JP2015108420A - スラストころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】レース単体で表裏を間違いなく組付けることができ、且つ逆組みを防止し、ダレの少ない破断面を常に軌道面として使用できるスラストころ軸受を提供する。【解決手段】レース１０の外周面又は内周面には、少なくとも一つのレース凸部１５ａ又はレース凹部が形成される。組付部材２０には、レース凸部１５ａ又はレース凹部がそれぞれ係合する組付凹部２１ａ又は組付凸部が形成される。レース凸部１５ａ、レース凹部、組付凹部２１ａ、及び組付凸部の形状は、レース１０の第二面が組付部材２０と対向する場合には、レース１０を組付部材２０に組付可能であり、レース１０の第一面１１が組付部材２０と対向する場合には、レース１０を組付部材２０に組付不可能な形状とされる【選択図】図４

Description

本発明はスラストころ軸受に関する。

従来より、互いに軸方向の力を作用する部材同士の相対回転を許容するため、スラストころ軸受が用いられている。ここで、軸受の機能を損なわないように、スラストころ軸受に使用されるレースの軌道面は、ころに対してある程度フラットでなければならない。

スラストころ軸受に使用されるレースの軌道面は、プレス加工によって製造されるが、当該プレス加工時にダレが発生することがあり、この場合、プレスダレ箇所を軌道面として使用することはできない。特に、厚板のレースでは、プレス加工時のダレ量が多くなるため、限られた寸法内で軌道面に使用することが難しい。そのため、プレスダレ面に対して平面研削を行い、ダレの除去を行う必要があり、加工コストが高くなってしまっている。

したがって、仮に、プレスダレ面が背面（ころと接触しない面）側になるように組み込み、ダレの少ない破断面を常にころと接触する軌道面として使用できれば、限られたスペースにより容量の大きい軸受を使用できる。

そこで、特許文献１に記載のスラストベアリングを用いることにより、組付の際に表裏の逆組付を防止し、ダレの少ない破断面を軌道面として使用できるようにすることも考えられる。

特開２００４−１１６６６３号公報

特許文献１に記載のスラストベアリングでは、嵌め込み部に嵌め込まれていない側のベアリングレースの内周縁に、内方に伸びるレース延長部を備えたことにより、スラストベアリングの表裏の逆組付けの際にレース延長部と部材に設けた嵌め込み部の凸部とが接触するように構成している。これにより、正規組立時よりも部材間の距離が広くなり、部材間距離を測定することによりスラストベアリングの逆組付を確認することを可能としている。

すなわち、特許文献１に記載のスラストベアリングでは、軸受全体として組立て、部材間距離を測定することにより、はじめて逆組付であることが判明する。したがって、より容易に、レースを正規な構成で組立てることを可能とすることが望まれていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、レース単体で表裏を間違いなく組付けることができ、且つ逆組みを防止し、ダレの少ない破断面を常に軌道面として使用できるスラストころ軸受を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 円環状の一対のレースと、
前記一対のレースの対向面である第一面の間に配置された複数のころと、
前記一対のレースの前記第一面の裏面である第二面側に配置され、且つ前記一対のレースがそれぞれ組み付けられる一対の組付部材と、
を備えるスラストころ軸受であって、
前記レースの外周面又は内周面には、少なくとも一つのレース凸部又はレース凹部が形成され、
前記組付部材には、前記レース凸部又は前記レース凹部がそれぞれ係合する組付凹部又は組付凸部が形成され、
前記レース凸部、前記レース凹部、前記組付凹部、及び前記組付凸部の形状は、前記レースの前記第二面が前記組付部材と対向する場合には、前記レースを前記組付部材に組付可能であり、前記レースの前記第一面が前記組付部材と対向する場合には、前記レースを前記組付部材に組付不可能な形状とされる
ことを特徴とするスラストころ軸受。
（２） 前記レース凸部、前記レース凹部、前記組付凹部、及び前記組付凸部の形状は、前記レースの中心を通り、径方向に延びる任意の仮想線に対して非対称である
ことを特徴とする（１）に記載のスラストころ軸受。

本発明のスラストころ軸受によれば、レース凸部、レース凹部、組付凹部、及び組付凸部の形状は、レースの第二面が組付部材と対向する場合には、レースを組付部材に組付可能であり、レースの第一面が組付部材と対向する場合には、レースを組付部材に組付不可能な形状とされる。したがって、レース単体で表裏を間違いなく組付部材に組付けることができ、逆組みを防止することができる。さらに、レースの第一面を破断面とすれば、常に当該第一面をころと接触する軌道面として使用することができるので、限られたスペースに、より容量の大きい軸受を使用することが可能である。

