JP2013145012A - スラストころ軸受およびスラストころ軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤を、保持器のポケットに保持し易くて、軌道面等の摺動部の異常摩耗や焼付きを抑制できるスラストころ軸受およびスラストころ軸受装置を提供すること。
【解決手段】保持器５の複数の柱部３１を、環状部３０の径方向の内方側の端部から径方向の内方側に突出すると共に、周方向に互いに間隔をおいて位置するように構成する。周方向に隣接する二つの柱部３１と、環状部３０とで画定されるポケット３５の径方向の内方側が、径方向に開口するようにする。ポケット３５の径方向の外方側の角部に、凹部６０を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、スラストころ軸受およびスラストころ軸受を備えたスラストころ軸受装置に関する。

従来、スラストころ軸受としては、特開平１１−３４４０２９号公報（特許文献１）に記載されているものがある。このスラストころ軸受は、第１軌道輪と、第２軌道輪と、複数の円筒ころと、スラストころ軸受用保持器とを備え、上記複数の円筒ころは、第１軌道輪と、第２軌道輪との間にスラストころ軸受用保持器に保持された状態で周方向に互いに間隔をおいて位置している。

上記スラストころ軸受用保持器は、外側環状部と、内側環状部と、複数の柱部とを備え、上記外側環状部は、内側環状部の径方向の外方に位置している。上記複数の柱部は、内側環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置している。また、上記各柱部は、外側環状部と内側環状部との間を連結している。上記周方向に隣接する二つの柱部と、外側環状部と、内側環状部に囲まれた部分は、各円筒ころを収容するポケットを構成している。

上記従来のスラストころ軸受は、遠心力によって内径側から外側に流動する潤滑剤を、円筒ころとスラストころ軸受用保持器との間に十分に保持できなくて、軌道面等の摺動部に異常摩耗や焼付きが発生し易いという問題がある。また、この問題は、円筒ころの転がり速度が高速になるスラストころ軸受の高速使用時に顕著になる。

特開平１１−３４４０２９号公報（第３図）

そこで、本発明の課題は、潤滑剤を、ころと、スラストころ軸受用保持器との間に保持し易くて、軌道面等の摺動部の異常摩耗や焼付きを抑制できるスラストころ軸受およびスラストころ軸受装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のスラストころ軸受は、
第１軌道輪と、
第２軌道輪と、
上記第１軌道輪と、上記第２軌道輪との間に配置された複数のころと、
上記複数のころを保持する保持器と
を備えたスラストころ軸受において、
上記保持器は、環状部の内径側から径方向内側に柱部が突出するくし型形状であって、上記柱部の間に上記ころを収容するポケットを形成し、
上記ポケットに面すると共に、上記ころが転動する上記柱部の転動面の延長と、上記ポケットに面する上記環状部の内面の延長との交わる角部に凹部を設けたことを特徴としている。

本発明によれば、保持器が環状部の内径側から径方向内側に柱部が突出するくし型形状であって、保持器のポケットの径方向の内方側が、径方向に開口しているから、遠心力によって径方向の内方側から外方側に移動する潤滑剤のうちのより多くを、径方向の内方側の開口を介してポケット内に導入できる。また、本発明によれば、ころが転動する柱部の転動面の延長と、ポケットに面する上記環状部の内面の延長との交わる角部に凹部が存在しているから、ポケットに導入された潤滑剤のうちの多くをその凹部に収容できる。したがって、従来の保持器と比較して、ポケット内により多くの潤滑剤を収容できるから、従来と比較して軌道面等の摺動部の異常摩耗や焼付きを抑制できる。

また、一実施形態では、
上記柱部の上記転動面の先端部は、上記径方向の内方側に行くにしたがって上記柱部の上記周方向の厚さが薄くなるクラウニングが施されている。

上記実施形態によれば、柱部の上記転動面の先端部に、上記径方向の内方側に行くにしたがって上記柱部の上記周方向の厚さが薄くなるクラウニングが施されているから、ポケット内のころが柱部の転動面の先端部から大きなエッジロードを受けることがない。したがって、ころおよび保持器の損傷を抑制できる。

