JP2013068314A

JP2013068314A - ころ保持器及びこれを備えたスラストころ軸受

Info

Publication number: JP2013068314A
Application number: JP2011209377A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Watanabe; 力渡邉
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-04-18

Abstract

【課題】各スラストころにおける軸受外周側端部及び軌道輪における外周側端縁の磨耗量を軽減することができるころ保持器及びこれを備えたスラストころ軸受を提供する。
【解決手段】ころ保持器５は、共通の中心軸線Ｏ上に配置され、所定の間隔をもって内外周で互いに並列する一対の円環部５０，５１と、一対の円環部５０，５１を連結し、中心軸線Ｏの回りに並列してスラストころ４を転動可能に保持するポケット５３を一対の円環部５０，５１と共に形成する複数の連結部５２とを備え、ポケット５３は、軸受外周側の円環部５１で構成されてスラストころ４の直径よりも長い上辺ａと、軸受内周側の円環部５０で構成されて上辺ａよりも長い下辺ｂと、上辺ａ及び下辺ｂの両端を繋ぐ一対の側辺ｃ，ｄとからなる平面台形状の貫通孔によって形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ころ保持器及びこれを備えたスラストころ軸受に関する。

例えば、自動車におけるエアコンディショナー用コンプレッサやトランスミッション等の回転支持部には、シャフトに作用するスラスト荷重を受けるスラストころ軸受が用いられる。

従来、この種のスラストころ軸受には、軸線が放射状に配置された複数の転動体（スラストころ）を転動可能に保持する保持器と、この保持器に保持された複数のスラストころを転動させる軌道面を有する一対の軌道輪とを備えたものがある（特許文献１）。

保持器は、一対の軌道輪間に介在して配置されている。一対の軌道輪のうち一方の軌道輪は固定側の軌道輪として、また他方の軌道輪は回転側の軌道輪としてそれぞれ構成されている。

このように構成されたスラストころ軸受においては、一対の軌道輪が相対回転すると、複数のスラストころが保持器に保持された状態で一対の軌道輪の軌道面上を転動する。

特開２００２−９８１５６号公報

ところで、特許文献１に示すスラストころ軸受によると、使用時に軌道輪における内外周側端部間での周速度の差異に基づいて軌道輪の外周側端縁と各スラストころの軸受外周側端部との間で滑りを発生させる特性があることから、各スラストころの軸受外周側端部が軸受内周側端部に比べて、また軌道輪の外周側端縁が内周側端縁に比べてそれぞれ磨耗量は大きくなる。

従って、本発明の目的は、各スラストころにおける軸受外周側端部及び軌道輪における外周側端縁の磨耗量を軽減することができるころ保持器及びこれを備えたスラストころ軸受を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（３）のころ保持器及びこれを備えたスラストころ軸受を提供する。

（１）共通の中心軸線上に配置され、所定の間隔をもって内外周で互いに並列する一対の円環部と、前記一対の円環部を連結し、前記中心軸線の回りに並列してスラストころを転動可能に保持するポケットを前記一対の円環部と共に形成する複数の連結部とを備え、前記ポケットは、前記一対の円環部のうち軸受外周側の円環部で構成されて前記スラストころの直径よりも長い上辺と、前記一対の円環部のうち軸受内周側の円環部で構成されて前記上辺よりも長い下辺と、前記上辺及び前記下辺の両端を繋ぐ一対の側辺とからなる平面台形状の貫通孔によって形成されているころ保持器。

（２）上記（１）に記載のころ保持器において、前記ポケットは、前記下辺及び前記一対の側辺でつくる２つの挟角が互いに等しく、かつ前記中心軸線を通る前記上辺及び前記下辺の二等分線に関して線対称とする平面台形状の貫通孔である。

（３）上記（１）又は（２）に記載のころ保持器と、前記ころ保持器を介して互いに対向し、前記スラストころを転動させる軌道面を有する一対の軌道輪とを備えたスラストころ軸受。

