JP2004156738A

JP2004156738A - スラストころ軸受

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Publication number: JP2004156738A
Application number: JP2002324240A
Authority: JP
Inventors: Shinji Oishi; 真司大石; Kosuke Obayashi; 光介尾林; Tetsuya Hayashi; 林　　哲也
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】軸受トルクの小さいスラストころ軸受を提供する。
【解決手段】本発明のスラストころ軸受１は、複数のころ２ａ、２ｂと、それぞれがころ２ａ、２ｂを保持するためのポケット５、６を複数有する環状の保持器３、４とを備えている。保持器３、４は、ポケット５、６に形成されたころ保持部５ａ、６ａによってころ２ａ、２ｂを上下方向に挟んで各々保持し、ころ保持部５ａ、６ａにおけるころ２ａ、２ｂとの接触部５ｃ、６ｃの表面粗さ（Ｒａ）は１６μｍ以下である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のオートマチックトランスミッションやコンプレッサーなどに使用されるスラストころ軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スラスト針状ころ軸受は、針状ころと保持器、および軌道輪とで構成され、針状ころと軌道輪とが線接触する構造であるため、軸受投影面積が小さい割に高負荷容量と高剛性が得られる利点を有している。したがって、希薄潤滑下や高速回転下での運転など、苛酷な使用条件で使用する軸受として好適で、たとえば自動車のオートマチックトランスミッション用軸受やカーエアーコンプレッサー用軸受として広く使用されている。
【０００３】
従来、潤滑油の流入性および流出性の少なくとも一方を向上させることにより、通過する単位時間当たりの潤滑油量の増大を図ったスラスト針状ころ軸受が知られている（特開２００２−７０８７２号公報参照）。そのスラストころ軸受について図１０を用いて説明する。
【０００４】
図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して、このスラスト針状ころ軸受５０は、複数の針状ころ８０と２枚の環状保持器６０、７０とからなり、この２枚の保持器６０、７０のそれぞれが径方向において、ころ長よりも長い複数の窓６１、７１を有し、これら複数の窓６１、７１に形成されたころ保持部６４、７４で複数の針状ころ８０を上下方向に挟んで保持している。ここで、２枚の保持器６０、７０について、ころ保持部６４、７４の径方向長さｌａがころ長ｌよりも短くされ、かつ、２枚の保持器６０、７０のうちの少なくとも一方が折り曲げ加工されている。それにより、ころ保持部６４、７４に対して径方向の外側部分および内側部分の、少なくとも一方の上下方向の厚さｔ１、ｔ２が、ころ保持部６４、７４の上下方向の厚さｔ０よりも薄くされている。
【０００５】
これにより、ころ保持部６４、７４に対して厚さを薄くした径方向の外側部分および内側部分の、少なくとも一方側の潤滑油の流入性あるいは流出性が向上し、軸受を通過する単位時間当たりの潤滑油量を増加させることができる。さらに、保持器６０、７０によって潤滑油の通過が遮られにくくなるので潤滑油が滞留せず、油温の上昇を抑制することができ、軸受の耐久性を向上させることができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−７０８７２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来のスラスト針状ころ軸受５０については、針状ころ８０を回転させるのに必要なトルク（軸受トルク）が大きいという問題があった。軸受トルクが大きいと、自動車オートマチックトランスミッションやカーエアーコンコンプレッサ用軸受のような高速回転下、希薄潤滑下などの使用条件の厳しい場所に使用される場合には、回転軸の動力ロスが大きくなってしまう。
【０００８】
したがって本発明の目的は、軸受トルクの小さいスラストころ軸受を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
従来のスラスト針状ころ軸受において軸受トルクが大きいという問題は、ころ保持部におけるころとの接触部の凹凸によりころが回転する際の摩擦抵抗が大きいことが原因であることがわかった。また本願発明者らは、鋭意検討した結果、ころ保持部におけるころとの接触部の表面粗さＲａを所定値以下とすることにより、軸受トルクを顕著に低減できることを見出した。
【００１０】
