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WO2013042512A1 - レース付スラストころ軸受 - Google Patents

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Publication number
WO2013042512A1
WO2013042512A1 PCT/JP2012/071672 JP2012071672W WO2013042512A1 WO 2013042512 A1 WO2013042512 A1 WO 2013042512A1 JP 2012071672 W JP2012071672 W JP 2012071672W WO 2013042512 A1 WO2013042512 A1 WO 2013042512A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
diameter side
outer diameter
thrust
cage
side flange
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/071672
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
武村　浩道
近藤　豊
Original Assignee
日本精工株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本精工株式会社 filed Critical 日本精工株式会社
Priority to US13/824,774 priority Critical patent/US8827566B2/en
Priority to EP12834118.7A priority patent/EP2713067A4/en
Priority to KR1020137034425A priority patent/KR101521377B1/ko
Priority to CN201280032175.XA priority patent/CN103635706A/zh
Publication of WO2013042512A1 publication Critical patent/WO2013042512A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to a thrust roller bearing with a race (including a thrust needle bearing) that is assembled to a rotating support portion in order to support a thrust load applied to the rotating support portion in various rotating machines such as an automobile transmission.
  • a thrust roller bearing as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-164023 is attached to a rotation support portion in various rotating machines such as an automobile transmission, and a rotating member such as a rotating shaft and a stationary member such as a casing are provided.
  • the rotating member is allowed to rotate while supporting the thrust load applied between the two.
  • a pair of members that rotate relative to each other through such a thrust roller bearing is a material that is difficult to ensure the required hardness, or it is difficult or troublesome to process the required smooth surface.
  • a thrust roller bearing with a race in which one cage and a plurality of rollers and two races are combined is used.
  • FIG. 7 shows an example of a thrust roller bearing 1 with a race that has been widely known.
  • the thrust roller bearing with race 1 includes a plurality of rollers 2 arranged in a radial direction, a cage 3 that holds these rollers 2, and these rollers 2 from both sides in the axial direction of the cage 3.
  • the first thrust trace 4 and the second thrust trace 5 are configured.
  • the cage 3 is entirely formed in an annular shape, and the same number of pockets 6 as the rollers 2 are provided radially at equal intervals in the circumferential direction.
  • the first thrust trace 4 and the second thrust trace 5 are each made by stamping and bending a hard metal plate having sufficient hardness, such as bearing steel or case-hardened steel.
  • the first thrust trace 4 called an outer ring includes a flat and annular first thrust trace portion 7 and a cylinder provided in a state bent from the outer peripheral edge of the first thrust trace portion 7 to one side in the axial direction.
  • the outer diameter side flange 8 is provided.
  • an outer diameter side locking portion 9 that is bent inward in the radial direction is provided at the distal end edge of the outer diameter side flange 8.
  • the second thrust trace 5 generally called an inner ring is provided in a state in which the second thrust trace portion 10 is flat and annular and is bent from the inner peripheral edge of the second thrust trace portion 10 to one axial side.
  • a cylindrical inner flange 11 having a cylindrical shape.
  • an inner diameter side locking portion 12 that is bent outward in the radial direction is provided at the tip edge of the inner diameter side flange 11.
  • the inner diameter of the outer diameter side flange 8 is made larger than the outer diameter of the cage 3, the outer diameter of the inner diameter side flange 11 is made smaller than the inner diameter of the cage 3, and the outer diameter side flange 8 and the inner diameter side flange 11 are made.
  • the cage 3 can be freely arranged relative to the first thrust trace 4 and the second thrust trace 5 between them.
  • the diameter of the inscribed circle of the outer diameter side locking portion 9 is made slightly smaller than the outer diameter of the cage 3, and the diameter of the circumscribed circle of the inner diameter side locking portion 12 is made smaller than the inner diameter of the cage. A little bigger.
  • the cage 3 holding the roller 2 is elastically deformed with the outer diameter side flange 8 and the inner diameter side flange 11, and the first thrust trace 4 and the second thrust trace 5 are combined.
  • the first thrust trace 4 is assembled to a member made of an iron-based alloy having high hardness
  • the second thrust trace 5 is assembled to a member made of an aluminum-based alloy having low hardness. Yes.
