JP2015158212A

JP2015158212A - スラスト軸受

Info

Publication number: JP2015158212A
Application number: JP2014031776A
Authority: JP
Inventors: 京平梅津; Kyohei Umetsu
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2015-09-03

Abstract

【課題】摺動部に対して安定的に潤滑油を供給可能とするスラスト軸受を提供する。
【解決手段】相対的に回転する２部材の端面間に挟み込まれた状態で配置される環状かつ樹脂製のスラスト軸受１００であって、内周面側に潤滑油が供給される状態で用いられるスラスト軸受１００において、両面に油供給用通路１１０，１２０が形成されると共に、油供給用通路１１０，１２０は、環状のスラスト軸受１００の中心軸線と同心状に設けられる環状溝１１１，１２１と、内周面から環状溝１１１，１２１に至るように設けられる第１溝１１２，１２２と、環状溝１１１，１２１から外周面に至るように設けられる第２溝１１３，１２３と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、アキシアル荷重を受けるスラスト軸受に関する。

自動車用のＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＡＴ）やＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＣＶＴ）など、回転軸を備えた各種装置においては、回転軸の摺動抵抗を低減させるために、スラスト軸受が設けられている。そして、材料費が安く、加工性に優れ、かつ軽量化も可能な樹脂製のスラスト軸受（スラストワッシャ）が知られている。この樹脂製のスラスト軸受は、金属製のニードルベアリングに比べると、フリクションや摩耗に対する耐性が劣る。そのため、摺動部に油膜等の潤滑膜を常時確保する必要がある。このような従来例に係るスラスト軸受について、図７を参照して説明する。図７は従来例に係るスラスト軸受の斜視図である。

従来例に係る樹脂製のスラスト軸受５００は、環状部材により構成されており、その両面側にそれぞれ溝５１０，５２０が複数設けられている。このように構成されるスラスト軸受５００は、回転軸の端面と非回転部材の端面との間に挟み込まれた状態で配置される。これにより、回転軸が回転することによって、回転軸の端面とスラスト軸受５００との間、及び非回転部材の端面とスラスト軸受５００との間で摺動する。

ここで、非回転部材は円筒状の部材により構成されており、その中空内部が潤滑油の通路となっている。そして、この通路からスラスト軸受５００の回転中心付近に潤滑油が供給される。また、回転軸が回転している間、潤滑油は遠心力を受けて、遠心方向に流れていき、スラスト軸受５００に設けられている溝５１０，５２０を介して、スラスト軸受５００の径方向内側から外側に潤滑油が排出される。

以上のように、回転軸が回転している間、スラスト軸受５００の両面側にそれぞれ設けられた複数の溝５１０，５２０に潤滑油が供給される。これにより、回転軸とスラスト軸受５００との摺動部、及びスラスト軸受５００と非回転部材との摺動部にそれぞれ潤滑油が供給される。従って、各摺動部には潤滑油による油膜が常時形成される。

しかしながら、溝５１０及び溝５２０への潤滑油の供給は、遠心力に頼っているため、回転軸の回転速度が遅い場合には、潤滑油の供給が不十分になってしまうこともある。特に、内周面や外周面から離れている付近には潤滑油が供給され難い。これにより、摺動による発熱量が大きくなり、摩耗が促進されてしまい易い。更に、回転軸が停止すると、溝５１０や溝５２０内の潤滑油は径方向外側に排出されてしまい、これらの溝内には潤滑油が殆ど残らない。そのため、回転軸の起動時に摩擦力が大きくなり、摩耗が発生し易くなってしまう。

