JP6733337B2 - スラストころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、スラストころ軸受に関する。

従来、対向配置された２つのレースの間に複数のころを転動可能に介在させたスラストころ軸受が知られている。スラストころ軸受は、例えば、車両のトランスミッションにおいて非回転部材と回転部材との間に介挿され、回転軸方向のスラスト力を受けながら回転部材の回転を円滑にするために用いられている。

スラストころ軸受では、複数のころは、２つのレースの間に配置された保持器に転動可能に保持されている。スラストころ軸受に用いられる保持器として、２枚の板材を組み合わせたもの（以下、二枚保持器という）が知られている（例えば特許文献１参照）。

二枚保持器は、一方の板材である外側保持器と、他方の板材である内側保持器とを組み合わせて構成されている。外側保持器と内側保持器とは、外側保持器内に内側保持器を収容した状態で、外側保持器の外周に加締め加工を施すことで、一体化されている。

外側保持器と内側保持器には、複数のころを保持する複数の保持穴がそれぞれ形成されている。保持穴の幅はころの直径よりも小さく形成されており、ころを保持穴の周縁の外側保持器又は内側保持器に係止させることで、ころの保持器からの脱落が抑制されている。

保持穴の幅はころの直径よりも小さいため、保持器を組み立てる際には、内側保持器の保持穴にころを配置した状態で、内側保持器を外側保持器内に収容し、外側保持器と内側保持器とを加締めにより一体化する必要がある。

特開２００８−０７５７５２号公報

ところで、保持器ところとは、異なる材料からなり、異なる熱処理、異なる仕上げ加工が施される。したがって、保持器ところとを一体化した状態で熱処理を行うことはできない。

そのため、従来のスラストころ軸受では、予め熱処理や表面加工等を施した外側保持器と内側保持器とを加締める必要がある。熱処理後の外側保持器及び内側保持器は、表面硬度が高くなるため、加締めの際に材料強度を上回る引張り応力が発生すると、加締め部分に割れや微小クラックが生じてしまう。

そこで、本発明は、保持器に割れや微小クラックが発生してしまうことを抑制可能なスラストころ軸受を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、複数のころと、前記複数のころを転動可能に保持する環状の保持器と、を備え、前記保持器は、前記複数のころを保持する複数の第１保持穴の外側に形成された第１外側円環部と、前記第１保持穴の内側に形成された第１内側円環部と、前記第１外側円環部と前記第１内側円環部とを径方向に連結し、前記保持器の軸方向における一方向への前記ころの移動を規制する複数の第１柱部と、を有する第１保持器と、前記複数のころを保持する複数の第２保持穴の外側に形成された第２外側円環部と、前記第２保持穴の内側に形成された第２内側円環部と、前記第２外側円環部と前記第２内側円環部とを径方向に連結し、前記保持器の軸方向における他方向への前記ころの移動を規制する複数の第２柱部と、を有する第２保持器と、を有し、前記第２保持器は、前記第１保持穴の周縁に係止された複数の係止爪を有し、前記複数の係止爪は、前記第２外側円環部に形成され、前記複数の第１保持穴の周縁の前記第１外側円環部にそれぞれ係止された複数の外周側係止爪と、前記第２内側円環部に形成され、前記複数の第１保持穴の周縁の前記第１内側円環部にそれぞれ係止された複数の内周側係止爪と、を含み、前記外周側係止爪は、前記第２外側円環部から軸方向一方側に突出して前記第１保持穴に挿通された外側軸部と、前記外側軸部の先端から径方向外方に突出して前記第２外側円環部との間に前記第１外側円環部を軸方向に挟む外側爪部と、を有し、前記内周側係止爪は、前記第２内側円環部から軸方向一方側に突出して前記第１保持穴に挿通された内側軸部と、前記内側軸部の先端から径方向内方に突出して前記第２内側円環部との間に前記第１内側円環部を軸方向に挟む内側爪部と、を有する、スラストころ軸受を提供する。