また、一実施形態では、
上記柱部の上記転動面は、上記環状部の軸方向の直線を母線とする面である。

上記実施形態によれば、柱部の転動面が、環状部の軸方向の直線を母線とする面であって、柱部の転動面が、環状部の軸方向と略平行な面からなっているから、柱部の転動面の軸方向の両端部と、ころとの隙間を大きくすることができて、この隙間を潤滑剤溜まりとすることができる。したがって、ポケット内に更に多くの潤滑剤を保持することができて、軌道面等の摺動部の異常摩耗や焼付きを更に抑制できる。

仮に、柱部の転動面が、ころの形状に倣った凹面である場合、転動面と、ころとの隙間が小さくなって、柱部と、ころとの間に潤滑剤が溜りにくくなるのである。

また、本発明のスラストころ軸受装置は、
本発明のスラストころ軸受を備え、
上記第１軌道輪の軸方向の上記第２軌道輪側の端面は、環状溝を有し、
上記環状溝には、上記ころの上記径方向の内方側の移動を阻止する止め輪が配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、第１軌道輪の軸方向の第２軌道輪側の端面に形成された環状溝に配置された止め輪で、ころの径方向の内方側の移動を阻止することができる。したがって、スラストころ軸受が運転されていなくて、ころに遠心力が作用していない場合においても、ころが保持器の径方向の内方側から離脱することがない。

本発明によれば、保持器のポケットにより多くの潤滑剤を保持できて、軌道面等の摺動部の異常摩耗や焼付きを抑制できるスラストころ軸受を実現できる。

本発明の一実施形態のスラスト円筒ころ軸受装置の径方向の断面図である。 スラスト円筒ころ軸受装置の保持器の一部の斜視図である 保持器の一の柱部の先端側の大部分を、保持器の軸方向の一方側から見たときの図である。 スラスト円筒ころ軸受装置の止め輪を、止め輪の軸方向の一方側から見たときの図である。 保持器およびそのポケットに収容された複数の円筒ころを示す斜視図である。 図５に矢印Ａで示す断面で保持器およびそのポケットに収容された複数の円筒ころを切断したときの周方向の模式断面図である。 参考例のスラスト円筒ころ軸受の図６に対応する図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態のスラスト円筒ころ軸受装置の径方向の断面図である。

このスラスト円筒ころ軸受装置は、スラスト円筒ころ軸受１と、環状の止め輪７とを備え、スラスト円筒ころ軸受（以下、単に円筒ころ軸受という）は、第１軌道輪２と、第２軌道輪３と、複数の円筒ころ４と、スラストころ軸受用保持器（以下、単に保持器という）５とを有している。

上記保持器５は、くし型の形状を有している。上記保持器５は、単一部品であり、黄銅に削り出し加工を施して形成されている。このように、上記保持器５を単一部品とすることで、部品点数を減らすと共に、保持器５の組立工数を減らして、コスト削減を実現している。また、上記保持器５は、第１、２軌道輪２,３の外径側で第２軌道輪３に案内されるようになっている。このように、保持器５を軌道輪の外径側で案内することにより、径方向の内径側から流動してきた潤滑剤（例えば、グリースや潤滑油）が、より効率的に保持器に保持されるようにしている。

上記第１軌道輪２の第２軌道輪３側の端面は、平面状の軌道面１１を有し、第２軌道輪３の第１軌道輪２側の端面は、平面状の軌道面２１を有している。また、上記複数の円筒ころ４は、第１軌道輪２の軌道面１１と、第２軌道輪３の軌道面２１との間に保持器５に保持された状態で周方向に互いに間隔をおいて位置している。

図１に示すように、上記第１軌道輪２の軸方向の第２軌道輪３側の端面は、環状溝１５を有している。上記止め輪７は、この環状溝１５に圧入により嵌入されている。上記止め輪７の中心軸は、第２軌道輪３の中心軸と略一致している。上記止め輪７は、円筒ころ４よりも径方向の内方側に位置している。上記止め輪７は、円筒ころ４の径方向の内方側の移動を阻止するために設けられている。上記円筒ころ軸受１が運転されて、円筒ころ４に径方向外方側の遠心力が作用して、円筒ころ４が径方向の外方側に移動している状態で、各円筒ころ４は、止め輪７に間隔をおいて位置するようになっている。このようにして、各円筒ころ４の円滑な転動を確保している。