したがって、本発明のスラストころ軸受においては、複数のころと、それぞれがころを保持するためのポケットを複数有する環状の保持器とを備えており、保持器は、ポケットに形成されたころ保持部よってころを上下方向に挟んで各々保持し、ころ保持部におけるころとの接触部の表面粗さＲａは１６μｍ以下である。なお、表面粗さＲａとは、ＪＩＳ（ＪａｐａｎｅｓｅＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｔａｎｄａｒｄｓ）に規定された中心線平均粗さのことである。
【００１１】
本発明のスラストころ軸受においては、ころ保持部におけるころとの接触部の表面粗さＲａは１６μｍ以下であるため、ころ保持部におけるころとの接触部の凹凸が小さくなり、ころが回転する際の摩擦抵抗が小さくなる。その結果スラストころ軸受の軸受トルクが特に小さくなる。
【００１２】
本発明のスラストころ軸受において好ましくは、複数のころの各々は、複数のポケットの各々に保持器の径方向に単列で配置されている。
【００１３】
これにより、１つのポケットに配置されるころが１つとなるので、簡易な構成で軸受トルクの小さいスラストころ軸受が構成される。
【００１４】
本発明のスラストころ軸受において好ましくは、複数のころの各々は、複数のポケットの各々に保持器の径方向に複列で配置されている。
【００１５】
これにより、複列で配置された場合には、保持器の径方向に対して外側のころと内側のころが並んで配置される。したがって、ころの外径側部分と内径側部分との公転周速差が小さくなり、軌道面（図示せず）との滑りが抑制される。これにより、接触部の発熱が少なくなり、ころの表面損傷（スミアリング）が防止される。
【００１６】
本発明のスラストころ軸受において好ましくは、ころ保持部におけるころとの接触部はせん断面である。
【００１７】
これにより、ころ保持部におけるころとの接触部の表面粗さＲａが容易に１６μｍ以下となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００１９】
図１（ａ）は、本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第１の実施形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）の要部拡大図、そして（ｄ）は（ａ）のポケット部の要部拡大図、（ｅ）は（ｃ）のＩｅ−Ｉｅ線に沿った拡大断面図である。また、図２は図１（ｃ）の斜視図である。
【００２０】
図１（ａ）〜（ｄ）を参照して、このスラスト針状ころ軸受１は、複数の針状ころ２とこれら針状ころ２を周方向に所定ピッチで保持する２枚の環状の保持器３、４とからなっている。ここで、２枚の保持器３、４のそれぞれは、径方向において針状ころ２の長さＬよりも長い矩形状の複数のポケット５、６を有し、冷間圧延鋼鈑（ＳＰＣＣ）からなる鋼鈑をプレス加工にて形成されている。各ポケット５、６の両側縁には、対向する方向に突出するころ保持部５ａ、６ａが形成されている。これらころ保持部５ａ、６ａによって針状ころ２が上下方向に挟んで保持されている。なお、保持器３、４は、これ以外にもたとえば、ＳＣＭ４１５などの帯鋼をプレスで絞り成形してもよい。
【００２１】
針状ころ２は、外径側の針状ころ２ａと内径側の針状ころ２ｂとで構成され、ポケット５、６内に複列で配置されている。これにより、各針状ころ２ａ、２ｂにおいて、外径側部分と内径側部分との公転周速差が小さくなり、軌道面（図示せず）との滑りが抑制されるので、接触部の発熱が少なく、表面損傷や表面起点型の剥離を防止することができる。なお、ここでは複列の針状ころ２ａ、２ｂの長さが同一とされているが、使用条件によって外径を内径以下にするか、または外径を内径以上にするかを選択し、たとえば、外径と内径とのうち長い方を短い方の１．２倍の長さにすることにより、負荷容量を上げるようにしてもよい。
【００２２】
図１（ｃ）、図２を参照して、２枚の保持器３、４のうち、上側保持器３のころ保持部５ａの径方向外側は、ころ保持部５ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部３ａと、この傾斜延出部３ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部３ｂとで構成されている。また、上側保持器３のころ保持部５ａの径方向内側は、同じくころ保持部５ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部３ｃと、この傾斜延出部３ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部３ｄとで構成されている。
【００２３】