本発明によると、各スラストころにおける軸受外周側端部及び軌道輪における外周側端縁の磨耗量を軽減することができる。

本発明の実施の形態に係るスラストころ軸受を説明するために示す側面図。図１のＡ−Ａ断面図。本発明の実施の形態に係るスラストころ軸受のころ保持器を説明するために示す側面図。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るスラストころ軸受のころ保持器を説明するために要部を拡大して示す側面図。（ａ）は支持対象が一方側に回転する場合を、また（ｂ）は支持対象が他方向に回転する場合をそれぞれ示す。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係るスラストころ軸受について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（スラストころ軸受の全体構成）
図１及び図２はスラストころ軸受を示す。図１及び図２に示すように、スラストころ軸受１は、一対の軌道輪２，３と、これら一対の軌道輪２，３間で転動する複数のスラストころ４と、これら複数のスラストころ４を転動可能に保持するころ保持器５とを備え、回転軸６の段差面６ａと固定用のハウジング（図示せず）との間に介在して配置されている。

回転軸６は、各外径が互いに異なる大小２つの胴部６ｂ，６ｃによって形成されている。段差面６ａは、大径の胴部６ｂと小径の胴部６ｃとの間に配置されている。そして、回転軸６は、中心軸線Ｏの回り（図４（ａ）及び（ｂ）に示す矢印Ｒ_１，Ｒ_２方向）に回転するように構成されている。

（軌道輪２，３の構成）
一方の軌道輪２は、固定用のハウジング側で中心軸線Ｏ上に配置され、かつ固定用のハウジングに取り付けられ、全体が回転軸６における小径の胴部６ｃを挿通させて回転軸６の段差面６ａ側に開口する例えば薄肉鋼板からなる有底円筒部材によって形成されている。

一方の軌道輪２におけるころ側端面は、複数のスラストころ４を転動させる軌道面２ａで形成されている。一方の軌道輪２における外周縁には、軌道面２ａを立ち上がる円環状の立ち上がり部２ｂが設けられている。

他方の軌道輪３は、回転軸６の段差面６ａ側で中心軸線Ｏ上に配置され、かつ回転軸６における小径の胴部６ｃの外周面に取り付けられ、全体が回転軸６における小径の胴部６ｃを挿通させてハウジング側に開口する例えば薄肉鋼板からなる円環部材によって形成されている。そして、他方の軌道輪３は、回転軸６と共に回転するように構成されている。

他方の軌道輪３におけるころ側端面は、一方の軌道輪２の軌道面２ａに対向し、かつ複数のスラストころ４を転動させる軌道面３ａで形成されている。他方の軌道輪３における内周縁には、一方の軌道輪２の立ち上がり部２ｂに対向し、かつ軌道面３ａを立ち上がる円環状の立ち上がり部３ｂが設けられている。

（複数のスラストころ４の構成）
複数のスラストころ４は、一方の軌道輪２の軌道面２ａと他方の軌道輪３の軌道面３ａとの間に介在して配置され、全体が軸線Ｌをもつ軸受鋼からなる例えば針状ころによって形成されている。そして、複数のスラストころ４は、軸線Ｌの回り（矢印ｒ_１，ｒ_２方向）に回転するとともに、ころ保持器５のポケット５３（後述）内で傾動動作を含み移動するように、すなわち一方の軌道輪２の軌道面２ａ及び他方の軌道輪３の軌道面３ａ上を転動するように構成されている。

（ころ保持器５の構成）
図３はころ保持器を示す。図４（ａ）及び（ｂ）はポケット内のスラストころを示す。図３に示すように、ころ保持器５は、一対の円環部５０，５１及び複数の連結部５２を有し、一方の軌道輪２と他方の軌道輪３（共に図２に示す）との間に収容され、全体が回転軸６（図２に示す）の小径部６ｃを挿通させる例えば亜鉛鋼板のプレス成形体からなる断面略Ｍ形状の部分をもつ円環部材によって形成されている。

