JP4763746B2 - スラスト軸受 - Google Patents

Description

この発明は、軌道輪ところを保持する保持器とを非分離とした一体型のスラスト軸受に関するものである。

スラスト軸受には、ハウジングやシャフトへの組み付けを容易にするために、軌道輪と転動体であるころを保持する保持器とを非分離とした一体型のものがある。この一体型のスラスト軸受には、軌道輪として内輪と外輪の両方を備え、これらの２つの軌道輪と保持器を非分離とした三位一体型のものと、内輪と外輪のいずれか一方を備え、１つの軌道輪と保持器を非分離とした二位一体型のものとがある。

図３（ａ）、（ｂ）は、三位一体型のスラスト軸受を示す。このスラスト軸受は、内輪５１の内径側に設けられた鍔５１ａと、外輪５２の外径側に設けられた鍔５２ａの先端部に、それぞれ外向きの爪５３と内向きの爪５４とをステーキングにより形成し、これらの各爪５３、５４で、複数のころ５５を放射状に保持する保持器５６の内周縁と外周縁とを係止することにより、内外輪５１、５２と保持器５６とを非分離としている。各鍔５１ａ、５２ａと保持器５６との間には、内外輪５１、５２が相対回転できるように、ラジアル方向の軸受内部隙間が設けられている。

図４（ａ）、（ｂ）は、二位一体型のスラスト軸受を示す。このスラスト軸受は、軌道輪として内輪５１のみを備え、内輪５１の内径側に設けられた鍔５１ａの先端部に、外向きの爪５３をステーキングで形成し、この爪５３で複数のころ５５を保持する保持器５６の内周縁を係止して、内輪５１と保持器５６とを非分離としている。軌道輪として外輪のみを備え、同様に、外輪外径側の鍔の先端部に形成した爪で保持器を非分離とした二位一体型のものもある。このような二位一体型のスラスト軸受の場合も、鍔と保持器との間にラジアル方向の軸受内部隙間が設けられている。

これらの一体型のスラスト軸受は、偏心回転が生じる軸受部に使用されたときに、偏心量が大きくなると保持器の内径面または外径面が軌道輪の鍔と接触し、摩擦による発熱や摩耗を生じる問題がある。

また、三位一体型のスラスト軸受の場合は、どちらかの軌道輪が径方向にガイドされない取り付け構造が殆どであるので、偏心量が小さくても保持器が両軌道輪の鍔に挟まれ、円滑な回転が妨げられる問題がある。偏心量が大きくなれば、摩耗の他に保持器の変形も生じて、保持器の機能が損なわれることもある。

これらの問題に対処するために、特開２０００−２６６０４３号公報に記載されたスラスト軸受では、保持器の外径側と内径側の軸受内隙間を足し合わせた合計隙間の１／２を偏心量よりも大きくしている。すなわち、軸受内部隙間を偏心量の２倍よりも大きくして、保持器の内径面または外径面と軌道輪の鍔との接触を防止している。

しかしながら、このスラスト軸受では、その実施例の各図面から判断すると、保持器を係止する軌道輪の鍔先端部の爪を、前述した従来の軌道輪一体型スラスト軸受と同様に、ステーキングにより形成しているので、その保持器側への張り出し量をあまり大きくできない。このため、自動車のトルクコンバータのタービンまたはインペラとステータ間のように、偏心量が比較的大きい軸受部に使用する場合は、軌道輪と保持器を非分離とするのに必要とされる偏心量の２倍よりも大きく張り出す爪を形成するのが難しい問題がある。

