JP3632262B2

JP3632262B2 - スラストころ軸受

Info

Publication number: JP3632262B2
Application number: JP29691595A
Authority: JP
Inventors: 耕一森田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2015-11-15
Also published as: JPH09137824A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明に係るスラストころ軸受（ニードル軸受を含む。）は、自動車のトランスミッションやカークーラ用コンプレッサ等の回転部分に装着してスラスト荷重を支承するのに利用する。
【０００２】
【従来の技術】
トランスミッションやカークーラ用コンプレッサ等の回転部分には、例えば図５に示す様なスラストころ軸受を装着して、回転軸等に加わるスラスト荷重を支承する。このスラストころ軸受１は、放射方向に配列された複数のころ２と、全体を円輪状に造られてこの複数のころ２を転動自在に保持する保持器３と、この複数のころ２を左右（左右は図面による。使用状態での左右位置を表すものではない。本明細書全体で同じ。）両側から挟持する外輪４及び内輪５とから成る。これら外輪４及び内輪５はそれぞれ、十分な硬度を有する金属板により円輪状に造られている。このうちの外輪４は、円輪状の外輪レース部６と、この外輪レース部６の外周縁に全周に亙って形成された円筒状の外側フランジ７とから成る。一方、上記内輪５は、円輪状の内輪レース部８と、この内輪レース部８の内周縁に全周に亙って形成された内側フランジ９とから成る。
【０００３】
又、上記保持器３は、それぞれが断面コ字形で全体を円輪状に造られた金属板を最中状に組み合わせて成り、上記ころ２と同数のポケット１０を放射方向に配列している。上記外側フランジ７の先端縁は、全周若しくは円周方向複数個所を部分的に、直径方向内方に折り曲げる事により、外側係止部１３を形成している。そして、この外側係止部１３と上記保持器３の外周縁との係合により、上記保持器３と外輪４との分離防止を図っている。一方、上記内側フランジ９の先端縁は、全周若しくは円周方向複数個所を部分的に、直径方向外方に折り曲げる事により、内側係止部１４を形成している。そして、この内側係止部１４と上記保持器３の内周縁との係合により、上記保持器３と内輪５との分離防止を図っている。従って、スラストころ軸受１を構成する上記各部材が分離する事はない。
【０００４】
上述の様に構成されるスラストころ軸受１は、例えば図５に示す様に、上記外輪４の外周縁に形成した外側フランジ７を、ケーシング１１の保持部１２に内嵌した状態で、スラスト荷重が発生する回転部分に装着する。この状態で上記外輪４を構成する外輪レース部６は上記保持部１２の段部１５に当接し、内輪５を構成する内輪レース部８は、軸１６の段部１７に当接する。この結果、この軸１６がケーシング１１に対し回転自在に支持されると共に、これら両部材１６、１１同士の間に作用するスラスト荷重が支承される。尚、上記保持器３の外周面と上記外側フランジ７の内周面との間には外側隙間１８を、同じく保持器３の内周面と上記内側フランジ９の外周面との間には内側隙間１９を、それぞれ介在させている。これら両隙間１８、１９の存在に基づき上記保持器３は、上記外輪４及び内輪５に対して、直径方向に亙る若干の変位を自在である。従って、上記ケーシング１１に対して上記軸１６が偏心していた場合にも、この偏心を吸収しつつ、これら両部材１１、１６同士の回転を許容する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成され作用する従来のスラストころ軸受１の場合には、ケーシング１１に対する軸１６の偏心量が多くなる（偏心量が外側隙間１８、内側隙間１９の幅寸法よりも大きくなる）と、この偏心を吸収し切れなくなる。そして、偏心を吸収し切れなくなると、保持器３の外周面又は内周面が、外側フランジ７の内周面又は内側フランジ９の外周面と干渉し、干渉した周面同士が強く擦れ合ったり、更には保持器３に過大なラジアル荷重が加わる。この結果、スラストころ軸受部分での発熱量が大きくなり、焼き付き等の故障の原因となったり、或は保持器３の損傷が発生する原因となる。
