JP2006200609A

JP2006200609A - スラストころ軸受

Info

Publication number: JP2006200609A
Application number: JP2005011999A
Authority: JP
Inventors: Shinji Oishi; 真司大石
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】保持器の強度を維持するために十分な板厚および、ころと、ころ止め部の適正な遊隙量を確保することにより、耐久性に優れたスラストころ軸受を提供する。
【解決手段】保持器１１は、円環状の板材で、軸受回転軸線に対して交差する面に、ころを収容する複数のポケット１２を有する。ポケット１２の壁面には、ころ１６の外周面に対面する壁面ころ１６の上方への抜けを防止する第１ころ止め部１３ａと、その加工面にころ１６の回転を案内する第１ころ案内面１３ｂとを有する第１ころ接触部１３と、ころ１６の下方への抜けを防止する第２ころ止め部１４ａと、その加工面にころ１６の回転を案内する第２ころ案内面１４ｂとを有する第２ころ接触部１４とが設けられている。また、ころ接触部１３，１４から後退した位置に非接触部１５が設けられている。
【選択図】図６

Description

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。

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、特開２０００−１９２９６５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、ころと、図１に示すような円環状の円周面にころを収容するポケット２を複数有する保持器１とを備え、あるいはさらに軌道輪を有している。

保持器１のＡ−Ａ´での断面は、図２に示すように、円環状の板材をプレス加工によりＷ形状とし、ポケット２を打ち抜き形成する。ポケット２には、打ち抜き形成時に、ころ５の脱落を防止する複数のころ止め部３と、ころ５の回転を案内するころ案内面４とが形成される。

隣接するころ止め部３は、軸受回転軸線方向およびころ５の自転軸線方向の位置をずらして設けられる。図２では、ポケット２の中央部上側と、両端部下側とにころ止め部３が形成されている。また、ころ案内面４は、隣接するころ止め部３の間の傾斜部に設けられる。

ここで、軸受回転軸線とは、軸受回転時のころの公転軌道の中心を通る仮想軸線を示す。また、ころの自転軸線とは、軸受回転時のころ各々の自転軌道の中心を通る仮想軸線を示す。

ころ止め部３は、図３に示すように、ポケット２の壁面より突出しており、スラストころ軸受の停止時にころ５の脱落を防止する。一方、スラストころ軸受の回転時においては、図４に示すように、ころ５は、ころ止め部３と遊隙量ｄ_０の間隔を維持して接触せず、ころ案内面４に案内されて回転する。

上記のようなスラストころ軸受は、ころと、転動面とが線接触するので、軸受投影面積が小さい割りに高負荷容量と高剛性が得られるという利点がある。
特開２０００−１９２９６５号公報

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の軸方向の厚み削減の要望が強くなっている。

一般的に、図４に示したようなスラストころ軸受をサイズダウンする場合、通常は、図５（ａ）に示すように、ころ径、Ｗ型保持器の厚み寸法、Ｗ型保持器の板厚をそれぞれφ_０＞φ_１、ｗ_０＞ｗ_１、ｔ_０＞ｔ_１と所定の比率だけ縮小する。

ただし、Ｗ型保持器の強度を維持するために、Ｗ型保持器の板厚ｔ_１をあまり薄くすることができない。

そこで、図５（ｂ）に示すように、ころ径φ_１およびＷ型保持器の厚み寸法Ｗ_１を変更せずに、Ｗ型保持器の板厚ｔ_２をｔ_１＜ｔ_２となるように設定すると、ころ５の脱落を防止するためには、遊隙量ｄ_２を小さくしなくてはならない。遊隙量ｄ_２が小さくなると、ころ止め部３でころ５の外周面の潤滑油を掻き落とすことになり、回転不良を招く恐れがある。

また、適正な遊隙量を確保するために、ころ止め部３のポケット２の端面からの突出量を減らし、間口を広くすれば、ころ５の脱落を防止することができない。

一方、図５（ｃ）に示すように、板厚ｔ_３をｔ_１＞ｔ_３となるように設定した場合には、遊隙量ｄ_３を十分に確保することは可能となるが、保持器の強度がさらに低下する。

さらに、従来からの問題点として、打ち抜き形成されるころ案内面４は、その一部に破断面を含む。その結果、表面の粗い案内面４と、ころ５との接触抵抗が高くなり、磨耗による鉄粉が発生する。また、特に、希薄潤滑下においては、油膜切れ等の潤滑不良により、軸受が破損する恐れがあった。

