JP2009210034A - スラストころ軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軌道輪と、ケーシングや軸との相手部材との支持を、比較的簡潔な構造で、安価且つ省スペースで行うことができるスラストころ軸受装置を提供する。
【解決手段】スラストころ軸受装置は、スラストころ軸受１の外輪４は、外輪レース部６から軸方向に延びる円筒状の外側フランジ部７の先端縁部に、保持器３を係止する外側係止部１１を有する。ケーシング１３は、外輪４に設けられた外側係止部１１で、外輪４を支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のトランスミッションやカーエアコン用コンプレッサ、工作機械等、各種機械装置の回転支持部に用いられるスラストころ軸受装置に関する。

一般に、トランスミッションやカークーラ用コンプレッサ等の回転部分には、スラストころ軸受が装着され、回転軸等に加わるスラスト荷重を支承する。例えば、図９に示すように、特許文献１に記載のスラストころ軸受１０１では、外輪１０４の外輪レース部１０６の外周縁や内輪１０５の内輪レース部１０８の内周縁に、円筒状の外側フランジ部１０７や内側フランジ部１０９がそれぞれ一体形成されており、外側フランジ部１０７や内側フランジ部１０９によって保持器１０３を周方向に案内する。

また、外側フランジ部１０７と内側フランジ部１０９の先端縁には、全周若しくは円周方向複数個所を部分的に、直径方向内方又は外方に折り曲げる事により、外側係止部１１１と内側係止部１１２がそれぞれ形成される。そして、保持器１０３とこれら係止部１１１、１１２との係合によって、保持器１０３と外輪１０４または内輪１０５との分離防止が図られ、スラストころ軸受１０１を構成する各部材が、回転部材への組み付け前に分離する事を防止することができる。

保持器１０３の外周面と外側フランジ部１０７の内周面との間には外径側軸受内隙間１１８が、同じく保持器１０３の内周面と内側フランジ部１０９の外周面との間には内径側軸受内隙間１１９が、それぞれ介在されている。外側フランジ部１０７は、図９（ａ）に示すように、ケーシング１１３の保持部１１４にがたつきなく嵌合する場合や、図９（ｂ）に示すように、保持部１１４に組み付け隙間を持って緩く嵌合する場合がある。

特許文献１では、これら外側フランジ部１０７の嵌合状態に応じて、外径側軸受内隙間１１８と内径側軸受内隙間１１９とを適当に設計し、ケーシング１１３に対する軸１１６の偏心を吸収すると共に、保持器１０３と外輪１０４及び内輪１０５との分離防止を図っている。

また、スラストころ軸受において、外輪１０４をケーシング１１３に、また、内輪１０５を軸１１６に嵌合する方法としては、種々考案されている（例えば、特許文献２参照）。図１０に示す方法では、外輪レース部１０６の内周縁から内方に延びる回り止め爪部１２０を設け、ケーシング１１３の側面に形成した嵌合部１２１に回り止め爪部１２０を嵌合させる。また、図１１に示す方法では、内輪レース部１０８の外周縁から外方に延びる回り止め爪部１３０を設け、軸１１５の側面に形成した嵌合部１３１に回り止め爪部１３０を嵌合させる。これにより、外輪１０４とケーシング１１３、内輪１０５と軸１１５の相対回転が防止され、ケーシング１１３や軸１１６の支持面における摩耗や焼付き等の損傷を抑えることができる。
特開２０００−２６６０４３号公報 特開平７−３３２３５８号公報

ところで、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、外側フランジ部１０７を保持部１１４に嵌合する場合には、高負荷、高回転等の過酷な条件下では、外輪１０４とケーシング１１３との間にクリープが発生する場合があり、ケーシング１１３の支持面１１５に摩耗や焼付き等の損傷が発生する可能性があった。

一方、図１０や図１１に記載の嵌合方法では、外輪１０４や内輪１０５に回り止め爪部１２０，１３０を設ける必要があるとともに、回り止め爪部１２０，１３０と嵌合するための嵌合部１２１，１３１をケーシング１１３や軸１１６に形成する必要があるため、外輪１０４や内輪１０５の構造、また、ケーシング１１３や軸１１６の構造が複雑になるという問題がある。また、図１０や図１１に記載の嵌合方法は、ケーシング１１３や軸１１６の径方向寸法が大きくなってしまうため、スラストころ軸受を使用する限られた空間内において適用上の制約を受ける。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軌道輪と、ケーシングや軸との相手部材との支持を、比較的簡潔な構造で、安価且つ省スペースで行うことができるスラストころ軸受装置を提供することにある。

