JP2019011850A - スラストころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】グリースの流出を抑制でき、潤滑性能の劣化を抑制可能なスラストころ軸受を提供する。
【解決手段】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複数の保持孔４ａを有する環状の保持器４と、保持器４の軸方向における一側に配置され、ころ５が転動する第１軌道面２ａが形成された環状の第１レース２と、保持器４の軸方向における他側に配置され、ころ５が転動する第２軌道面３ａが形成された環状の第２レース３と、を備え、保持器４は、保持孔４ａよりも径方向外方で軸方向に延設され、両レース２，３間に形成される隙間を小さくしてグリース６の径方向外方への流出を抑制する第１潤滑剤流出抑制部４ｂと、保持孔４ａよりも径方向内方で軸方向に延設され、両レース２，３間に形成される隙間を小さくしてグリース６の径方向内方への流出を抑制する第２潤滑剤流出抑制部４ｃと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のころを保持器によって放射状に保持した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、保持器の軸方向における一側に配置され、複数のころが転動する第１軌道面が形成された環状の第１軌道部材と、保持器の軸方向における他側に配置され、複数のころが転動する第２軌道面が形成された環状の第２軌道部材と、を備えている。

スラストころ軸受では、例えば特許文献１に示されるように、外部から液状の潤滑油（オイル）を供給することで、ころと軌道面間の潤滑を行うオイル潤滑が用いられている。特許文献１では、スラストころ軸受の内径側から潤滑油を供給し、スラストころ軸受の外径側から潤滑油を排出している。

特開２０１６−２００２６５号公報

オイル潤滑では、潤滑効率が良好であるという利点があるものの、トランスミッション等の対象装置に潤滑油を循環させて供給するための経路を確保する必要があり、スラストころ軸受を適用する製品のコストが高くなってしまったり、メンテナンス性が低下してしまう等の課題があった。

本発明者は、この課題を解決するため、半固体状（あるいは固体状）の潤滑剤であるグリースを用いたグリース潤滑によりスラストころ軸受の潤滑を行うことを検討した。しかし、グリース潤滑を適用した場合、スラストころ軸受の動作時にグリースが遠心力により外部に流出し、潤滑性能が劣化してしまう場合があった。

そこで、本発明は、グリースの流出を抑制でき、潤滑性能の劣化を抑制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、上記課題を解決するために、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複数の保持孔を有する環状の保持器と、前記保持器の軸方向における一側に配置され、前記複数のころが転動する第１軌道面が形成された環状の第１軌道部材と、前記保持器の軸方向における他側に配置され、前記複数のころが転動する第２軌道面が形成された環状の第２軌道部材と、を備え、前記保持器は、前記保持孔よりも径方向外方において軸方向に延設され、前記第１軌道部材と前記第２軌道部材との間に形成される隙間を小さくして潤滑剤の径方向外方への流出を抑制する第１潤滑剤流出抑制部と、前記保持孔よりも径方向内方において軸方向に延設され、前記第１軌道部材と前記第２軌道部材との間に形成される隙間を小さくして潤滑剤の径方向内方への流出を抑制する第２潤滑剤流出抑制部と、を有する、スラストころ軸受を提供する。

本発明によれば、グリースの流出を抑制でき、潤滑性能の劣化を抑制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断面図である。 （ａ）は、第１レースを第２レース側から見た平面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は、第２レースを第１レース側から見た平面図であり、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は、保持器を第１レース側から見た平面図であり、（ｂ）はそのＣ−Ｃ線断面図である。 保持器の一部を示す斜視図である。 図１のスラストころ軸受において、グリースの動きを説明する説明図である。 本発明の一変形例に係るスラストころ軸受を示す断面図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（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を示す断面図である。

図１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、保持器４の軸方向における一側（図１における右側）に配置され、複数のころ５が転動する第１軌道面２ａが形成された環状の第１軌道部材としての第１レース２と、保持器４の軸方向における他側（図１における左側）に配置され、複数のころ５が転動する第２軌道面３ａが形成された環状の第２軌道部材としての第２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、第２レース３の内周側に挿通された軸状の回転部材（不図示）と、第１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（不図示）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の回転を円滑にするものである。回転部材は、例えば水平方向に沿って配置される。

（第１レース２の構成）
図２（ａ）は、第１レース２を第２レース３側から見た平面図であり、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。

