JP2015001298A - スラストころ軸受用の保持器及びスラストころ軸受 - Google Patents

スラストころ軸受用の保持器及びスラストころ軸受 Download PDF

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Abstract

【課題】組み立て荷重の増大を抑えながら軸方向の分離を抑制することが可能なスラストころ軸受用の保持器及びスラストころ軸受を提供する。
【解決手段】放射状に配置された複数のころ5を転動可能に保持し、複数のころ5が転動する軌道面2a,3aを有するアウタレース2及びインナレース3に形成された複数の突起221,321に係止されて軸方向移動が規制されるスラストころ軸受1の保持器4,4Aは、複数のころ5を保持する複数の保持孔4aの内側及び外側に形成された一対の外側円環部41及び内側円環部42と、外側円環部41及び内側円環部42を径方向に連結する複数の柱部43とを備え、外側円環部41の外周側の端部及び内側円環部42の内周側の端部を含む周縁部の少なくとも1箇所に、外側円環部41及び内側円環部42の径方向に窪んだ窪み部411,421を有する。
【選択図】図4

Description

本発明は、スラストころ軸受用の保持器、及び当該保持器を備えたスラストころ軸受に関する。
スラストころ軸受は、放射状に配置された複数の円柱状の転動体(ころ)を備え、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(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のスラストころ軸受は、環状に形成されたインナレースおよびアウタレースと、両レース間に放射状に配置された複数のころと、複数のころを保持する保持器とを備え、インナレース内径部に設けられた短円筒状の内周壁部と保持器の内径部とが嵌め合わされると共に、アウタレース外径部に設けられた短円筒状の外周壁部と保持器の外径部とが嵌め合わされている。
アウタレースの外周壁部には、径方向内方へ突出した複数の内方突起が形成され、この内方突起が保持器の外周側端部を係止(係り合って止めること)することにより、アウタレースに対する保持器の軸方向移動が規制されている。また、インナレースの内周壁部には、径方向外方へ突出した複数の外方突起が形成され、この外方突起が保持器の内周側端部を係止することにより、インナレースに対する保持器の軸方向移動が規制されている。このように、アウタレース及びインナレースに形成された内方突起及び外方突起が保持器を係止することで、アウタレース及びインナレースと保持器とが相対回転可能かつ軸方向に分離不可能とされている。
特開2010−159789号公報
スラストころ軸受のトランスミッション等への組み付け時あるいは使用時においてアウタレース及びインナレースと保持器とが軸方向に分離しないようにするためには、内方突起及び外方突起と保持器との掛かり代を十分に確保する必要がある。しかし、この掛かり代を大きくすると、スラストころ軸受を組み付ける際にアウタレース及びインナレースと保持器とを軸方向に押し付ける組み立て荷重を大きくしなければならず、この組み立て荷重によって保持器が大きく変形し、組み立て後にもこの変形の一部が残存してしまう場合があり得る。保持器が変形したままスラストころ軸受が組み立てられると、その変形により保持器の円滑な回転が妨げられてしまうおそれがある。
そこで、本発明は、組み立て荷重の増大を抑えながら軸方向の分離を抑制することが可能なスラストころ軸受用の保持器及び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、放射状に配置された複数のころを転動可能に保持し、前記複数のころが転動する軌道面を有する軌道輪に形成された複数の突起に係止されて軸方向移動が規制されるスラストころ軸受用の保持器であって、前記複数のころを保持する複数の保持孔の内側及び外側に形成された一対の円環部と、前記一対の円環部を径方向に連結し、前記一対の円環部と共に前記保持孔を形成する複数の柱部とを備え、前記内側の円環部の内周側の端部および前記外側の円環部の外周側の端部を含む周縁部の少なくとも1箇所に、前記一対の円環部の径方向に窪んだ窪み部を有する、スラストころ軸受用の保持器を提供する。
