JP2020148214A - スラスト玉軸受用保持器 - Google Patents

Abstract

【課題】スラスト玉軸受の長寿命化、高負荷容量化を図る。【解決手段】円環部１６ａと、この円環部１６ａの外径側周面に等間隔で突き出す柱部１６ｂとを備え、周方向に隣り合う柱部１６ｂの対向面に、転動体である玉１５を保持するポケット１７を設けた構成としたスラスト玉軸受の保持器１６であり、前記柱部１６ｂを、中央部が空洞で前記円環部に対して直交する方向の断面がＣ形形状とされ、周方向に隣り合う柱部１６ｂ間に設けたポケット１７の入口径を前記玉１５の径よりも小さく設定したことを特徴とする。【選択図】図３

Description

この発明は、例えば、油圧式無段変速機に用いられるスラスト玉軸受の保持器に関する。

農業機械や小型建設機械に搭載されている油圧式無段変速機には、軸の回転力を油圧に変換させる際、あるいは油圧を軸の回転力に変換させる際のピストン圧力を受ける斜板として、スラスト玉軸受が使用されている。

この斜板として使用されるスラスト玉軸受は、ピストンからの集中荷重として複合荷重（アキシアル荷重とラジアル荷重）および偏心荷重が作用する厳しい条件下での使用となる。

ところで、スラスト玉軸受の内輪の破損防止を目的として、溝底肉厚や保持器厚さを規定したものが特許文献1に開示されている。

また、スラスト玉軸受の軌道盤の形状、すなわち、軌道溝の肩の形状に合わせて転動体を確実に保持することができる冠型保持器を用いたスラスト玉軸受が特許文献２に開示されている。

特許第５４２４５７３号公報 特開２００４−０４４６８２号公報

近年、油圧式無段変速機は、同一サイズで高出力化が求められるため、スラスト玉軸受の長寿命化、高負荷容量化が必要である。

ところが、特許文献１の技術は、内輪の最適な寸法諸元を適用することで割損などの破損を防止するものであるが、スラスト玉軸受の転動疲労寿命の向上を狙ったものではない。

また、特許文献２の冠型保持器を適用したものも高負荷容量化を目的としたものではない。

そこで、この発明は、例えば、同一サイズで高出力化が求められる油圧式無段変速機に適用するスラスト玉軸受の長寿命化、高負荷容量化を図ることを課題とするものである。

前記の課題を解決するために、この発明は、円環部と、この円環部の外径側周面に等間隔で突き出す柱部とを備え、周方向に隣り合う柱部の対向面に、転動体である玉を保持するポケットを設けた構成のスラスト玉軸受の保持器において、前記柱部を、中央部が空洞で前記円環部に対して直交する方向の断面がＣ形形状とし、周方向に隣り合う柱部間に設けたポケットの入口径が前記玉の径よりも小さく設定したものである。

前記スラスト玉軸受の保持器は、樹脂材料によって形成され、前記ポケットの内面形状を、周方向が長軸の楕円形状に形成されている。

以上のように、この発明に係るスラスト玉軸受の保持器は、前記のように、円環部の外径側周面に柱部を突き出した冠形とし、円環部を内周側にしか設けていないので、玉をより外径側に配置することができる。これにより、玉のピッチ円直径を大きくすることができ、かつ、玉もより大きな直径のものを使用することができるので、負荷容量を増加させることができる。

また、大きな直径の玉を使用した場合、隣り合う柱部の中央部分の肉厚が薄くなり、射出成型によって保持器を形成する際に、薄肉部分に樹脂が到達しないことが予測されるが、この発明に係る保持器は、柱部を、中央部が空洞で前記円環部に対して直交する方向の断面をＣ形形状としているので、柱部の中央部に薄肉部を形成する必要がなく、成形不良という問題を回避できる。