また、上側保持器３と同一型でポケット抜きされた下側保持器４のころ保持部６ａの径方向外側は、ころ保持部６ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部４ａと、この傾斜延出部４ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部４ｂとで構成されている。また、下側保持器４のころ保持部６ａの径方向内側は、同じくころ保持部６ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部４ｃと、この傾斜延出部４ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部４ｄとで構成されている。
【００２４】
そして、２枚の保持器３、４においては、外側板部３ｂ、４ｂが互いに上下方向に重合され、外側板部４ｂの最外端部が上方向に折り曲げられることで加締部７が形成されている。また、内側板部３ｄ、４ｄが互いに上下方向に重合され、内側板部３ｄの最内端部が下方向に折り曲げられることで加締部８が形成されている。これら加締部７、８により、２枚の保持器３、４は内外端部が加締固定されて強固に一体化されているため、運転中においても２枚の保持器３、４は分離することはない。また、外側板部３ｂ、４ｂおよび内側板部３ｄ、４ｄでは、針状ころ２の端面とポケット５、６との接触面積を広くとることができ、これによりドリリング摩耗が抑制される。
【００２５】
２枚の保持器３、４を固定した状態において、２枚の保持器３、４がなすころ保持部５ａ、６ａよりも径方向の外側部分の上下方向の厚さＴ１と径方向の内側部分の上下方向の厚さＴ２とは、傾斜延出部３ａ、４ａおよび３ｃ、４ｃが存在することから、ころ保持部５ａ、６ａの上下方向の厚さＴ０よりも薄い。
【００２６】
図１（ｄ）を参照して、ころ保持部５ａ、６ａの径方向の長さＬａがころ長さＬよりも短く形成されることで、ころ保持部５ａ、６ａの両端に形成された凹部５ｂ、６ｂによって潤滑油が容易に通過させることができる。なお、針状ころ２ａ、２ｂの端面は、フラットな形状に限らず円弧面で形成されてもよい。
【００２７】
図３を参照して、以上の構成を有するスラスト針状ころ軸受１は、第１軸（回転軸）９の軌道面９ａと、第２軸（固定軸）１０の軌道面１０ａとの間を針状ころ２が転動するように、上側保持器３の加締部８を案内面としてすきまばめされる。第１軸９が回転すると、保持器３、４もこの第１軸９とともに回転し、針状ころ２が第１軸９の軌道面９ａと第２軸１０の軌道面１０ａとの間を転動する。ここで、図示しない油圧供給源から油路を経由してスラスト針状ころ軸受１内に潤滑油が供給される。
【００２８】
潤滑油は、油路を矢印ａのように通ってから第２軸１０の軌道面１０ａと下側保持器４のころ保持部６ａに対して径方向内側部分との間を矢印ｂのように通る。その後、潤滑油は、針状ころ２の周囲および保持器３、４で形成される空間内を矢印ｃのように通って、針状ころ２の側面と保持器３、４のころ保持部５ａ、６ａとの間、針状ころ２の端面との間、および針状ころ２の側面と軌道面９ａ、１０ａとの間を潤滑し、第２軸１０の軌道面１０ａと保持器４のころ保持部６ａに対して径方向の外側部分との間、および第１軸９の軌道面９ａと保持器３のころ保持部５ａに対して径方向の外側部分との間を通って矢印ｄのように排出される。
【００２９】
この潤滑油による各部の潤滑に際し、２枚の保持器３、４がなすころ保持部５ａ、６ａに対して、径方向の外側部分、内側部分の上下方向の厚さＴ１、Ｔ２はころ保持部５ａ、６ａの上下方向の厚さＴ０よりも薄く形成されている（図１（ｃ）参照）。このため、第２軸１０の軌道面１０ａと下側保持器４のころ保持部６ａに対して径方向の内側部分との間の空間の断面積が従来に比べて大きくなり、潤滑油の流出性とともに流入性が向上されている。したがって、軸受各部の焼付きが確実に防止されるとともに、針状ころ２の端面と保持器３、４のポケット５、６とのドリリング摩耗が抑制される。また、保持器３、４によって潤滑油の通過が遮られ難くなるため潤滑油が滞留し難くなるので、油温の上昇が抑制され、保持器の強度アップと相俟って軸受の耐久性が一層向上される。
【００３０】
本発明において特に注目すべき点は、ころ保持部５ａ、６ａにおける針状ころとの接触部の表面粗さＲａが１６μｍ以下とされていることである。
【００３１】
図１（ｅ）を参照して、通常、保持器３、４には打抜き加工によってポケット５、６が形成され、これによりころ保持部５ａ、６ａにおける針状ころ２ａ、２ｂとの接触部である角部５ｃ、６ｃが形成される。ここで、打抜き加工によって形成されるせん断切り口の形状について説明する。
【００３２】
図４は、打抜き加工によって形成されるせん断切り口の形状である。
図４を参照して、打抜き加工によって形成されるせん断切り口は一般に均質ではなく、およそ次の４つの領域で構成される。すなわち、工具が材料に食い込む際に圧下された自由表面であるだれ３１、大きなせん断ひずみを受けて工具側面でこすられた光沢あるせん断面３２、き裂が生じ破断した部分で微小な凹凸のある破断面３３およびかえり３４である。
【００３３】
