JP2017166500A - スラスト軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】径方向の幅をコンパクト化し、かつ、通油性を向上した一体型のスラスト軸受を提供することを目的とする。【解決手段】ころを保持する保持器と内輪と外輪とを非分離とした一体型のスラスト軸受において、内輪の鍔の内輪の軌道面からの軸方向高さを、内輪の軌道面から外輪の軌道面までの軸方向高さより低くし、外輪の鍔の外輪の軌道面からの軸方向高さを、外輪の軌道面から内輪の軌道面までの軸方向高さより低くし、内輪及び外輪の鍔の爪の先端部を、外輪及び内輪の軌道面と対向させたスラスト軸受を用いる。【選択図】図１

Description

この発明は、軌道輪ところを保持する保持器とを非分離とした一体型のスラスト軸受に関するものであり、詳しくは、自動車のトルクコンバータのタービン又はインペラとステータ間の様に、偏心量が比較的大きい部位に使用され、軸受の径方向断面高さのコンパクト化と通油性の向上を可能にした一体型のスラスト軸受に関する。

スラスト軸受には、ハウジングやシャフトへの組み付けを容易にするために、軌道輪と転動体であるころを保持する保持器とを非分離とした一体型のものがある。この一体型のスラスト軸受としては、特許文献１や２に示すような、軌道輪として内輪と外輪の両方を備え、これらの２つの軌道輪と保持器を非分離とした三位一体型のものがある。

特許文献１に記載のスラスト軸受１、特許文献２に記載のスラスト軸受１’は、その縦断面が図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す構造を有する軸受である。図３（ａ）に示すスラスト軸受１は、ころ２、内輪４、外輪５、複数のころ２を放射状に保持する保持器３から構成され、内輪４の内径側に形成された鍔４ａと、外輪５の外径側に形成された鍔５ａの先端部に、それぞれ爪７及び６とをステーキングにより形成し、これらの各爪７、６で、保持器３の内周縁と外周縁とを係止することにより、内外輪４、５と保持器３とを非分離とする。各鍔４ａ、５ａと保持器３との間には、内外輪４、５が相対回転できるように、ラジアル方向の軸受内部隙間が設けられている。
また、図３（ｂ）に示すスラスト軸受１’は、ころ２’、内輪４’、外輪５’、複数のころ２’を放射状に保持する保持器３’から構成され、内輪４’の内径側に形成された鍔４ａ’と、外輪５’の外径側に形成された鍔５ａ’の先端部に、それぞれ爪７’及び６’とをステーキングにより形成し、これらの各爪７’、６’で、保持器３’の内周縁と外周縁とを係止することにより、内外輪４’、５’と保持器３’とを非分離とする。各鍔４ａ’、５ａ’と保持器３’との間には、内外輪４’、５’が相対回転できるように、ラジアル方向の軸受内部隙間が設けられている。

特許第４７６３７４６号公報 特開２０００−２６６０４３号公報

ところで、特許文献１に記載のスラスト軸受１は、最大偏心時において、保持器３の外周縁と外輪５の鍔５ａが接触・摩擦が生じないように、隙間を十分に取る必要があると共に、内輪４の鍔４ａに設けられる爪７と、保持器３の内周縁とが接触・摩擦が生じないように、隙間を十分に取る必要がある。
また、特許文献２に記載のスラスト軸受１’は、内輪４’の鍔４ａ’の高さがころ２’の下面部（外輪５’の転走面）を超え、外輪５’の幅面に近接しており、さらに、外輪５’の鍔５ａ’の高さがころ２’の上面部（内輪４’の転走面）を超え、内輪４’の幅面に近接している。このため、内輪４’の鍔４ａ’の爪７’の先端部と外輪５’の幅面、及び外輪５’の鍔５ａ’の爪６’の先端部と内輪４’の幅面が接触・摩擦が生じないように、隙間を十分に取る必要がある。
これらのため、これらのスラスト軸受１、１’の径方向の幅が大きいものとなる傾向がある。

