JP2007046645A - スラストころ軸受およびトルクコンバータ - Google Patents

Abstract

【課題】 偏心回転下でも保持器の早期摩耗および破損を防止可能な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、軌道輪としての内輪１２および外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された複数のころ１４と、複数のころ１４を収容するポケットを有する保持器１５とを備える。そして、保持器１５は、２枚の円環状部材１５ａ，１５ｂを重ね合わせて、円環状部材１５ａの内縁部と円環状部材１５ｂの外縁部とをそれぞれ加締めて形成する。外輪１３は、その外縁部に、保持器１５と係合する保持器分離防止爪１３ａを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、スラストころ軸受、特に自動車のトランスミッションやトルクコンバータ等の偏心回転を生じる箇所に使用するスラストころ軸受に関するものである。

従来、自動車のトランスミッションやトルクコンバータに使用する軸受として、図６に示すようなスラストころ軸受１が使用されている。スラストころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２および外輪３の間に配置される複数のころ４と、複数のころ４を収容するポケットを有する保持器５とを備える。

保持器５は、円環状の外縁部に厚み方向一方側に偏在する第１平坦部５ａと、ポケットの中央部に厚み方向他方側に偏在する第２平坦部５ｂと、第１平坦部５ａと第２平坦部５ｂとの間に傾斜部５ｃとを有する。そして、ポケットの径方向端面は、第１平坦部５ａに配置される。

自動車のトランスミッションやトルクコンバータは偏心回転を伴うので、スラストころ軸受１のころ４に滑りが発生する。また、トランスミッションやトルクコンバータに使用される潤滑油は、省燃費化の観点から低粘度の潤滑油が使用されており、ころ４に滑りが発生すると、ころ４と内輪２および外輪３の間で油膜切れが発生する恐れがある。これは、保持器５の破損や、潤滑不良による摩耗、表面起点型の剥離等の原因となる。

そこで、偏心回転下で使用されるスラストころ軸受が、特開２００３−８３３３９号公報（特許文献１）に記載されている。同公報によると、外輪３と保持器５との間に隙間δ（以下、この隙間を「軸受内部隙間」という）を設けることによって、偏心回転下で使用可能なスラストころ軸受を得ることができると記載されている。

また、軸受内部隙間δを大きく設定すると、保持器５が外輪３から脱落する恐れがあるので、外輪３の外縁部に保持器５の第１平坦部５ａに係合する保持器分離防止爪３ａを設けることにより、保持器５の脱落を防止したスラストころ軸受１が記載されている。

さらに、特開２００３−９７５６２号公報（特許文献２）には、保持器の各ポケットに２つのころを収容したスラストころ軸受や、転動面にクラウニングを施したころを備えるスラストころ軸受が記載されている。このように、ころの有効長さを小さくすることにより、ころの滑りを抑制することができる。
特開２００３−８３３３９号公報 特開２００３−９７５６２号公報

上記構成のスラストころ軸受１をトランスミッションやトルクコンバータ等の偏心回転環境下で使用する場合、支持部材の偏心量が軸受内部隙間δを上回ると、軸受回転中に保持器５が外輪２の外縁部に接触する。保持器５は外輪２と比較して強度が低いので、外輪２との接触によって保持器５が早期に摩耗したり破損したりする恐れがある。

そこで、この発明の目的は、外輪と接触する縁部の強度および耐摩耗性を向上した保持器を備える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、複数のころと、複数のころを収容するポケットを有する保持器と、保持器と係合して保持器を拘束する保持器分離防止爪を有する軌道輪とを備える。そして、保持器の縁部の厚み寸法は保持器の板厚より大きい。

上記構成の保持器は外輪と接触する縁部の強度が高いので、偏心回転下で使用する場合でも、保持器の早期摩耗や破損を防止することができる。その結果、耐久性に優れたスラストころ軸受を得ることができる。

好ましくは、保持器は、２枚の円環状部材を重ね合わせて、それらの外縁部および内縁部を結合した構造を有する。上記構成の保持器は、２枚の円環状部材で構成されるので、保持器全体の強度を高めることができる。

さらに好ましくは、保持器の外縁部および内縁部の厚み寸法は、円環状部材の板厚の３倍より大きい。外縁部および内縁部の厚み寸法を板厚の３倍より大きくすることにより、外輪に接触する部分の保持器の強度を確保することができる。その結果、耐久性に優れたスラストころ軸受を得ることが可能となる。

好ましくは、保持器のころ保持部の厚み寸法は、ころ保持部の内外に位置する保持器内周部および外周部の厚み寸法よりも大きい。このように、ころ保持部の内側および外側の厚み寸法を小さくすることにより、潤滑油の流入性あるいは流出性が向上し、軸受を通過する単位時間当たりの潤滑油量を増加させることができる。

好ましくは、ころは、軸受の径方向に複列に配置される。上記構成とすることにより、ころ長さが短くなるので、ころの滑りを抑制することが可能となる。その結果、自動車のトランスミッションやトルクコンバータ等の偏心回転を伴う環境で使用可能なスラストころ軸受を得ることができる。