従来、保持器３、４の打抜き加工後のせん断切り口が、そのまま針状ころ２ａ、２ｂとの接触部とされていた。このため、破断面が接触部となった場合やせん断面やだれが接触部となった場合でも加工条件（状態）などによっては、針状ころ２ａ、２ｂとの接触部の表面粗さＲａが大きいものとなって針状ころ２ａ、２ｂが回転する際の摩擦抵抗が大きくなり、その結果スラストころ軸受１の軸受トルクが大きくなっているのではないかと本願発明者らは推測した。そこで本願発明者らは、ころ保持部における針状ころとの接触部の表面粗さＲａとスラストころ軸受の軸受トルクとの関係を調べた。その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１はころ保持部における針状ころとの接触部の表面粗さＲａとスラスト針状ころ軸受の軸受トルクとの関係を示す表である。表１を参照して、軸受トルクの値は、針状ころとの接触部の表面粗さＲａの値が減少するとともに小さくなった。製品サイズによってトルクの減少量は様々であったが、特に表面粗さＲａが１６μｍ以下では、表面粗さＲａが１６〜１００μｍの場合よりも、製品サイズに関わらず軸受トルクが約２０％減少することがわかった。したがって、ころ保持部における針状ころとの接触部の表面粗さＲａが１６μｍ以下とされることによりスラストころ軸受の軸受トルクが特に小さくなる。
【００３６】
本実施の形態のような４つのころ保持部で針状ころを支える構成のスラストころ軸受の場合には、以下の配置および処理によりころ保持部における針状ころとの接触部の表面粗さＲａが１６μｍ以下となり、スラストころ軸受の軸受トルクが小さくなる。
【００３７】
図５は、本実施の形態に係るスラストころ軸受の配置方法を示す拡大断面図であって、図１（ｅ）のＦ部を拡大して示す模式断面図である。
【００３８】
図５を参照して、打抜き加工によって形成されるせん断切り口のうち、たとえばだれ３１およびせん断面３２となっている部分が針状ころ２ａ、２ｂとの接触部分となるように、ころ保持器４が配置されている。そして、この保持器４の針状ころ２ａ、２ｂとの接触部分の表面粗さＲａが１６μｍ以下とされている。接触部分の表面粗さＲａを１６μｍ以下とするために、たとえばだれ３１およびせん断面３２の部分に、予め化学研磨処理、ブローチ削り、サンドブラストなどの処理が施されてもよい。また、打抜き工具の精度を上げることなどにより表面粗さＲａを１６μｍ以下に常時確保するようにしてもよい。ただし、表面粗さＲａを小さくし易いという意味において、だれ３１およびせん断面３２側を針状ころ２ａ、２ｂとの接触部とすることが好ましい。また、上記においては保持器４について説明したが、保持器３についても保持器４と同様に針状ころとの接する部分の表面粗さＲａが１６μｍ以下とされている。また、図５のように保持器４が配置されなくても、予め化学研磨処理、ブローチ削り、サンドブラストなどの処理がせん断切り口全面についてなされて、針状ころ２ａ、２ｂとの接触部分の表面粗さＲａが１６μｍ以下とされれば、保持器４はどのように配置されても本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３９】
なお、本実施の形態においては保持器が４つのころ保持部５ａ、６ａでころと線接触するスラストころ軸受（以下、箱形スラストころ軸受）について示したが、針状ころを保持するためのものであれば、たとえばＷ形スラストころ軸受でもよい。
【００４０】
図６（ａ）はＷ形スラスト針状ころ軸受の断面図、（ｂ）は（ａ）のＧ部拡大図、（ｃ）はポケットところ保持部を示す拡大断面図、（ｄ）はＷ形スラスト針状ころ軸受のころ保持器の平面図である。
【００４１】
図６（ａ）〜（ｄ）を参照して、Ｗ形スラストころ軸受１００とは、ころ保持器１０３のポケット５を避けた部分の径方向に沿った断面形状がＷ字状のころ保持器１０３を有するスラストころ軸受を意味する。Ｗ形スラストころ軸受１００におけるころ保持器１０３では、両側合わせて６つのころ保持部５ａによって針状ころ２が上下方向から挟み込まれることにより保持されている。構造上、箱形スラストころ軸受の場合のようにだれおよびせん断面のみに処理を行なうことによって容易にころとの接触部を１６μｍ以下とすることはできない。この構造では、保持器１０３に打抜き加工によりポケット５を形成すると、だれおよびせん断面側がころ２との接触部となるころ保持部５ａと、破断面３３とかえり３４側がころ２との接触部となるころ保持部５ａとが生じる。このため、特に破断面３３とかえり３４側がころ２との接触部となるころ保持部５ａに、予め化学研磨処理、ブローチ削り、サンドブラストなどの処理を施して、表面粗さＲａを１６μｍ以下にする必要がある。これにより、Ｗ形スラストころ軸受においても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４２】
次に本実施の形態に係る箱形スラスト針状ころ軸受１（図１）の製造手順について詳細に説明する。２枚の保持器３、４は針状ころ２を配置するためのポケット５、６が形成される。その後、必要に応じてたとえば化学研磨処理、ブローチ削り、サンドブラスト、バレル研磨がなされることにより、ころ保持部５ａ、６ａにおける針状ころとの接触部の表面粗さＲａが１６μｍ以下とされる。
