JP4470493B2 - Thrust roller bearing - Google Patents
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Description
本発明は、複数個のころを保持器のポケットに収納したスラストころ軸受に関する。 The present invention relates to a thrust roller bearing in which a plurality of rollers are accommodated in a pocket of a cage.
このスラストころ軸受では、保持器に設けた平面視略矩形のポケット内にころを収納した構成になっている。通常、ころの転がり動作に伴い保持器の各ポケット間の各仕切り部に繰り返し干渉することに伴い、ポケットの四つの内隅に応力が集中し、そこから亀裂が発生しやすいので、ポケットの四つの内隅に丸みを付けることによって、保持器の疲労強度を向上させるようにしている。このことから、内隅の丸みは、大きくするのが好ましいが、一般的には、この内隅にころの軸方向両端縁が干渉することを回避するために、内隅の曲率半径を、ころの軸方向両端縁に設けてある丸い面取りの曲率半径よりも小さく設定している(例えば、特許文献1参照)。
スラストころ軸受において、ころの面取りの曲率半径を小さくすればころの有効軌道長さを長くできるとともに加工コストの低減が可能になるが、その場合、ポケットの内隅の曲率半径を、ころの面取りの曲率半径よりもさらに小さく設定しなければ、ポケットの内隅にころの軸方向両端縁が干渉することになる。しかし、ポケットの内隅の曲率半径を小さくしすぎると、保持器の疲労強度が低下するので、好ましくない。 In thrust roller bearings, if the radius of curvature of the roller chamfer is reduced, the effective track length of the roller can be increased and the processing cost can be reduced.In this case, the radius of curvature of the inner corner of the pocket is set to be the chamfer of the roller. If the radius of curvature is not set to be smaller than the radius of curvature, both axial edges of the rollers interfere with the inner corner of the pocket. However, if the radius of curvature of the inner corner of the pocket is too small, the fatigue strength of the cage decreases, which is not preferable.
本発明のスラスト軸受は、複数のころを、円周方向複数箇所にころ収納用の平面視略矩形のポケットを有する保持器とを備えるスラストころ軸受であって、ころの軸方向両端に面取りが形成されており、保持器のポケットの内隅に丸みが付けられているとともに、ポケットを形成する内壁面に、ころの端部を受ける凸部が設けられており、ポケットの内隅の曲率半径r2がころの面取りの曲率半径r1以上に設定され、かつ、このポケットの内隅の曲率半径r2を大きくするに従い前記凸部の突出量が大きくなるように設定されることにより、前記ころの面取りの曲率半径r1に合わせて前記凸部の突出寸法αがころの面取りとポケットの内隅との干渉を避ける大きさに設定されていることを特徴とする。 A thrust bearing according to the present invention is a thrust roller bearing comprising a plurality of rollers, and cages having substantially rectangular pockets for storing rollers at a plurality of locations in the circumferential direction, and chamfered at both axial ends of the rollers. The inner corner of the pocket of the cage is rounded, and the inner wall surface that forms the pocket is provided with a convex part that receives the end of the roller. The radius of curvature of the inner corner of the pocket By setting r2 to be equal to or larger than the radius of curvature r1 of the chamfer of the roller, and to set the protrusion amount of the convex portion as the radius of curvature r2 of the inner corner of the pocket is increased, the chamfer of the roller is set. The projecting dimension α of the convex portion is set to a size that avoids interference between the chamfer of the roller and the inner corner of the pocket in accordance with the curvature radius r1.
