JP2018194040A - スラストころ軸受用保持器及びスラストころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑性が高められたスラストころ軸受用保持器及びスラストころ軸受を提供する。【解決手段】ころ３を収容する複数のポケット２０が形成されたスラストころ軸受用保持器１は、円環状の内側円環部２１と、内側円環部２１の外周端部から放射状に延在して複数のポケット２０を周方向に区画する複数の柱部２２とを備え、内側円環部２１は、ポケット２０に潤滑油を導く通油溝２００が形成された第１の軸方向端面２ａと、第１の軸方向端面２ａよりも内側円環部２１の軸方向に窪んで通油溝２００に連通する凹部２ｄを形成する第２の軸方向端面２ｂとを有し、柱部２２の径方向内側における第１の軸方向端面２ａは、その全体が第２の軸方向端面２ｂよりも径方向外側に位置している。【選択図】図１

Description

本発明は、スラストころ軸受用保持器及びスラストころ軸受に関する。

従来、軸方向のスラスト力を受けながら回転部材を支持するスラストころ軸受が様々な用途に用いられている。スラストころ軸受は、円筒状の転動体である複数のころが保持器に形成されたポケットに収容され、ころの転動によって回転部材を円滑に回転可能に支持する。保持器のポケット内でころが回転すると、ころの外周面がポケットの内周面を摺動する。

特許文献１に記載のスラストころ軸受（スラストニードル軸受）は、ポケット内に潤滑油が導入されやすいように、保持器におけるポケットよりも内径側の環状部に径方向に延びる通油溝を設けている。この通油溝は、ポケットの内径側端面と保持器の内周面との間にわたって形成されている。

特開２００４−３４０２６９号公報

特許文献１に記載のスラストころ軸受によれば、通油溝が設けられていない場合に比較して、潤滑油がポケットに導入されやすくなり、ころ及び保持器の摩耗や焼き付きが抑制される。しかし、スラストころ軸受が支持する回転部材の回転速度等の使用環境によっては、より多くの潤滑油をポケットに導入することが必要になる場合がある。

そこで、本発明は、より潤滑性が高められたスラストころ軸受用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、上記の目的を達成するため、ころを収容する複数のポケットが形成されたスラストころ軸受用保持器であって、円環状の内側円環部と、前記内側円環部の外周端部から放射状に延在して前記複数のポケットを周方向に区画する複数の柱部とを備え、前記内側円環部は、前記ポケットに潤滑油を導く通油溝が形成された第１の軸方向端面と、前記第１の軸方向端面よりも前記内側円環部の軸方向に窪んで前記通油溝に連通する凹部を形成する第２の軸方向端面とを有し、前記柱部の径方向内側における前記第１の軸方向端面は、その全体が前記第２の軸方向端面よりも径方向外側に位置している、スラストころ軸受用保持器及びスラストころ軸受を提供する。

本発明に係るスラストころ軸受用保持器及びスラストころ軸受によれば、保持器のポケットにより多くの潤滑油が供給されるので、ころの潤滑性を高めることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る保持器を示す平面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。 （ａ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。（ｃ）は、スラストころ軸受の断面図である。 保持器の一部を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る保持器を示す平面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。 （ａ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。（ｃ）は、第２の実施の形態に係るスラストころ軸受の断面図である。 第２の実施の形態に係る保持器の一部を示す斜視図である。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図３を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスラストころ軸受用保持器（以下、単に「保持器」という）を示す平面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。図２（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。図２（ｃ）は、保持器を含むスラストころ軸受の断面図である。図３は、保持器の一部を示す斜視図である。

スラストころ軸受１は、図２（ｃ）に示すように、保持器２と、保持器２に保持された円柱状の複数のころ３と、一対の軌道盤としての第１及び第２の軌道盤４，５とを備えている。また、スラストころ軸受１は、例えば自動車の自動変速機やコンプレッサー等に組み込まれ、潤滑油による潤滑環境下で用いられる。

