JPH084759A

JPH084759A - スラスト軸受

Info

Publication number: JPH084759A
Application number: JP6135594A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Suga; 芳郎菅
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1996-01-09

Abstract

(57)【要約】【目的】必要十分な大きさの動摩擦トルクを得、しか
もこの動摩擦トルクの経時的変化を抑える。【構成】第一の軌道輪１と第二の軌道輪２との間に複
数の転動体３、３を設ける。この転動体３、３を保持す
る保持器８ａの軸方向両端面は、上記第一の軌道輪１の
片面に形成した第一の滑り面１０、及び第二の軌道輪２
の片面に形成した第二の滑り面１１に摩擦係合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るスラスト軸受は、
大型自動車の操舵輪（一般的には前輪）を支持する懸架
装置に組み込み、キングピンから加わえられるスラスト
荷重を支承しつつ、このキングピンをキングピン軸（ス
テアリングアクシス）に回転自在に支持する。

【０００２】

【従来の技術】大型自動車の操舵輪を支持するキングピ
ンと、このキングピンを支持する為のキングピン軸との
間にはスラスト軸受を設けている。そして、このスラス
ト軸受により、上記キングピンを回転自在に支持すると
共に、このキングピンとキングピン軸との間に加わるス
ラスト荷重を支承している。この様な部分に組み込むス
ラスト軸受として従来から、図４に示す様なスラスト転
がり軸受、或は図５に示す様なスラスト滑り軸受が使用
されていた。

【０００３】先ず、図４に示したスラスト転がり軸受に
就いて説明する。このスラスト転がり軸受は、それぞれ
が円輪状に形成された第一、第二の軌道輪１、２と、転
動体である複数個の玉３、３とから成る。上記第一、第
二の軌道輪１、２の片面幅方向中間部で互いに対向する
部分には、第一、第二の軌道面４、５を形成している。
上記玉３、３は、これら各軌道面４、５部分を転動す
る。

【０００４】スラスト転がり軸受はこの様に構成される
ので、上記玉３、３の転動に基づき、第一の軌道輪１と
第二の軌道輪２との相対回転が自在となる。この結果、
キングピン等、上記第一の軌道輪１を支持した部材と、
キングピン軸等、第二の軌道輪２を支持した部材との相
対変位が自在となる。又、これら両部材同士の間に加わ
るスラスト荷重が支承される。尚、このスラスト荷重が
大きい場合には、転動体として、上記玉３、３に代えて
円錐ころや円筒ころを使用する場合もある。

【０００５】次に、図５に示したスラスト滑り軸受に就
いて説明する。このスラスト滑り軸受は、それぞれが円
輪状に形成された第一、第二の軌道輪１ａ、２ａによ
り、やはり円輪状に形成された滑りリング６をサンドイ
ッチ状に挟持する事で構成されている。この様に構成さ
れるスラスト滑り軸受の使用時には、上記滑りリング６
の両面と上記第一、第二の軌道輪１ａ、２ａの片面とが
滑り合い、上記第一の軌道輪１ａを支持した部材と、キ
ングピン軸等、第二の軌道輪２ａを支持した部材との相
対変位が自在となる。又、これら両部材同士の間に加わ
るスラスト荷重が支承される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、キングピン
とキングピン軸との間に組み込むスラスト軸受として、
上述の様なスラスト転がり軸受或はスラスト滑り軸受を
使用した場合、次に述べる様な問題を生じる。

【０００７】先ず、図４に示す様なスラスト転がり軸受
を使用した場合には、このスラスト転がり軸受の動摩擦
トルク、即ち第一の軌道輪１と第二の軌道輪２とを相対
回転させる為に要するトルクが小さ過ぎる。この様に動
摩擦トルクが小さ過ぎると、上記キングピンがキングピ
ン軸に対し容易に変位する。この結果、自動車の走行に
伴う振動によって、上記キングピンがキングピン軸に対
して激しく振動する、所謂シミーが発生し易くなる。

【０００８】又、図５に示す様なスラスト滑り軸受を使
用した場合には、上記動摩擦トルクを適度に大きくでき
る為、上述の様なシミーの発生を防止できるが、代わり
に適度な動摩擦トルクの設定とその維持とが難しいと言
った問題がある。即ち、スラスト滑り軸受の場合には、
滑りリング６の両面と第一、第二の軌道輪１ａ、２ａの
片面との間に存在する油膜の厚さやその性状により、上
記動摩擦トルクが大きく変化する。ところが、グリース
塗布による上記油膜形成のばらつき、或は長期間に亙る
使用に伴うグリースの劣化、更にこのグリースの劣化等
に伴う上記両面及び片面の摩耗の進行等により、上記動
摩擦トルクがスラスト転がり軸受に比べて変動し易い。
この結果、上記図５に示す様なスラスト滑り軸受の動摩
擦トルクは、図６に実線αで示す様に、或る程度時間を
経過した後増大する。この様な動摩擦トルクの必要以上
の増大は、キングピン軸に対しキングピンを変位させる
為に要する力の増大の原因となり、転舵に要する力の増
大に結び付く為、好ましくない。

