JP2006200672A - Thrust roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スラストころ軸受に係り、特に、自動車、工作機械、等の各種産業の機械設備に組み込まれるスラストころ軸受に関する。 The present invention relates to a thrust roller bearing, and more particularly, to a thrust roller bearing incorporated in mechanical equipment of various industries such as automobiles and machine tools.
スラストころ軸受は、主としてスラスト荷重を支える軸受であり、単純な構造で断面高さが低く省スペース化が可能である一方で、高負荷容量と高剛性が実現可能である等の種々の利点を備えた軸受である。このようなスラストころ軸受は、ころを両軌道輪の軌道面間に軸受中心軸に対して放射状に線接触する状態で配置しているので、ころと軌道面との周速度の差はころの両端部で最大となり、ころ外径に対してころ長さが長い針状ころほどその傾向が大きく、差動滑り(ころスキュー)も大きくなる。転がり運動の中で差動滑りが生じるとトルクは上昇し、更には油膜切れなどを起こして、金属接触からの焼き付きなどの可能性もでてくる。 Thrust roller bearings are mainly bearings for thrust loads, and have various advantages such as high load capacity and high rigidity while being simple in structure and low in section height and space saving. It is a bearing provided. In such a thrust roller bearing, the rollers are arranged between the raceway surfaces of both bearing rings in a state of linear line contact with the bearing center axis, so the difference in the circumferential speed between the roller and the raceway surface is the difference between the rollers. Needle rollers that are maximum at both ends and have a longer roller length than the outer diameter of the roller have a greater tendency, and differential slip (roller skew) also increases. If differential slip occurs in the rolling motion, the torque will increase, and the oil film may be cut off, resulting in the possibility of seizure from metal contact.
一方、近年の機械や装置においては、低フリクション化の傾向と共にそれらに組み込まれるスラストころ軸受においても、回転トルクの低減化が要求されるようになってきている。そのような機械や装置の例として、例えば自動車用のエアコンプレッサやオートマチックトランスミッション等が挙げられる。このようなころの差動滑りに起因する回転トルクの増大を低減するべく、図8で示すように、ころ16の転走面をテーパ状とし、両軌道輪12,14の軌道面をころ16の転走面に対応したテーパ状としたスラストころ軸受が提案されている(特許文献1参照。)。このスラストころ軸受では、ころ16に作用するスラスト荷重の分力によりころ16が外径側方向に押し出されて脱落するのを防止するべく、軌道輪12,14の外径側にころ16の外径側端面に当接する鍔部12c,14cを設けていたから、軌道輪12,14の形状が複雑化し、製作コストが高くつくという課題を抱えている。
したがって、本発明により解決すべき課題は、ころの差動滑りに起因した回転トルクの増大を、安価な製作コストで済む構造にて、抑制可能とすることにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to be able to suppress an increase in rotational torque due to differential sliding of the rollers with a structure that can be manufactured at low cost.
本発明によるスラストころ軸受は、両軌道輪の軌道面間に複数のころを配置し、これらころを保持器に転動自在に保持したスラストころ軸受において、ころの転走面を内径側と外径側の周速差を無くすようテーパー状とし、これに対応して軌道面の少なくとも一方をテーパ状とし、かつ、軌道輪の外径側端部を鍔無しとし、加えて、上記保持器の外径側側板の軸方向断面積を、内径側側板の軸方向断面積よりも大きくしたことを特徴とするものである。 The thrust roller bearing according to the present invention is a thrust roller bearing in which a plurality of rollers are arranged between the raceway surfaces of both race rings, and these rollers are rotatably held by a cage. In order to eliminate the difference in peripheral speed on the radial side, correspondingly, at least one of the raceway surfaces is tapered, and the outer diameter side end of the raceway is made wrinkled. The axial sectional area of the outer diameter side plate is made larger than the axial sectional area of the inner diameter side plate.
本発明によると、両軌道輪の外径側端部を鍔無し構造としたから、軌道輪を安価に製作することができる。また、ころを保持器に保持するとともに、該保持器の外径側側板の軸方向断面積を内径側側板の軸方向断面積より大きくしたから、軌道輪の外径側端部に鍔を備えていなくても、ころは保持器の外径側側板によりスラスト荷重の分力で外径側に押されてもころを保持することのできる保持器強度を十分高く確保することができる。 According to the present invention, since the outer diameter side end portions of both race rings have a wrinkle-free structure, the race rings can be manufactured at low cost. In addition, the roller is held in the cage, and the axial cross-sectional area of the outer diameter side plate of the cage is made larger than the axial cross sectional area of the inner diameter side plate. Even if it is not, the roller can secure a sufficiently high cage strength that can hold the roller even if it is pushed to the outer diameter side by the component force of the thrust load by the outer diameter side plate of the cage.