【０００６】
上述の様な不都合の原因となる干渉を防止する為に、上記外側隙間１８及び内側隙間１９の幅寸法を大きくする事が考えられる。但し、この様な方法を採用した場合には、スラストころ軸受１の組み付け時に外輪４の中心と内輪５の中心とが大きくずれ易い。そして、これら両中心同士のずれが過大になった場合には、スラストころ軸受１の回転時、即ち、これら外輪４と内輪５との相対回転時に、各ころ２の転動面と外輪レース部６及び内輪レース部８との当接部に発生する滑り量が多くなる。滑り量の増大は、スラストころ軸受部分での発熱量の増大並びに転がり抵抗の増大の原因となる。従って、上記外側隙間１８及び内側隙間１９の幅寸法を大きくするのには限度がある。又、これら外側隙間１８及び内側隙間１９の幅寸法を大きくしても、保持器３が回転するにつれて隙間が移動する為、軸１６の偏心により、内側フランジ９の外周面と保持器３の内周面との干渉が起きる。従って、単に上記隙間を大きくする事は、干渉を防止する為に十分な解決手段とは言えない。
【０００７】
この為従来は、上記ケーシング１１に対する軸１６の偏心量を小さく抑える事により、上述の様な不都合が発生する事を防止していた。この為、これらケーシング１１及び１６の加工精度、並びにこれら両部材１１、１６のラジアル軸受部分の組み付け精度を高くする必要があり、加工コスト並びに組立コストが嵩んでいた。本発明のスラストころ軸受は、この様な事情に鑑みて、発熱量や転がり抵抗の増大を抑えつつ、より大きな偏心量も吸収可能な構造を提供すべく考えたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスラストころ軸受は、前述した従来のスラストころ軸受と同様に、放射方向に配列された複数のころと、全体を円輪状に造られてこの複数のころを転動自在に保持する保持器と、円輪状の外輪レース部とこの外輪レース部の外周縁に全周に亙って形成された円筒状の外側フランジとから成る外輪と、円輪状の内輪レース部とこの内輪レース部の内周縁に全周に亙って形成された内側フランジとから成る内輪とを備える。そして、上記外輪レース部と上記内輪レース部との間で上記複数のころを挟持する事により構成される。
【０００９】
特に、本発明のスラストころ軸受に於いては、上記保持器の外周面と上記外側フランジの内周面との間に設けられた、直径方向に亙る幅寸法を弾性的に拡縮自在な外側弾性リングと、上記保持器の内周面と上記内側フランジの外周面との間に設けられた、直径方向に亙る幅寸法を弾性的に拡縮自在な内側弾性リングとを備える。
【００１０】
【作用】
上述の様に構成される本発明のスラストころ軸受の軸受作用自体は、従来のスラストころ軸受と同様である。特に、本発明のスラストころ軸受の場合には、ケーシング等、外輪レース部を当接支持した部材と、軸等、内輪レース部を当接支持した部材とが偏心している場合でも、外側弾性リングと内側弾性リングとが弾性変形する事で、この偏心に基づく上記両部材同士の変位を吸収する。しかも、上記両弾性リングの存在により、スラストころ軸受の組み付け時に、外輪の中心と内輪の中心とが大きくずれる事がなくなり、スラストころ軸受の回転時に、各ころの転動面と外輪レース部及び内輪レース部との当接部に発生する滑り量を小さく抑えられる。
【００１１】
【実施例】
図１は、請求項１、２に対応する、本発明の第一実施例を示している。尚、本発明のスラストころ軸受１ａの特徴は、組み付け時に外輪４と内輪５とが大きく偏心するのを防止しつつ、保持器３の内外両周面と外側フランジ７の内周面及び内側フランジ９の外周面とが干渉するのを防止する為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前記図５に示した従来のスラストころ軸受１と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１２】
上記保持器３の外周面と外側フランジ７の内周面との間には外側弾性リング２０を、同じく保持器３の内周面と内側フランジ９の外周面との間には内側弾性リング２１を、それぞれ設けている。これら外側、内側両弾性リング２０、２１は、それぞれ直径方向に亙る幅寸法Ｗ_２０、Ｗ_２１を弾性的に拡縮自在な構造を有する。従って上記保持器３は、上記外側フランジ７の内周面と上記内側フランジ９の外周面との間に、直径方向に亙る変位を自在として弾性的に支持されている。
