JP4423954B2

JP4423954B2 - スラストころ軸受

Info

Publication number: JP4423954B2
Application number: JP2003409275A
Authority: JP
Inventors: 義孝早稲田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2023-12-08
Also published as: JP2005172038A

Description

本発明は、スラストころ軸受に関する。

Ｍ形保持器を用いたスラストころ軸受がある（例えば特許文献１参照）。この保持器は、ころ案内とされるものであり、保持器における各ポケット間の柱部には、ころが軸方向両側に抜け出すのを防ぐためのころ止め部が設けられている。
特開平１１−３５１２４５号

上記スラストころ軸受では、保持器をころ案内にしているため、保持器のころ止め部がころの外周面に干渉しやすい。そのため、保持器のころ止め部のエッジがころの外周面に干渉することによって、ころの外周面に付着している潤滑油膜がかきとられやすい。

本発明は、保持器を備えたスラスト軸受であって、保持器は、同心に配置される外径側環状部および内径側環状部を備え、両環状部間で円周方向複数箇所には柱部が架け渡されてＭ字形とされ、柱部は、径方向における中間側部分と外径側部分および内径側部分とを軸方向に略平行に離した形状をなし、前記柱部の中間側部分にころ止め部がころの軸方向一方への抜け出しを防ぐように、また、前記柱部の外径側部分および内径側部分に別のころ止め部がころの軸方向他方への抜け出しを防ぐように設けられているとともに、レース部材に回転案内されるレース案内とされており、ころ止め部は、前記レース部材に対する案内部となる面である柱部の内壁面に、円周方向に突出して設けられ、ころ止め部の先端に、軸方向内縁側よりも軸方向外縁側の突出長さを長くした斜面が形成されており、保持器ところが干渉する時は、保持器のころ止め部の斜面上にころの外周面が接触するようにされていることを特徴とするものである。

ここで、斜面とは、直線的なテーパ面や、湾曲面あるいは球面などを含む。本発明のスラストころ軸受は、保持器の軸方向一側または軸方向他側に配置されるレースを備える構成でも、レースを備えていない構成でもよい。レースを備えていない場合、スラストころ軸受が配置される場所において、シャフト、ケースあるいはギヤなどがレースとして利用されるので、これらがレース部材となる。

まず、上記本発明の完成に至る過程を説明すると、本発明者らは上記課題を解決するのに、スラストころ軸受における案内形式をころ案内とせず、レース案内を採用し、このレース案内の構造について以下の研究を重ねた。

このレース案内において、まず、保持器の軸方向総幅を大きくして上記干渉を起こさせない構造が考えられる。しかしながら、保持器の軸方向総幅を大きくした場合、上記干渉を起こりにくくできるものの、スラストころ軸受の内部に潤滑油を径方向に通過させるような場合に、潤滑油が通過しにくくなるという問題があった。そこで、この問題を解決すべくさらに鋭意研究を重ねた結果、上記した本発明を完成できるに至った。

すなわち、本発明によると、保持器をレース案内にしかつころ止め部の先端に斜面を設けた構造としたから、保持器をＭ形としたことによる柱部の径方向中間側部分と径方向両端部分との軸方向離隔寸法（保持器総幅に相当）を可及的に小さくしても保持器を一方のレースに接触させる状態においてころをころ止め部に干渉させないような状態にすることが可能になる。これにより、レース案内でありながら保持器の軸方向総幅寸法を可及的に小さくすることが可能になるから、スラストころ軸受の内部に潤滑油を径方向に通過させるような状況において、潤滑油が通過しやすくなる。

このように保持器をレース案内にして保持器ところとを干渉させにくくしたことに加えて、仮に保持器のころ止め部にころが干渉したときでも、保持器のころ止め部の斜面上にころの外周面を接触させるようにしているので、ころの外周面に付着している潤滑油膜がかきとられにくくなる。これにより、ころと保持器との接触部分や、ころとレースとの接触部分の潤滑性が良好となる。

本発明のスラストころ軸受は、ころと保持器およびころとレースとの接触部分の潤滑性を良好にできるから、耐摩耗性および耐焼付き性が向上し、軸受機能の安定化ならびに長寿命化に貢献できる。

本発明に係る最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、スラストころ軸受の保持器ところとを示す分解斜視図、図２は、スラストころ軸受の上半分を示す断面図、図３は、図２の保持器の上半分を示す断面図、図４は、図３の（４）−（４）線断面の矢視図、図５は、保持器の動作説明図である。

図示する単列のスラストころ軸受７は、軸方向に対向配置される第１、第２のレース１０，１１と、両レース１０，１１の間に介装される複数個のころ１２と、各ころ１２を円周等間隔に配置するＭ形の保持器１３とを備えている。