この場合、ポケットの内隅の曲率半径r2を、ころの面取りの曲率半径r1以上と、従来例と逆の関係にしているので、保持器の疲労強度を向上することが可能になるうえ、ころの有効軌道長さを長くして面取りの加工時間を短縮することが可能になる。この関係では、ころの面取りがポケットの内隅に当接しやすくなるものの、これに対しては、ポケットの内壁面に設けた凸部でころの端面を受けるようにしているから、ころの面取りがポケットの内隅に干渉せずに済む。しかも、ころの端面が凸部の頂部のみに当接するので、摩擦抵抗を軽減することが可能になる。 In this case, since the curvature radius r2 of the inner corner of the pocket is opposite to the curvature radius r1 of the chamfering of the roller in the opposite relation to the conventional example, it is possible to improve the fatigue strength of the cage. It is possible to shorten the chamfering processing time by increasing the effective track length. In this relationship, the chamfering of the roller tends to come into contact with the inner corner of the pocket.On the other hand, the chamfering of the roller is not received because the convex part provided on the inner wall surface of the pocket receives the roller end face. There is no need to interfere with the inner corner of the pocket. In addition, since the end surface of the roller contacts only the top of the convex portion, it is possible to reduce the frictional resistance.
好ましくは、前記凸部は、ころの端面の中心部に当接してころをピボット支持する位置に設けられたものとすることができる。この場合、凸部にころの端面が当接したときにころが凸部でピボット支持されるので、ころの転がり抵抗を軽減することが可能になる。ピボット支持の形態としては、平面に凸部を当接させた状態や、凹部内に凸部を入れて当接させた状態など一般的に周知の形態を含む。 Preferably, the convex portion may be provided at a position where the roller is pivotally supported by contacting the center portion of the end face of the roller. In this case, since the roller is pivotally supported by the convex portion when the end surface of the roller contacts the convex portion, it is possible to reduce the rolling resistance of the roller. The form of pivot support includes generally known forms such as a state in which a convex portion is brought into contact with a flat surface and a state in which a convex portion is put into contact with a concave portion.
好ましくは、前記保持器は、一枚の環状板からなり、保持器のポケットは、その環状板を厚み方向に打ち抜いて形成されており、ポケットの内隅の丸みところの端面を受ける凸部はポケットの前記打ち抜きにより形成されたものとすることができる。 Preferably, the cage is formed of a single annular plate, and the pocket of the cage is formed by punching the annular plate in the thickness direction, and the convex portion that receives the rounded end surface of the inner corner of the pocket is formed. It may be formed by the punching of the pocket.
この場合、ポケットを形成する工程と、ポケットの内隅に丸みを付ける工程と、凸部を形成する工程とが一度で済むので、製造工数を増やさずに済み、コスト低減に有効となる。また、ポケットの打ち抜き金型の抜き形状を管理するだけで、ポケットの内隅における丸みを簡単かつ精度よく形成できるようになるとともに凸部の配置を簡単かつ精度よく行うことができるようになる。 In this case, the process of forming the pocket, the process of rounding the inner corner of the pocket, and the process of forming the convex portion are all performed once, so that it is not necessary to increase the number of manufacturing steps, which is effective for cost reduction. Further, by managing the punching shape of the pocket punching die, it becomes possible to easily and accurately form the roundness at the inner corner of the pocket and to arrange the convex portions easily and accurately.
本発明では、保持器の疲労強度ならびにころによる負荷容量を向上し、軸受寿命、信頼性を向上できる。 In the present invention, the fatigue strength of the cage and the load capacity due to the rollers can be improved, and the bearing life and reliability can be improved.
以下、本発明の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、スラストころ軸受を示す平面図、図2は、図1の保持器のポケット周辺を拡大して示す斜視図、図3は、図1の保持器のポケット周辺を拡大して示す平面図、図4は、図3の(4)−(4)線断面の矢視図、図5は、図3の(5)−(5)線断面の矢視図、図6は、図3の一部を拡大した図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a plan view showing a thrust roller bearing, FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the vicinity of the pocket of the cage shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged plan view showing the periphery of the pocket of the cage shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line (4)-(4) in FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line (5)-(5) in FIG. 3, and FIG. It is the figure which expanded a part of.
