JP2007032669A

JP2007032669A - スラスト軸受

Info

Publication number: JP2007032669A
Application number: JP2005215704A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Sekine; 勝美関根
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】ステータのベアリングサポート等の隣接部品にスラスト荷重による変形が発生しても、これに影響されてスラスト軸受の摺動面の接触面圧に径方向の偏りが発生するのを抑えることができるスラスト軸受を提供し、またスラスト軸受の摺動面に潤滑溝が設けられている場合には、潤滑溝による優れた潤滑機能を維持することができるスラスト軸受を提供する。
【解決手段】回転部分におけるスラスト方向の荷重を支持するために用いられるスラスト軸受１において、当該軸受１における摺動面２の裏面３に、内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部７を設ける。また、当該軸受１の摺動面２に潤滑溝４が設けられている場合には、この潤滑溝４を設けた摺動面２の裏面３に上記形状の傾斜面部７を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、軸受に係り、更に詳しくは、回転部分におけるスラスト方向の荷重を支持するために用いられるスラスト軸受に関するものである。本発明の軸受は例えば、自動車関連分野において用いられ、またはスラスト軸受を使用するその他の分野において用いられる。

従来から、例えば図７に示すように、自動車等車両のオートマティックトランスミッション（ＡＴ）におけるトルクコンバータにステータ５１と共に用いられるスラスト軸受６１が知られており、このスラスト軸受６１は、ステータ５１の構成部品であるベアリングサポート５２と、摺動の相手部品であるタービンハブ７１との間に摺動可能に介装されている。

しかしながら、この種のスラスト軸受６１は従来、単純な平板環状に形成されていて、その摺動面６２および裏面６３が共に中心軸線０と直交する平坦面状に形成されていることから、以下のような不都合がある。尚、このように摺動面６２および裏面６３が共に中心軸線０と直交する平坦面であると云うことは、スラスト軸受６１の軸方向厚みが径方向全体に亙ってほぼ均一であることを意味している。

すなわち、このスラスト軸受６１は、図示するようにその摺動面６２の全面をもってタービンハブ７１に摺動自在に接触するとともに、その裏面６３の全面をもってベアリングサポート５２に接触するのが本来の作動状態であるところ、裏面６３が接触するベアリングサポート５２は、その外周部５２ａをもってワンウェイクラッチのアウターレース５３に接触しているものの、その内周部５２ｂはワンウェイクラッチの作動部５４およびインナーレース５５との間に所定の大きさの軸方向間隙ｃ_１を設定されている。

したがって、このような状況下で、軸方向一方（図では右方）からスラスト荷重Ｐがタービンハブ７１および軸受６１を介してベアリングサポート５２に作用すると、ベアリングサポート５２の外周部５２ａはアウターレース５３にバックアップされるので変形しないが、ベアリングサポート５２の内周部５２ｂは上記間隙ｃ_１を狭める方向（矢印Ａ方向であってすなわち軸方向）に変形する。

この結果、ベアリングサポート５２およびタービンハブ７１間の軸方向間隔ｃ_２は、当初その外周部から内周部まで径方向全域に亙って均一であったものが外周部から内周部へかけて徐々に拡大する形状となり、一方、スラスト軸受６１の厚みは上記したように径方向全体に亙って均一であることから、スラスト軸受６１の摺動面６２における単位面積当たりの接触面圧（タービンハブ７１に対する接触面圧）が摺動面６２の外径部から内径部へかけて徐々に小さくなり、すなわちスラスト軸受６１の摺動面６２における接触面圧に径方向の偏りが発生する。

このため、スラスト軸受６１は、図８に示すように、その摺動面６２の外径寄りの一部（図において点々を付した部分）にてタービンハブ７１に強く圧接することになり、摺動面６２全体で均一に接触する場合と比較して摺動面６２の単位面積当たりの負荷荷重が増大し、流体潤滑も得られにくくなる。したがってこれらのことから、摺動面６２における摺動摩擦が大きくなり、摺動摩耗が発生し易くなる。

