JP2011144866A

JP2011144866A - スラストころ軸受

Info

Publication number: JP2011144866A
Application number: JP2010005634A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Waseda; 義孝早稲田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2011-07-28

Abstract

【課題】ポケットの外径側の内壁面に対するころの端面の摺動抵抗を良好に低減することができるスラストころ軸受を提供する。
【解決手段】内、外径の両環状部２１、２２と、これら両環状部２１、２２を連結すると共に、ころを転動可能に保持するための複数のポケット４０を区画形成する複数の柱部２４とを有する保持器２０を備える。ポケット４０の内、外径側の両内壁面４１、４５のうち、少なくとも外径側内壁面４５には、ころ１１の端面の中心部を越える位置まで曲げられた曲げ部４６が形成される。曲げ部４６にころ１１の端面に接触可能なころ接触部４７が形成されている。
【選択図】図２

Description

この発明はスラストころ軸受に関する。

従来、スラストころ軸受の保持器は、内、外径の両環状部と、これら両環状部を連結すると共に、ころを転動可能に保持するための複数のポケットを区画形成する複数の柱部とを有する。
このような保持器においては、保持器素材の円環部にポケット金型によってポケットが打ち抜かれて形成されることから、ポケットの内外径側の両内壁面は剪断面となり面粗度が悪い（粗い）。
このため、軸受け回転時において、ポケットの内外径側のいずれかの内壁面にころの端面が摺接しながら転動する際、ポケットの内外径側のいずれかの内壁面に対するころの端面の摺動抵抗（摺動摩擦力）が大きくなり、トルク損失をまねくことになる。
特に、高速回転時の遠心力の作用を受けると、ポケットの外径側の内壁面に対するころの端面の摺動抵抗（摺動摩擦力）が著しく大きくなることが想定される。
そこで、前記したころの摺動抵抗を抑制するために、例えば、特許文献１に開示されたような構造をもつスラストころ軸受がある。
これにおいては、ポケットの内、外径側の内壁面に、ころの端面の回転中心に向けて突出すると共に、保持器の回転面に対して鉛直方向に角度を持たせて折り曲げられ、先端頂点がころの端面の回転中心に対して点接触するようにした凸部が設けている。

特開２００８−１７５３１０号公報

ところで、特許文献１に開示されたものにおいては、ポケットの内、外径側の内壁面に設けられた凸部の先端頂点がころの端面の回転中心に対して点接触することによって、ころの摺動抵抗が低減される。
しかしながら、特許文献１においては、凸部の先端縁が打ち抜きエッジとなるため、摺動抵抗の低減効果が小さくなることが想定される。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、ポケットの外径側の内壁面に対するころの端面の摺動抵抗を良好に低減することができるスラストころ軸受を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係るスラストころ軸受は、内、外径の両環状部と、これら両環状部を連結すると共に、ころを転動可能に保持するための複数のポケットを区画形成する複数の柱部とを有する保持器を備えたスラストころ軸受であって、
前記ポケットの内、外径側の両内壁面のうち、少なくとも外径側内壁面には、前記ころの端面の中心部を越える位置まで曲げられた曲げ部が形成され、
前記曲げ部に前記ころの端面に接触可能なころ接触部が形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、ポケットの外径側内壁面の曲げ部にころ接触部を形成することによって、高速回転時の遠心力の作用を受けてころの端面がころ接触部に摺接する際の摺動抵抗を打ち打ち抜きエッジの場合と比較して小さく抑えることができる。

請求項２に係るスラストころ軸受は、内、外径の両環状部と、これら両環状部を連結すると共に、ころを転動可能に保持するための複数のポケットを区画形成する複数の柱部とを有する保持器を備えたスラストころ軸受であって、
前記外径側環状部の内周面のころの端面に対向する複数箇所には、前記ころの端面に向けて接触可能に突出するころ接触部が形成され、
前記ころ接触部は、スラスト方向及び円周方向の両方向で曲面又は屈曲面をなしていることを特徴とする。

前記構成によると、外径側環状部の内周面にスラスト方向及び円周方向の両方向で曲面又は屈曲面をなすころ接触部を形成することによって、高速回転時の遠心力の作用を受けてころの端面がころ接触部に摺接する際の摺動抵抗を小さく抑えることができる。