本発明の目的は、保持器の強度を維持するために十分な板厚および、ころと、ころ止め部との適正な遊隙量を確保することにより、耐久性に優れたスラストころ軸受を提供することである。

この発明に係るスラストころ軸受は、ころと、円環状部材で、軸受回転軸線に対して交差する面に、ころを収容する複数のポケットを有する保持器とを備える。また、ころの外周面に対面するポケットの壁面には、軸受回転軸線方向およびころの自転軸線方向に見てずれた位置関係に、第１ころ接触部および第２ころ接触部が設けられている。

第１ころ接触部は、ころの一方方向への抜けを防止する第１ころ止め部と、ころの回転を案内する第１ころ案内面とを有し、第２ころ接触部は、ころの他方方向への抜けを防止する第２ころ止め部と、ころの回転を案内する第２ころ案内面とを有することを特徴とする。

上記構成とすることにより、保持器の板厚を薄くすることなく、ころと、ころ止め部との適正な遊隙量を確保することができる。その結果、保持器の強度およびスラストころ軸受の潤滑性能の低下を防止することができる。

好ましくは、ころ止め部およびころ案内面は、ころ接触部のころ接触側の角部を面押し加工して形成されている。これにより、平滑な案内面を得ることができるので、案内面ところとの接触抵抗を緩和し、磨耗による鉄粉の発生を抑制することができる。また、希薄潤滑下においても、油膜切れ等を起こさず、高い潤滑性能を維持することができる。その結果、耐久性および静粛性に優れたスラストころ軸受を得ることができる。

なお、本明細書中で面押し加工とは、加工品表面を塑性加工により、所望の形状のとする加工法を指すものとする。この加工法によると、加工品表面は平滑な面となり、また、加工工具の形状によって種々の形状とすることができる。

好ましくは、第１ころ接触部と、前記第２ころ接触部との間に、ころ案内面よりも後退して位置するころ非接触部を備えるとよい。これにより、ころと、保持器との間の隙間が大きくなり、軸受内部への通油性が高まる。その結果、潤滑性能の高いスラストころ軸受を得ることができる。

本発明は、ころ径の小さなスラストころ軸受に使用する場合でも、保持器の板厚を薄くすることなく、ころと、ころ止め部の適正な遊隙量を確保することができる。その結果、保持器の強度を維持すると同時に、スラストころ軸受の潤滑性能の低下を防止することができる。

さらに、ころ案内面を平滑な面とし、ころと、保持器との非接触部を設けることにより、耐久性および静粛性に優れたスラストころ軸受を得ることができる。

図６〜図８を参照して、この発明に係るスラストころ軸受の一実施形態を説明する。

この発明に係るスラストころ軸受は、ころ１６と、保持器１１とを備える。保持器１１は、例えば、図６に示すように、円環状の板材をプレス加工によりＷ形状に成型して作られたＷ型保持器であり、軸受回転軸線に対して交差する面に、ころ１６を収容する複数のポケット１２を有する。

ポケット１２の壁面には、図７に示すように、ころ１６の外周面に対面する壁面から突出した複数のころ接触部１３，１４と、ころ接触部１３，１４から後退した位置に設けられたころ非接触部１５とを備える。

隣接するころ接触部１３，１４は、軸受回転軸線方向およびころの自転軸線方向の位置をずらして複数個所に設けられる。図６に示す実施形態では、ポケット１２の中央部上側に第１ころ接触部１３と、両端部下側に第２ころ接触部１４とが形成されている。

図８に示すように、第１ころ接触部１３は、ころ１６の上方への抜けを防止する第１ころ止め部１３ａと、その加工面にころ１６の回転を案内する第１ころ案内面１３ｂとを有し、第２ころ接触部１４は、ころ１６の下方への抜けを防止する第２ころ止め部１４ａと、その加工面にころ１６の回転を案内する第２ころ案内面１４ｂとを有する。

上記構成の保持器とすることにより、軸受の強度を維持するために必要な板厚ｔを確保すると同時に、ころ止め部１３ａ，１４ａの突出量を調整することにより、適正な遊隙量ｄを確保することも可能となる。

また、ころ接触部１３，１４の加工面をころ案内面１３ｂ，１４ｂとすることにより、従来、ころ案内面としていた打抜加工時の切断面部分をころ非接触部１５とすることができる。