また、従来、この種のスラスト軸受における摺動面の潤滑性を向上させることを目的として、摺動面に潤滑溝を設けたスラスト軸受が種々開発されており、本願発明者らも先に、摺動面に円周方向所定間隔で多数の潤滑溝を形成し、相手摺動部材の相対回転方向に対して前記潤滑溝の前方となる側の溝肩の曲面の大きさを、前記相対回転方向に対して前記潤滑溝の後方となる側の溝肩の曲面または面取り部の大きさよりも大きくしたスラスト軸受（特許文献１参照）や、摺動面に円周方向所定間隔で複数の潤滑溝を形成してなるスラスト軸受において、相手摺動部材の相対回転方向に対して前記潤滑溝の前方となる側の溝肩に、溝側の始点の深さ寸法をｄ_２とするとともに前記摺動面に滑らかに連なる動圧発生用の曲面を形成し、前記動圧発生用の曲面の始点の角部に、溝側端部の深さ寸法をｄ_３とするとともにもう一つの曲面、または面取り部を含む滑らかな曲面よりなる潤滑油の入口部を形成し、前記潤滑溝の深さ寸法をｄとして、
ｄ＞ｄ_３＞ｄ_２
の関係を充足し、かつ前記動圧発生用の曲面の始点および終点を結んだ線と前記摺動面とがなす角度をθ_１、前記入口部の溝側端部および前記動圧発生用の曲面の終点を結んだ線と前記摺動面とがなす角度をθとして、
θ_１＜θ＜４５°
の関係を充足するスラスト軸受（特許文献２参照）等を提案している。

しかしながら、これらの摺動面に潤滑溝を設けたスラスト軸受も、上記したように摺動面の接触面圧に径方向の偏りが発生すると、十分な潤滑機能を果たすことができなくなる。

ＰＣＴＷＯ０２／０７７４７３Ａ１公報特開２００４−２９３６８４公報

本発明は以上の点に鑑みて、上記ステータのベアリングサポート等の隣接部品にスラスト荷重による変形が発生しても、これに影響されてスラスト軸受の摺動面の接触面圧に径方向の偏りが発生するのを抑えることができ、もって優れた摺動特性を維持することが可能なスラスト軸受を提供することを目的とし、またスラスト軸受の摺動面に潤滑溝が設けられている場合には、潤滑溝による優れた潤滑機能を維持することが可能なスラスト軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるスラスト軸受は、回転部分におけるスラスト方向の荷重を支持するために用いられるスラスト軸受において、当該軸受における摺動面の裏面に、内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２によるスラスト軸受は、上記した請求項１のスラスト軸受において、当該軸受は摺動面に潤滑溝を有し、前記潤滑溝を設けた摺動面の裏面に上記形状の傾斜面部を有することを特徴とするものである。

上記図７の従来技術において、スラスト軸受６１の隣接部品であるベアリングサポート５２の内周部５２ｂにスラスト荷重による変形が発生したときに、これに影響されてスラスト軸受６１の摺動面６２の接触面圧に径方向の偏りが発生したのは、ベアリングサポート５２の接触端面、スラスト軸受６１の裏面６３および摺動面６２ならびにタービンハブ７１の摺動端面がいずれも中心軸線０と直交する平坦面状に形成されていて、ベアリングサポート５２およびタービンハブ７１間の軸方向間隔ｃ_２ならびにスラスト軸受６１の厚みが共に径方向全体に亙って均一に設定されていたことから、前者の軸方向間隔ｃ２に径方向の広狭が生じると、軸方向間隔ｃ２の狭い部分にも広い部分にも同じ厚みの軸受６１が介在する状態が発生したためと考えられる。

これに対して、上記構成を備えた本発明の請求項１によるスラスト軸受においては、当該軸受における摺動面の軸方向反対面すなわち裏面に、その内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部が設けられているために、この傾斜面部を設けた径方向部位においては、当該軸受の厚みが内径側から外径側へかけて徐々に薄く形成され、反対に云うと、外径側から内径側へかけて徐々に厚く形成されることになる。したがって、上記したようにベアリングサポートの内周部に軸方向の変形が生じてベアリングサポートおよびタービンハブ間の軸方向間隔にその外周部から内周部へかけて徐々に広くなると云う径方向の広狭が生じると、軸方向間隔の狭い部分には軸受の薄い部分が配置されるとともに軸方向間隔の広い部分には軸受の厚い部分が配置されると云う対応関係が設定されることから、これにより摺動面の接触面圧に径方向の偏りが発生するのを従来よりも抑えることが可能となる。

尚、スラスト荷重によるベアリングサポートの変形には、ベアリングサポートの形状や材質あるいは作用するスラスト荷重の大きさ等によって、変形が発生する径方向の領域や変形の傾斜角度等について様々な態様があるので、軸受の裏面に傾斜面部を形成する場合には、その形成領域や傾斜角度等を変形の態様に極力合わせて設定する。この点、傾斜面部の形成領域については、裏面の外周側部位のみに傾斜面部を設ける場合が考えられ、また裏面の全面に傾斜面部を設ける場合も考えられる。