本発明によれば、保持器に割れや微小クラックが発生してしまうことを抑制可能なスラストころ軸受、及びスラストころ軸受用保持器を提供できる。

本実施の形態に係るスラストころ軸受を示す斜視図である。 図１のスラストころ軸受の破断面図である。 図１のスラストころ軸受の周方向に垂直な断面を示す断面図である。 内側保持器の斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、保持器の組立手順を説明する説明図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（スラストころ軸受１の全体構成）
図１は本実施の形態に係るスラストころ軸受１を示す斜視図であり、図２はその破断面図、図３は周方向に垂直な断面を示す断面図である。

図１〜３に示すように、スラストころ軸受１は、複数の円柱状のころ２と、複数のころ２を転動可能に保持する環状の保持器（スラストころ軸受用保持器）３と、を備えている。また、図示していないが、スラストころ軸受１は、保持器３を挟み込むように対向して配置され、複数のころ２が転動する軌道面を有する２つのレースを有している。

スラストころ軸受１は、例えば車両のトランスミッションに用いられ、軸状の回転部材と、トランスミッションハウジング等の非回転部材との間に介挿され、保持器３に保持された複数のころ２の転動により、軸方向のスラスト力を受けながら回転部材の回転を円滑にするものである。

（保持器３の説明）
保持器３は、外側保持器４と内側保持器５とを組み合わせてなる。なお、外側保持器４は、本発明の第１保持器の一態様であり、内側保持器５は、本発明の第２保持器の一態様である。

外側保持器４は、複数のころ２を保持する複数の第１保持穴４４の外側に形成された第１外側円環部４２と、第１保持穴４４の内側に形成された第１内側円環部４１と、第１外側円環部４２と第１内側円環部４１とを径方向に連結し、保持器３の軸方向における一方向（図３における上方向）へのころ２の移動を規制する複数の第１柱部４３と、を一体に有している。

第１内側円環部４１と第１外側円環部４２とは同心状に形成されて対をなし、第１柱部４３と共に第１保持穴４４を形成する。第１保持穴４４は、外側保持器４の径方向に沿って長辺が延び、外側保持器４を厚さ方向（軸方向）に貫通する長方形状の貫通孔である。外側保持器４には、放射状に配置された複数のころ２を転動可能に保持するように、複数のころ２と同数（本実施の形態では３０個）の複数の第１保持穴４４が放射状に形成されている。第１保持穴４４の短辺方向の幅は、ころ２の直径よりも小さい。

本実施の形態では、第１内側円環部４１は、軸方向に垂直な板状かつ環状の垂直部４１ａと、垂直部４１ａの内周側の端部から軸方向に延出された短円筒状の筒部４１ｂと、を一体に有する。垂直部４１ａと筒部４１ｂとの接続部分は丸みを帯びた形状に形成されている。

また、第１外側円環部４２は、軸方向に垂直な板状かつ環状の垂直部４２ａと、垂直部４２ａの外周側の端部から軸方向に延出された短円筒状の筒部４２ｂと、を一体に有する。垂直部４２ａと筒部４２ｂとの接続部分は丸みを帯びた形状に形成されている。

第１内側円環部４１と第１外側円環部４２の垂直部４１ａ，４２ａは、軸方向における同じ位置に同軸状に配置されている。また、第１内側円環部４１と第１外側円環部４２の筒部４１ｂ，４２ｂは、垂直部４１ａ，４２ａから軸方向の同じ方向に延出され、垂直部４１ａ，４２ａからの延出長が等しく形成されており、同軸状に配置されている。第１柱部４３は、軸方向に対して垂直に形成されており、第１内側円環部４１と第１外側円環部４２の垂直部４１ａ，４２ａ同士を連結している。

図４は、内側保持器５の破断面図である。図１〜４に示すように、内側保持器５は、複数のころ２を保持する複数の第２保持穴５４の外側に形成された第２外側円環部５２と、第２保持穴５４の内側に形成された第２内側円環部５１と、第１外側円環部５２と第１内側円環部５１とを径方向に連結し、保持器３の軸方向における他方向（図３における下方向）へのころ２の移動を規制する複数の第２柱部５３と、を一体に有している。