  • the thickness dimension of the second thrust trace 5 is made larger than the thickness dimension of the first thrust trace 4.
  • the thrust roller bearing with race 1 configured in this way is fitted with an outer diameter side flange 8 formed on the outer peripheral edge of the first thrust trace 4 in a holding portion 14 formed on the casing 13. In this state, it is attached to the rotation support part where the thrust load is generated. Further, the second thrust trace 5 is brought into contact with the end surface of the mating member 15. In this state, the mating member 15 is rotatably supported with respect to the casing 13. The thrust load applied between the mating member 15 and the casing 13 is supported by the thrust bearing 1 with a race.
  • Such a thrust bearing with a race 1 is required to have the following functions (1) to (4) arranged side by side as high as possible.
  • the cage 3, the first thrust trace 4 and the second thrust trace 5 should not be carelessly separated. This function is achieved by separating the thrust thrust bearing 1 with a race from the manufacturing factory of the bearing to an assembly factory such as a transmission and assembling the thrust thrust bearing 1 with a predetermined part. It is necessary to prevent it from becoming unobtainable and troublesome assembly work such as a transmission.
  • the flow rate of the lubricating oil (lubricating oil flow rate) flowing through the internal space where the cage 3 and the roller 2 are installed is secured between the first thrust trace 4 and the second thrust trace 5. What you can do.
  • This function ensures the strength of the oil film formed at the rolling contact portion between the rolling surface of each roller 2 and the first thrust trace portion 7 and the second thrust trace portion 10 during operation of the transmission and the like. It is required to effectively cool the rolling contact portion.
  • the laced thrust roller bearing 1 can be assembled only in a predetermined direction with respect to the casing 13 or the like (it cannot be assembled in the reverse direction). This function is to prevent the thrust roller bearing 1 with a race from being damaged by the lubricating oil flow path being blocked by assembling the thrust roller bearing 1 with a race in the opposite direction. Is needed to.
  • the outer diameter side engaging portion 9 and the inner diameter side engaging portion 12 and the peripheral edge of the cage 3 are increased while the outer margin is increased. It is necessary to widen the gaps that exist between the inner and outer peripheral surfaces of the radial flange 8 and the inner flange 11 and the cage 3.
  • the engagement allowance cannot be excessively increased.
  • the outer diameter side flange 8 is elastically deformed radially outward as shown in FIG. 9 (A) ⁇ (B) ⁇ (C).
  • the outer peripheral edge portion of the retainer 3 is moved over the outer diameter side locking portion 9 while being held. This operation becomes difficult if the protrusion amount ⁇ of the outer diameter side locking portion 9 from the inner peripheral surface of the outer diameter side flange 8 is too large.
  • a so-called full curl structure obtained by bending the distal end edge portion of the outer diameter side flange 8 radially inward over the entire circumference, and the distal end edge portion of the outer diameter side flange 8 are provided.
  • a so-called partial curl structure obtained by bending a plurality of locations intermittently present in the circumferential direction inwardly in the radial direction.
  • the protrusion amount ⁇ should be made considerably small, or the outer diameter of the cage 3 should be made considerably smaller than the inner diameter of the outer diameter side flange 8 instead of securing this protrusion amount ⁇ . In this case, the cage 3 cannot be assembled inside the outer diameter side flange 8.
  • the amount of elastic deformation of the outer diameter side flange 8 when the cage 3 is incorporated inside the outer diameter side flange 8 can be increased (the range of elastic deformation can be widened). Therefore, even if the protrusion amount ⁇ of the outer diameter side locking portion 9 is increased and the difference between the outer diameter of the cage 3 and the inner diameter of the outer diameter side flange 8 is reduced to some extent, It can be installed inside the side flange 8 without any trouble. Then, as described in FIG. 3 and FIG. 4 of Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • the outer diameter side engaging portions of the partial curl structure are formed at a plurality of positions in the circumferential direction of the front end edge of the outer diameter side flange.
  • the first thrust trace and the second thrust trace are in the meantime, the opening area on the outer diameter side of the internal space in which the cage and the rollers are installed can be widened to ensure the lubricating oil flow rate, and the functions (1) and (2) can be obtained.
  • the functions (3) and (4) cannot be obtained even with the structure described in FIGS. 3 and 4 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-39031.
