JP2004156744A - Thrust roller bearing - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thrust roller bearing causing less drilling wear and emitting low bearing noise. <P>SOLUTION: This thrust roller bearing 1 comprises a plurality of rollers 2a and 2b and annular retainers 3 and 4 having a plurality of pockets 5 and 6 for holding the rollers 2a and 2b. The end faces of the plurality of rollers 2a and 2b are formed in F end faces, and the accuracy of the end faces is 30 μm or less. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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等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等、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）。そのスラスト針状ころ軸受について図９を用いて説明する。
【０００４】
図９（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にあっては、針状ころ８０の端面８１が遠心力によって窓６１、７１の壁面に押し付けられ、さらに針状ころ８０の自転による接触が加わって、窓６１、７１に異常摩耗（以下、ドリリング摩耗と呼ぶ）が生じるという問題があった。また、軸受音響が大きいという問題点があった。スラスト針状軸受５０は主に自動車に使用されているので、自動車の車内空間の静粛性が求められている近年において、スラスト針状軸受５０においても軸受音響の低下が求められていた。
【０００８】
したがって本発明の目的は、ドリリング摩耗が生じにくく、かつ軸受音響が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ける、ドリリング摩耗が生じやすく、かつ軸受音響が大きいという問題は、ともに以下の原因によるものであることが本発明においてわかった。すなわち、スラスト針状ころ軸受に用いられている針状ころの各々の端面精度が大きい場合には、針状ころと保持器との接触部の摩擦抵抗が大きくなるので、これらがぶつかる際の摩擦によりドリリング摩耗が生じ、また、これらがぶつかる際の摩擦により生じる音により軸受音響が大きくなることがわかった。特に複列スラストころ軸受では、ころの端面同士も接触するため、ころの端面精度が悪いと軸受の音響値はさらに大きくなる傾向にあることもわかった。さらに本願発明者らは、スラストころ軸受において、ころの端面形状を所定の形状とし、かつその端面の精度を３０μｍ以下にすることによりドリリング摩耗と軸受音響を顕著に改善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て、複数のころの各々の端面はＦ端面であって、端面精度は３０μｍ以下である。これにより、ころと保持器との摩擦抵抗、およびころと隣のころとの摩擦抵抗が著しく小さくなる結果、これらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなり、またこれらがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなる。
【００１１】
ここで、ころには針状ころと、棒状ころと、円筒ころとがある。ＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）の規定に基づいて、針状ころとは直径が５ｍｍより小さく長さがその３〜１０倍のころを意味し、棒状ころとは直径が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下で長さが直径の３〜１０倍のころを意味し、円筒ころとは長さが直径の３倍未満のころを意味している。
【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、ころと保持器との接触抵抗が小さくなる。その結果、ころと保持器とがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなり、またこれらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなる。
【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、ころと隣のころおよび保持器との接触部の抵抗が小さくなる。その結果、ころと隣のころとがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなり、またこれらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなる。さらに、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、針状ころの表面損傷（スミアリング）が防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
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。
【００１８】
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等の帯鋼をプレスで絞り成形してもよい。
【００１９】
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で構成され、ポケット５、６内に複列で配置されている。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の長さを同一としているが、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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の最内端部を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は内外端部を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、ドリリング摩耗が抑制される。
【００２３】
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。
【００２４】
図１（ｄ）を参照して、ころ保持部５ａ、６ａの径方向の長さＬａはころ長さ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。
【００２５】
図１（ｅ）を参照して、ころ保持部５ａ、６ａの角部は、プレスでポケット５、６を打抜きする際にだらして形成するか、打抜き後、内縁部を面押し加工により角部を滑らかにだらしている。針状ころ２ａ、２ｂの表面に形成された潤滑油膜を切ることなく、針状ころ２ａ、２ｂを安定して案内保持することができる。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、潤滑油の流出性だけでなく流入性も向上している。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。
【００２９】
本実施の形態において最も注目すべきは、針状ころ２ａ、２ｂの各々の端面５ｃ、６ｃはＦ端面であって、端面精度は３０μｍ以下である。Ｆ端面とはＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）に規定された記号Ｆの形状（平面形）を意味する。
【００３０】
ここで端面精度の測定方法について説明する。図４（ａ）は端面精度の測定方法を示す模式図である。図４（ａ）を参照して、まず、針状ころ２の端面５ｃ、６ｃにおける高さの変化が測定される。この測定は、図中矢印方向で示すように端面５ｃ、６ｃの直径方向に沿って行なわれ、かつ測定方向が互いに直角となるように各１回行なわれる。このようにして測定された図４（ｂ）に示す高さの変化から、ころ端面５ｃ、６ｃの高さの最高値（Ｈ_ｍａｘ）と最低値（Ｈ_ｍｉｎ）とが抽出され、そのＨ_ｍａｘとＨ_ｍｉｎとの差が端面精度として得られる。なお、端面精度を測定する装置としてはたとえばタリサーフ（テーラーホブソン社製）が用いられる。
【００３１】
ここで、従来のスラスト針状ころ軸受におけるドリリング摩耗が生じるという問題と軸受音響が大きいという問題とは、ともに以下の原因によるものであると本願発明者らは推測した。すなわち、スラスト針状ころ軸受１に用いられている針状ころ２ａ、２ｂの各々の端面精度が大きいために、針状ころ２ａと隣の針状ころ２ｂおよび保持器３、４との接触部の抵抗が大きくなり、これらがぶつかる際の摩擦によりドリリング摩耗が生じ、また、これらがぶつかる際の摩擦により生じる音により軸受音響が大きくなると推測した。そこで、スラスト針状ころ軸受１における針状ころ２ａ、２ｂの端面精度と軸受音響との関係が調べられた。
【００３２】
図５はスラスト針状ころ軸受における針状ころ２ａ、２ｂの端面精度と軸受音響との関係を示す図（グラフ）である。音響測定は以下の条件で行なわれた。すなわち、スラスト針状ころ軸受の回転速度：１８００ｒｐｍ、荷重：１００Ｎ、マイクロホンの位置：保持器の主表面の法線から４５度方向であって、スラスト針状ころ軸受から１００ｍｍの距離という条件で音響測定が行なわれた。
【００３３】
図５を参照して、軸受音響は、針状ころの端面精度が５０μｍ以上では８１ｄＢＡ以上と大きいのに対し、３０μｍ以下のときに７８ｄＢＡ以下と著しく小さくなっていることがわかる。これは針状ころの端面精度が３０μｍ以下の場合には、針状ころと隣の針状ころとの摩擦抵抗、および針状ころと保持器との摩擦抵抗が著しく小さくなっているためである。したがって針状ころの端面精度が３０μｍ以下の場合には、摩擦抵抗が著しく小さくなるので、ドリリング摩耗もまた生じにくくなる。
【００３４】
したがって、本実施の形態のスラスト針状ころ軸受１においては、針状ころ２ａ、２ｂの各々の端面精度は３０μｍ以下になされることにより、針状ころ２ａと隣の針状ころ２ｂとの摩擦抵抗、および針状ころ２ａ、２ｂと保持器３、４との摩擦抵抗が小さくなる結果、これらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなり、またこれらがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなる。
