レース付スラストころ軸受
【課題】保持器３と第一、第二両スラストレース４ａ、５ａとの分離防止機能を確保しつつ、相対回転する１対の部材の偏心に対する許容量を大きくし、且つ、内部に流通させる潤滑油の量を多くする。そして、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できる構造を実現する。
【解決手段】前記第一スラストレース４ａの外周縁部に形成した外径側フランジ８ａの外径を６０〜１２０mmとし、前記内径側フランジ５ａの内周縁部に形成した内径側フランジ１１ａの内径を４０〜８０mmとして、内部隙間を１〜２mmとする。この為に、前記外径側フランジ８ａの先端縁に外径側係止部９ａを、円周方向に関して間欠的に形成する。
【解決手段】前記第一スラストレース４ａの外周縁部に形成した外径側フランジ８ａの外径を６０〜１２０mmとし、前記内径側フランジ５ａの内周縁部に形成した内径側フランジ１１ａの内径を４０〜８０mmとして、内部隙間を１〜２mmとする。この為に、前記外径側フランジ８ａの先端縁に外径側係止部９ａを、円周方向に関して間欠的に形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のトランスミッション等、各種回転機械の回転支持部分に加わるスラスト荷重を支承する為、この回転支持部分に組み付けた状態で利用するレース付スラストころ軸受（スラストニードル軸受を含む）の改良に関する。具体的には、保持器と１対のスラストレースとの分離防止機能を確保しつつ、相対回転する１対の部材の偏心に対する許容量を大きくし、且つ、内部に流通させる潤滑油の量を多くする事により、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できる構造の実現を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションの如き各種回転機械の回転支持部分には、例えば特許文献１に記載されている様なスラストころ軸受を装着して、回転軸等の回転部材とケーシング等の静止部材との間に加わるスラスト荷重を支承しつつ、この回転部材の回転を許容する様にしている。又、この様なスラストころ軸受を介して相対回転する１対の部材が、必要とする硬度を確保する事が難しい材料である場合、或いは、必要とする平滑面に加工する事が困難乃至は面倒である場合には、１個の保持器及び複数本のころと２枚のレースとを組み合わせた、レース付スラストころ軸受を使用する。
【０００３】
図７は、従来から広く知られているレース付スラストころ軸受１の１例を示している。このレース付スラストころ軸受１は、広く知られている様に、放射方向に配列された複数のころ２と、これら各ころ２を保持する保持器３と、これら各ころ２を、この保持器３の軸方向に関して両側から挟持する、第一、第二両スラストレース４、５とから成る。この保持器３は全体を円輪状に造られたもので、前記各ころ２と同数のポケット６を、円周方向に関して等間隔に、放射状に配列して成る。
【０００４】
又、前記第一、第二両スラストレース４、５は、それぞれが軸受鋼或いは肌焼鋼等の、十分な硬度を有する硬質金属板に、プレスによる打ち抜き加工及び曲げ加工を施す事により造られている。一般的に外輪と呼ばれる第一スラストレース４は、平坦で円輪状の第一スラストレース部７と、この第一スラストレース部７の外周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた、円筒状の外径側フランジ８とを備える。又、この外径側フランジ８の先端縁に、径方向内方に折れ曲がった外径側係止部９を設けている。これに対して、一般的に内輪と呼ばれる第二スラストレース５は、平坦で円輪状の第二スラストレース部１０と、この第二スラストレース部１０の内周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた、円筒状の内径側フランジ１１とを備える。又、この内径側フランジ１１の先端縁に、径方向外側に折れ曲がった内径側係止部１２を設けている。
【０００５】
前記外径側フランジ８の内径は前記保持器３の外径よりも大きくし、前記内径側フランジ１１の外径はこの保持器３の内径よりも小さくして、これら両フランジ８、１１同士の間にこの保持器３を、前記両スラストレース４、５に対する相対回転を自在に配置可能としている。又、前記外径側係止部９の内接円の直径は、前記保持器３の外径よりも少しだけ小さくし、前記内径側係止部１２の外接円の直径は、この保持器の内径よりも少しだけ大きくしている。そして、前記両フランジ８、１１を弾性変形させつつ、前記各ころ２を保持した前記保持器３と前記両スラストレース４、５とを組み合わせ、組み合わせ後には、これら各部材３、４、５が相対回転自在で、且つ、不用意に分離しない様にしている。尚、図示の例では、前記第一スラストレース４を、硬度の高い鉄系合金製の部材に、前記第二スラストレース５を、硬度の低いアルミニウム系合金製の部材に、それぞれ組み付ける事を考慮している。この為、前記第二スラストレース５の厚さ寸法を、前記第一スラストレース４の厚さ寸法よりも大きくしている。
【０００６】
上述の様に構成されるレース付スラストころ軸受１は、例えば図８に示す様に、前記第一スラストレース４の外周縁に形成した外径側フランジ８を、ケーシング１３に形成した保持部１４に内嵌した状態で、スラスト荷重が発生する回転部分に装着する。又、前記第二スラストレース５を、相手部材１５の端面に当接させる。この状態で、この相手部材１５を前記ケーシング１３に対し、回転自在に支持する。これら相手部材１５とケーシング１３との間に加わるスラスト荷重は、前記レース付スラスト軸受１が支承する。
【０００７】
上述した様なレース付スラスト軸受１には、次の(1)〜(4)の様な機能が、できる限り高次元で並立させられる事が要求される。
(1) 前記保持器３と前記両スラストレース４、５とが不用意に分離しない事。
この機能は、前記レース付スラスト軸受１を軸受の製造工場からトランスミッション等の組立工場に輸送し、所定部分に組み付けるまでの間、前記各部材３、４、５が分離する事で、前記レース付スラスト軸受１本来の性能を得られなくなったり、トランスミッション等の組立作業が面倒になるのを防止する為に必要である。
(2) トランスミッション等の運転時に、前記両スラストレース４、５同士の間で、前記保持器３及び前記各ころ２を設置した内部空間を流通する潤滑油の流量（潤滑油流量）を確保できる事。
この機能は、トランスミッション等の運転時に、前記各ころ２の転動面と前記第一、第二両レース部７、１０との転がり接触部に形成される油膜の強度を確保すると共に、これら各転がり接触部を効果的に冷却する為に必要である。
(3) 前記両スラストレース４、５の回転中心が多少ずれた（これら両スラストレース４、５が多少の偏心運動をする）場合でも、前記両スラストレース４、５に対する前記保持器３の相対回転が保障される事。
この機能は、前記レース付スラスト軸受１やトランスミッション等の製造誤差、組み付け誤差等により、前記両スラストレース４、５の回転中心が多少ずれた場合でも、前記レース付スラスト軸受１の機能を確保する為に必要である。
(4) 前記ケーシング１３等に対して、前記レース付スラストころ軸受１を所定方向にのみ組み付け可能である（逆方向には組み付け不能である）事。
この機能は、前記レース付スラストころ軸受１を逆方向に組み付ける事で、潤滑油の流路が塞がれて、このレース付スラストころ軸受１に、焼き付き等の損傷が発生するのを防止する為に必要である。
【０００８】
従来構造の場合、上述の(1)〜(4)に示した機能を高次元で並立させる事が難しく、トランスミッション等、レース付スラスト軸受を組み込んだ各種機械装置の性能向上を図る上で不利であった。以下、この点に就いて説明する。
前記(1)(2)の機能を高次元で両立させる為には、前記外径側、内径側各係止部９、１２と前記保持器３の周縁部との係り代を大きくしつつ、前記外径側、内径側両フランジ８、１１とこの保持器３の外内両周面との間に存在する隙間を広くする必要がある。但し、前記両スラストレース４、５と前記保持器３との組立性を考慮すれば、前記係り代を過度に大きくする事はできない。例えば、この保持器３と前記第一スラストレース４とを組み合わせる場合には、図９の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示す様に、前記外径側フランジ８を径方向外方に弾性変形させつつ、前記保持器３の外周縁部を前記外径側係止部９を乗り越えさせる。この作業は、前記外径側フランジ８の内周面からのこの外径側係止部９の突出量δが大き過ぎると難しくなる。
【０００９】
前記外径側係止部９として従来から、前記外径側フランジ８の先端縁部を全周に亙って径方向内方に曲げ形成して成る、所謂フルカール構造と、同じく周方向に関して間欠的に存在する複数箇所をそれぞれ径方向内方に曲げ形成して成る、所謂パーシャルカール構造とがある。このうちのフルカール構造の場合には、前記突出量δを相当に小さくするか、或いは、この突出量δを確保する代わりに、前記保持器３の外径を前記外径側フランジ８の内径よりも相当に小さくしなければ、この保持器３をこの外径側フランジ８の内側に組み込めない。但し、前記保持器３の外径を前記外径側フランジ８の内径よりもあまり小さくする事は、前記第一スラストレース４に対する前記保持器３の径方向に関する位置決め性を確保する（この保持器３の径方向振れを抑える）面からは好ましくない。この為、前記フルカール構造を採用する場合には、前記突出量δを小さくする必要がある。本発明が対象とする、外径側フランジの外径が６０〜１２０mm、前記内径側フランジの内径が４０〜８０mm程度のレース付ころ軸受１で、前記外径側係止部９をフルカール構造とした場合には、前記突出量δを０．４mmを越えて大きくすると、前記保持器３を前記外径側フランジ８の内側に組み込む事が難しくなる。
【００１０】
これに対し、前記パーシャルカール構造を採用すれば、前記保持器３を前記外径側フランジ８の内側に組み込む際に於ける、前記外径側フランジ８の弾性変形量を多く（弾性変形する範囲を広く）できる。従って、前記外径側係止部９の突出量δを大きくし、且つ、前記保持器３の外径と前記外径側フランジ８の内径との差を或る程度小さくしても、この保持器３を前記外径側フランジ８の内側に、特に面倒なく組み込める。そして、特許文献２の図３〜４に記載された如く、外径側フランジの先端縁の円周方向複数箇所にパーシャルカール型の外径側係止部を形成すると共に、この外径側フランジのうちで、円周方向に隣り合う外径側係止部同士の間部分の軸方向に関する高さ寸法を小さくすれば、第一、第二両スラストレース同士の間で保持器及び各ころを設置した内部空間の外径側の開口面積を広くして、潤滑油流量を確保でき、前記(1)(2)の機能を得られる。
【００１１】
但し、上述した特許文献２の図３〜４に記載された構造によっても、前記(3)(4)の機能を得る事はできない。例えば、このうちの(3)の機能を得る為には、前記レース付スラストころ軸受１を構成する、前記第一、第二両スラストレース４、５同士の径方向に関する相対変位を或る程度（過大ではなく、適度に）許容する構造である事が必要である。即ち、これら両スラストレース４、５は、互いに相対回転する１対の部材にそれぞれ支持された状態で、これら両部材と共に回転する。従って、これら両部材の回転中心が径方向にずれていると、前記両スラストレース４、５が互いに振れ回り運動する。そして、この振れ回り運動の半径（偏心量）が大きくなると、図１０に示す様に、前記保持器３の一部が、前記外径側フランジ８の内周面と前記内径側フランジ１１の外周面との間で強く挟持される（保持器の「挟み込み」が発生する）。この結果、この保持器３の一部に大きなラジアル荷重が加わり、この保持器３に割れや亀裂等の損傷が発生し易くなる。又、この保持器３が回転しなくなって、前記各ころ２の公転及び自転が不能となり、これら各ころ２の転動面と、前記第一、第二両レース部７、１０の第一、第二両スラストレース面１７、２０とが擦れ合い（滑り接触し）、前記レース付スラストころ軸受１に、これら両スラストレース面１７、２０と前記各ころ２の転動面との接触部の焼き付きや、前記保持器３の破損等の、重大な損傷を発生する。
【００１２】
本発明が対象とする、外径側フランジの外径が６０〜１２０mm、前記内径側フランジの内径が４０〜８０mm程度のレース付スラストころ軸受１の場合、前記外径側係止部９としてフルカール型のものを採用し、この外径側係止部９の内径側を、前記保持器３を通過可能にすると、前述した通り、この外径側係止部９の径方向突出量を０．４mm程度に抑える必要がある。この条件では、前記レース付スラストころ軸受１の内部隙間は０．６〜１．６mm程度に止まり、前記両部材の回転中心の径方向のずれ（前記振れ回り運動の半径）が０．５mmを超えると、上述の様な損傷を発生する可能性が高くなる。前記特許文献２にも、この様な損傷を防止する為の技術は記載されていない。
【００１３】
又、前記レース付スラスト軸受１を前記ケーシング１３と前記相手部材１５との間に組み付ける場合、組み付け方向を間違えると、潤滑不良により耐久性が損なわれる等、前記レース付スラスト軸受１に十分な性能を発揮させる事ができない。即ち、このレース付スラストころ軸受１は、前記ケーシング１３に対し、図８に示した正規状態とは逆方向に（不正規状態で）組み付ける事も可能である。但し、不正規状態に組み付けられた場合、前記第一スラストレース４が、前記ケーシング１３と前記相手部材１５との間の隙間１６を塞ぎ、前記レース付ころ軸受１の内部に潤滑油が流通する事を妨げる。
【００１４】
この様な不都合を発生する逆組み付けを防止する為の構造として、例えば特許文献３の図１１〜１２には、第二スラストレースの第二スラストレース部の外径を、第一スラストレースの外径側フランジの外径よりも大きくした構造が記載されている。この様な構造によれば、前記第二スラストレースをケーシングの保持部内に挿入できないので、この第二スラストレースが、過ってこのケーシングの保持部に組み付けられる事を防止できる。即ち、この保持部には、本来内嵌すべき第一スラストレースしか組み付けられないので、前記逆組付けを防止できる。但し、この様な特許文献３の図１１〜１２に示した従来構造の場合には、前記第二スラストレース部の外周縁寄り部分で前記外径側フランジの外周面よりも径方向外方に突出した部分が、レース付スラストころ軸受の内部空間の外径側開口のかなりの部分を塞ぎ、潤滑油流量を少なくする為、前記(2)の機能が損なわれる。
以上の説明から分かる様に、従来構造の場合には、前記(1)〜(4)に示した機能を高次元で並立させる事が難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−１６４０２３号公報
【特許文献２】特開２００８−０３９０３１号公報