保持器１３は、外径側環状部１５と、これと同心の内径側環状部１６と、両環状部１５，１６間で円周方向複数箇所に架け渡される柱部１７と、各柱部１７の間に設けられてころ１２を非分離に収納保持するポケット１４とを備えている。この保持器１３は、例えば鋼板をプレス成形して形成される。

各柱部１７は、その径方向における中間側部分１７ａと外径側部分１７ｂおよび内径側部分１７ｃとが軸方向に略平行に離れた形状とされている。各柱部１７の中間側部分１７ａの内壁面には円周方向に突出して好ましくは凸形状とされたころ止め部１８が、また、各柱部１７の外径側と内径側の各部分１７ｂ，１７ｃの内壁面には円周方向に突出して好ましくは凸形状とされたころ止め部１９がそれぞれ設けられている。円周方向で隣り合う二つの柱部１７の各ころ止め部１８によってポケット１４からころ１２が保持器１３の軸方向一方へ抜け出すのを防ぎ、円周方向に隣り合う二つの柱部１７，１７の各ころ止め部１９によってポケット１４からころ１２が保持器１３の軸方向他方へ抜け出すのを防ぐ。

この実施形態では、保持器１３を二つのレース１０，１１のうちの一方に接触させた状態で回転案内するレース案内としながら、保持器１３の各柱部１７におけるころ止め部１８，１９に斜面１８ａ，１９ａを設けている。以下で詳しく説明する。

レース案内としている場合、柱部１７の中間側部分１７ａが第１レース１０に案内される状態と、柱部１７の外径側と内径側の各部分１７ｂ，１７ｃが第２レース１１に案内される状態とになるが、図５に示すように、保持器１３が二つのレース１０，１１のうちの一方に接触した状態で、各ころ止め部１８，１９がころ１２に軸方向から干渉しない状態になる。

このようなレース案内とするために、図４に示すように、柱部１７の軸方向幅Ｗと、ポケット１４の真中（軸方向、径方向共にセンターとなる位置）にころ１２を配置した状態におけるころ１２と各ころ止め部１８，１９との間のすきまｄ１，ｄ２とを適宜管理している。柱部１７の軸方向幅Ｗとは、柱部１７の中間側部分（第１レース１０に対する案内部）１７ａと柱部１７の径方向両端部分（第２レース１１に対する案内部）１７ｂ，１７ｃとの離隔間隔のことであり、保持器１３の軸方向総幅に相当する。

ころ止め部１８，１９の先端には、それぞれころ止め部１８，１９の軸方向内縁側より軸方向外縁側の突出長さを長くしたような斜面１８ａ，１９ａが形成されている。この実施形態の斜面１８ａ，１９ａは平坦面とされている。これにより、ころ止め部１８，１９がころ１２の外周面に干渉した場合でも、ころ１２の外周面がころ止め部１８，１９の斜面１８ａ，１９ａ上に接触することになる。そのため、ころ１２の外周面に付着している潤滑油膜がかきとられにくくなる。

以上説明したように、保持器１３をレース案内にしてころ止め部１８，１９に斜面１８ａ，１９ａを設けた場合、柱部１７の径方向中間側部分１７ａと径方向両端部分１７ｂ，１７ｃとの軸方向離隔寸法（保持器総幅に相当）を可及的に小さくすることが可能になるとともに、保持器１３を一方のレース１０（１１）に接触させる状態においてころ１２をころ止め部１８，１９に干渉させないような状態にすることが可能になる。これにより、レース案内でありながら保持器１３の軸方向総幅を可及的に小さくすることが可能になるから、例えば図２に示すように、スラストころ軸受７の内部に潤滑油を径方向（矢印Ｘ方向またはＹ方向）に通過させるような状況において、潤滑油が通過しやすくなる。

このように保持器１３をレース案内にして保持器１３ところ１２とを干渉させにくくしたことに加えて、仮に保持器１３のころ止め部１８，１９にころ１２が干渉したときでも、保持器１３のころ止め部１８，１９の斜面１８ａ，１９ａ上にころ１２の外周面を接触させるようにしているので、ころ１２の外周面に付着している潤滑油膜がかきとられにくくなる。これにより、ころ１２と保持器１３との接触部分や、ころ１２とレース１０，１１との接触部分の潤滑性が良好となり、耐摩耗性、耐焼付き性が向上するなど、スラストころ軸受７の動作安定化ならびに長寿命化に貢献できる。このように良好な潤滑性を確保できる本発明のスラストころ軸受７であれば、潤滑油の希薄な環境で使用するような場合にも有利となる。