これらの図に示される実施形態のスラストころ軸受1は、保持器2と、複数のころ3とから構成されている。保持器2は、一枚の環状板から製作されたものであり、その径方向途中領域には、径方向に波打つ形状の波状屈曲部4が絞り加工により設けられている。この波状屈曲部4は、径方向交互に保持器2の厚み方向(軸方向)一方と他方とにほぼ均等な長さで張り出された外径側と内径側の各張り出し部4a,4bと、両張り出し部4a,4bの径方向中間に位置する中間側張り出し部4cとからなる。外径側と内径側の両張り出し部4a,4bは保持器2の厚み方向一方に、また、中間側張り出し部4cは厚み方向他方にそれぞれ張り出されている。
The thrust roller bearing 1 of the embodiment shown in these drawings is constituted by a
上記保持器2の波状屈曲部4において外径側の屈曲起点から内径側の屈曲起点までの範囲の円周方向複数箇所には、平面視略矩形のポケット5が厚み方向に打ち抜き形成されている。この各ポケット5に、ころ3が回動自在な状態で当該ポケット5から非分離に収納されている。この非分離の収納構造を説明すると、ポケット5の内壁面において円周方向左右に位置する外径側張り出し部4a、内径側張り出し部4bおよび中間側張り出し部4cの各張り出し方向の頂点部分の計三ヶ所に、ポケット5内へ向けて突出する爪7a,7b,7cが設けられている。この爪7a,7b,7cによって、各ポケット5において径方向の三ヶ所での周方向幅の寸法がころ3の直径寸法よりも小さくなっており、これによってポケット5内からころ3が抜け出ないようになっている。なお、ポケット5にころ3は、無理嵌めされることで当該ポケット5に非分離に収納される。
In the
ころ3は、その端面の形状が平面形と呼ばれるタイプであり、その軸方向両端縁を丸く面取りされている。この面取り部分に符号3aを付している。
The
保持器2において、ポケット5を形成する内壁面における四つの内隅5aには、丸みが付けられている。
In the
ここでは、ころ3の面取り3aの曲率半径r1と、ポケット5の内隅5aの曲率半径r2との関係を、r1≦r2、好ましくは、r1<r2に設定している。
Here, the relationship between the radius of curvature r1 of the
この関係では、ころ3の面取り3aがポケット5の内隅5aに干渉しやすくなる。そこで、この干渉を避けるため、ポケット5の内壁面のうち外径側と内径側の各壁面部分にポケット5内へ向けて突出する凸部8,9を設け、ころ3の面取り3aがポケット5の内隅5aに当接する前に凸部8,9でころ3の軸方向内外の端面を受けるようにしている。
In this relationship, the
この場合、好ましくは、凸部8,9は、ころ3の軸方向外端面や軸方向内端面の中心部に当接してころ3をピボット支持する位置に設けられている。この凸部8,9は、平面的に見て丸く湾曲した形状になっており、凸部8,9の突出寸法αは、この凸部8,9にころ3の端面が当接した状態において、ころ3の面取り3aがポケット5の内隅5aに当接しないように設定される。
In this case, preferably, the
次に、保持器2の製造手順の一例を説明する。
Next, an example of the manufacturing procedure of the
最初に、一枚の金属板(JIS規格SPCDなど)の所定部位に中心孔を打ち抜き形成してから、絞り加工を施すことにより波状屈曲部4を形成する。この後、ポケット5を打ち抜き形成してから、外形部分を切り取る。このポケット5の形成と同時にポケット5の内隅5aが丸く形成されるとともに、凸部8,9および爪7a〜7cが形成される。そのために、ポケット5の打ち抜き金型の形状としては、予め丸い内隅5a、凸部8,9、爪7a〜7cを含むポケット5の形状に対応して製作している。このような手順を採用すれば、ポケット5の内隅5a、凸部8,9、爪7a〜7cをそれぞれ別々に独立して形成する手間が不要となるから、保持器2の製造工程数を増やす必要がないうえ、ポケット5の打ち抜き金型の抜き形状を管理するだけで簡単に精度よく形成できるようになる。
First, after a center hole is punched and formed in a predetermined portion of a single metal plate (JIS standard SPCD or the like), the
以上説明したように、ポケット5の内隅5aの曲率半径r2を、ころ3の面取り3aの曲率半径r1以上と、従来例と逆の関係にしているので、ポケット5の内隅5aの曲率半径r2を可及的に大きくすることにより保持器2の疲労強度を向上することが可能になるうえ、ころ3の面取り3aの曲率半径r1を可及的に小さくすることによりころ3の有効軌道長さを長くして負荷容量を増大することが可能になるとともに加工時間を短縮してコストを低減することが可能になる。なお、ころ3の面取り3aはバレル加工などで行うが、面取り3aの曲率半径r1を小さくすることによって、バレル加工に要する時間を短縮できるので、コスト低減に貢献できる。