【特許文献３】特開２００４−０２８３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、保持器と１対のスラストレースとの分離防止機能を確保しつつ、相対回転する１対の部材の偏心に対する許容量を大きくし、且つ、内部に流通させる潤滑油の量を多くする事により、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のレース付スラストころ軸受は、保持器と、複数本のころと、第一、第二両スラストレースとを備える。
このうちの保持器は、円輪状で、それぞれが放射方向に長いポケットを円周方向複数箇所に設けている。
又、前記各ころは、前記各ポケット内に転動自在に設けられている。
又、前記両スラストレースは、前記保持器と相対回転を自在に、且つ、非分離に組み合わされたもので、何れも、硬質金属板を曲げ形成して成る。
このうちの第一スラストレースは、平坦で円輪状の第一スラストレース部と、この第一スラストレース部の外周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた円筒状の外径側フランジと、この外径側フランジの先端縁の一部で円周方向複数箇所に、この外径側フランジの先端縁から径方向内側に突出する状態で設けられた外径側係止部とを備える。又、前記外径側フランジの軸方向に関する高さ寸法を、この外径側係止部を設けていない部分で、同じく設けた部分よりも小さくしている。更に、前記外径側フランジの外径が６０〜１２０mmである。
一方、前記第二スラストレースは、平坦で円輪状の第二スラストレース部と、この第二スラストレース部の内周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた円筒状の内径側フランジと、この内径側フランジの先端縁の一部で円周方向複数箇所に、この内径側フランジの先端縁から径方向外側に突出する状態で設けられた内径側係止部とを備える。又、前記内径側フランジの内径が４０〜８０mmである。
【００１８】
特に、本発明のレース付スラストころ軸受に於いては、内部隙間が１〜２mmである。この内部隙間とは、各部材の弾性変形を伴わずに、前記両スラストレースが径方向に相対変位可能な寸法であり、前記両フランジと前記保持器とを同心に配置したと仮定した状態で、このうちの外径側フランジの内周面及び内径側フランジの外周面と前記保持器の内外両周面との間にそれぞれ存在する、環状隙間の径方向寸法の和である。
【００１９】
この様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記保持器を、第一、第二両保持器素子を組み合わせる事により、全体を中空環状としたものとする。又、これら両保持器素子のうちの前記第一スラストレース部側に配置される第一保持器素子を、円輪状の第一平板部の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向に直角に折り曲げた、第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部を形成して成るものとする。これに対して、前記第二スラストレース部側に配置される前記第二保持器素子を、円輪状の第二平板部の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向で、且つ、前記第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部と反対方向に直角に折り曲げた、第二内径側、第二外径側両嵌合円筒部を形成して成るものとする。そして、前記第一内径側嵌合円筒部を前記第二内径側嵌合円筒部に内嵌すると共に、前記第一外径側嵌合円筒部を前記第二外径側嵌合円筒部に外嵌する事により、前記両保持器素子を互いに組み合わせる。更に、前記第二外径側嵌合円筒部の直径を、前記第二平板部寄りの基半部よりもこの第二平板部から遠い側の先半部で大きくし、前記第一外径側嵌合円筒部を前記第二外径側嵌合円筒部に、この先半部でのみ外嵌する。
【００２０】
又、上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記第二スラストレースを、円輪状の第二スラストレース部（スラストレース本体）と、この第二スラストレース部の外周縁の一部から径方向外方に突出する状態で設けられた、少なくとも１個の突片とを備えたものとする。そして、前記第二スラストレース部の外径を前記外径側フランジの内径よりも小さく、前記突片を含む前記第二スラストレースの外接円の直径を、この外径側フランジの外径よりも大きくする。
この様な請求項３に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、前記突片の厚さ寸法を、前記第二スラストレース部の厚さ寸法よりも小さくする。そして、この突片のうちで前記外径側フランジの先端縁と対向する片面と、前記第二スラストレース部のうちで前記各ころを転がり接触させるレース面との境界部に、段差部を存在させる。
この様な請求項４に記載した発明を実施する場合に、更に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記突片を、前記第二スラストレース部の外周縁の複数箇所に、円周方向に関して等間隔に設ける。
【発明の効果】
【００２１】
上述の様に構成する本発明のレース付スラストころ軸受によれば、前記(1)〜(4)に示した機能を、高次元で並立させる事ができる。具体的には、保持器と１対のスラストレースとの分離防止機能を確保しつつ、相対回転する１対の部材の偏心に対する許容量を大きくし、且つ、内部に流通させる潤滑油の量を多くする事により、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できる。
【００２２】
このうち、前記(1)の分離防止機能は、外径側係止部と保持器の外周縁との係合により、この保持器と第一スラストレースとを、内径側係止部とこの保持器の内周縁との係合により、この保持器と第二スラストレースとを、それぞれ非分離に組み合わせる事により図れる。
この様に、これら両スラストレースと前記保持器とを非分離に組み合わせる為に、外径側、内径側両フランジの先端縁にそれぞれ設けた、外径側、内径側各係止部は、何れも、それぞれのフランジの先端縁の円周方向複数箇所に間欠的に形成されている。従って、前記各係止部の径方向に関する突出量を大きくしても、前記両スラストレースと前記保持器とを組み合わせる事ができる。そして、前記各係止部の径方向に関する突出量を大きくできる分、前記外径側フランジの内径と前記保持器の外径との差、並びに、前記内径側フランジの外径とこの保持器の内径との差を或る程度大きくしても、この保持器と前記両スラストレースとの分離防止機能を確実に果たせる。この結果、前記レース付スラストころ軸受の内部隙間として、１〜２mmと言った、比較的大きな値を採用できる。
【００２３】
この内部隙間として、この様に大きな値を採用する事により、前記両スラストレースが多少の振れ回り運動をした場合でも、これら両スラストレースに対する前記保持器の相対回転を保障できる。即ち、前記内部隙間が大きい為、前記振れ回り運動に基づいて、前記外径側フランジの内周面と前記内径側フランジの外周面との間隔が、円周方向の一部で狭くなっても、当該部分の間隔を、前記保持器の径方向幅よりも大きな値に保てる。従って、この保持器の円周方向の一部が、前記外径側フランジの内周面と前記内径側フランジの外周面との間で強く挟持される事がなくなる。この結果、両スラストレースの回転中心が多少ずれた場合でも、これら両スラストレースに対する前記保持器の相対回転を保障できて、前記(3)の機能を奏する事ができる。
【００２４】
又、前記内部隙間として比較的大きな値を採れる事と、前記外径側フランジのうちで前記外径側係止部を設けていない部分の軸方向に関する高さ寸法を小さくしている事とにより、前記内部空間に流通する潤滑油の量を確保できる。即ち、前記外径側フランジの高さ寸法を一部で小さくする事により、潤滑油がこの外径側フランジを径方向に通過し易くできる。又、前記内部隙間を大きくする事で、潤滑油が、前記保持器の内外両周縁と前記外径側フランジの内周面及び前記内径側フランジの外周面との間を通過し易くできる。この結果、運転時にレース付スラストころ軸受の潤滑油流量を確保して、前記(2)の機能を、高次元で奏する事ができる。
【００２５】
又、請求項２に記載した発明の様に、保持器を構成する第一保持器素子の外周縁に形成した第一外径側嵌合円筒部を、第二保持器素子の外周縁に形成した第二外径側嵌合円筒部に、この第二外径側嵌合円筒部の先半部でのみ外嵌すれば、前記保持器の外周縁と外径側係止部との係り代の確保と、これら保持器の外周縁と外径側係止部との擦れ合い防止との両立を図り易くできる。
更に、請求項３〜５に記載した発明の様に、第二スラストレースを構成する第二スラストレース部の外周縁に突片を設ける事により、回転支持部分に対してレース付スラストころ軸受を、過って逆方向に組み付ける事を確実に防止でき、前記(4)の機能を奏する事ができる。前記突片の円周方向幅は限られているので、この突片が前記内部空間に流通する潤滑油の流れを妨げる事は少なく、逆組み防止機能を備えたとしても、前記(2)の機能が損なわれる事は殆どない。特に、請求項４に記載した発明の様に、前記突片の厚さ寸法を小さくすれば、この突片の片面と前記外径側フランジの先端縁との間の隙間を十分に広くして、この突片が潤滑油の流れを妨げる程度を、より一層低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。
【図２】第一スラストレースの形状の２例を示す、図１の下方から見た図（ａ）及び径方向から見た図（ｂ）。
【図３】第二スラストレースの形状の２例を示す、図１の上方から見た図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す部分断面図。
【図５】第一、第二両スラストレースを偏心させて運転した場合の耐久性に関する試験の実施状況を示す断面図。
【図６】潤滑油の流通量に関する試験の実施状況を示す断面図。
【図７】従来から知られているレース付スラスト軸受の１例を示す部分断面図。
【図８】このレース付スラスト軸受の組み付け状態の１例を示す部分断面図。
【図９】第一スラストレースと、各ころを保持した保持器とを組み合わせる工程を順番に示す部分断面図。
【図１０】第一、第二両スラストレースの偏心運動に基づいて、保持器が外径側フランジと内径側フランジとの間に噛み込まれた状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のレース付スラストころ軸受１ａは、保持器３と、複数本のころ２と、第一、第二両スラストレース４ａ、５ａとを備える。このうちの保持器３及び各ころ２の構成に就いては、前述の図７に示した従来構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。又、前記第一、第二両スラストレース４ａ、５ａが、硬質金属を曲げ形成して成り、前記保持器３と相対回転を自在に、且つ、非分離に組み合わせた点に関しても、前記従来構造と同様である。
【００２８】
前記両スラストレース４ａ、５ａのうちの第一スラストレース４ａは、第一スラストレース部７ａと、外径側フランジ８ａと、複数｛図２の（Ａ）の構造では３個、（Ｂ）に示した構造では６個｝の外径側係止部９ａ、９ａとを備える。このうちの第一スラストレース部７ａは、平坦且つ円輪状であり、軸方向片面（図１の下面）を第一スラストレース面１７としている。又、前記外径側フランジ８ａは、短円筒状で、前記第一スラストレース部７ａの外周縁から、前記第一スラストレース面１７が存在する軸方向片側（図１の下側）に、ほぼ直角に折れ曲がった状態で設けられている。
【００２９】
又、前記各外径側係止部９ａ、９ａは、前記外径側フランジ８ａの先端縁の一部で円周方向等間隔の複数箇所｛図２の（Ａ）の構造では３箇所、（Ｂ）に示した構造では６箇所｝を径方向内方に向け、９０度未満だけ折り曲げる事により、前記外径側フランジ８ａの先端縁から径方向内側に突出する状態で設けられている。前記各外径側係止部９ａ、９ａの内接円の直径は、前記保持器３の外径よりも少しだけ（例えば１〜２mm程度）小さくしている。
【００３０】
更に、前記外径側フランジ８ａの先端縁の残部で、円周方向に隣り合う前記各外径側係止部９ａ、９ａ同士の間部分に、切り欠き部１８、１８を形成している。そして、これら各切り欠き部１８、１８の存在に基づき、前記外径側フランジ８ａの軸方向に関する高さ寸法を、前記各外径側係止部９ａ、９ａを設けていない部分で、同じく設けた部分よりも小さくしている。前記各切り欠き部１８、１８の形状は特に問わない。図２の（Ａ）（ｂ）に示す様な台形状であっても、或いは、図２の（Ｂ）（ｂ）に示す様な円弧状であっても良い。上述の様な第一スラストレース４ａの大きさは、前記外径側フランジ８ａの外径で、６０〜１２０mmとしている。
【００３１】
一方、前記第二スラストレース５ａは、第二スラストレース部１０ａと、内径側フランジ１１ａと、複数（図示の例では４個）の内径側係止部１２ａ、１２ａと、複数｛図３の（Ａ）構造では３個、（Ｂ）に示す構造では２個｝の突片１９、１９とを備える。このうちの第二スラストレース部１０ａは、平坦且つ円輪状であり、軸方向片面（図１の上面）を第二スラストレース面２０としている。又、前記内径側フランジ１１ａは、短円筒状で、前記第二スラストレース部１０ａの内周縁から、前記第二スラストレース面２０が存在する軸方向片側（図１の上側）に、ほぼ直角に折れ曲がった状態で設けられている。
【００３２】
又、前記各内径側係止部１２ａ、１２ａは、前記内径側フランジ１１ａの先端縁の一部で円周方向複数箇所（図示の例では４箇所）を径方向外方に向け、この内径側フランジ１１ａの先端縁から径方向外側に突出する状態で設けられている。本例の場合に前記各内径側係止部１２ａ、１２ａは、前記内径側フランジ１１ａの先端縁を径方向外側に向け、軸方向から見た形状が略Ｖ字形となる様に曲げ形成して成る。尚、この様な前記各内径側係止部１２ａ、１２ａの形状等に就いては、前記特許文献３の図８〜１０に記載された「係止部７ａ、７ａ」と同様であり、従来から広く知られている形状であるから、詳しい説明は省略する。前記内径側フランジ１１ａの先端縁に関しても、円周方向に隣り合う前記各内径側係止部１２ａ、１２ａ同士の間部分に切り欠き部２１、２１を形成して、前記内径側フランジ１１ａの軸方向に関する高さ寸法を、前記各内径側係止部１２ａ、１２ａを設けていない部分で、同じく設けた部分よりも小さくしている。
【００３３】
更に、前記各突片１９、１９は、前記第二スラストレース部１０ａの外周縁のうちで、円周方向等間隔複数箇所｛図３の（Ａ）の構造では３箇所、（Ｂ）に示した構造では２箇所｝に、前記第二スラストレース部１０ａの外周縁から径方向外方に突出する状態で形成している。前記各突片１９、１９の形状は特に問わない。図３の（Ａ）に示す様な半円形であっても、或いは（Ｂ）に示す様な矩形であっても良い。前記各突片１９、１９の厚さ寸法ｔは、前記第二スラストレース部１０ａの厚さ寸法Ｔよりも小さい（ｔ＜Ｔ）。但し、前記第二スラストレース面２０と反対側（図１の下側）で、前記第二スラストレース部１０ａと前記各突片１９、１９とは同一平面上に存在する。従って、前記第二スラストレース面２０の側で、これら各突片１９、１９の片面（図１の上面）と前記第二スラストレース面２０との境界部に、高さ寸法ｈ（＝Ｔ−ｔ）を有する、段差部２２が存在する。この様な形状を有する、前記第二スラストレース５ａの大きさは、前記内径側フランジの内径で４０〜８０mm程度である。又、前記第二スラストレース部１０ａの外径は、前記各ころ２の外接円の直径よりも大きく、前記外径側フランジ８ａの内径よりも小さい。又、前記各突片１９、１９の外接円の直径は、この外径側フランジ８ａの外径よりも大きい。
