JP2020193646A - スラストころ軸受、及び、スラストころ軸受の軌道輪の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スラストころ軸受において、第一軌道輪と第二軌道輪との内の少なくとも一方と、保持器との間における摩耗を防ぐ。【解決手段】スラストころ軸受１０は、第一軌道輪１１と、第二軌道輪１２と、複数のころ１３と、保持器１４とを備える。第一軌道輪１１は、ころ１３が転がり接触する軌道面１６を有する第一円環部１５と、第一円筒部１７とを有する。第二軌道輪１２は、ころ１３が転がり接触する軌道面１９を有する第二円環部１８と、第二円筒部２０とを有する。第一円環部１５と第二円環部１８とは、軌道面１６，１９から軸方向に隆起し、ころ１３の軸方向端部１３ａ，１３ｂと接触可能である隆起部４１，４６を有する。保持器１４及びころ１３が径方向に変位すると、保持器１４が第一円筒部１７（第二円筒部２０）に接触する前に、ころ１３の軸方向端部１３ａ（１３ｂ）が隆起部４１（４６）に接触する。【選択図】 図１

Description

本発明は、スラストころ軸受、及び、その軌道輪の製造方法に関する。

スラストころ軸受は、相対回転する第一部材と第二部材との間に生じるアキシアル荷重を受けることができる。スラストころ軸受は、自動車及び産業建設機械のトランスミッション等、多くの回転機器に用いられる。

図８に示すように、スラストころ軸受９０は、第一部材９９に取り付けられる第一軌道輪９１と、第二部材９８に取り付けられる第二軌道輪９２と、複数のころ９３と、保持器９４とを備える。第一軌道輪９１と第二軌道輪９２とが相対回転すると、ころ９３は、保持器９４によって適切な姿勢となるように保持されて、自転しながら公転する。

スラストころ軸受９０が回転すると、保持器９４の径方向外側の端部９５ａが、第一軌道輪９１の円筒部（フランジ部）９６に滑り接触する。これにより、保持器９４はガイドされる。つまり、第一軌道輪９１の円筒部９６によって、保持器９４は径方向について位置決めされる。特許文献１に開示のスラストころ軸受９０では、前記滑り接触による摩擦抵抗を小さくするために、保持器９４の前記端部９５ａの断面形状が、突曲形状とされている。

特開２０１８−６６５０１号公報

スラストころ軸受９０が、高速回転でかつ高荷重の条件で用いられると、保持器９４と第一軌道輪９１との滑り接触による摩耗が発生しやすくなる。特に、図８に示すように、中心線Ｃが水平線に沿うようにして、スラストころ軸受９０が回転機器に取り付けられると、前記摩耗が発生しやすくなる場合がある。すなわち、回転機器では、第一部材９９と第二部材９８とは相対的に僅かではあるが径方向に変位可能となっている。このため、組み立ての際、重力によって、第一部材９９が第一軌道輪９１と共に下に変位する場合がある。すると、円筒部９６が保持器９４の端部９５ａに接触した状態となり、更に、円筒部９６が保持器９４を押し下げる。この結果、第一軌道輪９１が第二軌道輪９２に対して偏心した状態で組み立てされることになる。

この状態で、スラストころ軸受９０に大きなアキシアル荷重が作用すると、偏心した状態にある第一軌道輪９１と第二軌道輪９２との間に、ころ９３は強く挟まれた状態となる。すると、スラストころ軸受９０が回転しても、偏心した状態は維持され、解消されにくく、保持器９４の端部９５ａが円筒部９６に繰り返し摺接する。この結果、端部９５ａが摩耗しやすくなる。

なお、回転機器の種類又は組み立ての態様等によっては、前記のような偏心した状態での回転により、保持器９４の内周側の端部９５ｂが、第二軌道輪９２の円筒部９７に、強く摺接することがある。すると、内周側の端部９５ｂが摩耗しやすくなる。

そこで、本開示の目的は、スラストころ軸受において、第一軌道輪と第二軌道輪との内の少なくとも一方と、保持器との間における摩耗を防ぐことにある。

本開示のスラストころ軸受は、第一軌道輪と、当該第一軌道輪の軸方向一方側に設けられ当該第一軌道輪と軸方向に対向する第二軌道輪と、前記第一軌道輪と前記第二軌道輪との間に配置される複数のころと、前記ころを保持する保持器と、を備え、前記第一軌道輪は、前記ころが転がり接触する軌道面を有する第一円環部と、当該第一円環部の径方向外側から軸方向一方に延びる第一円筒部と、を有し、前記第二軌道輪は、前記ころが転がり接触する軌道面を有する第二円環部と、当該第二円環部の径方向内側から軸方向他方に延びる第二円筒部と、を有し、前記第一円環部と前記第二円環部との内の少なくとも一方は、前記軌道面から軸方向に隆起し、前記ころの軸方向端部と接触可能である隆起部を有し、前記保持器及び前記ころが径方向に変位すると、当該保持器が前記第一円筒部又は前記第二円筒部に接触する前に、当該ころの軸方向端部が前記隆起部に接触する。