また、ステーキングで形成した爪は剛性が高いので、張り出し量を大きくすると保持器の組み込みが難しくなり、無理に保持器を組み込んだりすると割れが発生する問題もある。

そこで、この発明の課題は、ラジアル方向の軸受内部隙間を大きくしても、確実に軌道輪と保持器とを非分離とすることができる一体型のスラスト軸受を提供することである。

この発明は、複数のころ(２)を放射状に保持する保持器(３)と、内径側に鍔(４ａ)を有する内輪(４)と、外径側に鍔(５ａ)を有する外輪(５)とを備え、前記内輪(４)の鍔(４ａ)の先端部と外輪(５)の鍔(５ａ)の先端部とに、保持器(３)の内周縁と外周縁を係止する爪(６)(７)を設けて、ころ(２)を保持する保持器(３)と内輪(４)と外輪(５)とを非分離とした一体型のスラスト軸受において、外輪(５)の鍔(５ａ)の外輪(５)の軌道面からの軸方向高さを、ころ径よりも低くして、外輪(５)の鍔(５ａ)の先端部からころ(２)の端面が露出するようにし、外輪(５)の鍔(５ａ)の先端部に設けた保持器(３)の外周縁を係止する爪(６)を、外輪(５)の鍔(５ａ)の先端部の周方向の複数個所で内側に向かって張り出す曲げ加工によって形成された張り出し部によって形成し、ラジアル方向の軸受内部隙間を、軸受部に偏心回転が生じても、保持器(３)の内外径面が、各鍔(５ａ)(４ａ)に接触しない大きさに設定したことを特徴とするスラスト軸受を提供するものである。

すなわち、外輪の鍔の先端部に、保持器側に張り出して保持器の外周縁を係止する張り出し部を曲げ加工により形成し、この張り出し部の張り出し量をラジアル方向の軸受内部隙間よりも大きくすることにより、軸受内部隙間が大きい場合であっても、軌道輪と保持器とを確実に非分離とすることができるようにした。

前記軸受内部隙間は、軸受部偏心量の２倍以上とすることが望ましい。

前記張り出し部は、前記鍔の先端部の周方向複数箇所で突出する爪で形成することができる。

前記曲げ加工される前の張り出し部を、この張り出し部を形成する前記軌道輪の焼入れ処理時に焼入れ防止するか、または焼入れ処理後に焼なまし処理することにより、張り出し部を容易に曲げ加工することができる。

前記張り出し部を形成する軌道輪の焼入れ処理前に前記張り出し部を曲げ加工により形成して、前記軌道輪ところを保持する保持器とを非分離とすることもできる。

前記曲げ加工される前の張り出し部を、段付け加工により減厚することにより、張り出し部の曲げ加工を容易にすることができる。

上述した各スラスト軸受は、自動車のトルクコンバータのタービンまたはインペラと、ステータとの間に組み付けられるものに好適である。

以上のように、この発明のスラスト軸受は、外輪の鍔の先端部に、保持器側に張り出して保持器の外周縁を係止する張り出し部を曲げ加工により形成し、この張り出し部の張り出し量をラジアル方向の軸受内部隙間よりも大きくしたので、軸受内部隙間が大きい場合であっても、軌道輪と保持器とを確実に非分離とすることができる。

以下、図１及び図２に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。このスラスト軸受１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のころ２を放射状に保持する保持器３と、内径側に鍔４ａを有する内輪４と、外径側に鍔５ａを有する外輪５とを備えた三位一体型のものであり、軸受部に大きな偏心回転が生じても、保持器３の内外径面が各鍔４ａ、５ａと接触しないように、ラジアル方向の軸受内部隙間δ（＝δ１＋δ２）が大きな値に設定されている。保持器３および内外輪４、５は、いずれも鋼製である。

前記外輪５の鍔５ａの先端部には、軸受内部隙間δよりも大きく内向きに張り出す複数の爪６が曲げ加工により形成されており、これらの各爪６で保持器３の外周縁を係止して、保持器３と外輪５とが非分離とされている。各爪６は、概ね９０°の位相で２つずつ、合計８箇所に設けられている。なお、保持器３と内輪４とは、従来の一体型のスラスト軸受と同様に、鍔４ａの先端部にステーキングで形成された外向きの爪７により非分離とされている。

前記各爪６の部分は、曲げ加工を容易とするために、予め段付け加工により減厚され、図１（ｃ）に示すように、その基部両側には切り込みが入れられている。また、これらの曲げ加工される部分は、外輪５の焼入れ処理時に焼入れ防止されるか、焼入れ処理後に焼なまし処理されている。

前記保持器３は、環状の薄鋼板ブランクをプレス成形して形成され、各ころ２を収納するポケット部（図示省略）の半径方向断面が逆Ｖ字状とされ、各爪６、７に係止される内外周の縁部が平坦に形成されている。