また、傾斜面部の断面形状は原則として直線状とするが、これに限られるものではなく、緩やかな円弧を描く曲線状の断面形状であっても良い。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち、本発明の請求項１によるスラスト軸受においては、当該軸受における摺動面の軸方向反対面すなわち裏面に、内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部が設けられているために、この傾斜面部を設けた径方向部位においては、軸受の厚みが内径側から外径側へかけて徐々に薄く形成され、外径側から内径側へかけて徐々に厚く形成される。したがって、ステータのベアリングサポート等の隣接部品に軸方向の変形が生じて隣接部品および摺動の相手部品間の軸方向間隔に外周部から内周部へかけて徐々に広くなる径方向の広狭が生じると、軸方向間隔の狭い部分には軸受の厚みの薄い部分が配置されるとともに軸方向間隔の広い部分には軸受の厚みの厚い部分が配置される状態が発生し、これにより摺動面の接触面圧に径方向の偏りが発生するのを抑えることができる。したがって本発明所期の目的どおり、隣接部品にスラスト荷重による変形が発生しても、これに影響されてスラスト軸受の摺動面の接触面圧に径方向の偏りが発生するのを抑えることができ、もって優れた摺動特性を維持することが可能なスラスト軸受を提供することができる。

またこれに加えて、本発明の請求項２によるスラスト軸受においては、当該軸受の摺動面に潤滑溝が設けられ、この潤滑溝を設けた摺動面の裏面に上記請求項１に係る形状の傾斜面部が設けられているために、摺動面に潤滑溝を設けた構成のスラスト軸受において、上記請求項１と同様の作用効果を発揮することができる。したがって本発明所期の目的どおり、スラスト軸受の摺動面に潤滑溝が設けられている場合について、潤滑溝による優れた潤滑機能を維持することが可能なスラスト軸受を提供することができる。

尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。

（１）上記したように、傾斜面部は軸受の裏面の外周側部位のみに設けられる場合があり、また裏面の全面に設けられる場合があるが、これらの場合、請求項１に係る発明は、以下のように説明される。
（１−１）回転部分におけるスラスト方向の荷重を支持するために用いられるスラスト軸受において、当該軸受における摺動面の裏面の外周側部位に、内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部を有することを特徴とするスラスト軸受、もしくは、摺動面裏面の外周側に外径側の高さが小さくなる方向にテーパを付けたスラスト軸受。
（１−２）回転部分におけるスラスト方向の荷重を支持するために用いられるスラスト軸受において、当該軸受における摺動面の裏面の全面に、内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部を有することを特徴とするスラスト軸受、もしくは、摺動面裏面全体に内径側から外径側にかけて高さが小さくなる方向にテーパを付けたスラスト軸受。

（２）請求項１に係る発明に軸受の厚みについての構成要件を加える場合は、以下のように説明される。
すなわち、回転部分におけるスラスト方向の荷重を支持するために用いられるスラスト軸受において、当該軸受における摺動面の裏面に、内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部を有し、前記傾斜面部を設けた径方向部位における当該軸受の厚みは、その外周部から内周部へかけて徐々に厚肉化されていることを特徴とするスラスト軸受。

（３）請求項１に係る発明をＡＴトルクコンバータに適用する場合は、以下のように説明される。
すなわち、ＡＴトルクコンバータにおけるステータの構成部品であるベアリングサポートと摺動の相手方であるタービンハブとの間に介装される平板環状のスラスト軸受であって、その一面の摺動面をもって前記タービンハブに摺動自在に接触するとともにその他面の裏面をもって前記ベアリングサポートに接触するスラスト軸受において、当該軸受における摺動面の裏面に、内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部を有することを特徴とするスラスト軸受。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の実施例に係るスラスト軸受の装着状態の断面を示している。また、図２は同スラスト軸受の単品正面図であって、そのＢ−Ｂ線拡大断面が図３に示されるとともに、Ｃ−Ｃ線拡大断面が図４に示されている。

図１に示すように、当該実施例に係るスラスト軸受１は、自動車等車両のオートマティックトランスミッション（ＡＴ）におけるトルクコンバータにステータ５１と共に用いられ、このステータ５１の構成部品であるベアリングサポート５２と、摺動の相手部品であるタービンハブ７１との間に摺動可能に介装されるものであって、以下のように構成されている。

すなわち、このスラスト軸受１は、所定の樹脂材料によって平板環状に形成されていて、上記タービンハブ７１に摺動自在に接触する環状の摺動面２と、上記ベアリングサポート５２に接触する裏面３とを有しており、前者の摺動面２に潤滑溝４が設けられるとともに後者の裏面３に傾斜面部７が設けられている。尚、摺動面２および裏面３はいずれも当該軸受１の中心軸線０に対して直角の平坦面をなしている。

