JP2020051486A - スラスト転がり軸受構造およびスラスト転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもころ案内を安定させることができるスラスト転がり軸受構造を提供する。【解決手段】スラスト転がり軸受構造は、環状板部１７と、環状板部１７の外周縁または内周縁から連続して軸方向一方へ突出する突出部と、突出部の突出縁から連続して径方向へ延び環状板部１７と間隔を空けて対向する部分板部２３と、環状板部１７および部分板部２３にそれぞれ設けられたポケット壁面１７ｗ，２３ｗで構成されるポケットと、を有するスラスト転がり軸受用保持器１４と、ポケットに保持されるころ１３（転動体）と、を備え、部分板部２３のポケット壁面２３ｗは、環状板部１７に近い側に配置される剪断面ｓと、環状板部１７から遠い側に配置される破断面ｂを含み、環状板部１７のポケット壁面１７ｗは、部分板部２３に近い側に配置される剪断面ｓと、部分板部２３から遠い側に配置される破断面をｂ含み、ポケットの周方向寸法Ｐｃはころ１３の外径寸法よりも小さい。【選択図】図４

Description

本発明は、スラスト転がり軸受構造およびスラスト転がり軸受に関する。

スラスト転がり軸受に使用され、薄板を曲げて重ねて形成されるスラスト転がり軸受用保持器として従来、例えば特開２０１０―２７０７８２号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。特許文献１記載の製造方法は、第１工程で絞り加工等により薄板を曲げ重ね、第２工程で抜き金型によりポケットを打ち抜き、第３工程でカシメ金型を保持器の両面に押し付けてころ止めを形成する。特許文献１の記載によれば、厚板を用いずに保持器の強度を確保できるというものである。

特開２０１０―２７０７８２号公報

上記従来の保持器にあっては、薄板を曲げ重ねた後に、保持器の軸方向一方から他方へ抜き金型を動かしてポケットを打ち抜き形成するため、図１０に示すように各薄板においてポケット壁面の軸方向一方側が剪断面ｓ１、ｓ２となり、ポケット壁面の軸方向他方側が破断面ｂ１、ｂ２となる。

ポケット壁面はころＲと当接してころＲを案内するため、保持器の軸方向中央部の破断面ｂ２がころＲと当接し、ころＲと当接する破断面の比率が高くなる。そうすると、軸受使用中のころ案内が不安定になる懸念がある。また破断面は潤滑油によって覆われにくいため、ころＲを案内するポケット壁面に油膜ができにくくなってピーリング等の懸念がある。

本発明は、上述の実情に鑑み、ころ等の転動体に関し、軸受使用中に転動体案内を安定させる改良技術を提供することを目的とする。

この目的のため本発明によるスラスト転がり軸受構造は、環状板部と、環状板部の外周縁または内周縁から連続して軸方向一方へ突出する突出部と、突出部の突出縁から連続して径方向へ延び環状板部と間隔を空けて対向する部分板部と、環状板部および部分板部にそれぞれ設けられたポケット壁面で構成されるポケットと、を有するスラスト転がり軸受用保持器と、ポケットに保持される転動体と、を備え、部分板部のポケット壁面は、環状板部に近い側に配置される剪断面と、環状板部から遠い側に配置される破断面を含み、環状板部のポケット壁面は、部分板部に近い側に配置される剪断面と、部分板部から遠い側に配置される破断面を含み、ポケットの周方向寸法は転動体の外径寸法よりも小さい。

かかる本発明によれば、軸方向一方側に配置される部分板部のポケットが、締め代を伴って転動体を案内することから、転動体がポケットから軸方向一方側へ抜け出さない。また軸方向他方側に配置される環状板部のポケットが、締め代を伴って転動体を案内することから、転動体がポケットから軸方向他方側へ抜け出さない。したがってスラスト転がり軸受を所定箇所に組み込む前に保持器付き転動体として取り扱うことができる。さらに軸受使用中に、ポケット壁面のうち、剪断面が転動体と当接して転動体を案内するため、転動体案内を安定させることができる。ポケット壁面の剪断面には油膜が形成されるので、ピーリング等を防止することができる。本発明の突出部は、環状板部の外周縁および内周縁のうちの少なくとも一方から連続する。

本発明の一局面として突出部は、環状板部の外周縁から軸方向一方へ突出する外径側突出部と、環状板部の内周縁から軸方向一方へ突出する内径側突出部とを含み、部分板部は、外径側突出部から径方向内側へ延びる外径側板部と、内径側突出部から径方向外側へ延びる内径側板部とを含み、外径側板部および内径側板部は径方向に間隔を空けている。

本発明の好ましい局面として、環状板部および外径側板部の間隔と、環状板部および内径側板部の間隔が等しい。かかる局面によれば、外径側板部および環状板部が対をなして転動体を案内するとともに、内径側板部および環状板部が対をなして転動体を案内することから、転動体案内が益々安定する。外径側板部と内径側板部は、径方向に間隔を空けて隙間を構成する。隙間は周方向に延び、間隔を空けて複数配置されるポケット同士を連通する油路となって通油性が向上する。

本発明の他の局面として突出部は、環状板部の外周縁から軸方向一方へ突出する外径側突出部と、環状板部の内周縁から軸方向他方へ突出する内径側突出部を含み、部分板部は、外径側突出部から径方向内側に延びる第１部分板部と、内径側突出部から径方向外側へ延びる第２部分板部とを含み、転動体は、環状板部と非接触で、かつ、第１部分板部と第２部分板部と接触している。