請求項３に係るスラストころ軸受は、請求項２に記載のスラストころ軸受であって、
ころ接触部は、外径側環状部が根元側から先端側に向けてしだいに小径に絞られたテーパ円筒状に形成された後、前記外径側環状部の内周面の先端部が外周面と逆テーパに切除されることによってスラスト方向に屈曲面をなし、さらに、保持器素材の円環部にポケット打抜き金型によってポケットが打ち抜かれる同時に、前記ポケット打抜き金型によって前記外径側環状部の内周面の突出部分が円弧状又は湾曲状に打ち抜かれることによって円周方向に曲面をなしていることを特徴とする。

前記構成によると、スラスト方向及び円周方向の両方向で曲面又は屈曲面をなすころ接触部を容易に形成することができ、コスト低減に効果が大きい。

この発明の実施例１に係るスラストころ軸受の保持器を示す側断面図である。同じく保持器の曲げ部ところとの接触部分を拡大して示す側断面図である。同じく保持器のポケットを打ち抜き加工すると同時にそのポケットの内外径側の両内壁面に曲げ部を形成するための突片が形成された状態を示す平面図である。同じく突片を折り曲げて曲げ部を形成した状態を示す側断面である。同じく端面が球面をなすころがポケットに配置された実施態様を示す側断面図である。同じく曲げ部が直線状に形成された実施態様を示す側断面図である。同じく直線状の曲げ部に球面状のころ接触部が形成された実施態様を示す側断面図である。同じく保持器のポケットの打ち抜き加工時に曲げ部を形成するための突片と球面状のころ接触部とが形成された状態を示す平面図である。この発明の実施例２に係るスラストころ軸受の保持器を示す側断面図である。同じく保持器用の円環素材（一次加工品）にポケットの外径側部分に対応する位置に下孔が形成された状態を示す平面図である。同じく保持器用の一次加工品が絞り加工されると共に、外径側環状部がテーパ円筒状に形成されて二次加工品が形成された状態を示す側断面図である。同じく保持器用の二次加工品の外径側環状部の内周面の先端部が外周面と逆テーパに切除されて三次加工品が形成された状態を示す側断面図である。同じくポケット打抜き金型の一部を示す説明図である。同じくポケット打抜き金型によって三次加工品の所定位置にポケットが打ち抜かれると同時に外径側環状部の内周面の突出部分が円弧状又は湾曲状に打ち抜かれて保持器が形成された状態を示す斜視図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１を図１〜図４にしたがって説明する。
図１と図２に示すように、スラストころ軸受（スラスト針状ころ軸受も含む）は、複数のころ１１と保持器２０とを備えている。
保持器２０は、鋼板のプレス加工によって形成され、内径側環状部（円筒部）２１と、外径側環状部（円筒部）２２と、これら内、外径側の両環状部２１、２２の周方向に所定間隔を隔てて掛け渡されてポケット４０を区画形成する複数の柱部２４とを備えて断面略Ｍ字状をなしている。

図３に示すように、保持器２０の柱部２４は、内径側部２６と、径方向中間部２５と、外径側部２７と、これら各部を連結する傾斜連結部２８とを有している。
さらに、各ポケット４０は隣接する柱部２４の間に、プレスのポケット打抜き金型によって打ち抜き加工されることで形成される。そして、各ポケット４０にはころ１１が転動可能に保持される。
また、ポケット４０内のころ１１を抜け止めするために、隣接する柱部２４の相対する面の径方向中間部２５及び内外径の両側部２６、２７の端面には、ポケット４０内に向けて対向状に突出する中間爪部３０と内外径側の両爪部３１、３２がそれぞれ形成されている。

ポケット４０の内、外径側の両内壁面４１、４５のうち、少なくとも外径側内壁面４５には、ころ１１の端面の中心部を越える位置まで曲げられた曲げ部４６が形成されている。
この実施例１において、ポケット４０の内、外径側の両内壁面４１、４５に、ころ１１の端面の中心部を越える位置まで曲げられた曲げ部４２、４６がそれぞれ形成されている。これら両曲げ部４２、４６は、その各中央部にポケット４０内に向けて突出する側断面くの字状に折り曲げられ、その各屈曲部をころ接触部４３、４７としてころ１１の両端面に接触可能となっている。
また、曲げ部４２、４６は、内、外径側の両環状部２１、２２よりも薄肉をなして弾性変形可能に形成されている。

図３と図４に示すように、ポケット４０内の曲げ部４２、４６は、ポケット４０をポケット打抜き金型によって打ち抜き加工すると同時に、そのポケット４０の内外径側の両内壁面４１、４５に曲げ部４２、４６を形成するための薄肉の突片４２ａ、４６ａがそれぞれ形成される。
これら両突片４２ａ、４６ａは、その根元部（両内壁面４１、４５との接続部）が幅広で先端に向かってしだいに幅が狭くなる台形状に形成されている。