特開２００２−８１４４６号公報

本発明の目的は、摺動部に対して安定的に潤滑油を供給可能とするスラスト軸受を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のスラスト軸受は、
相対的に回転する２部材の端面間に挟み込まれた状態で配置される環状かつ樹脂製のスラスト軸受であって、内周面側に潤滑油が供給される状態で用いられるスラスト軸受において、
前記２部材のうちの少なくとも一方の部材との摺動面には、供給される潤滑油を径方向の内側から外側に送り出す油供給用通路が形成されると共に、
前記油供給用通路は、
環状のスラスト軸受の中心軸線と同心状に設けられる環状溝と、
内周面から前記環状溝に至るように設けられる第１溝と、
前記環状溝から外周面に至るように設けられる第２溝と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、２部材が相対的に回転すると、潤滑油が、遠心力により第１溝から環状溝に流れていき、更に、第２溝を通って、スラスト軸受の径方向の外側へと流れていく。これにより、スラスト軸受と２部材のうちの少なくとも一方の部材との摺動面には、潤滑油による油膜が形成される。そして、本発明における油供給用通路は環状溝を有するため、周方向全体に亘って油膜を形成させることができる。また、内周面や外周面から離れている付近には環状溝が形成されているので、この付近では摺動による発熱が殆ど生じない。更に、２部材の相対的な回転が停止した際においては、環状溝のうち、第２溝が繋がっている付近を除く領域において潤滑油を保持させることができる。これにより、２部材の相対的な回転の起動時においても、潤滑油による油膜を直ちに形成させることが可能となる。

第２溝の溝深さに比べて前記環状溝の溝深さの方が深いとよい。

こうすることで、２部材の相対的な回転が停止した際には、環状溝のうち、第２溝が繋がっている付近においても、環状溝内に潤滑油を保持させることができる。

更に、第１溝と第２溝は周方向にずらした位置に設けられているとよい。

こうすることで、第１溝から導かれた潤滑油の殆どは、環状溝を周方向に流れた後に第２溝から径方向外側に流れていくため、より確実に周方向全体に亘って油膜を形成させることができる。

前記油供給用通路は両面にそれぞれ設けられているとよい。

これにより、スラスト軸受が２部材の双方に対して摺動する場合であっても、双方の摺動部に対して好適に油膜を形成させることができる。

第１溝と第２溝は、それぞれ周方向に複数設けられているとよい。

これにより、より確実に周方向全体に亘って油膜を形成させることができる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、摺動部に対して安定的に潤滑油を供給すること
ができる。

図１は本発明の実施例１に係るスラスト軸受の平面図である。図２は本発明の実施例１に係るスラスト軸受の使用時の状態を示す模式的断面図である。図３は本発明の実施例２に係るスラスト軸受の平面図である。図４は本発明の実施例２に係るスラスト軸受の使用時の状態を示す模式的断面図である。図５は本発明の実施例３に係るスラスト軸受の平面図である。図６は本発明の実施例４に係るスラスト軸受の平面図である。図７は従来例に係るスラスト軸受の斜視図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係るスラスト軸受について説明する。本実施例に係るスラスト軸受１００は、自動車用のＡＴやＣＶＴなど、回転軸を備えた各種装置において、回転軸の摺動抵抗を低減させるために用いることができる。また、本実施例に係るスラスト軸受１００は、材料費が安く、加工性に優れ、かつ軽量化も可能な樹脂製のスラスト軸受（スラストワッシャ）である。

＜スラスト軸受の構成＞
特に、図１を参照して、本実施例に係るスラスト軸受１００の構成について説明する。図１は本発明の実施例１に係るスラスト軸受の平面図である。本実施例に係るスラスト軸受１００は、環状かつ樹脂製の部材により構成される。そして、スラスト軸受１００の両面には、供給される潤滑油を径方向の内側から外側に送り出すために、それぞれ油供給用通路１１０，１２０が形成されている。

油供給用通路１１０は、環状溝１１１と第１溝１１２と第２溝１１３とから構成される。また、第１溝１１２と第２溝１１３は、等間隔に合計４か所ずつ設けられている。本実施例においては、第１溝１１２と第２溝１１３が一直線上に並ぶように設けられている。環状溝１１１は、環状のスラスト軸受１００の中心軸線と同心状に設けられている。そして、第１溝１１２は内周面から環状溝１１１に至るように設けられ、第２溝１１３は環状溝１１１から外周面に至るように設けられている。また、環状溝１１１と第１溝１１２と第２溝１１３の溝深さは、いずれも同一となるように構成されている。