上記の場合、上記ころの転走面にフルクラウニングを施し、かつ、その転走面のテーパ角度を軌道輪の軌道面のテーパ角度よりも小さく設定することにより、ころを外径側方向に押し出すスラスト荷重の分力を小さくし、ころの外径側端面と保持器の外径側端部の内側面との接触摩擦力を低減して回転トルクの軽減を図ることができる。 In the above case, the roller is pushed in the outer diameter side direction by subjecting the rolling surface of the roller to full crowning and setting the taper angle of the rolling surface smaller than the taper angle of the raceway surface of the raceway. It is possible to reduce the rotational torque by reducing the component force of the thrust load and reducing the contact frictional force between the outer diameter side end surface of the roller and the inner surface of the outer diameter side end portion of the cage.
なお、フルクラウニングについては、例えば、ころの最外径位置からクラウニング深さが0.5μmとなる位置がころ長さ全体の10%以内となるように設定することが好ましい。 The full crowning is preferably set so that the position where the crowning depth is 0.5 μm from the outermost diameter position of the roller is within 10% of the entire roller length.
以上により、本発明のスラストころ軸受においては、ころの差動滑りに起因した回転トルクの増大を安価な製作コストにて抑制することができるので、近年の機械や装置における低フリクション化の要求に対応することができる。 As described above, in the thrust roller bearing according to the present invention, an increase in rotational torque caused by differential slip of the roller can be suppressed at a low production cost. Can respond.
本発明によれば、製作コストが安価に済む構造により差動滑りに起因した回転トルクを小さく抑制することができる。 According to the present invention, the rotational torque caused by differential slip can be reduced by a structure that can be manufactured at low cost.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態1に係るスラストころ軸受を説明すると、図1は同スラストころ軸受を示す断面図、図2は図1の保持器を示す平面図、図3は図1の要部を拡大して示す断面図である。まず、図1ないし図3を参照して、スラストころ軸受10の一対の軌道輪12,14は軸受中心軸Sを中心とする半径方向内外に延びる円環状をなし、軸受中心軸S方向に互いに対向している。両軌道輪12,14の軌道面12a,14aは、半径方向に対してテーパ状の軌道面12a,14aを備える。両軌道面12a,14aは両者間により半径方向断面形状が切頭円錐状をなしている。その円錐頂点をCで示す。円錐頂点Cは軸受中心軸Sに一致している。軌道輪12,14の軌道面12a,14aに連なる外径側端部12b,14bは鍔無しの半径方向平坦な構造となっている。外径側端部12b,14bは半径方向に平坦ではなくテーパーを付けることができる。
Hereinafter, a thrust roller bearing according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the thrust roller bearing, and FIG. 2 is a plan view showing the cage of FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of FIG. First, referring to FIG. 1 to FIG. 3, the pair of
両軌道面12a,14a間に複数のころ16を配置している。ころ16は転走面16aが半径方向に対してテーパ状の転走面となっている。転走面16aは半径方向断面形状が切頭円錐状をなしている。軌道面12a,14aと転走面16aのテーパ角度はほぼ一致している。
A plurality of
保持器18は、軸受中心軸Sを中心とする半径方向内外に延びる円環状をなし、円周方向等間隔に複数のポケット孔18aを備え、各ポケット孔18aにころ16を転動自在に保持している。保持器18は、共に円環状の内径側と外径側の側板18b,18cと、両側板18b,18cの対向間を円周方向等間隔に連結する複数の保持器柱18dとを有し、各保持器柱18c間にポケット孔18aを備える。ポケット孔18aは、ころ転走面17aに形状が相似する切頭円錐状をなしている。
The
以上の保持器18において、その外径側側板18cの軸方向断面積は、内径側側板18bの軸方向断面積よりも大きくなっている。保持器18は、カーボン繊維を含有した材料で成形して強度が向上している。
In the
以上により、軌道輪12,14の外径側端部12b,14bを鍔無しとしたから、軌道輪12,14を安価に製作することができる。また、保持器18の外径側側板18bの軸方向断面積を内径側側板18cのそれよりも大きくしたから、保持器18の強度を確保することができる。
As described above, since the outer diameter side ends 12b and 14b of the
なお、外径側側板18bの断面積を大きくする形態としては、半径方向長さと軸受中心軸C方向の長さとの比率を種々に設定して決定することができる。
The form of increasing the cross-sectional area of the outer
なお、図4で示すように保持器18の外径側側板18bの内径側側面18b1を半径方向内向きの湾曲形状となし、ころ16の外径側端面16bに当接する形態とすることにより、保持器18ところ16の接触摩擦を低減し、回転トルクの低減を図ることができる。なお、ころ16の外径側端面16bを半径方向外向きの湾曲した形状となし、保持器18ところ16の接触摩擦を低減し、回転トルクの低減を図ることができる。