  • the relative displacement in the radial direction between the first thrust trace 4 and the second thrust trace 5 constituting the thrust roller bearing 1 with a race is set to some extent (not excessively, but appropriately) ) It must be an acceptable structure. That is, the first thrust trace 4 and the second thrust trace 5 rotate together with these members while being supported by a pair of members that rotate relative to each other. Therefore, when the rotation centers of these members are displaced in the radial direction, the first thrust trace 4 and the second thrust trace 5 swing around each other.
  • the second thrust trace surface 20 of the portion 10 is rubbed (slidably contacted), and the thrust roller bearing 1 with a race is in contact with the first thrust trace surface 17 and the second thrust trace surface 20 where the two rolling surfaces are in contact. Serious damage such as seizure of the iron and breakage of the cage 3 occurs.
  • the outer diameter side engaging portion 9 has a full curl structure.
  • the radial protrusion amount of the outer diameter side locking portion 9 is set to about 0.4 mm as described above. It is necessary to suppress.
  • the thrust bearing with race 1 when the thrust bearing with race 1 is assembled between the casing 13 and the mating member 15, if the assembly direction is wrong, durability is impaired due to poor lubrication, etc., so that sufficient performance is exerted on the thrust bearing with race 1. I can't.
  • the thrust roller bearing with race 1 can be assembled to the casing 13 in the opposite direction (in an irregular state) to the normal state shown in FIG.
  • the first thrust trace 4 closes the gap 16 between the casing 13 and the counterpart member 15 and prevents the lubricating oil from flowing into the race-bearing roller bearing 1.
  • FIGS. 11 and 12 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-28342 show the outer diameter of the second thrust trace portion of the second thrust trace as the first diameter.
  • a structure is described which is larger than the outer diameter of the outer diameter side flange of the thrust trace.
  • the portion that protrudes radially outward from the outer peripheral surface of the outer flange on the outer peripheral edge portion of the second thrust trace portion is the inner space of the thrust roller bearing with race.
  • the function of (2) is impaired because a considerable portion of the outer diameter side opening is closed and the lubricating oil flow rate is reduced.
  • the present invention increases the tolerance for the eccentricity of a pair of members that rotate relative to each other while ensuring the function of preventing separation between the cage and the pair of thrust traces.
  • the purpose of this invention is to realize a structure of a thrust roller bearing with a race that is easy to handle and can secure a stable operating condition even under severe use conditions by increasing the amount of lubricating oil distributed to the cylinder.
  • the thrust roller bearing with race of the present invention includes a cage, a plurality of rollers, a first thrust trace, and a second thrust trace.
  • the cage is in the shape of a ring, and is provided with pockets that are long in the radial direction at a plurality of locations in the circumferential direction.
  • the roller is arranged so as to be able to roll in each of the pockets.
  • the first thrust trace and the second thrust trace are combined with the cage so as to be relatively rotatable and non-separable, and both are formed by bending a hard metal plate.
  • the first thrust trace includes a flat and annular first thrust trace portion, a cylindrical outer flange provided in a state bent from the outer peripheral edge of the first thrust trace portion to one axial direction, and the outer diameter.
  • Outer diameter side engaging portions provided in a state of projecting inward in the radial direction from the front end edge of the outer diameter side flange at a plurality of locations in the circumferential direction at a part of the front end edge of the side flange.
  • the height dimension in the axial direction of the outer diameter side flange is made smaller at the portion where the outer diameter side locking portion is not provided than at the portion where the same is provided.
  • the outer diameter of the outer diameter side flange is 60 mm to 120 mm.
  • the second thrust trace has a flat and annular second thrust trace portion, a cylindrical inner flange provided in a state bent from the inner peripheral edge of the second thrust trace portion to one axial direction, and the inner diameter.
  • An inner diameter side locking portion provided in a state of projecting outward in the radial direction from the distal end edge of the inner diameter side flange at a plurality of locations in the circumferential direction at a part of the distal end edge of the side flange.
  • the inner diameter of the inner diameter side flange is 40 mm to 80 mm.
  • the internal clearance is 1 mm to 2 mm.
  • the internal gap is a dimension in which the first thrust trace and the second thrust trace can be relatively displaced in the radial direction without elastic deformation of each member, and the outer diameter side flange, the inner diameter side flange, and the holding
  • the cage is formed into a hollow ring as a whole by combining the first cage element and the second cage element.