（１） 放射方向に配列される複数のころ、全体を円輪状に造られて前記複数のころを転動自在に保持する保持器、及び、前記複数のころを挟持するレース部をそれぞれ有する一対の軌道輪、を具備するスラストころ軸受と、
前記軌道輪のいずれか一方を支持する相手部材と、
を備えたスラストころ軸受装置であって、
前記一方の軌道輪は、前記レース部から軸方向に延びる円筒状フランジ部の先端縁部に、前記保持器を係止する係止部を有し、
前記相手部材は、前記一方の軌道輪に設けられた前記係止部で、前記一方の軌道輪を支持することを特徴とするスラストころ軸受装置。
（２） 前記相手部材は、前記一方の軌道輪に設けられた前記係止部によって係合するように変形可能な変形部を備えることを特徴とする（１）に記載のスラストころ軸受装置。
（３） 前記相手部材は、前記一方の軌道輪に設けられた前記係止部と前記相手部材との両方に係止される係止部品によって、前記一方の軌道輪に支持されることを特徴とする（１）に記載のスラストころ軸受装置。
（４） 前記一方の軌道輪に設けられた前記係止部は、前記フランジ部の先端縁部において円周方向の複数箇所に形成され、
前記一方の軌道輪は、前記相手部材によって、該相手部材に対する相対回転が規制されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のスラストころ軸受装置。

本発明のスラストころ軸受装置によれば、一方の軌道輪は、レース部から軸方向に延びる円筒状フランジ部の先端縁部に、保持器を係止する係止部を有し、相手部材は、一方の軌道輪に設けられた係止部で、一方の軌道輪を支持する。これにより、一方の軌道輪と相手部材との支持が、当該軌道輪が保持器を係止する係止部を利用して行われるので、比較的簡潔な構造で、安価且つ省スペースで行うことができる。

以下、本発明に係るスラストころ軸受装置の各実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るスラストころ軸受装置を示す。本実施形態において、スラストころ軸受１は、放射方向に配列された複数のころ２と、全体を円輪状に造られて複数のころ２を転動自在に保持する保持器３と、複数のころ２を軸方向両側から挟持する外輪４及び内輪５と、を備える。

外輪４及び内輪５はそれぞれ、十分な硬度を有する金属板により円輪状に造られている。外輪４は、ころ２が転動する円輪状の外輪レース部６と、この外輪レース部６の外周縁に全周に亙って形成された円筒状の外側フランジ部７と、を有する。一方、内輪５は、ころ２が転接する円輪状の内輪レース部８と、この内輪レース部８の内周縁に全周に亙って形成された内側フランジ部９と、を有する。保持器３は、それぞれが断面コ字形で全体を円輪状に造られた金属板を最中状に組み合わせて成り、ころ２と同数のポケット１０を放射方向に配列している。

図１及び図２に示すように、外側フランジ部７の先端縁には、円周方向複数個所を部分的に、直径方向内方に円弧状に折り曲げる事により、外側係止部１１が形成される。外側係止部１１は、押し出し加工によるステーキングタブ方式により形成されている。そして、この外側係止部１１と保持器３の外周縁との係合により、保持器３と外輪４との分離防止を図っている。一方、内側フランジ部９の先端縁にも、円周方向複数個所を部分的に、直径方向外方に円弧状に折り曲げる事により、内側係止部１２が形成される。そして、この内側係止部１２と保持器３の内周縁との係合により、保持器３と内輪５との分離防止を図っている。従って、スラストころ軸受１を構成する各部材が、回転部材への組み付け前にも分離する事はない。

外輪４の外周縁に形成した外側フランジ７は、相手部材としてのケーシング１３の保持部１４に内嵌した状態で、スラスト荷重が発生する回転部分に装着される。この状態で外輪４を構成する外輪レース部６は円筒凹状の保持部１４の支持面１５に当接し、内輪５を構成する内輪レース部８は、軸１６の支持面１７に当接する。この結果、この軸１６がケーシング１３に対し回転自在に支持されると共に、これら両部材１６、１３同士の間に作用するスラスト荷重が支承される。なお、本実施形態では、スラストころ軸受装置は、少なくともスラストころ軸受１とケーシング１３によって構成される。

