JP2007187214A

JP2007187214A - スラストころ軸受

Info

Publication number: JP2007187214A
Application number: JP2006004576A
Authority: JP
Inventors: Kanji Kawasaki; 官治川崎
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2006-01-12
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】一対のレースが同期回転するときに振動を受けても、ころとレースとのすべり量を低減し、さらに、ころとレースとが相対的に公転する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１は、一対のレース２０、４０と複数のころ３０とを具備し、一対のレース２０の転動面２３の反対の面に、樹脂部材または低摩擦処理が施された金属部材である背面部材１０が配置されている。背面部材１０のレース２０に当接するすべり面１２に、放射線に対して円弧状に湾曲した内縁１６と外縁１７とを結ぶ複数の凹溝５０が形成されている。したがって、振動を受けた際の凹溝５０内に取り込まれた潤滑油の粘性によって一方向のモーメントが発生し、該モーメントの反作用によって、レース２０は公転するから、ころ３０は転動面２３および転動面４３の同一位置に継続して当接することがなく、油切れの発生が防止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、スラストころ軸受（スラストニードル軸受を含む）、特に、耐久性に優れたスラストころ軸受に関する。

スラストころ軸受は、たとえば、自動車のトランスミッション等の回転部分に装着され、回転軸に作用するスラスト荷重（軸方向の荷重）を支承するものであって、円環状の一対の軌道輪（以下「レース」と称す）と、該一対のレースの間に配置される複数のころと、該ころを放射状に配置する保持器と、を具備している。そして、一対のレースが相対的に回転するとき、ころは自転しながら公転する。
一方、各レースに相対的な回転がない状態、すなわち、一対のレースが互いに同期して回転するとき、ころは自転することなく、一対のレースに同期して公転している。
このとき、ころは一対のレースの同じ位置に当接したままスラスト力を支承するため、微少振動（たとえば、軸方向に垂直方向）等によって、かかる支承部の油膜が途切れて、金属接触が発生することがある。かかる金属接触は、いわゆるフレッチング摩耗の発生要因となり、スラストころ軸受の耐久性を低下させている。

そこで、たとえば、一方または両方のレースの軌道面または軌道面とは反対の面に、潤滑成分を含む樹脂のコーティング層等の摩擦力軽減層を形成する発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、軸受端面が当接する回転レースに複数の放射状の連通溝を設け、側面側の軸受空間と端面側の軸受空間との間の潤滑油の流れを保証する発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、一方のレースのころが当接しない面に環状の潤滑油が溜まる動圧溝を形成し、調心作用を奏する発明が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−２１３４３９号公報（第３−４頁、第２図）特開２００２−２０６５４６号公報（第５頁、第２図）特開平１１−１９０３３０号公報（第２−３頁、第２図）

しかしながら、前記特許文献１〜３に開示された発明には、以下のような問題があった。
特許文献１に開示された発明は、振動を受けた際のレースの移動（軸方向に垂直方向）を容易にするため、一対のレースの中心を一致させる調心機能が促進され、保持器に作用する半径方向の力を低減する効果を奏するものの、ころとレースとは相対的に公転することがないから、同一位置における当接が継続して、該当接位置において油膜が途切れて、金属接触が発生するおそれがある。
特許文献２に開示された発明は、回転軸が回転している際に潤滑油の流れを保証する発明であるため、回転軸が停止して振動を受ける際には潤滑油の流れを保証することができない。
特許文献３に開示された発明は、特許文献１と同様に調心機能を促進するものの、ころとレースとの同一位置における当接が継続して、該当接位置において油膜が途切れて、金属接触が発生するおそれがある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、一対のレースが同期回転するときに振動を受けても、ころとレースとのすべり量を低減し、さらに、ころとレースとを相対的に公転させる、スラストころ軸受を提供することを目的とする。

（１）本発明のスラストころ軸受は、円環状の一対のレースと、該一対のレースの間に配置される複数のころとを具備するものであって、
前記一対のレースの一方または両方のレースの前記ころが配置されていない面に、円環状の背面部材が配置されてなることを特徴とする。

