JP2019199889A - スラストころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】係止部先端に割れが発生しにくい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２と、複数のころ２を転走可能に保持する環状の保持器３と、複数のころ２が転走する軌道面４ａが形成された環状の軌道盤４と、を備え、軌道盤４は、軌道面４ａを有しかつ保持器３の軸方向一方側に配置された円環状で板状の軌道部４１と、軌道部４１の径方向外方又は内方のいずれか一方の端部から軸方向他方向側に延び、保持器３を係止する複数の係止部４３と、を有し、係止部４３は、軌道部４１から軸方向他方側に延びる第１突出部４３１と、第１突出部４３１の軸方向他方側の端部から、径方向におけるころ２側かつ軸方向他方側に延在する第２突出部４３２と、第２突出部４３２の第１突出部４３１と反対側の端部から、さらに径方向におけるころ２側に突出する第３突出部４３３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、軸受中心軸の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ころと、複数のころを転走可能に保持する複数のポケットを有する環状の保持器と、保持器の軸方向一方側に配置され、複数のころが転走する軌道面が軸方向に対して垂直に形成された環状の軌道盤と、を備えている。軌道盤は、軌道面を有する円環状で板状の軌道部と、軌道部の径方向外方又は内方のいずれか一方の端部から軸方向他方側に延びる円筒状のつばと、を有している。

このようなスラストころ軸受として、運搬時や組み付け時の取り扱いを容易とするために、軌道盤と保持器とが分離しにくい構造とされたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、軌道盤と保持器の分離を抑制するために、軌道盤のつばの縁部に、プレス加工によりステーキングと呼称される凸状の係止部を形成したスラストころ軸受がある。係止部を形成することにより、軌道盤から離脱する方向の保持器の軸方向の動きを規制し、軌道盤と保持器の分離を抑制することが可能になる。

特開２０１６−３３４２０号公報

しかしながら、係止部（ステーキング）を成形する際に、係止部の先端部に引張応力が発生し、係止部の先端に割れが発生してしまう場合があった。特に、例えば直径８０ｍｍ以上と径が大きいスラストころ軸受においては、寸法ばらつきが大きく保持器と軌道盤の隙間も大きくなってしまうため、軌道盤と保持器の分離を抑制するために係止部の突出量を大きく設定する必要があり、係止部先端に割れが発生しやすい。

係止部の割れの発生は、外観不良になると共に、熱処理時等に破片が分離して脱落するおそれもある。そのため、係止部先端に割れが発生したスラストころ軸受は廃棄するしかなく、廃棄コスト削減のために改善が求められていた。

そこで、本発明は、保持器を係止することにより保持器の分離を抑制する軌道盤の係止部先端に割れが発生しにくいスラストころ軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、放射状に配置された複数のころと、前記複数のころを転走可能に保持する複数のポケットを有する環状の保持器と、前記複数のころが転走する軌道面が形成された環状の軌道盤と、を備え、前記軌道盤は、前記軌道面を有しかつ前記保持器の軸方向一方側に配置された円環状で板状の軌道部と、前記軌道部の径方向における外方又は内方のいずれか一方の端部から軸方向他方側に延び、前記保持器を係止する複数の係止部と、を有し、前記係止部は、前記軌道部から前記軸方向他方側に延びる第１突出部と、前記第１突出部の前記軸方向他方側の端部から、前記径方向における前記ころ側かつ前記軸方向他方側に延在する第２突出部と、前記第２突出部の前記第１突出部と反対側の端部から、さらに前記径方向における前記ころ側に突出する第３突出部と、を有する、スラストころ軸受を提供する。

本発明によれば、保持器を係止することにより保持器の分離を抑制する軌道盤の係止部先端に割れが発生しにくい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）は断面図、（ｂ）はそのＡ部拡大図である。 保持器の平面図である。 ハウジング軌道盤を示す図であり、（ａ）は保持器側から見た平面図、（ｂ）はハウジング軌道盤の一部を示す斜視図である。 ハウジング軌道盤の製造方法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図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はそのＤ部拡大図である。 軸軌道盤を示す図であり、（ａ）は保持器側から見た平面図、（ｂ）は軸軌道盤の一部を示す斜視図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図６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図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はそのＡ部拡大図である。

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２と、複数のころ２を転走可能に保持する環状の保持器３と、保持器３の軸方向一方側（図１（ａ）における下側）に配置され、複数のころ２が転走する軌道面４ａが形成された環状の軌道盤としてのハウジング軌道盤４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や産業機械において回転部材と非回転部材との間に介挿され、保持器３に保持された複数のころ２の転走により、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。