As described above, the curvature radius r2 of the
通常、スラストころ軸受1では、回転遠心力の作用でころ3がポケット5内において径方向外向きに付勢されるが、スラストころ軸受1が偏心回転するような状況では、ころ3の軸方向外端面がポケット5の内壁面の外径側に設けてある凸部8に当接したり、ころ3の軸方向内端面がポケット5の内壁面の内径側に設けてある凸部9に当接したりする。いずれの場合でも、ころ3の端面がまずポケット5の内壁面に設けた凸部8,9に当接して、ころ3の面取り3aがポケット5の内隅5aに当接しない。しかも、ころ3の端面と外径側の凸部8や内径側の凸部9との当接状態については、ころ3の端面の略中心部が凸部8や凸部9の頂部に当接してピボット支持されるので、この当接部分の摩擦抵抗が略ゼロになり、フリクションロスが軽減される。
Normally, in the thrust roller bearing 1, the
ここで、ポケット5の内隅5aの曲率半径r2と、ポケット5の内隅5aに発生する応力との関係を調べたので、以下で説明する。
Here, the relationship between the radius of curvature r2 of the
ころ3が転がり動作するときに保持器2の波状屈曲部4に干渉することにより、前記内隅に応力が集中して発生するが、ポケット5の内隅5aの曲率半径r2と、内隅5aに発生する応力との関係を表1に示す。また、内隅5aの曲率半径r2に応じて、ころ3の面取り3aをポケット5の内隅5aに当接させないために必要な凸部8,9の突出寸法αを表1に示している。なお、ころ3の面取り3aの曲率半径r1を0.1mmで一定としている。
When the
このようなスラストころ軸受1を例えば自動車の変速機に用いた場合、変速機の回転トルクを軽減できるようになる。 When such a thrust roller bearing 1 is used, for example, in an automobile transmission, the rotational torque of the transmission can be reduced.
図7から図9に本発明の実施形態2を示している。この実施形態2では、保持器2を二枚の環状板2A,2Bを掌合結合した構成としている。
7 to 9 show a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the
具体的に、二つの環状板2A,2Bにおいて径方向途中領域で厚み方向に合致する領域に、互いに離れる側に張り出す波状屈曲部4d,4eが設けられている。これら二つの環状板2A,2Bの各波状屈曲部4d,4eにおいて外径側の屈曲起点から内径側の屈曲起点までの範囲で円周方向の複数箇所には、平面的に見て矩形のポケット5A,5Bが厚み方向に打ち抜き形成されている。これら二つの環状板2A,2Bの両ポケット5A,5Bを組み合わせて、ころ3を収納するポケットが構成されている。
Specifically, in the two
また、二つの環状板2A,2Bの各波状屈曲部4d,4eの各張り出し頂点部分に、ポケット5A,5B内へ向けて突出する爪7d,7eが設けられている。この爪7d,7eによって、各ポケット5A,5Bの径方向の一ヶ所がころ3の直径寸法よりも幅狭になっており、これによってポケット5A,5B内からころ3が抜け出ないようになっている。
In addition,
特に、この実施形態2では、第1環状板2Aの波状屈曲部4dの張り出し寸法を、第2環状板2Bの波状屈曲部4eの張り出し寸法よりも大きく設定することにより、ポケット5A,5B内にころ3を収納した状態で、ころ3の回転中心を、第1環状板2Aの厚み方向中心と合致させようにして、第2環状板2Bの厚み方向中心をころ3の回転中心からオフセットさせるようにしている。
In particular, in the second embodiment, by setting the projecting dimension of the wavy
そして、二つの環状板2A,2Bのうち、ころ3の回転中心と一致させた第1環状板2Aのポケット5Aの内壁面において外径側と内径側とに、凸部8,9が設けられている。この凸部8,9は、第1環状板2Aにポケット5Aを打ち抜き形成するときに同時に形成される。
And the
なお、二つの環状板2A,2Bの結合は、軸方向隣り合わせに掌合させた状態で、第2環状板2Bの内径部分を第1環状板2Aの内径部分に引っ掛けるように折り曲げてかしめることによって行われている。前記かしめは、第2環状板2Bの外径側のみ、または内径側と外径側の両方に施すこともできる。
Note that the two