前記スラストころ軸受によれば、第一円環部が隆起部を有する場合、保持器及びころと、第一軌道輪とが相対的に径方向に変位すると、ころの軸方向端部が隆起部に接触し、保持器は第一円筒部に接触しない。このため、第一円筒部と保持器の外環状部との間の摩耗が防がれる。第二円環部が隆起部を有する場合、保持器及びころと、第二軌道輪とが相対的に径方向に変位すると、ころの軸方向端部が隆起部に接触し、保持器は第二円筒部に接触しない。このため、第二円筒部と保持器の内環状部との間の摩耗が防がれる。

また、好ましくは、前記ころは、当該ころの外周面と当該ころの軸方向端面との間に凸曲面を有し、前記隆起部は、当該隆起部の軸方向に向く側面と前記軌道面との間に、前記凸曲面が接触可能である凹曲面を有する。
この場合、ころの凸曲面が隆起部の凹曲面に接触することで、保持器は第一円筒部又は第二円筒部に接触しない。

さらに好ましくは、前記凹曲面の曲率半径は、前記凸曲面の曲率半径以上である。
隆起部の凹曲面ところの凸曲面とで曲率半径が同じである場合、凹曲面に凸曲面が線接触することが可能となる。隆起部の凹曲面の方がころの凸曲面よりも曲率半径が大きい場合、凹曲面に凸曲面が点接触することが可能となる。これにより、ころと隆起部との間の摩耗が防がれる。

また、好ましくは、前記第一軌道輪と前記第二軌道輪との内の少なくとも一方と、前記ころとの硬さの差は、前記第一軌道輪と前記第二軌道輪との内の少なくとも一方と、前記保持器との硬さの差よりも小さい。
この場合、ころの軸方向端部が隆起部に接触することによる、ころと隆起部との間の摩耗が抑制される。

また、本開示は、スラストころ軸受が備える軌道輪の製造方法であって、平坦な鋼板に対して打ち抜きを行って所定形状の中間品を得る打ち抜き工程と、絞り加工によって前記中間品の周縁部を折り曲げる絞り工程と、を含み、前記打ち抜き工程において前記打ち抜きを行う際に、前記鋼板に対して、打ち抜き方向に段差部を有する金型を押圧することで、スラストころ軸受が備えるころが接触する軌道面を有する薄肉部と、当該薄肉部よりも板厚の大きい厚肉部と、を形成する。

この製造方法により、スラストころ軸受が備える軌道輪を製造することができる。その軌道輪には、厚肉部において前記隆起部が形成される。隆起部にころの軸方向端部が接触することで、保持器が軌道輪に接触しないようにすることが可能となる。この結果、軌道輪を含めてスラストころ軸受の組み立てが完了し、使用された状態で、保持器との間における摩耗を防ぐことが可能となる。

本発明によれば、スラストころ軸受において、第一軌道輪と第二軌道輪との内の少なくとも一方と、保持器との間における摩耗を防ぐことが可能となる。

スラストころ軸受の一例を示す断面図である。 図１と異なる位置におけるスラストころ軸受の断面図である。 軸受の外周側部及び内周側部を拡大して示す断面図である。 第一の隆起部及びその周囲を拡大して示す断面図である。 第二の隆起部及びその周囲を拡大して示す断面図である。 軌道輪の製造方法を示す説明図である。 軌道輪の製造方法を示す説明図である。 従来のスラストころ軸受を示す断面図である。

図１は、スラストころ軸受の一例を示す断面図である。図１に示すスラストころ軸受１０（以下、単に「軸受１０」とも称する。）は、第一軌道輪１１と、第一軌道輪１１の軸方向一方側に設けられている第二軌道輪１２と、複数のころ１３と、円環状である保持器１４とを備える。第一軌道輪１１と第二軌道輪１２とは、複数のころ１３及び保持器１４を間に挟んで、軸方向に対向している。第一軌道輪１１及び第二軌道輪１２それぞれは、全体として略円環状の部材であり、後に説明するが鋼板をプレスによって成形することで製造される。