【００１３】
本実施例の場合に上記外側弾性リング２０は、短円筒状の保持環２２と、この保持環２２の外周面に、接着、焼き付け等により結合支持された円環状の弾性材２３とから成る。図示の実施例の場合、この弾性材２３の外周面は、上記外側フランジ７の内周面に、接着、焼き付け等により結合支持されている。又、この弾性材２３の直径方向に亙る自由状態での幅寸法は、全周に亙って均一である。従って上記保持環２２は、外力が作用しない限り、上記外側フランジ７の直径方向内側に、この外側フランジ７と同心に保持される。
【００１４】
又、上記内側弾性リング２１は、短円筒状の保持環２４と、この保持環２４の内周面に、接着、焼き付け等により結合支持された円環状の弾性材２５とから成る。図示の実施例の場合、この弾性材２５の内周面は、上記内側フランジ９の外周面に、接着、焼き付け等により結合支持されている。又、この弾性材２５の直径方向に亙る自由状態での幅寸法は、全周に亙って均一である。従って上記保持環２４は、外力が作用しない限り、上記内側フランジ９の直径方向内側に、この内側フランジ９と同心に保持される。
【００１５】
上記外側弾性リング２０及び内側弾性リング２１を構成する保持環２２、２４は、ステンレス鋼等の金属板、或はポリアミド、ポリ四弗化エチレン、ポリアセタール等の合成樹脂により形成する。何れにしても、これら各保持環２２、２４の周面と上記保持器３の周面との間の摺動抵抗を小さくでき、しかも摩耗しにくい材料を採用する事が好ましい。従って、上記各保持環２２、２４を金属により造る場合には、これら各保持環２２、２４の周面で保持器３の周面と摺接する部分に、上記合成樹脂等の滑り易い材料を被覆したり、或は保持器３をこれら合成樹脂で造るか、この保持器３の周面を滑り易い材料により被覆する事が考えられる。更に、上記外側弾性リング２０及び内側弾性リング２１を構成する弾性材２３、２５は、耐油性ゴム、エラストマー等、スラストころ軸受１ａ部分を流通する潤滑油により冒される事のない、耐油性材料により構成する。
【００１６】
上述の様に構成される本発明のスラストころ軸受１ａの使用時には、例えば、外輪４の外周縁に形成した外側フランジ７を、ケーシング１１の保持部１２に内嵌した状態で、スラスト荷重が発生する回転部分に装着する。この状態で上記外輪４を構成する外輪レース部６は上記保持部１２の段部１５に当接し、内輪５を構成する内輪レース部８は、軸１６の段部１７に当接する。この結果、この軸１６がケーシング１１に対し回転自在に支持されると共に、これら両部材１６、１１同士の間に作用するスラスト荷重が支承される。上記ケーシング１１と軸１６とが偏心している場合には、この軸１６の回転に伴って上記内輪５が、上記外輪４に対して振れ回り運動を行なう。この振れ回り運動に基づく、上記外輪４に対する内輪５の直径方向に亙る変位は、上記外側弾性リング２０と内側弾性リング２１とが、それぞれの直径方向に亙る幅寸法を拡縮する方向に弾性変形する事により吸収する。そして、上記振れ回り運動により、上記保持器３の周面に過大な荷重が加わる事を防止して、この保持器３の損傷を防止する。
【００１７】
しかも、本発明のスラストころ軸受１ａの場合には、上記両弾性リング２０、２１の存在により、スラストころ軸受１ａの組み付け時に、外輪４の中心と内輪５の中心とが大きくずれる事がなくなる。従って、上記変位の吸収能力を大きくすべく、上記両弾性リング２０、２１の幅寸法Ｗ_２０、Ｗ_２１を十分に大きくした場合でも、特に組み付け作業を面倒にする事なく、スラストころ軸受１ａの回転時に各ころ２の転動面と外輪レース部６及び内輪レース部８との当接部に発生する滑り量を小さく抑える事ができる。
【００１８】