油供給用通路１２０も同様に、環状溝１２１と第１溝１２２と第２溝１２３とから構成される。また、第１溝１２２と第２溝１２３は、等間隔に合計４か所ずつ設けられている。本実施例においては、第１溝１２２と第２溝１２３が一直線上に並ぶように設けられている。環状溝１２１は、環状のスラスト軸受１００の中心軸線と同心状に設けられている。そして、第１溝１２２は内周面から環状溝１２１に至るように設けられ、第２溝１２３は、環状溝１２１から外周面に至るように設けられている。また、環状溝１２１と第１溝１２２と第２溝１２３の溝深さは、いずれも同一となるように構成されている。

油供給用通路１１０と油供給用通路１２０は基本的に同一の構成であるが、第１溝１１
２と第１溝１２２は、周方向に４５°ずれるように配置されている。また、第２溝１１３と第２溝１２３も同様に、周方向に４５°ずれるように配置されている。

＜スラスト軸受の動作説明＞
特に、図２を参照して、本実施例に係るスラスト軸受１００の動作について説明する。図２は本発明の実施例１に係るスラスト軸受の使用時の状態を示す模式的断面図である。なお、図２中のスラスト軸受１００は、図１中のＡＡ断面図である。

本実施例に係るスラスト軸受１００は、相対的に回転する２部材の端面間に挟み込まれた状態で配置される。より具体的には、回転軸２００の端面と、回転軸２００の端面に対向して設けられる非回転部材３００の端面に挟み込まれた状態で配置される。

非回転部材３００は円筒状の部材により構成されており、回転軸２００に向かって荷重がかかるように構成されている。なお、図２中、矢印Ｐは荷重がかかる方向を示している。そして、非回転部材３００の中空内部は潤滑油の通路となっており、この通路からスラスト軸受１００の回転中心付近に潤滑油が供給される。本実施例おいては、回転軸２００が回転すると、回転軸２００とスラスト軸受１００との間、及びスラスト軸受１００と非回転部材３００との間でそれぞれ摺動する。なお、図２中、矢印Ｒは回転軸２００の回転方向を示している。

そして、回転軸２００が回転している間、潤滑油は遠心力を受けて、遠心方向に流れていく。これにより、回転軸２００とスラスト軸受１００との間において、潤滑油は、第１溝１２２から環状溝１２１に流れていき、更に、第２溝１２３を通って、スラスト軸受１００の径方向の外側へと流れていく。また、スラスト軸受１００と非回転部材３００との間において、潤滑油は、第１溝１１２から環状溝１１１に流れていき、更に、第２溝１１３を通って、スラスト軸受１００の径方向の外側へと流れていく。図２中、矢印Ｏは潤滑油の流れる方向を示している。

＜本実施例に係るスラスト軸受の優れた点＞
本実施例に係るスラスト軸受１００によれば、回転軸２００が回転している間、回転軸２００とスラスト軸受１００との間において、潤滑油が、第１溝１２２から環状溝１２１に流れていき、更に、第２溝１２３を通って、スラスト軸受１００の径方向の外側へと流れていく。なお、第１溝１２２から環状溝１２１に流れてきた潤滑油の一部は、環状溝１２１を周方向に流れた後に、第２溝１２３へと流れていく。つまり、本実施例においては、第１溝１２２と第２溝１２３が一直線上に設けられているが、第１溝１２２から環状溝１２１に流れてきた潤滑油の一部は、当該第１溝１２２の直線上に設けられた第２溝１２３ではなく、他の第２溝１２３へと流れていく。同様に、スラスト軸受１００と非回転部材３００との間において、潤滑油が、第１溝１１２から環状溝１１１に流れていき、更に、第２溝１１３を通って、スラスト軸受１００の径方向の外側へと流れていく。また、第１溝１１２から環状溝１１１に流れてきた潤滑油の一部は、当該第１溝１１２の直線上に設けられた第２溝１１３ではなく、他の第２溝１１３へと流れていく。そして、油供給用通路１１０，１２０に流れてきた潤滑油の一部が、スラスト軸受１００と回転軸２００との摺動面、及びスラスト軸受１００と非回転部材３００との摺動面に供給されて、それぞれ潤滑油による油膜が形成される。