図１及び図２に示すように、第１レース２は、複数のころ５が転動する第１軌道面２ａを有し、かつ軸方向に垂直な円環板状の第１軌道部２１と、第１軌道部２１の径方向外方の端部から軸方向他側に延設され、保持器４の径方向外方に配置される円筒状の外周部２２と、を一体に有している。外周部２２の先端部２２ａは、第２軌道面３ａの近傍まで延出されており、保持器４の径方向外方が外周部２２により略覆われている。

第１軌道面２ａは、回転軸Ｏに対して直交する平面上にあり、後述する第２レース３の第２軌道面３ａに対向して配置される。第１レース２は、例えば、第１軌道部２１の第１軌道面２ａと反対側の面を非回転部材側として、非回転部材に組み付けられる。第１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。

（第２レース３の構成）
図３（ａ）は、第２レース３を第１レース２側から見た平面図であり、図３（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。

図１及び図３に示すように、第２レース３は、複数のころ５が転動する第２軌道面３ａを有し、かつ軸方向に垂直な円環板状の第２軌道部３１と、第２軌道部３１の径方向外方の端部から軸方向に延設され、保持器４の径方向内方に配置される円筒状の内周部３２と、を一体に有している。内周部３２の先端部は、第１軌道面２ａの近傍まで延出されており、ころ５の径方向内方が内周部３２により略覆われている。

第２軌道面３ａは、回転軸Ｏに対して直交する平面上にあり、第１レース２の第１軌道面２ａに対向して配置される。第２レース３は、内周部３２に回転部材を挿入し回転部材に組み付けられる。第２レース３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４（ａ）は、保持器４を第１レース２側から見た平面図であり、（ｂ）はそのＣ−Ｃ線断面図である。図５は、保持器４の一部を示す斜視図である。

図１、図４、及び図５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２４個）の保持孔４ａが放射状に形成されている。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）貫通する略長方形状の貫通孔である。

（グリース潤滑を可能とするための構成）
本実施の形態に係るスラストころ軸受１は、グリース潤滑により潤滑を行うものであり、第１レース２、第２レース３、保持器４、及びころ５の間の隙間には、グリース６（図６参照）が封入されている。なお、グリース６とは、液体の潤滑油に増ちょう剤を分散した半固体状（又は固体状）の潤滑剤である。本実施の形態では、グリース６が流出してしまうことを抑制するために、保持器４に第１及び第２潤滑剤流出抑制部４ｂ，４ｃを設けている。

すなわち、保持器４は、保持孔４ａよりも径方向外方において軸方向に延設され、第１レース２と第２レース３との間に形成される隙間を小さくしてグリース６の径方向外方への流出を抑制する第１潤滑剤流出抑制部４ｂと、保持孔４ａよりも径方向内方において軸方向に延設され、第１レース２と第２レース３との間に形成される隙間を小さくしてグリース６の径方向内方への流出を抑制する第２潤滑剤流出抑制部４ｃと、を有している。

本実施の形態では、第１潤滑剤流出抑制部４ｂは、保持器４の外側円環部４１における径方向外方の端部から、第２軌道面３ａ側に軸方向に沿って延出された円筒状の外側フランジ部４４からなる。外側フランジ部４４は、外周部２２の先端部２２ａと第２軌道部３１の径方向外方の端部３１ａとの間に延びるように設けられており、外周部２２の先端部２２ａと第２軌道部３１の径方向外方の端部３１ａとの間の隙間を埋めるように（端部２２ａ，３１ａ間の空隙を狭めて出口を絞るように）配置されている。グリース６は粘度が大きいので、外側フランジ部４４を、外周部２２の先端部２２ａと第２軌道部３１の端部３１ａとに十分に近づくように形成することで、グリース６が遠心力等により径方向外方に流出してしまうことを抑制可能になる。

また、外側フランジ部４４の先端部４４ａは、第２軌道面３ａよりも軸方向外方に突出している。これにより、外側フランジ部４４の先端部４４ａが第２軌道部３１の端部３１ａによりガイドされることになり、保持器４及びころ５の回転が安定する。

また、本実施の形態では、第２潤滑剤流出抑制部４ｃは、保持器４の内側円環部４２における径方向内方の端部から、軸方向に沿って第１軌道面２ａ側及び第２軌道面３ａ側に延びる円筒状の内側フランジ部４５からなる。グリース６は粘度が大きいので、内側フランジ部４５を、第１軌道面２ａ及び第２軌道面３ａに十分に近づけて形成することで、第２レース３に挿通された回転部材よりも鉛直方向上方に位置するグリース６が重力により径方向内方に流出してしまうことを抑制可能になる。