保持器２は、全体として円盤状であり、第１の軌道盤４と第２の軌道盤５との間に挟まれている。保持器２には、複数のころ３をそれぞれ収容する複数のポケット２０が周方向に沿って等間隔に形成されている。ころ３は、ポケット２０内でその中心軸を中心として回転可能である。以下、保持器２の中心軸線Ｏに沿った方向を軸方向といい、軸方向に直交する方向を径方向という。本実施の形態では、保持器２が射出成型された樹脂からなるが、これに限らず、保持器２を板状の金属をプレス加工して形成してもよい。

第１の軌道盤４は、円環板状の円盤部４１と、円盤部４１の外径側の端部から軸方向に延在して保持器２の外周面を覆う円筒部４２と、円筒部４２の先端部から径方向内側に突出して保持器２を係止する係止爪４３とを一体に有している。第２の軌道盤５は、円環板状の円盤部５１と、円盤部５１の内径側の端部から軸方向に延在して保持器２の内周面を覆う円筒部５２と、円筒部５２の先端部から径方向外側に突出して保持器２を係止する係止爪５３とを一体に有している。係止爪４３，５３は、第１及び第２の軌道盤４，５の周方向の複数箇所に形成されている。

保持器２は、第１の軌道盤４の円盤部４１と第２の軌道盤５の円盤部５１との間に配置されている。第１の軌道盤４は、複数のころ３が転動する軌道面４１ａを円盤部４１の一側面に有している。また、第２の軌道盤５は、複数のころ３が転動する軌道面５１ａを円盤部５１の一側面に有している。ころ３は、第１及び第２の軌道盤４，５が相対回転することにより、それぞれの軌道面４１ａ，５１ａを転動する。そして、ころ３の転動に伴って、保持器２が第１及び第２の軌道盤４，５に対して相対回転する。

保持器２は、円環状の内側円環部２１と、内側円環部２１の外周端部から放射状に延在して複数のポケット２０を周方向に区画する複数の柱部２２と、ポケット２０の外周側に設けられた円環状の外側円環部２３とを一体に備えている。内側円環部２１と外側円環部２３とは、径方向に延在する複数の柱部２２によって連結されており、内側円環部２１と外側円環部２３との間に複数のポケット２０が形成されている。

ポケット２０の内面は、内側円環部２１による径方向内側の内壁面２１ａ、隣り合う柱部２２による周方向の一対の側壁面２２ａ、及び外側円環部２３による径方向外側の外壁面２３ａからなる。ころ３がポケット２０内で回転する際、その外周面が一対の側壁面２２ａのうち何れかの側壁面２２ａを摺動する。外側円環部２３側のころ３の端面は、外壁面２３ａに当接する。外壁面２３ａは、ころ３の端面の中心部に当接するように、凸曲面状に形成されている。一対の側壁面２２ａには、ポケット２０からのころ３の脱落を防止するための爪部２４，２５が設けられている。ころ３は、柱部２２の弾性変形によってポケット２０に保持される。

保持器２には、その回転により発生する遠心力によって潤滑油をポケット２０に導く通油溝２００が形成されている。また、保持器２は、第１の軸方向端面２ａと、第１の軸方向端面２ａよりも軸方向に窪んで形成された第２の軸方向端面２ｂとを有し、第１の軸方向端面２ａと第２の軸方向端面２ｂとの間に段差面２ｃが形成されている。図２（ａ）及び（ｂ）では、保持器２の軸方向（厚さ方向）の中心線Ｃを一点鎖線で示している。第１の軸方向端面２ａは、第２の軸方向端面２ｂよりも中心線Ｃから遠ざかる方向に突出している。

本実施の形態では、保持器２の両面（第１の軌道盤４の円盤部４１との対向面ならびに第２の軌道盤５の円盤部５１との対向面）が第１の軸方向端面２ａ及び第２の軸方向端面２ｂからなり、これら両面に通油溝２００が形成されている。ただし、これに限らず、保持器２の第１の軌道盤４側の面のみに通油溝２００が形成されていてもよい。この場合でも、第１の軌道盤４の円盤部４１と第２の軌道盤５の円筒部５２との間から導入された潤滑油が通油溝２００によってポケット２０に効率よく導かれる。なお、本実施の形態のように保持器２の両面が同様に形成されていれば、保持器２の表裏を逆に組み付けてしまう誤組み付けを防ぐことができる。

