JP6759544B2 - 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し、より詳細には、自動車のトランスミッションなどのスラスト荷重が負荷される軸部を支持するスラストころ軸受に関する。

自動車のオートマチックトランスミッションなどにおいては、プラネタリ機構が使用されている。プラネタリ機構では、プラネタリギヤとキャリアとの間に作用するスラスト荷重は、従来、ワッシャ等に代表される滑り軸受によって支持されていたが、近年、低トルク化を目的として、スラストころ軸受での支持が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。

従来のスラストころ軸受として、複数のころ、保持器、及び２枚のレースを一体型とし、組み付け性の向上を図ったものが考案されている。図５に示すように、スラストころ軸受１００は、樹脂製の保持器１１１の複数のポケット１１２に複数のころ１１３が配置されたケージアンドローラ１１４と、２枚のレース１２０、１３０とを備える。そして、一方のレース１２０の内径側円筒部１２１の先端部、及び他方のレース１３０の外径側円筒部１３１の先端部が、ステーキングタブやカールによってそれぞれ保持器１１１を直接保持することで、スラストころ軸受１００が一体化されている。

特開２０１１−１９６３９３号公報

ところで、すべり軸受に対して代替化されるスラストころ軸受においても、薄肉化することが求められている。このため、薄肉化したスラストころ軸受に対して、上述したステーキングタブやカールによって一体型としようとすると、樹脂製保持器とレースのタブやカールとの間で摩耗が発生し、薄肉化しつつ一体化したスラストころ軸受の実現が困難であった。また、保持器を鉄製とすることが考えられるが、鉄製保持器では、プレス工法による成形が困難であるため、薄肉化の実現が難しい。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、レースと保持器との間で摩耗の発生を抑え、薄肉化しつつ一体型とすることができるスラストころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 放射状に配置された複数のポケットを備える保持器と、
前記複数のポケット内に回動自在に配置される複数のころと、
前記ころが当接する環状の第１レース部と、前記第１レース部の内径側周縁から軸方向に折り曲げ形成された内径側円筒部と、を有する第１レースと、
前記ころが当接する環状の第２レース部と、前記第２レース部の外径側周縁から軸方向に折り曲げ形成された外径側円筒部と、を有する第２レースと、
を備えるスラストころ軸受であって、
前記保持器は、前記第２レースの前記外径側円筒部に近接対向して案内され、
前記第１レースの前記内径側円筒部の先端部分は、円周方向の少なくとも一部を径方向外方に折り曲げられ、前記第２レースの内径側部分の内周面より大径の保持部を有し、
前記第２レースは、前記第２レース部の内径側周縁から軸方向内側に湾曲した湾曲部を有し、
前記湾曲部の曲率半径は、前記第２レース部と前記外径側円筒部との境界部分の曲率半径よりも大きく、
前記保持部は、前記湾曲部と径方向且つ軸方向に重なる位置に形成され、前記第２レースの前記第１レースに対する分離を防止することを特徴とするスラストころ軸受。
（２） 前記保持部の軸方向外端面は、前記第２レース部の軸方向外側面と同一平面上、又は前記第２レース部の前記軸方向外側面よりも軸方向内側に位置することを特徴とする（１）に記載のスラストころ軸受。
（３） 前記複数のころ及び前記保持器は、一体型とされたケージアンドローラであり、
前記保持器は、樹脂製であり、
前記スラストころ軸受は、プラネタリ機構のキャリアの端面と、該端面と対向するプラネタリギヤの他の端面との間に形成された幅２ｍｍ以下の間隙空間に配置され、
前記第１レースの前記内径側円筒部は、前記キャリアと連結されるピニオンシャフトによって案内されることを特徴とする（１）又は（２）に記載のスラストころ軸受。