このような実施形態2の場合も、上記実施形態1と同様、各ポケット5A,5Bの丸い内隅5a,5bの曲率半径r2と、ころ3の丸い面取り3aの曲率半径r1との関係をr1≦r2に設定し、かつ、各ポケット5A,5Bの内隅5a,5bの曲率半径r2と、凸部8,9の突出寸法αとを適宜特定する。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the relationship between the curvature radius r2 of the round
なお、本発明は上述した実施形態1、2に限定されるものではない。例えば図示しないが、ポケット5,5Aの内壁面の外径側にのみ凸部8を設けたもの、つまりポケット5,5Aの内壁面の内径側に凸部9を設けないようにしたものも本発明に含まれる。
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above. For example, although not shown in the drawings, the
1 スラストころ軸受
2 保持器
3 ころ
3a ころの面取り
5 保持器のポケット
5a ポケットの内隅
8 外径側の凸部
9 内径側の凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
ころの軸方向両端に面取りが形成されており、
保持器のポケットの内隅に丸みが付けられているとともに、ポケットを形成する内壁面に、ころの端部を受ける凸部が設けられており、
ポケットの内隅の曲率半径r2がころの面取りの曲率半径r1以上に設定され、かつ、このポケットの内隅の曲率半径r2を大きくするに従い前記凸部の突出量が大きくなるように設定されることにより、前記ころの面取りの曲率半径r1に合わせて前記凸部の突出寸法αがころの面取りとポケットの内隅との干渉を避ける大きさに設定されている、ことを特徴とするスラストころ軸受。 A thrust roller bearing comprising a plurality of rollers, and a cage having a substantially rectangular pocket for storing rollers at a plurality of locations in the circumferential direction,
Chamfers are formed at both axial ends of the rollers,
The inner corner of the pocket of the cage is rounded, and the inner wall surface forming the pocket is provided with a convex portion that receives the end of the roller,
The radius of curvature r2 of the inner corner of the pocket is set to be equal to or larger than the radius of curvature r1 of the chamfer of the roller, and the protruding amount of the convex portion is set to increase as the radius of curvature r2 of the inner corner of the pocket is increased. Thus , the thrust roller is characterized in that the projection dimension α of the convex portion is set to a size that avoids interference between the chamfer of the roller and the inner corner of the pocket in accordance with the radius of curvature r1 of the chamfer of the roller. bearing.
保持器のポケットは、その環状板を厚み方向に打ち抜いて形成されており、
ポケットの内隅の丸みところの端面を受ける凸部はポケットの前記打ち抜きにより形成されている、ことを特徴とする請求項1または2に記載のスラストころ軸受。 The cage is composed of a single annular plate,
The pocket of the cage is formed by punching the annular plate in the thickness direction,
The thrust roller bearing according to claim 1 or 2, wherein a convex portion that receives an end surface of a rounded inner corner of the pocket is formed by punching the pocket.
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