JP2016200265A - スラストころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油の排出性が高く、潤滑が必要な経路に潤滑油を案内することが可能なスラストころ軸受を提供する。
【解決手段】スラストころ軸受１は、放射状に配置された複数のころ５と、複数のころ５を転動可能に保持する環状の保持器４と、非回転部材１０に組み付けられ、複数のころ５が転動する軌道面２ａが形成された環状の軌道部２１を有する固定側レース２と、回転部材１１に組み付けられ、複数のころ５が転動する軌道面３ａが形成された環状の軌道部３１、および、軌道部３１の外周側の縁部に周方向に離間して設けられた複数の潤滑油掻き出し片６を有する回転側レース３と、を備え、複数の潤滑油掻き出し片６は、回転側レース３の軌道部３１の外周側の縁部から非回転部材１０側に延設された折り曲げ部６ａと、折り曲げ部６ａの先端部から径方向外方に延設された外周縁部６ｂと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軌道輪の軌道面を転動する複数のころを保持器によって放射状に保持してなるスラストころ軸受に関する。

スラストころ軸受は、例えば車両のトランスミッションにおいて非回転部材と回転部材との間に介挿され、回転軸方向のスラスト力を受けながら回転部材の回転を円滑にするために用いられる。

スラストころ軸受は、放射状に配置された複数の円柱状の転動体（ころ）と、複数のころを転動可能に保持する環状の保持器と、非回転部材に組み付けられ、複数のころが転動する軌道面が形成された環状の軌道部を有する固定側レースと、回転部材に組み付けられ、複数のころが転動する軌道面が形成された環状の軌道部を有する回転側レースと、を備えている。

このように構成されたスラストころ軸受は、車両のトランスミッション等において、その内径側から潤滑油が供給され、その外径側から潤滑油が排出されるように配置される場合がある。

特許文献１では、回転側レースにおける軌道部の外周側の縁部に周方向に離間して複数の切欠きを形成したスラストころ軸受が提案されている。回転側レースの外周側の縁部に切欠きを形成することで、回転側レースが回転した際に、切欠きの側面で潤滑油を掻き出し、潤滑油の排出性を高めることが可能になる。

特開昭４８−０７３６３６号公報

ところで、近年、車両の燃費を向上させるために、トランスミッションで用いる潤滑油の油量が少なく設定される場合が多くなっている。

このような潤滑油の油量が少ないトランスミッションに適用する場合、スラストころ軸受には、高い潤滑油の排出性（潤滑油の貫通性）が要求される。また、少ない油量の潤滑油を効率よく使用するため、潤滑油を不要な経路になるべく排出しないようにし、潤滑を必要とする経路、すなわち潤滑を必要とする摩擦材が存在する経路に潤滑油を案内することが可能なスラストころ軸受が求められる。

特許文献１のスラストころ軸受では、平板状の軌道部に切欠きを形成したのみの構造であるため、潤滑油の排出性が十分であるとはいえず、改善が求められる。また、特許文献１のスラストころ軸受では、潤滑油の排出方向が特に制限されていないため、不要な経路に潤滑油が排出されやすく、潤滑を必要とする経路に潤滑油を案内することが困難である、という問題もあった。

そこで、本発明は、潤滑油の排出性が高く、潤滑が必要な経路に潤滑油を案内することが可能なスラストころ軸受を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、非回転部材と回転部材との間に介挿されるスラストころ軸受であって、放射状に配置された複数のころと、前記複数のころを転動可能に保持する環状の保持器と、前記非回転部材に組み付けられ、前記複数のころが転動する軌道面が形成された環状の軌道部を有する固定側レースと、前記回転部材に組み付けられ、前記複数のころが転動する軌道面が形成された環状の軌道部、および、該軌道部の外周側の縁部に周方向に離間して設けられた複数の潤滑油掻き出し片を有する回転側レースと、を備え、前記複数の潤滑油掻き出し片は、前記回転側レースの前記軌道部の外周側の縁部から前記非回転部材側に延設された折り曲げ部と、該折り曲げ部の先端部から径方向外方に延設された外周縁部と、を有する、スラストころ軸受を提供する。