【００４３】
２枚の保持器３、４と、焼入れ焼戻し済みまたは未焼入れの針状ころ２がセットされ、外側板部４ｂの最外端部が上方向に折り曲げられて加締部７が形成されるとともに、内側板部３ｄの最内端部が下方向に折り曲げられて加締部８が形成され、２枚の保持器３、４が一体に固定される。ここで、針状ころ２の素材として、たとえば高炭素クロム軸受鋼の１種あるいは２種であるＳＵＪ軸受鋼が使用され、８４０℃×３０分で油焼入れ、次いで１８０℃×９０分で焼戻しすることにより表面硬さがビッカース硬度（Ｈｖ）で７００〜７５０程度になるようにされている。
【００４４】
その後、針状ころ２と２枚の保持器３、４をセットした状態で浸炭焼入れ焼戻し、あるいは浸炭窒化処理が施されて製品が完成する。浸炭処理の場合、針状ころ２と２枚の保持器３、４が８５０℃×３５分浸炭され（ＲＸガス雰囲気中）、油中で焼入れされ、次いで１６５℃×６０分で焼戻される。また、浸炭窒化処理の場合、針状ころ２と２枚の保持器３、４が浸炭窒化雰囲気（ＲＸガスに容積比で１〜３％のアンモニア添加）で、８４０〜８５０℃×３５分間保持され浸炭窒化された後、直ちに油中にて急冷される。
【００４５】
ここで、予め２枚の保持器３、４が５７０〜５８０℃×３５分で軟窒化処理されることで強度アップされてもよい。また、針状ころ２は予め熱処理を施されなくてもよい。しかし、針状ころ２は、組み込みの前に予め熱処理、すなわちずぶ焼入れが施されれば、製造工程がそれだけ増加することになるが、その一方で、その後実施される浸炭あるいは浸炭窒化処理によってさらに強度が向上する。少なくとも２枚の保持器３、４および針状ころ２が別々に熱処理され、加締部を焼きなまししていた従来のに比べ製造工程は簡略化されたものとなる。
【００４６】
前述した手順でスラストころ軸受１を製造することによって、下記に示すような具体的な特性を付与することができる。次に、これらの特性について詳細に説明する。
【００４７】
まず針状ころ２は、その表層部に浸炭層あるいは浸炭窒化層が形成されているので、表層の硬度は従来品と比べて高くなり、高硬度の異物を噛み込んでも圧痕が生じ難くなるので、長寿命となる。また、針状ころ２は、浸炭窒化処理において窒素富化層が形成され、かつその残留オーステナイト量が２０容積％以上となるようにすることができる。これは、軌道面９ａ、１０ａに高硬度の異物を噛み込むと、従来では圧痕周辺で応力集中源となるが、多量に存在する残留オーステナイトの塑性変形によってこうした応力集中が緩和されるので、これにより針状ころ２が高硬度となるとともに長寿命となる。なお、窒素富化層は、具体的には厚みを０．１ｍｍ以上、表面硬さ７５０Ｈｖ以上とすることができる。さらに、内部硬さも表面硬さと同程度に高めることができるので、針状ころ２全体の強度を向上させることができる。したがって、苛酷な条件、たとえば高荷重の条件であっても針状ころ２は使用可能となり、所望の寿命を満足することができる。
【００４８】
保持器３、４の場合は、針状ころ２と同様、その表層部に浸炭層あるいは浸炭窒化層が形成され、それにより表面硬さを７００Ｈｖ以上とすることができる。したがって、従来のものに比べ耐摩耗性が向上する。
【００４９】
図７（ａ）は、本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第２の実施形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）の底面図、（ｄ）は（ｂ）のＡ部拡大図、そして（ｅ）は（ｂ）のＢ部拡大図である。この第２の実施形態は前述した第１の実施形態と保持器形状と加締方法が異なるのみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５０】
図７（ａ）〜（ｅ）を参照して、このスラストころ軸受１１は、複数の針状ころ２と、これら針状ころ２を周方向に所定ピッチで保持する２枚の環状の保持器１３、１４とからなっている。２枚の保持器１３、１４のうち、上側保持器１３のころ保持部１５ａの径方向外側は、図７（ｄ）に示すように、ころ保持部１５ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部１３ａと、この傾斜延出部１３ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部１３ｂとで構成されている。
【００５１】