かかる局面によれば転動体は、第１部分板部および第２部分板部と接触するが、環状板部と非接触にされるので、環状板部のポケット壁面の破断面を転動体から離隔させることができる。また軸方向一方側に配置される第１部分板部のポケットが、締め代を伴って転動体を案内することから、転動体がポケットから軸方向一方側へ抜け出さない。また軸方向他方側に配置される第２部分板部のポケットが、締め代を伴って転動体を案内することから、転動体がポケットから軸方向他方側へ抜け出さない。

外径側突出部および内径側突出部、第１部分板部および第２部分板部の形成工程は特に限定されないが、好ましくは環状板部から径方向に延びる内周縁部および／または外周縁部を折り曲げる絞り加工により形成されるとよい。

本発明のスラスト転がり軸受は、上述したスラスト転がり軸受構造と、スラスト転がり軸受用保持器からみて軸方向一方に配置されて転動体が転動する第１軌道盤と、スラスト転がり軸受用保持器からみて軸方向他方に配置されて転動体が転動する第２軌道盤とを具備し、第１軌道盤には、軸方向他方に突出してスラスト転がり軸受用保持器を外径側から包囲する外径側鍔部と、外径側鍔部の突出縁から内径側へ突出してスラスト転がり軸受用保持器の外周縁を抱える外径側係合突起が設けられ、第２軌道盤には、軸方向一方に突出してスラスト転がり軸受用保持器を内径側から包囲する内径側鍔部と、内径側鍔部の突出縁から外径側へ突出してスラスト転がり軸受用保持器の内周縁を抱える内径側係合突起が設けられる。かかる局面によれば、第１部分板部および第２部分板部が互い違いに配置される保持器に、軌道盤の外径側係合突起および内径側係合突起が互い違いに係合することができるので、外径側鍔部および内径側鍔部の鍔高さを低くして、スラスト転がり軸受の小型化に資する。また第１部分板部よりも内径側と、第２部分板部よりも外径側に環状段差を設けて油路にすることができるので、通油性が向上する。

転動体は特に限定されないが、例えばころである。本発明の一局面として、転動体はころであって、ころ長がころ外径寸法の１．０倍以上２．０倍以下の範囲に含まれる。かかる局面によれば、針状ころよりもころ長の短い短小ころを安定して案内することができる。

このように本発明によれば、スラスト転がり軸受使用中の転動体案内を安定させることができる。

本発明のスラスト転がり軸受が使用される自動車のトルクコンバータを示す模式的な断面図である。 本発明のスラスト転がり軸受が使用される遊星歯車機構を示す模式的な正面図である。 本発明の第１実施形態になるスラスト転がり軸受を周方向にみた状態を示す断面図である。 保持器およびころを径方向にみた状態を示す断面図である。 第１実施形態のスラスト転がり軸受用保持器を示す正面図である。 第１実施形態の製造工程を模式的に示す断面図である。 本発明の第２実施形態になるスラスト転がり軸受を周方向にみた状態を示す断面図である。 保持器およびころを径方向にみた状態を示す断面図である。 第２実施形態の製造工程を模式的に示す断面図である。 従来のスラスト転がり軸受を周方向にみた状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明のスラスト転がり軸受を内蔵する自動車のトルクコンバータを示す模式的な断面図である。エンジンと自動変速機との間に組む込まれるトルクコンバータ８０は、インペラ８１、ステータ８２と、タービン８３とを有している。

具体的には、エンジンの出力軸（クランクシャフト）に連結されるインペラ８１と、自動変速機の入力軸に連結されるタービン８３とが互いに軸方向（紙面左右方向）に対向するように配置されている。インペラ８１は、コンバータカバー８６と溶接してあり、両者が一体となることで、ハウジング８７が形成されている。ハウジング８７の内部には、作動油（ここでは、ATF：Automatic Transmission Fluid）が封入されている。作動油は、トルクコンバータ８０に隣接したオイルポンプから供給される。また、ステータ８２は、インペラ８１とタービン８３との間に配置され、一方向クラッチ８４を介して非回転のステータシャフト８５に支持されている。

エンジンの出力軸からトルクコンバータ８０のハウジング８７にトルクが入力されると、インペラ８１が回転する。インペラ８１が回転すると、作動油が、矢印に示すように、インペラ８１、タービン８３、ステータ８２、インペラ８１の順に還流して流れるようになる。そして、タービン８３の回転が自動変速機の入力軸にトルクが増大された状態で伝達される。ステータ８２は、インペラ８１とタービン８３との間で還流する作動油を、タービン８３側からインペラ８１側に指向させる機能を有する。これにより、作動油の流れ方向を変えてインペラ８１に順方向の回転力を付与し、トルクを増大させる。

上記のトルクコンバータ８０では、トルクコンバータ８０の中心部、具体的にはインペラ８１とステータ８２との間、および、ステータ８２とタービン８３との間には、本発明の一実施形態に係るスラスト転がり軸受１０が配置される。ステータ８２は軸方向に対向する相手部材（インペラ８１あるいはタービン８３）からスラスト転がり軸受１０を経由してステータ８２に加わるアキシアル荷重を支持する一方、相手部材はスラスト転がり軸受１０により回転自在とされる。