図２は、上記保持器５の一部の斜視図である。

図２に示すように、上記保持器５は、くし状の形状をしており、環状部３０と、複数の柱部３１とを備えている。上記各柱部３１は、環状部３０の径方向の内方側の端部から径方向の内方側に突出している。上記複数の柱部３１は、環状部３０の周方向に互いに間隔をおいて位置している。上記環状部３０と、周方向に隣接する二つの柱部３１とで囲まれた部分は、円筒ころ４を収容するポケット３５になっており、ポケット３５の径方向の内方側は、径方向の内方側に開口している。上記保持器５を、くし状の形状とすることにより、柱部３１の十分な強度を確保した上で、隣接する円筒ころ４の距離を小さくして、円筒ころ４の数を増やして、定格荷重を大きくしている。また、上記保持器５を、くし状の形状として、環状部を一つのみとすることにより、保持器５を軽量化すると共に、保持器５の材料費を削減して、保持器５の製造コストを削減している。

図２に示すように、上記各柱部３１は、周方向の一方側に第１転動面３６を有し、周方向の他方側に第２転動面３７を有している。上記第１転動面３６および第２転動面３７の夫々は、ポケット３５に面しており、円筒ころ４は、第１転動面３６を転動するようになっている。上記ポケット３５の径方向の外方側の全ての角部には、凹部６０が存在している。詳しくは、上記ポケット３５に面すると共に、円筒ころ４が転動する柱部３１の第１転動面３６の延長と、ポケット３５に面する環状部３０の内面の延長との交わる角部に凹部６０が存在し、また、上記ポケット３５に面すると共に、円筒ころ４が転動する柱部３１の第２転動面３７の延長と、ポケット３５に面する環状部３０の内面の延長との交わる角部にも凹部６０が存在している。上記各凹部６０は、保持器５の軸方向に延在している。上記凹部６０は、軸方向の一方側および他方側の両方で軸方向に開口している。

尚、図２に示すように、保持器５の環状部３０の軸方向の一方側の端面および他方側の端面の夫々は、環状溝８０を有している。この環状溝８０は、径方向の内方側から流動してきた潤滑剤を収容するために設けられ、潤滑剤が保持器５の径方向の外方側に流動することを抑制している。

図３は、一の柱部３１の先端側の大部分を、保持器５の軸方向の一方側から見たときの図である。

図３に示すように、上記柱部３１の先端部には、径方向の内方側に行くにしたがって柱部３１の周方向の厚さが薄くなるクラウニングが施されている。詳しくは、第１転動面３６は、平面部４０と、曲面部４１とからなり、平面部４０は、第１転動面３６の環状部３０側に位置している一方、曲面部４１は、平面部４０の径方向の内方側の端部につながって、第１転動面３６の径方向の内方の先端まで延びている。上記曲面部４１は、第１転動面３６の径方向の内方側に径方向の内方側に行くにしたがって柱部３１の周方向の厚さが薄くなるクラウニングを施すことによって形成されている。

尚、上記第２転動面３７は、第１転動面３６と同一の構造になっており、第２転動面３７の径方向の内方側にはクラウニングが施されている。また、図３において、参照番号４５は、平面部４０と、曲面部４１との接続部を表し、参照番号４３は、平面部４０を径方向の内方側に延長した延長面を表し、参照番号４７は、第２転動面３７の平面部を径方向の内方側に延長した延長面を表している。上記延長面４３,４７は、第１および第２転動面３６,３７に施されたクラウニングを分かり易くするために図示されている。

図４は、上記止め輪７を、止め輪７の軸方向の一方側から見たときの図である。

図４に示すように、上記止め輪７は、円筒形状を有し、円筒外周面７６と、円筒内周面７７とを有している。上記円筒外周面７６の中心軸と、円筒内周面７７の中心軸とは、略一致している。

