JP4817985B2 - Thrust roller bearing - Google Patents
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この発明は、スラストころ軸受に関し、特に、高速回転下において使用されるスラストころ軸受に関するものである。 The present invention relates to a thrust roller bearing, and more particularly to a thrust roller bearing used under high-speed rotation.
カーエアコン用コンプレッサやオートマチックトランスミッション、マニュアルトランスミッション及びハイブリッド自動車に使用されるスラストころ軸受は、近年の省燃費化や小型化、高出力化の要求により、高速回転、希薄潤滑環境等、過酷な使用環境下でも使用に耐えうる特性が要求される。過酷な使用環境に耐えうるスラストころ軸受が、特開2003−83333号公報(特許文献1)や特開2005−164023号公報(特許文献2)、特開2004−301195号公報(特許文献3)に開示されている。 Thrust roller bearings used in car air-conditioning compressors, automatic transmissions, manual transmissions, and hybrid vehicles are used in harsh environments such as high-speed rotation and lean lubrication due to recent demands for fuel saving, downsizing, and higher output. The characteristics that can withstand use even under are required. Thrust roller bearings that can withstand harsh usage environments are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-83333 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-164023 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-301195 (Patent Document 3). Is disclosed.
ここで、特許文献3に開示されているスラストころ軸受に含まれる保持器の製造方法について、簡単に説明すると、まず、ころを保持するポケットを形成するように、パンチ等でポケット抜きを行う。その後、内径側を外側に折り曲げて、内径側フランジ部を形成する。さらに、ポケットの外径側端部よりも内径側で、逆方向に折り曲げることで、ポケットの外径側端部まで延在した外径側フランジ部を形成する。このようにして保持器を製造する。
特許文献1および特許文献2によると、スラストころ軸受は、その端面が曲面であるころと、保持器とを有する。こうすることにより、ころの外周側の端面とポケットの外周側の壁面との摺動抵抗を小さくし、ポケットの外周側の壁面の摩耗を低減している。 According to Patent Document 1 and Patent Document 2, the thrust roller bearing has a roller whose end surface is a curved surface and a cage. By doing so, the sliding resistance between the outer peripheral end face of the roller and the outer peripheral wall surface of the pocket is reduced, and the wear of the outer peripheral wall surface of the pocket is reduced.
また、特許文献3によると、ポケットの外周側の壁面を、回転軸方向に折り曲げた鍔部で構成することにしている。こうすることにより、ポケットの外周側の壁面の面積を広くし、ころの外周側の端面から受ける接触面圧を小さくして、ポケットの外周側の壁面の摩耗を低減している。 According to Patent Literature 3, the wall surface on the outer peripheral side of the pocket is constituted by a collar portion bent in the direction of the rotation axis. By doing so, the area of the wall surface on the outer peripheral side of the pocket is widened, the contact surface pressure received from the end surface on the outer peripheral side of the roller is reduced, and wear on the wall surface on the outer peripheral side of the pocket is reduced.
しかし、上記した特許文献1〜3に示す保持器のうち、ポケットの外周側の壁面は、鉄板の表面である。鉄板の表面は、粗い面であり、その面粗度が悪い。また、ポケットの外周側の壁面を、パンチによる打ち抜き面としても、その面粗度は悪い。このような面粗度の悪いポケットの外周側の壁面ところの外周側の端面とが当接すると、ドリリング摩耗が発生してしまうことになる。特に、上記した過酷な使用環境においては、その傾向は顕著である。そうすると、ポケットの外周側の壁面が大きく摩耗してしまうことになる。 However, among the cages shown in Patent Documents 1 to 3, the wall surface on the outer peripheral side of the pocket is the surface of the iron plate. The surface of the iron plate is a rough surface, and its surface roughness is poor. Even if the wall surface on the outer peripheral side of the pocket is used as a punched surface, the surface roughness is poor. When the outer peripheral end face of the pocket having such poor surface roughness comes into contact with the outer peripheral end face, drilling wear occurs. In particular, the tendency is remarkable in the above severe use environment. If it does so, the wall surface of the outer peripheral side of a pocket will be worn greatly.