また、この実施例１において、両突片４２ａ、４６ａの根元部は、ポケット４０の両内壁面４１、４５の幅方向中央部に接続されると共に、両突片４２ａ、４６ａの根元部の幅寸法は、ポケット４０の幅寸法よりも小さく設定されている（例えば、半分以下に設定されている）。
そして、図４に示すように、両突片４２ａ、４６ａがその長さ方向の中間部（ころ１１の端面の中心部に対応する部分）において、ポケット４０の径方向中央部に向けて突出するようにくの字状に屈曲され、その屈曲部をころ１１の端面に接触可能なころ接触部４３、４７としている。

この実施例１に係るスラストころ軸受は上述したように構成される。
したがって、軸受け回転時において、ころ１１は、その端面がポケット４０の内外径側のいずれかのころ接触部４３、４７に摺接しながら転動する。
ころ接触部４３、４７は、曲げ部４２、４６の屈曲部に設けられるため、ころ接触部４３、４７に摺接する際の摺動抵抗を、打ち打ち抜きエッジの場合と比較して小さく抑えることができる。
しかも、ころ接触部４３、４７は、ころ１１の端面の中心部に接触するため、摺動抵抗の低減に効果が大きい。

また、この実施例１において、高速回転時の遠心力の作用を受けてころ１１が外径側の曲げ部４６に衝突したとしても、その衝撃力が薄肉の曲げ部４６の弾性変形によって良好に吸収することができる。
この結果、ころ１１の衝突による保持器２０の変形や損傷を防止することができ、耐久性に優れる。

なお、前記実施例１においては、ころ１１の両端面が平坦面に形成される場合を例示したが、図５に示すように、両端面が半球面に形成された球面ころ１１ａを用いてもよい。
また、球面ころ１１ａを用いた場合には、図６に示すように、保持器２０のポケット４０の内、外径側の両内壁面４１、４５に、球面ころ１１ａの端面の中心部を越える位置まで曲げられた曲げ部１４２、１４６がスラスト方向に直交する面に平行な平坦面に形成されてもよい。

また、図７に示すように、曲げ部２４２、２４６のころ１１の端面の中心部に対応する位置に球面状をなして突出するころ接触部２４３、２４７を形成してもよい。
この場合、図８に示すように、ポケット打抜き金型（図示しない）によってポケット４０を打ち抜き加工すると同時に、そのポケット４０の内外径側の両内壁面４１、４５に曲げ部２４２、２４６を形成するための薄肉の突片２４２ａ、２４６ａ及び球面状のころ接触部２４３、２４７がそれぞれ形成される。
その後、両突片２４２ａ、２４６ａがスラスト方向に直交する面に平行して曲げ加工されることで曲げ部２４２、２４６が形成される。
また、曲げ部２４２、２４６に球面状のころ接触部２４３、２４７が形成される場合には、両端面が平坦面に形成されたころ１１を用いることができる。

次に、この発明の実施例２を図９〜図１４にしたがって説明する。
図９に示すように、この実施例２においても、保持器５２０は、内、外径の両環状部（円筒部）５２１、５２２と、これら両環状部５２１、５２２を連結すると共に、ころ５１１を転動可能に保持するための複数のポケット５４０を区画形成する複数の柱部５２４とを有する。
特に、この実施例２において、外径側環状部５２２の内周面のころ５１１の端面に対向する複数箇所には、ころ５１１の端面に向けて接触可能に突出するころ接触部５４７がそれぞれ形成されている。
これら複数のころ接触部５４７は、スラスト方向及び円周方向の両方向で曲面又は屈曲面をなしている（図１４参照）。

この実施例２のスラストころ軸受に用いられる保持器５２０は、次に述べるブランク加工工程と、絞りプレス工程と、切除工程と、ポケット打抜き工程との順を経て製造される。
先ず、ブランク加工工程において、図１０に示すように、プレスのブランク加工によって、鋼板（素材）が円環状に打ち抜かれ、保持器用の一次加工品（円環素材）５２０ａが形成される際に、一次加工品５２０ａの複数のポケット５４０に対応する外径側部分に、角孔状の下孔５４０ａが同時に打ち抜き加工される。これら下孔５４０ａは、その外径側端部がポケット５４０の外径端部を越え、内径側端部がポケット５４０内に位置し、幅寸法は、ポケット５４０の幅寸法よりも若干小さく設定される。

