JP2016138572A - スラストころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器の摩擦抵抗を低減すると共に、接触面の摩耗を防止することができるスラストころ軸受を提供する。
【解決手段】第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと、第２レース１２の第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとに囲まれた空間に、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２レース１２の第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとを軌道面とするラジアルころ軸受１５を配設して、スラスト保持器１３を径方向に案内する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スラストころ軸受に関し、より詳細には、保持器案内面の摺動抵抗を低減すると共に摩耗を抑制することができるスラストころ軸受に関する。

一般的に、スラストころ軸受は、放射状に配置された複数のころと、各ころを保持する保持器と、これら各ころを両側から挟持する一対のスラストレースと、を備える（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では、保持器は、各スラストレースに形成された円筒部分によって案内されて径方向に位置決めされている。

また、従来、スラスト軸受とラジアル軸受とを組み合わせた組合せ軸受が知られている（例えば、特許文献２，３参照。）。特許文献２のラジアル・スラスト組合せ軸受は、ラジアル内側レース、ラジアル外側レース、複数のラジアル転動体、及びラジアル保持器を備えたラジアル軸受部と、スラスト第１レース、スラスト第２レース、複数のスラスト転動体、及びスラスト保持器を備えたスラスト軸受部と、が一体的に組み合わされた構成を有し、スラスト第１レースの内周端面をラジアル内側レースの外周面と接触させることで、ラジアル内側レースとスラスト第１レースを互いに一方が他方の位置を案内して、相対的に位置決めしている。これにより、長期に亘って高精度の回転を可能としている。

また、特許文献３のラジアル・スラスト組合せ軸受は、ラジアルレースとスラストレースとを一体に形成すると共に、ラジアル保持器とスラスト保持器とを一体化させて、ラジアル荷重及びスラスト荷重の双方が作用する回転部位に対する組込み作業の簡素化、容易化を図ると共に、当該組込み作業に要するコストの低減並びに軸受全体の製造コストの低減を図っている。

特開２００７−１８７１７３号公報 特開２０１０−９１０３８号公報 特開２０１２−１６７６９０号公報

ところで、従来のスラストころ軸受では、保持器の案内方式として内径案内方式と外径案内方式とがあるが、何れの場合においても保持器の案内面がレース或いはハウジングと直接すべり接触することで案内する形式であるため、保持器とレース或いはハウジングとの摺動抵抗が大きく、接触面が摩耗するなどの問題があった。

特許文献２，３では、スラスト軸受とラジアル軸受をＬ字型に配置した１つのラジアル・スラスト組合せ軸受で、スラスト負荷及びラジアル負荷が同時に作用する部位を支持しているが、保持器の案内面の摺動抵抗や接触面の摩耗などの課題を解決するものでない。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持器の摩擦抵抗を低減すると共に、摩耗を防止することができるスラストころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 放射状に配置された複数のころと、
前記複数のころを保持する保持器と、
前記複数のころを両側から挟持する一対のスラストレースと、
を備えるスラストころ軸受であって、
前記一対のスラストレースの互いに対向する面は、前記複数のころが転動するスラスト軌道面となっており、
前記一対のスラストレースの内、少なくとも一方のスラストレースの内径側周縁部には、軸方向他方のスラストレース側に向けて形成された円筒状のフランジ部を有し、
前記両スラスト軌道面と、前記保持器の内周面と、前記フランジ部の外周面とに囲まれた空間には、前記保持器の内周面と前記フランジ部の外周面とを軌道面とするラジアルころ軸受、或いは、ラジアル玉軸受を備えることを特徴とするスラストころ軸受。
（２） 放射状に配置された複数のころと、
前記複数のころを保持する保持器と、
前記複数のころを両側から挟持する一対のスラストレースと、
を備えるスラストころ軸受であって、
前記一対のスラストレースの互いに対向する面は、前記複数のころが転動するスラスト軌道面となっており、
前記一対のスラストレースの内、少なくとも一方のスラストレースの外径側周縁部には、軸方向他方のスラストレース側に向けて形成された円筒状のフランジ部を有し、
前記両スラスト軌道面と、前記保持器の外周面と、前記フランジ部の内周面とに囲まれた空間には、前記保持器の外周面と前記フランジ部の内周面とを軌道面とするラジアルころ軸受、或いは、ラジアル玉軸受を備えることを特徴とするスラストころ軸受。