【００３５】
次に本実施の形態に係るスラスト針状ころ軸受１の製造手順について詳細に説明する。一例として、針状ころ２ａ、２ｂは通常の外径研削などにより成形された後、研削やワイヤカット放電加工などにより端面が２次加工される。ここでワイヤカット放電とは、小径の導電性のワイヤを電極として材料を切断する加工方法をいう。これにより、針状ころ２ａ、２ｂの端面精度は３０μｍ以下とされる。
【００３６】
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軸受鋼が使用されいる。針状ころ２は、８４０℃×３０分で油焼入れされ、次いで１８０℃×９０分で焼戻しされることにより、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。
【００３７】
その後、針状ころ２と２枚の保持器３、４がセットされ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。
【００３８】
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、加締部が焼きなまされていた従来のものに比べ製造工程は簡略化されたものとなる。
【００３９】
前述した手順でスラスト針状ころ軸受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。
【００４０】
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っていたが、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。
【００４１】
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。
【００４２】
図６（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ＶＩｂ−Ｏ−ＶＩｂ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。
【００４３】
図６（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６（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。
【００４４】
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、上側保持器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。
【００４５】
そして、２枚の保持器１３、１４においては、図６（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６（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は内外端部を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。
【００４６】
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、たとえば周縁の４箇所に、その位相を４５°ずらして形成され、加締加工時における保持器変形への影響を防止している。なお、部分加締部は必ずしも４箇所に形成される必要はなく、２箇所以上に等配されれば加締加工時に保持器変形への影響が防止可能である。。
【００４７】
図７（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ＶＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩｂ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。
【００４８】
図７（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７（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。
【００４９】
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。
【００５０】
そして、２枚の保持器１３’、１４’は、図７（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７（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。
【００５１】
図８（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ＶＩＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩＩｂ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２枚の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。
【００５２】
図８（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８（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。
【００５３】
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。
【００５４】
そして、２枚の保持器２３、２４は、図８（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８（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°ずらして設けている。これにより、溶接による保持器変形への影響を防止している。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。
【００５５】
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を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であってもよい。
【００５６】
本実施の形態においては、保持器が４つのころ保持部でころと線接触するものについて示したが、針状ころを保持するためのものであれば、たとえばころ保持部がＷ形（保持器のポケットを避けた部分の径方向に沿った断面形状がＷ字状）に形成され、６つの部分でころと線接触するものなどでもよい。
【００５７】
また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。さらに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９のように単列に配列される場合でも、複数のころの各々の端面がＦ端面であって端面精度が３０μｍ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。ころの端面の２次加工の方法として研削やワイヤカット放電加工が示されたが、端面精度が３０μｍ以下にされる加工方法であればよい。
【００５８】
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。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスラストころ軸受は、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て、複数のころの各々の端面はＦ端面であって、端面精度は３０μｍ以下である。これにより、ころと保持器との摩擦抵抗、およびころと隣のころとの摩擦抵抗が著しく小さくなる結果、これらがぶつかる際の摩擦によるドリリング摩耗が特に生じにくくなり、またこれらがぶつかる際の音により生じる軸受音響が特に小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスラスト針状ころ軸受の第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針状ころ軸受の使用状態を説明する部分断面図である。
【図４】端面精度の測定方法を示す模式図（ａ）、測定結果と端面精度との関係を示す図（ｂ）である。
【図５】針状ころの端面精度と軸受音響との関係を示す図である。
【図６】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ＶＩｂ−Ｏ−Ｖｂ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７】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ＶＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩｂ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８】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ＶＩＩＩｂ−Ｏ−ＶＩＩＩｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）のＥ部拡大図（ｃ）である。
【図９】従来のスラスト針状ころ軸受を示す部分平面図（ａ）、（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ線に沿った断面図（ｂ）、（ｂ）のＩＸｃ−ＩＸｃ線に沿った断面図（ｃ）である。
【符号の説明】
１，１１，１１’，２１，５０ スラスト針状ころ軸受、２，２ａ，２ｂ，８０ 針状ころ、３，１３，１３’，２３，６０ 上側保持器、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、４，１４，１４’，２４，７０ 下側保持器、５，６，１５，１６，２５，２６ ポケット、５ａ，６ａ，１５ａ，１６ａ，２５ａ，２６ａ，６４，７４ ころ保持部、５ｂ，６ｂ 凹部、５ｃ，６ｃ，８１ ころ端面、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、６１，７１ 窓。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thrust roller bearing used for an automatic transmission, a compressor, and the like of an automobile.