図２は、本発明のスラスト転がり軸受が使用される遊星歯車機構を示す模式的な正面図である。自動変速機に内蔵される遊星歯車機構９１は、内歯を有し外周を取り囲むリングギア９２と、外歯を有しリングギア９２の中心に配置されるサンギア９３と、外歯を有しリングギア９２とサンギア９３の間に配置される複数のピニオンギア９４（プラネタリギアともいう）とを有する。ピニオンギア９４は、リングギア９２およびサンギア９３と噛合する。ピニオンギア９４の中心には係合穴９５が形成される。ピニオンギア９４は、係合穴９５に設置されるピニオンシャフト（図示せず）によって回転可能に支持される。そして、各々のピニオンシャフトはキャリア（図示せず）に連結される。

上記サンギア９３、キャリア、リングギア９２のうち、一つを固定し、残る二つの一方から回転を遊星歯車機構９１に入力し、他方から回転を出力することにより、減速または増速を行うことができる。具体的には、サンギア９３を固定し、リングギア９２から入力を行なうと、キャリアから低回転高トルクの動力が出力され、逆に、キャリアから動力を入力すると、リングギア９２から高回転低トルクの動力が出力される。サンギア９３の軸方向端面と相手部材の間には、本発明のスラスト転がり軸受（図示せず）が配置される。サンギア９３は、スラスト転がり軸受により、軸方向に対向する相手部材から伝達されるアキシアル荷重を支持しつつ、回転自在とされる。

図３は、本発明の一実施形態になるスラスト転がり軸受を拡大して示す断面図である。スラスト転がり軸受１０は、１対の軌道盤１１，１２と、これら軌道盤１１，１２間に介在する複数のころ１３（転動体）と、ころ１３を保持する保持器１４とを備える。本実施形態のスラスト転がり軸受１０は、スラストころ軸受である。スラスト転がり軸受１０は、図１に示すように軸線Ｏ方向のアキシアル荷重を伝達しながら相対回転する２部材間に介在する。なお、以下の説明では、スラスト転がり軸受１０において、スラスト転がり軸受１０の中心軸（軸線Ｏ）に沿った方向を「軸方向」、中心軸（軸線Ｏ）に直交する方向を「径方向」、中心軸（軸線Ｏ）を中心とする円弧に沿った方向を「周方向」と呼ぶ。

軌道盤１１，１２は、スラスト転がり軸受１０の軸方向に互いに向き合う平坦な軌道面１１ｂ，１２ｂをそれぞれ有する。また軌道盤１１，１２は、環状に形成される。

複数のころ１３は、軸線Ｏ回りに間隔を空けて配置される。各ころ１３は、保持器１４のポケット１５に保持される。ころ１３は、針状ころよりも短い、いわゆる短小ころである。ころ１３の長さ寸法は、ころ１３の外径寸法の１．０倍以上２．０倍以下の範囲である。言い換えると、ころ１２の外径寸法（ころ直径）φｃところ長ｌｃは以下の関係を満足する。

［式１］φｃ≦ｌｃ≦２φｃ

図４は、ころ１３および保持器１４を、図３中、Ａ―Ａで切断し、この断面を矢の方向からみた状態を示す断面図であり、径方向内側からみた状態を表す。図５は、保持器１４を軸方向にみた状態を示す正面図であり、軸方向一方からみた状態を表す。

保持器１４は略平坦な環状の鋼板から形成される。図５に示すように保持器１４の板厚方向（軸方向）にみて、保持器１４は軸線Ｏを取り囲むように環状である。円板からなる保持器１４は、ころ１３を収容するポケット１５を備える。保持器１４は、環状板部１６と、外径側突出部２１と、内径側突出部２２と、外径側板部２３と、内径側板部２４とを含む。これらの環状板部１６と、外径側突出部２１と、内径側突出部２２と、外径側板部２３と、内径側板部２４は、互いに連続し、一部材の保持器１４を構成する。

外径側突出部２１および内径側突出部２２は、環状板部１６と同じ厚みの円筒状部分である。環状の外径側突出部２１は、環状板部１６の全周に亘って、環状板部１６の外周縁から連続し、軸方向一方へ突出する。環状の内径側突出部２２は、環状の環状板部１６の全周に亘って、環状板部１６の内周縁から連続し、軸方向一方へ突出する。外径側突出部２１および内径側突出部２２は、径方向に間隔を空けて対向する。

環状板部１６、外径側板部２３、および内径側板部２４は、互いに同じ厚みであり、平坦な環状の円板である。外径側板部２３は、外径側突出部２１の突出縁から連続し、内径側へ延びる。このため環状板部１６および外径側板部２３は軸方向に間隔を空けて対向する。内径側板部２４は、内径側突出部２２の突出縁から連続し、外径側へ延びる。このため環状板部１６および内径側板部２４も、軸方向に間隔を空けて対向する。なお環状板部１６および外径側板部２３の間隔と、環状板部１６および内径側板部２４の間隔は等しい。

つまり図３に示すように、保持器１４の外径側板部２３は、環状板部１６の外径側部分と対向するよう配置される。保持器１４の内径側板部２４は、環状板部１６の内径側部分と対向するよう配置される。そして外径側板部２３と内径側板部２４は、径方向に離隔しており、互いに重ならない。

外径側板部２３と内径側板部２４は、径方向に離隔する。外径側板部２３および内径側板部２４は、特に区別しない場合、部分板部とも称される。保持器１４の軸方向寸法、すなわち部分板部の軸方向一方面から環状板部１６の軸方向他方面までの距離は、ころ１３の外径寸法よりも小さいことは勿論である。