本発明によれば、組み立て荷重の増大を抑えながら軸方向の分離を抑制することが可能となる。
第1の実施の形態に係るスラストころ軸受を示し、(a)は中心軸を含む平面で切断した断面図、(b)は(a)の一部拡大図である。 アウタレースを示し、(a)は平面図、(b)は(a)の一部拡大図である。 インナレースを示し、(a)は平面図、(b)は(a)の一部拡大図である。 保持器を示し、(a)は保持器をインナレース側から見た平面図、(b)は(a)の一部拡大図である。(c)は、保持器とアウタレースとの位置関係を説明するために、保持器に加えてアウタレースを図示した説明図である。 第2の実施の形態に係る保持器を示し、(a)は保持器をアウタレース側から見た平面図、(b)は(a)の一部拡大図である。(c)は、保持器とインナレースとの位置関係を説明するために、保持器に加えてインナレースを図示した説明図である。
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態に係るスラストころ軸受用の保持器、及びこの保持器を備えたスラストころ軸受について、図1乃至図4を参照して説明する。
(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を示し、(a)は中心軸Cを含む平面で切断した断面図、(b)は(a)の一部拡大図である。
スラストころ軸受1は、外側の軌道輪としてのアウタレース2と、内側の軌道輪としてのインナレース3と、アウタレース2及びインナレース3の間に配置された保持器4と、保持器4に形成された保持孔4aに転動可能に保持された複数の円柱状のころ5とを備えて構成されている。
このスラストころ軸受1は、例えば車両のトランスミッションに用いられ、インナレース3の内周側に挿通された軸状の回転部材と、アウタレース2に面したトランスミッションハウジングの支持部との間に介挿され、保持器4に保持された複数のころ5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。
(アウタレース2の構成)
図2は、アウタレース2を示し、(a)は平面図、(b)は(a)の一部拡大図である。
アウタレース2は、複数のころ5が転動する軌道面2aを有する円環板状の円盤部21と、円盤部21の外周端から軌道面2aに直交して延出された短円筒状の外周壁部22とを一体に有している。軌道面2aは、中心軸Cに対して直交する平面上にあり、後述するインナレース3の軌道面3aに対向して配置される。
外周壁部22の先端部には、径方向内側に向かって突出する複数(図2に示す例では4つ)の突起221が等間隔(90°ごと)に形成されている。本実施の形態では、突起221が外周壁部22の先端部を周方向の4箇所において内側に屈曲して形成されている。この突起221は、例えばステーキング(かしめ)によって形成することができる。
保持器4は、突起221に係止されてアウタレース2に対する軸方向移動が規制されている。すなわち、保持器4がアウタレース2に対して軌道面2aから離間する方向に移動すると、保持器4の外周側の端部が突起221に当接し、保持器4のアウタレース2に対するさらなる軸方向の移動が抑止される。
(インナレース3の構成)
図3は、インナレース3を示し、(a)は平面図、(b)は(a)の一部拡大図である。
インナレース3は、複数のころ5が転動する軌道面3aを有する円環板状の円盤部31と、円盤部31の内周端から軌道面3aに直交して延出された短円筒状の内周壁部32とを一体に有している。軌道面3aは、中心軸Cに対して直交する平面上にあり、アウタレース2の軌道面2aに保持器4を介して対向する。
内周壁部32の先端部には、径方向外側に向かって突出する複数(図2に示す例では4つ)の突起321が等間隔(90°ごと)に形成されている。本実施の形態では、突起321が内周壁部32の先端部を周方向の4箇所において外側に屈曲して形成されている。この突起321は、例えばステーキング(かしめ)によって形成することができる。
保持器4は、突起321に係止されてインナレース3に対する軸方向移動が規制されている。すなわち、保持器4がインナレース3に対して軌道面3aから離間する方向に移動すると、保持器4の内周側の端部が突起321に当接し、保持器4のインナレース3に対するさらなる軸方向の移動が抑止される。
