩにおける断面図である。
【００１５】
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の軌道輪１７，１８とを備える。
【００１６】
第１の軌道輪１７は、中央に貫通孔１７ａを有する円盤形状の部材である。そして、厚み方向一方側の壁面にころ１２と接触する第１の軌道面１７ｂと、円盤状部材の外縁部から厚み方向の第１の軌道面１７ｂ側に延びる円筒形状の外周鍔部１７ｃと、外周鍔部１７ｃの先端から径方向内側に突出する第１のステーキング１７ｄとを含む。
【００１７】
外周鍔部１７ｃ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。第１のステーキング１７ｄは、保持器１３の外縁部に係合して保持器１３が第１の軌道輪１７から分離するのを防止する。
【００１８】
第２の軌道輪１８は、中央に貫通孔１８ａを有する円盤形状の部材である。そして、厚み方向一方側の壁面にころ１２と接触する第２の軌道面１８ｂと、円盤状部材の内縁部から厚み方向の第２の軌道面１８ｂ側に延びる円筒形状の内周鍔部１８ｃと、内周鍔部１８ｃの先端から径方向外側に突出する第２のステーキング１８ｄとを含む。
【００１９】
内周鍔部１８ｃ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。第２のステーキング１８ｄは、保持器１３の内縁部に係合して保持器１３が第２の軌道輪１８から分離するのを防止する。
【００２０】
上記構成の第１および第２の軌道輪１７，１８は、例えば、磨き帯鋼をプレス加工して形成される。また、仕上げ加工として磨き加工（タンブラー）を施している。
【００２１】
次に、図２を参照して、保持器１３は、内周環状部１３ａと、外周環状部１３ｂと、内周環状部１３ａおよび外周環状部１３ｂの間に放射状に配置される複数の柱部１３ｃとを含む円盤形状の部材である。また、隣接する柱部１３ｃの間には、保持器１３の厚み方向に貫通する複数のポケット１３ｄが形成されている。なお、ポケット１３ｄは、ころ１２と同数設けられており、ころ１２を収容する。
【００２２】
また、図３および図４を参照して、ポケット１３ｄには、ころ１２の転動面に対面する一対の壁面から突出する第１および第２のころ止め部１３ｅ，１３ｆと、第１および第２のころ止め部１３ｅ，１３ｆに隣接する位置にぬすみ部１３ｇ，１３ｈとが設けられている。
【００２３】
図３を参照して、第１のころ止め部１３ｅは、保持器１３の厚み方向一方側に偏在して、ころ１２の厚み方向一方側への抜けを防止する。図４を参照して、第２のころ止め部１３ｆは、保持器１３の厚み方向他方側に偏在して、ころ１２の厚み方向他方側への抜けを防止する。ぬすみ部１３ｇ，１３ｈは、それぞれ第１および第２のころ止め部１３ｅ，１３ｆから後退した位置に設けられている。これにより、ポケット１３ｄの通油性が向上する。
【００２４】
なお、第１および第２のころ止め部１３ｅ，１３ｆは、保持器１３の径方向にずれた位置に設けられている。具体的には、第１のころ止め部１３ｅは、ころ１２の転動面に対面するポケット１３ｄの壁面の両端部領域の２箇所に設けられている。一方、第２のころ止め部１３ｆは、中央領域の１箇所に設けられている。
【００２５】
また、図１を参照して、保持器１３は、厚肉保持器部材１４と、一対の薄肉保持器部材１５，１６とで構成されている。具体的には、厚肉保持器部材１４の厚み方向一方側および他方側にそれぞれ薄肉保持器部材１５，１６が配置されている。そして、ポケット１３ｄは、厚肉保持器部材１４および一対の薄肉保持器部材１５，１６に連通するように設けられている。なお、この実施形態における一対の薄肉保持器部材１５，１６は、保持器１３の内周面で相互に連結されている。
【００２６】
厚肉保持器部材１４および薄肉保持器部材１５，１６は、共に円盤形状の部材であって、厚肉保持器部材１４の厚み寸法は、薄肉保持器部材１５，１６と比較して相対的に厚くなっている。つまり、厚肉保持器部材１４は、薄肉保持器部材１５，１６と比較して、相対的に剛性が高くなっている。
【００２７】
また、上記構成の厚肉保持器部材１４の製造方法は特に限定されないが、例えば、炭素含有量が０．２％以下の低炭素鋼材をプレス加工して形成する。低炭素鋼を使用することにより、プレス成形性が向上する。また、プレス加工後には、硬度等の所定の機械的性質を付与するために、浸炭熱処理、浸炭窒化処理、および軟窒化処理のうちのいずれかを施す。これは、薄肉保持器部材１５，１６についても同様である。
【００２８】
次に、図５を参照して、厚肉保持器部材１４の外径寸法をＤ、薄肉保持器部材１５，１６の外径寸法をＥとすると、Ｄ＞Ｅを満たすように各種寸法を設定する。つまり、第１および第２の軌道輪１７，１８が径方向にずれて、保持器１３が外周鍔部１７ｃと内周鍔部１８ｃとの間に挟まれた場合、外周鍔部１７ｃの内壁面には、相対的に剛性の高い厚肉保持器部材１４のみが接触するようにする。これにより、保持器１３の破損を有効に防止することができる。
【００２９】
また、ポケット１３ｄの径方向外側の壁面を構成する壁面のうち、厚肉保持器部材１４の壁面は、薄肉保持器部材１５，１６の壁面より径方向内側に位置する。これにより、軸受回転時の遠心力によってころ１２が径方向外側に偏った場合、厚肉保持器部材１４のみがころ１２の端面と接触する。このとき、厚肉保持器部材１４は、周速の小さいころ１２の回転中心に近い位置で接触するので、ドリリング摩耗を抑制することができる。