本発明のスラストころ軸受によれば、両スラスト軌道面と、保持器の内周面と、フランジ部の外周面とに囲まれた空間には、保持器の内周面とフランジ部の外周面とを軌道面とするラジアルころ軸受、或いは、ラジアル玉軸受を備えることで、保持器が転がり軸受によって径方向に案内される。したがって、保持器と保持器案内面との間の摩擦抵抗を低減させて滑らかに回転可能にすると共に、摩耗を抑制することができる。また、スラストころ軸受内には小型のラジアル軸受が組み込まれるので、保持器の摩擦抵抗が低減されたスラストころ軸受を小型化することができる。

本発明の他のスラストころ軸受によれば、両スラスト軌道面と、保持器の外周面と、フランジ部の内周面とに囲まれた空間には、保持器の外周面とフランジ部の内周面とを軌道面とするラジアルころ軸受、或いは、ラジアル玉軸受を備えることで、保持器が転がり軸受によって径方向に案内される。したがって、保持器と保持器案内面との間の摩擦抵抗を低減させて滑らかに回転可能にすると共に、摩耗を抑制することができる。また、スラストころ軸受内には小型のラジアル軸受が組み込まれるので、保持器の摩擦抵抗が低減されたスラストころ軸受を小型化することができる。

本発明の第１実施形態に係るスラストころ軸受の要部断面図である。 第２実施形態のスラストころ軸受の要部断面図である。 （ａ）は第３実施形態のスラストころ軸受の要部断面図、（ｂ）は第３実施形態の変形例のスラストころ軸受の要部断面図である。 （ａ）は第４実施形態のスラストころ軸受の要部断面図、（ｂ）は第４実施形態の変形例のスラストころ軸受の要部断面図である。 （ａ）は第５実施形態のスラストころ軸受の要部断面図、（ｂ）は第５実施形態の第１変形例のスラストころ軸受の要部断面図、（ｃ）は第５実施形態の第２変形例のスラストころ軸受の要部断面図である。

以下、本発明に係るスラストころ軸受の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るスラスト軸受について説明する。本実施形態のスラストころ軸受１０Ａは、保持器内径案内方式のスラストころ軸受であり、第１レース１１と、第２レース１２と、第１レース１１及び第２レース１２間に配置されたスラスト保持器１３と、スラスト保持器１３の複数のポケット１３ａ内に放射状に配置された転動体である複数のころ１４と、を有する。

第１レース１１は、円環状の第１レース部１１ａと、第１レース部１１ａの外径側周縁部から軸方向第２レース側に向けて形成された円筒状の第１フランジ部１１ｂと、を有し、断面略Ｌ字形に形成されている。第２レース１２は、円環状の第２レース部１２ａと、第２レース部１２ａの内径側周縁部から軸方向第１レース側に向けて形成された円筒状の第２フランジ部１２ｂと、を有し、断面略逆Ｌ字形に形成されている。
なお、本実施形態では、第１レース１１は、第１フランジ部１１ｂを有しない形状であってもよい。

スラスト保持器１３は、例えば、合成樹脂や金属板から形成された薄板円板状の保持器であり、放射状に配置された複数のポケット１３ａ内に複数のころ１４を回動自在に保持している。第１レース１１及び第２レース１２は、軸方向に互いに対向するように配置され、複数のころ１４を両側から挟持する。即ち、第１レース１１の第１レース部１１ａと、第２レース１２の第２レース部１２ａとは、互いに対向する面がそれぞれ第１スラスト軌道面１１ａ１、第２スラスト軌道面１２ａ１となり、スラスト保持器１３のポケット１３ａに保持された複数のころ１４が転動し、スラストころ軸受１０Ａに作用するスラスト荷重を支承している。

軸方向で、第１スラスト軌道面１１ａ１と第２スラスト軌道面１２ａ１とに囲まれ、径方向で、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと、第２レース１２の第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとに囲まれた空間には、小型のラジアルころ軸受１５が配設されている。ラジアルころ軸受１５は、ラジアル保持器１６の周方向に等間隔で設けられた複数のポケット１６ａ内に保持された複数のころ１７を有する。複数のころ１７は、スラスト保持器１３の内周面１３ｂ及び第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃ上を転動する。即ち、スラスト保持器１３の内周面１３ｂが外輪軌道面となり、第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃが内輪軌道面となる。

スラストころ軸受１０Ａは、例えば、回転軸３１の段部３１ａと、ハウジング３２の段部３２ａとの間に装着される。そして、ハウジング３２に対して回転軸３１が相対回転すると、第１レース１１の第１レース部１１ａ及び第２レース１２の第２レース部１２ａ上を複数のころ１４が転動して回転軸３１とハウジング３２との間に作用するスラスト荷重を支承する。