さらに、転動時においては、ポケットの外周側の壁面には、ころの遠心力等による力が作用するが、ポケットの外周側の壁面が強度不足であれば、破損してしまうおそれがある。そうすると、スラストころ軸受の長寿命を図ることができない。 Further, at the time of rolling, a force due to the centrifugal force of the roller acts on the outer peripheral wall surface of the pocket, but if the outer peripheral wall surface of the pocket is insufficient in strength, it may be damaged. If it does so, the long life of a thrust roller bearing cannot be aimed at.
また、ころが小径である場合、上記した製造方法では、ころの外周側の端面とポケットの外周側の壁面とを適切に接触させることは困難である。 Further, when the roller has a small diameter, it is difficult to appropriately contact the outer peripheral end surface of the roller and the outer peripheral wall surface of the pocket with the above-described manufacturing method.
この発明の目的は、長寿命を実現することができるスラストころ軸受を提供することである。 An object of the present invention is to provide a thrust roller bearing capable of realizing a long life.
この発明に係るスラストころ軸受は、複数のころと、複数のころを保持する複数のポケットを有し、外周側の鍔部が回転軸方向に折り曲げられた円板状の保持器とを備える。外周側の鍔部の内周側の面は、ポケットの外周側の壁面を形成しており、ポケットの外周側の壁面は、外周側の鍔部の内周側の面に沿うように外周側に凹んだ曲面であって、しごき加工された面である。 A thrust roller bearing according to the present invention includes a plurality of rollers and a disk-shaped cage having a plurality of pockets for holding the plurality of rollers and having a flange on the outer peripheral side bent in the direction of the rotation axis. The inner peripheral surface of the outer flange portion forms a wall surface on the outer peripheral side of the pocket, and the outer peripheral wall surface of the pocket is on the outer peripheral side along the inner peripheral surface of the outer flange portion. It is a curved surface that has been dented and has been ironed.
このように構成することにより、ころの転動時において、ころの外周側の端面とポケットの外周側の壁面とが当接するに際し、しごき加工された面ところの外周側の端面とが当接することになる。しごき加工された面は、平滑であり、面粗度が良好であるため、ドリリング摩耗を抑制することができる。また、ポケットの外周側の壁面は、回転軸方向に折り曲げられた外周側の鍔部で形成されているため、面積を広くすることができ、PV値を小さくすることができる。さらに、ポケットの外周側の壁面は、外周側の鍔部の内周側の面に沿うように外周側に凹んだ曲面であるため、壁面の径方向の厚みをほぼ均一にすることができる。そうすると、部分的な壁面の強度の低下を防止することができる。したがって、ポケットの外周側の壁面の摩耗を抑制し、破損を防止することができるため、スラストころ軸受の長寿命を実現することができる。 With this configuration, when the roller rolls, when the end surface on the outer periphery side of the roller comes into contact with the wall surface on the outer periphery side of the pocket, the end surface on the outer peripheral side of the ironed surface comes into contact. become. Since the ironed surface is smooth and has a good surface roughness, drilling wear can be suppressed. Moreover, since the wall surface on the outer peripheral side of the pocket is formed by the flange portion on the outer peripheral side bent in the direction of the rotation axis, the area can be increased and the PV value can be reduced. Furthermore, since the wall surface on the outer peripheral side of the pocket is a curved surface that is recessed toward the outer peripheral side along the inner peripheral surface of the flange portion on the outer peripheral side, the radial thickness of the wall surface can be made substantially uniform. If it does so, the fall of the intensity | strength of a partial wall surface can be prevented. Therefore, since wear on the outer peripheral wall surface of the pocket can be suppressed and damage can be prevented, a long life of the thrust roller bearing can be realized.