本発明によれば、潤滑油の排出性が高く、潤滑が必要な経路に潤滑油を案内することが可能なスラストころ軸受を提供できる。

本発明の一実施の形態に係るスラストころ軸受を示す図であり、（ａ）は回転軸を含む平面で切断した断面図、（ｂ）はスラストころ軸受を組み付けた際の要部拡大断面図である。 固定側レースを回転側レース側から見た平面図である。 保持器を回転側レース側から見た平面図である。 回転側レースを示す図であり、（ａ）は固定側レース側から見た平面図、（ｂ）は潤滑油掻き出し片の周辺を拡大した斜視図である。 本発明の一変形例に係るスラストころ軸受の要部拡大断面図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

（スラストころ軸受１の全体構成）
図１は、本実施の形態に係るスラストころ軸受１を示す図であり、（ａ）は回転軸Ｏを含む平面で切断した断面図、（ｂ）はスラストころ軸受１を組み付けた際の要部拡大断面図である。

図１（ａ），（ｂ）に示すように、スラストころ軸受１は、放射状に配置された複数の円柱状のころ５と、複数のころ５を転動可能に保持する環状の保持器４と、非回転部材１０に組み付けられた固定側レース２と、回転部材１１に組み付けられた回転側レース３と、を備えている。

このスラストころ軸受１は、例えば車両のトランスミッションに用いられ、回転側レース３の内周側に挿通された軸状の回転部材１１と、固定側レース２に面したトランスミッションハウジング等の非回転部材１０との間に介挿され、保持器４に保持された複数のころ５の転動により、軸方向のスラスト力を受けながら回転部材１１の回転を円滑にする。

（固定側レース２の構成）
図２は、固定側レース２を回転側レース３側から見た平面図である。

図１及び図２に示すように、固定側レース２は、複数のころ５が転動する軌道面２ａが形成された環状の軌道部２１を有しており、全体として平板状に形成されている。軌道面２ａは、回転軸Ｏに対して直交する平面上にあり、後述する回転側レース３の軌道面３ａに対向して配置される。固定側レース２は、軌道部２１の軌道面２ａと反対側の面を非回転部材１０側として、非回転部材１０に組み付けられる。固定側レース２は、鋼板をプレス等によって打ち抜いて形成されている。

（保持器４の構成）
図３は、保持器４を回転側レース３側から見た平面図である。

図１及び図３に示すように、保持器４は、複数のころ５を保持する複数の保持孔４ａの外側に形成された外側円環部４１と、保持孔４ａの内側に形成された内側円環部４２と、外側円環部４１と内側円環部４２とを径方向に連結する複数の柱部４３とを一体に備える。外側円環部４１及び内側円環部４２は同心状に形成されて対をなし、柱部４３と共に保持孔４ａを形成する。保持孔４ａは、保持器４の径方向に沿って長辺が延び、保持器４を厚さ方向（軸方向）貫通する長方形状の貫通孔である。

保持器４には、放射状に配置された複数のころ５を転動可能に保持するように、複数のころ５と同数の複数（本実施の形態では３９個）の保持孔４ａが放射状に形成されている。保持器４は、鋼板をプレス等によって打ち抜き及び屈曲して形成されている。

（回転側レース３の構成）
図４は、回転側レース３を示す図であり、（ａ）は固定側レース２側から見た平面図、（ｂ）は潤滑油掻き出し片６の周辺を拡大した斜視図である。

図１及び図４に示すように、回転側レース３は、複数のころ５が転動する軌道面３ａが形成された環状の軌道部３１と、軌道部３１の内周端から軌道面３ａに直交して延出された短円筒状の内周壁部３２と、軌道部３１の外周側の縁部に周方向に離間して設けられた複数（本実施の形態では４つ）の潤滑油掻き出し片６と、を一体に有している。回転側レース３は、鋼板をプレス等によって打ち抜き及び屈曲して形成されている。回転側レース３は、内周壁部３２の内側に軸状の回転部材１１を挿入することで、回転部材１１に組み付けられる。

複数の潤滑油掻き出し片６は、回転側レース３の軌道部３１の外周側の縁部から非回転部材１０側（固定側レース２側）に延設された折り曲げ部６ａと、折り曲げ部６ａの先端部から径方向外方に延設された外周縁部６ｂと、をそれぞれ有している。折り曲げ部６ａは軌道面３ａに対して垂直に形成され、外周縁部６ｂは軌道面３ａと平行に形成される。折り曲げ部６ａと外周縁部６ｂは、平面視で軌道部３１の外周に沿った円弧状に形成されている。なお、各潤滑油掻き出し片６は同じ形状とされる。