[0002]
[Prior art]
Thrust needle roller bearings are composed of needle rollers, cages, and races, and have a structure in which the needle rollers and races are in line contact. This has the advantage that rigidity can be obtained. Therefore, it is suitable as a bearing used under severe operating conditions such as operation under lean lubrication or high speed rotation, and is widely used as a bearing for an automatic transmission of an automobile or a bearing for a car air compressor.
[0003]
Conventionally, a thrust needle roller bearing is known in which at least one of lubricating oil inflow and outflow is improved to increase the amount of lubricating oil per unit time passing therethrough (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-70872). Gazette). The thrust needle roller bearing will be described with reference to FIG.
[0004]
9 (a) to 9 (c), this thrust needle roller bearing 50 includes a plurality of needle rollers 80 and two annular cages 60, 70. , 70 each have a plurality of windows 61, 71 longer than the roller length in the radial direction, and a plurality of needle rollers 80 are vertically moved by roller holding portions 64, 74 formed in the plurality of windows 61, 71. It is held in the direction. Here, with respect to the two cages 60, 70, the radial length la of the roller holding portions 64, 74 is shorter than the roller length l, and at least one of the two cages 60, 70 is It is bent. As a result, at least one of the thicknesses t1 and t2 in the vertical direction of the outer portion and the inner portion in the radial direction with respect to the roller holding portions 64 and 74 are larger than the thickness t0 of the roller holding portions 64 and 74 in the vertical direction. It has been thinned.
[0005]
Thereby, the inflow or outflow of lubricating oil on at least one side of the radially outer portion and the inner portion, which are reduced in thickness with respect to the roller holding portions 64 and 74, is improved, and the per unit time passing through the bearing is improved. Can increase the amount of lubricating oil. Further, since the passage of the lubricating oil is less likely to be blocked by the retainers 60 and 70, the lubricating oil does not stay, the rise in the oil temperature can be suppressed, and the durability of the bearing can be improved.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2002-70872 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional thrust needle roller bearing 50, the end face 81 of the needle roller 80 is pressed against the wall surfaces of the windows 61 and 71 by centrifugal force, and the contact by the rotation of the needle roller 80 is further applied. There was a problem that abnormal wear (hereinafter, referred to as drilling wear) occurs in the windows 61 and 71. Further, there is a problem that the bearing sound is large. Since the thrust needle bearings 50 are mainly used in automobiles, in recent years when quietness of the interior space of the automobile is required, the thrust needle bearings 50 have also been required to reduce bearing sound.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a thrust roller bearing in which drilling wear is less likely to occur and bearing sound is small.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
It has been found in the present invention that the problems of the conventional thrust needle roller bearings, in which drilling wear is likely to occur and the bearing noise is large, are both due to the following causes. In other words, if the end face accuracy of each of the needle rollers used in the thrust needle roller bearing is large, the frictional resistance at the contact portion between the needle rollers and the retainer increases, so that the friction when these collide with each other is high. It was found that drilling abrasion occurred, and the noise generated by the friction when they collided increased the bearing noise. In particular, in double row thrust roller bearings, since the end faces of the rollers also contact each other, it was also found that if the end face accuracy of the rollers is poor, the acoustic value of the bearing tends to be further increased. Furthermore, the present inventors have found that in a thrust roller bearing, by setting the end face shape of the roller to a predetermined shape and setting the end face precision to 30 μm or less, drilling wear and bearing sound can be remarkably improved.
[0010]
Therefore, the thrust roller bearing of the present invention includes a plurality of rollers and an annular retainer each having a plurality of pockets for holding the rollers, and each end face of the plurality of rollers is an F end face. And the end face accuracy is 30 μm or less. As a result, the frictional resistance between the roller and the cage and the frictional resistance between the roller and the adjacent roller are significantly reduced. As a result, drilling wear due to the friction when the rollers collide with each other is particularly unlikely to occur, and the noise generated when the rollers collide with each other is reduced. In particular, the bearing noise caused by the vibration is reduced.
[0011]
Here, the rollers include needle rollers, rod rollers, and cylindrical rollers. Based on the provisions of JIS (Japanese Industrial Standards), a needle roller means a roller having a diameter smaller than 5 mm and a length of 3 to 10 times the length, and a rod roller has a diameter of 5 mm to 15 mm and a length of 5 to 15 mm. Rollers having a diameter of 3 to 10 times the diameter mean rollers having a length of less than 3 times the diameter.
[0012]
Preferably, in the thrust roller bearing of the present invention, each of the plurality of rollers is arranged in a single row in the radial direction of the cage in each of the plurality of pockets.
[0013]
Thereby, the contact resistance between the rollers and the cage is reduced. As a result, the bearing noise generated by the sound when the roller and the cage collide is particularly small, and the drilling wear due to the friction when the roller and the cage collide is particularly unlikely to occur.
[0014]
Preferably, in the thrust roller bearing of the present invention, each of the plurality of rollers is arranged in each of the plurality of pockets in a plurality of rows in the radial direction of the cage.