このとき、回転軸３１の回転に伴ってスラスト保持器１３も回転するが、内径案内方式のスラスト保持器１３は、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとの間に配置されたラジアルころ軸受１５に案内されて、滑らかに回転する。スラスト保持器１３の案内が、従来の滑り案内から転がり案内となるので、摩擦抵抗が低減すると共に摩耗が防止される。

以上説明したように、本実施形態のスラストころ軸受１０Ａによれば、第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとに囲まれた空間には、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとを軌道面とするラジアルころ軸受１５を備え、スラスト保持器１３の内径側を転がり案内する。これにより、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとの間の摩擦抵抗を低減させて滑らかに回転させると共に、摩耗を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明の第２実施形態に係るスラストころ軸受について説明する。なお、本実施形態のスラストころ軸受は、保持器案内方式が外径案内方式となっている以外は、第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する（以後の各実施形態についても同様とする）。

本実施形態のスラストころ軸受１０Ｂは、保持器外径案内方式のスラストころ軸受であり、第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の外周面１３ｃと、第１レース１１の第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃとに囲まれた空間にラジアルころ軸受１５が配設されている。ラジアルころ軸受１５は、ラジアル保持器１６の周方向に等間隔で設けられた複数のポケット１６ａ内に保持された複数のころ１７を有する。複数のころ１７は、スラスト保持器１３の外周面１３ｃ及び第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃ上を転動してスラスト保持器１３を径方向に案内する。即ち、第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃが外輪軌道面となり、スラスト保持器１３の外周面１３ｃが内輪軌道面となる。
なお、本実施形態では、第２レース１２は、第２フランジ部１２ｂを有しない形状であってもよい。

以上説明したように、本実施形態のスラストころ軸受１０Ｂによれば、第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の外周面１３ｃと、第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃとに囲まれた空間に、スラスト保持器１３の外周面１３ｃと第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃとを軌道面とするラジアルころ軸受１５を備え、スラスト保持器１３の外径側を転がり案内する。これにより、スラスト保持器１３の外周面１３ｃと第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃとの間の摩擦抵抗を低減させて滑らかに回転させると共に、摩耗を抑制することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して、本発明の第３実施形態に係るスラストころ軸受について説明する。

図３（ａ）に示すように、第３実施形態のスラストころ軸受１０Ｃは、保持器内径案内方式のスラストころ軸受であり、スラスト保持器１３が、第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと、第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとに囲まれた空間に配設されたラジアル玉軸受２０によって案内される。

ラジアル玉軸受２０は、ラジアル保持器２１の周方向に等間隔で設けられた複数のポケット２１ａ内に保持された複数の玉２２を有する。複数の玉２２は、スラスト保持器１３の内周面１３ｂ及び第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃ上を転動する。即ち、スラスト保持器１３の内周面１３ｂが外輪軌道面となり、第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃが内輪軌道面となる。

以上説明したように、本実施形態のスラストころ軸受１０Ｃによれば、第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとに囲まれた空間に、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとを軌道面とするラジアル玉軸受２０を備え、スラスト保持器１３を転がり案内する。これにより、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとの間の摩擦抵抗を低減させて滑らかに回転させると共に、摩耗を抑制することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、第３実施形態の変形例として、図３（ｂ）に示すスラストころ軸受１０Ｄのように、スラスト保持器１３がラジアル玉軸受２０によって外径案内方式とされている。この場合、ラジアル玉軸受２０の複数の玉２２は、第２実施形態と同様に、スラスト保持器１３の外周面１３ｃ及び第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃ上を転動する。

（第４実施形態）
次に、図４（ａ）及び（ｂ）を参照して、本発明に係る第４実施形態のスラストころ軸受について説明する。

図４（ａ）に示すように、第４実施形態のスラストころ軸受１０Ｅは、保持器が内外径の両側で案内される内外径案内方式のスラストころ軸受である。即ち、スラスト保持器１３は、第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと、第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとに囲まれた空間に配設されたラジアルころ軸受１５、及び第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の外周面１３ｃと、第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃとに囲まれた空間に配設されたラジアルころ軸受１５の2つのラジアルころ軸受１５によって径方向に案内される。

各ラジアルころ軸受１５の複数のころ１７は、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃ、及びスラスト保持器１３の外周面１３ｃ及び第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃ上をそれぞれ転動してスラスト保持器１３を径方向に案内する。