また、周方向に隣り合う柱部間に設けられるポケットの内面形状を、周方向が長軸の楕円形状に形成することにより、合成樹脂製の保持器が弾性変形しても、隣接する玉同士の距離が保たれるため、玉同士の接触を回避できる。

この発明の実施形態に係るスラスト玉軸受の断面図である。 図１のスラスト玉軸受に使用する保持器の側面図である。 図２の保持器のポケットに一つ置きに玉を組み入れた状態の側面図である。 図２の保持器の平面図である。 この発明の他の実施形態に係るスラスト玉軸受の断面図である。 図５のスラスト玉軸受に使用する保持器の側面図である。 油圧式無段変速機の一例を示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

この発明の実施形態に係る図１のスラスト玉軸受１０は、図１に示すように、内輪軌道面１１を有する内輪１２と、外輪軌道面１３を有する外輪１４とを対向配置し、内輪軌道面１１と外輪軌道面１３との間に、転動体である複数の玉１５を転動自在に配置したものである。

前記スラスト玉軸受１０は、複数の玉１５を円周方向に亘って等間隔に保持する保持器１６を備えている。

保持器１６は、図２〜図４に示すように、円環部１６ａと、この円環部１６ａの外径側周面に等間隔で突き出す柱部１６ｂとを備えた冠型形状であり、周方向に隣り合う柱部１６ｂの対向面に、転動体である玉１５を保持するポケット１７を設けている。

前記柱部１６ｂは、中央部が空洞で前記円環部に対して直交する方向の断面がＣ形形状であり、円環部１６ａがＣ形形状の柱部１６ｂを２分する位置に設けられている。

周方向に隣り合う柱部１６ｂ間に設けられるポケット１７の入口径ｄ（図３および図４）は、玉１５の直径Ｄよりも小さく設定されており、玉１５をポケット１７に挿入した後に、玉１５がポケット１７から脱落することなく、保持器１６と玉１５とを一体で取り扱えるようにして、相手部品への組込み性を維持している。

転動体としての玉１５の遅れや進みによりポケット１７の面に衝撃が加わり、その衝撃によって保持器１６が破損しないように、保持器１６としては合成樹脂製のものを用いる。その中でも、耐久性と弾性等を考慮して、例えば、ポリアミド６６を用いることができる。また、合成樹脂製の保持器１６には、補強用にガラス繊維を含有させてもよい。

前記保持器１６は、前記のように、円環部１６ａの外径側周面に柱部１６ｂを突き出した冠形であり、円環部１６ａを内周側にしか設けない構成にしているので、玉１５をより外径側に配置することができる。これにより、玉１５のピッチ円直径を大きくすることができ、かつ、玉１５もより大きな直径のものを使用することができるので、負荷容量を増加させることができ、スラスト玉軸受１０の長寿命化をはかることができる。

また、大きな直径の玉１５を使用した場合、隣り合う柱部１６ｂの中央部分の肉厚が薄くなり、この薄肉部分に射出成型の際に樹脂が到達しないことが予測されるが、この発明の柱部１６ｂは、中央部が空洞で前記円環部に対して直交する方向の断面がＣ形形状であるため、柱部１６ｂの中央部に薄肉部を形成する必要がない。したがって、保持器１６の成形不良という問題を回避することができる。

周方向に隣り合う柱部１６ｂ間に設けられるポケット１７の内面形状は、図３に一点鎖線で示すように、周方向が長軸の楕円形状に形成することが好ましい。ポケット１７を楕円形状に形成することにより、保持器１６が弾性変形しても、隣接する玉１５同士の距離が保たれ、玉１５同士の接触を回避することができる。

次に、図５に示す実施形態のスラスト玉軸受１００は、玉１５と、内輪１２および外輪１４との接触点を結ぶ直線αが、ラジアル方向に対して角度（接触角）θをもち、ラジアル荷重のほかに一方向からのアキシアル荷重を負荷することができるアンギュラ型のものである。