【０００９】一方、転がり軸受の動摩擦トルクを大きく
できる構造として、実開昭５０−７３７３８号公報に
は、図７〜８に示す様なスラスト転がり軸受が記載され
ている。このスラスト転がり軸受の場合には、第一、第
二の軌道輪１、２に、軸方向に亙る油孔７、７を形成す
る他、保持器８の一部でこれら各油孔７、７と整合自在
な位置にも同様の油孔９、９を形成している。この様な
構造のスラスト転がり軸受の場合には、上記保持器８が
高速回転する際に、上記各油孔９、９の両端開口部分で
潤滑油の剪断が起こり、この剪断に基づいて上記動摩擦
トルクが大きくなる。

【００１０】ところが、この公報に記載された構造は、
本来高速回転時の振動を緩和すべく考えられたものであ
って、高速回転時の動摩擦トルクを大きくする事はでき
ても、低速回転時の動摩擦トルクを大きくする効果は殆
ど期待できない。従って、キングピンとキングピン軸と
の間に設けてシミー防止を図る為の構造としては不適当
である。本発明のスラスト軸受は、上述の様な不都合を
解消すべく考えたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のスラスト軸受
は、円輪状に形成された第一の軌道輪と、この第一の軌
道輪の軸方向片面に形成された第一の軌道面と、上記第
一の軌道輪の軸方向片面でこの第一の軌道面から外れた
部分に形成された第一の滑り面と、円輪状に形成された
第二の軌道輪と、この第二の軌道輪の軸方向片面で上記
第一の軌道面と対向する部分に形成された第二の軌道面
と、上記第二の軌道輪の軸方向片面で上記第一の滑り面
に対向する部分に形成された第二の滑り面と、上記第一
の軌道面と第二の軌道面との間に転動自在に設けられた
複数の転動体と、その軸方向両端面を上記第一の滑り面
と上記第二の滑り面とに摺接させた状態で、上記複数の
転動体を転動自在に保持する円輪状の保持器とを備えて
いる。

【００１２】

【作用】上述の様に構成される本発明のスラスト軸受に
よれば、動摩擦トルクを適度に大きくし、しかもこの動
摩擦トルクを長期間に亙って安定させる事ができる。先
ず、第一、第二の軌道輪は、複数の転動体と転がり接触
するだけでなく、保持器と滑り接触する。従って、この
保持器の軸方向両端面と第一、第二の滑り面との滑り摩
擦に基づき、上記第一、第二の軌道輪の相対回転に要す
る動摩擦トルクが大きくなる。又、上記第一、第二の軌
道輪の間に作用するスラスト荷重は、上記保持器だけで
なく複数の転動体によっても支承される。従って、上記
保持器の軸方向両端面と第一、第二の滑り面との間に作
用する面圧が低下する。この結果、この各面間に存在す
るグリースの劣化やこれら各面の性状の劣化が緩和さ
れ、長期間に亙って安定した動摩擦トルクを得られる。

【００１３】

【実施例】図１〜２は本発明の実施例を示している。第
一の軌道輪１は、軸受鋼、ステンレス鋼等の硬質金属材
により円輪状に形成されている。そして、この第一の軌
道輪１の軸方向片面（図１の下面）の幅方向中央部に
は、断面が円弧形に凹み、全体が円環状である、第一の
軌道面４を形成している。又、上記第一の軌道輪１の軸
方向片面でこの第一の軌道面４から外れた部分には、こ
の第一の軌道面を直径方向両側から挟む状態で、それぞ
れ平坦で円環状の第一の滑り面１０、１０を形成してい
る。これら両第一の滑り面１０、１０は、上記第一の軌
道輪１の中心軸に直交する単一平面内に存在する。