次に、絞りプレス工程において、図１１に示すように、保持器用の一次加工品が絞り加工され、内径側環状部（円筒部）５２１と外径側環状部（円筒部）５２２と、これら内、外径側の両環状部５２１、５２２を連結する円環部５２４ａとが形成されると共に、外径側環状部２２が先端に向けてしだいに小径に形成されたテーパ円筒状に形成されて二次加工品５２０ｂが形成される。

次に、切除工程において、図１２に示すように、二次加工品５２０ｂの外径側環状部５２２の内周面の先端部が、プレスの切除刃６００によって外径側環状部５２２の外周面と逆テーパに切除されて三次加工品５２０ｃが形成される。
これによって、三次加工品５２０ｃの外径側環状部５２２の内周面の先端部がスラスト方向に屈曲面をなす突出部分（ころ接触部５４７を形成するための部分）５４７ａが形成される。

次に、ポケット打抜き工程において、図１３に示すように、ポケット打抜き金型の打抜刃６０１は、ポケット５４０に対応する形状に形成されると共に、この打抜刃６０１の外径側端部には、三次加工品５２０ｃの突出部分５４７ａを周方向に円弧状又は湾曲状に打ち抜くための円弧状又は湾曲状の打抜部６０２が形成される。この打抜部６０２は、下孔５４０ａの幅寸法よりも小さく設定されている。言い換えると、下孔５４０ａの幅寸法は、打抜部６０２の幅寸法よりも大きく設定されている。
そして、ポケット打抜き金型の打抜刃６０１によって、三次加工品５２０ｃの円環部５２４ａの所定位置に複数のポケット５４０が打ち抜かれると同時に、外径側環状部５２２の内周面の突出部分５４７ａが、下孔５４０ａの幅寸法内において、円弧状又は湾曲状に打ち抜かれる。これによって、外径側環状部２２の内周面に、スラスト方向及び円周方向の両方向で曲面又は屈曲面をなすころ接触部５４７を有する保持器５２０が製造される。

この実施例２に係るスラストころ軸受は上述したように構成される。
したがって、この実施例２においては、保持器５２０の内周面に、スラスト方向及び円周方向の両方向で曲面又は屈曲面をなすころ接触部５４７を形成することによって、高速回転時の遠心力の作用を受けてころ５１１の端面がころ接触部５４７に摺接する際の摺動抵抗を小さく抑えることができる。

また、ころ接触部５４７は、三次加工品５２０ｃの外径側環状部５２２の内周面に形成されたスラスト方向に屈曲面をなす突出部分５４７ａが、ポケット打抜き工程において、ポケット打抜き金型の打抜刃６０１によって円弧状又は湾曲状に打ち抜かれることによって容易に形成することができ、コスト低減に効果が大きい。

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。

１１ころ
２０保持器
２１内径側環状部
２２外径側環状部
２４柱部
４０ポケット
４１内径側内壁面
４５外径側内壁面
４２曲げ部
４３ころ接触部
４６曲げ部
４７ころ接触部

Claims

内、外径の両環状部と、これら両環状部を連結すると共に、ころを転動可能に保持するための複数のポケットを区画形成する複数の柱部とを有する保持器を備えたスラストころ軸受であって、
前記ポケットの内、外径側の両内壁面のうち、少なくとも外径側内壁面には、前記ころの端面の中心部を越える位置まで曲げられた曲げ部が形成され、
前記曲げ部に前記ころの端面に接触可能なころ接触部が形成されていることを特徴とするスラストころ軸受。
内、外径の両環状部と、これら両環状部を連結すると共に、ころを転動可能に保持するための複数のポケットを区画形成する複数の柱部とを有する保持器を備えたスラストころ軸受であって、
前記外径側環状部の内周面のころの端面に対向する複数箇所には、前記ころの端面に向けて接触可能に突出するころ接触部が形成され、
前記ころ接触部は、スラスト方向及び円周方向の両方向で曲面又は屈曲面をなしていることを特徴とするスラストころ軸受。
請求項２に記載のスラストころ軸受であって、
ころ接触部は、外径側環状部が根元側から先端側に向けてしだいに小径に絞られたテーパ円筒状に形成された後、前記外径側環状部の内周面の先端部が外周面と逆テーパに切除されることによってスラスト方向に屈曲面をなし、さらに、保持器素材の円環部にポケット打抜き金型によってポケットが打ち抜かれる同時に、前記ポケット打抜き金型によって前記外径側環状部の内周面の突出部分が円弧状又は湾曲状に打ち抜かれることによって円周方向に曲面をなしていることを特徴とするスラストころ軸受。