本発明のスラストころ軸受によれば、複数のころ及び保持器は一体型とされたケージアンドローラであり、保持器は、第２レースの外径側円筒部に近接対向して案内され、第１レースの内径側円筒部の先端部分は、円周方向の少なくとも一部を径方向外方に折り曲げられ、第２レースの内径側部分の内周面より大径の保持部を有し、第２レースは、第２レース部の内径側周縁から軸方向内側に湾曲した湾曲部を有し、湾曲部の曲率半径は、第２レース部と外径側円筒部との境界部分の曲率半径よりも大きく、保持部は、湾曲部と径方向且つ軸方向に重なる位置に形成され、第２レースの第１レースに対する分離を防止する。これにより、第１又は第２レースが保持器を直接保持することなく、保持器及び複数のころを第１レースと第２レースとによって保持することができ、第１又は第２レースと保持器との間で摩耗の発生を抑えることができ、スラストころ軸受を薄肉化しつつ一体型とすることができる。

本発明の第１実施形態に係るスラストころ軸受が適用されるプラネタリ機構の断面図である。 図１のスラストころ軸受の要部断面図である。 本発明の第２実施形態に係るスラストころ軸受の要部断面図である。 （ａ）は、本発明の第３実施形態に係るスラストころ軸受の要部断面図であり、（ｂ）は、本発明の第３実施形態の変形例に係るスラストころ軸受の要部断面図である。 従来のスラストころ軸受の要部断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係るスラストころ軸受について、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るスラストころ軸受が適用されるプラネタリ機構について説明する。
図１は、プラネタリ機構１のプラネタリギヤ２及びキャリア３の周辺構造を示している。プラネタリギヤ２は、ピニオンシャフト４により回転自在に支持されており、図示しないサンギヤ及びリングギヤに噛合している。また、キャリア３は、ピニオンシャフト４の端部と連結され、ピニオンシャフト４とともに自らも回転する。

プラネタリギヤ２の内周面とピニオンシャフト４の外周面との間には、保持器５及び複数のころ６を備えてケージアンドローラを構成するラジアルころ軸受７が配置されている。また、キャリア３の軸方向端面とプラネタリギヤ２の軸方向端面との間に形成された軸方向幅２ｍｍ以下の間隙空間には、スラストころ軸受１０が配置されている。

図２にも示すように、スラストころ軸受１０は、保持器１１及び複数のころ１３を有するケージアンドローラ１４と、キャリア３の軸方向端面に当接して配置された第１レース２０と、プラネタリギヤ２の軸方向端面に当接して配置された第２レース３０と、を備える。

保持器１１は、樹脂製であり、軸方向に貫通する複数のポケット１２が放射状に配置されている。また、複数のころ１３は、保持器１１の複数のポケット１２内にそれぞれ転動自在に配置されている。さらに、保持器１１には、複数のころ１３の各ポケット１２からの脱落を防止すべく、抜け止め（図示せず）が施されており、保持器１１と複数のころ１３とは一体型とされてケージアンドローラ１４を構成する。

第１レース２０は、ころ１３が当接する環状の第１レース部２１と、第１レース部２１の内径側周縁から軸方向に折り曲げ形成された内径側円筒部２２と、を有する。

第２レース３０は、ころ１３が当接する環状の第２レース部３１と、第２レース部３１の外径側周縁から軸方向に折り曲げ形成された外径側円筒部３２と、第２レース部３１の内径側周縁から軸方向に折り曲げ形成され、第１レース２０の内径側円筒部２２よりも大径の他の内径側円筒部（内径側部分）３３と、を有し、断面略コの字形に形成されている。

これにより、第１レース２０の第１レース部２１と、第２レース３０の第２レース部３１間には、複数のころ１３が転動自在に当接し、スラストころ軸受１７に作用するスラスト荷重を支承している。

また、第２レース３０の外径側円筒部３２は、保持器１１の外周面と半径方向において近接対向しており、保持器１１の外周面を案内する。一方、第２レース３０の他の内径側円筒部３３は、保持器１１の内周面から離間して配置されている。

また、第１レース２０の内径側円筒部２２の先端部分には、円周方向の２箇所以上で、略等間隔に、径方向外方に折り曲げられ、第２レース３０の他の内径側円筒部３３の内周面より大径のステーキングタブ（保持部）２３が設けられている。ステーキングタブ２３は、第２レース部３１と他の内径側円筒部３３との湾曲した境界部分３４の内径側に位置し、且つ、他の内径側円筒部３３の軸方向外側に位置している。また、本実施形態では、ステーキングタブ２３は、軸方向において、第２レース部３１の軸方向外側面と同一平面上、又は、該軸方向外側面よりも第１レース部２１側に位置している。