In addition, as shown in FIG. 4, the inner diameter side surface 18b1 of the outer
なお、図5に示すように、本発明の実施の形態2として、軌道輪12と軌道輪14とのうち、一方の軌道輪12の軌道面12aを回転中心軸Sに対してほぼ直交する平坦面とし、他方の軌道輪14の軌道面14aは、前記軌道面12aとの間で成す相対的な傾斜角度が円すいころであるころ16のテーパ角度とほぼ一致する角度となるように設定されている。このような構成において、保持器18も外径側側板18dの断面積が内径側側板18cの断面積よりも大となるように設定している。この構成による作用効果も実施の形態1と同様である。
As shown in FIG. 5, as the second embodiment of the present invention, the
図6および図7を参照して本発明の実施の形態3に係るスラストころ軸受を説明する。図6はそのスラストころ軸受10の要部を示す断面図、図7はスラスト荷重の分力の説明に供する図である。実施の形態2においては、ころ16の転走面16aのテーパ角度を軌道輪12,14の軌道面12a,14aのテーパ角度よりも小さくし、かつ、ころ16の転走面16aにフルクラウニングを施したことを特徴とする。ここで、ころ16のテーパ角度をθ1とし、軌道面12a,14aのテーパ角度をθ2とし、θ1<θ2に設定する。テーパ角度θ1はころ16の両端の面取を除くフルクラウニングの両端A,Bを結ぶ線L1の延長線と半径方向の線L2とがなす角度であり、テーパ角度θ2は軌道面12aで言えば軌道面12aの延長線と半径方向の線L3とがなす角度である。ころ16の転走面16aにフルクラウニングを施したことによる、軌道面12a,14aところ転走面16aとの接触部をP,Qとする。
A thrust roller bearing according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the main part of the thrust roller bearing 10, and FIG. 7 is a diagram for explaining the component force of the thrust load. In the second embodiment, the taper angle of the
ころ転走面16aに軸受中心軸S方向のスラスト荷重Wが負荷されたとき、ころ転走面16aと軌道面12a,14aとの接触部P,Qには、法線方向の分力W1ところ16を押し出そうとする方向の分力W2とが作用する。この場合、上記テーパ角度θ1,θ2をθ1<θ2の関係に設定することにより、ころ16を外径側に押し出す方向の分力W2が小さくなり、ころ16の外径側端面16bと保持器18のポケット孔18aの外径側内側面18a1との接触摩擦が低減される結果となる。なお、ころ転走面16aにフルクラウニングを施したのは、上記テーパ角度θ1<θ2の関係を設定可能とするためである。
When a thrust load W in the direction of the bearing center axis S is applied to the
実施の形態3においては、実施の形態1と同様、軌道輪12,14の外径側端部12b,14bを鍔無しとしたから、軌道輪12,14を安価に製作することができる。また、保持器18の外径側側板18bの断面積を内径側側板18cよりも大きくしたから、保持器18の強度を確保することができる。加えて、実施の形態2では、ころ16のテーパ角度θ1を軌道面12a,14aのテーパ角度θ2以下としたので、スラスト荷重の分力W2で外径側に押し出されてくるころにより変形させられるおそれを低減し、ころ16を転動自在に保持することができる。
In the third embodiment, as in the first embodiment, since the outer diameter side ends 12b and 14b of the race rings 12 and 14 are free of wrinkles, the race rings 12 and 14 can be manufactured at low cost. Moreover, since the cross-sectional area of the outer
10 スラストころ軸受
12 軌道輪
12a 軌道面
14 軌道輪
14a 軌道面
16 ころ
16a 転走面
18 保持器
18a ポケット孔
18b 外径側側板
18c 内径側側板
DESCRIPTION OF
Claims (2)
The thrust roller bearing according to claim 1, wherein the rolling surface of the roller is subjected to full crowning, and the taper angle of the rolling surface is set smaller than the taper angle of the raceway surface of the raceway. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014637A JP2006200672A (en) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | Thrust roller bearing |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008175349A (en) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Jtekt Corp | Strut bearing |
CN105179484A (en) * | 2015-09-30 | 2015-12-23 | 河南科技大学 | Sectional type solid retainer for double-row tapered roller slewing bearings |
EP3290726A4 (en) * | 2015-04-28 | 2018-11-07 | Oiles Corporation | Sliding bearing |
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2005
- 2005-01-21 JP JP2005014637A patent/JP2006200672A/en active Pending
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