JP2006200632A

JP2006200632A - スラストころ軸受

Info

Publication number: JP2006200632A
Application number: JP2005013266A
Authority: JP
Inventors: Shinji Oishi; 真司大石
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
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】この発明に係るスラストころ軸受は、ころ１７と、保持器１１とを備える。保持器１１は、軸受回転軸線に対して交差する面に、板厚を減じて形成されたリング状溝１２と、ころ１７を収容する複数のポケット１３とを有する。ポケット１３のころ１７の外周面に対面する壁面には、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に複数のころ接触部１４，１５と、ころ接触部１４，１５から後退した位置に設けられたころ非接触部１６とを備える。ころ接触部１４，１５はそれぞれ、ころ１７の抜けを防止するころ止め部１４ａ，１５ａと、その加工面にころ１７の回転を案内するころ案内面１４ｂ，１５ｂとを有する。
【選択図】図８

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、一方面および他方面を有する円環状部材であり、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、保持器の一方面および他方面には、それぞれ板厚を減じてリング状溝が形成されている。

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。

上記構成とすることにより、保持器の板厚を保持器の厚み寸法まで厚くすることができる。その結果、従来の保持器と比較して極めて強度の高い保持器を得ることができる。また、ころ止め部の大きさは、保持器の板厚と無関係であり、ころと、ころ止め部との遊隙量を適正な値とすることができるので、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、各ころ接触部のころ止め部およびころ案内面は、バニシ加工により形成されている。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。

好ましくは、保持器のリング状溝は、コイニングにより形成されている。これにより、曲げ加工によって形成した場合に比べて、保持器の強度が高く、加工や熱処理等による変形が極めて少ない。また、変形が生じた場合であっても、プレステンパによって矯正することが可能である。

なお、本明細書中でコイニングとは、冷間鍛造の一形態で、上下から型を押し付けることにより、材料表面に凹凸を形成する加工法を指すものとする。また、プレステンパとは、焼戻し時にプレスを行い、曲がり等の変形を矯正する方法を指すものとする。

好ましくは、第１ころ接触部と、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９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を説明する。

この発明に係るスラストころ軸受は、ころ１７と、保持器１１とを備える。保持器１１は、その両面に板厚を減じてリング状溝１２が設けられている。この実施形態においては、図６に示すように、中央部下側面と両端部上側面にそれぞれコイニング加工等によってリング状溝１２を設けている。

また、保持器１１は、軸受回転軸線に対して交差する面に、図７に示すようなころ１７を収容する複数のポケット１３を有している。ポケット１３は、ころ１７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１４，１５と、ころ接触部１４，１５から後退した位置に設けられたころ非接触部１６とを備える。

隣接するころ接触部１４，１５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。この実施形態においては、図８に示すように、ポケット１３の中央部上側に第１ころ接触部１４と、両端部下側に第２ころ接触部１５とが形成されている。

さらに、図９に示すように、第１ころ接触部１４は、ころ１７の上方への抜けを防止する第１ころ止め部１４ａと、その加工面にころ１７の回転を案内する第１ころ案内面１４ｂとを有し、第２ころ接触部１５は、ころ１７の下方への抜けを防止する第２ころ止め部１５ａと、その加工面にころ１７の回転を案内する第２ころ案内面１５ｂとを有する。

上記構成とすることにより、保持器１１の板厚ｔを保持器１１の厚み寸法まで厚くすることができる。その結果、従来の保持器と比較して極めて強度の高い保持器１１を得ることができる。また、ころ止め部１４ａ，１５ａの大きさは、保持器１１の板厚ｔと無関係であり、ころ１７と、ころ止め部１４ａ，１５ａとの遊隙量ｄを適正な値とすることができるので、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。

また、ころ接触部１４，１５の加工面をころ案内面１４ｂ、１５ｂとすることにより、従来、ころ案内面としていた打ち抜き加工時の切断面部分をころ非接触部１６とすることができる。

ころ非接触部１６は、ころ案内面１４ｂ，１５ｂ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１６と、ころ１７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。

上記の保持器１１のリング状溝１２は、コイニングまたはその他の冷間鍛造により形成されるため、保持器強度が高く、加工や熱処理等による変形が極めて少ない。また、変形が生じた場合であっても、プレステンパによって矯正することが可能である。

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。

上記の実施形態では、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１０および図１１を参照して、第２ころ接触部１５に第２ころ止め部１５ａおよび第２ころ案内面１５ｂを形成する手順について説明する。

第２ころ止め部１５ａおよび第２ころ案内面１５ｂは、図１０に示すようにバニシ加工により形成する。具体的には、図１０（ａ）に示すように、第２ころ接触部１５を加工台１８の端面から幅Ｌ_１だけ後退した位置に載置し、工具１９を第２ころ接触部１５の端面から幅Ｌ_２だけ重なる位置にセットして加工する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、第２ころ止め部１５ａおよびころ案内面１５ｂが形成される。

加工後の第２ころ接触部１５に関しては、図１１に示すように、第２ころ案内面１５ｂが、加工前の第２ころ接触部１５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１５ａが、加工前の第２ころ接触部１５の端面から幅Ｌ_１だけ突出して形成される。

上記のように、バニシ加工により第２ころ案内面１５ｂ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１５ａおよび第２ころ案内面１５ｂ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。

さらには、ころ接触部１４，１５のころ接触側の角部を面押し加工することにより、ころ止め部１４ａ，１５ａおよびころ案内面１４ｂ，１５ｂを形成してもよい。面押し加工は、工具の形状を簡素なものとすることができる点で有効である。

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。

また、上記の実施形態では、第２ころ接触部１５に第２ころ止め部１５ａおよび第２ころ案内面１５ｂを形成する方法を示したが、第１接触部についても、工具１９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１４ａおよび第１ころ案内面１４ｂ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Ｃ−Ｃ´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図８におけるＤ−Ｄ´断面図である。ころ止め部およびころ案内面の加工方法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、２，１３ポケット、３，１４ａ，１５ａころ止め部，４，１４ｂ，１５ｂころ案内面、５，１７ころ、１２リング状溝、１４，１５ころ接触部、１６ころ非接触部、１８加工台、１９工具。

Claims

ころと、
一方面および他方面を有する円環状部材であり、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るスラストころ軸受において、
前記保持器の一方面および他方面には、それぞれ板厚を減じてリング状溝が形成されており、
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。
前記各ころ接触部のころ止め部およびころ案内面は、バニシ加工により形成されている、請求項１に記載のスラストころ軸受。
前記保持器のリング状溝は、コイニングにより形成されている、請求項１または２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１〜３のいずれかに記載のスラストころ軸受。