本開示の軸受１０は、自動車のトランスミッションの回転軸を支持するために用いられる。軸受１０は、第一軌道輪１１及び第二軌道輪１２の中心線Ｃが水平線に沿うようにして用いられる。軸受１０は、潤滑油（オイル）によって潤滑される。なお、軸受１０は、トランスミッション以外の他の回転機器にも適用可能である。

本開示の軸受１０において、第一軌道輪１１の中心線Ｃに沿った方向が「軸方向」と定義される。この軸方向には、中心軸Ｃに平行な方向も含まれるものとする。中心軸Ｃに直交する方向が「径方向」と定義される。中心軸Ｃを中心とする周方向、つまり、第一軌道輪１１と第二軌道輪１２との相対回転の方向が軸受１０の「周方向」と定義される。

ころ１３は、円筒状の外周面５０と、ころ１３の軸方向一方側の第一の端面５１と、ころ１３の軸方向他方側の第二の端面５２とを有する。ころ１３は、更に、外周面５０と第一の端面５１との間に凸曲面３８を有していて、外周面５０と第二の端面５２との間に凸曲面３９を有する。凸曲面３８，３９は、凸アール形状の面取りとも称される。ころ１３は、針状ころ、円筒ころ、又は棒状ころである。複数のころ１３が、第一軌道輪１１と第二軌道輪１２との間に配置される。複数のころ１３が、保持器１４によって保持される。

第一軌道輪１１は、トランスミッション（回転装置）が備える第一部材３１に取り付けられる。第一軌道輪１１は、第一円環部１５と第一円筒部１７とを有する。第一円環部１５は、円環状であり、ころ１３が転がり接触する軌道面（第一軌道面）１６を有する。第一円環部１５は、更に、第一の隆起部４１を有する。第一の隆起部４１は、第一軌道面１６の径方向外側の隣に設けられていて、第一軌道面１６から軸方向一方に隆起している。第一の隆起部４１については、後にも説明する。

第一円筒部１７は、円筒状であり、第一円環部１５の径方向外側の端部１５ａから軸方向一方に延びて設けられている。第一軌道輪１１は、更に、第一円筒部１７の軸方向一方側の端部１７ａの一部から径方向内方に向かって突出している爪部（ステーキング）５５を有する。爪部５５と第一円環部１５の一部との間に、保持器１４が有する外環状部２３が介在することで、保持器１４と第一軌道輪１１との分離が防止される。

第二軌道輪１２は、トランスミッション（回転装置）が備える第二部材３２に取り付けられる。第二軌道輪１２は、第二円環部１８と第二円筒部２０とを有する。第二円環部１８は、円環状であり、ころ１３が転がり接触する軌道面（第二軌道面）１９を有する。第二円環部１８は、更に、第二の隆起部４６を有する。第二の隆起部４６は、第二軌道面１９の径方向内側の隣に設けられていて、第二軌道面１９から軸方向他方に隆起している。第二の隆起部４６については、後に説明する。

第二円筒部２０は、円筒状であり、第二円環部１８の径方向内側の端部１８ａから軸方向他方に延びて設けられている。第二軌道輪１２は、更に、第二円筒部２０の軸方向他方側の端部２０ａの一部から径方向外方に向かって突出している爪部（ステーキング）５６を有する。爪部５６と第二円環部１８の一部との間に、保持器１４が有する内環状部２４が介在することで、保持器１４と第二軌道輪１２との分離が防止される。

図１は、中心線Ｃを含む面における断面を示している。図２は、図１と異なる位置における軸受１０の断面図であって、中心線Ｃを含む面における断面を示している。本開示の第一軌道輪１１では、第一円筒部１７は、第一の大フランジ部２６（図１参照）と、第一の小フランジ部２７（図２参照）とを有する。大フランジ部２６と小フランジ部２７とは周方向に沿って交互に設けられている。第一円筒部１７は、例えば、四つの大フランジ部２６と、四つの小フランジ部２７とにより構成されている。大フランジ部２６は、小フランジ部２７よりも軸方向の寸法が大きい。爪部５５は、大フランジ部２６に設けられている。小フランジ部２７は、大フランジ部２６よりも軸方向の寸法が小さい。小フランジ部２７の軸方向の寸法が小さいことから、小フランジ部２７の軸方向一方側に開口３３が形成される。開口３３を通じて潤滑油が軸受１０の内外を通過可能となっている。この潤滑油は、軸受１０の潤滑のためのみならず、その周囲の潤滑にも用いられる。