以上説明したように、本実施形態のスラストころ軸受１０Ｅによれば、第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと、第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとに囲まれた空間、及び第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の外周面１３ｃと、第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃとに囲まれた空間に、それぞれラジアルころ軸受１５を配設し、スラスト保持器１３の内外径を転がり案内する。これにより、スラスト保持器１３と第１フランジ部１１ｂ及び第２フランジ部１２ｂとの間の摩擦抵抗を低減させて滑らかに回転させると共に、摩耗を抑制することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１、２実施形態と同様である。

なお、第４実施形態の変形例として、図４（ｂ）に示すスラストころ軸受１０Ｆのように、スラスト保持器１３は、２つのラジアルころ軸受１５の代わりに、第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと、第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとに囲まれた空間に配設されたラジアル玉軸受２０、及び第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の外周面１３ｃと、第１フランジ部１１ｂの内周面１１ｃとに囲まれた空間に配設されたラジアル玉軸受２０の２つのラジアル玉軸受２０によって案内されてもよい。

（第５実施形態）
次に、図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を参照して、本発明に係る第５実施形態のスラストころ軸受について説明する。

図５（ａ）に示す第５実施形態のスラストころ軸受１０Ｇは、スラスト保持器１３を案内するラジアルころ軸受が、ころ２６のみを備える（保持器を有しない）総ころ軸受２５である。

スラストころ軸受１０Ｇは、第１及び第２スラスト軌道面１１ａ１、１２ａ１と、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと、第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとに囲まれた空間に配置された、スラスト保持器１３の内周面１３ｂと第２フランジ部１２ｂの外周面１２ｃとを軌道面とする総ころ軸受２５によりスラスト保持器１３を径方向に案内する内径案内方式のスラストころ軸受である。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、第５実施形態の第１変形例として、図５（ｂ）に示すスラストころ軸受１０Ｈのように、スラスト保持器１３は、総ころ軸受２５によって外径案内方式としてもよい。或いは、第５実施形態の第２変形例として、図５（ｃ）に示すスラストころ軸受１０Ｉのように、スラスト保持器１３は、２つの総ころ軸受２５によって内外径案内方式としてもよい。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｉ スラストころ軸受
１１ 第１レース（スラストレース）
１１ａ，１２ａ レース部
１１ａ１ 第１スラスト軌道面
１１ｂ，１２ｂ フランジ部
１１ｃ フランジ部の内周面（外径側案内面）
１２ 第２レース（スラストレース）
１２ａ１ 第２スラスト軌道面
１２ｃ フランジ部の外周面（内径側案内面）
１３ スラスト保持器（保持器）
１３ａ ポケット
１３ｂ 内周面
１３ｃ 外周面
１４ ころ
１５ ラジアルころ軸受
２０ ラジアル玉軸受
２５ 総ころ軸受

Claims (2)

1. 放射状に配置された複数のころと、
   前記複数のころを保持する保持器と、
   前記複数のころを両側から挟持する一対のスラストレースと、
   を備えるスラストころ軸受であって、
   前記一対のスラストレースの互いに対向する面は、前記複数のころが転動するスラスト軌道面となっており、
   前記一対のスラストレースの内、少なくとも一方のスラストレースの内径側周縁部には、軸方向他方のスラストレース側に向けて形成された円筒状のフランジ部を有し、
   前記両スラスト軌道面と、前記保持器の内周面と、前記フランジ部の外周面とに囲まれた空間には、前記保持器の内周面と前記フランジ部の外周面とを軌道面とするラジアルころ軸受、或いは、ラジアル玉軸受を備えることを特徴とするスラストころ軸受。
2. 放射状に配置された複数のころと、
   前記複数のころを保持する保持器と、
   前記複数のころを両側から挟持する一対のスラストレースと、
   を備えるスラストころ軸受であって、
   前記一対のスラストレースの互いに対向する面は、前記複数のころが転動するスラスト軌道面となっており、
   前記一対のスラストレースの内、少なくとも一方のスラストレースの外径側周縁部には、軸方向他方のスラストレース側に向けて形成された円筒状のフランジ部を有し、
   前記両スラスト軌道面と、前記保持器の外周面と、前記フランジ部の内周面とに囲まれた空間には、前記保持器の外周面と前記フランジ部の内周面とを軌道面とするラジアルころ軸受、或いは、ラジアル玉軸受を備えることを特徴とするスラストころ軸受。

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