このように形成されたステーキングタブ２３は、第２レース３０が第１レース２０に対して軸方向に離間しようとすると、第２レース３０の他の内径側円筒部３３を当接保持し、第２レース３０の第１レース２０に対する分離を防止する。したがって、第１レース２０と第２レース３０との分離が防止されることで、保持器１１及び複数のころ１３を第１レース２０と第２レース３０とによって保持することができる。

また、第２レース３０の第２レース部３１と他の内径側円筒部３３との湾曲した境界部分３４は、第１レース２０のステーキングタブ２３と干渉しないように、曲率半径の大きな湾曲形状に形成されている。具体的には、上記境界部分３４は、第２レース部３１と外径側円筒部３２との境界部分３５の曲率半径よりも大きい。

さらに、図１に示すように、第１レース２０の内径側円筒部２２は、ピニオンシャフト４の外周面によって案内されており、ピニオンシャフト４に対して径方向に位置決めされている。

以上説明したように、本実施形態のスラストころ軸受１０によれば、第１レース２０の内径側円筒部２２の先端部分は、円周方向の２箇所以上を径方向外方に折り曲げられ、第２レース３０の他の内径側円筒部３３の内周面より大径のステーキングタブ２３を有し、第２レース３０の第１レース２０に対する分離を防止する。これにより、第１又は第２レース２０，３０が保持器１１を直接保持することなく、保持器１１及び複数のころ１３を第１レース２０と第２レース３０とによって保持することができ、第１又は第２レース２０，３０と保持器１１との間で摩耗の発生を抑え、スラストころ軸受１０を薄肉化しつつ一体型とすることができる。

また、複数のころ１３及び保持器１１は、一体型とされたケージアンドローラ１４であるので、アッセンブリを容易に行うことができ、さらに、保持器１１は、第２レース３０の外径側円筒部３２によって案内されるので、保持器１１の姿勢を安定させることができる。

さらに、上述したように構成されたスラストころ軸受１０は、キャリア３の軸方向端面と、該軸方向端面と対向するプラネタリギヤ２の他の軸方向端面との間に形成された軸方向幅２ｍｍ以下の間隙空間に配置することができる。
また、第１レース２０の内径側円筒部２２は、キャリア３と連結されるピニオンシャフト４によって案内されるので、ピニオンシャフト４に対して径方向に位置決めすることができる。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係るスラストころ軸受の要部断面図である。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。

このスラストころ軸受１０ａでは、第２レース３０の第２レース部３１において、ころ１３の軌道面から径方向内側に離間した位置に、油孔３６が形成されている。また、第２レース３０の外径側円筒部３２には、円周方向に部分的に切欠き（スキャラップ）３７が形成されている。

これにより、プラネタリギヤ２の内周面とピニオンシャフト４の外周面との間の空間から、スラストころ軸受１０ａの油孔３６及び切欠き３７を介して、スラストころ軸受１０ａの径方向外側へ流通する潤滑油の量を増加することができる。即ち、プラネタリ機構の潤滑状況に応じて、本実施形態のスラストころ軸受１０ａを採用することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第３実施形態）
図４（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るスラストころ軸受の要部断面図である。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。

第１及び第２実施形態のスラストころ軸受１０、１０ａでは、第２レース３０の内径側部分が、内径側円筒部３３によって形成されているが、第３実施形態のスラストころ軸受１０ｂでは、第２レース３０の内径側部分は、面押し加工によって軸方向内側に湾曲した折り曲げ部３８によって形成されている。したがって、第１レース２０の内径側円筒部２２の先端部分に形成されるステーキングタブ２３は、第２レース部３１の内径側、且つ折り曲げ部３８の軸方向外側に位置し、折り曲げ部３８の内周面より大径となり、第２レース３０の第１レース２０に対する分離を防止する。この結果、第１又は第２レース２０，３０が保持器１１を直接保持することなく、保持器１１及び複数のころ１３を、不分離とされた第１レース２０と第２レース３０とによって保持することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