  • the first cage element disposed on the first thrust trace side is bent at right angles in the same direction with respect to the axial direction from the inner and outer peripheral edges of the annular first flat plate portion.
  • the first inner diameter side fitting cylindrical portion and the first outer diameter side fitting cylindrical portion are formed and configured.
  • the second cage element disposed on the second thrust trace part side is fitted in the same direction with respect to the axial direction from the inner and outer peripheral edges of the annular second flat plate part, and fitted on the first inner diameter side
  • a second inner diameter side fitting cylindrical portion and a second outer diameter side fitting cylindrical portion bent at a right angle in the opposite direction to the cylindrical portion and the first outer diameter side fitting cylindrical portion are formed and configured.
  • the first inner diameter side fitting cylindrical portion is fitted into the second inner diameter side fitting cylindrical portion, and the first outer diameter side fitting cylindrical portion is externally attached to the second outer diameter side fitting cylindrical portion.
  • the first cage element and the second cage element are combined with each other by fitting.
  • the diameter of the second outer diameter side fitting cylindrical part is increased in the first half part farther from the second flat plate part than the base half part near the second flat plate part, and the first outer diameter side fitting cylindrical part Is fitted on the second outer diameter side fitting cylindrical portion only at the tip half portion.
  • the second thrust trace is provided in a state of projecting radially outward from a ring-shaped second thrust trace portion (thrust trace body) and a part of the outer peripheral edge of the second thrust trace portion. And at least one projecting piece. Then, the outer diameter of the second thrust trace portion is smaller than the inner diameter of the outer diameter side flange, and the diameter of the circumscribed circle of the second thrust trace including the protruding piece is larger than the outer diameter of the outer diameter side flange. .
  • the thickness dimension of the protruding piece is made smaller than the thickness dimension of the second thrust trace portion.
  • step-difference part exists in the boundary part of the race surface which rolls and contacts the said roller among the 2nd thrust trace parts among the single side
  • the protruding pieces are provided at a plurality of locations on the outer peripheral edge of the second thrust trace portion at equal intervals in the circumferential direction.
  • the functions (1) to (4) described above can be arranged side by side in a high dimension. Specifically, while ensuring the function of preventing separation between the cage and the pair of thrust traces, the tolerance for the eccentricity of the pair of relatively rotating members is increased, and the amount of lubricating oil to be circulated inside is increased. By increasing the number, the handleability is good and a stable operation state can be secured even under severe use conditions.
  • the separation preventing function of (1) is that the retainer and the first thrust trace are connected to the inner diameter side engaging portion and the retainer by the engagement of the outer diameter side retaining portion and the outer peripheral edge of the retainer.
  • This retainer and the second thrust trace can be combined in a non-separable manner by engaging with the inner peripheral edge of each.
  • the outer diameter side locking portion and the inner diameter side locking portion respectively provided at the distal end edges of the outer diameter side flange and the inner diameter side flange are All of them are formed intermittently at a plurality of locations in the circumferential direction of the leading edge of each flange. Therefore, the first thrust trace, the second thrust trace, and the retainer can be combined even if the protruding amount in the radial direction of the outer diameter side locking portion and the inner diameter side locking portion is increased.
  • the protrusion amount in the radial direction of the outer diameter side locking portion and the inner diameter side locking portion can be increased, the difference between the inner diameter of the outer diameter side flange and the outer diameter of the cage, and the inner diameter side flange Even if the difference between the outer diameter of the cage and the inner diameter of the cage is increased to some extent, the function of preventing the separation of the cage from the first thrust trace and the second thrust trace can be performed reliably. As a result, a relatively large value such as 1 mm to 2 mm can be adopted as the internal clearance of the thrust roller bearing with race.
  • the internal gap by taking a relatively large value as the internal gap, and by reducing the height dimension in the axial direction of the portion of the outer diameter side flange not provided with the outer diameter side locking portion.