好ましくは、しごき加工された面の曲率半径をR1(mm)とし、回転軸方向に折り曲げられた外周側の鍔部の内周側の面の曲率半径をR2(mm)とし、外周側の鍔部の内周側の面とポケットの外周側の壁面との径方向の長さをC(mm)とすると、R1=R2±10mm+Cの関係を有する。このように構成することにより、ポケットの外周側の壁面の形状をより適切にすることができ、ころの挙動を安定させることができる。 Preferably, the radius of curvature of the ironed surface is R1 (mm), the radius of curvature of the inner peripheral surface of the outer peripheral flange that is bent in the rotation axis direction is R2 (mm), and the outer peripheral side When the length in the radial direction between the inner peripheral surface of the part and the outer peripheral wall surface of the pocket is C (mm), the relationship is R1 = R2 ± 10 mm + C. By comprising in this way, the shape of the wall surface of the outer peripheral side of a pocket can be made more suitable, and the behavior of a roller can be stabilized.
さらに好ましくは、ころの外周側の端面は、転動軸心方向に膨出した曲面を有する。このように構成することにより、外周側に凹んだ曲面から構成されるポケットの外周側の壁面と、ころの外周側の端面とが、適切に接触することができるため、耐摩耗性を向上させることができる。 More preferably, the end surface on the outer peripheral side of the roller has a curved surface that bulges in the direction of the rolling axis. By comprising in this way, since the wall surface of the outer peripheral side of the pocket comprised from the curved surface dented to the outer peripheral side and the end surface of the outer peripheral side of a roller can contact appropriately, wear resistance is improved. be able to.
さらに好ましくは、ころの外周側の端面の曲率半径をR3(mm)とすると、R1>R3の関係を有する。こうすることにより、周速の小さいころの外周側の端面の最も膨出した部分とポケットの外周側の壁面のみを接触させることができるため、耐摩耗性を向上させることができる。 More preferably, if the radius of curvature of the end face on the outer peripheral side of the roller is R3 (mm), the relationship is R1> R3. By doing so, only the most bulged portion of the end face on the outer peripheral side of the roller having a low peripheral speed can be brought into contact with the wall surface on the outer peripheral side of the pocket, so that the wear resistance can be improved.
この発明によれば、ころの転動時において、ころの外周側の端面とポケットの外周側の壁面とが当接するに際し、しごき加工された面ところの外周側の端面とが当接することになる。しごき加工された面は、平滑であり、面粗度が良好であるため、ドリリング摩耗を抑制することができる。また、ポケットの外周側の壁面は、回転軸方向に折り曲げられた外周側の鍔部で形成されているため、面積を広くすることができ、PV値を小さくすることができる。さらに、ポケットの外周側の壁面は、外周側の鍔部の内周側の面に沿うように外周側に凹んだ曲面であるため、壁面の径方向の厚みをほぼ均一にすることができる。そうすると、部分的な壁面の強度の低下を防止することができる。したがって、ポケットの外周側の壁面の摩耗を抑制し、破損を防止することができるため、スラストころ軸受の長寿命を実現することができる。 According to this invention, at the time of rolling of the roller, when the end surface on the outer peripheral side of the roller contacts the wall surface on the outer peripheral side of the pocket, the end surface on the outer peripheral side of the ironed surface comes into contact. . Since the ironed surface is smooth and has a good surface roughness, drilling wear can be suppressed. Moreover, since the wall surface on the outer peripheral side of the pocket is formed by the flange portion on the outer peripheral side bent in the direction of the rotation axis, the area can be increased and the PV value can be reduced. Furthermore, since the wall surface on the outer peripheral side of the pocket is a curved surface that is recessed toward the outer peripheral side along the inner peripheral surface of the flange portion on the outer peripheral side, the radial thickness of the wall surface can be made substantially uniform. If it does so, the fall of the intensity | strength of a partial wall surface can be prevented. Therefore, since wear on the outer peripheral wall surface of the pocket can be suppressed and damage can be prevented, a long life of the thrust roller bearing can be realized.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受について説明する。図2は、この発明の一実施形態に係るスラストころ軸受を軸方向から見た図である。図3は、図2に示すスラストころ軸受を、図2中の線III−O−IIIで切断した場合の断面図である。図1は、図2において、Iで示す部分の拡大図である。図4は、図3においてIVで示す部分の拡大図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a thrust roller bearing according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a view of a thrust roller bearing according to an embodiment of the present invention viewed from the axial direction. 3 is a cross-sectional view of the thrust roller bearing shown in FIG. 2 taken along line III-O-III in FIG. FIG. 1 is an enlarged view of a portion indicated by I in FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a portion indicated by IV in FIG.