【００３４】
更に、本例のレース付スラストころ軸受１ａは、前記保持器３の外径及び内径と、前記外径側フランジ８ａの内径と、前記内径側フランジ１１ａの外径とを適切に規制する事により、内部隙間の大きさを１〜２mmとしている。この内部隙間とは、前記レース付スラストころ軸受１ａを構成する各部材３、４ａ、５ａの弾性変形を伴わずに、このうちの第一、第二両スラストレース４ａ、５ａが径方向に相対変位可能な寸法である。これら両スラストレース４ａ、５ａが偏心して、前述の図１０の上部に示す様に、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａの周面同士の間で前記保持器３の円周方向の一部を挟持すると、径方向反対側では、前述の図１０の下部に示す様に、この保持器３の内外両周面と、前記内径側フランジ１１（１１ａ）の外周面及び前記外径側フランジ８（８ａ）の内周面との間に、それぞれ隙間が介在する状態となる。これら両隙間の径方向寸法をそれぞれＣ１、Ｃ２とすると、前記内部隙間は、（Ｃ１＋Ｃ２）／２となる。言い換えれば、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａと前記保持器３とを同心に配置したと仮定した状態で、このうちの外径側フランジ８ａの内周面と前記保持器３の外周面との間に径方向寸法がｃ２（＝Ｃ２／２）の環状隙間が、前記内径側フランジ１１ａの外周面と前記保持器３の内周面との間にｃ１（＝Ｃ１／２）の環状隙間が、それぞれ介在する状態となる。前記内部隙間の値は、これら両環状隙間の径方向寸法の和（ｃ１＋ｃ２）で表される。
【００３５】
本例のレース付スラストころ軸受１ａは、上述の様に構成する為、前記保持器３と、前記第一、第二両スラストレース４ａ、５ａとの分離防止機能を確保しつつ、これら両スラストレース４ａ、５ａを支持した状態で相対回転する１対の部材の偏心に対する許容量を大きくし、且つ、内部に流通させる潤滑油の量を多くできる。この結果、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できるレース付スラストころ軸受１ａを実現できる。
【００３６】
先ず、前記各部材３、４ａ、５ａ同士の相対回転を許容しつつ分離を防止する機能は、前記各外径側係止部９ａ、９ａと前記保持器３の外周縁との係合により、この保持器３と前記第一スラストレース４ａとを、前記各内径側係止部１２ａ、１２ａとこの保持器３の内周縁との係合により、この保持器３と前記第二スラストレース５ａとを、それぞれ非分離に組み合わせる事により図れる。本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、前記外径側、内径側各係止部９ａ、１２ａは、何れも、それぞれ外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａの先端縁の円周方向複数箇所に間欠的に形成されている。従って、前記各係止部９ａ、１２ａの径方向に関する突出量を或る程度大きくしても、前記両スラストレース４ａ、５ａと前記保持器３とを組み合わせる事ができる。
【００３７】
即ち、ぞれぞれの先端縁の円周方向複数箇所に前記外径側、内径側各係止部９ａ、１２ａを間欠的に設けた、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａの曲げ剛性は、全周に亙って（フルカール型の）係止部を設けたフランジに比べて低く、前記保持器３の外周縁部又は内周縁部を通過させ易い。この為、上述の様に、前記各係止部９ａ、１２ａの径方向に関する突出量を大きくできる。そして、これら各係止部９ａ、１２ａの突出量を大きくできる分、前記外径側フランジ８ａの内径と前記保持器３の外径との差、並びに、前記内径側フランジ１１ａの外径とこの保持器３の内径との差を大きくしても、この保持器３と前記第一、第二両スラストレース４ａ、５ａとの分離防止機能を確実に果たせる。この結果、前記レース付スラストころ軸受１ａの内部隙間として、１〜２mmと言った、比較的大きな値を採用できる。
【００３８】
そして、本例のレース付スラストころ軸受１ａは、前記内部隙間として、上述の様に大きな値（１〜２mm）を採用する事により、前記第一、第二両スラストレース４ａ、５ａが多少の振れ回り運動（偏心運動）をした場合でも、これら両スラストレース４ａ、５ａに対する前記保持器３の相対回転を保障できる。即ち、前記内部隙間が大きい為、前記振れ回り運動に基づいて、前述の図１０の上部に示す様に、前記外径側フランジ８ａの内周面と前記内径側フランジ１１ａの外周面との間隔が、円周方向の一部で狭くなっても、当該部分の間隔を、前記保持器３の径方向幅よりも大きな値に保てる。従って、この保持器３の円周方向の一部が、前記外径側フランジ８ａの内周面と前記内径側フランジ１１ａの外周面との間で強く挟持される事がなくなる。この結果、第一、第二両スラストレース４ａ、５ａの回転中心が多少ずれた場合でも、これら両スラストレース４ａ、５ａに対する前記保持器３の相対回転を保障できる。例えば、前述の図７に示した従来構造の場合、前記回転中心同士のずれが０．５mmを超えると、前述した様に、保持器３の破損や、スラストレース面と各ころ２の転動面との接触部の焼き付き等の損傷が発生し易くなる。これに対して、本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、前記内部隙間を大きくできるので、前記回転中心同士のずれが０．６mmを超える様な、厳しい使用条件下でも、上述の様な損傷の発生を防止できる。
【００３９】
又、前記内部隙間として比較的大きな値（１〜２mm）を採れる事と、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａのうちで前記外径側、内径側各係止部９ａ、１２ａを設けていない部分に前記各切り欠き部１８、２１を形成し、この部分の軸方向に関する高さ寸法を小さくしている事とにより、前記内部空間に流通する潤滑油の量を確保できる。即ち、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａの高さ寸法を一部で小さくする事により、これら外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａと前記保持器３の周縁部との間に存在する、前記内部空間の開口部の面積を、前記図７に示した従来構造に比べて、２〜１０倍程度にまで広くできる。そして、前記内部空間内への潤滑油の流入、この内部隙間からの潤滑油の排出を円滑にして、この内部空間内に潤滑油を、径方向に通過し易くできる。又、前記内部隙間を大きくする事で、潤滑油が、前記保持器３の内外両周縁と、前記外径側フランジ８ａの内周面及び前記内径側フランジ１１ａの外周面との間の環状隙間を通過し易くできる。この結果、運転時に前記レース付スラストころ軸受１ａの潤滑油流量を十分に確保できて、前記図７に示した従来構造に比べ、この潤滑油の流量を２０％以上、例えば４０％程度増大させる事が可能になり、その分、前記レース付スラストころ軸受１ａの信頼性及び耐久性の向上を図れる。
【００４０】
更に、本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、前記第二スラストレース５ａを構成する前記第二スラストレース部１０ａの外周縁に、前記各突片１９、１９を設けている。これら各突片１９、１９の外接円の直径は、前記外径側フランジ８ａの外径よりも大きい。従って、例えば前述の図８に示したケーシング１３の保持部１４に対し、前記外径側フランジ８ａを設けた前記第一スラストレース４ａは内嵌できるが、前記各突片１９、１９を設けた前記第二スラストレース５ａは内嵌できない。この為、回転支持部分を構成する前記ケーシング１３に対して前記レース付スラストころ軸受１ａを、過って逆方向に組み付ける事を確実に防止できる。
【００４１】
又、前記各突片１９、１９の円周方向幅は限られているので、これら各突片１９、１９が前記内部空間に流通する潤滑油の流れを妨げる事は少ない。従って、逆組み防止機能を備えたとしても、前記潤滑油流量を十分に確保できる。しかも、本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、前記各突片１９、１９の厚さ寸法ｔを、これら各突片１９、１９のうちで、前記外径側フランジ８ａの先端縁に対向する面側を凹ませる事で小さくしている。この為、前記各突片１９、１９の片面と前記外径側フランジ８ａの先端縁との間の隙間を十分に広くして、これら各突片１９、１９が潤滑油の流れを妨げる程度を、より一層低減できる。
【００４２】
［実施の形態の第２例］
図４は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、保持器３ａの構造を工夫する事により、この保持器３ａの外周縁と、第一スラストレース４ａの外周縁部に設けた複数の外径側係止部９ａとの係り代の確保と、これら保持器３ａの外周縁と外径側係止部９ａとの擦れ合い防止との両立を図り易くしている。
【００４３】
前記保持器３ａの基本的構成自体は、上述した実施の形態の第１例と同様であり、第一、第二両保持器素子２５、２６を組み合わせる事により、全体を中空環状としている。これら両保持器素子２５、２６のうち、前記第一スラストレース４ａの第一スラストレース部７ａ側に配置される、前記第一保持器素子２５は、第一平板部２７と、第一内径側嵌合円筒部２８と、第一外径側嵌合円筒部２９とを備える。このうちの第一平板部２７は、円輪状で、円周方向等間隔複数箇所に、それぞれが径方向に長い長矩形の第一透孔３０を、放射状に形成している。又、前記第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部２８、２９は、前記第一平板部２７の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向に直角に折り曲げて成る。又、第二スラストレース５ｂの第二スラストレース部１０ｂ側に配置される、前記第二保持器素子２６は、第二平板部３１と、第二内径側嵌合円筒部３２と、第二外径側嵌合円筒部３３とを備える。このうちの第二平板部３１は、円輪状で、円周方向等間隔複数箇所に、それぞれが径方向に長い長矩形で、前記各第一透孔３０と同数の第二透孔３４を、放射状に形成している。又、前記第二内径側、第二外径側両嵌合円筒部３２、３３は、前記第二平板部３１の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向で、且つ、前記第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部２８、２９とは反対側に直角に折り曲げて成る。更に、前記第二外径側嵌合円筒部３３の直径を、前記第二平板部３１寄りの基半部３５よりも、この第二平板部３１から遠い側の先半部３６で大きくして、前記第二外径側嵌合円筒部３３を、段付円筒状としている。
【００４４】
上述の様な第一、第二両保持器素子２５、２６は、前記第一内径側嵌合円筒部２８を前記第二内径側嵌合円筒部３２に締り嵌めで内嵌すると共に、前記第一外径側嵌合円筒部２９を前記第二外径側嵌合円筒部３３の先半部３６に締り嵌めで外嵌する事により、前記両保持器素子２５、２６を互いに組み合わせ、前記保持器３ａとしている。この際、前記第一外径側嵌合円筒部２９は前記第二外径側嵌合円筒部３３に、前記先半部３６でのみ外嵌する。この為に、前記第一外径側嵌合円筒部２９の高さ（軸方向寸法）を、この先半部３６の高さ以下としている。尚、前記両保持器素子２５、２６の組み合わせ作業は、これら両保持器素子２５、２６の第一、第二両平板部２７、３１に形成した、前記第一、第二各透孔３０、３４の位相を合わせると共に、これら各透孔３０、３４同士の間にそれぞれころ２を配置した状態で行う。これら各透孔３０、３４の長さ（径方向寸法）はこれら各ころ２の長さよりも大きく、これら各透孔３０、３４の幅（周方向寸法）はこれら各ころ２の外径よりも小さい。従って、前記第一、第二両保持器素子２５、２６を組み合わせて前記保持器３ａを構成すると、前記各ころ２は、前記第一、第二各透孔３０、３４同士の間に、脱落を阻止された状態で、転動自在に保持される。即ち、これら第一、第二各透孔３０、３４が合わさって、ポケット６を構成する。
【００４５】
上述の様に構成する本例の構造によれば、前記保持器３ａの外周縁と、前記第一スラストレース４ａの外周縁部に設けた複数の外径側係止部９ａとの係り代の確保と、これら保持器３ａの外周縁と外径側係止部９ａとの擦れ合い防止との両立を図れる。即ち、本例の構造の場合には、前記保持器３ａの最大外径部である、前記第一外径側嵌合円筒部２９の高さを小さくしている為、この第一外径側嵌合円筒部２９と前記外径側係止部９ａとが、径方向に関して重畳しない様にできる。この為、レース付スラストころ軸受１ｃの運転時に、円周方向に関して間欠的に設けられた前記各外径側係止部９ａと前記保持器３ａの外周縁とが擦れ合う事を防止できて、この保持器３ａの円滑な回転を保障し、延いては前記レース付スラストころ軸受１ｃの運転状態を安定させ易くできる。
【００４６】
その他の部分の構成及び作用に就いては、突片１９（図１、３参照）を省略している点を除き、前述した実施の形態の第１例とほぼ同様であるから、重複する説明は省略する。尚、本例の構造に関しても、前述した実施の形態の第１例と同様に、特許請求の範囲中の請求項３〜５に記載した発明を併せて実施すべく、前記第二スラストレース５ｂを構成する前記第二スラストレース部１０ｂの外周縁に、前記突片１９を設ける事もできる。
【実施例１】
【００４７】
本発明の効果を確認する為に行った試験に就いて、表１、２及び図５〜６を参照しつつ説明する。このうち、表１及び図５は、レース付スラストころ軸受の内部隙間の大きさが、第一、第二両スラストレースを互いに偏心させて運転した状態での耐久性に及ぼす影響を知る為の試験（偏心試験）と、同じく、スラスト荷重を負荷した状態と負荷しない状態とを交互に繰り返す運転状態が耐久性に及ぼす影響を知る為の試験（荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験）との２種類の試験の条件及び結果等に就いて示している。これら２種類の試験に共通する条件は、下記の通りである。
レース付スラストころ軸受の外径 ： ８５mm
同じく内径 ： ５４mm
同じく軸方向厚さ（軸受幅） ： ５．４mm