本開示の第二軌道輪１２では、第二円筒部２０は、第二の大フランジ部２８（図１参照）と、第二の小フランジ部２９（図２参照）とを有する。大フランジ部２８と小フランジ部２９とは周方向に沿って交互に設けられている。第二円筒部２０は、例えば、四つの大フランジ部２８と、四つの小フランジ部２９とにより構成されている。大フランジ部２８は、小フランジ部２９よりも軸方向の寸法が大きい。爪部５６は、大フランジ部２８に設けられている。小フランジ部２９は、大フランジ部２８よりも軸方向の寸法が小さい。小フランジ部２９の軸方向の寸法が小さいことから、小フランジ部２９の軸方向他方側に開口３４が形成される。開口３４から潤滑油が軸受１０の内外を通過可能となっている。この潤滑油は、軸受１０の潤滑のためのみならず、その周囲の潤滑にも用いられる。

保持器１４は、ころ１３よりも径方向外方に位置する円環状の外環状部２３と、ころ１３よりも径方向内方に位置する円環状の内環状部２４と、外環状部２３と内環状部２４とを繋ぐ複数の柱部２５とを有する。外環状部２３と内環状部２４との間であって、周方向で隣り合う柱部２５，２５の間が、ころ１３を収容するポケット３０となる。各ポケット３０に一つのころ１３が収容されている。ころ１１の中心軸が径方向と一致するように、ころ１３は各ポケット３０に保持されている。

図３は、軸受１０の外周側部及び内周側部を拡大して示す断面図である。ころ１３の第一の端面５１と、外環状部２３の内周面３６ａとの間には、径方向についての隙間ｅ１が形成されている。ころ１３の第二の端面５２と、内環状部２４の外周面３７ａとの間には、径方向についての隙間ｅ２が形成されている。径方向外側の隙間ｅ１と径方向内側の隙間ｅ２とにより、ころ１３と保持器１４とは径方向について相対的に変位可能である。また、保持器１４はころ１３と共に径方向に変位可能である。

第一軌道輪１１における第一の隆起部４１について説明する。隆起部４１は、周方向に沿って形成されていて環状であり、周方向に沿って断面形状は同じである。隆起部４１により、第一円環部１５は、薄肉部４２と、厚肉部４３とを有する。薄肉部４２の軸方向一方側の面が、第一軌道面１６である。隆起部４１は厚肉部４３に含まれる。隆起部４１により、厚肉部４３は、薄肉部４２よりも軸方向の寸法（厚さ）が大きくなっている。隆起部４１に、ころ１３の軸方向端部（第一端部）１３ａが接触可能である。

第一の隆起部４１は、その隆起部４１の軸方向一方側に向く側面４１ａと第一軌道面１６との間に、凹曲面４４を有する。つまり、隆起部４１は、径方向内方に向く面として凹曲面４４を有する。前記のとおり、ころ１３は、外周面５０と第一の端面５１との間に凸曲面３８を有する。なお、隆起部４１の径方向内方に向く面は、図４に示すように、凹曲面４４のみならず、凹曲面４４と滑らかに連続する短円筒面（断面において直線状となる面）４４ａを含んで構成されていてもよい。凹曲面４４の曲率半径ｒ１は、凸曲面３８の曲率半径ｒ２と同じであってもよく、又は、凹曲面４４の曲率半径ｒ１は、凸曲面３８の曲率半径ｒ２よりも大きくてもよい。

図３において、ころ１３が径方向外方へ変位すると、凸曲面３８が凹曲面４４に接触し、これにより、ころ１３の変位が制限される。ころ１３が隆起部４１に接触した状態で、そのころ１３に対して保持器１４が更に径方向外方に変位すると、内環状部２４の外周面３７ａがころ１３の第二の端面５２に接触し、保持器１４の変位が制限される。このように、ころ１３が隆起部４１に接触し、かつ、内環状部２４がころ１３に接触した状態で、保持器１４及びころ１３は、第一軌道輪１１に対して径方向外方に移動不能となる。この移動不能となる状態で、外環状部２３の外周面３６ｂと、第一円筒部１７の内周面２１との間には隙間Ｅ１が形成され、外環状部２３と第一円筒部１７とは非接触となる。