本発明のスラストころ軸受７は、例えば図６および図７に示すように、エアコンディショナ用コンプレッサなどとしての斜板式圧縮機１に使用される。

斜板式圧縮機１は、軸方向に並ぶ二つのシリンダ２，３にまたがって単一のピストン４を挿入し、このピストン４に回転軸５に一体に取り付けている斜板６を係合した構成であり、回転軸５を回転することによって斜板６がピストン４を軸方向に往復移動させるようになっている。

二つのシリンダ２，３のボス部２ａ，３ａと、斜板６のボス部６ａとの間に、上述した単列のスラストころ軸受７，７が介装されている。

上述した斜板式圧縮機１ではスラストころ軸受７，７に予圧を付与する状態で組み込まれる。つまり、二つのシリンダ２，３のボス部２ａ，３ａの内端面における内径側に、環状凸部２ｂ，３ｂが、また、斜板６のボス部６ａの両端面における外径側に、環状凸部６ｂ，６ｃが、それぞれ設けられている。シリンダ２，３の環状凸部２ｂ，３ｂは、第１レース１０の外面における内径側に、また、斜板６のボス部６ａの環状凸部６ｂ，６ｃは、第２レース１１の外面における外径側にそれぞれ当接されており、第１レース１０と第２レース１１とを互いに近接させる向きに所要量押圧する状態に組み付けることによってスラストころ軸受７に所要のアキシャル荷重からなる予圧を付与している。

この予圧付与により、両レース１０，１１がほぼ円錐形に撓むことを考慮し、ころ１２にクラウニングを施すことにより、両レース１０，１１に対するころ１２の軸方向両端部分の接触圧を軽減するようにしている。このクラウニングは、ころ１２の外周面の軸方向全長にわたるフルクラウニングでもよいし、また、ころ１２の軸方向両端部分にクラウニングを施して軸方向中間部分を平坦にした部分クラウニングでもよい。

また、図３に示すように、保持器１３の外径側環状部１５および内径側環状部１６の軸方向寸法Ｌ１，Ｌ２を柱部１７の軸方向幅Ｗよりも小さく設定することにより、両レース１０，１１が撓んだときに保持器１３の外径側環状部１５および内径側環状部１６に干渉しにくくしている。

このような斜板式圧縮機１では、潤滑油が希薄であるが、そのような場合でも、本発明に係るスラストころ軸受７を用いていれば、潤滑性に優れているから、斜板式圧縮機１の動作安定化ならびに寿命向上に貢献できる。

本発明のスラストころ軸受７は、斜板式圧縮機１以外の各種の機械装置に用いることができる。その場合、保持器１３の外径側環状部１５および内径側環状部１６の軸方向寸法Ｌ１，Ｌ２を、柱部１７の軸方向幅Ｗよりも小さくする必要はなく、同じ寸法に設定してもよい。また、ころ１２にクラウニングを施さなくてもよい。

本発明の最良の実施形態に係るスラストころ軸受の一部を示す分解斜視図図１のスラストころ軸受の上半分を示す断面図図２の保持器の上半分を示す断面図図３の（４）−（４）線断面の矢視図図１の保持器の動作説明図図１のスラストころ軸受を用いた斜板式圧縮機の断面図図１の一部を拡大した図

符号の説明

７スラストころ軸受１０第１レース
１１第２レース１２ころ
１３保持器１５外径側環状部
１６内径側環状部１７柱部
１７ａ柱部の中間側部分１７ｂ柱部の外径側部分
１７ｃ柱部の内径側部分
１８，１９ころ止め部
１８ａ，１９ａ斜面

Claims

保持器を備えたスラスト軸受であって、
保持器は、同心に配置される外径側環状部および内径側環状部を備え、両環状部間で円周方向複数箇所には柱部が架け渡されてＭ字形とされ、
柱部は、径方向における中間側部分と外径側部分および内径側部分とを軸方向に略平行に離した形状をなし、前記柱部の中間側部分にころ止め部がころの軸方向一方への抜け出しを防ぐように、また、前記柱部の外径側部分および内径側部分に別のころ止め部がころの軸方向他方への抜け出しを防ぐように設けられているとともに、レース部材に回転案内されるレース案内とされており、ころ止め部は、前記レース部材に対する案内部となる面である柱部の内壁面に、円周方向に突出して設けられ、ころ止め部の先端に、軸方向内縁側よりも軸方向外縁側の突出長さを長くした斜面が形成されており、保持器ところが干渉する時は、保持器のころ止め部の斜面上にころの外周面が接触するようにされている、ことを特徴とするスラストころ軸受。