試験荷重（Ｐ／Ｃ） ： ０．４（Ｆａ＝１２６００Ｎ）
回転速度（第一スラストレース側回転） ： ６０００min-1
潤滑条件 ： ＡＴＦにより回転中心まで浸漬する油浴
潤滑油温度 ： １２０℃
又、偏心試験では、図５に示した偏心治具２３により、第一、第二のスラストレースの中心軸を０．６mmずらせた。
更に、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験では、被試験体であるレース付スラストころ軸受１ｂと別のスラスト軸受２４を介してこのレース付スラストころ軸受１ｂに、前記試験荷重を、２秒毎に（１サイクル４秒として）繰り返し加えた。第一、第二のスラストレースは互いに同心とした。
【００４８】
試験は、振動計により前記レース付スラストころ軸受１ｂ部分で発生する振動を計測しつつ行い、この振動が予め設定した閾値を超えて大きくなった場合には、当該レース付スラストころ軸受１ｂが寿命に達したとして、その時点で試験を打ち切った。下記の表１には、打ち切りまでの時間と共に、不合格を表す「×」印を記載した。又、６０時間（ｈｒ）経過するまで振動が大きくならなかった場合には、その時点で試験を打ち切り、当該レース付スラストころ軸受１ｂを分解して、保持器の損傷の有無、スラストレース面のフレーキング等の損傷の有無を目視で観察し、何れかの損傷があった場合には不合格を表す「×」印を、何れの損傷もなかった場合には合格を表す「○」印を、表１中にそれぞれ記載した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
この表１中、実施例１〜６は、何れも、内部隙間の大きさが１〜２mmの範囲内に収まっており、０．６mmと言った、大きな偏心量の下で運転した場合でも、何れも、計算寿命６０時間に到っても、保持器破損やフレーキング等の損傷は発生しなかった（内部隙間を１mm以上とする事による効果）。又、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験では、スラスト荷重が抜けた状態で（荷重ＯＦＦ時に）保持器が自重により落下し、その後荷重がＯＮされた状態でレース付スラストころ軸受が回転する事に伴って、前記保持器の周方向の一部が、外径側フランジの内周面と内径側フランジの外周面との間に挟持される挟み込みが発生した。但し、この場合でも、保持器の摩耗は軽微であり、計算寿命である６０時間に到っても、レース付スラストころ軸受の何れの部分にも、特に問題となる様な損傷は発生しなかった（内部隙間を２mm以下に抑える事による効果）。
これに対して、内部隙間の大きさが本発明の範囲（１〜２mm）から外れる比較例１〜７の場合には、偏心試験と荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験との一方又は双方で、不合格となった。即ち、前記内部隙間が小さい、比較例１、２、４、６、７は、上述した何れの試験でも保持器の挟み込みが発生した。そして、一部に６０時間経過するまで試験を継続できたものもあったが、当該レース付スラストころ軸受を分解して各部品を調べると、亀裂或いはフレーキング等の損傷が発生していた。
上述の様な、表１にその結果を表した試験から、内部隙間を１〜２mmに規制する事により、優れた耐久性を有するレース付スラストころ軸受を実現できる事が確認できた。
【００５１】
次に、レース付スラストころ軸受の構造の相違が、当該レース付スラストころ軸受の潤滑油流量に及ぼす影響を知る為に行った試験に就いて説明する。試験条件は次の通りである。
レース付スラスト軸受の外径 ： ８５mm
同じく内径 ： ５４mm
同じく軸方向厚さ（軸受幅） ： ５．４mm
試験荷重（Ｐ／Ｃ） ： ０．０５（Ｆａ＝１２６００Ｎ）
回転速度（第二スラストレース側回転） ： ５００min-1、３０００min-1、５０００min-1の３段階
潤滑条件 ： ＡＴＦを５ｋＰａの圧力で内径側から供給
潤滑油温度 ： １００℃
第一スラストレースの厚さ ： ０．８mm
第二スラストレースの厚さ ： １．６mm
この様な条件で行った試験の結果を、次の表２に示す。尚、実施例１〜６及び比較例１〜７の構造は、それぞれ表１と表２とで対応している（同じ仕様である）。
【００５２】
【表２】
【００５３】
上述の様な条件で行った試験の結果を表した表２の記載から明らかな通り、本発明の技術的範囲に属する実施例１〜６のレース付スラストころ軸受は、何れも、回転速度に拘らず、本発明の技術的範囲から外れる比較例１〜７のレース付スラストころ軸受に比べて、内部空間を通過する潤滑油の量を２倍以上確保できた。
以上、表１、２にそれぞれの結果を表した、３種類の試験の結果から明らかな通り、本発明の技術的範囲に属するレース付スラストころ軸受によれば、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できる構造を実現できる。
【００５４】
尚、比較例１の構造は、フルカール型の外径側係止部を備えたものであるが、内部隙間が０．８mmで、挟み込み量が０．２mmとなり、６０時間経過して試験を終了したが、内部を確認したところ、保持器に割れが発生していた。荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験に就いては、６０時間経過後も異常は発生しなかった。但し、潤滑油流量に就いては、開口面積が狭い事から少なく、使用条件が厳しくなると、十分な耐久性を確保しにくい事が分かった。
【００５５】
又、比較例２〜５に関しては、それぞれ外径側フランジの先端縁部に複数の外径側係止部を、円周方向に間欠的に形成すると共に、円周方向に隣り合う外径側係止部同士の間に切り欠きを形成し、更に、内部隙間を０．８mm、又は２．３mmとした事で、偏心試験では比較例３、５に関する限り合格であった。但し、これら比較例３、５の場合、内部隙間が過大である為、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験では、ＯＦＦ時に於ける保持器の落下量が多い事により、途中で保持器の破損が発生した。又、比較例２、４に関しては、偏心試験で、保持器の外周縁部の摩耗に基づき、この保持器が破損した。潤滑油流量に関しては、比較例２〜７の場合には、比較例１に比べて増大したが、実施例１〜６に比べれば未だ少なかった。尚、これら実施例１〜６中、逆組み防止用の各突片を薄くした（段差を設けた）実施例２、３、５、６に関しては、特に薄くしていない実施例１、４に比べても、更に潤滑油流量を多くできた。
【００５６】
更に、比較例６、７に関しては、前述の様に、例えば特許文献３の図１〜２に示されている如く、従来から広く実施されている、通常タブ構造であるが、前述の図１、７に示した如く、薄肉の第一スラストレースを構成する外径側フランジの先端縁に、突出量の大きな外径側係止部を設ける事は難しく、従って、内部隙間を確保する事も難しい。即ち、前記比較例６、７に関しては、内部隙間が、それぞれ０．６mm、０．４mmと小さく、偏心試験では途中で保持器の外周縁部に摩耗が発生して保持器が破断した。又、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験でも、途中で保持器の破損が発生した。尚、比較的厚肉の第二スラストレースを構成する内径側フランジの先端縁には、上述の様な通常タブ構造でも、大きな突出量を確保し易い。従って、前述の図１、３に示した本発明の実施の形態の第１例に関しても、内径側フランジ１１ａの先端縁に形成した内径側係止部１２ａ、１２ａとして、上述の様な通常タブ構造を採用している。又、潤滑油流量に関しては、前記比較例６、７の場合も、前述の比較例１〜５と同様の傾向を示した。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のレース付スラストころ軸受は、自動車のトランスミッションに限らず、農業機械、建設機械、鉄鋼機械、コンプレッサの如きエンジン用補機等の、各種回転機械の回転支持部分に利用できる。
又、本発明を実施する場合に使用する保持器は、図示の実施の形態では、それぞれが金属板を曲げ形成して成る１対の保持器素子を中空環状に組み合わせて成る構造を採用している。これら両保持器素子を構成する金属板としては、例えば、厚さが０．４mm程度の炭素鋼板（例えばＳＰＣＣ材）を窒化処理して、表面硬度をＨｖ４００〜Ｈｖ８５０としたものを使用できる。但し、１枚の金属板を断面クランク形に折り曲げて全体を円輪状としたものや、合成樹脂（例えばＰＡ６６、ＰＡ４６、ＰＰＳ等）製の保持器を使用する事もできる。
【００５８】
何れの保持器を使用する場合でも、保持器の軸方向厚さは、各ころの直径の８０％以下とする事で、この保持器の軸方方向両側面と第一、第二両スラストレース面との間の環状空間の厚さを確保し、潤滑油流量の確保を図る事が好ましい。但し、前記保持器の軸方向厚さを、前記各ころの直径の５０％未満にすると、この保持器に形成した各ポケットの内面とこれら各ころの転動面とを係合させ難くなり（この保持器の軸方向位置を各ころにより規制する事が難しくなり、無理に規制しようとすると、前記各ポケットの内面とこれら各ころの転動面とが強く擦れ合い）これら各ころの円滑な転動が妨げられる可能性が高くなる。そこで、前記保持器の軸方向厚さは、これら各ころの直径の５０〜８０％の範囲内に収める事が好ましい。
【００５９】
又、前記第一スラストレースの厚さ寸法に関しては、前述の様な０．８mmに限らずに実施できる。例えば、この第一スラストレースを、ＳＫ８５等の、炭素含有量（Ｃ％）が０．５〜１．０重量％のずぶ焼き材、或いは、ＳＣＭ４１５等の浸炭材（素材のＣ％＝０．１〜０．５重量％）を用いる事により、前記第一スラストレースの厚さが０．６〜２．０mmの範囲で、パーシャルカール加工が可能になる。尚、フルカール加工の場合には、厚さが１．０mmを超えると、低コストで行えるプレス加工では、外径側係止片の加工が難しくなる。
第二スラストレースに関しては、使用できる材料は、上述した第一スラストレースと同様である。厚さは、先に２．０mmの場合に就いて説明したが、０．６〜５．０mmの範囲で実施可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ レース付スラストころ軸受
２ ころ
３、３ａ 保持器
４、４ａ 第一スラストレース
５、５ａ、５ｂ 第二スラストレース
６ ポケット
７、７ａ 第一スラストレース部
８、８ａ 外径側フランジ
９、９ａ 外径側係止部
１０、１０ａ、１０ｂ 第二スラストレース部
１１、１１ａ 内径側フランジ
１２、１２ａ 内径側係止部
１３ ケーシング
１４ 保持部
１５ 相手部材
１６ 隙間
１７ 第一スラストレース面
１８ 切り欠き部
１９ 突片
２０ 第二スラストレース面
２１ 切り欠き部
２２ 段差部
２３ 偏心治具
２４ スラスト軸受
２５ 第一保持器素子
２６ 第二保持器素子
２７ 第一平板部
２８ 第一内径側嵌合円筒部
２９ 第一外径側嵌合円筒部
３０ 第一透孔
３１ 第二平板部
３２ 第二内径側嵌合円筒部
３３ 第二外径側嵌合円筒部
３４ 第二透孔
３５ 基半部
３６ 先半部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のトランスミッション等、各種回転機械の回転支持部分に加わるスラスト荷重を支承する為、この回転支持部分に組み付けた状態で利用するレース付スラストころ軸受（スラストニードル軸受を含む）の改良に関する。具体的には、保持器と１対のスラストレースとの分離防止機能を確保しつつ、相対回転する１対の部材の偏心に対する許容量を大きくし、且つ、内部に流通させる潤滑油の量を多くする事により、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できる構造の実現を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションの如き各種回転機械の回転支持部分には、例えば特許文献１に記載されている様なスラストころ軸受を装着して、回転軸等の回転部材とケーシング等の静止部材との間に加わるスラスト荷重を支承しつつ、この回転部材の回転を許容する様にしている。又、この様なスラストころ軸受を介して相対回転する１対の部材が、必要とする硬度を確保する事が難しい材料である場合、或いは、必要とする平滑面に加工する事が困難乃至は面倒である場合には、１個の保持器及び複数本のころと２枚のレースとを組み合わせた、レース付スラストころ軸受を使用する。
【０００３】
図７は、従来から広く知られているレース付スラストころ軸受１の１例を示している。このレース付スラストころ軸受１は、広く知られている様に、放射方向に配列された複数のころ２と、これら各ころ２を保持する保持器３と、これら各ころ２を、この保持器３の軸方向に関して両側から挟持する、第一、第二両スラストレース４、５とから成る。この保持器３は全体を円輪状に造られたもので、前記各ころ２と同数のポケット６を、円周方向に関して等間隔に、放射状に配列して成る。
【０００４】
又、前記第一、第二両スラストレース４、５は、それぞれが軸受鋼或いは肌焼鋼等の、十分な硬度を有する硬質金属板に、プレスによる打ち抜き加工及び曲げ加工を施す事により造られている。一般的に外輪と呼ばれる第一スラストレース４は、平坦で円輪状の第一スラストレース部７と、この第一スラストレース部７の外周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた、円筒状の外径側フランジ８とを備える。又、この外径側フランジ８の先端縁に、径方向内方に折れ曲がった外径側係止部９を設けている。これに対して、一般的に内輪と呼ばれる第二スラストレース５は、平坦で円輪状の第二スラストレース部１０と、この第二スラストレース部１０の内周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた、円筒状の内径側フランジ１１とを備える。又、この内径側フランジ１１の先端縁に、径方向外側に折れ曲がった内径側係止部１２を設けている。
【０００５】
前記外径側フランジ８の内径は前記保持器３の外径よりも大きくし、前記内径側フランジ１１の外径はこの保持器３の内径よりも小さくして、これら両フランジ８、１１同士の間にこの保持器３を、前記両スラストレース４、５に対する相対回転を自在に配置可能としている。又、前記外径側係止部９の内接円の直径は、前記保持器３の外径よりも少しだけ小さくし、前記内径側係止部１２の外接円の直径は、この保持器の内径よりも少しだけ大きくしている。そして、前記両フランジ８、１１を弾性変形させつつ、前記各ころ２を保持した前記保持器３と前記両スラストレース４、５とを組み合わせ、組み合わせ後には、これら各部材３、４、５が相対回転自在で、且つ、不用意に分離しない様にしている。尚、図示の例では、前記第一スラストレース４を、硬度の高い鉄系合金製の部材に、前記第二スラストレース５を、硬度の低いアルミニウム系合金製の部材に、それぞれ組み付ける事を考慮している。この為、前記第二スラストレース５の厚さ寸法を、前記第一スラストレース４の厚さ寸法よりも大きくしている。