（２）また、前記背面部材が、樹脂部材または低摩擦処理が施された金属部材であることを特徴とする。

（３）また、前記背面部材の一方の面に、内縁と外縁とを結ぶ複数の凹溝が形成され、該凹溝が放射線に対して円弧状に湾曲していることを特徴とする。

（４）さらに、前記背面部材が配置される一方のレースの該背面部材が当接する面に、内縁と外縁とを結ぶ複数の凹溝が形成され、該凹溝が放射線に対して円弧状に湾曲していることを特徴とする。

したがって、本発明のスラストころ軸受は以下のような効果を奏す。
（ｉ）レースのころが配置されていない面（以下「背面」と称す）に、円環状の背面部材が配置されてなるから、振動を受けた際、該背面部材がレースとは別個の動きをするため、一対のレースは同軸に維持され、ころとレースの転動面とのすべりが抑えられる。
（ｉｉ）また、背面部材が樹脂部材または低摩擦処理が施された金属部材であるから、調心機能が保証される。
（ｉｉｉ）また、背面部材の一方の面に、内縁と外縁とを結ぶ複数の凹溝が形成され、該凹溝が放射線に対して円弧状に湾曲しているから、振動を受けた際、円周方向で一方側の凹溝に浸入している潤滑油は、円弧中央部に集中し、円周方向で他方側の凹溝に浸入している潤滑油は、円弧の両端から円弧外に抜け出すため、背面部材またはこれに当接するレースを回転させる力が発生する。よって、ころはレースに対して相対的に公転することになり、同一位置において当接が継続することがなく、油膜が防止される。
（ｉｖ）さらに、背面部材が配置される一方のレースの背面に、内縁と外縁とを結ぶ複数の凹溝が形成され、該凹溝が放射線に対して円弧状に湾曲しているから、前記（ｉｉｉ）と同様の理由により、ころはレースに対して相対的に公転することになり、同一位置において当接が継続することがなく、油膜が防止される。

図１は本発明の実施形態に係るスラストころ軸受を示す側面視の断面図である。図１において、スラストころ軸受１は、一対のレース（円環状の軌道輪に同じ）２０、４０と、一対のレース２０、４０の間に配置される複数のころ３０と、一方のレース２０の背面２１（ころ３０が当接しない面、転動面２３の反対面に同じ）に配置された背面部材１０とを有している。

一方のレース２０は、内縁にそって内フランジ２６が形成され、一方のバックアップ材（たとえば、回転軸）８に設置されている。このとき、内フランジ２６の外周面とバックアップ材８の内周面との間には所定の隙間が設けられ、レース２０がバックアップ材８に対して軸方向に垂直の方向に移動自在になっている。また、レース２０の背面２１とバックアップ材８との間には背面部材１０が配置されている。

他方のレース４０は、内縁にそって背面４９側に突出する内フランジ４６と、外縁にそって転動面４３側に突出する外フランジ４７とが形成され、他方のバックアップ材（たとえば、固定軸）９に設置されている。このとき、内フランジ４６の外周面とバックアップ材９の内周面とは移動不能に嵌合している。

ころ３０は、円周方向で等しい間隔でそれぞれ放射状に配置され、一方のバックアップ材８と他方のバックアップ材９との間に軸方向の力が作用したとき、一方のレース２０の転動面２３と他方のレース４０の転動面４３とによって挟圧されるものである。なお、図中、ころ３０を所定位置に配置する保持器を具備しない場合を示しているが、保持器を有するものであってもよい。

図２は図１に示すスラストころ軸受の背面部材を示す、（ａ）は側面視の断面図、（ｂ）は平面図である。
図２において、背面部材１０は樹脂製であって、レース２０の背面２１に当接するすべり面１２に、内縁１６と外縁１７とを結ぶように複数の凹溝５１、５２・・・（以下「凹溝５０」と総称する）が形成されている。凹溝５０は放射方向（図中、Ｏ−Ｒにて示す）に対して、略円弧状に湾曲している（図中、Ａ−Ｂ−Ｃにて示す）。

図３は図２に示すスラストころ軸受の背面部材の作用を説明する模式図である。
図３の（ａ）において、背面部材１０は低摩擦材であるため、スラストころ軸受１が振動を受けると振動方向に移動しようとする。このとき、たとえば、背面部材１０が上方向（矢印にて示す）に移動しようとした際、図中、略２時の位置にある凹溝５１（Ａ１−Ｂ１−Ｃ１にて示すように湾曲している）内に閉じこめられていた潤滑油は、レース２０の背面２１に引っ張られて凹溝５１の内側（図中、略位置「Ｂ１」）に向かって集まろうとするから、凹溝５１を上方向（移動方向に同じ）に押し上げる力、すなわち、反時計回りのモーメントが発生する。