【００１４】又、第二の軌道輪２は、上記第一の軌道輪
１と同様硬質金属材により、円輪状に形成されている。
但し、この第二の軌道輪２の外径寸法は、上記第一の軌
道輪１の外径寸法よりも少し小さくしている。これは、
後述するケース１３の内周面と上記第二の軌道輪２の外
周面との干渉を防止する為である。そして、上記第二の
軌道輪２の軸方向片面（図１の上面）の幅方向中央部で
上記第一の軌道面４と対向する部分に、第二の軌道面５
を形成している。又、上記第二の軌道輪２の軸方向片面
で上記第一の滑り面１０、１０に対向する部分には、上
記第二の軌道面５を直径方向両側から挟む状態で、それ
ぞれが平坦で円環状の第二の滑り面１１、１１を形成し
ている。これら両第二の滑り面１１、１１は、上記第
一、第二の両軌道輪１、２の中心軸に直交する単一平面
内に存在する。

【００１５】又、上記第一の軌道面４と第二の軌道面５
との間には転動体である複数の玉３、３を、転動自在に
設けている。尚、支承すべきスラスト荷重が大きい場合
には、転動体としてテーパころや円筒ころを使用する場
合もある事は、前述した従来構造の場合と同様である。

【００１６】そして、上記複数の玉３、３を、円輪状の
保持器８ａにより、回転自在に保持している。この保持
器８ａは、燒結金属等により造られた含油メタル、或は
銅等の自己潤滑性を有する金属、或は高機能樹脂等の耐
圧縮性を有する合成樹脂の様に、摩擦係数の低い材料に
より造られている。この様な保持器８ａの直径方向中間
部には、円形の（転動体として玉３、３を使用する場
合）ポケット１８、１８を形成し、各ポケット１８、１
８内に上記の玉３、３を、１個ずつ、転動自在に保持し
ている。又、上記保持器８ａの軸方向両端面には、図２
に示す様にそれぞれ複数本ずつの凹溝１２、１２を、こ
の保持器８ａの内周縁と外周縁とを連通させる状態で形
成している。これら各凹溝１２、１２は、それぞれグリ
ース溜めとして機能する。即ち、これら各凹溝１２、１
２内に保持されたグリースが、上記保持器８ａと第一、
第二の両軌道輪１、２との相対回転に伴ってこれら各部
材８ａ、１、２同士の摺接面に入り込み、この摺接面の
潤滑を行う。

【００１７】更に、上記第一の軌道輪１にはケース１３
を被せ、このケース１３によって、この第一の軌道輪１
と第二の軌道輪２との分離防止を図っている。このケー
ス１３は、軟鋼板等の金属薄板を絞り成形する事によ
り、円輪部１４と円筒部１５とを有する断面がＬ字形と
し、全体を円環状に形成している。この様なケース１３
は、上記円筒部１５の基部を上記第一の軌道輪１に外嵌
すると共に、上記円輪部１４をこの第一の軌道輪１の他
面（図１の上面）に当接させた状態で、この第一の軌道
輪１に固定している。又、この状態で上記円筒部１５の
先端部は、前記第二の軌道輪２の外周面に形成した傾斜
面１６に対向させると共に、この傾斜面１６に向け折れ
曲がった折り曲げ部１７としている。但し、この折り曲
げ部１７の内面１７ａと上記傾斜面１６とは離隔させ
て、これら両面１７ａ、１６同士が擦れ合わない様にし
ている。

【００１８】これら傾斜面１６と折り曲げ部１７とは、
上記第一の軌道輪１から離れるに従って直径が小さくな
る方向に傾斜している。又、上記折り曲げ部１７の先端
縁部分に於ける上記内面１７ａの直径は、上記第二の軌
道輪２の外径よりも小さい。従って、この第二の軌道輪
２が上記第一の軌道輪１から離れる方向に移動しようと
した場合には、上記内面１７ａと上記傾斜面１６とが係
合し、これら両軌道輪２、１同士が分離する事を防止す
る。この結果、本発明のスラスト軸受を所定部分に組み
込む以前に於いても、このスラスト軸受の構成各部材を
一体的に取り扱える。

【００１９】上述の様に構成される本発明のスラスト軸
受によれば、動摩擦トルクを適度に大きくし、しかもこ
の動摩擦トルクを長期間に亙って安定させる事ができ
る。先ず、第一、第二の両軌道輪１、２は、第一、第二
の両軌道面４、５部分で複数の玉３、３と転がり接触す
るだけでなく、第一、第二の両滑り面１０、１１部分
で、保持器８ａの軸方向両端面と滑り接触する。従っ
て、この保持器８ａの軸方向両端面と第一、第二の滑り
面１０、１１との滑り摩擦に基づき、上記第一、第二の
軌道輪１、２の相対回転に要する動摩擦トルクが大きく
なる。従って、本発明のスラスト軸受によってキングピ
ンをキングピン軸に支承した場合でも、シミーの発生を
防止できる。