一対の円環部５０，５１は、所定の間隔をもってころ保持器５の内外周で互いに並列し、共通の中心軸線Ｏ上に配置されている。一方の円環部５０はころ保持器５の内周側に、また他方の円環部５１はころ保持器５の外周側にそれぞれ配置されている。

複数の連結部５２は、中心軸線Ｏの回りに並列し、一対の円環部５０，５１間に介在して配置されている。そして、複数の連結部５２は、それぞれが内周縁及び外周縁に円弧状の輪郭をもって一対の円環部５０，５１を連結し、スラストころ４を転動可能に保持する複数のポケット５３を一対の円環部５０，５１と共に形成するように構成されている。

複数のポケット５３は、ころ保持器５の円周方向に等間隔で並列して配置されている。そして、複数のポケット５３は、軸受外周側の円環部５１の一部で構成されてスラストころ４の直径よりも長い上辺ａと、軸受内周側の円環部５０の一部で構成されて上辺ａよりも長い下辺ｂと、上辺ａ及び下辺ｂの両端を繋ぐ一対の側辺ｃ，ｄとを有し、下辺ｂと側辺ｃ，ｄとでつくる２つの角度（挟角α°）が互いに等しく、かつ中心軸線Ｏを通る線分Ｌ_０（上辺ａ及び下辺ｂの二等分線）に関して線対称である平面台形状の開口面をもつ貫通孔によって形成されている。複数のポケット５３の形成は、例えばころ保持器５の素材におけるポケット形成部位に打ち抜き加工を施すことにより行われる。

また、複数のポケット５３は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の連結部５２において、互いに隣り合う２つの連結部５２０，５２１のうち一方の連結部５２０のポケット形成面５２０ａが回転一方向（時計回り）に、また他方の連結部５２１のポケット形成面５２１ａが回転他方向（反時計回り）にそれぞれ中心軸線Ｏに直交する仮想面内で各側辺ｃ，ｄを延長する線分の交点Ｏ_１を中心として線分Ｌ_０を角度（９０°−α）だけ回転する部位に配置されている。

一方の連結部５２０のポケット形成面５２０ａは他方の連結部５２１のポケット形成面５２１ａ側に、また他方の連結部５２１のポケット形成面５２１ａは一方の連結部５２０のポケット形成面５２０ａ側にそれぞれ中心軸線Ｏに直交する仮想面内でスラストころ４を傾動によって傾斜させる傾斜面で形成されている。

（スラストころ軸受１の動作）
本実施の形態に示すスラストころ軸受１の動作は、次に示すようにして行われる。すなわち、図４（ａ）に示すように、回転軸６（図２に示す）が一方向（矢印Ｒ_１方向）に回転すると、この回転に伴い線分Ｌ_０上のスラストころ４がその軸線Ｌの回り（矢印ｒ_１方向）に回転しながら中心軸線Ｏに直交する仮想面内で角度（９０°−α）となる位置（ポケット形成面５２０ａ）まで傾動し、このポケット形成面５２０ａに押し付けられた状態で一方の軌道輪２の軌道面２ａ及び他方の軌道輪３の軌道面３ａ上をポケット５３内において転動する。この場合、軌道輪２，３の軌道面２ａ，３ａにおいて、複数のスラストころ４は、従来の場合と比べて軸受内周側端部４ａの円周方向移動距離が軸受外周側端部４ｂの円周方向移動距離に接近し、軸受内周側端部４ａの円周方向移動距離と軸受外周側端部４ｂの円周方向移動距離とが略等しくなる。

一方、図４（ｂ）に示すように、回転軸６（図２に示す）が一方向（矢印Ｒ_２方向）に回転すると、この回転に伴い線分Ｌ_０上のスラストころ４がその軸線Ｌの回り（矢印ｒ_２方向）に回転しながら中心軸線Ｏに直交する仮想面内で角度（９０°−α）となる位置（ポケット形成面５２１ａ）まで傾動し、このポケット形成面５２１ａに押し付けられた状態で一方の軌道輪２の軌道面２ａ及び他方の軌道輪３の軌道面３ａ上をポケット５３内において転動する。この場合、軌道輪２，３の軌道面２ａ，３ａにおいて、複数のスラストころ４は、従来の場合と比べて軸受内周側端部４ａの円周方向移動距離が軸受外周側端部４ｂの円周方向移動距離に接近し、軸受内周側端部４ａの円周方向移動距離と軸受外周側端部４ｂの円周方向移動距離とが略等しくなる。