[0015]
Thereby, the resistance of the contact portion between the roller and the adjacent roller and the cage is reduced. As a result, the bearing noise generated by the sound when the roller collides with the adjacent roller becomes particularly small, and the drilling wear due to the friction when the roller collides with the adjacent roller is particularly unlikely to occur. Furthermore, the difference in the revolution peripheral speed between the outer diameter side portion and the inner diameter side portion of the roller is reduced, and the slip with the raceway surface (not shown) is suppressed. Thereby, heat generation of the contact portion is reduced, and surface damage (smearing) of the needle roller is prevented.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1A is a plan view showing a first embodiment of a thrust needle roller bearing according to the present invention, FIG. 1B is a sectional view taken along the line Ib-Ib of FIG. 1A, and FIG. FIG. 2B is an enlarged view of a main part, FIG. 2D is an enlarged view of a main part of the pocket part of FIG. 2A, and FIG. 2E is an enlarged cross-sectional view taken along line Ie-Ie of FIG. FIG. 2 is a perspective view of FIG.
[0018]
1 (a) to 1 (d), this thrust needle roller bearing 1 has a plurality of needle rollers 2 and two annular holding members which hold these needle rollers 2 at a predetermined pitch in a circumferential direction. Vessels 3 and 4. Here, each of the two retainers 3 and 4 has a plurality of rectangular pockets 5 and 6 longer than the length L of the needle roller 2 in the radial direction, and is formed of a cold-rolled steel plate (SPCC). Is formed by press working. Roller holders 5a, 6a are formed on both side edges of each pocket 5, 6 so as to protrude in opposite directions. The needle rollers 2 are held vertically by the roller holders 5a and 6a. The retainers 3 and 4 may be formed by drawing a strip of steel such as SCM415 by pressing.
[0019]
The needle rollers 2 each include an outer diameter side needle roller 2a and an inner diameter side needle roller 2b, and are arranged in the pockets 5 and 6 in multiple rows. In each of the needle rollers 2a, 2b, the difference in the revolution peripheral speed between the outer diameter side portion and the inner diameter side portion is reduced, and the slip with the raceway surface (not shown) is suppressed. It is possible to prevent surface damage and surface-start type peeling. Here, the length of the double-row needle rollers 2a, 2b is the same, but it is selected whether the outer diameter is smaller than the inner diameter or the outer diameter is larger than the inner diameter depending on the use conditions. The load capacity may be increased by making the longer one of the diameter and the inner diameter 1.2 times longer than the shorter one.
[0020]
With reference to FIGS. 1C and 2, the radial outside of the roller holder 5 a of the upper holder 3 of the two holders 3 and 4 is bent from the outer end of the roller holder 5 a. It is composed of an inclined extension 3a and an outer plate 3b bent radially from the lower end of the inclined extension 3a. A radially inner side of the roller holder 5a of the upper retainer 3 is also formed with an inclined extension 3c bent from the inner end of the roller holder 5a and a radial direction from a lower end of the inclined extension 3c. And a bent inner plate 3d.
[0021]
Further, the outer side in the radial direction of the roller holder 6a of the lower holder 4 which is the same type as the upper holder 3 and whose pocket is removed, is provided with an inclined extension 4a bent from the outer end of the roller holder 6a, The outer plate 4b is bent radially from the lower end of the extension 4a. Further, a radially inner side of the roller holding portion 6a of the lower retainer 4 also has an inclined extending portion 4c which is bent from the inner end of the roller holding portion 6a, and extends radially from a lower end of the inclined extending portion 4c. And the inner plate portion 4d bent.
[0022]
In the two cages 3 and 4, the outer plate portions 3b and 4b are vertically overlapped with each other, and the outermost end of the outer plate portion 4b is bent upward to form the caulked portion 7. Have been. The inner plate portions 3d and 4d are vertically overlapped with each other, and the innermost end portion of the inner plate portion 3d is bent downward to form the caulked portion 8. Since the two cages 3 and 4 are firmly integrated by caulking the inner and outer ends by these caulking portions 7 and 8, the two cages 3 and 4 are separated even during operation. I will not. Further, in the outer plate portions 3b, 4b and the inner plate portions 3d, 4d, the contact area between the end face of the needle roller 2 and the pockets 5, 6 can be increased, and drilling wear is suppressed.
[0023]
In a state where the two cages 3 and 4 are fixed, the vertical thickness T1 of the radially outer portion of the two cages 3 and 4 relative to the roller holding portions 5a and 6a, and the radially inner portion. The thickness T2 in the vertical direction is smaller than the thickness T0 in the vertical direction of the roller holding portions 5a and 6a because the inclined extending portions 3a and 4a and 3c and 4c are present.
[0024]
Referring to FIG. 1D, the radial length La of the roller holding portions 5a, 6a is formed shorter than the roller length L, so that the concave portions formed at both ends of the roller holding portions 5a, 6a. The lubricating oil can be easily passed by 5b and 6b. The end faces of the needle rollers 2a and 2b are not limited to a flat shape, and may be formed in an arc surface.
[0025]
Referring to FIG. 1 (e), the corners of the roller holding portions 5a, 6a are formed gently when the pockets 5, 6 are punched by a press, or after punching, the inner edges are formed by face pressing. Is running smoothly. The needle rollers 2a, 2b can be stably guided and held without cutting the lubricating oil film formed on the surfaces of the needle rollers 2a, 2b.
[0026]
With reference to FIG. 3, the thrust needle roller bearing 1 having the above configuration is configured such that a raceway surface 9 a of a first shaft (rotating shaft) 9 and a raceway surface 10 a of a second shaft (fixed shaft) 10 are arranged. The caulked portion 8 of the upper retainer 3 is loosely fitted with the crimping portion 8 as a guide surface so that the needle roller 2 rolls. When the first shaft 9 rotates, the cages 3 and 4 also rotate together with the first shaft 9, and the needle rollers 2 roll between the raceway surface 9a of the first shaft 9 and the raceway surface 10a of the second shaft 10. Move. Here, lubricating oil is supplied into the thrust needle roller bearing 1 via an oil passage from a hydraulic supply source (not shown).