第２内側円環部５１と第２外側円環部５２とは同心状に形成されて対をなし、第２柱部５３と共に第２保持穴５４を形成する。第２保持穴５４は、内側保持器５の径方向に沿って長辺が延び、内側保持器５を厚さ方向（軸方向）に貫通する長方形状の貫通孔である。内側保持器５には、放射状に配置された複数のころ２を転動可能に保持するように、複数のころ２と同数（本実施の形態では３０個）の複数の第２保持穴５４が放射状に形成されている。第２保持穴５４の短辺方向の幅は、ころ２の直径よりも小さい。

本実施の形態では、第２内側円環部５１と第２外側円環部５２とは、同軸の短円筒状に形成されており、その軸方向の一端部同士を連結するように第２柱部５３が設けられている。

内側保持器５は、外側保持器４内に収容されている。本実施の形態では、内側保持器５の全体が外側保持器４に収容されているが、内側保持器５の一部が外側保持器４から突出していてもよい。内側保持器５は、第２内側円環部５１と第２外側円環部５２の先端部（第２柱部５３を設けた側と反対側の端部）から、外側保持器４内に挿入され収容される。

内側保持器５を外側保持器４内に収容可能とするため、内側保持器５の第２内側円環部５１の内径は、外側保持器４における第１内側円環部４１の筒部４１ｂの外径よりも若干大きくされる。また、内側保持器５の第２外側円環部５２の外径は、外側保持器４における第１外側円環部４２の筒部４１ｂの内径よりも若干小さくされる。

（係止爪６の説明）
本実施の形態に係るスラストころ軸受１では、内側保持器５は、第１保持穴４４の周縁に係止される複数の係止爪６を有しており、複数の係止爪６の係止により、外側保持器４と内側保持器５とが固定されている。これら複数の係止爪６は、第２内側円環部５１に形成された内周側係止爪６１と、第２外側円環部５２に形成された外周側係止爪６２とを含んでいる。

本実施の形態では、第２内側円環部５１の先端部に、第１保持穴４４の周縁の第１内側円環部４１（垂直部４１ａ）に係止される内周側係止爪６１が形成されており、かつ、第２外側円環部５２の先端部に、第１保持穴４４の周縁の第１外側円環部４２（垂直部４２ａ）に係止される外周側係止爪６２が形成されている。内周側係止爪６１は、長方形状の第１保持穴４４の内周側の短辺に係止され、外周側係止爪６２は第１保持穴４４の外周側の短辺に係止される。

内周側係止爪６１は、第２内側円環部５１の先端部から軸方向に突出する軸部６１ａと、軸部６１ａの先端部から径方向内方に突出する爪部６１ｂと、を一体に有する。内周側係止爪６１は、第２内側円環部５１と一体に形成されている。軸部６１ａは、軸方向から見て円弧状に形成されており、その外周側の面が、第２内側円環部５１の外周面と連続している。

外周側係止爪６２は、第２外側円環部５２の先端部から軸方向に突出する軸部６２ａと、軸部６２ａの先端部から径方向外方に突出する爪部６２ｂと、を一体に有する。外周側係止爪６２は、第２外側円環部５２と一体に形成されている。軸部６２ａは、軸方向から見て円弧状に形成されており、その内周側の面が、第２外側円環部５２の内周面と連続している。

内周側係止爪６１と外周側係止爪６２は対となっており、対をなす内周側係止爪６１と外周側係止爪６２とが径方向に対向している。また、対をなす内周側係止爪６１と外周側係止爪６２とが、対応する第１保持穴４４に共に係止されている。

本実施の形態では、第１保持穴４４と同数の係止爪６１，６２を形成し、全ての第１保持穴４４に係止爪６１，６２を係止させているが、これに限定されるものではなく、係止爪６１，６２の数を第１保持穴４４の数よりも少なくしてもよい。ただし、係止爪６１，６２を１つ、あるいは２つとした場合には、外側保持器４と内側保持器５とを強固に固定できず両者が分離してしまったり、外側保持器４と内側保持器５間でがたつきが生じたりする場合も考えられるため、係止爪６１，６２の数は３つ以上とし、周方向に等間隔に係止爪６１，６２を配置することが望ましい。