第１の軸方向端面２ａは、複数の柱部２２及び外側円環部２３の全体と内側円環部２１の一部に形成されている。第２の軸方向端面２ｂは、内側円環部２１のうち第１の軸方向端面２ａ以外の部分に形成されている。通油溝２００は、第１の軸方向端面２ａに形成されており、第２の軸方向端面２ｂは、通油溝２００に連通する凹部２ｄを形成している。保持器２の軸方向における第２の軸方向端面２ｂと第１及び第２の軌道盤４，５の円盤部４１，５１との間隔は、第１の軸方向端面２ａと第１及び第２の軌道盤４，５の円盤部４１，５１との間隔よりも広く、凹部２ｄに潤滑油が導入されやすくなっている。

本実施の形態では、保持器２の軸方向における通油溝２００の深さが第１の軸方向端面２ａと第２の軸方向端面２ｂとの段差の寸法よりも深く、通油溝２００が第１及び第２の軸方向端面２ａ，２ｂにわたって形成されている。ただし、通油溝２００が第１の軸方向端面２ａのみに形成されていてもよい。また、本実施の形態では、径方向から見た通油溝２００の形状が半円状であるが、これに限らず、通油溝２００の断面形状が例えば矩形状であってもよい。

通油溝２００は、保持器２の径方向に沿って直線状に延在しており、その外径側の端部がポケット２０における内壁面２１ａに開口し、内径側の端部が内側円環部２１の内周面２１ｂに開口している。また、通油溝２００は、段差面２ｃにも一部が開口している。凹部２ｄに導入された潤滑油は、その一部が段差面２ｃにおける開口から通油溝２００に流入する。

内側円環部２１は、第１の軸方向端面２ａ及び第２の軸方向端面２ｂを有している。内側円環部２１における第１の軸方向端面２ａのうち、それぞれの柱部２２の径方向内側にあたる部分は、その全体が第２の軸方向端面２ｂよりも径方向外側に位置している。換言すれば、柱部２２の径方向内側における第１の軸方向端面２ａは、内側円環部２１の内周側の端部には到達しておらず、保持器２を軸方向から見た場合に、柱部２２と内側円環部２１の内周面２１ｂとの間には、周方向の何れの位置においても第２の軸方向端面２ｂが介在している。図１（ｂ）では、１つの柱部２２の径方向内側における第１の軸方向端面２ａの領域Ｅを破線で示している。

本実施の形態では、第２の軸方向端面２ｂが内側円環部２１の内径側の端部に環状に形成されている。これにより、任意の周方向の位置において、第２の軸方向端面２ｂは第１の軸方向端面２ａよりも径方向内側に位置している。段差面２ｃは、内側円環部２１に第１の軸方向端面２ａが形成された部分の内径面に相当し、通油溝２００の少なくとも一部がこの内径面に開口している。