[0027]
The lubricating oil passes through the oil passage as shown by the arrow a, and then passes between the raceway surface 10a of the second shaft 10 and the radially inner portion of the roller holder 6a of the lower cage 4 as shown by the arrow b. Pass. Thereafter, the lubricating oil passes through the periphery of the needle roller 2 and the space formed by the cages 3 and 4 as shown by an arrow c, and the side surface of the needle roller 2 and the roller holding portions 5a of the cages 3 and 4 , 6a, between the end faces of the needle rollers 2, and between the side faces of the needle rollers 2 and the raceway surfaces 9a, 10a, and the raceway surface 10a of the second shaft 10 and the rollers of the cage 4 are lubricated. The arrow d passes between the holding portion 6a and the radially outer portion of the first shaft 9 and between the raceway surface 9a of the first shaft 9 and the roller holding portion 5a and the radially outer portion of the roller holding portion 5a. So that it is discharged.
[0028]
When lubricating each part with the lubricating oil, the thicknesses T1 and T2 of the radially outer portion and the inner portion in the vertical direction with respect to the roller holding portions 5a and 6a of the two cages 3 and 4 are equal to those of the roller holding portions. 5a and 6a are formed thinner than the vertical thickness T0 (see FIG. 1C). For this reason, the cross-sectional area of the space between the raceway surface 10a of the second shaft 10 and the radially inner portion with respect to the roller holding portion 6a of the lower cage 4 becomes larger than before, and the lubricating oil flows out. Inflow as well as sex has been improved. Therefore, seizure of each part of the bearing is reliably prevented, and drilling wear between the end face of the needle roller 2 and the pockets 5, 6 of the cages 3, 4 is suppressed. Further, since the passage of the lubricating oil is not easily blocked by the retainers 3 and 4, the lubricating oil is unlikely to stay. Therefore, an increase in the oil temperature is suppressed, and the durability of the bearings is increased in conjunction with the increase in the strength of the retainer. It is further improved.
[0029]
Most notably, in this embodiment, the end faces 5c and 6c of the needle rollers 2a and 2b are F end faces, and the end face precision is 30 μm or less. The F end face means the shape (planar shape) of the symbol F defined in JIS (Japanese Industrial Standards).
[0030]
Here, a method for measuring the end face accuracy will be described. FIG. 4A is a schematic diagram showing a method for measuring the end face accuracy. Referring to FIG. 4A, first, a change in height at end surfaces 5c and 6c of needle roller 2 is measured. This measurement is performed along the diametrical direction of the end faces 5c and 6c as shown by the arrow directions in the figure, and is performed once each so that the measurement directions are perpendicular to each other. 4 (b), the maximum (H _max ) and the minimum (H _min ) of the height of the roller end faces 5c, 6c are extracted, and the H _max is extracted. And H _min is obtained as the end face accuracy. As an apparatus for measuring the end face accuracy, for example, Talysurf (manufactured by Taylor Hobson) is used.
[0031]
Here, the inventors of the present application have guessed that the problem of the occurrence of drilling wear and the problem of large bearing sound in the conventional thrust needle roller bearing are both due to the following causes. That is, since the end faces of the needle rollers 2a and 2b used in the thrust needle roller bearing 1 have high accuracy, the contact portions between the needle rollers 2a and the adjacent needle rollers 2b and the cages 3 and 4 are provided. It was assumed that the resistance of the bearings increased, the drilling wear occurred due to the friction when they collided, and the noise generated by the friction when they collided increased the bearing noise. Then, the relationship between the end face accuracy of the needle rollers 2a and 2b in the thrust needle roller bearing 1 and the bearing sound was examined.
[0032]
FIG. 5 is a graph (graph) showing a relationship between end face accuracy of the needle rollers 2a and 2b in the thrust needle roller bearing and bearing sound. The acoustic measurement was performed under the following conditions. That is, the rotational speed of the thrust needle roller bearing is 1800 rpm, the load is 100 N, the position of the microphone is 45 degrees from the normal to the main surface of the cage, and the distance is 100 mm from the thrust needle roller bearing. Measurements were taken.
[0033]
Referring to FIG. 5, it can be seen that the bearing sound is as large as 81 dBA or more when the end face accuracy of the needle roller is 50 μm or more, but is significantly reduced to 78 dBA or less when the accuracy is 30 μm or less. This is because when the end face accuracy of the needle roller is 30 μm or less, the friction resistance between the needle roller and the adjacent needle roller and the friction resistance between the needle roller and the retainer are significantly reduced. . Therefore, when the end face accuracy of the needle rollers is 30 μm or less, the frictional resistance is significantly reduced, and drilling wear is also less likely to occur.
[0034]
Therefore, in the thrust needle roller bearing 1 of the present embodiment, the end face accuracy of each of the needle rollers 2a and 2b is set to 30 μm or less, so that the friction between the needle roller 2a and the adjacent needle roller 2b. As a result, the resistance and the frictional resistance between the needle rollers 2a and 2b and the cages 3 and 4 are reduced. As a result, the drilling wear due to the friction when they come into contact with each other is particularly unlikely to occur, and the bearing sound generated by the sound when they come into contact with each other. Is particularly small.
[0035]
Next, a manufacturing procedure of the thrust needle roller bearing 1 according to the present embodiment will be described in detail. As an example, after the needle rollers 2a and 2b are formed by ordinary outer diameter grinding or the like, the end faces are subjected to secondary machining by grinding or wire cut electric discharge machining. Here, the wire cut discharge refers to a processing method of cutting a material using a small-diameter conductive wire as an electrode. Thereby, the end face accuracy of the needle rollers 2a and 2b is set to 30 μm or less.