そして、本実施例に係る油供給用通路１１０，１２０は、それぞれ環状溝１１１，１２１を有するため、周方向全体に亘って油膜を形成させることができる。また、スラスト軸受１００において内周面や外周面から離れている付近には環状溝１１１，１２１が形成されているので、この付近では摺動による発熱が殆ど生じない。以上のことから、摺動による摩耗を効果的に抑制することが可能となる。

また、本実施例に係るスラスト軸受１００によれば、回転軸２００の回転が停止した際においても、環状溝１１１，１２１のうち、第２溝１１３，１２３が繋がっている付近を除く領域に潤滑油を保持させることができる。これにより、回転軸２００の起動時（回転再開時）においても、潤滑油による油膜を直ちに形成させることが可能となる。これにより、起動時における摺動摩耗も抑制することができる。

なお、本実施例に係るスラスト軸受１００においては、その両面側にそれぞれ油供給用通路１１０，１２０が設けられる構成を採用している。これにより、スラスト軸受１００の両面側の摺動部に対して好適に油膜を形成させることができる。

また、本実施例に係るスラスト軸受１００においては、第１溝１１２，１２２と第２溝１１３，１２３は、それぞれ周方向に複数設けられている。これにより、より確実に周方向全体に亘って油膜を形成させることができる。なお、第１溝と第２溝の個数については、スラスト軸受１００の大きさや、回転軸２００の回転速度などの各種条件に応じて適宜設定すればよい。

なお、一般的には、スラスト軸受１００は、その中心軸線が鉛直方向となるように用いられ、この場合には、上述した作用効果が十分に得られる。ただし、本実施例に係るスラスト軸受１００は、その中心軸線が鉛直方向とはならないように用いられる場合でも、上述した作用効果をある程度得ることが可能となる。例えば、スラスト軸受１００の中心軸線が水平方向となるようにスラスト軸受１００が用いられる場合、図１中の下側が鉛直方向の下方の位置で回転軸２００が停止すると、油供給用通路１１０側の潤滑油は下方に流れ落ちてしまう。しかしながら、油供給用通路１２０側においては、図中、領域Ｘに示す付近に潤滑油を保持させておくことが可能となる。このように、回転軸２００が停止した際に、第２溝１１３，１２３が鉛直方向の下向きにならなければ、潤滑油を保持させておくことが可能となる。なお、回転軸２００が回転している場合においては、スラスト軸受１００の中心軸線が鉛直方向となるように用いられる場合ではなくても、スラスト軸受１００の中心軸線が鉛直方向となるように用いられる場合と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例２）
図３及び図４には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、環状溝と第１溝と第２溝の溝深さが、いずれも同一となるように構成される場合を示したが、本実施例においては、環状溝の溝深さが、第１溝と第２溝の溝深さに比べて深くなるように構成される場合を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

図３は本発明の実施例２に係るスラスト軸受の平面図である。図４は本発明の実施例２に係るスラスト軸受の使用時の状態を示す模式的断面図である。なお、図４中のスラスト軸受１００は、図３中のＢＢ断面図である。

本実施例に係るスラスト軸受１００も、実施例１の場合と同様に、環状かつ樹脂製の部材により構成される。また、スラスト軸受１００の両面には、供給される潤滑油を径方向の内側から外側に送り出すために、それぞれ油供給用通路１１０，１２０が形成されている。