この発明に係るトルクコンバータは、入力軸に接続されるインペラと、出力軸に接続されるタービンと、インペラおよびタービンの間に配置されるステータと、インペラとステータ、およびステータとタービンとをそれぞれ回転自在に支持するスラストころ軸受とを備える。スラストころ軸受に注目すると、複数のころと、複数のころを収容するポケットを有する保持器と、保持器と係合して保持器を拘束する保持器分離防止爪を有する軌道輪とを備える。そして、保持器の縁部の厚み寸法は保持器の板厚より大きい。

上記構成のスラストころ軸受は、偏心回転下でも使用可能で、外輪と接触する保持器の縁部の強度が高いので、耐久性に優れたトルクコンバータを得ることができる。

この発明は、外輪と接触する保持器縁部の厚み寸法を増すことにより、耐久性に優れたスラストころ軸受を得ることができる。

図１および図２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。

図１（ａ）および（ｂ）に示すスラストころ軸受１１は、軌道輪としての内輪１２および外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された複数のころ１４と、複数のころ１４を収容するポケット１５ｃを有する保持器１５とを備える。このスラストころ軸受１１は、保持器１５を弾性変形させて外輪１３に組込んだ後、ころ１４および内輪１２を組込んで完成品を得る。

上記構成のスラストころ軸受１１は、自動車のトランスミッションやトルクコンバータ等の偏心回転を伴う環境で使用されるので、外輪１３と保持器１５との軸受内部隙間δを支持部材の偏心量の２倍より大きく設定する。また、軸受内部隙間δを大きくすることにより、保持器１５が外輪１３から脱落するのを防止するため、外輪１３の外縁部に、保持器１５と係合して保持器１５を拘束する保持器分離防止爪１３ａを備える。

保持器分離防止爪１３ａは曲げ加工により形成される。例えば、保持器分離防止爪１３ａをステーキングにより形成する場合、ステーキングでは突出量を大きくすることが難しいので、偏心量の大きいトランスミッションやトルクコンバータ等を支持する軸受に使用することはできない。また、ステーキングで形成された保持器分離防止爪１３ａは剛性が高いので、保持器１５の組込みが困難になるという問題がある。

そこで、曲げ加工で形成することにより、容易に必要な突出量の保持器分離防止爪１３ａの形成が可能となる。なお、保持器分離防止爪１３ａの形成に先立って、段付け加工によって板厚を減じておくと、段付け加工部を起点として容易に曲げ加工を施すことができる。上記構成とすることにより、偏心回転下でも使用可能で、かつ、保持器１５の脱落を防止可能なスラストころ軸受を得ることができる。

保持器１５は、図２に示すように、２枚の円環状部材１５ａ，１５ｂを重ね合わせて、一方の円環状部材の縁部を加締めて、または他方の円環状部材側に折り曲げて結合する。上記の実施形態では、円環状部材１５ａの内縁部と円環状部材１５ｂの外縁部とをそれぞれ加締めている。

上記構成の保持器１５は、２枚の円環状部材で構成されるので強度が高い。さらに、保持器１５の内縁部および外縁部に設けられた加締部１５ｄ，１５ｅの厚み寸法を、円環状部材１５ａ，１５ｂの板厚の３倍より大きく設定することにより、加締部１５ｄ，１５ｅの強度をさらに高くすることができる。その結果、上記構成のスラストころ軸受１１を偏心回転下で使用する場合でも、保持器１５の早期摩耗や破損を防止することができる。

ころ１４を収容するポケット１５ｃでは、２枚の円環状部材１５ａ，１５ｂの間隔を広げて、ころ１４の軸方向への脱落を防止するころ保持部を形成する。また、ころ保持部の厚み寸法は、その内外に位置する保持器内周部および外周部の厚み寸法よりも大きく設定している。このように、ころ保持部の内側および外側の厚み寸法を小さくすることにより、潤滑油の流入性あるいは流出性が向上し、軸受を通過する単位時間当たりの潤滑油量を増加させることができる。

また、ころ１４の滑りは、ころ１４の両端部における周速度の差によって発生する。そこで、各ポケットに２つのころ１４を収容する複列のスラストころ軸受１１とする。このように、ころ１４を軸受の径方向に複列に配置することにより、ころ１４の有効長さが短くなるので、偏心回転によるころ１４の滑りを抑制することができる。

上記構成のスラストころ軸受１１は、偏心回転下でも使用可能で、保持器１５の脱落を有効に防止することが可能となる。また、保持器１５の内縁部および外縁部の強度を高くすることによって、耐久性に優れたスラストころ軸受１１を得ることができる。

なお、上記実施形態では、２枚の円環状部材１５ａ，１５ｂを重ね合わせて形成した保持器１５の例を示したが、これに限ることなく、図６に示したような、１枚の円環状部材からなる保持器の縁部の厚み寸法を増すことによっても、この発明の効果を得ることができる。