図１（ｂ）に拡大して示すように、第２の軸方向端面２ｂは、第１の軸方向端面２ａにおける通油溝２００との接続部Ｆが、内側円環部２１の外径側（柱部２２側）ほど周方向の幅が狭くなる形状である。図１（ｂ）では、この接続部Ｆを拡大して示している。接続部Ｆでは、通油溝２００の近傍における段差面２ｃが周方向に対して傾斜しており、通油溝２００を挟んで向かい合う段差面２ｃ間の周方向の距離Ｄは、内径側の端部で最も広く、外径側に向かうほど第１の軸方向端面２ａにおける通油溝２００の溝幅Ｗに徐々に近くなっている。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明したスラストころ軸受１によれば、第２の軸方向端面２ｂが形成された部分における内側円環部２１の厚さが薄くなり、凹部２ｄが形成されるので、この凹部２ｄに潤滑油が導入されやすくなる。また、保持器２が回転すると、凹部２ｄに導入された潤滑油が保持器２に連れ回りして遠心力を受け、段差面２ｃにおける開口から通油溝２００に流入して径方向外方に流動し、ポケット２０に流れ込む。一方、図２（ｃ）に示すように、第１の軸方向端面２ａと第１及び第２の軌道盤４，５の円盤部４１，５１との間隔は狭いので、凹部２ｄから柱部２２の径方向内側における第１の軸方向端面２ａ（図１（ｂ）に示す領域Ｅ）上に流れ込む潤滑油は制限される。この第１の軸方向端面２ａの領域Ｅと第１及び第２の軌道盤４，５の円盤部４１，５１との間に潤滑油が流れ込むと、その潤滑油は遠心力によって柱部２２上を流れ、ポケット２０には流入しない可能性が高いが、本実施の形態では、柱部２２の径方向内側における内側円環部２１の周方向の任意の位置において第２の軸方向端面２ｂが第１の軸方向端面２ａの径方向内側に設けられているので、凹部２ｄに導入された潤滑油が主として段差面２ｃにおける開口から通油溝２００に流れ込み、領域Ｅ上に潤滑油が流れ込むことが抑制される。これにより、保持器２のポケット２０により多くの潤滑油が供給され、ころ３の潤滑性を高めることができる。

また、本実施の形態では、第２の軸方向端面２ｂが内側円環部２１の内径側端部に環状に形成されているので、内側円環部２１の内周面２１ｂから直接的に第１の軸方向端面２ａ上に潤滑油が流れ込むことがなく、通油溝２００を経てポケット２０に流れ込む潤滑油の割合を高めることができる。

また、本実施の形態では、凹部２ｄにおける第１の軸方向端面２ａにおける通油溝２００との接続部Ｆが、内側円環部２１の外径側ほど周方向の幅が狭くなる形状であるので、より円滑に段差面２ｃにおける開口から潤滑油が通油溝２００に流れ込む。

またさらに、本実施の形態では、通油溝２００がポケット２０における内側の壁面（内側円環部２１の内壁面２１ａ）に開口しているので、ころ３の軸方向全体に潤滑油が供給され、ポケット２０の内面との摩擦が抑制される。

［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、図４乃至６を参照して説明する。第２の実施の形態に係るスラストころ軸受１Ａは、保持器２Ａと、第１の実施の形態と同様の構成の複数のころ３ならびに第１及び第２の軌道盤４，５とを有している。図４乃至６において、第１の実施の形態において説明したものと共通する構成要素については、第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る保持器２Ａを示す平面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。図５（ａ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図４（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。図５（ｃ）は、スラストころ軸受１Ａの断面図である。図６は、保持器２Ａの一部を示す斜視図である。

本実施の形態に係る保持器２Ａは、第１の実施の形態に係る保持器２と同様に、第１の軸方向端面２ａ及び第２の軸方向端面２ｂを有し、これらの間に段差面２ｃが形成されているが、通油溝２００の位置及び形状が第１の実施の形態とは異なっている。以下、この違いの部分について重点的に説明する。

第１の実施の形態では、通油溝２００がポケット２０の径方向内側における内側円環部２１にのみ形成された場合について説明したが、本実施の形態では、通油溝２００が柱部２２及び内側円環部２１にわたって形成されている。また、第１の実施の形態では、通油溝２００が保持器２の径方向に沿って直線状に形成された場合について説明したが、本実施の形態では、通油溝２００が、保持器２Ａの径方向に沿う直線状の第１溝部２０１と、第２溝部２０１の径方向外側の端部から周方向の一側及び他側に分岐する一対の第２溝部２０２とによって構成され、全体としてＹ字状を呈している。

第１溝部２０１は、一部が内側円環部２１に形成され、残部が柱部２２に形成されている。一対の第２溝部２０２は、その全体が柱部２２に形成されている。一対の第２溝部２０２は、第１溝部２０１が形成された柱部２２によって区画されて周方向に隣り合う２つのポケット２０にそれぞれ連通している。それぞれの第２溝部２０２は、保持器２Ａの径方向に対して傾斜した方向に直線状に延在し、ポケット２０の周方向の壁面である柱部２２の側壁面２２ａに開口している。