ころ非接触部１５は、ころ案内面１３ｂ，１４ｂから大きく後退させることができるので、図７に示すように、ころ非接触部１５と、ころ１６との間隔を大きくすることが可能となる。これにより、軸受内部への通油性が高まり、潤滑性能の高いスラストころ軸受を得ることができる。

なお、上記の実施形態では、ころ案内面１３ｂ，１４ｂの形状をテーパ面としたが、これに限ることなく、図９に示すように、ころ案内面２３ｂ，２４ｂをころ２６の外周面に沿う湾曲面としてもよい。また、図１０に示すように、ころ接触部３３，３４をバニシ加工によりころ止め部３３ａ，３４ａおよびころ案内面３３ｂ，３４ｂを形成することとしてもよい。

上記の各実施形態に示す保持器は、熱処理、例えば浸炭焼入れおよび焼戻し、または、これらに代えて、浸炭窒化処理や軟窒化処理等をして、完成品となる。

また、上記の各実施形態では、ころと、保持器とを備えるスラストころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、さらに軌道輪を備えるスラストころ軸受としてもよい。

次に、図１１を参照して、図８に示す第２ころ接触部１４に第２ころ止め部１４ａおよび第２ころ案内面１４ｂを形成する手順を説明する。

図８に示すような第２ころ止め部１４ａおよび第２ころ案内面１４ｂは、図１１に示すように面押し加工により形成する。具体的には、図１１（ａ）に示すように、第２ころ接触部１４を加工台１７上に載置し、第２ころ接触部１４の角部１４ｃに工具１８のテーパ面１８ａを押し当てることにより行う。

面押し加工を行うと、図１１（ｂ）に示すように、その加工面に第２ころ案内面１４ｂと、第２ころ止め部１４ａとが形成される。

面押し加工は、せん断加工と異なり圧縮加工であるので、第２ころ案内面１４ｂは平滑な面となり、案内面ところとの接触抵抗を緩和し、磨耗による鉄粉の発生を抑制することができる。また、希薄潤滑下においても、油膜切れ等を起こさず、高い潤滑性能を維持することができる。その結果、耐久性および静粛性に優れたスラストころ軸受を得ることができる。

また、工具１８を深く挿入して、大きなころ案内面を形成する場合には、図１２（ａ）に示すように、加工台１７に工具１８の先端をガイドするガイド部１７ａを設けて加工することにより、図１２（ｂ）に示すように、大きなころ案内面１４ｂを得ることができる。

上記の実施形態では、図８に示すような、第２ころ案内面１４ｂの形状がテーパ面となる面押し加工の手順を説明したが、工具１８のテーパ面１８ａを凸状の湾曲面とすることにより、図９に示すような湾曲形状のころ案内面１３ｂ，１４ｂを形成することも可能である。

また、上記の実施形態では、第２ころ接触部１４に第２ころ止め部１４ａおよび第２ころ案内面１４ｂを形成する方法を示したが、第１ころ接触部についても、工具１８を下から当てることにより、同様の方法で第１ころ止め部１３ａおよび第１ころ案内面１３ｂを形成することができる。

次に、図１３および図１４を参照して、図１０に示すような、第２ころ接触部３４に第２ころ止め部３４ａおよび第２ころ案内面３４ｂを形成する手順について説明する。

図１０に示すような第２ころ止め部３４ａおよび第２ころ案内面３４ｂは、図１３に示すようにバニシ加工により形成する。なお、本明細書中でバニシ加工とは、加工品表面に工具を押し付けて滑らせ、表面を平滑にする加工法を指すものとする。

具体的には、図１３（ａ）に示すように、第２ころ接触部３４を加工台３７の端面から幅Ｌ_１だけ後退した位置に載置し、工具３８を第２ころ接触部３４の端面から幅Ｌ_２だけ重なる位置にセットする。そして、図１３（ｂ）に示すように、工具３８の先端を加工台３７のガイド部３７ａに沿って押し込むことにより、第２ころ止め部３４ａおよびころ案内面３４ｂが形成される。

加工後の第２ころ接触部３４に関しては、図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、第２ころ案内面３４ｂが、加工前の第２ころ接触部３４の端面から幅Ｌ_２だけ後退し、バニシ加工によって押し下げられた部分によって、第２ころ止め部３４ａが、加工前の第２ころ接触部３４の端面から幅Ｌ_１だけ突出して形成される。