図５に示すようにポケット１５は、保持器１４の周方向に間隔を空けて複数配置される。各ポケット１５は、４隅を丸く形成した四角孔であり、互いに向き合う２辺が平行にされる。

環状板部１６は、柱部１７と、外径側リング部１８と、内径側リング部１９を含む平坦な板部である。柱部１７は、保持器１４の周方向に隣り合うポケット１５，１５間で、保持器１４の径方向に延びる。外径側リング部１８は環状板部１６の外径側部分である。内径側リング部１９は環状板部１６の内径側部分である。ポケット１５よりも外径側には外径側リング部１８、ポケット１５よりも内径側には内径側リング部１９がそれぞれ設けられ、柱部１７で一体に結合される。柱部１７は、ポケット１５に臨むポケット壁面（以下、単に壁面１７ｗという）を有する。外径側板部２３は、ポケット１５に臨むポケット壁面（以下、単に壁面２３ｗという）を有する。内径側板部２４は、ポケット１５に臨むポケット壁面（以下、単に壁面２４ｗという）を有する。

外径側板部２３のポケット１５と、内径側板部２４のポケット１５は、切欠き形状である。これらの切欠き形状のポケット１５が周方向に間隔を空けて設けられることから、外径側板部２３および内径側板部２４は櫛歯状に形成される。

外径側板部２３と内径側板部２４の間の隙間は、保持器１４の周方向に延び、ポケット１５，１５同士を連通する。かかる隙間にはスラスト転がり軸受１０の運転中に潤滑油が流れ、各ポケット１５に潤滑油を供給する。また外径側板部２３および内径側板部２４は共に、環状板部１６からみて軸方向一方側に配置される。

図４に示すように、周方向に対向する壁面２３ｗ，２３ｗの距離は、ポケット１５の周方向寸法Ｐｃを規定する。周方向寸法Ｐｃは、ころ１３の外径寸法（直径）Ｄｒよりも小さい（Ｐｃ＜Ｄｒ）。壁面１７ｗ，１７ｗ間の距離であるポケット１５の周方向寸法、および壁面２４ｗ，２４ｗ間の距離であるポケット１５の周方向寸法も同様である。このため軸方向一方の部分板部と軸方向他方の環状板部１６の間に配置されるころ１３からみて、ポケット１５は締め代Ｆを伴う。締め代Ｆは以下の関係を満足する。

［式２］Ｆ＝Ｄｒ／２―Ｐｃ／２

これによりころ１３の一端部は、締め代Ｆを伴うポケット１５によって軸方向移動を規制され、軸方向両側の外径側板部２３および環状板部１６間に抜け止めされる。同様に、ころ１３の他端部も、締め代Ｆを伴うポケット１５によって軸方向移動を規制され、軸方向両側の内径側板部２４および環状板部１６間に抜け止めされる。ゆえに、ころ１３はポケット１５から抜け止めされる。

次に、第１実施形態の保持器１４の製造方法につき説明する。図６は、第１実施形態の製造工程を模式的に示す断面図であり、保持器の元になる円板素材を表す。

［素材準備工程］
まず平坦な１枚の円板素材１１４を準備する。この円板素材１１４は、軸方向に関し板厚一定の鋼板である。この円板素材１１４は、径方向に関し、外周縁から内周縁に向かって外径側板部２３と、外径側突出部２１と、環状板部１６と、内径側突出部２２と、内径側板部２４を含む。この準備素材工程と次のポケット形成工程において、環状板部１６は円板素材１１４の径方向中央領域である。また、外径側突出部２１および外径側板部２３は、環状板部１６から連続して外径側へ延設される外径側領域である。また、内径側突出部２２および内径側板部２４は、環状板部１６から連続して内径側へ延設される内径側領域である。

［ポケット形成工程］
図６は円板素材１１４を示す縦断面図である。円板素材１１４は、軸方向一方に配置されるポンチ２０１，２０２，２０３と向き合い、軸方向他方からダイス２０４，２０５で支持される。ポンチ２０１と、ダイス２０４と、ポンチ２０２と、ダイス２０５と、ポンチ２０３は、この順序で外径側から内径側へ径方向に配列される。ポンチ２０１，２０２，２０３はダイス２０４，２０５と隣り合うまで軸方向一方から他方に動いて、円板素材１１４を打ち抜き、円板素材１１４にポケット要素を形成する。具体的にはポンチ２０１が円板素材１１４の外周縁を打ち抜いて切り欠き形状のポケット要素１５ｃを形成し、ポンチ２０２が円板素材１１４の径方向中央部を打ち抜いて貫通孔状のポケット要素１５ｂを形成し、ポンチ２０３が円板素材１１４の内周縁を打ち抜いて切り欠き形状のポケット要素１５ｄを形成する。図６に示す打ち抜き工程では、全てのポンチ２０１，２０２，２０３が同じ方向に円板素材１１４を打ち抜く。ポケット要素１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、ポケット１５を構成する。

ポケット要素１５ｃのポケット壁面、ポケット要素１５ｂのポケット壁面、およびポケット要素１５ｄのポケット壁面はいずれも、軸方向一方側で、ポンチ２０１〜２０３の先端刃によって切り裂かれ、相対的に滑らかな剪断面ｓとされる。また、これらのポケット壁面はいずれも、ポンチ２０１〜２０３の先端刃が当たらない軸方向他方側で円板素材１１４の材料が引きちぎられることにより、相対的に粗な破断面ｂとされる。図中、破断面ｂと剪断面ｓの境界を破線で表す。