図1〜図4を参照して、スラストころ軸受31は、複数のころ11と、複数のころ11を保持する保持器21とを備える。ころ11の端面12は、A端面、すなわち、径方向の中央部が、転動軸心方向に膨出しており、その断面が単一の曲率で構成されている端面である。このように構成することにより、後述するように、ポケット22の外周側の壁面27aと、ころ11の外周側の端面12とを、適切に接触させることができる
保持器21は、円板状の部材から構成されており、一対の環状部23a、23bと、ころ11を保持するためのポケット22を形成するように、一対の環状部23a、23bを連結する複数の柱部24とを備える。ポケット22は、回転軸を中心として、放射状に複数設けられている。各ポケット22には、ころ11の脱落を防止するためのころ止め部25が設けられている。ポケット22には、ころ11の移動を許容する遊びが設けられている。ころ11は、ポケット22内において、許容範囲内で回転軸方向、径方向、周方向に動くことができ、ころ11の動くことができる遊隙量は、ころ止め部25等によって定められる。
1 to 4, the thrust roller bearing 31 includes a plurality of
複数の柱部24の径方向の中央部は、回転軸方向に折り返すようにして折り曲げられている。また、保持器21の外周側および内周側の鍔部26a、26bについても、回転軸方向に折り返すようにして折り曲げられている。鍔部26a、26bおよび柱部24の断面は、略W字状である(図3参照)。ポケット22の外周側の壁面27aには、回転軸方向に折り曲げられた外周側の鍔部26aが位置している。すなわち、回転軸方向に折り曲げられた外周側の鍔部26aは、ポケット22の外周側の壁面27aを形成している。
Central portions in the radial direction of the plurality of
ここで、ポケット22の外周側の壁面27aは、外周側の鍔部26aの内周側の面28に沿うように外周側に凹んだ曲面であって、しごき加工された面である。
Here, the
しごき加工は、たとえば、しごき腕を有する雄型のしごき冶具と、しごき溝を有する雌型のしごき冶具とを用い、雌型のしごき冶具上に保持器21をセットし、垂直な方向に雄型のしごき冶具を押し進めて、回転軸方向に折り曲げられた鍔部26aの板厚を削り取るようにして行われる。しごき加工された面であるポケット22の外周側の壁面27aは、パンチ等による打ち抜き面や保持器21の表面よりも、平滑であり、面粗度は良好である。なお、ポケット22の内周側の壁面27bについては、しごき加工を行っていない。
In the ironing process, for example, a male ironing jig having a ironing arm and a female ironing jig having a ironing groove are used, and the
ころ11の転動時において、ころ11は遠心力等により、外周側に移動する。そうすると、ころ11の外周側の端面12と、ポケット22の外周側の壁面27aとが当接することになる。
When the
図5は、ころ11の外周側の端面12と、ポケット22の外周側の壁面27aとが当接した状態を示す図であり、図1に対応する。また、図6は、この場合のスラストころ軸受31の拡大断面図であり、図4に対応する。図5および図6を参照して、ころ11の外周側の端面12は、ポケット22の外周側の壁面27aと当接する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the outer
ポケット22の外周側の壁面27aは、しごき加工された面であるため、面粗度が良好である。そうすると、ころ11の外周側の端面12が当接しても、ポケット22の外周側の壁面27aのドリリング摩耗を抑制することができる。また、回転軸方向に折り曲げた外周側の鍔部26aをポケット22の外周側の壁面27aとしているため、保持器21を構成する板厚以上の面積を確保することができる。そうすると、面積を広くすることができるため、接触面圧Pとすべり速度Vとを乗じた値であるPV値を下げることができる。
Since the
この場合、ポケット22の外周側の壁面27aは外周側に凹んだ曲面であるため、ポケット22の外周側の壁面27aの肉厚を、ポケット22の周方向において、ほぼ均一にすることができる。そうすると、ポケットの22の外周側の壁面27aにおいて、局部的に強度が低下することはなく、破損を防止することができる。
In this case, since the
したがって、ポケット22は、ころ11を長期間安定して保持することができ、このような保持器21を含むスラストころ軸受31は、長寿命を実現することができる。
Therefore, the
なお、回転軸方向におけるころ11の遊隙量の長さは、しごき加工された面の回転軸方向の長さよりも短い方がよい。上記したように、ポケット22には遊びが設けられているが、こうすることにより、ころ11の転動時において、ころ11が回転軸方向において、遊隙量の範囲内で動いた場合であっても、ころ11の外周側の端面12と、ポケット22の外周側の壁面27aを形成するしごき面とを、確実に当接させることができる。