バニシ加工は、工具３８のテーパ部３８ａと、平坦部３８ｂとで加工するので、第２ころ接触部３４の加工面にも、テーパ面と、加工前の面と平行な面とが形成される。

上記のように、バニシ加工により第２ころ案内面３４ｂを形成することにより、表面粗さの低い平滑なころ案内面が得られるので、案内面ところとの接触抵抗を緩和し、磨耗による鉄粉の発生を抑制することができる。また、希薄潤滑下においても、油膜切れ等を起こさず、高い潤滑性能を維持することができる。その結果、耐久性および静粛性に優れたスラストころ軸受を得ることができる。

また、加工時の幅Ｌ_１，Ｌ_２の値を変更することにより、ころと、ころ接触部との遊隙量を容易に調整することが可能となる。

上記の実施形態では、第２ころ止め部３４ａおよび第２ころ案内面３４ｂを、バニシ加工により形成した例を示したが、これに限ることなく、しごき加工、または、つぶし加工によって形成してもよい。

また、上記の実施形態では、第２ころ接触部３４に第２ころ止め部３４ａおよび第２ころ案内面３４ｂを形成する方法を示したが、第１ころ接触部についても、工具３８を下から当てることにより、同様の方法で第１ころ止め部３３ａおよび第１ころ案内面３３ｂを形成することができる。

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。

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。

スラストころ軸受用保持器の概略平面図である。従来のスラストころ軸受用保持器の図１におけるＡ−Ａ´断面図である。従来のスラストころ軸受用保持器のポケット部分の概略平面図である。従来のスラストころ軸受用保持器の図２におけるＢ−Ｂ´断面図である。ころ径を小さくしたスラストころ軸受用保持器の図２におけるＢ−Ｂ´断面図である。この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器の図１におけるＡ−Ａ´断面図である。この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器のポケット部分の概略平面図である。この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器の図６におけるＣ−Ｃ´断面図であって、ころ案内面をころの外周面に沿うテーパ面とした状態を示す図である。この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器の図６におけるＣ−Ｃ´断面図であって、ころ案内面を湾曲面とした状態を示す図である。この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受用保持器の図６におけるＣ−Ｃ´断面図であって、バニシ加工によりころ止め部およびころ案内面を形成した状態を示す図である。ころ止め部およびころ案内面を面押し加工により形成する手順を示す図解的断面図である。ころ止め部およびころ案内面を面押し加工により形成する手順を示す図であって、図１１と比較して、工具をより深く挿入する状態を示す図である。ころ止め部およびころ案内面をバニシ加工により形成する手順を示す図である。ころ止め部およびころ案内面をバニシ加工により形成した前後のころ接触部の拡大断面図である。

符号の説明

１，１１保持器、２，１２ポケット、３，１３ａ，１４ａ，２３ａ，２４ａ，３３ａ，３４ａころ止め部、４，１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ，３３ｂ，３４ｂころ案内面、５，１６，２６，３６ころ、１３，１４，２３，２４，３３，３４ころ接触部、１４ｃ角部、１５，２５，３５ころ非接触部、１７，３７加工台、１７ａ，３７ａガイド部、１８，３８工具、１８ａ，３８ａテーパ部、３８ｂ平坦部。

Claims

ころと、
円環状部材で、軸受回転軸線に対して交差する面に、前記ころを収容する複数のポケットを有する保持器とを備えたスラストころ軸受において、
前記ころの外周面に対面する前記ポケットの壁面には、前記軸受回転軸線方向および前記ころの自転軸線方向に見てずれた位置関係に、第１ころ接触部および第２ころ接触部が設けられており、
前記第１ころ接触部は、前記ころの一方方向への抜けを防止する第１ころ止め部と、前記ころの回転を案内する第１ころ案内面とを有し、
前記第２ころ接触部は、前記ころの他方方向への抜けを防止する第２ころ止め部と、前記ころの回転を案内する第２ころ案内面とを有することを特徴とする、スラストころ軸受。
前記ころ止め部および前記ころ案内面は、前記ころ接触部のころ接触側の角部を面押し加工して形成されている、請求項１に記載のスラストころ軸受。
前記第１ころ接触部と、前記第２ころ接触部との間に、前記ころ案内面よりも後退して位置するころ非接触部を備える、請求項１または２に記載のスラストころ軸受。