ポンチ２０１，２０２，２０３の打ち抜き方向に関し、剪断面ｓの寸法（面積）は破断面ｂの寸法（面積）よりも大きくされる。剪断面ｓと破断面ｂの割合は、円板素材１１４の材質およびポンチ２０１〜２０３が円板素材１１４を打ち抜く際の移動速度等にも因るが例えば、剪断面ｓがポケット壁面の７０〜９０％を占め、破断面が残りの３０〜１０％を占める。剪断面ｓには破断面ｂよりも油膜が形成されやすい。

［第１折り曲げ工程］
１枚の鋼製の円板素材１１４は、外径側突出部２１および内径側突出部２２を軸方向に略９０°折り曲げられる。つまり外径側突出部２１および内径側突出部２２は、この第１折り曲げ工程によって、環状板部１６から軸方向に立ち上がる。この第１折り曲げ工程では、外径側突出部２１および内径側突出部２２の板厚が不均一にならないよう、絞り加工あるいは拡径加工等によって徐々に折り曲げられる。このため第１折り曲げ工程は、０°から所定角度αまで折り曲げるサブ工程と、所定角度αから９０°まで折り曲げるサブ工程というように、２回あるいは３回以上の複数回に分けて実行されてもよい（０°＜α＜９０°）。

なお上述したポケット打ち抜き加工により剪断面ｓよりも軸方向一方側には抜きダレｇが形成される。抜きダレｇによるころ１３への攻撃性は低いが、例えば折り曲げ前に抜きダレｇに対し面押し加工を施すことで、ころ１３の案内をより安定させることができる。

［第２折り曲げ工程］
上述した第１折り曲げ工程に続く第２折り曲げ工程では、外径側板部２３を内径側へ倒すようにさらに折り曲げ、外径側板部２３の先端縁を径方向内側に指向させる。かくして外径側板部２３は１８０°曲げ返され、環状板部１６の外径側リング部１８と対向する。ポケット要素１５ｃの径方向位置および周方向位置は、ポケット要素１５ｂの径方向位置および周方向位置と重なり、ポケット１５（図３）を構成する。また第２折り曲げ工程では、内径側板部２４を外径側へ倒すようにさらに折り曲げ、内径側板部２４の先端縁を径方向外側に指向させる。かくして内径側板部２４は１８０°曲げ返され、環状板部１６の内径側リング部１９と対向する。ポケット要素１５ｄの径方向位置および周方向位置とポケット要素１５ｂの径方向位置および周方向位置が重なり、ポケット１５（図３）を構成する。この第２折り曲げ工程において、本実施形態では、外径側板部２３および内径側板部２４は環状板部１６と接触しないように折り曲げられる。ポケット要素１５ｃの軸方向位置は、ポケット要素１５ｄの軸方向位置と重なる。

この第２折り曲げ工程では、外径側板部２３および内径側板部２４の板厚が不均一にならないよう、絞り加工あるいは拡径加工等によって徐々に折り曲げられる。このため第２折り曲げ工程は、９０°から所定角度βまで折り曲げるサブ工程と、所定角度βから１８０°まで折り曲げるサブ工程というように、２回あるいは３回以上の複数回に分けて実行されてもよい（９０°＜β＜１８０°）。

上述した工程を順次経て、保持器１４が作製される。

第１実施形態によれば、ポケット１５の軸方向両端に破断面ｂを配置し、剪断面ｓをポケット１５の軸方向内側に集約することから、ころ１３を案内するころ案内面の断面比率を、剪断面ｓが多くなるよう調整することができる。したがって、ころ１３を安定して案内することができる。また、ポケットの軸方向内側に剪断面ｓを配置するため、ころ案内面に油膜を形成し易くすることができる。したがってピーリングを防止することができる。

また第１実施形態によれば、部分板部と環状板部が間隔を空けて対向することから、当該間隔をころ１３の外径寸法に適合させることができる。したがって薄板を曲げ重ねて作製される保持器であっても、ころ直径の自由度が大きくなる。

また第１実施形態によれば、外径側板部２３および環状板部１６が対をなしてころ１３を案内するとともに、内径側板部２４および環状板部１６が対をなしてころ１３を案内することから、ころ案内が益々安定する。

また第１実施形態によれば、外径側板部２３と内径側板部２４が径方向に離隔して隙間Ｎを構成する。隙間Ｎは周方向に延び、間隔を空けて複数配置されるポケット１５，１５同士を連通する油路となるので、通油性が向上する。

近年では、自動車の燃費向上のために、変速機が軽量化する傾向にある。軽量化を目的とした変速機の小型化が進むと、スラスト転がり軸受の径方向スペースの要求が厳しくなる。このように、自動車に用いられるスラスト転がり軸受では、径方向に小型化した低断面仕様の軸受が求められている。第１実施形態のころ１３は、針状ころよりも短い、いわゆる短小ころであり、ころ１３の長さ寸法は、ころ１３の外径寸法の１．０倍以上２．０倍以下の範囲である。これにより、上記径方向の低断面仕様の要求に応えることができる。

次に本発明の第２実施形態を説明する。図７は本発明の第２実施形態になるスラスト転がり軸受を周方向にみた状態を示す断面図である。図８は、第２実施形態の保持器３１を、図７中、Ｂ―Ｂで切断し、この断面を矢の方向からみた状態を示す断面図であり、径方向外側からみた状態を表す。図９は第２実施形態の製造工程を模式的に示す縦断面図であり、保持器の元になる円板素材１１４を表す。第２実施形態につき、前述した実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成について以下に説明する。