【０００６】
上述の様に構成されるレース付スラストころ軸受１は、例えば図８に示す様に、前記第一スラストレース４の外周縁に形成した外径側フランジ８を、ケーシング１３に形成した保持部１４に内嵌した状態で、スラスト荷重が発生する回転部分に装着する。又、前記第二スラストレース５を、相手部材１５の端面に当接させる。この状態で、この相手部材１５を前記ケーシング１３に対し、回転自在に支持する。これら相手部材１５とケーシング１３との間に加わるスラスト荷重は、前記レース付スラスト軸受１が支承する。
【０００７】
上述した様なレース付スラスト軸受１には、次の(1)〜(4)の様な機能が、できる限り高次元で並立させられる事が要求される。
(1) 前記保持器３と前記両スラストレース４、５とが不用意に分離しない事。
この機能は、前記レース付スラスト軸受１を軸受の製造工場からトランスミッション等の組立工場に輸送し、所定部分に組み付けるまでの間、前記各部材３、４、５が分離する事で、前記レース付スラスト軸受１本来の性能を得られなくなったり、トランスミッション等の組立作業が面倒になるのを防止する為に必要である。
(2) トランスミッション等の運転時に、前記両スラストレース４、５同士の間で、前記保持器３及び前記各ころ２を設置した内部空間を流通する潤滑油の流量（潤滑油流量）を確保できる事。
この機能は、トランスミッション等の運転時に、前記各ころ２の転動面と前記第一、第二両レース部７、１０との転がり接触部に形成される油膜の強度を確保すると共に、これら各転がり接触部を効果的に冷却する為に必要である。
(3) 前記両スラストレース４、５の回転中心が多少ずれた（これら両スラストレース４、５が多少の偏心運動をする）場合でも、前記両スラストレース４、５に対する前記保持器３の相対回転が保障される事。
この機能は、前記レース付スラスト軸受１やトランスミッション等の製造誤差、組み付け誤差等により、前記両スラストレース４、５の回転中心が多少ずれた場合でも、前記レース付スラスト軸受１の機能を確保する為に必要である。
(4) 前記ケーシング１３等に対して、前記レース付スラストころ軸受１を所定方向にのみ組み付け可能である（逆方向には組み付け不能である）事。
この機能は、前記レース付スラストころ軸受１を逆方向に組み付ける事で、潤滑油の流路が塞がれて、このレース付スラストころ軸受１に、焼き付き等の損傷が発生するのを防止する為に必要である。
【０００８】
従来構造の場合、上述の(1)〜(4)に示した機能を高次元で並立させる事が難しく、トランスミッション等、レース付スラスト軸受を組み込んだ各種機械装置の性能向上を図る上で不利であった。以下、この点に就いて説明する。
前記(1)(2)の機能を高次元で両立させる為には、前記外径側、内径側各係止部９、１２と前記保持器３の周縁部との係り代を大きくしつつ、前記外径側、内径側両フランジ８、１１とこの保持器３の外内両周面との間に存在する隙間を広くする必要がある。但し、前記両スラストレース４、５と前記保持器３との組立性を考慮すれば、前記係り代を過度に大きくする事はできない。例えば、この保持器３と前記第一スラストレース４とを組み合わせる場合には、図９の（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）に示す様に、前記外径側フランジ８を径方向外方に弾性変形させつつ、前記保持器３の外周縁部を前記外径側係止部９を乗り越えさせる。この作業は、前記外径側フランジ８の内周面からのこの外径側係止部９の突出量δが大き過ぎると難しくなる。
【０００９】
前記外径側係止部９として従来から、前記外径側フランジ８の先端縁部を全周に亙って径方向内方に曲げ形成して成る、所謂フルカール構造と、同じく周方向に関して間欠的に存在する複数箇所をそれぞれ径方向内方に曲げ形成して成る、所謂パーシャルカール構造とがある。このうちのフルカール構造の場合には、前記突出量δを相当に小さくするか、或いは、この突出量δを確保する代わりに、前記保持器３の外径を前記外径側フランジ８の内径よりも相当に小さくしなければ、この保持器３をこの外径側フランジ８の内側に組み込めない。但し、前記保持器３の外径を前記外径側フランジ８の内径よりもあまり小さくする事は、前記第一スラストレース４に対する前記保持器３の径方向に関する位置決め性を確保する（この保持器３の径方向振れを抑える）面からは好ましくない。この為、前記フルカール構造を採用する場合には、前記突出量δを小さくする必要がある。本発明が対象とする、外径側フランジの外径が６０〜１２０mm、前記内径側フランジの内径が４０〜８０mm程度のレース付ころ軸受１で、前記外径側係止部９をフルカール構造とした場合には、前記突出量δを０．４mmを越えて大きくすると、前記保持器３を前記外径側フランジ８の内側に組み込む事が難しくなる。
【００１０】
これに対し、前記パーシャルカール構造を採用すれば、前記保持器３を前記外径側フランジ８の内側に組み込む際に於ける、前記外径側フランジ８の弾性変形量を多く（弾性変形する範囲を広く）できる。従って、前記外径側係止部９の突出量δを大きくし、且つ、前記保持器３の外径と前記外径側フランジ８の内径との差を或る程度小さくしても、この保持器３を前記外径側フランジ８の内側に、特に面倒なく組み込める。そして、特許文献２の図３〜４に記載された如く、外径側フランジの先端縁の円周方向複数箇所にパーシャルカール型の外径側係止部を形成すると共に、この外径側フランジのうちで、円周方向に隣り合う外径側係止部同士の間部分の軸方向に関する高さ寸法を小さくすれば、第一、第二両スラストレース同士の間で保持器及び各ころを設置した内部空間の外径側の開口面積を広くして、潤滑油流量を確保でき、前記(1)(2)の機能を得られる。
【００１１】
但し、上述した特許文献２の図３〜４に記載された構造によっても、前記(3)(4)の機能を得る事はできない。例えば、このうちの(3)の機能を得る為には、前記レース付スラストころ軸受１を構成する、前記第一、第二両スラストレース４、５同士の径方向に関する相対変位を或る程度（過大ではなく、適度に）許容する構造である事が必要である。即ち、これら両スラストレース４、５は、互いに相対回転する１対の部材にそれぞれ支持された状態で、これら両部材と共に回転する。従って、これら両部材の回転中心が径方向にずれていると、前記両スラストレース４、５が互いに振れ回り運動する。そして、この振れ回り運動の半径（偏心量）が大きくなると、図１０に示す様に、前記保持器３の一部が、前記外径側フランジ８の内周面と前記内径側フランジ１１の外周面との間で強く挟持される（保持器の「挟み込み」が発生する）。この結果、この保持器３の一部に大きなラジアル荷重が加わり、この保持器３に割れや亀裂等の損傷が発生し易くなる。又、この保持器３が回転しなくなって、前記各ころ２の公転及び自転が不能となり、これら各ころ２の転動面と、前記第一、第二両レース部７、１０の第一、第二両スラストレース面１７、２０とが擦れ合い（滑り接触し）、前記レース付スラストころ軸受１に、これら両スラストレース面１７、２０と前記各ころ２の転動面との接触部の焼き付きや、前記保持器３の破損等の、重大な損傷を発生する。
【００１２】
本発明が対象とする、外径側フランジの外径が６０〜１２０mm、前記内径側フランジの内径が４０〜８０mm程度のレース付スラストころ軸受１の場合、前記外径側係止部９としてフルカール型のものを採用し、この外径側係止部９の内径側を、前記保持器３を通過可能にすると、前述した通り、この外径側係止部９の径方向突出量を０．４mm程度に抑える必要がある。この条件では、前記レース付スラストころ軸受１の内部隙間は０．６〜１．６mm程度に止まり、前記両部材の回転中心の径方向のずれ（前記振れ回り運動の半径）が０．５mmを超えると、上述の様な損傷を発生する可能性が高くなる。前記特許文献２にも、この様な損傷を防止する為の技術は記載されていない。
【００１３】
又、前記レース付スラスト軸受１を前記ケーシング１３と前記相手部材１５との間に組み付ける場合、組み付け方向を間違えると、潤滑不良により耐久性が損なわれる等、前記レース付スラスト軸受１に十分な性能を発揮させる事ができない。即ち、このレース付スラストころ軸受１は、前記ケーシング１３に対し、図８に示した正規状態とは逆方向に（不正規状態で）組み付ける事も可能である。但し、不正規状態に組み付けられた場合、前記第一スラストレース４が、前記ケーシング１３と前記相手部材１５との間の隙間１６を塞ぎ、前記レース付ころ軸受１の内部に潤滑油が流通する事を妨げる。
【００１４】
この様な不都合を発生する逆組み付けを防止する為の構造として、例えば特許文献３の図１１〜１２には、第二スラストレースの第二スラストレース部の外径を、第一スラストレースの外径側フランジの外径よりも大きくした構造が記載されている。この様な構造によれば、前記第二スラストレースをケーシングの保持部内に挿入できないので、この第二スラストレースが、過ってこのケーシングの保持部に組み付けられる事を防止できる。即ち、この保持部には、本来内嵌すべき第一スラストレースしか組み付けられないので、前記逆組付けを防止できる。但し、この様な特許文献３の図１１〜１２に示した従来構造の場合には、前記第二スラストレース部の外周縁寄り部分で前記外径側フランジの外周面よりも径方向外方に突出した部分が、レース付スラストころ軸受の内部空間の外径側開口のかなりの部分を塞ぎ、潤滑油流量を少なくする為、前記(2)の機能が損なわれる。
以上の説明から分かる様に、従来構造の場合には、前記(1)〜(4)に示した機能を高次元で並立させる事が難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−１６４０２３号公報
【特許文献２】特開２００８−０３９０３１号公報
【特許文献３】特開２００４−０２８３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、保持器と１対のスラストレースとの分離防止機能を確保しつつ、相対回転する１対の部材の偏心に対する許容量を大きくし、且つ、内部に流通させる潤滑油の量を多くする事により、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のレース付スラストころ軸受は、保持器と、複数本のころと、第一、第二両スラストレースとを備える。
このうちの保持器は、円輪状で、それぞれが放射方向に長いポケットを円周方向複数箇所に設けている。
又、前記各ころは、前記各ポケット内に転動自在に設けられている。
又、前記両スラストレースは、前記保持器と相対回転を自在に、且つ、非分離に組み合わされたもので、何れも、硬質金属板を曲げ形成して成る。
このうちの第一スラストレースは、平坦で円輪状の第一スラストレース部と、この第一スラストレース部の外周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた円筒状の外径側フランジと、この外径側フランジの先端縁の一部で円周方向複数箇所に、この外径側フランジの先端縁から径方向内側に突出する状態で設けられた外径側係止部とを備える。又、前記外径側フランジの軸方向に関する高さ寸法を、この外径側係止部を設けていない部分で、同じく設けた部分よりも小さくしている。更に、前記外径側フランジの外径が６０〜１２０mmである。
一方、前記第二スラストレースは、平坦で円輪状の第二スラストレース部と、この第二スラストレース部の内周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた円筒状の内径側フランジと、この内径側フランジの先端縁の一部で円周方向複数箇所に、この内径側フランジの先端縁から径方向外側に突出する状態で設けられた内径側係止部とを備える。又、前記内径側フランジの内径が４０〜８０mmである。
【００１８】
特に、本発明のレース付スラストころ軸受に於いては、内部隙間が１〜２mmである。この内部隙間とは、各部材の弾性変形を伴わずに、前記両スラストレースが径方向に相対変位可能な寸法であり、前記両フランジと前記保持器とを同心に配置したと仮定した状態で、このうちの外径側フランジの内周面及び内径側フランジの外周面と前記保持器の内外両周面との間にそれぞれ存在する、環状隙間の径方向寸法の和である。
【００１９】
この様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、前記保持器を、第一、第二両保持器素子を組み合わせる事により、全体を中空環状としたものとする。又、これら両保持器素子のうちの前記第一スラストレース部側に配置される第一保持器素子を、円輪状の第一平板部の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向に直角に折り曲げた、第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部を形成して成るものとする。これに対して、前記第二スラストレース部側に配置される前記第二保持器素子を、円輪状の第二平板部の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向で、且つ、前記第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部と反対方向に直角に折り曲げた、第二内径側、第二外径側両嵌合円筒部を形成して成るものとする。そして、前記第一内径側嵌合円筒部を前記第二内径側嵌合円筒部に内嵌すると共に、前記第一外径側嵌合円筒部を前記第二外径側嵌合円筒部に外嵌する事により、前記両保持器素子を互いに組み合わせる。更に、前記第二外径側嵌合円筒部の直径を、前記第二平板部寄りの基半部よりもこの第二平板部から遠い側の先半部で大きくし、前記第一外径側嵌合円筒部を前記第二外径側嵌合円筒部に、この先半部でのみ外嵌する。
【００２０】
又、上述の様な本発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、前記第二スラストレースを、円輪状の第二スラストレース部（スラストレース本体）と、この第二スラストレース部の外周縁の一部から径方向外方に突出する状態で設けられた、少なくとも１個の突片とを備えたものとする。そして、前記第二スラストレース部の外径を前記外径側フランジの内径よりも小さく、前記突片を含む前記第二スラストレースの外接円の直径を、この外径側フランジの外径よりも大きくする。
この様な請求項３に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、前記突片の厚さ寸法を、前記第二スラストレース部の厚さ寸法よりも小さくする。そして、この突片のうちで前記外径側フランジの先端縁と対向する片面と、前記第二スラストレース部のうちで前記各ころを転がり接触させるレース面との境界部に、段差部を存在させる。
この様な請求項４に記載した発明を実施する場合に、更に好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、前記突片を、前記第二スラストレース部の外周縁の複数箇所に、円周方向に関して等間隔に設ける。