(保持器4の構成)
図4は、保持器4を示し、(a)は保持器4をインナレース3側から見た平面図、(b)は(a)の一部拡大図である。また、図4(c)は、保持器4とアウタレース2との位置関係を説明するために、保持器4に加えてアウタレース2を図示した説明図である。
保持器4は、複数のころ5を保持する複数の保持孔4aの外側に形成された外側円環部41と、保持孔4aの内側に形成された内側円環部42と、外側円環部41と内側円環部42とを径方向に連結する複数の柱部43とを一体に備える。外側円環部41及び内側円環部42は同心状に形成されて対をなし、柱部43と共に保持孔4aを形成する。保持孔4aは、図4(a)に示すように、径方向に沿って長辺が延び、中心軸C方向に沿って保持器4を貫通する長方形状の貫通孔である。
保持器4には、放射状に配置された複数のころ5を転動可能に保持するように、複数のころ5と同数の複数(本実施の形態では39個)の保持孔4aが放射状に形成されている。また、本実施の形態では、図1に示すように、保持器4が鋼板をプレスによって打ち抜き及び屈曲して形成されている。
また、保持器4は、外側円環部41の外周側の端部における周縁部に、外側円環部41の径方向に窪んだ窪み部411を有する。本実施の形態では、アウタレース2の複数の突起221のそれぞれに対応する位置に、複数(4つ)の窪み部411が形成されている。図4に示す例では、これらの窪み部411が外側円環部41の外周端の一部を直線状に成形することにより形成されている。この窪み部411は、例えばプレスや切削又は研削して形成することが可能である。
図4(b)に示すように、外側円環部41の周縁部のうち、窪み部411が形成されていない部分である円弧部41aの延長線を円弧状の仮想線(二点鎖線)で示すと、窪み部411の深さd(窪み部411の最深部411aにおける仮想線からの径方向距離)は、例えば0.5〜2mmである。本実施の形態では、外側円環部41の周縁部に形成された直線部41bの中央部が窪み部411の最深部411aとなる。
図4(c)に示すように、保持器4がアウタレース2と中心軸Cを共有して同心状に配置された場合、外側円環部41の径方向における窪み部411の深さdは、最深部411aにおいてアウタレース2の突起221が外側円環部41を係止可能な寸法である。より具体的には、アウタレース2の外周壁部22の内周面22aと外側円環部41の円弧部41aとの間の隙間Sの径方向距離をdとし、アウタレース2の突起221の突出量(外周壁部22の外周面22bと突起221の径方向内側の端面221aとの間の径方向距離)をdとすると、d>d+dである。すなわち、保持器4がアウタレース2に対して同軸上で回転した場合、突起221は常に保持器4の軸方向移動を係止して、保持器4の離脱を抑止可能である。
より望ましくは、窪み部411の深さ(d)と、隙間Sの径方向距離(d)と、突起221の突出量(d)が、d>d×2+dの関係式を満たすように各部の寸法を設定するとよい。これにより、保持器4がアウタレース2に対して偏心して回転した場合でも、すなわち図4(c)に示す突起221とは反対側の端部において外側円環部41が外周壁部22の内周面22aに当接した状態で保持器4が回転した場合でも、突起221が常に保持器4の離脱を抑止可能となる。
(スラストころ軸受1の組み立て手順)
次に、スラストころ軸受1の組み立て手順の一例について説明する。ただし、スラストころ軸受1の組み立ては、以下に説明する手順に限定されるものではない。
スラストころ軸受1の組み立てはまず、アウタレース2、インナレース3、及び保持器4をそれぞれ図2乃至図4に示す所定の形状に成形し、保持器4の複数の保持孔4aに複数のころ5を収容する。次に、アウタレース2と、インナレース3と、複数のころ5を保持した保持器4を鉛直方向に重ねて配置する。この際、アウタレース2の複数の突起221が保持器4の窪み部411に対応する位置に来るように、アウタレース2及び保持器4を位置決めする。
次に、保持器4がアウタレース2とインナレース3との間に挟まれた状態で、これらを上下方向(軸方向)に押圧することにより、図1に示すように保持器4がアウタレース2及びインナレース3の間で軸方向移動が規制され、かつ回転可能に配置されたスラストころ軸受1が得られる。この押圧の際、保持器4は弾性的に変形し、外側円環部41がアウタレース2の突起221を乗り越え、また内側円環部42がインナレース3の突起321を乗り越えて、アウタレース2及びインナレース3に組み付けられる。