（保持器３の構成）
図２は、保持器３の平面図である。図１及び図２に示すように、保持器３は、複数のころ２を保持する複数のポケット３ａの径方向の外側に形成された外側環状体３１と、ポケット３ａの径方向の内側に形成された内側環状体３２と、外側環状体３１と内側環状体３２とを径方向に連結する複数の柱３３とを一体に備える。外側環状体３１及び内側環状体３２は同心状に形成されて対をなし、柱３３と共にポケット３ａを形成する。

保持器３には、放射状に配置された複数のころ２を転走可能に保持するように、複数のころ２と同数の複数（本実施の形態では２４個）のポケット３ａが放射状に形成されている。ポケット３ａは、保持器３の径方向に沿って長辺が延び、保持器３を厚さ方向（軸方向）貫通する略長方形状の貫通孔である。

外側環状体３１は、軸方向に対して垂直に延設された円環状で板状の第１垂直部３１１と、第１垂直部３１１の径方向外方の端部から軸方向一方側（ハウジング軌道盤４側）に延設された短円筒状の筒状部３１２と、筒状部３１２の先端部（第１垂直部３１１と反対側の端部）から径方向外側に延設された円環状で板状の第２垂直部３１３と、を一体に有する。第１及び第２垂直部３１１，３１３と筒状部３１２との接続部分は、図１（ｂ）に示す断面において丸みを帯びた形状に形成されている。

内側環状体３２は、中心軸Ｏと平行な軸方向に対して垂直に延設された円環状で板状の垂直部３２１と、垂直部３２１の内周側の端部から軸方向一方側（ハウジング軌道盤４側）に延設された短円筒状の筒状部３２２と、を一体に有する。垂直部３２１と筒状部３２２との接続部分は、図１（ｂ）に示す断面において丸みを帯びた形状に形成されている。

外側環状体３１の第１垂直部３１１と内側環状体３２の垂直部３２１とは、軸方向における同じ位置に同軸に配置されている。また、外側環状体３１の筒状部３１２と内側環状体３２の筒状部３２２とは、垂直部３１１，３２１から軸方向の同じ方向に延出されている。柱３３は、外側環状体３１の第１垂直部３１１と内側環状体３２の垂直部３２１とを連結している。

（ハウジング軌道盤４の構成）
図３は、ハウジング軌道盤４を示す図であり、（ａ）は保持器３側から見た平面図、（ｂ）はハウジング軌道盤４の一部を示す斜視図である。図１及び図３に示すように、ハウジング軌道盤４は、保持器３の軸方向一方側（図１（ａ）における下側）に配置され、軸方向に対して垂直な円環状で板状の軌道部４１と、軌道部４１の径方向外方の端部から軸方向他方側（図１（ａ）における上側）に延びる短円筒状のつば４２と、を一体に有している。軌道部４１は、保持器３の軸方向一方側に配置され、その保持器３側の面に複数のころ２が転走する軌道面４ａを有している。

ハウジング軌道盤４は、ころ２が転がる軌道面４ａを構成する部材であるため、比較的硬質なものを用いることが望ましく、ロックウェル硬さ（ＨＲＣ）が５８以上のものを用いるとよい。ハウジング軌道盤４は、例えば、ＳＡＥ１０７５やＳＫ８５等の炭素鋼板からなる。

本実施の形態に係るスラストころ軸受１では、軌道盤としてのハウジング軌道盤４が、軌道部４１の径方向外方の端部から軸方向他方側（図１（ａ）における上側）に延び、保持器３を係止する複数の係止部４３を有している。

本実施の形態では、つば４２に、周方向に離間して形成されかつ軸方向他方側に開口する切欠き４２ａの対が複数対形成されている。係止部４３は、対をなす２つの切欠き４２ａの間におけるつば４２を塑性変形させて形成される。ここでは、周方向に等間隔に４つの係止部４３（４対の切欠き４２ａ）を形成しているが、係止部４３の数や周方向位置については、これに限定されない。

係止部４３は、切欠き４２ａの対の間におけるつば４２の先端側の一部を径方向内側へと折り曲げ、さらにその縁部にステーキングを施して形成されている。すなわち、係止部４３は、軌道部４１から軸方向他方側に延びる第１突出部４３１と、第１突出部４３１の軸方向他方側の端部から、径方向内側（ころ２側）かつ軸方向他方側に延在する第２突出部４３２と、第２突出部４３２の第１突出部４３１と反対側の端部から、さらに径方向内側（ころ２側）に突出する第３突出部４３３と、を有している。