[0036]
The two cages 3, 4 and the quenched and tempered or unquenched needle rollers 2 are set, and the outermost end of the outer plate portion 4b is bent upward to form the caulked portion 7, The innermost end of the inner plate portion 3d is bent downward to form a caulked portion 8, and the two retainers 3, 4 are integrally fixed. Here, as a material for the needle rollers 2, for example, SUJ bearing steel, which is one or two kinds of high carbon chromium bearing steel, is used. The needle rollers 2 are oil quenched at 840 ° C. for 30 minutes, and then tempered at 180 ° C. for 90 minutes so that the surface hardness is about 700 to 750 in Vickers hardness (Hv). .
[0037]
Thereafter, carburizing and quenching and tempering or carbonitriding is performed in a state where the needle rollers 2 and the two cages 3 and 4 are set to complete the product. In the case of carburizing, the needle rollers 2 and the two cages 3 and 4 are carburized at 850 ° C. × 35 minutes (in an RX gas atmosphere), quenched in oil, and then tempered at 165 ° C. × 60 minutes. In the case of carbonitriding, the needle rollers 2 and the two cages 3 and 4 are held in a carbonitriding atmosphere (addition of 1 to 3% by volume of ammonia to RX gas) at 840 to 850 ° C. for 35 minutes. Immediately after being carbonitrided and quenched in oil.
[0038]
Here, the strength of the two cages 3 and 4 may be increased by nitrocarburizing at 570 to 580 ° C. for 35 minutes in advance. Needle roller 2 may not be subjected to heat treatment in advance. However, if the needle rollers 2 are preliminarily subjected to heat treatment, that is, so-called quenching, before they are assembled, the number of manufacturing steps will increase accordingly, but on the other hand, carburizing or carbonitriding performed thereafter will further increase the number of manufacturing steps. Strength is improved. At least two cages 3, 4 and needle roller 2 are separately heat-treated, and the manufacturing process is simplified as compared with the conventional one in which the caulked portion is annealed.
[0039]
By manufacturing the thrust needle roller bearing 1 according to the above-described procedure, the following specific characteristics can be imparted. Next, these characteristics will be described in detail.
[0040]
First, since the needle roller 2 has a carburized layer or a carbonitrided layer formed on the surface layer thereof, the hardness of the surface layer is higher than that of the conventional product, and it is difficult to form an indentation even if a high-hardness foreign matter is bitten. , Long life. Further, the needle rollers 2 can be formed such that a nitrogen-enriched layer is formed in the carbonitriding treatment and the amount of retained austenite is 20% by volume or more. This is because when high hardness foreign matter is caught in the raceway surfaces 9a and 10a, a source of stress concentration has conventionally been around the indentation. Thus, the needle rollers 2 have high hardness and a long life. The nitrogen-enriched layer may have a thickness of 0.1 mm or more and a surface hardness of 750 Hv or more. Furthermore, since the internal hardness can be increased to the same degree as the surface hardness, the strength of the entire needle roller 2 can be improved. Therefore, the needle roller 2 can be used even under severe conditions, for example, under a condition of high load, and a desired life can be satisfied.
[0041]
In the case of the cages 3 and 4, similarly to the needle rollers 2, a carburized layer or a carbonitrided layer is formed on the surface of the cages, whereby the surface hardness can be made 700 Hv or more. Therefore, the wear resistance is improved as compared with the conventional one.
[0042]
FIG. 6A is a plan view showing a second embodiment of the thrust needle roller bearing according to the present invention, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-O-VIb of FIG. 5A is a bottom view of FIG. 5A, FIG. 5D is an enlarged view of a portion A of FIG. 5B, and FIG. The second embodiment differs from the first embodiment only in the shape of the retainer and the method of caulking, and the same reference numerals are given to the same parts and other parts, and detailed description thereof will be omitted.
[0043]
6 (a) to 6 (e), this thrust roller bearing 11 has a plurality of needle rollers 2 and two annular cages which hold these needle rollers 2 at a predetermined pitch in the circumferential direction. 13 and 14. Of the two cages 13 and 14, the radially outer side of the roller holder 15a of the upper cage 13 is inclined and extended from the outer end of the roller holder 15a as shown in FIG. It comprises a portion 13a and an outer plate portion 13b bent radially from the lower end of the inclined extension portion 13a.
[0044]
Further, a radially inner side of the roller holding portion 15a of the upper retainer 13 is also formed with an inclined extension 13c bent from the inner end of the roller holder 15a and a radial direction from a lower end of the inclined extension 13c. The inner plate portion 13d is bent. A radially outer side of the roller holder 16a of the lower holder 14 of the same type as the upper holder 13 and having a pocket removed therefrom is provided with an inclined extension 14a bent from the outer end of the roller holder 16a, The outer plate 14b is bent radially from the lower end of the extension 14a. Further, a radially inner side of the roller holding portion 16a of the upper retainer 14 is also formed with an inclined extending portion 14c bent from the inner end of the roller holding portion 16a and a radial direction from a lower end of the inclined extending portion 14c. And a bent inner plate portion 14d.
[0045]
In the two retainers 13 and 14, as shown in FIG. 6D, the outer plate portions 13b and 14b are vertically overlapped with each other, and a part of the outermost end portion of the outer plate portion 14b is formed. It is bent upward to form a partial caulking portion 17. On the other hand, the inner plates 13d and 14d are vertically overlapped with each other, and the innermost end of the inner plate 13d is bent downward. As shown in FIG. 6E, the outer plate portions 13b and 14b are vertically overlapped with each other, and the outermost end of the outer plate portion 14b is bent upward. Further, the inclined extending portions 13c and 14c are vertically overlapped with each other, and a part of the innermost end of the inner plate portion 13d is bent downward to form the partial caulking portion 18. With these partial caulking portions 17 and 18, the two retainers 13 and 14 are firmly integrated at the inner and outer ends, and the caulking process is more complicated than the full circumference caulking in the first embodiment described above. It is greatly simplified.