(スラストころ軸受1の動作)
上記のように構成されたスラストころ軸受1において、アウタレース2とインナレース3とが相対回転すると、保持器4に回転可能に保持された複数のころ5がアウタレース2の軌道面2a及びインナレース3の軌道面3aを転動する。保持器4がアウタレース2の軌道面2aから離間する方向の力を受けると、外側円環部41がアウタレース2の突起221に当接することにより、保持器4がアウタレース2から離脱することが抑止される。また、保持器4がインナレース3の軌道面3aから離間する方向の力を受けると、内側円環部42がインナレース3の突起321に当接することにより、保持器4がインナレース3から離脱することが抑止される。
(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第1の実施の形態によれば、以下に示す作用及び効果が得られる。
(1)保持器4には、外側円環部41の外周側の端部に窪み部411が形成されているので、スラストころ軸受1の組み立ての際に、この窪み部411にアウタレース2の突起221を位置合わせして軸方向に押圧することにより、その押圧の荷重(組み立て荷重)を抑制することができる。つまり、例えば保持器4の外側円環部41のうち、窪み部411が形成されていない円弧部41aにアウタレース2の突起221を当接させて保持器4を組み付ける場合に比較して、組み立て荷重を小さくすることができる。これにより、スラストころ軸受1の組み立ての際における保持器4の変形を抑制することができ、保持器4のアウタレース2に対する円滑な回転を確保することができる。
(2)アウタレース2の突起221と保持器4との掛かり代は、突起221がアウタレース2における外側円環部41の円弧部41aに対向する場合において、突起221が窪み部411に対向する場合よりも大きくなる。これにより、突起221がアウタレース2における外側円環部41の円弧部41aに対向する場合には、保持器4の離脱をより確実に抑止することができる。つまり、保持器4の離脱の発生確率を低減させることが可能となる。
(3)保持器4の外側円環部41には、アウタレース2の複数の突起221に対応する位置に複数の窪み部411が形成されているので、例えば外側円環部41に一つの窪み部411のみが形成されている場合に比較して、組み立て荷重を抑制してスラストころ軸受1の組み立て性を確保することができると共に、保持器4の離脱をさらに確実に抑止することができる。
(4)図4(c)に示すように、窪み部411の深さ(d)と、隙間Sの径方向距離(d)と、突起221の突出量(d)は、d>d+dの関係式を満たすように各部の寸法が設定されているので、保持器4がアウタレース2に対して同軸上で回転した場合、保持器4の離脱が常に突起221によって抑止される。また、d>d×2+dの関係式を満たすように各部の寸法が設定すれば、保持器4がアウタレース2に対して偏心して回転した場合でも、保持器4の離脱が常に突起221によって抑止される。
(第1の実施の形態の変形例)
上記説明したスラストころ軸受1は、以下のように変形して実施することも可能である。
(変形例1)
第1の実施の形態では、保持器4が4つの窪み部411を有する場合について説明したが、これに限らず、保持器4が有する窪み部411の個数は1〜3、あるいは5以上であってもよい。つまり、保持器4は、外側円環部41の周縁部の少なくとも1箇所に窪み部411を有していればよい。保持器4が少なくとも1つの窪み部411を有していれば、その窪み部411にアウタレース2の突起221を向かい合わせて保持器4とアウタレース2とを押圧することにより、スラストころ軸受1の組み立ての際における組み立て荷重を小さくすることができ、保持器4の変形を抑制することができる。
(変形例2)
第1の実施の形態では、保持器4における外側円環部41の外周端の一部を直線状に成形することにより窪み部411を形成したが、窪み部411の形状はこれに限らない。窪み部411の形状は、例えば保持器4の平面視において矩形状であってもよく、あるいは半円状であってもよい。また、三角形状でもよい。