そして、油供給用通路１１０が環状溝１１１ａと第１溝１１２と第２溝１１３とから構成され、油供給用通路１２０が環状溝１２１ａと第１溝１２２と第２溝１２３とから構成される点については、実施例１と同様である。本実施例においては、環状溝１１１ａの溝
深さが、第１溝１１２と第２溝１１３の溝深さに比べて深く、かつ環状溝１２１ａの溝深さが、第１溝１２２と第２溝１２３の溝深さに比べて深い点のみが、実施例１と異なっている。

以上のように構成される本実施例に係るスラスト軸受１００においても、上記実施例１の場合と同様の作用効果が得られることは言うまでもない。また、本実施例の場合には、第２溝１１３，１２３の溝深さに比べて、環状溝１１１ａ，１２１ａの溝深さの方がそれぞれ深いため、実施例１の場合に比べて、次の点で有利である。

すなわち、スラスト軸受１００の中心軸線が鉛直方向となるように用いられる場合、実施例１の場合には、回転軸２００が停止すると、環状溝１１１，１２１のうち、それぞれ第２溝１１３，１２３が繋がっている付近においては、潤滑油が第２溝１１３，１２３からスラスト軸受１００の径方向の外側に流れ出してしまう。これに対して、本実施例の場合には、環状溝１１１ａ，１２１ａのうち、それぞれ第２溝１１３，１２３が繋がっている付近においても、環状溝１１１ａ，１２１ａ内に潤滑油を保持させることができる。従って、回転軸２００が停止している間において、実施例１の場合に比べて、本実施例の場合の方が、潤滑油の保持量を多くすることができる。

なお、スラスト軸受１００の中心軸線が水平方向となるように用いられる場合には、実施例１の場合と同様の作用効果を得ることができる。つまり、図３中の下側が鉛直方向の下方の位置で回転軸２００が停止しても、油供給用通路１２０側においては、図中、領域Ｘに示す付近に潤滑油を保持させておくことが可能となる。

以上のように、本実施例の場合には、実施例１の場合に比べて、回転軸２００が停止した際における潤滑油の保持能力を高くすることができる。また、回転軸２００が回転している際においても、環状溝１１１ａ，１２１ａと第２溝１１３，１２３との間にそれぞれ段差があることにより、潤滑油が第１溝１１２，１２２から第２溝１１３，１２３に直線的に流れてしまうことを抑制することができる。言い換えれば、環状溝１１１ａ，１２１ａを周方向に流れる潤滑油を実施例１の場合よりも増やすことができる。

（実施例３）
図５には、本発明の実施例３が示されている。上記実施例１では、第１溝と第２溝が一直線上に設けられる場合の構成を示したが、本実施例では、第１溝と第２溝が周方向にずらした位置に設けられる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。図５は本発明の実施例３に係るスラスト軸受の平面図である。

そして、油供給用通路１１０が環状溝１１１と第１溝１１２ａと第２溝１１３ａとから構成され、油供給用通路１２０が環状溝１２１と第１溝１２２ａと第２溝１２３ａとから構成される点については、実施例１と同様である。本実施例においては、第１溝１１２ａと第２溝１１３ａが周方向にずらした位置に設けられ、かつ第１溝１２２ａと第２溝１２３ａが周方向にずらした位置に設けられている点のみが、実施例１と異なっている。より具体的には、第１溝１１２ａと第２溝１１３ａが周方向に４５°ずらした位置に設けられ、かつ第１溝１２２ａと第２溝１２３ａが周方向に４５°ずらした位置に設けられている。

以上のように構成される本実施例に係るスラスト軸受１００においても、上記実施例１の場合と同様の作用効果が得られることは言うまでもない。また、本実施例の場合には、第１溝１１２ａと第２溝１１３ａが周方向にずらした位置に設けられ、かつ第１溝１２２ａと第２溝１２３ａが周方向にずらした位置に設けられているため、実施例１の場合に比べて、次の点で有利である。