なお、本実施形態の変形例として、図４（ｂ）に示すスラストころ軸受１０ｃのように、第２レース３０の内径側部分は、段付き加工によって形成される段付き部３９によって構成もよい。この場合にも、第１レース２０の内径側円筒部２２の先端部分に形成されるステーキングタブ２３は、第２レース部３１の内径側、且つ、段付き部３９の軸方向外側に位置し、段付き部３９の内周面より大径となり、第２レース３０の第１レース２０に対する分離を防止することができる。

尚、本発明は、前述した各実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
上記実施形態では、第２レース３０の第１レース２０に対する分離を防止するための保持部として、第１レース２０の内径側円筒部２２の先端部分に、押し出し加工によるステーキングタブ２３が形成されているが、本発明の保持部は、これに限らず、該先端部分を全周に亘って曲げ形成して成るフルカールや、該先端部分を円周方向複数箇所で曲げ形成して成るパーシャルカールによって形成してもよい。

また、上記実施形態では、スラストころ軸受は、プラネタリ機構１のキャリア３の軸方向端面と、プラネタリギヤ２の軸方向端面との間に配置されているが、本発明のスラストころ軸受は、このような配置に限定されず、例えば、回転軸のフランジ部の軸方向端面と、ハウジングの軸方向端面との間に配置されるものであってよい。

１ プラネタリ機構
２ プラネタリギヤ
３ キャリア
４ ピニオンシャフト
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ スラストころ軸受
１１ 保持器
１２ ポケット
１３ ころ
２０ 第１レース
２１ 第１レース部
２２ 内径側円筒部
２３ ステーキングタブ（保持部）
３０ 第２レース
３１ 第２レース部
３２ 外径側円筒部
３３ 他の内径側円筒部（内径側部分）
３４ 境界部分
３８ 折り曲げ部（内径側部分）
３９ 段付き部（内径側部分）

Claims (3)

1. 放射状に配置された複数のポケットを備える保持器と、
   前記複数のポケット内に回動自在に配置される複数のころと、
   前記ころが当接する環状の第１レース部と、前記第１レース部の内径側周縁から軸方向に折り曲げ形成された内径側円筒部と、を有する第１レースと、
   前記ころが当接する環状の第２レース部と、前記第２レース部の外径側周縁から軸方向に折り曲げ形成された外径側円筒部と、を有する第２レースと、
   を備えるスラストころ軸受であって、
   前記保持器は、前記第２レースの前記外径側円筒部に近接対向して案内され、
   前記第１レースの前記内径側円筒部の先端部分は、円周方向の少なくとも一部を径方向外方に折り曲げられ、前記第２レースの内径側部分の内周面より大径の保持部を有し、
   前記第２レースは、前記第２レース部の内径側周縁から軸方向内側に湾曲した湾曲部を有し、
   前記湾曲部の曲率半径は、前記第２レース部と前記外径側円筒部との境界部分の曲率半径よりも大きく、
   前記保持部は、前記湾曲部と径方向且つ軸方向に重なる位置に形成され、前記第２レースの前記第１レースに対する分離を防止することを特徴とするスラストころ軸受。
2. 前記保持部の軸方向外端面は、前記第２レース部の軸方向外側面と同一平面上、又は前記第２レース部の前記軸方向外側面よりも軸方向内側に位置することを特徴とする請求項１に記載のスラストころ軸受。
3. 前記複数のころ及び前記保持器は、一体型とされたケージアンドローラであり、
   前記保持器は、樹脂製であり、
   前記スラストころ軸受は、プラネタリ機構のキャリアの端面と、該端面と対向するプラネタリギヤの他の端面との間に形成された幅２ｍｍ以下の間隙空間に配置され、
   前記第１レースの前記内径側円筒部は、前記キャリアと連結されるピニオンシャフトによって案内されることを特徴とする請求項１又は２に記載のスラストころ軸受。
   

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