[0046]
The positioning section 19 is for aligning the phases of the two retainers 13 and 14. For example, a notch (not shown) is formed on the outer edge of the upper retainer 13, and a projection (not shown) formed on the outer edge of the lower retainer 14 is engaged, so that crimping or the like is performed. The pitches of the pockets 15 and 16 of the retainers 13 and 14 do not shift. Further, these partial caulking portions 17 and 18 are formed, for example, at four positions on the peripheral edge thereof with a phase shifted by 45 ° to prevent an influence on the deformation of the retainer during the caulking process. Note that the partial caulked portions do not necessarily need to be formed at four places, and if they are equally arranged at two or more places, it is possible to prevent the influence on the cage deformation during the caulking process. .
[0047]
FIG. 7A is a plan view showing a third embodiment of the thrust needle roller bearing according to the present invention, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line VIIb-O-VIIb of FIG. 5B is an enlarged view of a portion C of FIG. 5B, and FIG. 5D is an enlarged view of a portion D of FIG. The third embodiment is different from the above-described second embodiment only in the caulking direction, and the same reference numerals are given to the same parts and the same parts, and the detailed description is omitted.
[0048]
7 (a) to 7 (d), this thrust needle roller bearing 11 'has a plurality of needle rollers 2 and two annular rollers which hold these needle rollers 2 at a predetermined pitch in the circumferential direction. It consists of retainers 13 'and 14'. Of the two cages 13 'and 14', the radially outer side of the roller holder 15a of the upper cage 13 'was bent from the outer end of the roller holder 15a as shown in FIG. 7C. It comprises an inclined extension portion 13a and an outer plate portion 13b bent radially from the lower end of the inclined extension portion 13a. Further, a radially inner side of the roller holding portion 15a of the upper retainer 13 is also formed with an inclined extension 13c bent from the inner end of the roller holder 15a and a radial direction from a lower end of the inclined extension 13c. And a bent inner plate portion 13d '.
[0049]
Further, a radially outer side of the roller holding portion 16a of the lower retainer 14 is provided with an inclined extending portion 14a bent from an outer end of the roller holding portion 16a and a radial direction from a lower end of the inclined extending portion 14a. The outer plate 14b is bent. Further, a radially inner side of the roller holding portion 16a of the lower retainer 14 has an inclined extending portion 14c which is also bent from the inner end of the roller holding portion 16a, and a radially extending portion extending from a lower end of the inclined extending portion 14c. And the inner plate portion 14d 'bent.
[0050]
As shown in FIG. 7 (c), the two retainers 13 'and 14' are arranged such that the outer plate portions 13b and 14b are vertically overlapped with each other and the outermost end portions of the outer plate portions 14b. Partial crimping portions 17 are formed by being partially bent upward. On the other hand, the inner plates 13d 'and 14d' are vertically overlapped with each other, and the innermost end of the inner plate 14d 'is bent upward. As shown in FIG. 7D, the inner plate portions 13d 'and 14d' are vertically overlapped with each other and a part of the innermost end of the inner plate portion 14d 'is bent upward. Form a partial caulking portion 18 '. The inner and outer ends of the two retainers 13 ′ and 14 ′ are firmly integrated by these partial caulking portions 17 and 18 ′, and unlike the partial caulking in the second embodiment described above, the same surface is used. Since the partial crimping portions 17 and 18 'are present in the slab, the crimping process can be further simplified.
[0051]
FIG. 8A is a plan view showing a fourth embodiment of a thrust needle roller bearing according to the present invention, FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line VIIIb-O-VIIIb of FIG. FIG. 4 is an enlarged view of a portion E in FIG. This fourth embodiment is different from the above-described first to third embodiments only in the fixing means of the two retainers, and the same reference numerals are given to the same parts and the same parts, and detailed description thereof is omitted. I do.
[0052]
8 (a) to 8 (c), this thrust needle roller bearing 21 has a plurality of needle rollers 2 and two annular holding members which hold these needle rollers 2 at a predetermined pitch in the circumferential direction. Vessels 23 and 24. As shown in FIG. 8 (c), of the two cages 23 and 24, the radially outer side of the roller holder 25a of the upper cage 23 is inclined and extended from the outer end of the roller holder 25a as shown in FIG. It comprises a portion 23a and an outer plate portion 23b bent radially from the lower end of the inclined extension portion 23a. Further, the inside of the roller holder 25a of the upper retainer 23 in the radial direction is also inclined from the inner end of the roller holder 25a, and the inclined extension 23c is directed radially from the lower end of the inclined extension 23c. And a bent inner plate part 23d.
[0053]
Further, a radially outer side of the roller holding portion 26a of the lower retainer 24 is provided with an inclined extending portion 24a bent from an outer end of the roller holding portion 26a and a radially outward direction from a lower end of the inclined extending portion 24a. And a bent outer plate portion 24b. Further, a radially inner side of the roller holding portion 26a of the lower retainer 24 is also formed with an inclined extending portion 24c which is also bent from the inner end of the roller holding portion 26a, and is directed radially from a lower end of the inclined extending portion 24c. And the inner plate portion 24d bent.