そこで、この発明は、径方向の幅をコンパクト化し、かつ、通油性を向上した一体型のスラスト軸受を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明にかかるスラスト軸受は、複数のころ、前記ころを放射状に保持する保持器、内径側に鍔を有する内輪、及び外径側に鍔を有する外輪とが備えられ、前記内輪の鍔の先端部に、前記保持器の内周縁を係止する爪が設けられ、前記外輪の鍔の先端部に、前記保持器の外周縁を係止する爪が設けられ、前記ころを保持する前記の保持器と内輪と外輪とを非分離とした一体型のスラスト軸受において、前記内輪の鍔の内輪の軌道面からの軸方向高さを、内輪の軌道面から外輪の軌道面までの軸方向高さより低くし、前記外輪の鍔の外輪の軌道面からの軸方向高さを、外輪の軌道面から内輪の軌道面までの軸方向高さより低くし、前記内輪の鍔の爪の先端部は、前記外輪の軌道面と対向し、前記外輪の鍔の爪の先端部は、前記内輪の軌道面と対向することを特徴としたのである。

さらに、このスラスト軸受は、保持器の内径面及び外径面を平坦に形成し、保持器の内径面を前記内輪の鍔と対向させると共に、保持器の内径面の軸方向長さをこの保持器の内径面が対向する側の内輪の鍔の面の長さより短くし、保持器の外径面を外輪の鍔と対向させると共に、保持器の外径面の軸方向長さをこの保持器の外径面が対向する側の外輪の鍔の面の長さより短くしてもよい。

この発明にかかるスラスト軸受は、内輪の鍔の内輪の軌道面からの軸方向高さを、内輪の軌道面から外輪の軌道面までの軸方向高さより低くすると共に、外輪の鍔の外輪の軌道面からの軸方向高さを、外輪の軌道面から内輪の軌道面までの軸方向高さより低くするので、内輪の軌道面と外輪の鍔の爪の先端部、及び外輪の軌道面と内輪の鍔の爪の先端部とが接触することがなくなり、内輪の鍔の爪の先端部が外輪の軌道面と対向することが可能となり、かつ、外輪の鍔の爪の先端部が前記内輪の軌道面と対向することが可能となり、径方向の幅をコンパクト化することが可能となる。
さらに、内輪の鍔の爪の先端部と外輪の軌道面とが対向するので、両者の間に隙間が生じ、ここから潤滑油を供給することが可能となり、通油性を向上させることができる。

また、保持器の内周縁及び外周縁を平坦に形成し、保持器の内周縁を内輪の鍔と対向させると共に、保持器の内周縁の長さをこの保持器の内周縁が対向する側の内輪の鍔の長さより短くし、保持器の外周縁を外輪の鍔と対向させると共に、保持器の外周縁の長さをこの保持器の外周縁が対向する側の外輪の鍔の長さより短くするので、保持器の内周縁及び外周縁は、内輪や外輪の鍔の爪に接触することなく、内輪や外輪の鍔に接触できる位置まで接近することができ、内輪及び外輪の鍔と保持器の内周縁及び外周縁との間に形成されるラジアル方向の軸受内部隙間を有効に利用することが可能となり、スラスト軸受の径方向の幅をより狭めることが可能となる。

さらにまた、この発明に係るスラスト軸受は、自動車のトルクコンバータのタービン又はインペラと、ステータとの間に組み付けられるものに好適である。

（ａ）この発明に係るスラスト軸受を示す正面図、（ｂ）（ａ）の縦断面図、（ｃ）（ａ）の外輪の曲げ加工する前の爪を示す正面図 図１のスラスト軸受を組み付けたトルクコンバータを示す縦断面図 （ａ）（ｂ）従来の他のスラスト軸受を示す部分縦断面図

以下、図１及び図２に基づき、この発明の実施形態を説明する。
この発明に係るスラスト軸受１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のころ１２、このころ１２を放射状に保持する保持器１３、内径側に鍔１４ａを有する内輪１４、及び外径側に鍔１５ａを有する外輪１５とを備えた三位一体型のスラスト軸受である。保持器１３及び内外輪１４、１５は、いずれも鋼製である。
なお、軸受部に大きな偏心回転が生じても、保持器１３の内径面１３ａが鍔１４ａと接触しないように、ラジアル方向の軸受内部隙間δ１（図示省略）が設けられ、また、保持器１３の外径面１３ｂが鍔１５ａと接触しないように、ラジアル方向の軸受内部隙間δ２（図示省略）が設けられる。
なお、保持器１３の内径面１３ａとは、保持器１３の内周縁の縁部の最外面であって、内輪１４の鍔１４ａと対向する面をいい、また、保持器１３の外径面１３ｂとは、保持器１３の外周縁の縁部の最外面であって、外輪１５の鍔１５ａと対向する面をいう。

前記外輪１５の鍔１５ａの先端部には、軸受内部隙間δ２よりも大きく内向きに張り出す複数の爪１６が曲げ加工により形成されており、これらの各爪１６で保持器１３の外周縁を係止して、保持器１３と外輪１５とが非分離とされている。各爪１６は、概ね９０°の位相で２つずつ、合計８箇所に設けられている。