図５は、保持器５およびそのポケット３５に収容された複数の円筒ころ４を示す斜視図である。

図５に示すように、保持器５のポケット３５の径方向の寸法は、円筒ころ４の軸方向の長さよりも小さくなっていて、円筒ころ４の一部は、保持器５のポケット３５からはみ出ている。この実施形態では、円筒ころ４がポケット３５内の最も径方向の外方に位置している状態で、円筒ころ４の軸方向の略３／４の部分が、ポケット３５に収容されている一方、円筒ころ４の軸方向の略１／４の部分が、ポケット３５からはみ出ている。

尚、この発明では、ころがポケット内の最も径方向の外方に位置している状態で、ころの軸方向のころ長さの７５％以上の部分が、ポケットに収容されているようにすると、保持器でころを確実に案内できると共に、保持器の十分な強度も確保できて好ましい。ころのクラウニング長さより、ポケットの長さを７５％以上とすればころの直線部と接触部を確保できるからである。

図６は、図５に矢印Ａで示す断面で保持器５およびそのポケット３５に収容された複数の円筒ころ４を切断したときの周方向の模式断面図であり、一の柱部３１と、その周方向の両側に位置する円筒ころ４とを表す模式断面図である。

図６に示すように、上記保持器５の柱部３１は、矩形状の周方向の断面形状を有し、図６の周方向の断面において、柱部３１の第１転動面３６および柱部３１の第２転動面３７の夫々は、直線形状を有している。上記第１転動面３６および第２転動面３７の夫々は、環状部３０の軸方向の直線を母線とする面であり、第１転動面３６および第２転動面３７の夫々は、環状部３０（図１参照）の軸方向と略平行な面からなっている。このようにして、図６に、参照番号５１〜５３で示す柱部３１の軸方向の両端部と、円筒ころ４との隙間を大きくして、この隙間により多くの潤滑剤を溜めることができるようにしている。尚、この実施形態では、上記第１転動面３６および第２転動面３７の夫々が、環状部３０の軸方向と略平行な面からなっており、保持器５と、複数の円筒ころ４とは、アッセンブリを構成できないようになっている。

上記実施形態の円筒ころ軸受１によれば、保持器５が環状部３０の内径側から径方向内側に柱部３１が突出するくし型形状であって、保持器５のポケット３５の径方向の内方側が、径方向に開口しているから、遠心力によって径方向の内方側から外方側に移動する潤滑剤のうちのより多くを、径方向の内方側の開口を介してポケット３５内に導入できる。また、上記円筒ころ４が転動する柱部３１の転動面３６,３７の延長と、ポケット３５に面する環状部３０の内面の延長との交わる角部に凹部６０が存在しているから、ポケット３５に導入された潤滑剤のうちの多くをその凹部６０に収容できる。したがって、従来のスラストころ軸受用保持器と比較して、ポケット３５内により多くの潤滑剤を収容できるから、従来と比較して軌道面１１,２１等の摺動部の異常摩耗や焼付きを抑制できる。

また、上記実施形態の円筒ころ軸受１によれば、上記柱部３１の転動面３６,３７の先端部に、径方向の内方側に行くにしたがって柱部３１の周方向の厚さが薄くなるクラウニングが施されているから、ポケット３５内の円筒ころ４が柱部３１の転動面３６,３７の先端部から大きなエッジロードを受けることがない。したがって、円筒ころ４および保持器５の損傷を抑制できる。

また、上記実施形態の円筒ころ軸受１によれば、上記柱部３１の転動面３６,３７が、環状部３０の軸方向の直線を母線とする面であって、柱部３１の転動面３６,３７が、環状部３０の軸方向と略平行な面からなっているから、柱部３１の転動面３６,３７の軸方向の両端部と、円筒ころ４との隙間を大きくすることができて、この隙間を潤滑剤溜まりとすることができる。したがって、ポケット３５内に更に多くの潤滑剤を保持することができて、軌道面１１,２１等の摺動部の異常摩耗や焼付きを更に抑制できる。

