JP5884580B2 - スラスト針状ころ軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、スラスト針状ころ軸受装置に関するものである。

スラスト針状ころ軸受装置は、軸方向に対向し、互いに相対回転する部材間に装着され、部材間に作用するスラスト荷重を支持する。例えば、自動車用トランスミッションの場合、軸方向に対向する回転軸の端面と歯車の端面との間に装着され、相対回転する回転軸と歯車との間に作用するスラスト荷重の支持している。スラスト針状ころ軸受装置は、内輪および外輪と、この内輪および外輪に一体的に形成されたレースおよびフランジと、両レース間に介装された複数の針状のころと、このころを放射状に配置して転動自在に保持する保持器から成るスラスト針状ころ軸受と、外輪および内輪をそれぞれ支持する外輪支持部材および内輪支持部材とから構成されている。

ところで、これらを構成する各部の寸法精度および組み付け精度により、内輪支持部材と外輪支持部材の回転中心が同一でなく偏心している場合がある。スラスト針状ころ軸受は、内輪支持部材と外輪支持部材との偏心量が少ない場合、保持器が振れ回り運動することにより、偏心を吸収し、内輪支持部材と外輪支持部材の回転を許容している。一方、上記偏心量が多くなると、保持器は偏心を吸収し切れず、保持器の外周縁または内周縁が、内輪または外輪の外側のフランジまたは内側のフランジと接触する。内輪および外輪は、それぞれを支持する支持部材に固定されておらず、スラスト荷重を支持した状態で、径方向に移動可能な隙間を支持部材との間に介在させているので、保持器に押し出された内輪または外輪は、上記隙間の範囲で径方向に移動することができる。

このスラスト針状ころ軸受を装着する場合、内輪を支持する内輪支持部材の軸方向の端面を上側にして、その上に内輪、ころおよび保持器、外輪を積み上げ、さらに外輪支持部材を配置する、積み上げ方式の組み立て作業となっている。スラスト針状ころ軸受の装着後は、内外輪が脱落することがないように注意深く取り扱う必要があり、組み付け作業の自由度を低下させていた。例えば、特許文献１には、内輪または外輪に形成した係止突片を支持部材の入れ溝を通じて係止凹溝に進入させてから、内外輪を回転させて、係止突片と入れ溝の位相をずらすことで、内輪または外輪を支持部材に対し係止して、内外輪の脱落を防止する発明が開示されている。

特開２００７−２９７８３０号公報

しかしながら、このスラスト針状ころ軸受の場合、内輪または外輪を支持部材に対し係止しているので、内輪または外輪が径方向に移動可能な隙間がなく、内輪または外輪が保持器に押し出されても移動することができない。この結果、内輪支持部材と外輪支持部材の偏心量が多くなった場合において、内輪または外輪と保持器とが強く接触して摩擦による発熱が大きくなり、焼き付き等の故障の原因となる問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、内輪または外輪を支持部材に対し係止して、組み付け作業時の内外輪の脱落を確実に防止するとともに、外輪および内輪と保持器との接触を防止して耐久性を向上させたスラスト針状ころ軸受装置を提供することにある。

請求項１に係わる発明は、円環状のレース部と、前記レース部の外周縁に形成されたフランジ部と、前記レース部の内周縁に軸方向の一方に延出して形成された筒部と、前記筒部の一方の縁部の少なくとも一個所に径方向外方に突出して形成された係止突片とが設けられた外輪と、円環状のレース部が設けられた内輪と、前記内輪および前記外輪の間に放射状に配置された複数の針状のころと、前記ころを転動自在に保持する保持器と、軸方向に対向して配置され、前記外輪および前記内輪をそれぞれ支持するとともに、互いに相対回転する外輪支持部材および内輪支持部材とを備え、前記外輪支持部材は、中空軸と、前記中空軸の中心孔の内周面に軸方向端面から軸方向の一方に入り込んだ部分にまで形成された前記係止突片の数以上の係止凹溝とを有し、前記係止凹溝に沿って前記係止突片を挿入し、前記外輪が前記外輪支持部材に対し軸方向に係止された状態で使用されるスラスト針状ころ軸受装置において、前記係止突片と前記係止凹溝との間に径方向に第１隙間を、前記筒部と前記中心孔の内周面との間に径方向に第２隙間を、それぞれ設けるとともに、前記第１隙間を前記第２隙間よりも大きく、かつ、前記第２隙間を直径方向に足し合わせた隙間の１／２を、前記外輪支持部材と前記内輪支持部材との偏心量よりも大きくした。