この各爪１６の部分は、曲げ加工を容易とするために、予め段付け加工により減厚され、図１（ｃ）に示すように、その基部両側には切り込みが入れられている。また、これらの曲げ加工される部分は、外輪１５の焼入れ処理時に焼入れ防止されるか、焼入れ処理後に焼なまし処理されている。

次に、前記内輪１４の鍔１４ａの先端部には、軸受内部隙間δ１よりも大きく張り出す爪１７がステーキングにより外向き、すなわち、保持器１３が配される方向に形成されており、これらの各爪１７で保持器１３の内周縁を係止して、保持器１３と内輪１４とが非分離とされている。この爪１７は、鍔１４ａに対し、鈍角の位相で形成される。

前記保持器１３は、環状の薄鋼板ブランクをプレス成形して形成され、各ころ１２を収納するポケット部（図示省略）の半径方向断面が逆Ｖ字状とされ、爪１６、１７に係止される内外周の縁部の最外面、すなわち、保持器１３の内径面１３ａ及び外径面１３ｂが平坦に形成される。これは、対向する内輪１４及び外輪１５の各鍔１４ａ、１５ａの面も平坦に形成されており、前記のラジアル方向の軸受内部隙間δ１、δ２を十分に確保するためである。

したがって、保持器１３の内径面１３ａや外径面１３ｂが内外輪１４、１５の鍔１４ａ、１５ａと接触したり、保持器１３が両鍔１４ａ、１５ａで挟まれたりすることがなく、後述するインペラ２８とタービン２０は円滑な回転を保証され、かつ、保持器１３の機能が損なわれることもない。

この保持器１３の内外周の両縁部は、その最外面である内径面１３ａ及び外径面１３ｂが平坦に形成され、内輪１４の鍔１４ａ及び外輪１５の鍔１５ａとそれぞれ対向することができれば、特にその形状に限定はないが、図１（ｂ）に示すように、保持器１３の両縁部に屈曲部を形成すれば、保持器１３そのものの強度を向上させることができるので好ましい。具体的には、保持器１３の内周縁の縁部は、内輪１４の鍔１４ａと対向するように折り曲げて鍔１４ａと平行な面を形成し、次いで、１８０°外方向に屈曲させて内径面１３ａとすることにより形成することができる。また、保持器１３の外周縁の縁部は、外輪１５の鍔１５ａと対向するように折り曲げて鍔１５ａと平行な面（外径面１３ｂ）を形成し、次いで、この先端部を９０°内方向に屈曲させることにより形成することができる。

この保持器１３の内径面１３ａの軸方向長さは、この保持器１３の内径面１３ａが対向する側の内輪１４の鍔１４ａの面の長さより短く形成することが好ましい。このようにすると、内輪１４の鍔１４ａの爪１７の先端部が保持器１３の内周縁の縁部と接触することがなくなり、内輪１４の鍔１４ａの保持器１３が配される側の面と、内輪１４の鍔１４ａの爪１７の先端部から軸方向に形成され得る面との間の空間部に保持器１３の内周縁の縁部を配することが可能となり、軸受の径方向の幅のコンパクト化に寄与することができる。

また、この保持器１３の外径面１３ｂの軸方向長さは、この保持器１３の外径面１３ｂが対向する側の外輪１５の鍔１５ａの面の長さより短く形成することが好ましい。このようにすると、外輪１５の鍔１５ａの爪１６の先端部が保持器１３の外周縁の縁部と接触することがなくなり、外輪１５の鍔１５ａの保持器１３が配される側の面と、外輪１５の鍔１５ａの爪１６の先端部から軸方向に形成され得る面との間の空間部に保持器１３の外周縁の縁部を配することが可能となり、軸受の径方向の幅のコンパクト化に寄与することができる。

前記内輪１４の鍔１４ａの内輪１４の軌道面からの軸方向高さは、内輪１４の軌道面から外輪１５の軌道面までの軸方向高さより低く設定される。また、前記外輪１５の鍔１５ａの外輪１５の軌道面からの軸方向高さは、外輪１５の軌道面から内輪１４の軌道面までの軸方向高さより低く設定される。これにより、内輪１４の鍔１４ａの爪１７の先端部と外輪１５の軌道面との間に隙間ｈが生じると共に、外輪１５の鍔１５ａの爪１６の先端部と内輪１４の軌道面との間に隙間が生じる。