さらに、保持器４は、少なくとも一部が保持孔４ａよりも径方向内方において軸方向に凹むように凹設されている凹部４６を軸方向の両面に有しており、凹部４６と保持孔４ａに保持されたころ５とで潤滑剤溜まり部４ｄが形成されている。ここでは、凹部４６は、内側円環部４２と柱部４３とにわたって形成されており、保持器４の周方向に沿って略円形状に形成されている。保持孔４ａにころ５を保持させると、ころ５の一部が凹部４６内に突出することになり、このころ５の外壁と凹部４６の内壁に囲まれた領域が潤滑剤溜まり部４ｄとなる。

潤滑剤溜まり部４ｄを形成し、潤滑剤溜まり部４ｄにグリース６を収容することで、図６に実線で示すように、スラストころ軸受１の動作時に遠心力によりグリース６が軌道面２ａ，３ａところ５との間に供給され潤滑が行われるようになる。

また、本実施の形態では、内側フランジ部４５の径方向内方に隣接して潤滑剤溜まり部４ｄを形成しているため、図６に示すように、潤滑剤溜まり部４ｄに収容されたグリース６が内側フランジ部４５と軌道面２ａ，３ａ間の隙間を埋めて、内側フランジ部４５と軌道面２ａ，３ａ間を封止し易くなっている。

また、スラストころ軸受１の動作時には遠心力によりグリース６の一部が径方向外方へと移動する。この一部のグリース６が外側フランジ部４４と両レース２，３の端部２２ａ，３１ａ間を埋めて、外側フランジ部４４と両レース２，３の端部２２ａ，３１ａ間を封止する。これにより、外側フランジ部４４から内側フランジ部４５に至るレース２，３で囲まれた空間６ａが密封されることになる。

その結果、重力や遠心力によりグリース６が当該空間６ａから外方に出ようとすると、空間６ａが拡がり内圧が低くなってグリース６の外方への移動が抑制される。また、スラストころ軸受１の動作時には、スラストころ軸受１の内径側におけるレース２，３の隙間部分、すなわち第１軌道部２１の径方向内方の端部と内周部３２の先端部との間の隙間部分が比較的低圧な領域となるため、グリース６が径方向内方へ向かう力が発生し、グリース６の流出が抑制される。

なお、スラストころ軸受１の動作時に遠心力により径方向外方へと移動したグリース６は、回転部材の回転停止時において、図６に破線矢印で示すように、重力により径方向内方へと移動し、ころ５の周辺や潤滑剤溜まり部４ｄに戻る。なお、図６では、図の簡略化のため、両フランジ部４４，４５の近傍のグリース６のみをハッチングにて示している。

本実施の形態では、保持器４は、外側フランジ部４４や内側フランジ部４５や凹部４６を有する複雑な形状となっているため、保持器４としては、形状の自由度が高い樹脂製のものを用いることが望ましい。保持器４に用いる樹脂としては、自己潤滑性を有し、グリース６による劣化が少ないものを用いることが望ましい。保持器４に好適な樹脂としては、例えば６，６−ナイロンが挙げられる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）保持器４が第１潤滑剤流出抑制部４ｂ（外側フランジ部４４）及び第２潤滑剤流出抑制部４ｃ（内側フランジ部４５）を有することにより、両潤滑剤流出抑制部４ｂ，４ｃ間にグリース６を保持することができ、グリース６の流出を抑制することが可能になり、グリース潤滑のスラストころ軸受１を実現できる。その結果、オイル潤滑を用いた従来技術と比較して、スラストころ軸受１を適用するトランスミッション等の製品を簡素化でき、トータルコスト削減やメンテナンス性の向上を図ることが可能になる。本実施の形態に係るスラストころ軸受１は、周辺構造上の制約によりシール等の密封部材が使用できず、軸受単体で潤滑剤を保持しなければならない使用環境において、特に好適に用いることができる。

（２）保持器４の軸方向における両面に潤滑剤溜まり部４ｄを形成しているため、ころ５と第１軌道面２ａ間、及びころ５と第２軌道面３ａ間の両者に、効率よくグリース６を供給可能となり、潤滑性能を向上できる。