また、保持器３の外周面と外側フランジ７の内周面との間には外径側軸受内隙間１８が、同じく保持器３の内周面と内側フランジ９の外周面との間には内径側軸受内隙間１９が、それぞれ介在される。これら両軸受内隙間１８、１９の存在に基づき、保持器３は、上記外輪４及び内輪５に対して、直径方向に亙る若干の変位を自在である。従って、ケーシング１３に対し軸１６が偏心していた場合にも、この偏心を吸収しつつ、これら両部材１３、１６同士の回転を許容する。

さらに、ケーシング１３の保持部１４には、外側フランジ部７の外側係止部１１と対応する円周方向複数個所に、変形部としての加締め部３０が設けられている。そして、外側フランジ部７の外側係止部１１によって形成される外周溝２０に、ケーシング１３の加締め部３０を変形させて加締め係合することで、外輪４はケーシング１３に固定支持される。

これにより、外輪４は、ケーシング１３に対して相対回転が確実に防止されるので、高荷重、高速回転等の過酷な条件下でも、ケーシング１３の支持面１５の損傷が確実に防止され、スラストころ軸受装置としての耐久性を向上することができる。

また、外輪４は、ケーシング１３に対して軸方向位置が規制されてケーシング１３に固定支持されているので、スラストころ軸受１が装着されたケーシング１３に対する軸１６の組付け作業が容易となる。

なお、外側フランジ部７の外側係止部１１としては、図２に示した円弧状に限定されるものでなく、種々の形状が使用されている。例えば、図３に示す第１変形例のように、外側係止部１１ａは、ステーキングタブ方式によって断面略Ｌ形の箱型形状に形成されてもよい。また、図４に示す第２変形例のように、外側係止部１１ｂは、円周方向に所定の長さＬを持った外周溝２０を有するように部分的に折り曲げた形状であってもよい。さらに、図５に示す第３変形例のように、外側係止部１１ｃは、全周に亙って直径方向内方に折り曲げられる形状であってもよい。

また、図２〜図４に示すような外側係止部１１，１１ａ，１１ｂが外側フランジ部７に形成されている場合には、加締め部３０を設けて軸方向位置を規制し、且つ、相対回転を完全に防止するようにしてもよいが、外側係止部１１ｂのような円周方向に所定の長さＬを持った外周溝２０を有する場合には、加締め部３０と外周溝２０との間に円周方向に所定の隙間ｇを設け、外輪４とケーシング１３との間で若干の相対回転を許容するようにしてもよい。また、図５に示す第３変形例の場合、外輪４のケーシング１３に対する軸方向位置が規制される。

図６は、本発明の第２実施形態に係るスラストころ軸受装置を示す。本実施形態では、外輪４の外側フランジ部７は、ケーシング１３の保持部１４に組付け隙間Ｇ１を持って緩く嵌合されている。これにより、本実施形態では、ケーシング１３に対する軸１６の偏心は、外径側及び内径側軸受内隙間１８、１９とこの組付け隙間Ｇ１によって吸収される。この場合、ケーシング１３に形成される加締め部３０は、この偏心量の吸収を妨げないように、外輪４の外側係止部１１の外周溝２０との間に組付け隙間以上の距離を保っている。

図７は、本発明の第３実施形態に係るスラストころ軸受装置を示す。本実施形態では、外輪４とケーシング１３は、外側係止部１１の外周溝２０と、ケーシング１３の外側係止部１１に対応する位置に設けられた複数の内周溝２１との両方に、係合部品としての止めピン４０を嵌め込んで係合することによって固定支持される。これにより、本実施形態においても、第１実施形態と同様、外輪４のケーシング１３に対する軸方向位置の規制と相対回転の防止を図ることができる。

図８は、本発明の第４実施形態に係るスラストころ軸受装置を示す。本実施形態では、内輪５の内側フランジ部９が、相手部材としての軸１６の円柱部５１に外嵌した状態で、スラスト荷重が発生する回転部分に装着される。この状態で外輪４を構成する外輪レース部６はケーシング１３の支持面１５に当接し、内輪５を構成する内輪レース部８は、軸１６の鍔部５２の支持面１７に当接する。この結果、この軸１６がケーシング１３に対し回転自在に支持されると共に、これら両部材１６、１３同士の間に作用するスラスト荷重が支承される。従って、本実施形態では、スラストころ軸受装置は、少なくともスラストころ軸受１と軸１６によって構成される。