In addition, the length of the clearance amount of the
ここで、上記した保持器21の製造方法について説明する。図7(A)〜図7(C)は、保持器21の製造方法のうち、代表的な工程を示すフローチャートである。
Here, the manufacturing method of the above-described
図7(A)〜(C)を参照して、まず、保持器21の構成材料である鉄板から、保持器21の形状をパンチ等によって打ち抜く(図7(A))。次に、保持器21の外周側の鍔部26a、内周側の鍔部26b、柱部24の中央部を、それぞれプレス等によって回転軸方向に折り返すようにして折り曲げる(図7(B))。その後、折り曲げられた外周側の鍔部26aが、ポケット22の外周側の壁面27aとなるよう、しごきながら、ポケット抜きを行う(図7(C))。
With reference to FIGS. 7A to 7C, first, the shape of the
このような製造方法であると、ポケット抜き工程の前に、柱部24の中央部および鍔部26a、26bを回転軸方向に折り返すように折り曲げているため、ポケットを高精度に形成することができる。特に、ころ11が小径である場合でも、ころ11の外周側の端面12が接触する為のポケット22の外周側の壁面27aを確保することが可能になる。
In such a manufacturing method, since the central portion of the
なお、しごき加工された面であるポケット22の外周側の壁面27aの曲率半径をR1(mm)とし、回転軸方向に折り曲げられた外周側の鍔部26aの内周側の面28の曲率半径をR2(mm)とし、外周側の鍔部26aの内周側の面28とポケット22の外周側の壁面27aとの径方向の長さをC(mm)とすると、R1=R2±10mm+Cの関係を有するよう構成することが好ましい。このように構成することにより、ポケット22の外周側の壁面27aの形状をより適切にすることができ、ころ11の挙動を安定させることができる。
The radius of curvature of the outer
さらに、ころ11の外周側の端面12の曲率半径をR3(mm)とすると、R1>R3の関係を有するよう構成することが好ましい。こうすることにより、周速の小さいころ11の外周側の端面12の最も膨出した部分とポケット22の外周側の壁面27aのみを接触させることができるため、耐摩耗性を向上させることができる。
Further, when the radius of curvature of the
また、ポケット22のしごき量は、保持器21の板厚の20%以下とすることが好ましい。すなわち、図4において、保持器21の板厚をAとし、ポケット22の外周側の壁面27aのしごき量をBとすると、しごき量Bを板厚Aの20%以下とする。しごき量が多くなれば、板厚が薄くなる。そうすると、ポケット22の外周側の壁面27aが強度不足となるおそれがある。したがって、しごき量Bを板厚Aの20%以下とすることにより、ポケット22の外周側の壁面27aの強度を維持することができる。
The ironing amount of the
なお、しごき面の面粗度Raは、2μm以下であることが好ましい。面粗度Raがこのような範囲内であれば、ころ11の外周側の端面12と、ポケット22の外周側の壁面27aとの摩耗を低減することができる。ここで、面粗度Raは、算術平均粗さをいう。
The surface roughness Ra of the ironing surface is preferably 2 μm or less. If the surface roughness Ra is within such a range, it is possible to reduce the wear of the
また、上記の実施の形態においては、ポケットの外周側の壁面についてのみ、しごき加工によって形成される面としたが、これに限らず、ポケットの内周側の壁面についても、しごき加工によって形成される面としてもよい。こうすることにより、ポケットの内周側の壁面と、ころの内周側の端面との接触による摩耗を低減することができ、さらに、長寿命を図ることができる。 In the above embodiment, only the outer peripheral wall surface of the pocket is a surface formed by ironing. However, the present invention is not limited to this, and the inner peripheral wall surface of the pocket is also formed by ironing. It may also be a surface. By doing so, wear due to contact between the inner peripheral wall surface of the pocket and the inner peripheral end surface of the roller can be reduced, and a longer life can be achieved.