潤滑溝４は、摺動面２の全面に多数が放射状に設けられており、それぞれ図３に示すように、上記タービンハブ７１の相対回転方向Ｓに対して潤滑溝４の前方となる側の溝肩の曲面または面取り５の大きさが、相対回転方向Ｓに対して潤滑溝４の後方となる側の溝肩の曲面または面取り６の大きさよりも大きく形成されることによって、タービンハブ７１との摺動隙間に潤滑油を導入し易く、かつ導入した潤滑油にクサビ効果が発揮するように構成されている。

また、図４に示すように、傾斜面部７は、裏面２の外周側部位に限定して環状に設けられており、その内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなるように形成されている。寸法諸元の一例は以下のとおりである。
傾斜面部７の外径寸法（すなわち当該軸受１の外径寸法）ｄ_１：６０ｍｍ
傾斜面部７の内径寸法ｄ_２：５２．５ｍｍ
傾斜面部７の高さ寸法（軸方向幅）ｈ：０．３ｍｍ

また、裏面３の平坦部８と傾斜面部７との境界部（傾斜面部起点部）には、この部位が角張ることがないよう、曲率半径５ｍｍ程度の大きさのアール（丸み）９が付けられている。

上記構成のスラスト軸受１においては、当該軸受１における摺動面２の軸方向反対側の面すなわち裏面３に、内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部７が設けられているために、この傾斜面部７を設けた径方向部位においては、当該軸受１の厚みが内径側から外径側へかけて徐々に薄く形成され、外径側から内径側へかけて徐々に厚く形成されている。したがって、スラスト荷重Ｐの作用によりベアリングサポート５２の内周部５２ｂに軸方向の変形（矢印Ａ）が生じてこのベアリングサポート５２およびタービンハブ７１間の軸方向間隔ｃ_２に外周部から内周部へかけて徐々に広くなる径方向の広狭が生じると、軸方向間隔ｃ_２の狭い部分には軸受１の厚みの薄い部分が配置されるとともに軸方向間隔ｃ_２の広い部分には軸受１の厚みの厚い部分が配置され、これにより摺動面２の接触面圧に径方向の偏りが発生するのを抑えることができ、具体的には図５に示すように、摺動面２はその径方向中央の広い領域（点々を付した領域）にて摺動の相手部品であるタービンハブ７１に接触する。したがって、当該軸受１の隣接部品であるベアリングサポート５２にスラスト荷重による変形が発生しても、これに影響されてスラスト軸受１の摺動面２の接触面圧に径方向の偏りが発生するのを抑えることができ、よって優れた摺動特性を維持することができる。

また併せて、上記スラスト軸受１には、摺動面２に潤滑溝４が設けられているために、この潤滑溝４による優れた潤滑効果を得ることができ、上記したようにスラスト軸受１の摺動面２の接触面圧に径方向の偏りが発生するのが抑えられることから、この潤滑溝４による優れた潤滑機能を維持することができる。

尚、上記したように、ベアリングサポート５２に発生する変形の態様によっては、図６に示すように、軸受１の裏面３の全面に傾斜面部７を設けるようにしても良い。

また、傾斜面部７の高さ寸法（軸方向幅）ｈについては、取付構造や剛性等によって異なるものの一般的には、０．２〜０．４ｍｍ程度（例えば０．３ｍｍ）が好ましい。

本発明の実施例に係るスラスト軸受の装着状態を示す半裁断面図同スラスト軸受の正面図同スラスト軸受の要部断面図であって図２におけるＢ−Ｂ線拡大断面図同スラスト軸受の要部断面図であって図２におけるＣ−Ｃ線拡大断面図同スラスト軸受における摺動面の接触状態を示す説明図本発明の他の実施例に係るスラスト軸受の要部断面図従来例に係るスラスト軸受の装着状態を示す断面図同スラスト軸受における摺動面の接触状態を示す説明図

符号の説明

１スラスト軸受
２摺動面
３裏面
４潤滑溝
５，６溝肩の曲面または面取り
７傾斜面部
８平坦部
９アール
５１ステータ
５２ベアリングサポート（隣接部品）
５３アウターレース
５４ワンウェイクラッチの作動部
５５インナーレース
７１タービンハブ（摺動の相手部品）

Claims

回転部分におけるスラスト方向の荷重を支持するために用いられるスラスト軸受（１）において、
当該軸受（１）における摺動面（２）の裏面（３）に、内径側から外径側へかけて高さ寸法が徐々に小さくなる形状の傾斜面部（７）を有することを特徴とするスラスト軸受。
請求項１のスラスト軸受において、
当該軸受（１）は摺動面（２）に潤滑溝（４）を有し、前記潤滑溝（４）を設けた摺動面（２）の裏面（３）に上記形状の傾斜面部（７）を有することを特徴とするスラスト軸受。