上記のように構成した請求項１の発明によれば、外輪支持部材に外輪を組み付けた後、外輪が下側になっても、外輪は係止突片と係止凹溝とにより軸方向に係止されているので、外輪の脱落を確実に防止することができる。これにより、組み付け作業の自由度を上げて、取り扱いを容易にすることができる。

そして、第１隙間を第２隙間よりも大きくしているので、外輪は第２隙間の範囲を径方向に自由に移動することができる。これにより、内輪支持部材と外輪支持部材との偏心量が多くなり、保持器の外周縁が、外輪の外側のフランジ部と接触し、外輪を径方向外方に押し出したときに、外輪は押し出された方向へ移動することができる。これにより、外輪と保持器とが強く接触しないので、摩擦による発熱、焼き付き等を抑制して、耐久性を向上させることができる。

また、第２隙間を直径方向に足し合わせた隙間の１／２を、内輪支持部材と外輪支持部材との偏心量よりも大きくしているので、内輪支持部材と外輪支持部材との間の偏心を吸収することができる。これにより、各部の寸法精度及び組み付け精度を高くしなくても、外輪と保持器との接触を防止して、耐久性を向上させることができる。

本発明によれば、内輪または外輪を支持部材に対し係止して、組み付け作業時の内外輪の脱落を確実に防止するとともに、外輪および内輪と保持器との接触を防止して耐久性を向上させたスラスト針状ころ軸受装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るスラスト針状ころ軸受装置を組み立てた状態の軸方向の断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のスラスト針状ころ軸受装置を組み立てる以前の状態の軸方向の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るスラスト針状ころ軸受装置を組み立てた状態の軸方向の断面図である。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態のスラスト針状ころ軸受装置１を図面に従って説明する。
図１に示されるように、スラスト針状ころ軸受装置１は、内輪５および外輪６と、この内輪５および外輪６に一体的に形成されたレース部５ａ，６ａと、両レース部５ａ，６ａ間に介装された複数の針状のころ７と、ころ７を放射状に配置して転動自在に保持する保持器２とから成るスラスト針状ころ軸受と、内輪５および外輪６をそれぞれ支持する内輪支持部材３および外輪支持部材４と、から構成されている。

内輪５は、円環状に形成され、軸方向に軌道面となるレース部５ａが一体的に形成されている。外輪６は、断面Ｚ字形の略円環状に形成され、軸方向に軌道面となるレース部６ａと、内周縁に軸方向の一方に延出する筒部６ｃと、が一体的に形成されている。また、レース部６ａの外周縁にはフランジ部６ｂが形成されている。さらに、筒部６ｃの一方の縁部には、係止突片６ｄが周方向に等間隔に２個所形成されている。この係止突片６ｄは、筒部６ｃの縁部を径方向外方にかしめ変形することにより形成されている。この内輪５および外輪６は、鋼板をプレス成形することによって形成されている。

内輪支持部材３は、軸部材であり、軸方向端面３ａに内輪５を支持するバックアップ面となる段差部が形成されている。外輪支持部材４は、中空軸の軸部材であり、軸方向端面４ａに外輪６を支持するバックアップ面が形成されている。

図３に示すように、外輪支持部材４の中空軸の中心孔の内周面４ｂには、係止凹溝１０が軸方向端面４ａから軸方向の一方に入り込んだ部分にまで螺旋状に形成されている。

図２に示すように、この係止凹溝１０は、周方向に等間隔に４箇所形成され、いずれかの２箇所が外輪６の係止突片６ｄと位相が合うように配置されている。内輪支持部材３と外輪支持部材４は、軸方向に対向して同心に配置され、互いに相対回転する。