【００２０】又、上記第一、第二の軌道輪１、２の間に
作用するスラスト荷重は、上記保持器８ａだけでなく複
数の玉３、３によっても支承される。従って、上記保持
器８ａの軸方向両端面と第一、第二の滑り面１０、１１
との間に作用する面圧が低下する。この結果、滑り接触
するこれら各面間に存在するグリースの劣化やこれら各
面の性状の劣化が緩和され、長期間に亙って安定した動
摩擦トルクを得られる。即ち、本発明のスラスト軸受の
動摩擦トルクは、図６に破線βで示す様に、長期間経過
後、低下する傾向となる。

【００２１】尚、図３は、本発明のスラスト軸受の実現
可能性を知る為、本発明者が行った実験の結果を示して
いる。実験の条件は次の通りである。転動体の種類：直径が７．９３７mmの
玉転動体の数：８個転動体の材質：軸受鋼転動体のピッチ円直径：７１．５mm 第一、第二の軌道輪の材質：軸受鋼保持器の材質：黄銅保持器の内径×外径×厚さ：５６mm×８７mm×６mm

【００２２】上述の様な条件で行った実験によると、本
発明のスラスト軸受は、スラスト荷重の変化に基づい
て、図３に曲線で示す様に弾性変形した。尚、実験結果
を表す図３で、横軸はスラスト荷重（kg・f）を、縦軸は
軸方向の弾性変形量を、それぞれ表している。又、CoA
は、スラスト静定格荷重、即ち、揺動回転時の許容最大
スラスト荷重の目安を、MAX LOADは一般的な自動車の使
用状態でキングピンを支持したスラスト軸受に加わる荷
重（前輪荷重）の最大値を、それぞれ表している。CoA
＞MAX LOADから明らかな通り、本発明のスラスト軸受
は、キングピンの支持に使用して十分に実用的な耐久性
（軸受容量）を得られる。

【００２３】尚、本発明のスラスト軸受の動摩擦トルク
は、玉３、３がスラスト荷重を支承する割合と、保持器
８ａがスラスト荷重を支承する割合とを変える事によ
り、調整自在である。上記動摩擦トルクは、上記玉３、
３が支承するスラスト荷重の割合が多い程小さくなり、
上記保持器８ａが支承するスラスト荷重の割合が多い程
大きくなる。保持器８ａが支承するスラスト荷重の大き
さは、０〜MAX LOADの範囲で調整自在であるが、調整作
業は、上記保持器８ａの厚さ寸法を微妙に変える事によ
り行う。

【００２４】

【発明の効果】本発明のスラスト軸受は以上に述べた通
り構成され作用する為、次の〜の様な優れた効果を
得られる。適度な大きさの動摩擦トルクを容易に設定できる。グリースや摺動面の劣化が緩和され、長期間に亙っ
て適性な動摩擦トルクを維持でき、結果としてスラスト
軸受を組み込んだ各種機器の機能寿命を延長できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】スラスト荷重と弾性変形量との関係を示す線
図。

【図４】従来構造の第１例を示す断面図。

【図５】同第２例を示す断面図。

【図６】動摩擦トルクの経時的変化を示す線図。

【図７】従来構造の第３例を示す断面図。

【図８】第３例の構造に組み込む保持器の斜視図。

【符号の説明】

１、１ａ第一の軌道輪２、２ａ第二の軌道輪３玉４第一の軌道面５第二の軌道面６滑りリング７油孔８、８ａ保持器９油孔１０第一の滑り面１１第二の滑り面１２凹溝１３ケース１４円輪部１５円筒部１６傾斜面１７折り曲げ部１７ａ内面１８ポケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円輪状に形成された第一の軌道輪と、こ
の第一の軌道輪の軸方向片面に形成された第一の軌道面
と、上記第一の軌道輪の軸方向片面でこの第一の軌道面
から外れた部分に形成された第一の滑り面と、円輪状に
形成された第二の軌道輪と、この第二の軌道輪の軸方向
片面で上記第一の軌道面と対向する部分に形成された第
二の軌道面と、上記第二の軌道輪の軸方向片面で上記第
一の滑り面に対向する部分に形成された第二の滑り面
と、上記第一の軌道面と第二の軌道面との間に転動自在
に設けられた複数の転動体と、その軸方向両端面を上記
第一の滑り面と上記第二の滑り面とに摺接させた状態
で、上記複数の転動体を転動自在に保持する円輪状の保
持器とを備えたスラスト軸受。