図２は、前記スラスト軸受１を使用した自動車のトルクコンバータを示す。外径寸法の異なるスラスト軸受１ａ、１ｂは、それぞれインペラ８とステータ９の間、およびタービン１０とステータ９の間に組み付けられている。スラスト軸受１ａは外輪５がインペラハブ８ｂに組み付けられ、スラスト軸受１ｂは内輪４がタービンハブ１０ｂに組み付けられている。

このトルクコンバータは、エンジンの出力軸に連結されるインペラ８と、トランスミッションの入力軸に連結されるタービン１０とが対向配置され、ケーシングに固定されるステータシャフト（図示省略）に一方向クラッチ１１を介してステータ９が取り付けられるものであり、それぞれ椀状に形成されたインペラブレード８ａとタービンブレード１０ａの間で還流する流体を、これらの内径側でタービン１０側からインペラ８側へ戻す際に、流体の流れ方向を変えてインペラ８に順方向の回転力を付与して伝達トルクを増幅する。

前記インペラブレード８ａとタービンブレード１０ａに作用する流体圧は、必ずしも周方向で一様とはならないので、インペラ８とタービン１０には偏心回転が生じやすく、その偏心量も最大０．５ｍｍ程度の比較的大きなものとなる。

前記各スラスト軸受１の軸受内部隙間δは１〜２ｍｍに設定され、各爪６の張り出し量もこれらの軸受内部隙間δよりも僅かに大きく形成されている。したがって、保持器３の内径面や外径面が内外輪４、５の各鍔４ａ、鍔５ａと接触したり、保持器３が両鍔４ａ、鍔５ａで挟まれたりすることがなく、インペラ８とタービン１０は円滑な回転を保証され、かつ、保持器３の機能が損なわれることもない。

上述した実施形態のスラスト軸受は、軸受部の大きな偏心量を想定して、軸受内部隙間を大きなものとしたが、本発明に係るスラスト軸受は、軸受内部隙間が小さいものに適用してもよい。

ａは第１の実施形態のスラスト軸受を示す正面図、ｂはａの縦断面、ｃはａの外輪の曲げ加工する前の爪を示す正面図 図１のスラスト軸受を組み付けたトルクコンバータを示す縦断面図 ａは従来のスラスト軸受を示す正面図、ｂはａの縦断面図 ａは従来の他のスラスト軸受を示す正面図、ｂはａの縦断面図

符号の説明

１、１ａ、１ｂ スラスト軸受
２ ころ
３ 保持器
４ 内輪
５ 外輪
４ａ、５ａ 鍔
６、７ 爪
８ インペラ
８ａ インペラブレード
８ｂ インペラハブ
９ ステータ
１０ タービン
１０ａ タービンブレード
１０ｂ タービンハブ
１１ 一方向クラッチ

Claims (3)

1. 複数のころ(２)を放射状に保持する保持器(３)と、内径側に鍔(４ａ)を有する内輪(４)と、外径側に鍔(５ａ)を有する外輪(５)とを備え、前記内輪(４)の鍔(４ａ)の先端部と外輪(５)の鍔(５ａ)の先端部とに、保持器(３)の内周縁と外周縁を係止する爪(６)(７)を設けて、ころ(２)を保持する保持器(３)と内輪(４)と外輪(５)とを非分離とした一体型のスラスト軸受において、外輪(５)の鍔(５ａ)の外輪(５)の軌道面からの軸方向高さを、ころ径よりも低くして、外輪(５)の鍔(５ａ)の先端部からころ(２)の端面が露出するようにし、外輪(５)の鍔(５ａ)の先端部に設けた保持器(３)の外周縁を係止する爪(６)を、外輪(５)の鍔(５ａ)の先端部の周方向の複数個所で内側に向かって張り出す曲げ加工によって形成された張り出し部によって形成し、ラジアル方向の軸受内部隙間を、軸受部に偏心回転が生じても、保持器(３)の内外径面が、各鍔(５ａ)(４ａ)に接触しない大きさに設定したことを特徴とするスラスト軸受。
2. 保持器（３）のころを収納するポケット部の半径方向断面が逆Ｖ字状で、爪（６）（７）に係止される内外周の縁部を平坦に形成した請求項１記載のスラスト軸受。
3. トルクコンバータに使用する請求項１または２記載のスラスト軸受。

Images