このアンギュラ型のスラスト玉軸受１００に使用する保持器１６は、図６に示すように、円環部１６ａが内輪１２側に偏り、Ｃ形形状の柱部１６ｂが外輪１４に向かって上を向く形状をしている点を除き、図１〜図４に示す保持器１６と共通するので、重複する説明は省略する。

この発明に係るスラスト玉軸受１０、１００は、例えば、図７に示すような、農業機械や小型建設機械に搭載されている油圧式無段変速機３０に使用されている。

図７に示す油圧式無段変速機３０は、図示しないエンジンから入力軸３１に伝達された回転駆動力を油圧力に変換する可変容量ポンプ３２と、油圧力を回転駆動力に戻して出力軸４０に伝達する可変容量モータ４２とを備えている。

可変容量ポンプ３２は、入力軸３１と一体回動するシリンダブロック３３と、シリンダブロック３３の周方向複数箇所に配置され、ピストン室３４内を往復動するノーズピストン３５と、ガイドブロック３６のガイド面に沿って回動する斜板３７とを備え、斜板３７が回動操作することにより、ノーズピストン３５の往復動ストロークが変化し、ピストン室３４が吐出する油量を変化させている。斜板３７には、スラスト玉軸受１０、１００がノーズピストン３５の先端部と接触する位置に配置されており、スラスト玉軸受１０、１００は斜板３７と共に回動する。

一方、可変容量モータ４２は、出力軸４１と一体回動するシリンダブロック４３と、シリンダブロック４３の周方向複数箇所に配置され、ピストン室４４内を往復動するノーズピストン４５と、斜板４７とを備えている。斜板４７には、スラスト玉軸受１０、１００がノーズピストン４５の先端部と接触する位置に配置されている。

可変容量ポンプ３２の各ピストン室３４から油が吐出されると、シリンダブロック４３の各ピストン室４４に油が供給される。そして、各ノーズピストン４５がピストン室４４に対して出入りするように往復駆動され、これにより、前進側又は後進側の駆動方向に、可変容量ポンプ３２の吐出油量で決まる速度で出力軸４１が回転する。

スラスト玉軸受１０、１００の内輪１２は回転可能であり、内輪軌道面１１が形成された面とは反対側の端面２１にノーズピストン３５（４５）の先端部が接触する。一方、外輪１４は、斜板３７に固定される。そのため、スラスト玉軸受１０、１００はノーズピストン３５（４５）から受ける高荷重を内輪１２で受け、玉１５を介して、斜板３７（４７）に固定された外輪１４側へ逃がしている。

この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全ての変更を含む。

１０ ：スラスト玉軸受
１１ ：内輪軌道面
１２ ：内輪
１３ ：外輪軌道面
１４ ：外輪
１５ ：玉
１６ ：保持器
１６ａ ：円環部
１６ｂ ：柱部
１７ ：ポケット

Claims (4)

1. 円環部と、この円環部の外径側周面に等間隔で突き出す柱部とを備え、周方向に隣り合う柱部の対向面に、転動体である玉を保持するポケットを設けたスラスト玉軸受用保持器であって、前記柱部は、中央部が空洞で前記円環部に対して直交する方向の断面がＣ形形状とされ、周方向に隣り合う柱部間に設けたポケットの入口径を、前記玉の径よりも小さく設定しているスラスト玉軸受用保持器。
2. 前記円環部と柱部が樹脂材料によって形成されている請求項1記載のスラスト玉軸受用保持器。
3. 前記ポケットの内面形状が、周方向が長軸の楕円形状に形成されている請求項1又は２記載のスラスト玉軸受用保持器。
4. 内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面を有する外輪とを対向配置し、内輪軌道面と外輪軌道面との間に、転動体である複数の玉を転動自在に配置し、前記複数の玉を、請求項１〜３のいずれかの保持器によって円周方向に亘って等間隔に保持していることを特徴とするスラスト玉軸受。

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