図７に示すように第２実施形態のスラスト転がり軸受２０は、ころ１３と、保持器３１と、軌道盤５１，５２とを備える。

保持器３１は、環状板部３２と、外径側突出部３３と、内径側突出部３４と、第１部分板部３５と、第２部分板部３６と、ポケット３７を有する。図３の第１実施形態と異なる点として、図７の第２実施形態では、外径側突出部３３および内径側突出部３４が互い違いに配置され、第１部分板部３５および第２部分板部３６が互い違いに配置される。

外径側突出部３３は環状板部３２の外周縁から連続して軸方向一方へ突出する。第１部分板部３５は、外径側突出部３３の突出縁から連続して径方向内側へ延び環状板部３２と間隔を空けて対向する。外径側突出部３３および第１部分板部３５は、厚み一定の円板の外径側領域を９０°ずつ折り曲げて形成される。

内径側突出部３４は環状板部３２の内周縁から連続して軸方向他方へ突出する。第２部分板部３６は、内径側突出部３４の突出縁から連続して径方向外側へ延び環状板部３２と間隔を空けて対向する。内径側突出部３４および第２部分板部３６は、厚み一定の円板の内径側領域を９０°ずつ折り曲げて形成される。

第１部分板部３５と、環状板部３２と、第２部分板部３６は、この順序で平行に配列され、互いに間隔を有する。保持器３１の軸方向寸法、すなわち第１部分板部３５の軸方向一方面から第２部分板部３６の軸方向他方面までの距離は、ころ１３の外径寸法よりも小さいことは勿論である。第１部分板部３５の径方向位置は、第２部分板部３６の径方向位置と重なる。

図８に示すように環状板部３２と、第１部分板部３５と、第２部分板部３６には、ポケットが形成される。ポケット３７は、保持器３１の周方向に間隔を空けて複数配置される。各ポケット３７は、４隅を丸く形成した四角孔であり、互いに向き合う２辺が平行にされる。

環状板部３２は、前述した環状板部１６と同様、柱部と、外径側リング部と、内径側リング部を含む平坦な板部である。第１部分板部３５は、環状の平坦な板部であって、環状板部３２の板幅よりも小さく、環状板部３２の外径寄りに配置される。図７に示すように第１部分板部３５の内周縁は環状板部３２に対し環状段差Ｄ１を構成する。

第２部分板部３６は、環状の平坦な板部であって、環状板部３２の板幅よりも小さく、環状板部３２の内径寄りに配置される。第２部分板部３６の外周縁は環状板部３２に対し環状段差Ｄ２を構成する。第１部分板部３５および第２部分板部３６の縁には切欠き形状のポケットが周方向に間隔を空けて設けられることから、第１部分板部３５および第２部分板部３６は櫛歯状に形成される。環状板部３２、外径側突出部３３、内径側突出部３４、第１部分板部３５、第２部分板部３６は、等しい板厚を有する。

軌道盤５１，５２は、スラスト転がり軸受２０の軸方向に互いに向き合う平坦な軌道面５１ｂ，５２ｂと、各軌道面から立ち上がる外径側鍔部５１ｃおよび内径側鍔部５２ｃをそれぞれ有する。また軌道盤５１，５２は、環状に形成される。軌道盤５１，５２を特に区別する場合、第１軌道盤５１および第２軌道盤５２ともいう。

軌道盤５１は、保持器３１の第１部分板部３５と対向する。鍔部５１ｃは、軌道盤５１の外周縁に設けられ、保持器３１を外径側から包囲する。軌道盤５２は、保持器３１の第２部分板部３６と対向する。内径側鍔部５２ｃは、軌道盤５２の内周縁に設けられ、保持器３１を内径側から包囲する。

ころ１３は一対の軌道盤５１，５２に挟まれて、軌道面５１ｂ，５２ｂ上を周方向に転走する。

スラスト転がり軸受２０の外周縁に設けられる外径側鍔部５１ｃは、軌道盤５２よりも大きな径寸法を有する。このため軌道盤５２と外径側鍔部５１ｃの間には周方向に開いた環状隙間が形成される。かかる環状隙間は、スラスト転がり軸受２０の外部にある潤滑油をスラスト転がり軸受２０の内部に導くことができる。

軌道面５１ｂから突出する外径側鍔部５１ｃの軸方向高さ（鍔高さ）は、ころ１３の直径よりも小さく、軌道盤５２に達しない。このため、外径側鍔部５１ｃの軸方向高さを低くできる。軌道面５２ｂから突出する内径側鍔部５２ｃの軸方向高さ（鍔高さ）は、ころ１３の直径よりも小さく、軌道盤５１に達しない。このため、内径側鍔部５２ｃの軸方向高さを低くできる。つまりスラスト転がり軸受２０は軸方向に小型化される。

内径側鍔部５２ｃと軌道盤５１の間には軸方向に開いた環状隙間が形成される。かかる環状隙間は、スラスト転がり軸受２０外部から潤滑油を、スラスト転がり軸受２０の内部に導く。また保持器３１の環状段差Ｄ１は、軌道盤５１と内径側鍔部５２ｃの環状隙間から潤滑油を各ポケット３７に供給する。

外径側鍔部５１ｃと軌道盤５２の間には軸方向に開いた環状隙間が形成される。かかる環状隙間を通路として、スラスト転がり軸受２０内部の潤滑油がスラスト転がり軸受２０外部へ流れる。また保持器３１の環状段差Ｄ２を通路として、各ポケット３７内部の潤滑油が各ポケット３７外部へ流れる。