一方、図中、略８時の位置にある凹溝５２（Ａ２−Ｂ２−Ｃ２にて示すように湾曲している）内に閉じこめられていた潤滑油は、レース２０の背面２１に引っ張られて凹溝５１の内縁１６および外縁１７から凹溝５２の外に流れ出そうとするから、凹溝５２に上方向に押し上げる力は発生しない。
したがって、凹溝５１に作用する上方向の力によって、反時計回りのモーメントが発生する。

図３の（ｂ）において、たとえば、背面部材１０が下方向（矢印にて示す）に移動しようとした際、図中、略２時の位置にある凹溝５１内に閉じこめられていた潤滑油は、レース２０の背面２１に引っ張られて凹溝５１の内縁１６および外縁１７から凹溝５２の外に流れ出そうとするから、凹溝５２に上方向に押し下げる力は発生しない。
一方、凹溝５２内に閉じこめられていた潤滑油は、レース２０の背面２１に引っ張られて凹溝５２の内側（図中、略位置「Ｂ２」）に向かって集まろうとするから、凹溝５２を下方向（移動方向に同じ）に押し上げる力、すなわち、反時計回りのモーメントが発生する。
したがって、凹溝５２に作用する下方向の力によって、反時計回りのモーメントが発生する。

以上より、スラストころ軸受１には、上方向および下方向の何れの方向に移動させようとする場合であっても、同一方向のモーメントが発生することになる。このとき、該モーメントの反作用によって、レース２０は公転するから、ころ３０はレース２０に対して対して相対的に移動する。すなわち、ころ３０は自転および公転するから、転動面２３および転動面４３の同一位置に継続して当接することがなく、油切れの発生が防止される。
なお、以上は、背面部材１０のすべり面１２に凹溝５０を形成したものを示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、これに替えて、レース２０の背面２１に同様の凹溝を形成してよく、前記同様に、レース２０を公転させることができるものである。
さらに、凹溝５０を形成しない場合であっても、背面部材１０が樹脂部材や低摩擦処理（たとえば、銀メッキ、テフロン（登録商標）コーティング、フッ素樹脂コーティング等）を施した金属であるため、レース２０、４０が同期回転するときに振動を受けても、レース２０とレース４０とは調心されるから、ころとレースとのすべりが抑えられ、油切れの発生が防止されるものである。

本発明は以上の構成であるから、各種スラストころ軸受およびスラストニードル軸受として広く利用することができる。

本発明の実施形態に係るスラストころ軸受を示す側面視の断面図。図１に示すスラストころ軸受の背面部材を示す断面図および平面図。図２に示すスラストころ軸受の背面部材の作用を説明する模式図。

符号の説明

１スラストころ軸受
８バックアップ材
９バックアップ材
１０背面部材
１２すべり面
１６内縁
１７外縁
２０レース
２１背面
２３転動面
２６内フランジ
３０ころ
４０レース
４３転動面
４６内フランジ
４７外フランジ
４９背面
５０凹溝
５１凹溝
５２凹溝

Claims

円環状の一対のレースと、該一対のレースの間に配置される複数のころとを具備するスラストころ軸受であって、
前記一対のレースの一方または両方のレースの前記ころが配置されていない面に、円環状の背面部材が配置されてなることを特徴とするスラストころ軸受。
前記背面部材が、樹脂部材または低摩擦処理が施された金属部材であることを特徴とする請求項１記載のスラストころ軸受。
前記背面部材の一方の面に、内縁と外縁とを結ぶ複数の凹溝が形成され、該凹溝が放射線に対して円弧状に湾曲していることを特徴とする請求項１または２記載のスラストころ軸受。
前記背面部材が配置される一方のレースの該背面部材が当接する面に、内縁と外縁とを結ぶ複数の凹溝が形成され、該凹溝が放射線に対して円弧状に湾曲していることを特徴とする請求項１または２記載のスラストころ軸受。