保持器２は、円環状に形成され、放射状に配列された複数のポケット２ａが円周方向に等間隔に形成され、ポケット２ａ内に針状ころ７を転動自在に保持している。

外輪６を外輪支持部材４のバックアップ面に組み付ける場合には、図３に示すように、外輪６と外輪支持部材４を同心に配置し、筒部６ａを、外輪支持部材４の中空軸に対向させた状態で、外輪６と外輪支持部材４との円周方向に関して、係止突片６ｄと係止凹溝１０との位相を合わせ、係止凹溝１０に沿って係止突片６ｄを回転させながら挿入する。これにより、外輪６は係止突片６ｄと係止凹溝１０とにより軸方向に係止され、外輪６を外輪支持部材４の軸方向端面４ａのバックアップ面に固定する。

ここで、外輪支持部材４の係止凹溝１０の溝深さは、外輪６の係止突片６ｄの突出量よりも深く、係止突片６ｄを係止凹溝１０に係合させた状態で、径方向に第１隙間ｇ１を設けている。また、外輪６の筒部６ａと外輪支持部材４の中空軸の中心孔の内周面４ｂとの間には、径方向に第２隙間ｇ２を設けている。そして、第１隙間ｇ１を第２隙間ｇ２よりも大きくすることにより、外輪６が軸方向に係止された状態において、外輪６の径方向の移動を可能にしている。

以上のように構成されたスラストころ軸受装置１によれば、外輪支持部材４に外輪６を組み付けた後、外輪６が下側になっても、外輪６は係止突片６ｄと係止凹溝１０とにより軸方向に係止されているので、外輪６の脱落を確実に防止することができる。これにより、組み付け作業の自由度を上げて、取り扱いを容易にすることができる。

そして、第１隙間ｇ１を第２隙間ｇ２よりも大きくしているので、外輪６は第２隙間ｇ２の範囲を径方向に自由に移動することができる。これにより、内輪支持部材３と外輪支持部材４との偏心量が多くなり、保持器２の外周縁が、外輪６の外側のフランジ部６ｂと接触し、外輪６を径方向外方に押し出したときに、外輪６は押し出された方向へ移動することができる。これにより、外輪６と保持器２とが強く接触しないので、摩擦による発熱、焼き付き等を抑制して、耐久性を向上させることができる。

また、第２隙間ｇ２を直径方向に足し合わせた隙間の１／２を、内輪支持部材３と外輪支持部材４との偏心量よりも大きくしているので、内輪支持部材３と外輪支持部材４との間の偏心を吸収することができる。これにより、各部の寸法精度及び組み付け精度を高くしなくても、外輪６と保持器２との接触を防止して、耐久性を向上させることができる。

［第２の実施形態］
以下、本実施形態の構成について説明する。
図４に示されるように、スラスト針状ころ軸受装置１０１は、外輪６および外輪６を支持する外輪支持部材４の構成が第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態と異なる部分について説明し、同じ部分については、説明を省略している。

外輪６は、断面Ｚ字形の略円環状に形成され、軸方向に軌道面となるレース部６ａと、外周縁に軸方向の一方に延出する筒部６ｃと、が一体的に形成されている。また、レース部６ａの内周縁にはフランジ部６ｂが形成されている。さらに、筒部６ｃの一方の縁部には、係止突片６ｄが周方向に等間隔に２個所形成されている。この係止突片６ｄは、筒部６ｃの縁部を径方向内方にかしめ変形することにより形成されている。この内輪５および外輪６は、鋼板をプレス成形することによって形成されている。

外輪支持部材４の中空軸の外周面４ｂには、係止凹溝１０が軸方向端面４ａから軸方向の一方に入り込んだ部分にまで螺旋状に形成されている。この係止凹溝１０は、周方向に等間隔に４箇所形成され、いずれかの２箇所が外輪６の係止突片６ｄと位相が合うように配置されている。

外輪６を外輪支持部材４のバックアップ面に組み付ける場合には、外輪６と外輪支持部材４を同心に配置し、筒部６ａを、外輪支持部材４の中空軸に対向させた状態で、外輪６と外輪支持部材４との円周方向に関して、係止突片６ｄと係止凹溝１０との位相を合わせ、係止凹溝１０に沿って係止突片６ｄを回転させながら挿入する。これにより、外輪６は係止突片６ｄと係止凹溝１０とにより軸方向に係止され、外輪６を外輪支持部材４の軸方向端面４ａのバックアップ面に固定する。