つまり、ころ１３及び保持器１４が径方向外方に変位すると、外環状部２３が第一円筒部１７に接触する前に、ころ１３の軸方向端部１３ａが隆起部４１に接触する。このように構成されるために、第一軌道輪１１、第二軌道輪１２、及び保持器１４が同心状に配置された状態（図１、図２、図３に示す状態）で、外環状部２３と第一円筒部１７との間に形成される隙間Ｅ１ａは、ころ１３（軸方向端部１３ａ）と隆起部４１との間の接触部における径方向の隙間（最大隙間）Ｆ１よりも、大きく設定される（Ｅ１ａ＞Ｆ１）。また、ころ１３に対する保持器１４の径方向外方への変位を考慮すると、隙間Ｅ１ａは、隙間Ｆ１と隙間ｅ２との和よりも大きく設定される（Ｅ１ａ＞ｅ２＋Ｆ１）。なお、この場合の隙間ｅ２は、ころ１３を挟んで反対側の隙間ｅ１と値を同じとする。

第二軌道輪１２における第二の隆起部４６について説明する。隆起部４６は、周方向に沿って形成されていて環状であり、周方向に沿って断面形状は同じである。隆起部４６により、第二円環部１８は、薄肉部４７と、厚肉部４８とを有する。薄肉部４７の軸方向他方側の面が、第二軌道面１９である。隆起部４６は厚肉部４８に含まれる。隆起部４６により、厚肉部４８は、薄肉部４７よりも軸方向の寸法（厚さ）が大きくなっている。隆起部４６に、ころ１３の軸方向端部（第二端部）１３ｂが接触可能である。

第二の隆起部４６は、その隆起部４６の軸方向他方側に向く側面４６ａと第二軌道面１９との間に、凹曲面４９を有する。つまり、隆起部４６は、径方向外方に向く面として凹曲面４９を有する。前記のとおり、ころ１３は、外周面５０と第二の端面５２との間に凸曲面３９を有する。なお、隆起部４６の径方向外方に向く面は、図５に示すように、凹曲面４９のみならず、凹曲面４９と滑らかに連続する短円筒面（断面において直線状となる面）４９ａを含んで構成されていてもよい。凹曲面４９の曲率半径ｒ３は、凸曲面３９の曲率半径ｒ４と同じであってもよく、又は、凹曲面４９の曲率半径ｒ３は、凸曲面３９の曲率半径ｒ４よりも大きくてもよい。

図３において、ころ１３が径方向内方へ変位すると、凸曲面３９が凹曲面４９に接触し、これにより、ころ１３の変位が制限される。ころ１３が隆起部４６に接触した状態で、そのころ１３に対して保持器１４が更に径方向内方に変位すると、外環状部２３の内周面３６ａがころ１３の第一の端面５１に接触し、保持器１４の変位が制限される。このように、ころ１３が隆起部４６に接触し、かつ、外環状部２３がころ１３に接触した状態で、保持器１４及びころ１３は、第二軌道輪１２に対して径方向内方に移動不能となる。この移動不能となる状態で、内環状部２４の内周面３７ｂと、第二円筒部２０の外周面２２との間には隙間Ｅ２が形成され、内環状部２４と第二円筒部２０とは非接触となる。

つまり、ころ１３及び保持器１４が径方向内方に変位すると、内環状部２４が第二円筒部２０に接触する前に、ころ１３の軸方向端部１３ｂが隆起部４６に接触する。このように構成されるために、第一軌道輪１１、第二軌道輪１２、及び保持器１４が同心状に配置された状態（図１、図２、図３に示す状態）で、内環状部２４と第二円筒部２０との間に形成される隙間Ｅ２ａは、ころ１３（軸方向端部１３ｂ）と隆起部４６との間の接触部における径方向の隙間（最大隙間）Ｆ２よりも、大きく設定される（Ｅ２ａ＞Ｆ２）。また、ころ１３に対する保持器１４の径方向内方への変位を考慮すると、隙間Ｅ２ａは、隙間Ｆ２と隙間ｅ１との和よりも大きく設定される（Ｅ２ａ＞ｅ１＋Ｆ２）。なお、この場合の隙間ｅ１は、ころ１３を挟んで反対側の隙間ｅ２と値を同じとする。

以上のように、本開示の軸受１０では、第一軌道輪１１は、第一円環部１５と第一円筒部１７とを有する。第一円環部１５は、第一軌道面１６から軸方向一方に隆起し、ころ１３の軸方向端部１３ａと接触可能である第一の隆起部４１を有する。保持器１４及びころ１３が径方向外方に変位すると、その保持器１４の外環状部２３が第一円筒部１７に接触する前に、ころ１３の軸方向端部１３ａが第一の隆起部４１に接触する。