（３）第１レース２が、保持器４の径方向外方に配置される円筒状の外周部２２を有しているため、径方向外方におけるグリース６の排出方向が径方向に対して傾斜（あるいは直交）した方向となり、第１レース２が外周部２２を有さない平板上に形成されている場合と比較して、グリース６がより流出しにくくなる。さらに、第１潤滑剤流出抑制部４ｂを、保持器４の径方向外方の端部から、外周部２２の先端部２２ａと第２軌道部３１の径方向外方の端部３１ａとの間に延びる円筒状の外側フランジ部４４とすることで、レース２，３間の空隙を絞ってグリース６の流出を抑制可能となる。

（４）外側フランジ部４４の先端部４４ａを、第２軌道面３ａよりも軸方向外方に突出させることで、外側フランジ部４４の先端部４４ａが第２軌道部３１の端部３１ａによりガイドされることになり、保持器４及びころ５の回転が安定する。

（５）保持器４として樹脂からなるものを用いることにより、形状の自由度が高めることができ、外側フランジ部４４、内側フランジ部４５、及び凹部４６を有する複雑な形状の保持器４を容易に実現できる。

（変形例）
上記実施の形態では、第１潤滑剤流出抑制部４ｂが、外側円環部４１の径方向外方の端部から軸方向の一方へ延びる外側フランジ部４４からなる場合を説明したが、これに限らず、例えば、図７に示すように、外側フランジ部４４を内側フランジ部４５と同様の形状としてもよい。すなわち、外側フランジ部４４は、保持器４の外側円環部４１における径方向外方の端部から、軸方向に沿って第１軌道面２ａ側及び第２軌道面３ａ側に延びる円筒状に形成されてもよい。また、図示していないが、内側フランジ部４５が、図１における外側円環部４１と同様の形状、すなわち、内側円環部４２の径方向内方の端部から軸方向の一方へ延び、第１軌道部２１の径方向内方の端部と内周部３２の先端部との間に延びる円筒状に形成されていてもよい。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの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…第１レース（第１軌道部材）
２ａ…第１軌道面
２１…第１軌道部
２２…外周部
２２ａ…先端部
３…第２レース（第２軌道部材）
３ａ…第２軌道面
３１…第２軌道部
３１ａ…端部
３２…内周部
４…保持器
４ａ…保持孔
４ｂ…第１潤滑剤流出抑制部
４ｃ…第２潤滑剤流出抑制部
４ｄ…潤滑剤溜まり部
４４…外側フランジ部（フランジ部）
４４ａ…先端部
４５…内側フランジ部
４６…凹部
５…ころ
６…グリース（潤滑剤）

Claims (5)

1. 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複数の保持孔を有する環状の保持器と、
   前記保持器の軸方向における一側に配置され、前記複数のころが転動する第１軌道面が形成された環状の第１軌道部材と、
   前記保持器の軸方向における他側に配置され、前記複数のころが転動する第２軌道面が形成された環状の第２軌道部材と、を備え、
   前記保持器は、
   前記保持孔よりも径方向外方において軸方向に延設され、前記第１軌道部材と前記第２軌道部材との間に形成される隙間を小さくして潤滑剤の径方向外方への流出を抑制する第１潤滑剤流出抑制部と、
   前記保持孔よりも径方向内方において軸方向に延設され、前記第１軌道部材と前記第２軌道部材との間に形成される隙間を小さくして潤滑剤の径方向内方への流出を抑制する第２潤滑剤流出抑制部と、を有する、
   スラストころ軸受。
2. 前記保持器は、少なくとも一部が前記保持孔よりも径方向内方において軸方向に凹むように凹設されている凹部を軸方向の両面に有しており、前記凹部と前記保持孔に保持された前記ころとで潤滑剤溜まり部が形成されている、
   請求項１に記載のスラストころ軸受。
3. 前記第１軌道部材は、前記第１軌道面を有し、かつ軸方向に垂直な円環板状の第１軌道部と、前記第１軌道部の径方向外方の端部から軸方向に延設され、前記保持器の径方向外方に配置される円筒状の外周部と、を一体に有し、
   前記第２軌道部材は、前記第２軌道面を有し、かつ軸方向に垂直な円環板状の第２軌道部を有し、
   前記第１潤滑剤流出抑制部は、前記保持器の径方向外方の端部から、前記外周部の先端部と前記第２軌道部の径方向外方の端部との間に延びる円筒状のフランジ部である、
   請求項１または２に記載のスラストころ軸受。
4. 前記フランジ部の先端部は、前記第２軌道面よりも軸方向外方に突出している、
   請求項３に記載のスラストころ軸受。
5. 前記保持器は、樹脂からなる、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載のスラストころ軸受。

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