この場合、軸１６の円柱部５１には、内側フランジ部９の内側係止部１２と対応する円周方向複数個所に、変形部としての加締め部５３が設けられている。そして、内側フランジ部９の内側係止部１２によって形成される外周溝５４に、軸１６の加締め部５３を変形させて加締めることで、内輪５は軸１６に固定支持される。従って、上記構成によって内輪５を軸１６に固定支持する場合にも、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、内側フランジ部９の内側係止部１２も、外側係止部１１と同様に、種々の形状に形成することができ、円周方向複数個所を部分的に或いは全周に亙って、直径方向外方に折り曲げて形成することができる。このため、加締め部５３も、内側係止部１２の形状に応じて構成される。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能であり、前述した実施形態は、実施可能な範囲において組み合わせて適用することができる。

例えば、保持器の形状は、本実施形態のものに限定されるものでなく、円周方向に複数のポケットが打ち抜かれた一枚の金属板によって構成されるものであってもよい。

また、加締め部は、円周方向複数箇所に設けられた外側係止部又は内側係止部と同数設ける必要は無く、外輪とケーシング又は内輪と軸との相対回転や軸方向ずれを防止できるように、必要な個数設けられればよい。

さらに、外側フランジ部の円周方向複数箇所に外側係止部と別に、円周方向複数箇所に径方向外方に突出させた突出部分を形成し、複数の突出部分をケーシングに設けられた複数の内周溝部分に係合させることで、外輪とケーシングとの相対回転や軸方向ずれを防止できるようにしてもよい。同様に、内側フランジ部の円周方向複数箇所に内側係止部と別に、円周方向複数箇所に径方向内方に突出させた突出部分を形成し、複数の突出部分を軸に設けられた複数の外周溝部分に係合させることで、内輪と軸との相対回転や軸方向ずれを防止できるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係るスラストころ軸受装置の半断面図である。 （ａ）は、図１の外輪の要部斜視図であり、（ｂ）は、外輪の半断面図である。 （ａ）は、第１変形例に係るの外輪の要部斜視図であり、（ｂ）は、外輪の半断面図である。 （ａ）は、第２変形例に係る外輪の要部斜視図であり、（ｂ）は、外輪の半断面図である。 （ａ）は、第３変形例に係る外輪の要部斜視図であり、（ｂ）は、外輪の半断面図である。 本発明の第２実施形態に係るスラストころ軸受装置の半断面図である。 本発明の第３実施形態に係るスラストころ軸受装置の半断面図である。 （ａ）は、本発明の第４実施形態に係るスラストころ軸受装置の半断面図であり、（ｂ）は、第４実施形態の変形例に係るスラストころ軸受装置の半断面図である。 従来のスラストころ軸受装置の半断面図である。 （ａ）は、従来のスラストころ軸受装置において、外輪がケーシングに嵌合された状態を説明するための断面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 （ａ）は、従来のスラストころ軸受装置において、内輪が軸に嵌合された状態を説明するための断面図であり、（ｂ）はその正面図である。

符号の説明

１ スラストころ軸受
２ ころ
３ 保持器
４ 外輪（軌道輪）
５ 内輪（軌道輪）
６ 外輪レース部
７ 外側フランジ部
８ 内輪レース部
９ 内側フランジ部
１１ 外側係止部
１２ 内側係止部
１８ 外径側軸受内隙間
１９ 内径側軸受内隙間
１３ ケーシング（相手部材）
１６ 軸（相手部材）
３０ 加締め部
４０ 止めピン（係合部品）

Claims (4)

1. 放射方向に配列される複数のころ、全体を円輪状に造られて前記複数のころを転動自在に保持する保持器、及び、前記複数のころを挟持するレース部をそれぞれ有する一対の軌道輪、を具備するスラストころ軸受と、
   前記軌道輪のいずれか一方を支持する相手部材と、
   を備えたスラストころ軸受装置であって、
   前記一方の軌道輪は、前記レース部から軸方向に延びる円筒状フランジ部の先端縁部に、前記保持器を係止する係止部を有し、
   前記相手部材は、前記一方の軌道輪に設けられた前記係止部で、前記一方の軌道輪を支持することを特徴とするスラストころ軸受装置。
2. 前記相手部材は、前記一方の軌道輪に設けられた前記係止部によって係合するように変形可能な変形部を備えることを特徴とする請求項１に記載のスラストころ軸受装置。
3. 前記相手部材は、前記一方の軌道輪に設けられた前記係止部と前記相手部材との両方に係合する係合部品によって、前記一方の軌道輪に支持されることを特徴とする請求項１に記載のスラストころ軸受装置。
4. 前記一方の軌道輪に設けられた前記係止部は、前記フランジ部の先端縁部において円周方向の複数箇所に形成され、
   前記一方の軌道輪は、前記相手部材によって、該相手部材に対する相対回転が規制されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスラストころ軸受装置。

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