この軸受１０によれば、保持器１４及びころ１３と第一軌道輪１１とが、相対的に径方向について、ころ１３と第一円筒部１７とが接近する方向に変位すると、ころ１３の軸方向端部１３ａが第一の隆起部４１に接触し、保持器１４は第一円筒部１７に接触しない。このため、軸受１０の回転の際、第一円筒部１７と保持器１４の外環状部２３との間の摩耗が防がれる。

また、本開示では、第二軌道輪１２は、第二円環部１８と第二円筒部２０とを有する。第二円環部１８は、第二軌道面１９から軸方向他方に隆起し、ころ１３の軸方向端部１３ｂと接触可能である第二の隆起部４６を有する。保持器１４及びころ１３が径方向内方に変位すると、その保持器１４の内環状部２４が第二円筒部２０に接触する前に、ころ１３の軸方向端部１３ｂが第二の隆起部４６に接触する。

この軸受１０によれば、保持器１４及びころ１３と第二軌道輪１２とが、相対的に径方向について、ころ１３と第二円筒部２０とが接近する方向に変位すると、ころ１３の軸方向端部１３ｂが第二の隆起部４６に接触し、保持器１４は第二円筒部２０に接触しない。このため、軸受１０の回転の際、第二円筒部２０と保持器１４の内環状部２４との間の摩耗が防がれる。

特に本開示の軸受１０は、図１に示すように、第一軌道輪１１の中心線Ｃが水平線に沿うようにして用いられる。この場合、第一部材３１と第二部材３２と共に軸受１０を組み立てる際、重力によって、第一部材３１が第一軌道輪１１と共に下に変位する場合がある。しかし、このように第一軌道輪１１が下に変位しても、第一の隆起部４１がころ１３に接触し、その状態で、第一円筒部１７と、保持器１４の外環状部２３との間には隙間Ｅ１（図３参照）が残される。更に、下に変位する第一軌道輪１１がころ１３を押し下げ、ころ１３が保持器１４と共に下に変位しても、そのころ１３は、第二の隆起部４６に接触する。その状態で、保持器１４の内環状部２４と第二円筒部２０との間には隙間Ｅ２（図３参照）が残される。よって、軸受１０の回転の際、第一円筒部１７と外環状部２３との間の摩耗が防がれ、第二円筒部２０と内環状部２４との間の摩耗が防がれる。

ここで、保持器１４、第一軌道輪１１及び第二軌道輪１２、及び、ころ１３の材質等について説明する。保持器１４は、冷間圧延鋼板をプレスにより所定形状に成形することで製造される。保持器１４は、ガス軟窒化処理が施されていて、表面に硬化層として化合物層（窒化化合物層）が形成されている。保持器１４の表面硬さは、例えば、４００〜７４０Ｈｖである。
第一軌道輪１１及び第二軌道輪１２は、機械構造用炭素鋼（特殊鋼薄板）をプレスにより所定形状に成形することで製造される。第一軌道輪１１及び第二軌道輪１２は、焼入れ及び焼戻しの熱処理が施されていて、表面に硬化層が形成されている。第一軌道輪１１及び第二軌道輪１２の硬さは、例えば、６７５−７７５Ｈｖであり、保持器１４よりも硬い。
ころ１３は、軸受鋼の線材を切断し、転動面を研磨することで製造される。ころ１３は、焼入れ及び焼戻しの熱処理が施されていて、表面に硬化層が形成されている。ころ１３の硬さは、例えば、６０〜６５ＨＲＣであり、保持器１４よりも硬い。

保持器１４等の各硬さが前記の値の範囲内に設定されている。そして、本開示では、第一軌道輪１１ところ１３との硬さの差が、第一軌道輪１１と保持器１４との硬さの差よりも小さい。このため、ころ１３の軸方向端部１３ａが第一の隆起部４１に接触することによる、ころ１３と第一の隆起部４１との間の摩耗が抑制される。また、第二軌道輪１２ところ１３との硬さの差は、第二軌道輪１２と保持器１４との硬さの差よりも小さい。このため、ころ１３の軸方向端部１３ｂが第二の隆起部４６に接触することによる、ころ１３と第二の隆起部４６との間の摩耗が抑制される。なお、第一軌道輪１１と第二軌道輪１２との内の少なくとも一方と、ころ１３との硬さの差が、第一軌道輪１１と第二軌道輪１２との内の少なくとも一方と、保持器１４との硬さの差よりも小さくてもよい。軸受１０が回転すると、ころ１３と第一軌道輪１１の第一の隆起部４１とが滑り接触する場合があり、また、ころ１３と第二軌道輪１２の第二の隆起部４６とが滑り接触する場合がある。しかし、前記構成により、ころ１３、第一軌道輪１１、及び第二軌道輪１２の摩耗が抑制され、軸受１０の全体として、耐摩耗効果が期待できる。