【発明の効果】
【００２１】
上述の様に構成する本発明のレース付スラストころ軸受によれば、前記(1)〜(4)に示した機能を、高次元で並立させる事ができる。具体的には、保持器と１対のスラストレースとの分離防止機能を確保しつつ、相対回転する１対の部材の偏心に対する許容量を大きくし、且つ、内部に流通させる潤滑油の量を多くする事により、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できる。
【００２２】
このうち、前記(1)の分離防止機能は、外径側係止部と保持器の外周縁との係合により、この保持器と第一スラストレースとを、内径側係止部とこの保持器の内周縁との係合により、この保持器と第二スラストレースとを、それぞれ非分離に組み合わせる事により図れる。
この様に、これら両スラストレースと前記保持器とを非分離に組み合わせる為に、外径側、内径側両フランジの先端縁にそれぞれ設けた、外径側、内径側各係止部は、何れも、それぞれのフランジの先端縁の円周方向複数箇所に間欠的に形成されている。従って、前記各係止部の径方向に関する突出量を大きくしても、前記両スラストレースと前記保持器とを組み合わせる事ができる。そして、前記各係止部の径方向に関する突出量を大きくできる分、前記外径側フランジの内径と前記保持器の外径との差、並びに、前記内径側フランジの外径とこの保持器の内径との差を或る程度大きくしても、この保持器と前記両スラストレースとの分離防止機能を確実に果たせる。この結果、前記レース付スラストころ軸受の内部隙間として、１〜２mmと言った、比較的大きな値を採用できる。
【００２３】
この内部隙間として、この様に大きな値を採用する事により、前記両スラストレースが多少の振れ回り運動をした場合でも、これら両スラストレースに対する前記保持器の相対回転を保障できる。即ち、前記内部隙間が大きい為、前記振れ回り運動に基づいて、前記外径側フランジの内周面と前記内径側フランジの外周面との間隔が、円周方向の一部で狭くなっても、当該部分の間隔を、前記保持器の径方向幅よりも大きな値に保てる。従って、この保持器の円周方向の一部が、前記外径側フランジの内周面と前記内径側フランジの外周面との間で強く挟持される事がなくなる。この結果、両スラストレースの回転中心が多少ずれた場合でも、これら両スラストレースに対する前記保持器の相対回転を保障できて、前記(3)の機能を奏する事ができる。
【００２４】
又、前記内部隙間として比較的大きな値を採れる事と、前記外径側フランジのうちで前記外径側係止部を設けていない部分の軸方向に関する高さ寸法を小さくしている事とにより、前記内部空間に流通する潤滑油の量を確保できる。即ち、前記外径側フランジの高さ寸法を一部で小さくする事により、潤滑油がこの外径側フランジを径方向に通過し易くできる。又、前記内部隙間を大きくする事で、潤滑油が、前記保持器の内外両周縁と前記外径側フランジの内周面及び前記内径側フランジの外周面との間を通過し易くできる。この結果、運転時にレース付スラストころ軸受の潤滑油流量を確保して、前記(2)の機能を、高次元で奏する事ができる。
【００２５】
又、請求項２に記載した発明の様に、保持器を構成する第一保持器素子の外周縁に形成した第一外径側嵌合円筒部を、第二保持器素子の外周縁に形成した第二外径側嵌合円筒部に、この第二外径側嵌合円筒部の先半部でのみ外嵌すれば、前記保持器の外周縁と外径側係止部との係り代の確保と、これら保持器の外周縁と外径側係止部との擦れ合い防止との両立を図り易くできる。
更に、請求項３〜５に記載した発明の様に、第二スラストレースを構成する第二スラストレース部の外周縁に突片を設ける事により、回転支持部分に対してレース付スラストころ軸受を、過って逆方向に組み付ける事を確実に防止でき、前記(4)の機能を奏する事ができる。前記突片の円周方向幅は限られているので、この突片が前記内部空間に流通する潤滑油の流れを妨げる事は少なく、逆組み防止機能を備えたとしても、前記(2)の機能が損なわれる事は殆どない。特に、請求項４に記載した発明の様に、前記突片の厚さ寸法を小さくすれば、この突片の片面と前記外径側フランジの先端縁との間の隙間を十分に広くして、この突片が潤滑油の流れを妨げる程度を、より一層低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図。
【図２】第一スラストレースの形状の２例を示す、図１の下方から見た図（ａ）及び径方向から見た図（ｂ）。
【図３】第二スラストレースの形状の２例を示す、図１の上方から見た図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す部分断面図。
【図５】第一、第二両スラストレースを偏心させて運転した場合の耐久性に関する試験の実施状況を示す断面図。
【図６】潤滑油の流通量に関する試験の実施状況を示す断面図。
【図７】従来から知られているレース付スラスト軸受の１例を示す部分断面図。
【図８】このレース付スラスト軸受の組み付け状態の１例を示す部分断面図。
【図９】第一スラストレースと、各ころを保持した保持器とを組み合わせる工程を順番に示す部分断面図。
【図１０】第一、第二両スラストレースの偏心運動に基づいて、保持器が外径側フランジと内径側フランジとの間に噛み込まれた状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のレース付スラストころ軸受１ａは、保持器３と、複数本のころ２と、第一、第二両スラストレース４ａ、５ａとを備える。このうちの保持器３及び各ころ２の構成に就いては、前述の図７に示した従来構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。又、前記第一、第二両スラストレース４ａ、５ａが、硬質金属を曲げ形成して成り、前記保持器３と相対回転を自在に、且つ、非分離に組み合わせた点に関しても、前記従来構造と同様である。
【００２８】
前記両スラストレース４ａ、５ａのうちの第一スラストレース４ａは、第一スラストレース部７ａと、外径側フランジ８ａと、複数｛図２の（Ａ）の構造では３個、（Ｂ）に示した構造では６個｝の外径側係止部９ａ、９ａとを備える。このうちの第一スラストレース部７ａは、平坦且つ円輪状であり、軸方向片面（図１の下面）を第一スラストレース面１７としている。又、前記外径側フランジ８ａは、短円筒状で、前記第一スラストレース部７ａの外周縁から、前記第一スラストレース面１７が存在する軸方向片側（図１の下側）に、ほぼ直角に折れ曲がった状態で設けられている。
【００２９】
又、前記各外径側係止部９ａ、９ａは、前記外径側フランジ８ａの先端縁の一部で円周方向等間隔の複数箇所｛図２の（Ａ）の構造では３箇所、（Ｂ）に示した構造では６箇所｝を径方向内方に向け、９０度未満だけ折り曲げる事により、前記外径側フランジ８ａの先端縁から径方向内側に突出する状態で設けられている。前記各外径側係止部９ａ、９ａの内接円の直径は、前記保持器３の外径よりも少しだけ（例えば１〜２mm程度）小さくしている。
【００３０】
更に、前記外径側フランジ８ａの先端縁の残部で、円周方向に隣り合う前記各外径側係止部９ａ、９ａ同士の間部分に、切り欠き部１８、１８を形成している。そして、これら各切り欠き部１８、１８の存在に基づき、前記外径側フランジ８ａの軸方向に関する高さ寸法を、前記各外径側係止部９ａ、９ａを設けていない部分で、同じく設けた部分よりも小さくしている。前記各切り欠き部１８、１８の形状は特に問わない。図２の（Ａ）（ｂ）に示す様な台形状であっても、或いは、図２の（Ｂ）（ｂ）に示す様な円弧状であっても良い。上述の様な第一スラストレース４ａの大きさは、前記外径側フランジ８ａの外径で、６０〜１２０mmとしている。
【００３１】
一方、前記第二スラストレース５ａは、第二スラストレース部１０ａと、内径側フランジ１１ａと、複数（図示の例では４個）の内径側係止部１２ａ、１２ａと、複数｛図３の（Ａ）構造では３個、（Ｂ）に示す構造では２個｝の突片１９、１９とを備える。このうちの第二スラストレース部１０ａは、平坦且つ円輪状であり、軸方向片面（図１の上面）を第二スラストレース面２０としている。又、前記内径側フランジ１１ａは、短円筒状で、前記第二スラストレース部１０ａの内周縁から、前記第二スラストレース面２０が存在する軸方向片側（図１の上側）に、ほぼ直角に折れ曲がった状態で設けられている。
【００３２】
又、前記各内径側係止部１２ａ、１２ａは、前記内径側フランジ１１ａの先端縁の一部で円周方向複数箇所（図示の例では４箇所）を径方向外方に向け、この内径側フランジ１１ａの先端縁から径方向外側に突出する状態で設けられている。本例の場合に前記各内径側係止部１２ａ、１２ａは、前記内径側フランジ１１ａの先端縁を径方向外側に向け、軸方向から見た形状が略Ｖ字形となる様に曲げ形成して成る。尚、この様な前記各内径側係止部１２ａ、１２ａの形状等に就いては、前記特許文献３の図８〜１０に記載された「係止部７ａ、７ａ」と同様であり、従来から広く知られている形状であるから、詳しい説明は省略する。前記内径側フランジ１１ａの先端縁に関しても、円周方向に隣り合う前記各内径側係止部１２ａ、１２ａ同士の間部分に切り欠き部２１、２１を形成して、前記内径側フランジ１１ａの軸方向に関する高さ寸法を、前記各内径側係止部１２ａ、１２ａを設けていない部分で、同じく設けた部分よりも小さくしている。
【００３３】
更に、前記各突片１９、１９は、前記第二スラストレース部１０ａの外周縁のうちで、円周方向等間隔複数箇所｛図３の（Ａ）の構造では３箇所、（Ｂ）に示した構造では２箇所｝に、前記第二スラストレース部１０ａの外周縁から径方向外方に突出する状態で形成している。前記各突片１９、１９の形状は特に問わない。図３の（Ａ）に示す様な半円形であっても、或いは（Ｂ）に示す様な矩形であっても良い。前記各突片１９、１９の厚さ寸法ｔは、前記第二スラストレース部１０ａの厚さ寸法Ｔよりも小さい（ｔ＜Ｔ）。但し、前記第二スラストレース面２０と反対側（図１の下側）で、前記第二スラストレース部１０ａと前記各突片１９、１９とは同一平面上に存在する。従って、前記第二スラストレース面２０の側で、これら各突片１９、１９の片面（図１の上面）と前記第二スラストレース面２０との境界部に、高さ寸法ｈ（＝Ｔ−ｔ）を有する、段差部２２が存在する。この様な形状を有する、前記第二スラストレース５ａの大きさは、前記内径側フランジの内径で４０〜８０mm程度である。又、前記第二スラストレース部１０ａの外径は、前記各ころ２の外接円の直径よりも大きく、前記外径側フランジ８ａの内径よりも小さい。又、前記各突片１９、１９の外接円の直径は、この外径側フランジ８ａの外径よりも大きい。
【００３４】
更に、本例のレース付スラストころ軸受１ａは、前記保持器３の外径及び内径と、前記外径側フランジ８ａの内径と、前記内径側フランジ１１ａの外径とを適切に規制する事により、内部隙間の大きさを１〜２mmとしている。この内部隙間とは、前記レース付スラストころ軸受１ａを構成する各部材３、４ａ、５ａの弾性変形を伴わずに、このうちの第一、第二両スラストレース４ａ、５ａが径方向に相対変位可能な寸法である。これら両スラストレース４ａ、５ａが偏心して、前述の図１０の上部に示す様に、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａの周面同士の間で前記保持器３の円周方向の一部を挟持すると、径方向反対側では、前述の図１０の下部に示す様に、この保持器３の内外両周面と、前記内径側フランジ１１（１１ａ）の外周面及び前記外径側フランジ８（８ａ）の内周面との間に、それぞれ隙間が介在する状態となる。これら両隙間の径方向寸法をそれぞれＣ１、Ｃ２とすると、前記内部隙間は、（Ｃ１＋Ｃ２）／２となる。言い換えれば、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａと前記保持器３とを同心に配置したと仮定した状態で、このうちの外径側フランジ８ａの内周面と前記保持器３の外周面との間に径方向寸法がｃ２（＝Ｃ２／２）の環状隙間が、前記内径側フランジ１１ａの外周面と前記保持器３の内周面との間にｃ１（＝Ｃ１／２）の環状隙間が、それぞれ介在する状態となる。前記内部隙間の値は、これら両環状隙間の径方向寸法の和（ｃ１＋ｃ２）で表される。
【００３５】
本例のレース付スラストころ軸受１ａは、上述の様に構成する為、前記保持器３と、前記第一、第二両スラストレース４ａ、５ａとの分離防止機能を確保しつつ、これら両スラストレース４ａ、５ａを支持した状態で相対回転する１対の部材の偏心に対する許容量を大きくし、且つ、内部に流通させる潤滑油の量を多くできる。この結果、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できるレース付スラストころ軸受１ａを実現できる。
【００３６】
先ず、前記各部材３、４ａ、５ａ同士の相対回転を許容しつつ分離を防止する機能は、前記各外径側係止部９ａ、９ａと前記保持器３の外周縁との係合により、この保持器３と前記第一スラストレース４ａとを、前記各内径側係止部１２ａ、１２ａとこの保持器３の内周縁との係合により、この保持器３と前記第二スラストレース５ａとを、それぞれ非分離に組み合わせる事により図れる。本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、前記外径側、内径側各係止部９ａ、１２ａは、何れも、それぞれ外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａの先端縁の円周方向複数箇所に間欠的に形成されている。従って、前記各係止部９ａ、１２ａの径方向に関する突出量を或る程度大きくしても、前記両スラストレース４ａ、５ａと前記保持器３とを組み合わせる事ができる。
【００３７】
即ち、ぞれぞれの先端縁の円周方向複数箇所に前記外径側、内径側各係止部９ａ、１２ａを間欠的に設けた、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａの曲げ剛性は、全周に亙って（フルカール型の）係止部を設けたフランジに比べて低く、前記保持器３の外周縁部又は内周縁部を通過させ易い。この為、上述の様に、前記各係止部９ａ、１２ａの径方向に関する突出量を大きくできる。そして、これら各係止部９ａ、１２ａの突出量を大きくできる分、前記外径側フランジ８ａの内径と前記保持器３の外径との差、並びに、前記内径側フランジ１１ａの外径とこの保持器３の内径との差を大きくしても、この保持器３と前記第一、第二両スラストレース４ａ、５ａとの分離防止機能を確実に果たせる。この結果、前記レース付スラストころ軸受１ａの内部隙間として、１〜２mmと言った、比較的大きな値を採用できる。
【００３８】