スラストころ軸受の断面図である。 実施形態に係るレースの斜視図である。 実施形態に係る組付部材の斜視図である。 図２のレースを図３の組付部材に組付けた状態を示す斜視図である。 変形例１に係る組付部材の斜視図である。 図２のレースを図５の組付部材に組付けた状態を示す斜視図である。 変形例２に係るレースの斜視図である。 変形例２に係る組付部材の斜視図である。 図７のレースを図８の組付部材に組付けた状態を示す斜視図である。 変形例３に係るレースの部分平面図である。 変形例４に係るレースの部分平面図である。 変形例５に係るレースの部分平面図である。 変形例６に係るレースの部分平面図である。 変形例７に係るレースの部分平面図である。 変形例８に係るレースの部分平面図である。 変形例９に係るレースの平面図である。 変形例１０に係るレースの平面図である。

以下、本発明の実施形態に係るスラストころ軸受について、図面を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るスラスト針状ころ軸受１は、互いに同軸上に配置された円環状の一対のレース１０と、一対のレース１０の対向面である第一面１１の間に配置された複数の針状ころ３と、一対のレースの第一面１１の裏面である第二面１３側（軸方向外側）に配置され、且つ一対のレース１０が組み付けられる一対の組付部材２０（図３参照）と、を備える。なお、図１中、一対の組付部材２０の図示は省略している。また、一対のレース１０の第一面１１の間には、複数の針状ころ３を転動自在に保持する保持器を配置しても構わない。

一対のレース１０は、公知の方法によるプレス加工によって製造されており、ころと接触する軌道面としての第一面１１は、ダレの少ない破断面が用いられ、組付部材２０に当接する第二面１３は、比較的ダレ量が多いプレスダレ面が用いられる。

また、レース１０の材料は、材料硬さがビッカース硬さでＨＶ６５０〜９００（ロックウェル硬さでＨＲｃ５８〜６７）で、且つ表面粗さがＲａ０．４以下の、ＳＵＪ２焼入れ鋼、ＳＫ８５焼入れ鋼、又はこれらに相当してスラストレースに採用することができる軸受焼入れ鋼、並びにＳＣＭ４１５に浸炭窒化処理を施した鋼材とする。また、レース１０は、厚さが１．５〜５ｍｍである厚板の平板スラストレースとする。

ここで、図２に示すように、レース１０の内周面１５には、径方向内側に向かう複数（３個）のレース凸部１５ａが形成されており、これら３個のレース凸部１５ａは、それぞれ周方向幅が異なるように構成されている。これにより、３個のレース凸部１５ａの全体としての形状は、レース１０の中心Ｏを通り、径方向に延びる任意の仮想線Ａに対して非対称とされる。なお、図２中には、例として、それぞれレース凸部１５ａの周方向中間部を通る仮想線Ａが記載されており、何れの仮想線Ａに対しても、３個のレース凸部１５ａの全体としての形状が非対称であることがわかる。

また、図３には、円環状に形成された組付部材２０が示されている。組付部材２０の径方向内側端部には、軸方向内側（針状ころ３側）に向かって突出するフランジ部２１が設けられている。このフランジ部２１の軸方向への突出量は、レース１０や、他の組付部材２０、保持器等に干渉しないように適宜設定されている。

また、フランジ部２１には、その一部が切り欠かれて、３個のレース凸部１５ａがそれぞれ係合する３個の組付凹部２１ａが形成される。それぞれ組付凹部２１ａの形状及び位相は、係合するレース凸部１５ａの形状及び位相に対応して略同一形状且つ略同位相とされている。したがって、３個の組付凹部２１ａの全体としての形状も、レース凸部１５ａの形状と同様、任意の仮想線Ａに対して非対称とされる。

また、組付部材２０の軸方向内側の表面２３には、径方向内側端部から径方向外側端部に連通する複数の油路２５が凹設されており、軸受内部に潤滑油を供給することが可能とされている。

図４には、レース１０を組付部材２０に組付けた際の斜視図が示されている。上述したように、複数のレース凸部１５ａ及び組付凹部２１ａの全体としての形状が、任意の仮想線Ａに対して非対称とされているので、レース１０の第一面１１が組付部材２０と対向する場合にはレース１０を組付部材２０に組付不可能であり、図４に示すように、レース１０の第二面１３（図１参照）が組付部材２０と対向する場合にはレース１０を組付部材２０に組付けることが可能となる。

したがって、レース１０単体で表裏を間違いなく組付部材２０に組付けることができ、逆組みを防止することができる。さらに、ダレ量が少ない破断面である第一面１１を針状ころ３と接触する軌道面として使用することができるので、限られたスペースに、より容量の大きい軸受を使用することが可能である。