第１突出部４３１は、保持器３の径方向外方の端部（外側環状体３１の第２垂直部３１３）の径方向外側に位置し、つば４２と共に保持器３の回転をガイドするものである。例えば第１突出部４３１を省略し、つばを基端部から折り曲げて係止部４３を形成した場合には、係止部４３と軌道部４１との間に保持器３が挟み込まれ動作不良を起こすおそれがある。つまり、第１突出部４３１を設けることで、係止部４３と軌道部４１との間に保持器３が挟み込まれることを抑止できる。

第２突出部４３２は、軸方向に対して径方向内側に傾斜した部分である。第２突出部４３２を形成することで、係止部４３のつば４２からの径方向内方への突出量を大きくすることができ、第３突出部４３３の径方向内方への突出量を小さくしても、係止部４３全体の径方向内側への突出量を大きくすることが可能となる。第２突出部４３２の軸方向に対する傾斜角度θは、例えば３０°である。傾斜角度θの好適な範囲は、２０°以上４５°以下である。

第３突出部４３３は、例えば加締めによって微小部分を変形させる所謂ステーキング加工により、第２突出部４３２の縁部を塑性変形させることで形成される。第２突出部４３２の内方への傾きのみでは、係止部４３の弾性変形によって保持器３がハウジング軌道盤４から脱落するおそれがあるが、第３突出部４３３を有することにより、保持器３がハウジング軌道盤４からより脱落しにくくなる。

第３突出部４３３は、第２突出部４３２の先端部（第１突出部４３１と反対側の端部）であって、かつ周方向における第２突出部４３２の中央部を、第２突出部４３２が延在する方向に対して垂直な方向（径方向内側かつ軸方向一方側）に突出させるように変形させて形成される。第３突出部４３３は、係止部４３が弾性変形して保持器３がハウジング軌道盤４から脱落しそうになった際に保持器３を係止するものである。よって、保持器３がハウジング軌道盤４から脱落しようすると、係止部４３の弾性変形による力（復元力）によって第３突出部４３３が保持器３に押し付けられる。そのため、第３突出部４３３の第２突出部４３２からの突出量は小さくてよい。

ハウジング軌道盤４を形成する際には、まず、図４（ａ）に示すように、金属板を打ち抜いて、円環状で板状の基材４０を形成する。この際、複数対の切欠き４２ａも形成しておく。その後、図４（ａ）に破線Ｂで示した位置で折り曲げ加工を行い、図４（ｂ）に示すように、つば４２を形成する。この際、係止部４３となる部分のつば４２についても、他の部分のつば４２と同様の加工を行う。

本実施の形態においては、つば４２の折り曲げ加工に先立って複数対の切欠き４２ａが形成されているため、折り曲げ加工を容易に行うことが可能である。折り曲げ加工を容易とするため、それぞれの切欠き４２ａは、折り曲げの起点となる破線Ｂ（図４（ａ）参照）の位置よりも若干径方向内側まで延びるように（折り曲げ加工により湾曲される部分にかかるように）形成されることが望ましい。スラストころ軸受１は、車両のトランスミッション等で潤滑油の通り道に配置されることが多いので、潤滑油を留まらせず流動させることが求められるが、つば４２に切欠き４２ａを形成することで、潤滑油の流動性を向上させることも可能になる。このように、切欠き４２ａは、係止部４３を区画する役割と、つば４２の折り曲げ加工を容易にする役割と、潤滑油の流動性を向上させる役割とを兼ねている。

その後、図４（ｂ）に破線Ｃで示す位置で、つば４２の一部（切欠き４２ａの対の間の部分）を径方向内側に折り曲げると共に、第３突出部４３３の成形を行う。破線Ｃでの折り曲げ加工、及び第３突出部４３３の成形加工は、例えば放射型を有するプレス装置を用いたプレス成形により、同時に行うことが可能である。以上により、ハウジング軌道盤４が得られる。