ここでは、４つの潤滑油掻き出し片６を回転側レース３の周方向に沿って等間隔（９０°ごと）に設けているが、潤滑油掻き出し片６の数はこれに限定されるものではない。ただし、潤滑油を掻き出す効果を十分得るためには、３つ以上の潤滑油掻き出し片６を設けることが望ましい。また、潤滑油掻き出し片６の数が多すぎると潤滑油に乱流が発生して潤滑油の排出性が低下してしまうおそれがあるため、潤滑油掻き出し片６の数は２つ以上６つ以下とすることが望ましい。

周方向に隣接する潤滑油掻き出し片６の間には、潤滑油掻き出し片６間の空間である切欠き７が形成されている。回転側レース３が回転されると、潤滑油掻き出し片６の側面、主に折り曲げ部６ａの側面が潤滑油を掻き出す役割を果たし、潤滑油を切欠き７から排出する。本実施の形態では、周方向に隣接する潤滑油掻き出し片６の間から軌道部３１の外周側の縁部の一部に至るまで切欠き７を形成し、潤滑油の排出性を高めている。

潤滑油掻き出し片６と切欠き７の割合（軌道部３１の外周に沿った長さの割合）は、潤滑油の排出性が最も高くなる割合に調整される。ここでは、潤滑油掻き出し片６と切欠き７の軌道部３１の外周に沿った長さを略同じ長さとした。

潤滑油掻き出し片６の外周縁部６ｂは、対向する非回転部材１０の外壁１０ａとわずかな隙間を挟んで対向するようにされ、非回転部材１０の外壁１０ａとの間でラビリンスを構成するように設けられている。外周縁部６ｂの径方向に沿った長さは、外周縁部６ｂと外壁１０ａとの間から潤滑油が排出されないように、すなわちラビリンスとしての効果が十分得られる長さに調整される。

なお、本実施の形態では、回転側レース３として厚さ０．８ｍｍの薄い鋼板を用いたため、折り曲げ部６ａの先端部を径方向外方に折り曲げて外周縁部６ｂを形成したが、例えば、回転側レース３として、上述のラビリンスとしての効果が十分得られる程度に十分に厚い板材を用いる場合には、その折り曲げ部６ａの先端面を、外周縁部６ｂとして代用することも可能である。

外周縁部６ｂと非回転部材１０の外壁１０ａとの間の距離は、例えば、回転部材１１が非回転部材１０側に押し込まれて荷重が付与されているときに接触しなく、非常に小さい隙間となるように調整される。なお、回転部材１１が非回転部材１０側に押し込まれておらず荷重が付与されていない場合には、外周縁部６ｂと非回転部材１０の外壁１０ａとの間の距離が多少大きくなるが、この場合でも潤滑油を排出する際の抵抗は存在するので、潤滑油は非回転部材１０側には排出されにくい。

また、ここでは外周縁部６ｂを軌道面３ａと平行に形成したが、例えば非回転部材１０の外壁１０ａが軌道面３ａに対して大きく傾斜しているような場合には、外周縁部６ｂの少なくとも一部を、非回転部材１０の外壁１０ａと平行になるように（つまり外壁１０ａに沿うように）形成し、ラビリンスの長さを確保するように構成してもよい。

（スラストころ軸受１における潤滑油の流れの説明）
スラストころ軸受１における潤滑油の流れを、図１（ｂ）に実線矢印で示す。

図１（ｂ）に示すように、スラストころ軸受１の内径側から供給された潤滑油は、固定側レース２と回転側レース３との間の隙間から導入され、保持器４が配置された空間、すなわち固定側レース２と回転側レース３との空間を通って、外径側に排出される。

本実施の形態では、回転側レース３の回転に伴って回転される潤滑油掻き出し片６の側面で潤滑油が掻き出され、その掻き出された潤滑油が切欠き７を通って排出されることになる。本実施の形態では、潤滑油掻き出し片６が軌道部３１から非回転部材１０側に延出された折り曲げ部６ａを有しているため、この折り曲げ部６ａにより潤滑油を効率よく掻き出すことが可能であり、従来のように平板に切欠きを設けたのみの構造と比較して、潤滑油の排出性を高めることが可能になる。

また、本実施の形態では、外周縁部６ｂが非回転部材１０に近接して配置されているため、潤滑油は非回転部材１０側には排出されにくくなる。さらに、表面張力により非回転部材１０の外壁１０ａに付着している潤滑油も外周縁部６ｂによって掻き出され切欠き７から排出されることになるため、図１（ｂ）に破線矢印Ｂで示す経路、すなわち非回転部材１０側の経路には、潤滑油がほとんど排出されなくなる。