[0054]
As shown in FIG. 8 (c), the two retainers 23 and 24 are configured such that the outer plate portions 23b and 24b are vertically overlapped with each other, and the outermost end of the outer plate portion 24b is upward. It is bent. On the other hand, the inner plates 23d and 24d are vertically overlapped with each other, and the innermost end of the inner plate 24d is bent upward. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 8A, the outer and inner peripheral portions of the two retainers 23 and 24 are integrally fixed by spot welds 27 and 28, respectively. These welded portions 27 and 28 are provided at four locations in the circumferential direction, which are shifted from each other by 45 °. This prevents the effect of welding on cage deformation. The number of welding locations is not limited to four, and may be, for example, three or five or more.
[0055]
The positioning portion 29 is for adjusting the phases of the two cages 23 and 24, and has a projection 29 a formed on the outer edge of the upper cage 23 and a notch formed on the outer edge of the lower cage 24. 29b is engaged so that the phases of the pockets 25 and 26 of the two retainers 23 and 24 do not shift. The positioning portion 29 is not limited to such a configuration. For example, a so-called staking method in which a part of the outer edge of the lower retainer 24 is crimped and engaged with and fixed to the upper retainer 23, or a pin and hole May be used.
[0056]
In the present embodiment, the case where the cage is in line contact with the rollers at the four roller holders has been described. However, if it is for holding the needle rollers, for example, the roller holder may be a W-shaped (cage holder). May be formed in a W-shaped cross-sectional shape along a radial direction of a portion avoiding the pocket, and may be in line contact with rollers at six portions.
[0057]
Further, in the present embodiment, the thrust roller bearing using needle rollers has been described, but the present invention is also applicable to thrust roller bearings using rod rollers or cylindrical rollers. Further, in the present embodiment, the case where the rollers are arranged in a double row has been described. However, even when the rollers are arranged in a single row as shown in FIG. If the accuracy is 30 μm or less, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained. Grinding and wire-cut electric discharge machining have been described as methods of secondary machining of the end faces of the rollers, but any machining method capable of achieving an end face accuracy of 30 μm or less may be used.
[0058]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, the thrust roller bearing of the present invention includes a plurality of rollers and an annular retainer each having a plurality of pockets for holding the rollers, and each end face of the plurality of rollers has an F end face. And the end face accuracy is 30 μm or less. As a result, the frictional resistance between the roller and the cage and the frictional resistance between the roller and the adjacent roller are significantly reduced. As a result, drilling wear due to the friction when the rollers collide with each other is particularly unlikely to occur, and the noise generated when the rollers collide with each other is reduced. In particular, the bearing noise caused by the vibration is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a thrust needle roller bearing according to the present invention, FIG. 1 (a) is a sectional view taken along line Ib-Ib of FIG. 1 (a), and FIG. It is an enlarged view (c), the principal part enlarged view (d) of the pocket part of (a), and an enlarged sectional view (e) along the Ie-Ie line of (c).
FIG. 2 is a perspective view of a main part of FIG. 1 (c).
FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a use state of a thrust needle roller bearing according to the present invention.
FIGS. 4A and 4B are a schematic diagram showing a method of measuring the end face accuracy, and a diagram showing a relationship between the measurement result and the end face accuracy; FIGS.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between end face accuracy of a needle roller and bearing sound.
6A is a plan view showing a thrust needle roller bearing according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6B is a sectional view taken along the line VIb-O-Vb of FIG. It is an enlarged view (d) of A section of bottom view (c), (b), and an enlarged view (e) of B section of (b).
FIGS. 7A and 7B are plan views showing a thrust needle roller bearing according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 7A and 7B are sectional views taken along line VIIb-O-VIIb of FIGS. It is a D section enlarged view (d) of C section enlarged view (c), (b).
FIGS. 8A and 8B are plan views showing a thrust needle roller bearing according to a fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 8A and 8B are sectional views taken along line VIIIb-O-VIIIb of FIGS. It is an E section enlarged view (c).
FIGS. 9A and 9B are partial plan views showing a conventional thrust needle roller bearing, FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views taken along line IXb-IXb of FIG. 7A, and cross-sectional views taken along line IXc-IXc of FIG. (C).
[Explanation of symbols]
1,11,11 ', 21,50 Thrust needle roller bearing, 2,2a, 2b, 80 Needle roller, 3,13,13', 23,60 Upper retainer, 3a, 3c, 4a, 4c, 13a , 13c, 14a, 14c, 23a, 23c, 24a, 24c Inclined extension, 3b, 4b, 13b, 14b, 23b, 24b Outer plate, 3d, 4d, 13d, 13d ', 14d, 14d', 23d, 24d inner plate part, 4, 14, 14 ', 24, 70 lower retainer, 5, 6, 15, 16, 25, 26 pocket, 5a, 6a, 15a, 16a, 25a, 26a, 64, 74 roller holding Part, 5b, 6b recessed part, 5c, 6c, 81 roller end face, 7,8 caulking part, 9 first axis, 9a, 10a track surface, 10 second axis, 17, 18, 18 'partial caulking part, 19 , 29 Positioning part, 27, 28 Spot welding part 29a protrusion, 29b cutout portion, 61 and 71 windows.

Claims (3)

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、
前記複数のころの各々の端面はＦ端面であって、端面精度は３０μｍ以下である、スラストころ軸受。More than one time,
A thrust roller bearing comprising an annular retainer having a plurality of pockets for holding the rollers,
A thrust roller bearing, wherein each end face of the plurality of rollers is an F end face and the end face accuracy is 30 μm or less. 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。The thrust roller bearing according to claim 1, wherein each of the plurality of rollers is arranged in a single row in a radial direction of the cage in each of the plurality of pockets. 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。The thrust roller bearing according to claim 1, wherein each of the plurality of rollers is arranged in each of the plurality of pockets in multiple rows in a radial direction of the cage.

Images