なお、レース１０のレース凸部１５ａ、及び組付部材２０の油路２５は、互いに嵌合しないように、形状や位相が設定されており、油路２５中の潤滑油の流動を阻害しないように構成される。

また、上述した組付部材２０は、フランジ部２１の一部が切り欠かれることにより組付凹部２１ａが形成される構成であったが、レース１０を組付部材２０に組付けることが可能であれば、必ずしも組付部材２０にフランジ部２１を設ける必要はない。すなわち、組付部材２０にフランジ部２１を設けず、内周面の一部を切り欠くことにより組付凹部を形成しても構わない。

（変形例１）
上述したレース１０（図２参照）が組み付けられる組付部材２０としては、円環状の組付部材２０（図３参照）に限られず、図５に示すような円盤状の組付部材２０であってもよい。

この組付部材２０の表面２３の中心部には、軸方向内側（針状ころ３側）に向かって突出する円盤状の突出部２２が形成されている。この突出部２２の軸方向への突出量は、レース１０や、他の組付部材２０、保持器等に干渉しないように適宜設定されている。

また、突出部２２の外周面には、その一部が切り欠かれて、３個のレース凸部１５ａがそれぞれ係合する３個の組付凹部２２ａが形成される。それぞれ組付凹部２２ａの形状及び位相は、係合するレース凸部１５ａの形状及び位相に対応して略同一形状且つ略同位相とされている。したがって、３個の組付凹部２２ａの全体としての形状も、レース凸部１５ａの形状と同様、任意の仮想線Ａに対して非対称とされる。

なお、本変形例の組付部材２０の表面２３には、油路２５（図３参照）が設けられていないが、必要に応じて設けても構わない。

図６には、レース１０を組付部材２０に組付けた際の斜視図が示されている。上述したように、レース凸部１５ａ及び組付凹部２２ａの全体としての形状が、任意の仮想線Ａに対して非対称とされているので、レース１０の第一面１１が組付部材２０と対向する場合にはレース１０を組付部材２０に組付不可能であり、図６に示すように、レース１０の第二面１３が組付部材２０と対向する場合にはレース１０を組付部材２０に組付けることが可能となる。

したがって、本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

（変形例２）
また、本発明のレースとしては、図７に示すようなレース１０を採用しても構わない。このレース１０の内周面１５には、径方向内側に向かう単数のレース凸部１５ａが形成されており、外周面１７には径方向外側に向かう単数のレース凸部１７ａが形成されている。これら２個のレース凸部１５ａ、１７ａの全体としての形状は、任意の仮想線Ａに対して非対称とされる。なお、図７中には、例として、それぞれレース凸部１５ａ、１７ａの周方向中間部を通る仮想線Ａが記載されており、何れの仮想線Ａに対しても、２個のレース凸部１５ａ、１７ａの全体としての形状が非対称であることがわかる。

また、図８には、円環状に形成された組付部材２０が示されている。組付部材２０の径方向内側端部及び径方向外側端部には、軸方向内側（針状ころ３側）に向かって突出するフランジ部２１、２４が設けられている。このフランジ部２１、２４の軸方向への突出量は、レース１０や、他の組付部材２０、保持器等に干渉しないように適宜設定されている。

また、フランジ部２１、２４には、その一部が切り欠かれて、レース凸部１５ａ、１７ａが係合する組付凹部２１ａ、２４ａが形成される。それぞれ組付凹部２１ａ、２４ａの形状及び位相は、係合するレース凸部１５ａ、１７ａの形状及び位相に対応して略同一形状且つ略同位相とされている。したがって、２個の組付凹部２１ａ、２４ａの全体としての形状も、レース凸部１５ａ、１７ａの形状と同様、任意の仮想線Ａに対して非対称とされる。

なお、本変形例の組付部材２０の表面２３には、油路２５（図３参照）が設けられていないが、必要に応じて設けても構わない。

図９には、レース１０を組付部材２０に組付けた際の斜視図が示されている。上述したように、レース凸部１５ａ、１７ａ及び組付凹部２１ａ、２４ａの全体としての形状が、任意の仮想線Ａに対して非対称とされているので、レース１０の第一面１１が組付部材２０と対向する場合にはレース１０を組付部材２０に組付不可能であり、図１９に示すように、レース１０の第二面１３（図１参照）が組付部材２０と対向する場合にはレース１０を組付部材２０に組付けることが可能となる。