また、図３及び図４に示すように、軸受１０の外周側において、ころ１３は、軸方向端部１３ａに、凸曲面３８を有する。第一の隆起部４１は、凸曲面３８が接触可能である凹曲面４４を有する。そして、前記のとおり、凹曲面４４の曲率半径ｒ１は、凸曲面３８の曲率半径ｒ２以上である。凹曲面４４と凸曲面３８とで曲率半径が同じ（ｒ１＝ｒ２）である場合、凹曲面４４に凸曲面３８が線接触することが可能となる。凹曲面４４の方が凸曲面３８よりも曲率半径が大きい（ｒ１＞ｒ２）場合、凹曲面４４に凸曲面３８が点接触することが可能となる。これにより、隆起部４１ところ１３との間において、エッジ接触するのを防ぐことができ、隆起部４１ところ１３との間における摩耗が抑制される。

また、軸受１０の内周側においても、ころ１３は、軸方向端部１３ｂに、凸曲面３９を有する。第二の隆起部４６は、凸曲面３９が接触可能である凹曲面４９を有する。このため、軸受１０の外周側と同様に、内周側においても、隆起部４６ところ１３との間において、エッジ接触するのを防ぐことができ、隆起部４６ところ１３との間における摩耗が抑制される。

本開示では、第一円環部１５と第二円環部１８との双方が、それぞれころ１３と接触可能である隆起部４１，４６を有しているが、隆起部を有する円環部は一方のみであってもよい。つまり、第一円環部１５と第二円環部１８との内の少なくとも一方が、ころ１３と接触可能である隆起部を有していればよい。

前記のような第一の隆起部４１を備える第一軌道輪１１の製造方法について説明する。図６及び図７は、その製造方法を示す説明図であり、上が加工対象の平面図であり、下がその断面図である。第一軌道輪１１は、鋼板５からプレス加工により製造される。その製造方法には、打ち抜き工程Ｓ１０と、その後に行われる絞り工程Ｓ２０とが含まれる。図６及び図７により説明する製造方法では、打ち抜き工程Ｓ１０には、内径抜き工程Ｓ１１と、外径抜き工程Ｓ１２とが含まれ、また、絞り工程Ｓ２０の後に、ステーキング成形工程Ｓ３０、及びカットオフ工程Ｓ４０が行われる。

内径抜き工程Ｓ１１では、矩形の鋼板（機械構造用炭素鋼の板、特殊鋼薄板等）５をプレスして、その中央に孔５ａを形成する。外径抜き工程Ｓ１２では、孔５ａの周囲を残して、更にその外周側をプレスにより打ち抜き、孔５ｂを形成する。この状態では、外周に矩形状のフレーム部６と、そのフレーム部６に繋がる第一の中間品７とが形成される。絞り工程Ｓ２０では、中間品７の外周縁部７ａが絞り加工により折り曲げられる。この折り曲げられた外周縁部７ａが、第一円筒部１７となり、外周縁部７ａ以外の部分７ｂが、第一円環部１５となる。ステーキング成形工程Ｓ３０では、第一円筒部１７の一部を、径方向内方へ折り曲げることで、爪部５５が形成される。カットオフ工程Ｓ４０では、フレーム部６と、爪部５５が形成された第二の中間品８とを分離する。以上より、第一軌道輪１１が得られる。

このように、第一軌道輪１１の製造方法は、平坦な鋼板５に対して打ち抜きを行って所定形状の中間品７を得る打ち抜き工程Ｓ１０（内径抜き工程Ｓ１１、外径抜き工程Ｓ１２）と、絞り加工によって中間品７の外周縁部７ａを折り曲げる絞り工程Ｓ２０とを含む。そして、打ち抜き工程Ｓ１０において打ち抜きを行う際に、鋼板５に対して、打ち抜き方向に段差部を有する金型を押圧することで、ころ１３（図１参照）が接触する第一軌道面１６を有する薄肉部４２と、その薄肉部４２よりも板厚の大きい厚肉部４３とを形成する。