なお、上記の実施の形態においては、外周側および内周側の鍔部を折り返すようにして折り曲げることにしたが、これに限らず、折り返すことなく、一方向に折り曲げる構成としてもよい。 In the above embodiment, the outer peripheral side and inner peripheral side ridges are folded so as to be folded back. However, the present invention is not limited to this, and the folding may be performed in one direction without folding back.
また、上記の実施の形態においては、ころの端面は、径方向の中央部が転動軸心方向に膨出しており、その断面が単一の曲率で構成されているA端面としたが、これに限らず、曲率の異なる複数の曲面から構成されるAR端面、断面が略R形状であるR端面を有するころについても適用される。 Further, in the above embodiment, the end surface of the roller is an A end surface whose central portion in the radial direction bulges in the rolling axis direction and whose cross section is configured with a single curvature. The present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to an AR end surface composed of a plurality of curved surfaces having different curvatures and a roller having an R end surface having a substantially R-shaped cross section.
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この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。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
この発明に係るスラストころ軸受は、耐摩耗性が良好であり、高速回転下において長寿命を実現することができるため、カーエアコン用コンプレッサやオートマチックトランスミッション、マニュアルトランスミッション及びハイブリッド自動車に、有効に利用される。 The thrust roller bearing according to the present invention has good wear resistance and can achieve a long life under high-speed rotation. Therefore, the thrust roller bearing is effectively used for a car air conditioner compressor, an automatic transmission, a manual transmission, and a hybrid vehicle. The
11 ころ、12 端面、21 保持器、22 ポケット、23a,23b 環状部、24 柱部、25 ころ止め部、26a,26b 鍔部、27a,27b 壁面、28 面、31 スラストころ軸受。 11 Rollers, 12 End faces, 21 Cages, 22 Pockets, 23a, 23b Annular parts, 24 Column parts, 25 Roller stoppers, 26a, 26b Ridge parts, 27a, 27b Wall surfaces, 28 faces, 31 Thrust roller bearings.
Claims (5)
板状の部材を折り曲げて形成されており、複数の前記ころを保持する複数のポケットを有し、回転軸方向に折り曲げて外周側の鍔部を形成する円板状の保持器とを備え、
前記ポケットの外周側の壁面を構成する、前記外周側の鍔部のうちの内周側に位置する面は、前記外周側の鍔部の内周側の面に沿うように外周側に凹んだ曲面であって、前記鍔部の板厚が削り取られた面である、スラストころ軸受。 With multiple times,
A plate-shaped member formed by bending a plate-shaped member, having a plurality of pockets for holding a plurality of the rollers, and bending in the direction of the rotation axis to form a flange on the outer peripheral side;
The surface located on the inner peripheral side of the outer peripheral side ridge that constitutes the outer peripheral side wall of the pocket is recessed on the outer peripheral side along the inner peripheral surface of the outer peripheral ridge A thrust roller bearing which is a curved surface and is a surface from which the plate thickness of the flange portion is cut off.
前記ころの外周側の端面の曲率半径をR3(mm)とすると、R1>R3の関係を有する、請求項4に記載のスラストころ軸受。 The radius of curvature of the ironed surface is R1 (mm),
5. The thrust roller bearing according to claim 4, wherein a radius of curvature of an end face on the outer peripheral side of the roller is R3 (mm), and has a relationship of R1> R3.
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