したがって、本変形例においても、上述の実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

また、上述した組付部材２０は、フランジ部２１、２４の一部が切り欠かれることにより組付凹部２１ａ、２４ａが形成される構成であったが、レース１０を組付部材２０に組付けることが可能であれば、必ずしも組付部材２０にフランジ部２１、２４を設ける必要はない。すなわち、組付部材２０にフランジ部２１、２４を設けず、内周面又は外周面の一部を切り欠くことにより組付凹部を形成しても構わない。

（変形例３〜７）
例えば、上述の実施形態及び変形例においては、複数のレース凸部１５ａ（１７ａ）及び組付凹部２１ａ（２４ａ）の全体としての形状が、任意の仮想線Ａに対して非対称とされていたが、図１０〜図１４に示すように、１個のレース凸部１５ａ（１７ａ）の形状自体が、任意の仮想線Ａに対して非対称となるように形成しても構わない。この場合、これらのレース凸部１５ａ（１７ａ）が係合する組付凹部２１ａ（２４ａ）も、係合するレース凸部１５ａ、１７ａの形状及び位相に対応して略同一形状且つ略同位相とされる。

（変形例８）
また、図１５に示すように、レース１０の外周面１７に、径方向内側に向かうレース凹部１７ｂを、任意の仮想線Ａに対して非対称となるように設けても構わない。この場合、組付部材２０には、当該レース凹部１７ｂと係合する組付凸部が形成される。

また、不図示であるが、レース１０の内周面１５に、径方向外側に向かうレース凹部を、任意の仮想線Ａに対して非対称となるように設けても構わない。この場合、組付部材２０には、当該レース凹部と係合する組付凸部が形成される。

（変形例９〜１０）
また、図１６や図１７に示すように、レース１０の内周面１５に形成される複数（４個）のレース凸部１５ａのうち、３個を周方向に９０°間隔で配置し、１個を（９０°＋θ）間隔で配置することにより、複数のレース凸部１５ａの全体としての形状が、任意の仮想線Ａに対して非対称としても構わない。この場合、これらのレース凸部１５ａが係合する組付凹部２１ａも、係合するレース凸部１５ａの形状及び位相に対応して略同一形状且つ略同位相とされる。

尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜変更、改良等が可能である。

例えば、レース凸部１５ａ（１７ａ）が係合する組付凹部２１ａ（２４ａ）は、係合するレース凸部１５ａ、１７ａの形状及び位相に対応して略同一形状且つ略同位相とされる構成に限られない。すなわち、レース１０の第一面１１が組付部材２０と対向する場合にはレース１０を組付部材２０に組付不可能であり、レース１０の第二面１３が組付部材２０と対向する場合にはレース１０を組付部材２０に組付けることが可能である限り、組付凹部２１ａ（２４ａ）の形状及び位相は任意に設定することが可能である。

また、組付部材２０の外形は、円盤状や円環状等の形状に限られず、レース凸部１５ａ（１７ａ）が係合する組付凹部２１ａ（２４ａ）が設けられれば、平面形状等の任意の形状を適用することができる。

１ スラスト針状ころ軸受（スラストころ軸受）
３ 針状ころ（ころ）
１０ レース
１１ 第一面
１３ 第二面
１５ 内周面
１５ａ レース凸部
１７ 外周面
１７ａ レース凸部
１７ｂ レース凹部
２０ 組付部材
２１ フランジ部
２１ａ 組付凹部
２２ 突出部
２２ａ 組付凹部
２３ 表面
２４ フランジ部
２４ａ 組付凹部
２５ 油路
Ａ 仮想線

Claims (2)

1. 円環状の一対のレースと、
   前記一対のレースの対向面である第一面の間に配置された複数のころと、
   前記一対のレースの前記第一面の裏面である第二面側に配置され、且つ前記一対のレースがそれぞれ組み付けられる一対の組付部材と、
   を備えるスラストころ軸受であって、
   前記レースの外周面又は内周面には、少なくとも一つのレース凸部又はレース凹部が形成され、
   前記組付部材には、前記レース凸部又は前記レース凹部がそれぞれ係合する組付凹部又は組付凸部が形成され、
   前記レース凸部、前記レース凹部、前記組付凹部、及び前記組付凸部の形状は、前記レースの前記第二面が前記組付部材と対向する場合には、前記レースを前記組付部材に組付可能であり、前記レースの前記第一面が前記組付部材と対向する場合には、前記レースを前記組付部材に組付不可能な形状とされる
   ことを特徴とするスラストころ軸受。
2. 前記レース凸部、前記レース凹部、前記組付凹部、及び前記組付凸部の形状は、前記レースの中心を通り、径方向に延びる任意の仮想線に対して非対称である
   ことを特徴とする請求項１に記載のスラストころ軸受。

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