図６及び図７に示す製造方法では、薄肉部４２及び厚肉部４３の形成は、外径抜き工程Ｓ１２で行われる。打ち抜き工程Ｓ１０における薄肉部４２及び厚肉部４３の形成は、外径抜き工程Ｓ１２で行われてもよいが、内径抜き工程Ｓ１１で行われてもよい。つまり、パンチにより孔５ａを形成する際に、併せて押し金型により薄肉部４２及び厚肉部４３が形成される。または、孔５ａの周囲を残して、更にその外周側に孔５ｂを形成する際に、併せて押し金型により薄肉部４２及び厚肉部４３が形成される。この製造方法により、薄肉部４２の表面に第一軌道面１６が形成され、また、厚肉部４３において第一の隆起部４１が形成された第一軌道輪１１が得られる。

なお、ここでは、第一軌道輪１１について説明したが、第二軌道輪１２は、第一軌道輪１１と同様に、断面Ｌ字形状を有していて、その製造方法は、第一軌道輪１１の製造工程と同様である。第二軌道輪１２においても、打ち抜き工程において打ち抜きを行う際、鋼板５に対して、打ち抜き方向に段差部を有する金型を押圧することで、ころ１３（図１参照）が接触する第二軌道面１９を有する薄肉部４７と、その薄肉部４７よりも板厚の大きい厚肉部４８とを形成する。この製造方法により、薄肉部４７の表面に第二軌道面１９が形成され、また、厚肉部４８において第二の隆起部４６が形成された第二軌道輪１２が得られる。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

５：鋼板 ７：第一の中間品 ８：第二の中間品
１０：スラストころ軸受 １１：第一軌道輪 １２：第二軌道輪
１３：ころ １３ａ：軸方向端部 １３ｂ：軸方向端部
１４：保持器 １５：第一円環部 １６：軌道面
１７：第一円筒部 １８：第二円環部 １９：軌道面
２０：第二円筒部 ３８：凸曲面 ３９：凸曲面
４１：第一の隆起部 ４１ａ：側面 ４４：凹曲面
４６：第二の隆起部 ４６ａ：側面 ４９：凹曲面
５０：外周面 ５１：第一の端面（軸方向端面）
５２：第二の端面（軸方向端面） ｒ１：曲率半径
ｒ２：曲率半径 ｒ３：曲率半径 ｒ４：曲率半径

Claims (5)

1. 第一軌道輪と、当該第一軌道輪の軸方向一方側に設けられ当該第一軌道輪と軸方向に対向する第二軌道輪と、前記第一軌道輪と前記第二軌道輪との間に配置される複数のころと、前記ころを保持する保持器と、を備え、
   前記第一軌道輪は、前記ころが転がり接触する軌道面を有する第一円環部と、当該第一円環部の径方向外側から軸方向一方に延びる第一円筒部と、を有し、
   前記第二軌道輪は、前記ころが転がり接触する軌道面を有する第二円環部と、当該第二円環部の径方向内側から軸方向他方に延びる第二円筒部と、を有し、
   前記第一円環部と前記第二円環部との内の少なくとも一方は、前記軌道面から軸方向に隆起し、前記ころの軸方向端部と接触可能である隆起部を有し、
   前記保持器及び前記ころが径方向に変位すると、当該保持器が前記第一円筒部又は前記第二円筒部に接触する前に、当該ころの軸方向端部が前記隆起部に接触する、
   スラストころ軸受。
2. 前記ころは、当該ころの外周面と当該ころの軸方向端面との間に凸曲面を有し、
   前記隆起部は、当該隆起部の軸方向に向く側面と前記軌道面との間に、前記凸曲面が接触可能である凹曲面を有する、請求項１に記載のスラストころ軸受。
3. 前記凹曲面の曲率半径は、前記凸曲面の曲率半径以上である、請求項２に記載のスラストころ軸受。
4. 前記第一軌道輪と前記第二軌道輪との内の少なくとも一方と、前記ころとの硬さの差は、前記第一軌道輪と前記第二軌道輪との内の少なくとも一方と、前記保持器との硬さの差よりも小さい、請求項１〜３のいずれか一方に記載のスラストころ軸受。
5. スラストころ軸受が備える軌道輪の製造方法であって、
   平坦な鋼板に対して打ち抜きを行って所定形状の中間品を得る打ち抜き工程と、
   絞り加工によって前記中間品の周縁部を折り曲げる絞り工程と、
   を含み、
   前記打ち抜き工程において前記打ち抜きを行う際に、前記鋼板に対して、打ち抜き方向に段差部を有する金型を押圧することで、スラストころ軸受が備えるころが接触する軌道面を有する薄肉部と、当該薄肉部よりも板厚の大きい厚肉部と、を形成する、
   スラストころ軸受の軌道輪の製造方法。

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