周方向に連なる外径側鍔部５１ｃの先端縁には、係合突起５１ｄが形成される。係合突起５１ｄは、周方向に間隔をあけて複数設けられ、外径側鍔部５１ｃよりも内径側へ突出する。各係合突起５１ｄは環状段差Ｄ２に進入している。複数の係合突起５１ｄを通過する円の直径は、保持器３１の外径よりも小さい。このため係合突起５１ｄは保持器３１に係合し、保持器３１は軌道盤５１から分離し難くされる。

周方向に連なる内径側鍔部５２ｃの先端縁には、係合突起５２ｄが形成される。係合突起５２ｄは、周方向に間隔をあけて複数設けられ、内径側鍔部５２ｃよりも外径側へ突出する。各係合突起５２ｄは環状段差Ｄ１に進入している。複数の係合突起５２ｄを通過する円の直径は、保持器３１の内径よりも大きい。このため係合突起５２ｄは保持器３１に係合し、保持器３１は軌道盤５２から分離し難くされる。

このようにスラスト転がり軸受２０では、軌道盤５１，５２および保持器３１が分離しないように組み立てられている。このため保持器３１の各ポケット１５に配置されるころ１３も、スラスト転がり軸受２０から不用意に脱落することがない。

保持器３１の軸方向一方に配置される第１部分板部３５は、ポケット３７に臨むポケット壁面（以下、単に壁面３５ｗという）を有する。保持器３１の軸方向他方に配置される第２部分板部３６は、ポケット３７に臨むポケット壁面（以下、単に壁面３６ｗという）を有する。

図８に示すように、互いに対向する壁面３６ｗ，３６ｗの距離は、ポケット３７の周方向寸法Ｐｃを規定する。周方向寸法Ｐｃは、ころ１３の外径寸法（直径）Ｄｒよりも小さい（Ｐｃ＜Ｄｒ）。互いに対向する壁面３５ｗ，３５ｗ間の距離であるポケット３７の周方向寸法も同様である。このため軸方向一方の第１部分板部３５と軸方向他方の第２部分板部３６の間に配置されるころ１３からみて、ポケット３７は締め代Ｆを伴う。

保持器３１の軸方向中央部に配置される環状板部３２のポケットは、ポケット壁面（以下、単に壁面３２ｗという）によって区画される。互いに対向する壁面３２ｗ，３２ｗ間の距離であるポケットの周方向寸法は、ころ１３の外径寸法Ｄｒよりも大きい。各壁面３２ｗは、上述した壁面３５ｗ，３６ｗよりも後退するよう配置される。これにより軸受使用中、ころ１３は壁面３５ｗ，３６ｗから常時離隔される。

次に、第２実施形態の保持器３１の製造方法につき概略説明する。ここでは前述した第１実施形態の保持器１４の製造方法と異なる点のみ説明する。

図９に示すようにポンチ２０１は、円板素材１１４からみてポンチ２０２，２０３と反対側に設置される。ポケット形成工程でポンチ２０１は、円板素材１１４を軸方向一方から打ち抜いてポケット要素３７ｃを打ち抜き形成する。これに対しポンチ２０２，２０３は、円板素材１１４を軸方向他方から打ち抜いてポケット要素３７ｂ，３７ｄを打ち抜き形成する。ポケット要素３７ｂ，３７ｃ，３７ｄはポケット３７を構成する。ポケット要素３７ｃは壁面３５ｗを有する。ポケット要素３７ｂは壁面３２ｗを有する。ポケット要素３７ｄは壁面３６ｗを有する。

なお図示しない変形例として、ポンチ２０２は軸方向一方に設置されてもよい。図９中、図示しないダイスは各ポンチからみて軸方向反対側に配置され、各ポンチと重ならない位置で円板素材１１４を支持する。

このポケット形成工程により壁面３５ｗの軸方向一方に剪断面ｓが形成され、壁面３５ｗの軸方向他方に破断面ｂが形成される。反対に壁面３２ｗ，３６ｗの軸方向一方に破断面ｂが形成され、壁面３２ｗ，３６ｗの軸方向他方に軸方向他方に剪断面ｓが形成される。

後の折り曲げ工程で、外径側突出部３３および第１部分板部３５は軸方向一方へ折り曲げられ、内径側突出部３４および第２部分板部３６は軸方向他方へ折り曲げられる。これにより壁面３５ｗ、３６ｗの剪断面ｓは、環状板部３２に近い側に配置され、壁面３５ｗ、３６ｗの破断面ｂは、環状板部３２から遠い側に配置される。

上記の方法により作成された第２実施形態に係る保持器では、ころ１３は、環状板部３２と非接触で、かつ、第１部分板部３５と第２部分板部３６と接触している。

第２実施形態によれば、軸方向一方側に配置される第１部分板部３５のポケット３７が、締め代を伴ってころ１３を案内することから、ころ１３がポケット３７から軸方向一方側へ抜け出さないようにすることができる。また軸方向他方側に配置される第２部分板部３６のポケット３７が、締め代を伴ってころ１３を案内することから、ころ１３がポケットから軸方向他方側へ抜け出さないようにすることができる。さらにポケット３７の壁面３５ｗ，３６ｗのうち、破断面ｂがポケット３７の軸方向両端に配置され、剪断面ｓがポケット１５の軸方向内側に集約されてころ１３と当接し、ころ１３を案内するため、ころ案内を安定させることができる。また壁面３５ｗ，３６ｗの剪断面ｓには油膜が形成されるので、ピーリング等を防止することができる。また本実施形態によれば、環状板部のポケット壁面が転動体から離れていることから、環状板部のポケット壁面の破断面が転動体案内に影響しない。