第１溝部２０１は、柱部２２の径方向内側における第１の軸方向端面２ａの領域Ｅを径方向に横断し、段差面２ｃに一部が開口している。この領域Ｅは、第１の実施の形態と同様に、その全体が第２の軸方向端面２ｂよりも径方向外側に位置している。また、保持器２Ａは、第２の軸方向端面２ｂが内側円環部２１の内径側の端部に環状に形成され、第１の軸方向端面２ａにおける通油溝２００と第２の軸方向端面２ｂとの接続部が、内側円環部２１の外径側ほど周方向の幅が狭くなる形状である。

以上説明した第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、保持器２Ａのポケット２０により多くの潤滑油が供給され、ころ３の潤滑性を高めることができる。また、第２溝部２０２が柱部２２の側壁面２２ａに開口しているので、ころ３が柱部２２に摺接する部分に近い位置からポケット２０内に潤滑油が供給され、ころ３の潤滑性を高めることが可能となる。

（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記第１及び第２の実施の形態では、段差面２ｃにおける通油溝２００の開口付近の段差面２ｃが、この開口を挟む周方向の両側において周方向に対して傾斜している場合について説明したが、保持器２，２Ａの回転方向が一方向に限定されるのであれば、その回転による遠心力を受けた潤滑油が通油溝２００に流入しやすいように、段差面２ｃにおける通油溝２００の開口付近の段差面２ｃが周方向の一側のみにおいて傾斜していてもよい。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、保持器２，２Ａの両面にそれぞれに軸方向の位置が異なる第１の軸方向端面２ａ及び第２の軸方向端面２ｂが形成された場合について説明したが、これに限らず、例えば保持器２，２Ａにおける第２の軌道盤５の円盤部５１との対向面が段差のない平坦面であってもよい。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、スラストころ軸受１，１Ａが第１及び第２の軌道盤４，５を有する場合について説明したが、これに限らず、保持器２及び複数のころ３のみからなる組立体をスラストころ軸受としてもよい。

１，１Ａ…スラストころ軸受
２，２Ａ…保持器
２０…ポケット
２００…通油溝
２１…内側円環部
２１ａ…内壁面（径方向内側の壁面）
２２…柱部
２２ａ…側壁面（周方向の壁面）
２ａ…第１の軸方向端面
２ｂ…第２の軸方向端面
２ｃ…段差面
２ｄ…凹部
４，５…第１及び第２の軌道盤（一対の軌道盤）
４１ａ，５１ａ…軌道面

Claims (6)

1. ころを収容する複数のポケットが形成されたスラストころ軸受用保持器であって、
   円環状の内側円環部と、前記内側円環部の外周端部から放射状に延在して前記複数のポケットを周方向に区画する複数の柱部とを備え、
   前記内側円環部は、前記ポケットに潤滑油を導く通油溝が形成された第１の軸方向端面と、前記第１の軸方向端面よりも前記内側円環部の軸方向に窪んで前記通油溝に連通する凹部を形成する第２の軸方向端面とを有し、
   前記柱部の径方向内側における前記第１の軸方向端面は、その全体が前記第２の軸方向端面よりも径方向外側に位置している、
   スラストころ軸受用保持器。
2. 前記第２の軸方向端面は、前記内側円環部の内径側端部に環状に形成されている、
   請求項１に記載のスラストころ軸受用保持器。
3. 前記第２の軸方向端面は、前記通油溝との接続部が前記内側円環部の外径側ほど周方向の幅が狭くなる形状である、
   請求項１又は２に記載のスラストころ軸受用保持器。
4. 前記通油溝は、前記ポケットにおける径方向内側の壁面に開口している、
   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保持器。
5. 前記通油溝は、その一部が前記柱部における前記第１の軸方向端面に形成され、前記ポケットの周方向の壁面に開口している、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載のスラストころ軸受用保持器。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のスラストころ軸受用保持器と、
   前記スラストころ軸受用保持器に保持された複数のころと、
   前記複数のころが転動する軌道面を有し、前記スラストころ軸受用保持器を軸方向に挟む一対の軌道盤とを備えた、
   スラストころ軸受。

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