(変形例3)
第1の実施の形態では、保持器4がアウタレース2と同心状に配置された場合、窪み部411の深さdが、窪み部411の最深部411aにおいてアウタレース2の突起221に係止される寸法である場合について説明したが、例えば保持器4が軸方向の力を受けない使用態様で用いられる場合には、窪み部411の最深部411aにおいて保持器4がアウタレース2の突起221に係止されなくともよい。つまり、窪み部411の深さ(d)と、隙間Sの径方向距離(d)と、突起221の突出量(d)が、d≦d+dの関係式を満たすように各部の寸法が設定されていてもよい。この場合、スラストころ軸受1の組み立ての際に窪み部411にアウタレース2の突起221を向かい合わせることで、組み立て荷重を掛けることなくスラストころ軸受1を組み立てることができ、スラストころ軸受1の組み立てを簡略化することができる。
(変形例4)
第1の実施の形態では、保持器4の窪み部411の数とアウタレース2の突起221の数とを同数(4つ)とし、複数の突起221のそれぞれに窪み部411が対応するようにしたが、これに限らず、窪み部411の数は突起221の数よりも少なくてもよい。つまり、複数の突起221の一部の突起221に対応する窪み部411がなくともよい。この場合、スラストころ軸受1の組み立てに際して、一部の突起221に保持器4の外側円環部41を係止して保持器4をアウタレース2に対して偏心させ、他の突起221に窪み部411が対応するように位置合わせした状態で押圧することによって、より小さな組み立て荷重でスラストころ軸受1を組み立てることができる。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るスラストころ軸受は、保持器4Aの構成が異なる他は、第1の実施の形態について説明したスラストころ軸受1と共通の構成を有しているので、アウタレース2及びインナレース3については第1の実施の形態の図面及び説明を援用し、重複した説明を省略する。
図5は、本実施の形態に係る保持器4Aを示し、(a)は保持器4Aをアウタレース2側から見た平面図、(b)は(a)の一部拡大図である。また、図5(c)は、保持器4Aとインナレース3との位置関係を説明するために、保持器4Aに加えてインナレース3を図示した説明図である。
保持器4Aは、第1の実施の形態に係る保持器4と同様に、複数のころ5を保持する複数の保持孔4aの外側に形成された外側円環部41と、保持孔4aの内側に形成された内側円環部42と、外側円環部41と内側円環部42とを径方向に連結する複数の柱部43とを一体に備えている。
また、保持器4Aは、内側円環部42の内周側の端部における周縁部に、内側円環部42の径方向に窪んだ窪み部421を有する。本実施の形態では、インナレース3の複数の突起321のそれぞれに対応する位置に、複数(4つ)の窪み部421が形成されている。図5に示す例では、これらの窪み部421が、内側円環部42の内周端から外側に向かって台形状に窪むように形成されている。
図5(b)に示すように、内側円環部42の周縁部のうち、窪み部421が形成されていない部分である円弧部42aの延長線を円弧状の仮想線(二点鎖線)で示すと、窪み部421の深さd(窪み部421の最深部421aにおける仮想線からの径方向距離)は、例えば0.5〜2mmである。
図5(c)に示すように、保持器4Aがインナレース3と中心軸Cを共有して同心状に配置された場合、窪み部421の深さdは、最深部421aにおいてインナレース3の突起321が内側円環部42を係止可能な寸法である。より具体的には、インナレース3の内周壁部32の外周面32aと内側円環部42の円弧部42aとの間の隙間Sの径方向距離をdとし、インナレース3の突起321の突出量(内周壁部32の内周面32bと突起321の径方向外側の端面321aとの間の径方向距離)をdとすると、d>d+dである。すなわち、保持器4がアウタレース2に対して同軸上で回転した場合、突起321は常に保持器4Aの軸方向移動を係止して、保持器4Aの離脱を抑止可能である。
より望ましくは、窪み部421の深さ(d)と、隙間Sの径方向距離(d)と、突起321の突出量(d)が、d>d×2+dの関係式を満たすように各部の寸法を設定するとよい。これにより、保持器4Aがインナレース3に対して偏心して回転した場合でも、突起321が常に保持器4Aの離脱を抑止可能となる。