また、本実施の形態では、係止爪６として内周側係止爪６１と外周側係止爪６２とを形成したが、内周側係止爪６１と外周側係止爪６２のどちらか一方を省略してもよい。つまり、保持器３は、内周側係止爪６１と外周側係止爪６２のどちらか一方のみを有していてもよい。

内周側係止爪６１と外周側係止爪６２との間には、ころ２が配置されている。これにより、内周側係止爪６１の外周側への動き、及び外周側係止爪６２の内周側への動きがころ２により規制され、係止爪６１，６２による係止が解除され外側保持器４と内側保持器５とが分離されてしまうことを抑制可能になる。つまり、スラストころ軸受１では、ころ６は、転動体としての役割と、係止爪６の係合が解除されることを抑制し、外側保持器４と内側保持器５とを一体に維持する役割とを兼ねている。

係止爪６１，６２ところ２との間の隙間は、係止爪６１，６２が弾性変形しても係止が解除されないように、爪部６１ｂ，６２ｂの長さ（軸部６１ａ，６２ａからの突出長）を考慮して適宜設定するとよい。より具体的には、両係止爪６１，６２間で係止爪６１，６２ところ２との間に形成される隙間の幅を、内周側係止爪６１の第１内側円環部４１（垂直部４１ａ）とのかかり代、及び、外周側係止爪６２の第１外側円環部４２（垂直部４２ａ）とのかかり代よりも小さくするとよい。

（外側保持器４と内側保持器５の材質）
本実施の形態では、外側保持器４が金属からなり、内側保持器５が樹脂からなる。

本実施の形態では、外側保持器４は、鋼板をプレス等によって打ち抜き及び屈曲して形成されている。外側保持器４は保持器３の外表面の大部分を占めるため、外側保持器４を金属製とすることにより、保持器３の機械的強度を維持し、耐久性を向上できる。また、外側保持器４を樹脂製とした場合と比較して、外側保持器４が変形しにくくなるので、係止爪６による係止が解除されにくくなり、外側保持器４と内側保持器５との分離を抑制できる。

また、本実施の形態では、内側保持器５は、射出成形により形成されている。金型からの離型時に係止爪６が折れてしまうことを抑制するために、射出成形の際には、内周側と外周側で分離可能な金型を用いることが望ましい。内側保持器５に用いる樹脂としては、例えば、６６ナイロン、４６ナイロン、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等が挙げられる。また、ころ２の転動による内側保持器５の摩耗を抑制するために、内側保持器５はガラス繊維（ガラスフィラー）を含むことが望ましい。

内側保持器５を樹脂製とすることで、係止爪６を有する複雑な形状に成型しやすくなる。また、樹脂は金属と比較して変形し易いため、外側保持器４と内側保持器５とを一体化した後に、第２保持穴５４を介してころ２を嵌め込むことが可能になる。その結果、スラストころ軸受け１の組立性を向上できると共に、ころ２により係止爪６の係止の解除を抑制させることも可能になる。

（保持器３の組立手順）
まず、鋼板を打ち抜き屈曲する等して外側保持器４を形成すると共に、射出成形等により内側保持器５を形成する。外側保持器４は、熱処理や表面加工等が予め施された状態とする。

その後、外側保持器４内に内側保持器５を挿入して、外側保持器４と内側保持器５とを一体化させる。このとき、図５（ａ）に示すように、内周側係止爪６１が外周側へ弾性変形すると共に、外周側係止爪６２の内周側へ弾性変形して、両係止爪６１，６２が第１保持穴４４へと挿入される。さらに内側保持器５の挿入を進めると、両係止爪６１，６２が第１保持穴４４の周縁へと係止され、外側保持器４と内側保持器５とが一体化される。

その後、図５（ｂ）に示すように、樹脂からなる内側保持器５の第２保持穴５４から保持器３内にころ２を押し込む。このとき、第２保持穴５４の周縁の第２柱部５３が弾性変形し、ころ２が保持器３内へと押し込まれる。すべての保持穴４４，５４にころ２を押し込むと、図１の状態となり、保持器３の組立が完了する。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るスラストころ軸受１では、内側保持器５が、第１保持穴４４の周縁に係止される複数の係止爪６を有している。