また、上側保持器１３のころ保持部１５ａの径方向内側は、同じくころ保持部１５ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部１３ｃと、この傾斜延出部１３ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部１３ｄとで構成されている。また、上側保持器１３と同一型でポケット抜きされた下側保持器１４のころ保持部１６ａの径方向外側は、ころ保持部１６ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部１４ａと、この傾斜延出部１４ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部１４ｂとで構成されている。また、下側保持器１４のころ保持部１６ａの径方向内側は、同じくころ保持部１６ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部１４ｃと、この傾斜延出部１４ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部１４ｄとで構成されている。
【００５２】
そして、２枚の保持器１３、１４においては、図７（ｄ）に示すように、外側板部１３ｂ、１４ｂが互いに上下方向に重合され、外側板部１４ｂの最外端部の一部が上方向に折り曲げられて、部分加締部１７が形成されている。一方、内側板部１３ｄ、１４ｄは互いに上下方向に重合され、内側板部１３ｄの最内端部が下方向に折り曲げられている。また、図７（ｅ）に示すように、外側板部１３ｂ、１４ｂが互いに上下方向に重合され、外側板部１４ｂの最外端部が上方向に折り曲げられている。さらに、傾斜延出部１３ｃ、１４ｃは互いに上下方向に重合され、内側板部１３ｄの最内端部の一部が下方向に折り曲げられることで部分加締部１８が形成されている。これら部分加締部１７、１８により、２枚の保持器１３、１４は内外端部が強固に一体化されるとともに、前述した第１の実施形態における全周加締に比べ、加締工程が格段に簡略化される。
【００５３】
位置決め部１９は２枚の保持器１３、１４の位相合わせ用のものである。たとえば、上側保持器１３の外縁に切欠き部（図示せず）が形成されるとともに、下側保持器１４の外縁に形成した突起部（図示せず）が係合され、加締加工などに両保持器１３、１４のポケット１５、１６のピッチがずれないようにされている。また、これらの部分加締部１７、１８は、周縁の４箇所にその位相を４５°ずらして形成され、これにより加締加工時、保持器変形への影響が防止されている。部分加締部の数は軸受のサイズや使用条件などにより変更される。
【００５４】
図８（ａ）は、本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第３の実施形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩＩｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ部拡大図、そして（ｄ）は（ｂ）のＤ部拡大図である。この第３の実施形態は前述した第２の実施形態と加締方向が異なるのみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】
図８（ａ）〜（ｄ）を参照して、このスラスト針状ころ軸受１１’は、複数の針状ころ２とこれら針状ころ２を周方向に所定ピッチで保持する２枚の環状の保持器１３’、１４’とからなっている。２枚の保持器１３’、１４’のうち、上側保持器１３’のころ保持部１５ａの径方向外側は、図８（ｃ）に示すように、ころ保持部１５ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部１３ａと、この傾斜延出部１３ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部１３ｂとで構成されている。また、上側保持器１３のころ保持部１５ａの径方向内側は、同じくころ保持部１５ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部１３ｃと、この傾斜延出部１３ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部１３ｄ’とで構成されている。
【００５６】
また、下側保持器１４のころ保持部１６ａの径方向外側は、ころ保持部１６ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部１４ａと、この傾斜延出部１４ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部１４ｂとで構成されている。また、下側保持器１４のころ保持部１６ａの径方向内側は、同じくころ保持部１６ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部１４ｃと、この傾斜延出部１４ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部１４ｄ’とで構成されている。
【００５７】