上記実施例１に係るスラスト軸受１００の場合には、第１溝と第２溝が一直線上に設けられているため、回転軸２００の回転時に、潤滑油の一部は第１溝から第２溝に直線的に流れてしまう。これに対して、本実施例に係るスラスト軸受１００の場合、第１溝１１２ａ，１２２ａから導かれた潤滑油の殆どは、環状溝１１１，１２１を周方向に流れた後に第２溝１１３ａ，１２３ａから径方向外側に流れていく。従って、より確実に周方向全体に亘って油膜を形成させることができる。

（実施例４）
図６には、本発明の実施例４が示されている。本実施例においては、上記実施例３に示す構成において、実施例２の場合と同様に、環状溝の溝深さが、第１溝と第２溝の溝深さに比べて深くなるように構成される場合を示す。その他の構成および作用については上記各実施例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。図６は本発明の実施例４に係るスラスト軸受の平面図である。

本実施例に係るスラスト軸受１００も、上記各実施例の場合と同様に、環状かつ樹脂製の部材により構成される。また、スラスト軸受１００の両面には、供給される潤滑油を径方向の内側から外側に送り出すために、それぞれ油供給用通路１１０，１２０が形成されている。

そして、油供給用通路１１０が環状溝１１１ａと第１溝１１２ａと第２溝１１３ａとから構成され、油供給用通路１２０が環状溝１２１ａと第１溝１２２ａと第２溝１２３ａとから構成される点については、上記各実施例と同様である。

本実施例においては、上記実施例３の場合と同様に、第１溝１１２ａと第２溝１１３ａが周方向にずらした位置に設けられ、かつ第１溝１２２ａと第２溝１２３ａが周方向にずらした位置に設けられている。より具体的には、第１溝１１２ａと第２溝１１３ａが周方向に４５°ずらした位置に設けられ、かつ第１溝１２２ａと第２溝１２３ａが周方向に４５°ずらした位置に設けられている。

また、本実施例においては、上記実施例２の場合と同様に、環状溝１１１ａの溝深さが、第１溝１１２ａと第２溝１１３ａの溝深さに比べて深く、かつ環状溝１２１ａの溝深さが、第１溝１２２ａと第２溝１２３ａの溝深さに比べて深くなるように構成されている。

以上のように構成される本実施例に係るスラスト軸受１００においても、上記実施例１の場合と同様の作用効果が得られることは言うまでもない。また、本実施例の場合には、上記実施例２及び実施例３の場合と同様の利点も得ることができる。

（その他）
上記各実施例においては、スラスト軸受の両面にそれぞれ油供給用通路が形成される場合の構成を示した。しかしながら、スラスト軸受が、相対的に回転する２部材のうちの一方の部材との間でのみ摺動する場合には、スラスト軸受の両面のうちの摺動する面側にのみ油供給用通路を設ける構成を採用してもよい。

１００スラスト軸受
１１０，１２０油供給用通路
１１１，１１１ａ，１２１，１２１ａ環状溝
１１２，１１２ａ，１２２，１２２ａ第１溝
１１３，１１３ａ，１２３，１２３ａ第２溝
２００回転軸
３００非回転部材

Claims

相対的に回転する２部材の端面間に挟み込まれた状態で配置される環状かつ樹脂製のスラスト軸受であって、内周面側に潤滑油が供給される状態で用いられるスラスト軸受において、
前記２部材のうちの少なくとも一方の部材との摺動面には、供給される潤滑油を径方向の内側から外側に送り出す油供給用通路が形成されると共に、
前記油供給用通路は、
環状のスラスト軸受の中心軸線と同心状に設けられる環状溝と、
内周面から前記環状溝に至るように設けられる第１溝と、
前記環状溝から外周面に至るように設けられる第２溝と、
を有することを特徴とするスラスト軸受。
第２溝の溝深さに比べて前記環状溝の溝深さの方が深いことを特徴とする請求項１に記載のスラスト軸受。
第１溝と第２溝は周方向にずらした位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のスラスト軸受。
前記油供給用通路は両面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１，２または３に記載のスラスト軸受。
第１溝と第２溝は、それぞれ周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のスラスト軸受。