このため、内輪１４の鍔１４ａの爪１７の先端部と外輪１５の軌道面とは、接触することなく、互いに対向することが可能となると共に、外輪１５の鍔１５ａの爪１６の先端部と内輪１４の軌道面とは、接触することなく、互いに対向することが可能となる。すなわち、内輪１４の軌道面と外輪１５の軌道面との間に、内輪１４の鍔１４ａの爪１７の先端部と外輪１５の鍔１５ａの爪１６の先端部とを配することが可能となる。これにより、軸受の径方向の幅、すなわち、内輪１４の鍔１４ａと外輪１５の鍔１５ａとの距離を小さくすることができ、径方向の幅のコンパクト化を図ることが可能となる。

また、前記のように、内輪１４の鍔１４ａの爪１７の先端部と外輪１５の軌道面との間に隙間ｈが生じる。この隙間ｈから潤滑油を安定的に供給することが可能となる。

図２は、前記スラスト軸受１１を使用した自動車のトルクコンバータを示す。外径寸法の異なるスラスト軸受１１ａ、１１ｂは、それぞれインペラ２８とステータ２９の間、及びタービン２０とステータ２９の間に組み付けられている。スラスト軸受１１ａは外輪２５がインペラハブ２８ｂに組み付けられ、スラスト軸受１１ｂは内輪２４がタービンハブ２０ｂに組み付けられている。

このトルクコンバータは、エンジンの出力軸に連結されるインペラ２８と、トランスミッションの入力軸に連結されるタービン２０とが対向配置され、ケーシングに固定されるステータシャフト（図示省略）に一方向クラッチ２１を介してステータ２９が取り付けられるものであり、それぞれ椀状に形成されたインペラブレード２８ａとタービンブレード２０ａの間で還流する流体を、これらの内径側でタービン２０側からインペラ２８側へ戻す際に、流体の流れ方向を変えてインペラ２８に順方向の回転力を付与して伝達トルクを増幅する。

前記インペラブレード２８ａとタービンブレード２０ａに作用する流体圧は、必ずしも周方向で一様とはならないので、インペラ２８とタービン２０には偏心回転が生じやすく、その偏心量も最大０．５ｍｍ程度の比較的大きなものとなる。

なお、本明細書において、「対向する」とは、径方向もしくは軸方向において同一線上にあることをいう。

１、１’、１１、１１ａ、１１ｂ スラスト軸受
２、２’、１２ ころ
３、３’、１３ 保持器
１３ａ 保持器の内径面
１３ｂ 保持器の外径面
４、４’、１４、２４ 内輪
５、５’、１５、２５ 外輪
４ａ、４ａ’、１４ａ 鍔
５ａ、５ａ’、１５ａ 鍔
６、６’、１６ 爪
７、７’、１７ 爪
２０ タービン
２０ａ タービンブレード
２０ｂ タービンハブ
２１ 一方向クラッチ
２８ インペラ
２８ａ インペラブレード
２８ｂ インペラハブ
２９ ステータ

Claims (2)

1. 複数のころ、前記ころを放射状に保持する保持器、内径側に鍔を有する内輪、及び外径側に鍔を有する外輪とが備えられ、
   前記内輪の鍔の先端部に、前記保持器の内周縁を係止する爪が設けられ、
   前記外輪の鍔の先端部に、前記保持器の外周縁を係止する爪が設けられ、
   前記ころを保持する前記の保持器と内輪と外輪とを非分離とした一体型のスラスト軸受において、
   前記内輪の鍔の内輪の軌道面からの軸方向高さを、内輪の軌道面から外輪の軌道面までの軸方向高さより低くし、
   前記外輪の鍔の外輪の軌道面からの軸方向高さを、外輪の軌道面から内輪の軌道面までの軸方向高さより低くし、
   前記内輪の鍔の爪の先端部は、前記外輪の軌道面と対向し、
   前記外輪の鍔の爪の先端部は、前記内輪の軌道面と対向することを特徴とするスラスト軸受。
2. 前記保持器の内径面及び外径面は、平坦に形成され、
   前記保持器の内径面は、前記内輪の鍔と対向すると共に、前記保持器の内径面の軸方向長さは、この保持器の内径面が対向する側の前記内輪の鍔の面の長さより短く、
   前記保持器の外径面は、前記外輪の鍔と対向すると共に、前記保持器の外径面の軸方向長さは、この保持器の外径面が対向する側の前記外輪の鍔の面の長さより短いことを特徴とする請求項１に記載のスラスト軸受。

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