そして、２枚の保持器１３’、１４’は、図８（ｃ）に示すように、外側板部１３ｂ、１４ｂが互いに上下方向に重合されるとともに、外側板部１４ｂの最外端部の一部が上方向に折り曲げられることで部分加締部１７が形成されている。一方、内側板部１３ｄ’、１４ｄ’は互いに上下方向に重合されるとともに、内側板部１４ｄ’の最内端部が上方向に折り曲げられている。また、図８（ｄ）に示すように、内側板部１３ｄ’、１４ｄ’は互いに上下方向に重合されるとともに、内側板部１４ｄ’の最内端部の一部が上方向に折り曲げられることで部分加締部１８’が形成されている。これら部分加締部１７、１８’により、２枚の保持器１３’、１４’の内外端部が強固に一体化されるとともに、前述した第２の実施形態における部分加締と異なり、同一面に部分加締部１７、１８’が存在するため、加締加工のさらなる簡略化ができる。
【００５８】
図９（ａ）は、本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第４の実施形態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＸｂ−Ｏ−ＩＸｂ線に沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）のＥ部拡大図である。この第４の実施形態は前述した第１〜３の実施形態とは保持器の固定手段が異なるのみで、その他同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５９】
図９（ａ）〜（ｃ）を参照して、このスラスト針状ころ軸受２１は、複数の針状ころ２とこれら針状ころ２を周方向に所定ピッチで保持する２枚の環状の保持器２３、２４とからなっている。２枚の保持器２３、２４のうち、上側保持器２３のころ保持部２５ａの径方向外側は、図９（ｃ）に示すように、ころ保持部２５ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部２３ａと、この傾斜延出部２３ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部２３ｂとで構成されている。また、上側保持器２３のころ保持部２５ａの径方向内側は、同じくころ保持部２５ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部２３ｃと、この傾斜延出部２３ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部２３ｄとで構成されている。
【００６０】
また、下側保持器２４のころ保持部２６ａの径方向外側は、ころ保持部２６ａの外端から折り曲げられた傾斜延出部２４ａと、この傾斜延出部２４ａの下端から径方向に向けて折り曲げられた外側板部２４ｂとで構成されている。また、下側保持器２４のころ保持部２６ａの径方向内側は、同じくころ保持部２６ａの内端から折り曲げられた傾斜延出部２４ｃと、この傾斜延出部２４ｃの下端から径方向に向けて折り曲げられた内側板部２４ｄとで構成されている。
【００６１】
そして、２枚の保持器２３、２４は、図９（ｃ）に示すように、外側板部２３ｂ、２４ｂが互いに上下方向に重合されるとともに、外側板部２４ｂの最外端部が上方向に折り曲げられている。一方、内側板部２３ｄ、２４ｄは互いに上下方向に重合されるとともに、内側板部２４ｄの最内端部が上方向に折り曲げられている。この第４の実施形態では、２枚の保持器２３、２４を図９（ａ）に示すように、それぞれの外周部と内周部をスポット溶接部２７、２８で一体に固定している。これらの溶接部２７、２８は周方向等配に４箇所、互いに位相を４５°ずらして設けられている。これにより、溶接による保持器変形への影響が防止される。なお、溶接箇所は周方向等配なら良く、４箇所に限らず、たとえば３箇所、あるいは５箇所以上であってもよい。
【００６２】
位置決め部２９は２枚の保持器２３、２４の位相を合わせるためのもので、上側保持器２３の外縁に突起部２９ａが形成されるとともに、下側保持器２４の外縁に形成した切欠き部２９ｂが係合され、これにより２枚の保持器２３、２４のポケット２５、２６の位相がずれないようにしている。なお、この位置決め部２９はこうした構成に限らず、たとえば、下側保持器２４の外縁部の一部を加締、上側保持器２３に係合させて固定する所謂ステ−キング方式や、ピンと孔による係合方式によるものでもよい。
【００６３】
本実施の形態においては、針状ころが用いられたスラストころ軸受について示したが、本発明は棒状ころや円筒ころが用いられたスラストころ軸受にも適用可能である。加えて、本実施の形態では、箱形スラストころ軸受およびＷ形スラストころ軸受について示したが、本発明はこれらの形状以外の保持器を有するスラストころ軸受の場合でも、ころ保持部におけるころとの各々の接触部の表面粗さＲａが１６μｍ以下であれば上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６４】