【００３０】
なお、この実施形態においては、ころ１２のころ長さをＬ、ポケット１３ｄのころ１２の端面に対面する一対の壁面のうち、厚肉保持器部材１４の位置における間隔をＡ、薄肉保持器部材１５，１６の位置における間隔をＢとすると、Ｌ＜Ａ＜Ｂを満たしている。しかし、ドリリング摩耗は専ら径方向外側の壁面で発生するので、ポケット１３ｄの径方向外側の壁面でのみ、厚肉保持器部材１４が薄肉保持器部材１５，１６より径方向内側に突出していれば、この発明の効果を得ることができる。
【００３１】
次に、図６を参照して、ころ１２のころ径をＨ、および厚肉保持器部材１４の厚み寸法をＩとすると、０．４＜Ｉ／Ｈ＜０．５を満たすように各種寸法を設定する。Ｉ／Ｈ≦０．４とすると、ころ１２の端面と厚肉保持器部材１４の接触面積が小さくなって、ドリリング摩耗が発生しやすくなる。一方、Ｉ／Ｈ≧０．５となると、薄肉保持器部材１５，１６の厚み寸法Ｊが極端に薄くなって、ころ止め部１３ｅ，１３ｆが破損するおそれがある。なお、厚肉保持器部材１４の厚み寸法Ｉを上記の範囲内とした場合、薄肉保持器部材１５，１６それぞれの厚み寸法Ｊは、Ｊ／Ｈ≒０．１程度となるように設定する。
【００３２】
また、ポケット１３ｄのころ１２の転動面に対面する一対の壁面のうち、厚肉保持器部材１４の位置における間隔をＦ、薄肉保持器部材１５，１６の位置における間隔をＧとすると、Ｇ＜Ｈ＜Ｆを満たすように各種寸法を設定する。つまり、第１および第２のころ止め部１３ｅ，１３ｆは、薄肉保持器部材１５，１６に形成されることになる。一方、厚肉保持器部材１４のころ１２の転動面に対面する壁面は、ころ１２の回転を案内する案内面として機能する。
【００３３】
また、第１および第２のころ止め部１３ｅ，１３ｆの位置におけるポケット１３ｄの開口幅は、０．９＜Ｇ／Ｈ＜０．９５となるように設定する。Ｇ／Ｈ≦０．９とすると、ころ１２の回転を阻害しないためには、薄肉保持器部材１５，１６の厚み寸法Ｊを極端に薄くしなければならない。したがって、薄肉保持器部材１５，１６の剛性の観点からは、上記の範囲内であることが望ましい。一方、Ｇ／Ｈ≧０．９５とすると、スラストころ軸受１１に外力が作用した場合等にころ１２の脱落を有効に防止することができない。
【００３４】
なお、上記の関係（「Ｇ＜Ｈ＜Ｆ」、および「０．９＜Ｇ／Ｈ＜０．９５」）は、第１および第２のころ止め部１３ｅ，１３ｆの位置で満足していればよく、ぬすみ部１３ｇ，１３ｈの位置における開口幅は、必ずしも上記の範囲内である必要はない。
【００３５】
なお、上記の実施形態においては、ころ１２と、保持器１３と、第１および第２の軌道輪１７，１８とを含む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、第１および第２の軌道輪１７，１８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であってもよいし、軌道輪を有しないケージ＆ローラタイプのスラストころ軸受であってもよい。
【００３６】
また、上記の実施形態における第１の軌道輪１７において、第１のステーキング１７ｄ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のステーキング１７ｄ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のステーキング１７ｄ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のステーキング１７ｄは、等間隔に配置するのが望ましい。例えば、９０°の間隔で４箇所に設けるのが適当である。これは、第２の軌道輪１８についても同様である。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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】
【００４０】
この発明は、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】
【００４１】
【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】図１に示す保持器の平面図である。
【図３】ポケットを厚み方向一方側から見た拡大図である。
【図４】ポケットを厚み方向他方側から見た図である。
【図５】図３のＶ−Ｖにおける断面図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩにおける断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  スラストころ軸受、１２  ころ、１３  保持器、１３ａ  内周環状部、１３ｂ  外周環状部、１３ｃ  柱部、１３ｄ  ポケット、１３ｅ，１３ｆ  ころ止め部、１３ｇ，１３ｈ  ぬすみ部、１４  厚肉保持器部材、１５，１６  薄肉保持器部材、１７，１８  軌道輪、１７ａ，１８ａ  貫通孔、１７ｂ，１８ｂ  軌道面、１７ｃ，１８ｃ  鍔部、１７ｄ，１８ｄ  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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