（変形例）
上記の実施の形態では、軌道部４１の径方向外方の端部から軸方向に延びる短円筒状のつば４２を有するハウジング軌道盤４を軌道盤として本発明を適用した場合について説明したが、図５及び図６に示すように、軌道部４１の径方向内方の端部から軸方向に延びる短円筒状のつば４２を有する軸軌道盤５を軌道盤として本発明を適用してもよい。軸軌道盤５を軌道盤とする場合、係止部４３は、軌道部４１から軸方向他方側（図５（ａ）の上側）に延びる第１突出部４３１と、第１突出部４３１の軸方向他方側の端部から、径方向外側（ころ２側）かつ軸方向他方側に延在する第２突出部４３２と、第２突出部４３２の第１突出部４３１と反対側の端部から、径方向外側（ころ２側）に突出する第３突出部４３３と、を有する。

さらに、図示していないが、スラストころ軸受１は、ハウジング軌道盤４と軸軌道盤５の両方を有していてもよい。この場合、ハウジング軌道盤４と軸軌道盤５の両方に係止部４３を形成してもよいし、どちらか一方のみに係止部４３を形成してもよい。なお、製造公差等による影響は径方向外方においてより大きくなるため、ハウジング軌道盤４には係止部４３を形成することが望ましいといえる。また、ハウジング軌道盤４と軸軌道盤５の一方のみに係止部４３を形成する場合、他方のつば４２の縁部に適宜ステーキングを施してもよい。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した本実施の形態に係るスラストころ軸受１によれば、係止部４３が、軌道部４１から軸方向他方側に延びる第１突出部４３１と、第１突出部４３１の軸方向他方側の端部から、径方向におけるころ２側かつ軸方向他方側に延在する第２突出部４３２と、第２突出部４３２の第１突出部４３１と反対側の端部から、さらに径方向におけるころ２側に突出する第３突出部４３３と、を有している。このように構成することで、第３突出部４３３の突出量を小さくしても、保持器３の軌道盤からの脱落を抑制可能になる。そして、第３突出部４３３の突出量を小さくすることで、成形時に係止部４３の先端に過度な引張り応力が発生してしまうことが抑制され、割れの発生を抑制することが可能になる。その結果、割れの発生による外観不良や、破片の発生を抑制することが可能になり、係止部４３の割れによる廃却コストを削減することが可能になる。

（付記）
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。例えば、上記実施の形態では、切欠き４２ａがつば４２と軌道部４１との連結部分（湾曲部分）まで延びている場合について説明したが、これに限らず、切欠き４２ｂは、少なくとも第２突出部４３２の基端部（第１突出部４３１との連結部分）まで延びていればよい。つまり、係止部４３の第１突出部４３１は、その周囲のつば４２と周方向に連結されていてもよい。

１…スラストころ軸受 ２…ころ
３…保持器 ３ａ…ポケット
４…ハウジング軌道盤（軌道盤） ４ａ…軌道面
４１…軌道部 ４２…つば
４３…係止部 ４３１…第１突出部
４３２…第２突出部 ４３３…第３突出部
５…軸軌道盤（軌道盤）

Claims (3)

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走可能に保持する複数のポケットを有する環状の保持器と、
   前記複数のころが転走する軌道面が形成された環状の軌道盤と、を備え、
   前記軌道盤は、前記軌道面を有しかつ前記保持器の軸方向一方側に配置された円環状で板状の軌道部と、前記軌道部の径方向における外方又は内方のいずれか一方の端部から軸方向他方側に延び、前記保持器を係止する複数の係止部と、を有し、
   前記係止部は、
   前記軌道部から前記軸方向他方側に延びる第１突出部と、
   前記第１突出部の前記軸方向他方側の端部から、前記径方向における前記ころ側かつ前記軸方向他方側に延在する第２突出部と、
   前記第２突出部の前記第１突出部と反対側の端部から、さらに前記径方向における前記ころ側に突出する第３突出部と、を有する、
   スラストころ軸受。
2. 前記軌道盤は、前記径方向における外方又は内方のいずれか一方の端部から前記軸方向他方側に延びる円筒状のつばを有し、
   前記つばには、周方向に離間しかつ前記軸方向他方側に開口する切欠きの対が複数対形成されており、
   前記係止部は、前記対をなす前記切欠きの間における前記つばを塑性変形させたものである、
   請求項１に記載のスラストころ軸受。
3. 前記係止部は、前記軌道部の前記径方向における外方の端部から前記軸方向他方側に延びるように形成されており、
   前記第２突出部は、前記径方向の内方かつ前記軸方向他方側に延在するように形成され、
   前記第３突出部は、前記第２突出部の前記第１突出部と反対側の端部から、さらに前記径方向の内方に突出して形成されている、
   請求項１または２に記載のスラストころ軸受。

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