この保持器4Aをアウタレース2及びインナレース3に組み付ける際は、インナレース3の複数の突起321が保持器4Aの窪み部421に対応する位置に来るように、インナレース3及び保持器4Aを位置決めし、複数のころ5を保持した保持器4Aがアウタレース2とインナレース3との間に挟まれた状態で、これらを上下方向(軸方向)に押圧する。
(第2の実施の形態の作用及び効果)
本実施の形態によっても、第1の実施の形態について説明した作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。すなわち、保持器4Aをアウタレース2及びインナレース3に組み付ける際の組み立て荷重を小さくし、保持器4Aの変形を抑制することができる。また、インナレース3の突起321と内側円環部42における円弧部42aとの掛かり代を大きくすることができ、保持器4Aの離脱の発生確率を低減させることが可能となる。
(第2の実施の形態の変形例)
上記説明したスラストころ軸受1は、以下のように変形して実施することも可能である。すなわち、第2の実施の形態では、保持器4Aが4つの窪み部421を有する場合について説明したが、これに限らず、保持器4Aが有する窪み部421の個数は1〜3、あるいは5以上であってもよい。つまり、保持器4は、内側円環部42の周縁部の少なくとも1箇所に窪み部421を有していればよい。また、例えば保持器4Aが軸方向の力を受けない使用態様で用いられる場合には、窪み部421の最深部421aにおいて保持器4Aがインナレース3の突起321に係止されなくともよい。また、窪み部421の形状も、図5に例示したものに限らない。またさらに、窪み部421の数はインナレース3の突起321の数よりも少なくともよい。
また、上記第1及び第2の実施の形態では、外側円環部41の外周側の端部又は内側円環部42の内周側の端部に窪み部411又は窪み部421を形成した場合について説明したが、外側円環部41の外周側の端部に窪み部411を設けると共に、内側円環部42の内周側の端部に窪み部421を設けてもよい。ただし、外側円環部41の外周側の端部及び内側円環部42の内周側の端部を含む周縁部の少なくとも1箇所に窪み部411又は窪み部421を有していれば、組み立て荷重を抑制して保持器の変形を抑えることが可能である。
1…スラストころ軸受、2…アウタレース、2a…軌道面、3…インナレース、3a…軌道面、4,4A…保持器、4a…保持孔、21…円盤部、22…外周壁部、31…円盤部、32…内周壁部、41…外側円環部、41a…円弧部、41b…直線部、42…内側円環部、42a…円弧部、43…柱部、221…突起、221a…端面、321…突起、321a…端面、411…窪み部、411a…最深部、421…窪み部、421a…最深部、C…中心軸、S,S…隙間

Claims (4)

  1. 放射状に配置された複数のころを転動可能に保持し、前記複数のころが転動する軌道面を有する軌道輪に形成された複数の突起に係止されて軸方向移動が規制されるスラストころ軸受用の保持器であって、
    前記複数のころを保持する複数の保持孔の内側及び外側に形成された一対の円環部と、前記一対の円環部を径方向に連結し、前記一対の円環部と共に前記保持孔を形成する複数の柱部とを備え、
    前記内側の円環部の内周側の端部および前記外側の円環部の外周側の端部を含む周縁部の少なくとも1箇所に、前記一対の円環部の径方向に窪んだ窪み部を有する、
    スラストころ軸受用の保持器。
  2. 前記周縁部には、前記軌道輪の前記突起に対応する位置に複数の前記窪み部が形成されている、
    請求項1に記載のスラストころ軸受用の保持器。
  3. 前記一対の円環部のうち前記窪み部が形成された円環部の径方向における前記窪み部の深さは、その最深部において前記突起が当該円環部を係止可能な寸法である、
    請求項1又は2に記載のスラストころ軸受用の保持器。
  4. 請求項1乃至3の何れか1項に記載のスラストころ軸受用の保持器と、
    前記軌道輪とを備え、
    前記軌道輪の前記突起に前記保持器が係止された、
    スラストころ軸受。
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