また、本実施の形態においては、ころが複列に配列される場合について示したが、図１０のように単列に配列される場合でも、ころ保持部における前記ころとの各々の接触部の表面粗さＲａが１６μｍ以下であれば上述した実施の形態と同様の効果が得られる。さらに本実施の形態においては、化学研磨処理、ブローチ削り、サンドブラスト、バレル研磨などの処理により、ころ保持部におけるころとの接触部の表面粗さＲａが１６μｍ以下にされたが、他の処理、加工精度向上により表面粗さＲａが１６μｍ以下とされてもよい。
【００６５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスラスト軸受においては、複数のころと、それぞれがころを保持するためのポケットを複数有する環状の保持器とを備えている。保持器は、ポケットに形成されたころ保持部によってころを上下方向に挟んで各々保持し、ころ保持部におけるころとの各々の接触部の表面粗さＲａは１６μｍ以下である。これにより、ころ保持部におけるころとの接触部の凹凸が小さくなり、ころが回転する際の摩擦抵抗が小さくなる。その結果スラストころ軸受の軸受トルクが特に小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスラストころ軸受の第１の実施形態を示す平面図（ａ）、（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）の要部拡大図（ｃ）、（ａ）のポケット部の要部拡大図（ｄ）、（ｃ）のＩｅ−Ｉｅ線に沿った拡大断面図（ｅ）である。
【図２】図１（ｃ）の要部斜視図である。
【図３】本発明に係るスラストころ軸受の使用状態を説明する部分断面図である。
【図４】打抜き加工によって形成されるせん断切り口の形状の模式断面図である。
【図５】図１（ｅ）のＦ部を拡大して示す模式断面図である。
【図６】Ｗ形スラスト針状ころ軸受の断面図（ａ）、（ａ）のＧ部拡大図（ｂ）、ポケットところ保持部を示す拡大断面図（ｃ）、Ｗ形スラストころ軸受のころ保持器の平面図（ｄ）である。
【図７】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第２の実施形態を示す平面図（ａ）、（ａ）のＶＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ａ）の底面図（ｃ）、（ｂ）のＡ部拡大図（ｄ）、（ｂ）のＢ部拡大図（ｅ）である。
【図８】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第３の実施形態を示す平面図（ａ）、（ａ）のＶＩＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩＩｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）のＣ部拡大図（ｃ）、（ｂ）のＤ部拡大図（ｄ）である。
【図９】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第４の実施形態を示す平面図（ａ）、（ａ）のＩＸｂ−Ｏ−ＩＸｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）のＥ部拡大図（ｃ）である。
【図１０】従来のスラストころ軸受を示す部分平面図（ａ）、（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）のＸｃ−Ｘｃ線に沿った断面図（ｃ）である。
【符号の説明】
１，１１，１１’，２１，５０，１００スラストころ軸受、２，２ａ，２ｂ，８０針状ころ、３，４，１３，１４，１３’，１４’，２３，２４，６０，７０，１０３保持器、３ａ，３ｃ，４ａ，４ｃ，１３ａ，１３ｃ，１４ａ，１４ｃ，２３ａ，２３ｃ，２４ａ，２４ｃ傾斜延出部、３ｂ，４ｂ，１３ｂ，１４ｂ，２３ｂ，２４ｂ外側板部、３ｄ，４ｄ，１３ｄ，１３ｄ’，１４ｄ，１４ｄ’，２３ｄ，２４ｄ内側板部、５，１５，２５ポケット、５ａ，６ａ，１５ａ，１６ａ，２５ａ，２６ａ，６４，７４ころ保持部、５ｂ，６ｂ凹部、５ｃ，６ｃころ接触部、６，１６，２６ポケット、７，８加締部、９第１軸、９ａ，１０ａ軌道面、１０第２軸、１７，１８，１８’ 部分加締部、１９，２９位置決め部、２７，２８スポット溶接部、２９ａ突起部、２９ｂ切欠き部、３１だれ、３２せん断面、３３破断面、３４かえり、６１，７１窓。

Claims

複数のころと、
それぞれが前記ころを保持するためのポケットを複数有する環状の保持器とを備えたスラストころ軸受であって、
前記保持器は、前記ポケットに形成されたころ保持部によってころを上下方向に挟んで各々保持し、
前記ころ保持部における前記ころとの接触部の表面粗さＲａは１６μｍ以下である、スラストころ軸受。
前記複数のころの各々は、前記複数のポケットの各々に前記保持器の径方向に単列で配置されている、請求項１に記載のスラストころ軸受。
前記複数のころの各々は、前記複数のポケットの各々に前記保持器の径方向に複列で配置されている、請求項１に記載のスラストころ軸受。
前記ころ保持部における前記ころとの接触部はせん断面である、請求項１に記載のスラストころ軸受。