ここで、外輪支持部材４の係止凹溝１０の溝深さは、外輪６の係止突片６ｄの突出量よりも深く、係止突片６ｄを係止凹溝１０に係合させた状態で、径方向に第１隙間ｇ１を設けている。また、外輪６の筒部６ａと外輪支持部材４の中空軸の中心孔の内周面４ｂとの間には、径方向に第２隙間ｇ２を設けている。そして、第１隙間ｇ１を第２隙間ｇ２よりも大きくすることにより、外輪６が軸方向に係止された状態において、外輪６の径方向の移動を可能にしている。

以上のように構成されたスラストころ軸受装置１０１によれば、外輪支持部材４に外輪６を組み付けた後、外輪６が下側になっても、外輪６は係止突片６ｄと係止凹溝１０とにより軸方向に係止されているので、外輪６の脱落を確実に防止することができる。これにより、組み付け作業の自由度を上げて、取り扱いを容易にすることができる。

そして、第１隙間ｇ１を第２隙間ｇ２よりも大きくしているので、外輪６は第２隙間ｇ２の範囲を径方向に自由に移動することができる。これにより、内輪支持部材３と外輪支持部材４との偏心量が多くなり、保持器２の外周縁が、外輪６の外側のフランジ部６ｂと接触し、外輪６を径方向外方に押し出したときに、外輪６は押し出された方向へ移動することができる。これにより、外輪６と保持器２とが強く接触しないので、摩擦による発熱、焼き付き等を抑制して、耐久性を向上させることができる。

また、第２隙間ｇ２を直径方向に足し合わせた隙間の１／２を、内輪支持部材３と外輪支持部材４との偏心量よりも大きくしているので、内輪支持部材３と外輪支持部材４との間の偏心を吸収することができる。これにより、各部の寸法精度及び組み付け精度を高くしなくても、外輪６と保持器２との接触を防止して、耐久性を向上させることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態では、外輪支持部材の係止凹溝を軸方向端面から軸方向の一方に入り込んだ部分にまで螺旋状に形成しているが、鍵状の溝を形成し、外輪の係止突片と係止凹溝とにより軸方向に係止し、外輪を外輪支持部材の軸方向端面に固定してもよい。

１，１０１：スラスト針状ころ軸受装置、 ２：保持器、
３：内輪支持部材、 ３ａ：軸方向端面（バックアップ面）、
４：外輪支持部材、 ４ａ：軸方向端面（バックアップ面）、 ４ｂ：内周面、
５：内輪、 ５ａ：レース部、
６：外輪、 ６ａ：レース部、 ６ｂ：フランジ部、 ６ｃ：筒部、 ６ｄ：係止突片、
７：針状ころ、 １０：係止凹溝、
ｇ１：第１隙間、 ｇ２：第２隙間

Claims (1)

1. 円環状のレース部と、
   前記レース部の外周縁に形成されたフランジ部と、
   前記レース部の内周縁に軸方向の一方に延出して形成された筒部と、
   前記筒部の一方の縁部の少なくとも一個所に径方向外方に突出して形成された係止突片とが設けられた外輪と、
   円環状のレース部が設けられた内輪と、
   前記内輪および前記外輪の間に放射状に配置された複数の針状のころと、
   前記ころを転動自在に保持する保持器と、
   軸方向に対向して配置され、前記外輪および前記内輪をそれぞれ支持するとともに、互いに相対回転する外輪支持部材および内輪支持部材と
   を備え、
   前記外輪支持部材は、中空軸と、前記中空軸の中心孔の内周面に軸方向端面から軸方向の一方に入り込んだ部分にまで形成された前記係止突片の数以上の係止凹溝と
   を有し、
   前記係止凹溝に沿って前記係止突片を挿入し、前記外輪が前記外輪支持部材に対し軸方向に係止された状態で使用されるスラスト針状ころ軸受装置において、
   前記係止突片と前記係止凹溝との間に径方向に第１隙間を、前記筒部と前記中心孔の内周面との間に径方向に第２隙間を、それぞれ設けるとともに、
   前記第１隙間を前記第２隙間よりも大きく、かつ、前記第２隙間を直径方向に足し合わせた隙間の１／２を、前記外輪支持部材と前記内輪支持部材との偏心量よりも大きくしたスラスト針状ころ軸受装置。

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