次に、図２〜４は、請求項１、３に対応する、本発明の第二実施例を示している。本実施例の場合には、上記保持器３の外周面と外側フランジ７の内周面との間に装着する外側弾性リング２０ａ、並びに保持器３の内周面と内側フランジ９の外周面との間に装着する内側弾性リング２１ａとして、図３〜４に示す様に、全体を円環状に形成された波形ばね状のものを使用している。勿論、これら外側、内側両弾性リング２０ａ、２１ａの直径方向に亙る幅寸法Ｗ_20a 、Ｗ_21a は、それぞれ弾性的に拡縮自在である。従って上記保持器３は、上述した第一実施例の場合と同様に、上記外側フランジ７の内周面と上記内側フランジ９の外周面との間に、直径方向に亙る変位自在に弾性支持されている。上記外側、内側両弾性リング２０ａ、２１ａは、耐油性を有し、表面の摩擦係数が低く、摩耗しにくい材料により造る。例えば、金属製のばね材の表面を耐油性を有する合成樹脂で覆ったり、或は全体を耐油性及び弾性を有する合成樹脂により造る事が考えられる。又、図示の実施例の場合には、外側フランジ７の先端縁に形成した外側係止部１３により、上記外側弾性リング２０ａがこの外側フランジ７の内周側から抜け出るのを防止している。又、内側フランジ９の先端縁に形成した内側係止部１４により上記内側弾性リング２１ａがこの内側フランジ９の外周側から抜け出るのを防止している。
【００１９】
上述の様に構成される本実施例の場合も、ケーシング１１と軸１６との偏心による振れ回り運動に基づく、上記外輪４に対する内輪５の直径方向に亙る変位は、上記外側弾性リング２０ａと内側弾性リング２１ａとが、それぞれの直径方向に亙る幅寸法を拡縮する方向に弾性変形する事により吸収する。そして、上記振れ回り運動により、上記保持器３の周面に過大な荷重が加わる事を防止して、この保持器３の損傷を防止する。又、上記変位の吸収能力を大きくすべく、上記両弾性リング２０ａ、２１ａの幅寸法Ｗ_２０ａ、Ｗ_２１ａを十分に大きくした場合でも、特に組み付け作業を面倒にする事なく、スラストころ軸受１ｂの回転時に各ころ２の転動面と外輪レース部６及び内輪レース部８との当接部に発生する滑り量を小さく抑える事ができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のスラストころ軸受は、以上に述べた通り構成され作用する為、特に構成各部の寸法精度及び組み付け精度を高くしなくても、外輪及び内輪と保持器との干渉を防止して、この保持器の損傷防止を図れる。従って、高い信頼性及び耐久性を有する回転支持部を低コストで得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示す部分断面図。
【図２】同第二実施例を示す部分断面図。
【図３】第二実施例に組み込む外側弾性リングを図２の側方から見た略図。
【図４】同じく内側弾性リングを図２の側方から見た略図。
【図５】従来から知られたスラストころ軸受の１例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂスラストころ軸受
２ころ
３保持器
４外輪
５内輪
６外輪レース部
７外側フランジ
８内輪レース部
９内側フランジ
１０ポケット
１１ケーシング
１２保持部
１３外側係止部
１４内側係止部
１５段部
１６軸
１７段部
１８外側隙間
１９内側隙間
２０、２０ａ外側弾性リング
２１、２１ａ内側弾性リング
２２保持環
２３弾性材
２４保持環
２５弾性材

Claims

放射方向に配列された複数のころと、全体を円輪状に造られてこの複数のころを転動自在に保持する保持器と、円輪状の外輪レース部とこの外輪レース部の外周縁に全周に亙って形成された円筒状の外側フランジとから成る外輪と、円輪状の内輪レース部とこの内輪レース部の内周縁に全周に亙って形成された内側フランジとから成る内輪とを備え、上記外輪レース部と上記内輪レース部との間で上記複数のころを挟持して成るスラストころ軸受に於いて、上記保持器の外周面と上記外側フランジの内周面との間に設けられた、直径方向に亙る幅寸法を弾性的に拡縮自在な外側弾性リングと、上記保持器の内周面と上記内側フランジの外周面との間に設けられた、直径方向に亙る幅寸法を弾性的に拡縮自在な内側弾性リングとを備える事を特徴とするスラストころ軸受。
外側弾性リングは、短円筒状の保持環と、この保持環の外周面に結合支持された円環状の弾性材とから成るものであり、内側弾性リングは、短円筒状の保持環と、この保持環の内周面に結合支持された円環状の弾性材とから成るものである、請求項１に記載したスラストころ軸受。
外側弾性リングと内側弾性リングとが波形ばね状である、請求項１に記載したスラストころ軸受。