また第２実施形態によれば、第１部分板部３５および第２部分板部３６が互い違いに配置される保持器３１に、軌道盤５１，５２の外径側係合突起５１ｄおよび内径側係合突起５２ｄが互い違いに係合することができるので、外径側鍔部５１ｃおよび内径側鍔部５２ｃの鍔高さを低くして、スラスト転がり軸受２０の小型化に資する。また第１部分板部３５よりも内径側と、第２部分板部３６よりも外径側に環状段差Ｄ１，Ｄ２を設けて油路にすることができるので、通油性が向上する。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。例えば上述した１の実施形態から一部の構成を抜き出し、上述した他の実施形態から他の一部の構成を抜き出し、これら抜き出された構成を組み合わせてもよい。

１０ スラスト転がり軸受、 １１，１２ 軌道盤 １３ ころ、
１４ 保持器、 １５ ポケット、 １５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ポケット要素
１７ｗ，２３ｗ，２４ｗ ポケット壁面、 １６ 環状板部、
２０ スラスト転がり軸受、 ２１ 外径側突出部、
２２ 内径側突出部、 ２３ 外径側板部（部分板部）、
２４ 内径側板部（部分板部）、 ３１ 保持器、 ３２ 環状板部、
３３ 外径側突出部、 ３４ 内径側突出部、
３５ 第１部分板部（部分板部）、 ３６ 第２部分板部（部分板部）、
３７ ポケット、 ３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ ポケット要素、
３２ｗ，３５ｗ，３６ｗ ポケット壁面、 ５１ 第１軌道盤、
５２ 第２軌道盤、 ５１ｃ 外径側鍔部、 ５１ｄ 外径側係合突起、
５２ｃ 内径側鍔部、 ５２ｄ 内径側係合突起、 １１４ 円板素材、
Ｄ１，Ｄ２ 環状段差、 Ｄｒ ころ外径寸法、 Ｆ 締め代、
Ｏ 軸線、 ｂ 破断面、 ｓ 剪断面。

Claims (6)

1. 環状板部と、前記環状板部の外周縁または内周縁から連続して軸方向一方へ突出する突出部と、前記突出部の突出縁から連続して径方向へ延び前記環状板部と間隔を空けて対向する部分板部と、前記環状板部および前記部分板部にそれぞれ設けられたポケット壁面で構成されるポケットと、を有するスラスト転がり軸受用保持器と、
   前記ポケットに保持される転動体と、を備え、
   前記部分板部の前記ポケット壁面は、前記環状板部に近い側に配置される剪断面と、前記環状板部から遠い側に配置される破断面を含み、
   前記環状板部の前記ポケット壁面は、前記部分板部に近い側に配置される剪断面と、前記部分板部から遠い側に配置される破断面を含み、
   前記ポケットの周方向寸法は前記転動体の外径寸法よりも小さい、スラスト転がり軸受構造。
2. 前記突出部は、前記環状板部の前記外周縁から軸方向一方へ突出する外径側突出部と、前記環状板部の前記内周縁から軸方向一方へ突出する内径側突出部とを含み、
   前記部分板部は、前記外径側突出部から径方向内側へ延びる外径側板部と、前記内径側突出部から径方向外側へ延びる内径側板部とを含み、
   前記外径側板部および前記内径側板部は径方向に間隔を空けている、請求項１に記載のスラスト転がり軸受構造。
3. 前記環状板部および前記外径側板部の間隔と、前記環状板部および前記内径側板部の間隔が等しい、請求項２に記載のスラスト転がり軸受構造。
4. 前記突出部は、前記環状板部の前記外周縁から軸方向一方へ突出する外径側突出部と、前記環状板部の前記内周縁から軸方向他方へ突出する内径側突出部を含み、
   前記部分板部は、前記外径側突出部から径方向内側に延びる第１部分板部と、前記内径側突出部から径方向外側へ延びる第２部分板部とを含み、
   前記転動体は、前記環状板部と非接触で、かつ、前記第１部分板部と前記第２部分板部と接触している、請求項１に記載のスラスト転がり軸受構造。
5. 前記転動体は、ころであって、
   前記ころのころ長がころ外径寸法の１．０倍以上２．０倍以下の範囲に含まれる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のスラスト転がり軸受構造。
6. 請求項４に記載のスラスト転がり軸受構造と、
   前記スラスト転がり軸受用保持器からみて軸方向一方に配置されて前記転動体が転動する第１軌道盤と、
   前記スラスト転がり軸受用保持器からみて軸方向他方に配置されて前記転動体が転動する第２軌道盤とを具備し、
   前記第１軌道盤には、軸方向他方に突出して前記スラスト転がり軸受用保持器を外径側から包囲する外径側鍔部と、前記外径側鍔部の突出縁から内径側へ突出して前記スラスト転がり軸受用保持器の外周縁を抱える外径側係合突起が設けられ、
   前記第２軌道盤には、軸方向一方に突出して前記スラスト転がり軸受用保持器を内径側から包囲する内径側鍔部と、前記内径側鍔部の突出縁から外径側へ突出して前記スラスト転がり軸受用保持器の内周縁を抱える内径側係合突起が設けられる、スラスト転がり軸受。

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