上記実施形態では、外輪１３の外縁部の一部に保持器分離防止爪１３ａを設けた例を示したが、これに限ることなく、外縁部の全周に設けることとしてもよい。また、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、保持器分離防止爪２２ａを内輪２２の内縁部に設けることとしてもよい。この場合、その他の構成は図１に示したスラストころ軸受１１と同様である。

さらに、上記実施形態では、各ポケットに２つのころ１４を配置した複列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、単列のスラストころ軸受であっても、径方向に複数のポケットを有する保持器を備えたスラストころ軸受にも適用可能である。

また、図４（ａ）に示すように、端面精度を３０μｍ以下とする平面形のＦ端面１４ａを有するころ１４の例を示したが、これに限ることなく、図４（ｂ）に示すように丸面形のＡ端面１４ａを有するころ１４を全部または一部に使用してもよい。さらには、ころ１４の転動面の全域、または両端部にクラウニング加工を施すこととしてもよい。

なお、Ｆ端面およびＡ端面は、ＪＩＳ Ｂ１５０６（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）に規定された記号Ｆおよび記号Ａの形状を指す。

次に、図５を参照して、この発明の一実施形態に係るトルクコンバータ３１を説明する。

トルクコンバータ３１は、エンジンの回転を伝える入力軸に接続されるインペラ３２と、トルクコンバータ３１を介してトランスミッションにエンジンの回転を伝える出力軸に接続されるタービン３３と、インペラ３２とタービン３３との間にステータシャフト（図示せず）に一方向クラッチ３５を介して設けられるステータ３４とを備え、内部に粘性流体を封入する。そして、インペラ３２とステータ３４との間、および、ステータ３４とタービン３３との間に両者を回転自在に支持するスラストころ軸受３６，３７を備える。

上記構成のトルクコンバータ３１は、インペラブレード３２ａが粘性流体の流れを生み出し、タービンブレード３３ａがその流れの慣性力を受けて出力軸を駆動する。ステータ３４は、タービンブレード３３ａから出される粘性流体をインペラブレード３２ａに還元することでトルクを増幅する。

ここで、インペラブレード３２ａとタービンブレード３３ａに作用する流体圧は、必ずしも周方向で一様とはならないので、インペラ３２とタービン３３とは偏心回転を生じやすい。そこで、これらを支持するスラストころ軸受３６，３７に図１または図３に示したような、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受を使用することにより、耐久性に優れたトルクコンバータ３１を得ることができる。

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、偏心回転下で使用されるスラストころ軸受に有利に利用される。

この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側断面図である。 図１に示したスラストころ軸受の部分拡大図である。 この発明の他の実施形態に係るスラストころ軸受であって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側断面図である。 この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受に使用されるころの端面形状を示す図である。 この発明の一実施形態に係るトルクコンバータを示す図である。 従来のスラストころ軸受であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図である。

符号の説明

１，１１，２１，３６，３７ スラストころ軸受、２，１２，２２ 内輪、３，１３，２３ 外輪、３ａ，１３ａ，２２ａ 保持器分離防止爪、４，１４，２４ ころ、１４ａ 端面、５，１５，２５ 保持器、５ａ 第１平坦部、５ｂ 第２平坦部、５ｃ 傾斜部、１５ａ，１５ｂ 円環状部材、１５ｃ ポケット、１５ｄ，１５ｅ 加締部、３１ トルクコンバータ、３２ インペラ、３２ａ インペラブレード、３３ タービン、３３ａ タービンブレード、３４ ステータ、３５ 一方向クラッチ。

Claims (6)

1. 複数のころと、
   前記複数のころを収容するポケットを有する保持器と、
   前記保持器と係合して前記保持器を拘束する保持器分離防止爪を有する軌道輪とを備え、
   前記保持器の縁部の厚み寸法は前記保持器の板厚より大きい、スラストころ軸受。
2. 前記保持器は、２枚の円環状部材を重ね合わせて、それらの外縁部および内縁部を結合した構造を有する、請求項１に記載のスラストころ軸受。
3. 前記保持器の外縁部および内縁部の厚み寸法は、前記円環状部材の板厚の３倍より大きい、請求項２に記載のスラストころ軸受。
4. 前記保持器のころ保持部の厚み寸法は、ころ保持部の内外に位置する保持器内周部および外周部の厚み寸法よりも大きい、請求項１〜３のいずれかに記載のスラストころ軸受。
5. 前記ころは、軸受の径方向に複列に配置される、請求項１〜４のいずれかに記載のスラストころ軸受。
6. 入力軸に接続されるインペラと、
   出力軸に接続されるタービンと、
   前記インペラおよび前記タービンの間に配置されるステータと、
   前記インペラと前記ステータ、および前記ステータと前記タービンとをそれぞれ回転自在に支持するスラストころ軸受とを備えるトルクコンバータであって、
   前記スラストころ軸受は、複数のころと、前記複数のころを収容するポケットを有する保持器と、前記保持器と係合して前記保持器を拘束する保持器分離防止爪を有する軌道輪とを備え、前記保持器の縁部の厚み寸法は前記保持器の板厚より大きい、トルクコンバータ。

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