そして、本例のレース付スラストころ軸受１ａは、前記内部隙間として、上述の様に大きな値（１〜２mm）を採用する事により、前記第一、第二両スラストレース４ａ、５ａが多少の振れ回り運動（偏心運動）をした場合でも、これら両スラストレース４ａ、５ａに対する前記保持器３の相対回転を保障できる。即ち、前記内部隙間が大きい為、前記振れ回り運動に基づいて、前述の図１０の上部に示す様に、前記外径側フランジ８ａの内周面と前記内径側フランジ１１ａの外周面との間隔が、円周方向の一部で狭くなっても、当該部分の間隔を、前記保持器３の径方向幅よりも大きな値に保てる。従って、この保持器３の円周方向の一部が、前記外径側フランジ８ａの内周面と前記内径側フランジ１１ａの外周面との間で強く挟持される事がなくなる。この結果、第一、第二両スラストレース４ａ、５ａの回転中心が多少ずれた場合でも、これら両スラストレース４ａ、５ａに対する前記保持器３の相対回転を保障できる。例えば、前述の図７に示した従来構造の場合、前記回転中心同士のずれが０．５mmを超えると、前述した様に、保持器３の破損や、スラストレース面と各ころ２の転動面との接触部の焼き付き等の損傷が発生し易くなる。これに対して、本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、前記内部隙間を大きくできるので、前記回転中心同士のずれが０．６mmを超える様な、厳しい使用条件下でも、上述の様な損傷の発生を防止できる。
【００３９】
又、前記内部隙間として比較的大きな値（１〜２mm）を採れる事と、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａのうちで前記外径側、内径側各係止部９ａ、１２ａを設けていない部分に前記各切り欠き部１８、２１を形成し、この部分の軸方向に関する高さ寸法を小さくしている事とにより、前記内部空間に流通する潤滑油の量を確保できる。即ち、前記外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａの高さ寸法を一部で小さくする事により、これら外径側、内径側両フランジ８ａ、１１ａと前記保持器３の周縁部との間に存在する、前記内部空間の開口部の面積を、前記図７に示した従来構造に比べて、２〜１０倍程度にまで広くできる。そして、前記内部空間内への潤滑油の流入、この内部隙間からの潤滑油の排出を円滑にして、この内部空間内に潤滑油を、径方向に通過し易くできる。又、前記内部隙間を大きくする事で、潤滑油が、前記保持器３の内外両周縁と、前記外径側フランジ８ａの内周面及び前記内径側フランジ１１ａの外周面との間の環状隙間を通過し易くできる。この結果、運転時に前記レース付スラストころ軸受１ａの潤滑油流量を十分に確保できて、前記図７に示した従来構造に比べ、この潤滑油の流量を２０％以上、例えば４０％程度増大させる事が可能になり、その分、前記レース付スラストころ軸受１ａの信頼性及び耐久性の向上を図れる。
【００４０】
更に、本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、前記第二スラストレース５ａを構成する前記第二スラストレース部１０ａの外周縁に、前記各突片１９、１９を設けている。これら各突片１９、１９の外接円の直径は、前記外径側フランジ８ａの外径よりも大きい。従って、例えば前述の図８に示したケーシング１３の保持部１４に対し、前記外径側フランジ８ａを設けた前記第一スラストレース４ａは内嵌できるが、前記各突片１９、１９を設けた前記第二スラストレース５ａは内嵌できない。この為、回転支持部分を構成する前記ケーシング１３に対して前記レース付スラストころ軸受１ａを、過って逆方向に組み付ける事を確実に防止できる。
【００４１】
又、前記各突片１９、１９の円周方向幅は限られているので、これら各突片１９、１９が前記内部空間に流通する潤滑油の流れを妨げる事は少ない。従って、逆組み防止機能を備えたとしても、前記潤滑油流量を十分に確保できる。しかも、本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、前記各突片１９、１９の厚さ寸法ｔを、これら各突片１９、１９のうちで、前記外径側フランジ８ａの先端縁に対向する面側を凹ませる事で小さくしている。この為、前記各突片１９、１９の片面と前記外径側フランジ８ａの先端縁との間の隙間を十分に広くして、これら各突片１９、１９が潤滑油の流れを妨げる程度を、より一層低減できる。
【００４２】
［実施の形態の第２例］
図４は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、保持器３ａの構造を工夫する事により、この保持器３ａの外周縁と、第一スラストレース４ａの外周縁部に設けた複数の外径側係止部９ａとの係り代の確保と、これら保持器３ａの外周縁と外径側係止部９ａとの擦れ合い防止との両立を図り易くしている。
【００４３】
前記保持器３ａの基本的構成自体は、上述した実施の形態の第１例と同様であり、第一、第二両保持器素子２５、２６を組み合わせる事により、全体を中空環状としている。これら両保持器素子２５、２６のうち、前記第一スラストレース４ａの第一スラストレース部７ａ側に配置される、前記第一保持器素子２５は、第一平板部２７と、第一内径側嵌合円筒部２８と、第一外径側嵌合円筒部２９とを備える。このうちの第一平板部２７は、円輪状で、円周方向等間隔複数箇所に、それぞれが径方向に長い長矩形の第一透孔３０を、放射状に形成している。又、前記第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部２８、２９は、前記第一平板部２７の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向に直角に折り曲げて成る。又、第二スラストレース５ｂの第二スラストレース部１０ｂ側に配置される、前記第二保持器素子２６は、第二平板部３１と、第二内径側嵌合円筒部３２と、第二外径側嵌合円筒部３３とを備える。このうちの第二平板部３１は、円輪状で、円周方向等間隔複数箇所に、それぞれが径方向に長い長矩形で、前記各第一透孔３０と同数の第二透孔３４を、放射状に形成している。又、前記第二内径側、第二外径側両嵌合円筒部３２、３３は、前記第二平板部３１の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向で、且つ、前記第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部２８、２９とは反対側に直角に折り曲げて成る。更に、前記第二外径側嵌合円筒部３３の直径を、前記第二平板部３１寄りの基半部３５よりも、この第二平板部３１から遠い側の先半部３６で大きくして、前記第二外径側嵌合円筒部３３を、段付円筒状としている。
【００４４】
上述の様な第一、第二両保持器素子２５、２６は、前記第一内径側嵌合円筒部２８を前記第二内径側嵌合円筒部３２に締り嵌めで内嵌すると共に、前記第一外径側嵌合円筒部２９を前記第二外径側嵌合円筒部３３の先半部３６に締り嵌めで外嵌する事により、前記両保持器素子２５、２６を互いに組み合わせ、前記保持器３ａとしている。この際、前記第一外径側嵌合円筒部２９は前記第二外径側嵌合円筒部３３に、前記先半部３６でのみ外嵌する。この為に、前記第一外径側嵌合円筒部２９の高さ（軸方向寸法）を、この先半部３６の高さ以下としている。尚、前記両保持器素子２５、２６の組み合わせ作業は、これら両保持器素子２５、２６の第一、第二両平板部２７、３１に形成した、前記第一、第二各透孔３０、３４の位相を合わせると共に、これら各透孔３０、３４同士の間にそれぞれころ２を配置した状態で行う。これら各透孔３０、３４の長さ（径方向寸法）はこれら各ころ２の長さよりも大きく、これら各透孔３０、３４の幅（周方向寸法）はこれら各ころ２の外径よりも小さい。従って、前記第一、第二両保持器素子２５、２６を組み合わせて前記保持器３ａを構成すると、前記各ころ２は、前記第一、第二各透孔３０、３４同士の間に、脱落を阻止された状態で、転動自在に保持される。即ち、これら第一、第二各透孔３０、３４が合わさって、ポケット６を構成する。
【００４５】
上述の様に構成する本例の構造によれば、前記保持器３ａの外周縁と、前記第一スラストレース４ａの外周縁部に設けた複数の外径側係止部９ａとの係り代の確保と、これら保持器３ａの外周縁と外径側係止部９ａとの擦れ合い防止との両立を図れる。即ち、本例の構造の場合には、前記保持器３ａの最大外径部である、前記第一外径側嵌合円筒部２９の高さを小さくしている為、この第一外径側嵌合円筒部２９と前記外径側係止部９ａとが、径方向に関して重畳しない様にできる。この為、レース付スラストころ軸受１ｃの運転時に、円周方向に関して間欠的に設けられた前記各外径側係止部９ａと前記保持器３ａの外周縁とが擦れ合う事を防止できて、この保持器３ａの円滑な回転を保障し、延いては前記レース付スラストころ軸受１ｃの運転状態を安定させ易くできる。
【００４６】
その他の部分の構成及び作用に就いては、突片１９（図１、３参照）を省略している点を除き、前述した実施の形態の第１例とほぼ同様であるから、重複する説明は省略する。尚、本例の構造に関しても、前述した実施の形態の第１例と同様に、特許請求の範囲中の請求項３〜５に記載した発明を併せて実施すべく、前記第二スラストレース５ｂを構成する前記第二スラストレース部１０ｂの外周縁に、前記突片１９を設ける事もできる。
【実施例１】
【００４７】
本発明の効果を確認する為に行った試験に就いて、表１、２及び図５〜６を参照しつつ説明する。このうち、表１及び図５は、レース付スラストころ軸受の内部隙間の大きさが、第一、第二両スラストレースを互いに偏心させて運転した状態での耐久性に及ぼす影響を知る為の試験（偏心試験）と、同じく、スラスト荷重を負荷した状態と負荷しない状態とを交互に繰り返す運転状態が耐久性に及ぼす影響を知る為の試験（荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験）との２種類の試験の条件及び結果等に就いて示している。これら２種類の試験に共通する条件は、下記の通りである。
レース付スラストころ軸受の外径 ： ８５mm
同じく内径 ： ５４mm
同じく軸方向厚さ（軸受幅） ： ５．４mm
試験荷重（Ｐ／Ｃ） ： ０．４（Ｆａ＝１２６００Ｎ）
回転速度（第一スラストレース側回転） ： ６０００min-1
潤滑条件 ： ＡＴＦにより回転中心まで浸漬する油浴
潤滑油温度 ： １２０℃
又、偏心試験では、図５に示した偏心治具２３により、第一、第二のスラストレースの中心軸を０．６mmずらせた。
更に、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験では、被試験体であるレース付スラストころ軸受１ｂと別のスラスト軸受２４を介してこのレース付スラストころ軸受１ｂに、前記試験荷重を、２秒毎に（１サイクル４秒として）繰り返し加えた。第一、第二のスラストレースは互いに同心とした。
【００４８】
試験は、振動計により前記レース付スラストころ軸受１ｂ部分で発生する振動を計測しつつ行い、この振動が予め設定した閾値を超えて大きくなった場合には、当該レース付スラストころ軸受１ｂが寿命に達したとして、その時点で試験を打ち切った。下記の表１には、打ち切りまでの時間と共に、不合格を表す「×」印を記載した。又、６０時間（ｈｒ）経過するまで振動が大きくならなかった場合には、その時点で試験を打ち切り、当該レース付スラストころ軸受１ｂを分解して、保持器の損傷の有無、スラストレース面のフレーキング等の損傷の有無を目視で観察し、何れかの損傷があった場合には不合格を表す「×」印を、何れの損傷もなかった場合には合格を表す「○」印を、表１中にそれぞれ記載した。
【００４９】
【表１】
【００５０】
この表１中、実施例１〜６は、何れも、内部隙間の大きさが１〜２mmの範囲内に収まっており、０．６mmと言った、大きな偏心量の下で運転した場合でも、何れも、計算寿命６０時間に到っても、保持器破損やフレーキング等の損傷は発生しなかった（内部隙間を１mm以上とする事による効果）。又、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験では、スラスト荷重が抜けた状態で（荷重ＯＦＦ時に）保持器が自重により落下し、その後荷重がＯＮされた状態でレース付スラストころ軸受が回転する事に伴って、前記保持器の周方向の一部が、外径側フランジの内周面と内径側フランジの外周面との間に挟持される挟み込みが発生した。但し、この場合でも、保持器の摩耗は軽微であり、計算寿命である６０時間に到っても、レース付スラストころ軸受の何れの部分にも、特に問題となる様な損傷は発生しなかった（内部隙間を２mm以下に抑える事による効果）。
これに対して、内部隙間の大きさが本発明の範囲（１〜２mm）から外れる比較例１〜７の場合には、偏心試験と荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験との一方又は双方で、不合格となった。即ち、前記内部隙間が小さい、比較例１、２、４、６、７は、上述した何れの試験でも保持器の挟み込みが発生した。そして、一部に６０時間経過するまで試験を継続できたものもあったが、当該レース付スラストころ軸受を分解して各部品を調べると、亀裂或いはフレーキング等の損傷が発生していた。
上述の様な、表１にその結果を表した試験から、内部隙間を１〜２mmに規制する事により、優れた耐久性を有するレース付スラストころ軸受を実現できる事が確認できた。
【００５１】
次に、レース付スラストころ軸受の構造の相違が、当該レース付スラストころ軸受の潤滑油流量に及ぼす影響を知る為に行った試験に就いて説明する。試験条件は次の通りである。
レース付スラスト軸受の外径 ： ８５mm
同じく内径 ： ５４mm
同じく軸方向厚さ（軸受幅） ： ５．４mm
試験荷重（Ｐ／Ｃ） ： ０．０５（Ｆａ＝１２６００Ｎ）
回転速度（第二スラストレース側回転） ： ５００min-1、３０００min-1、５０００min-1の３段階
潤滑条件 ： ＡＴＦを５ｋＰａの圧力で内径側から供給
潤滑油温度 ： １００℃
第一スラストレースの厚さ ： ０．８mm
第二スラストレースの厚さ ： １．６mm
この様な条件で行った試験の結果を、次の表２に示す。尚、実施例１〜６及び比較例１〜７の構造は、それぞれ表１と表２とで対応している（同じ仕様である）。
【００５２】
【表２】
【００５３】
上述の様な条件で行った試験の結果を表した表２の記載から明らかな通り、本発明の技術的範囲に属する実施例１〜６のレース付スラストころ軸受は、何れも、回転速度に拘らず、本発明の技術的範囲から外れる比較例１〜７のレース付スラストころ軸受に比べて、内部空間を通過する潤滑油の量を２倍以上確保できた。
以上、表１、２にそれぞれの結果を表した、３種類の試験の結果から明らかな通り、本発明の技術的範囲に属するレース付スラストころ軸受によれば、取り扱い性が良好で、しかも、厳しい使用条件下でも安定した運転状態を確保できる構造を実現できる。
【００５４】
尚、比較例１の構造は、フルカール型の外径側係止部を備えたものであるが、内部隙間が０．８mmで、挟み込み量が０．２mmとなり、６０時間経過して試験を終了したが、内部を確認したところ、保持器に割れが発生していた。荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験に就いては、６０時間経過後も異常は発生しなかった。但し、潤滑油流量に就いては、開口面積が狭い事から少なく、使用条件が厳しくなると、十分な耐久性を確保しにくい事が分かった。