図７、すなわち、参考例のスラスト円筒ころ軸受の図６に対応する図に示すように、柱部１３１の転動面１３６,１３７が、円筒ころ１０３の形状に倣った凹面である場合、転動面１３６,１３７と、円筒ころ１０３との隙間が小さくなって、柱部１３１と、円筒ころ１０３との間に潤滑剤が溜りにくくなるのである。

また、本発明のスラスト円筒ころ軸受装置によれば、第１軌道輪２の軸方向の第２軌道輪３側の端面に形成された環状溝１５に配置された止め輪７で、円筒ころ４の径方向の内方側の移動を阻止することができる。したがって、円筒ころ軸受１が運転されていなくて、円筒ころ４に遠心力が作用していない場合においても、円筒ころ４が保持器５の径方向の内方側から離脱することがない。

尚、上記実施形態では、柱部３１と、環状部３０との全ての角部に凹部６０が存在していたが、この発明では、柱部３１と、環状部３０との全ての角部に凹部が存在しなくても良く、少なくとも一の角部に凹部が存在していれば良い。

また、上記実施形態では、上記保持器５は、単一部品であり、黄銅に削り出し加工を施して形成されていたが、この発明では、保持器は、如何なる金属で形成されていても良く、削り出し加工以外の製造方法で形成されていても良い。また、この発明では、保持器は、射出成型等で、樹脂材料からなっていても良い。また、この発明では、保持器は、環状部に、各柱部をねじ固定する等して形成しても良く、単一部品から形成されなくても良い。

また、上記実施形態では、保持器５の各柱部３１において、第１転動面３６と、第２転動面３７の両方にクラウニングが施されていたが、この発明では、各柱部に一切クラウニングが施されていなくても良い。

また、上記実施形態では、各柱部３１の周方向の両側の転動面３６,３７が、環状部３０の軸方向と略平行な面からなっていたが、この発明では、各柱部の周方向の両側の端面である転動面は、例えば、図７に示すようなころの転動面に沿った曲面等で構成されていても良い。また、上記実施形態では、ころが、円筒ころ４であったが、この発明では、ころは、円錐ころであっても良く、凸面ころ（球面ころ）であっても良い。

１ 円筒ころ軸受
２ 第１軌道輪
３ 第２軌道輪
４ 円筒ころ
５ 保持器
７ 止め輪
１１ 第１軌道輪の軌道面
１５ 第１軌道輪の環状溝
２１ 第２軌道輪の軌道面
３０ 保持器の環状部
３１ 保持器の柱部
３５ ポケット
３６ 柱部の第１転動面
３７ 柱部の第２転動面
６０ 凹部

Claims (4)

1. 第１軌道輪と、
   第２軌道輪と、
   上記第１軌道輪と、上記第２軌道輪との間に配置された複数のころと、
   上記複数のころを保持する保持器と
   を備えたスラストころ軸受において、
   上記保持器は、環状部の内径側から径方向内側に柱部が突出するくし型形状であって、上記柱部の間に上記ころを収容するポケットを形成し、
   上記ポケットに面すると共に、上記ころが転動する上記柱部の転動面の延長と、上記ポケットに面する上記環状部の内面の延長との交わる角部に凹部を設けたことを特徴とするスラストころ軸受。
2. 請求項１に記載のスラストころ軸受において、
   上記柱部の上記転動面の先端部は、上記径方向の内方側に行くにしたがって上記柱部の上記周方向の厚さが薄くなるクラウニングが施されていることを特徴とするスラストころ軸受。
3. 請求項１または２に記載のスラストころ軸受において、
   上記柱部の上記転動面は、上記環状部の軸方向の直線を母線とする面であることを特徴とするスラストころ軸受。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つに記載のスラストころ軸受を備え、
   上記第１軌道輪の軸方向の上記第２軌道輪側の端面は、環状溝を有し、
   上記環状溝には、上記ころの上記径方向の内方側の移動を阻止する止め輪が配置されていることを特徴とするスラストころ軸受装置。

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