つまり、スラストころ軸受１では、供給された潤滑油の大部分が、図１（ｂ）に実線矢印Ａで示す経路、すなわち回転部材１１に沿った経路に排出されることとなり、潤滑油を排出する際の方向性を高めることが可能になる。

車両のトランスミッション等では、回転部材１１の回転を利用して潤滑油を循環させるため、回転部材１１に沿った経路に潤滑を必要とする摩擦材が配置される場合が多い。よって、スラストころ軸受１のように回転部材１１側に潤滑油を排出するように構成することで、潤滑が必要な経路に潤滑油を案内することが可能になる。

なお、本実施の形態では、回転側レース３において、軌道面２ａに対して垂直に折り曲げ部６ａを形成する場合について説明したが、図５に示すように、折り曲げ部６ａは径方向内方に傾斜していてもよい。これにより、回転側レース３が回転した際の遠心力により、潤滑油が折り曲げ部６ａの内壁に沿って回転部材１１側に案内されることとなり、潤滑油が回転部材１１側の経路により排出されやすくなる。また、折り曲げ部６ａを径方向内方に傾斜させることで、外周縁部６ｂをより径方向内側に位置させることが可能となり、外周縁部６ｂと非回転部材１０の外壁１０ａとが対向する部分の径方向の長さ、すなわちラビリンスの長さを確保しつつも、スラストころ軸受１の全体のサイズを小型化することが可能になる。

なお、折り曲げ部６ａが径方向外方に傾斜している場合には、回転側レース３が回転した際の遠心力により潤滑油が非回転部材１０側に案内されてしまうことになるので、好ましくないといえる。つまり、軌道部３１と折り曲げ部６ａとのなす角度θは、９０°以下とすることが望ましい。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るスラストころ軸受１では、軌道部３１の外周側の縁部に周方向に離間して設けられた複数の潤滑油掻き出し片６を有する回転側レース３を備え、複数の潤滑油掻き出し片６は、回転側レース３の軌道部３１の外周側の縁部から非回転部材１０側に延設された折り曲げ部６ａと、折り曲げ部６ａの先端部から径方向外方に延設された外周縁部６ｂと、を有している。

このように構成することで、従来のように平板に切欠きを設けたのみの構造と比較して潤滑油の排出性を高めることが可能になり、かつ、潤滑油を排出する際の方向性を高め、潤滑が必要な回転部材１１側の経路に潤滑油を案内することが可能になる。

また、本実施の形態では、対向する非回転部材１０の外壁１０ａとの間でラビリンスを構成するように外周縁部６ｂを設けているため、潤滑油をより確実に潤滑が必要な経路に案内することが可能になる。

また、本実施の形態では、軌道部３１と折り曲げ部６ａとのなす角度を９０°以下としているため、潤滑油をより確実に潤滑が必要な経路に案内し、かつ、スラストころ軸受１の小型化を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…スラストころ軸受、２…固定側レース、２ａ…軌道面、３…回転側レース、３ａ…軌道面、４…保持器、４ａ…保持孔、５…ころ、６…潤滑油掻き出し片、６ａ…折り曲げ部、６ｂ…外周縁部、７…切欠き、１０…非回転部材、１０ａ…外壁、１１…回転部材、２１，３１…軌道部、３２…内周壁部、４１…外側円環部、４２…内側円環部、４３…柱部

Claims (3)

1. 非回転部材と回転部材との間に介挿されるスラストころ軸受であって、
   放射状に配置された複数のころと、
   前記複数のころを転動可能に保持する環状の保持器と、
   前記非回転部材に組み付けられ、前記複数のころが転動する軌道面が形成された環状の軌道部を有する固定側レースと、
   前記回転部材に組み付けられ、前記複数のころが転動する軌道面が形成された環状の軌道部、および、該軌道部の外周側の縁部に周方向に離間して設けられた複数の潤滑油掻き出し片を有する回転側レースと、を備え、
   前記複数の潤滑油掻き出し片は、前記回転側レースの前記軌道部の外周側の縁部から前記非回転部材側に延設された折り曲げ部と、該折り曲げ部の先端部から径方向外方に延設された外周縁部と、を有する、
   スラストころ軸受。
2. 前記外周縁部は、対向する前記非回転部材の外壁との間でラビリンスを構成するように設けられる、
   請求項１に記載のスラストころ軸受。
3. 前記軌道部と前記折り曲げ部とのなす角度が、９０°以下である、
   請求項１又は２に記載のスラストころ軸受。

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