【００５５】
又、比較例２〜５に関しては、それぞれ外径側フランジの先端縁部に複数の外径側係止部を、円周方向に間欠的に形成すると共に、円周方向に隣り合う外径側係止部同士の間に切り欠きを形成し、更に、内部隙間を０．８mm、又は２．３mmとした事で、偏心試験では比較例３、５に関する限り合格であった。但し、これら比較例３、５の場合、内部隙間が過大である為、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験では、ＯＦＦ時に於ける保持器の落下量が多い事により、途中で保持器の破損が発生した。又、比較例２、４に関しては、偏心試験で、保持器の外周縁部の摩耗に基づき、この保持器が破損した。潤滑油流量に関しては、比較例２〜７の場合には、比較例１に比べて増大したが、実施例１〜６に比べれば未だ少なかった。尚、これら実施例１〜６中、逆組み防止用の各突片を薄くした（段差を設けた）実施例２、３、５、６に関しては、特に薄くしていない実施例１、４に比べても、更に潤滑油流量を多くできた。
【００５６】
更に、比較例６、７に関しては、前述の様に、例えば特許文献３の図１〜２に示されている如く、従来から広く実施されている、通常タブ構造であるが、前述の図１、７に示した如く、薄肉の第一スラストレースを構成する外径側フランジの先端縁に、突出量の大きな外径側係止部を設ける事は難しく、従って、内部隙間を確保する事も難しい。即ち、前記比較例６、７に関しては、内部隙間が、それぞれ０．６mm、０．４mmと小さく、偏心試験では途中で保持器の外周縁部に摩耗が発生して保持器が破断した。又、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験でも、途中で保持器の破損が発生した。尚、比較的厚肉の第二スラストレースを構成する内径側フランジの先端縁には、上述の様な通常タブ構造でも、大きな突出量を確保し易い。従って、前述の図１、３に示した本発明の実施の形態の第１例に関しても、内径側フランジ１１ａの先端縁に形成した内径側係止部１２ａ、１２ａとして、上述の様な通常タブ構造を採用している。又、潤滑油流量に関しては、前記比較例６、７の場合も、前述の比較例１〜５と同様の傾向を示した。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のレース付スラストころ軸受は、自動車のトランスミッションに限らず、農業機械、建設機械、鉄鋼機械、コンプレッサの如きエンジン用補機等の、各種回転機械の回転支持部分に利用できる。
又、本発明を実施する場合に使用する保持器は、図示の実施の形態では、それぞれが金属板を曲げ形成して成る１対の保持器素子を中空環状に組み合わせて成る構造を採用している。これら両保持器素子を構成する金属板としては、例えば、厚さが０．４mm程度の炭素鋼板（例えばＳＰＣＣ材）を窒化処理して、表面硬度をＨｖ４００〜Ｈｖ８５０としたものを使用できる。但し、１枚の金属板を断面クランク形に折り曲げて全体を円輪状としたものや、合成樹脂（例えばＰＡ６６、ＰＡ４６、ＰＰＳ等）製の保持器を使用する事もできる。
【００５８】
何れの保持器を使用する場合でも、保持器の軸方向厚さは、各ころの直径の８０％以下とする事で、この保持器の軸方方向両側面と第一、第二両スラストレース面との間の環状空間の厚さを確保し、潤滑油流量の確保を図る事が好ましい。但し、前記保持器の軸方向厚さを、前記各ころの直径の５０％未満にすると、この保持器に形成した各ポケットの内面とこれら各ころの転動面とを係合させ難くなり（この保持器の軸方向位置を各ころにより規制する事が難しくなり、無理に規制しようとすると、前記各ポケットの内面とこれら各ころの転動面とが強く擦れ合い）これら各ころの円滑な転動が妨げられる可能性が高くなる。そこで、前記保持器の軸方向厚さは、これら各ころの直径の５０〜８０％の範囲内に収める事が好ましい。
【００５９】
又、前記第一スラストレースの厚さ寸法に関しては、前述の様な０．８mmに限らずに実施できる。例えば、この第一スラストレースを、ＳＫ８５等の、炭素含有量（Ｃ％）が０．５〜１．０重量％のずぶ焼き材、或いは、ＳＣＭ４１５等の浸炭材（素材のＣ％＝０．１〜０．５重量％）を用いる事により、前記第一スラストレースの厚さが０．６〜２．０mmの範囲で、パーシャルカール加工が可能になる。尚、フルカール加工の場合には、厚さが１．０mmを超えると、低コストで行えるプレス加工では、外径側係止片の加工が難しくなる。
第二スラストレースに関しては、使用できる材料は、上述した第一スラストレースと同様である。厚さは、先に２．０mmの場合に就いて説明したが、０．６〜５．０mmの範囲で実施可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ レース付スラストころ軸受
２ ころ
３、３ａ 保持器
４、４ａ 第一スラストレース
５、５ａ、５ｂ 第二スラストレース
６ ポケット
７、７ａ 第一スラストレース部
８、８ａ 外径側フランジ
９、９ａ 外径側係止部
１０、１０ａ、１０ｂ 第二スラストレース部
１１、１１ａ 内径側フランジ
１２、１２ａ 内径側係止部
１３ ケーシング
１４ 保持部
１５ 相手部材
１６ 隙間
１７ 第一スラストレース面
１８ 切り欠き部
１９ 突片
２０ 第二スラストレース面
２１ 切り欠き部
２２ 段差部
２３ 偏心治具
２４ スラスト軸受
２５ 第一保持器素子
２６ 第二保持器素子
２７ 第一平板部
２８ 第一内径側嵌合円筒部
２９ 第一外径側嵌合円筒部
３０ 第一透孔
３１ 第二平板部
３２ 第二内径側嵌合円筒部
３３ 第二外径側嵌合円筒部
３４ 第二透孔
３５ 基半部
３６ 先半部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが放射方向に長いポケットを円周方向複数箇所に設けた円輪状の保持器と、これら各ポケット内に転動自在に設けられた複数本のころと、この保持器と相対回転を自在に且つ非分離に組み合わされた第一、第二両スラストレースとを備え、このうちの第一スラストレースは、硬質金属板を曲げ形成して成るもので、平坦で円輪状の第一スラストレース部と、この第一スラストレース部の外周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた円筒状の外径側フランジと、この外径側フランジの先端縁の一部で円周方向複数箇所に、この外径側フランジの先端縁から径方向内側に突出する状態で設けられた外径側係止部とを備えたものであり、前記外径側フランジの軸方向に関する高さ寸法は、この外径側係止部を設けていない部分で、同じく設けた部分よりも小さく、前記外径側フランジの外径が６０〜１２０mmであり、前記第二スラストレースは、硬質金属板を曲げ形成して成るもので、平坦で円輪状の第二スラストレース部と、この第二スラストレース部の内周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた円筒状の内径側フランジと、この内径側フランジの先端縁の一部で円周方向複数箇所に、この内径側フランジの先端縁から径方向外側に突出する状態で設けられた内径側係止部とを備えたものであり、前記内径側フランジの内径が４０〜８０mmであるレース付スラストころ軸受に於いて、前記両フランジと前記保持器とを同心に配置したと仮定した状態で、このうちの外径側フランジの内周面及び内径側フランジの外周面と前記保持器の内外両周面との間にそれぞれ存在する環状隙間の径方向寸法の和をレース付スラストころ軸受の内部隙間とした場合に、この内部隙間が１〜２mmである事を特徴とするレース付スラストころ軸受。
【請求項２】
前記保持器が、第一、第二両保持器素子を組み合わせる事により、全体を中空環状としたものであり、これら両保持器素子のうちの前記第一スラストレース部側に配置される第一保持器素子は、円輪状の第一平板部の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向に直角に折り曲げた、第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部を形成して成るものであり、同じく前記第二スラストレース部側に配置される前記第二保持器素子は、円輪状の第二平板部の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向で、且つ、前記第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部と反対方向に直角に折り曲げた、第二内径側、第二外径側両嵌合円筒部を形成して成るものであり、前記第一内径側嵌合円筒部を前記第二内径側嵌合円筒部に内嵌すると共に、前記第一外径側嵌合円筒部を前記第二外径側嵌合円筒部に外嵌する事により、前記両保持器素子を互いに組み合わせており、前記第二外径側嵌合円筒部の直径を、前記第二平板部寄りの基半部よりもこの第二平板部から遠い側の先半部で大きくしており、前記第一外径側嵌合円筒部を前記第二外径側嵌合円筒部に、この先半部でのみ外嵌している、請求項１に記載したレース付スラストころ軸受。
【請求項３】
前記第二スラストレースが、円輪状の第二スラストレース部と、この第二スラストレース部の外周縁の一部から径方向外方に突出する状態で設けられた、少なくとも１個の突片とを備えたものであり、前記第二スラストレース部の外径が前記外径側フランジの内径よりも小さく、前記突片を含む前記第二スラストレースの外接円の直径が、この外径側フランジの外径よりも大きい、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したレース付スラストころ軸受。
【請求項４】
前記突片の厚さ寸法が前記第二スラストレース部の厚さ寸法よりも小さく、この突片のうちで前記外径側フランジの先端縁と対向する片面と、前記第二スラストレース部のうちで前記各ころを転がり接触させるレース面との境界部に、段差部が存在する、請求項３に記載したレース付スラストころ軸受。
【請求項５】
前記突片が、前記第二スラストレース部の外周縁の複数箇所に、円周方向に関して等間隔に設けられている、請求項４に記載したレース付スラストころ軸受。
【請求項１】
それぞれが放射方向に長いポケットを円周方向複数箇所に設けた円輪状の保持器と、これら各ポケット内に転動自在に設けられた複数本のころと、この保持器と相対回転を自在に且つ非分離に組み合わされた第一、第二両スラストレースとを備え、このうちの第一スラストレースは、硬質金属板を曲げ形成して成るもので、平坦で円輪状の第一スラストレース部と、この第一スラストレース部の外周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた円筒状の外径側フランジと、この外径側フランジの先端縁の一部で円周方向複数箇所に、この外径側フランジの先端縁から径方向内側に突出する状態で設けられた外径側係止部とを備えたものであり、前記外径側フランジの軸方向に関する高さ寸法は、この外径側係止部を設けていない部分で、同じく設けた部分よりも小さく、前記外径側フランジの外径が６０〜１２０mmであり、前記第二スラストレースは、硬質金属板を曲げ形成して成るもので、平坦で円輪状の第二スラストレース部と、この第二スラストレース部の内周縁から軸方向片側に折れ曲がった状態で設けられた円筒状の内径側フランジと、この内径側フランジの先端縁の一部で円周方向複数箇所に、この内径側フランジの先端縁から径方向外側に突出する状態で設けられた内径側係止部とを備えたものであり、前記内径側フランジの内径が４０〜８０mmであるレース付スラストころ軸受に於いて、前記両フランジと前記保持器とを同心に配置したと仮定した状態で、このうちの外径側フランジの内周面及び内径側フランジの外周面と前記保持器の内外両周面との間にそれぞれ存在する環状隙間の径方向寸法の和をレース付スラストころ軸受の内部隙間とした場合に、この内部隙間が１〜２mmである事を特徴とするレース付スラストころ軸受。
【請求項２】
前記保持器が、第一、第二両保持器素子を組み合わせる事により、全体を中空環状としたものであり、これら両保持器素子のうちの前記第一スラストレース部側に配置される第一保持器素子は、円輪状の第一平板部の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向に直角に折り曲げた、第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部を形成して成るものであり、同じく前記第二スラストレース部側に配置される前記第二保持器素子は、円輪状の第二平板部の内外両周縁から軸方向に関して互いに同じ方向で、且つ、前記第一内径側、第一外径側両嵌合円筒部と反対方向に直角に折り曲げた、第二内径側、第二外径側両嵌合円筒部を形成して成るものであり、前記第一内径側嵌合円筒部を前記第二内径側嵌合円筒部に内嵌すると共に、前記第一外径側嵌合円筒部を前記第二外径側嵌合円筒部に外嵌する事により、前記両保持器素子を互いに組み合わせており、前記第二外径側嵌合円筒部の直径を、前記第二平板部寄りの基半部よりもこの第二平板部から遠い側の先半部で大きくしており、前記第一外径側嵌合円筒部を前記第二外径側嵌合円筒部に、この先半部でのみ外嵌している、請求項１に記載したレース付スラストころ軸受。
【請求項３】
前記第二スラストレースが、円輪状の第二スラストレース部と、この第二スラストレース部の外周縁の一部から径方向外方に突出する状態で設けられた、少なくとも１個の突片とを備えたものであり、前記第二スラストレース部の外径が前記外径側フランジの内径よりも小さく、前記突片を含む前記第二スラストレースの外接円の直径が、この外径側フランジの外径よりも大きい、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したレース付スラストころ軸受。
【請求項４】
前記突片の厚さ寸法が前記第二スラストレース部の厚さ寸法よりも小さく、この突片のうちで前記外径側フランジの先端縁と対向する片面と、前記第二スラストレース部のうちで前記各ころを転がり接触させるレース面との境界部に、段差部が存在する、請求項３に記載したレース付スラストころ軸受。
【請求項５】
前記突片が、前記第二スラストレース部の外周縁の複数箇所に、円周方向に関して等間隔に設けられている、請求項４に記載したレース付スラストころ軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７９７１８（Ｐ２０１３−７９７１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８３８１３（Ｐ２０１２−１８３８１３）
【出願日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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