係止爪６により外側保持器４と内側保持器５とを係止することにより、外側保持器４と内側保持器５とを加締める必要がなくなるので、加締めによる保持器３の割れや微小クラックの発生を抑制することが可能になる。

また、本実施の形態では、内周側係止爪６１と外周側係止爪６２との間にころ２が配置されているため、ころ２により係止爪６の係止が解除されてしまうことを抑制可能となり、外側保持器４と内側保持器５とがより分離しにくくなる。

さらに、本実施の形態では、外側保持器４が金属からなり、内側保持器５が樹脂からなるため、外側保持器４を変形しにくくして外側保持器４と内側保持器５との分離を抑制でき、かつ、外側保持器４と内側保持器５とを一体化した後にころ２を取り付け可能として、スラストころ軸受け１の組立性を向上できる。

１…スラストころ軸受、２…ころ、３…保持器（スラストころ軸受用保持器）、４…外側保持器（第１保持器）、４１…第１内側円環部、４１ａ…垂直部、４１ｂ…筒部、４２…第１外側円環部、４２ａ…垂直部、４２ｂ…筒部、４３…第１柱部、４４…第１保持穴、５…内側保持器（第２保持器）、５１…第２内側円環部、５２…第２外側円環部、５３…第２柱部、５４…第２保持穴、６…係止爪、６１…内周側係止爪、６１ａ…軸部、６１ｂ…爪部、６２…外周側係止爪、６２ａ…軸部、６２ｂ…爪部

Claims (2)

1. 複数のころと、前記複数のころを転動可能に保持する環状の保持器と、を備え、
   前記保持器は、
   前記複数のころを保持する複数の第１保持穴の外側に形成された第１外側円環部と、前記第１保持穴の内側に形成された第１内側円環部と、前記第１外側円環部と前記第１内側円環部とを径方向に連結し、前記保持器の軸方向における一方向への前記ころの移動を規制する複数の第１柱部と、を有する第１保持器と、
   前記複数のころを保持する複数の第２保持穴の外側に形成された第２外側円環部と、前記第２保持穴の内側に形成された第２内側円環部と、前記第２外側円環部と前記第２内側円環部とを径方向に連結し、前記保持器の軸方向における他方向への前記ころの移動を規制する複数の第２柱部と、を有する第２保持器と、を有し、
   前記第２保持器は、前記第１保持穴の周縁に係止された複数の係止爪を有し、
   前記複数の係止爪は、
   前記第２外側円環部に形成され、前記複数の第１保持穴の周縁の前記第１外側円環部にそれぞれ係止された複数の外周側係止爪と、
   前記第２内側円環部に形成され、前記複数の第１保持穴の周縁の前記第１内側円環部にそれぞれ係止された複数の内周側係止爪と、を含み、
   前記外周側係止爪は、前記第２外側円環部から軸方向一方側に突出して前記第１保持穴に挿通された外側軸部と、前記外側軸部の先端から径方向外方に突出して前記第２外側円環部との間に前記第１外側円環部を軸方向に挟む外側爪部と、を有し、
   前記内周側係止爪は、前記第２内側円環部から軸方向一方側に突出して前記第１保持穴に挿通された内側軸部と、前記内側軸部の先端から径方向内方に突出して前記第２内側円環部との間に前記第１内側円環部を軸方向に挟む内側爪部と、を有する、
   スラストころ軸受。
2. 前記第１保持器が金属からなり、
   前記第２保持器が樹脂からなり、
   前記第１保持器と前記第２保持器とは、前記外周側係止爪が内周側に弾性変形して前記第１保持穴に挿入されると共に、前記内周側係止爪が外周側に弾性変形して前記第１保持穴に挿入されることにより一体化されており、
   前記外周側係止爪と前記内周側係止爪との間に配置された前記ころにより、前記外周側係止爪の内周側への動き、及び前記内周側係止爪の外周側への動きが、それぞれ規制されている、
   請求項１に記載のスラストころ軸受。

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