従って、本実施の形態においては、使用時に軌道輪３における内外周側端部間での周速度の差異に基づく軌道輪２，３の外周側端縁と各スラストころ４の軸受外周側端部４ｂとの間での滑りの発生を抑制することができる。

［実施の形態の効果］
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

軌道輪２，３の外周側端縁と各スラストころ４の軸受外周側端部４ｂとの間での滑りの発生を抑制することができるため、各スラストころ４における軸受外周側端部４ｂ及び軌道輪２，３における外周側端縁の磨耗量を軽減することができる。

以上、本発明のころ保持器及びこれを備えたスラストころ軸受を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、下辺ｂ及び一対の側辺ｃ，ｄでつくる２つの角度を互いに等しくして上辺ａ及び下辺ｂの二等分線に関して線対称である平面台形状の貫通孔によってポケット５３が形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、下辺及び一対の側辺でつくる２つの角度が等しくない平面台形状の貫通孔によってポケットを形成してもよい。すなわち要するに、本発明は、一対の円環部のうち軸受外周側の円環部で構成されてスラストころの直径よりも長い上辺と、一対の円環部のうち軸受内周側の円環部で構成されて上辺よりも長い下辺と、上辺及び下辺の両端を繋ぐ一対の側辺とからなる平面台形状の貫通孔によってポケットが形成されていればよい。

（２）上記実施の形態では、一方の軌道輪２を固定し、他方の軌道輪３を回転させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、一方の軌道輪を回転させ、他方の軌道輪を固定してもよい。

（３）上記実施の形態では、スラストころ４が針状ころである場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、円筒ころからなるころであっても勿論よい。

１…スラストころ軸受、２…一方の軌道輪、２ａ…軌道面、２ｂ…立ち上がり部、３…他方の軌道輪、３ａ…軌道面、３ｂ…立ち上がり部、４…スラストころ、４ａ…軸受内周側端部、４ｂ…軸受外周側端部、５…ころ保持器、５０，５１…円環部、５２，５２０，５２１…連結部、５２０ａ，５２１ａ…ポケット形成面、５３…ポケット、６…回転軸、６ａ…段差面、６ｂ…大径の胴部、６ｃ…小径の胴部、ａ…上辺、ｂ…下辺、ｃ，ｄ…側辺、Ｌ…軸線、Ｌ_０…線分、Ｏ…中心軸線、Ｏ_１…交点

Claims

共通の中心軸線上に配置され、所定の間隔をもって内外周で互いに並列する一対の円環部と、
前記一対の円環部を連結し、前記中心軸線の回りに並列してスラストころを転動可能に保持するポケットを前記一対の円環部と共に形成する複数の連結部とを備え、
前記ポケットは、前記一対の円環部のうち軸受外周側の円環部で構成されて前記スラストころの直径よりも長い上辺と、前記一対の円環部のうち軸受内周側の円環部で構成されて前記上辺よりも長い下辺と、前記上辺及び前記下辺の両端を繋ぐ一対の側辺とからなる平面台形状の貫通孔によって形成されている
ころ保持器。
前記ポケットは、前記下辺及び前記一対の側辺でつくる２つの挟角が互いに等しく、かつ前記中心軸線を通る前記上辺及び前記下辺の二等分線に関して線対称とする平面台形状の貫通孔である請求項１に記載のころ保持器。
請求項１又は２に記載のころ保持器と、
前記ころ保持器を介して互いに対向し、前記スラストころを転動させる軌道面を有する一対の軌道輪と
を備えたスラストころ軸受。