  • the amount of lubricating oil flowing through the internal space can be secured. That is, by reducing the height of the outer diameter side flange in part, the lubricating oil can easily pass through the outer diameter side flange in the radial direction. Further, by enlarging the internal gap, the lubricating oil can easily pass between the inner and outer peripheral edges of the cage, the inner peripheral surface of the outer diameter side flange, and the outer peripheral surface of the inner diameter side flange. As a result, the function (2) of securing the lubricating oil flow rate of the thrust roller bearing with race during operation can be obtained at a high level.
  • a second outer diameter-side fitting cylindrical portion formed on the outer peripheral edge of the second cage element is formed as a first outer diameter-side fitting cylindrical portion formed on the outer peripheral edge of the first cage element constituting the cage.
  • the outer fitting is performed only at the front half of the second outer diameter side fitting cylindrical portion, it is possible to secure the engagement margin between the outer peripheral edge of the retainer and the outer diameter side locking portion, and to It is possible to easily achieve both the prevention of rubbing between the outer peripheral edge and the outer diameter side locking portion.
  • the gap between one surface of the projecting piece and the tip edge of the outer diameter flange is sufficiently widened so that the projecting piece prevents the flow of lubricating oil.
  • the degree can be further reduced.
  • FIG. 1 is a partial sectional view showing a first example of an embodiment of the present invention.
  • 2 (A) and 2 (B) are diagrams showing two examples of the shape of the first thrust trace, in which (a) is a view seen from below in FIG. 1, and (b) These are views seen from the radial direction.
  • FIGS. 3A and 3B are views from the top of FIG. 1 showing two examples of the shape of the second thrust trace.
  • FIG. 4 is a partial sectional view showing a second example of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an implementation state of a durability test when the first thrust trace and the second thrust trace are operated eccentrically.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state of implementation of a test relating to the flow rate of lubricating oil.
  • FIG. 7 is a partial sectional view showing an example of a conventionally known thrust bearing with a race.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing an example of the assembled state of the thrust bearing with race shown in FIG.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view sequentially showing the process of combining the first thrust trace and the cage holding the roller for the thrust bearing with race shown in FIG. 7.
  • FIG. 10 is a perspective view of the thrust bearing with a race shown in FIG. 7, in which the cage is engaged between the outer diameter side flange and the inner diameter side flange based on the eccentric motion of the first thrust trace and the second thrust trace. It is sectional drawing which shows a state.
  • the thrust roller bearing with race 1a of this example includes a cage 3, a plurality of rollers 2, a first thrust trace 4a, and a second thrust trace 5a.
  • the configurations of the cage 3 and the roller 2 are the same as those of the conventional structure shown in FIG.
  • the first thrust trace 4a and the second thrust trace 5a are formed by bending a hard metal, and can be freely rotated relative to the cage 3 in a non-separable manner as in the conventional structure. It is.
  • the first thrust trace 4a includes a first thrust trace portion 7a, an outer diameter side flange 8a, and a plurality (three in the structure of FIG. 2A, six in the structure of FIG. 2B) of the outer diameter side. And a locking portion 9a.
  • the first thrust trace portion 7a is flat and annular, and has a first thrust trace surface 17 on one side in the axial direction (the lower surface in FIG. 1).
  • the outer diameter side flange 8a has a short cylindrical shape, and is bent at a substantially right angle from the outer peripheral edge of the first thrust trace portion 7a to one axial direction side (the lower side in FIG. 1) where the first thrust trace surface 17 exists. It is provided in the state.
  • the outer diameter side locking portion 9a is a part of the front end edge of the outer diameter side flange 8a and is provided at a plurality of positions at equal intervals in the circumferential direction (three positions in the structure of FIG. 2A, the structure of FIG. 6 points) inward in the radial direction and bent by less than 90 degrees so as to protrude radially inward from the tip edge of the outer diameter side flange 8a.
  • the diameter of the inscribed circle of the outer diameter side locking portion 9a is slightly smaller (about 1 mm to 2 mm) than the outer diameter of the cage 3.
  • a notch portion 18 is formed in a portion between the outer diameter side engaging portions 9a adjacent in the circumferential direction at the remaining portion of the front end edge of the outer diameter side flange 8a. Based on the presence of these notches 18, the height of the outer flange 8 a in the axial direction is set at the portion where the outer diameter locking portion 9 a is not provided, and the outer diameter locking portion 9 a is provided. It is smaller than the part.
  • the shape of the notch 18 is not particularly limited. The trapezoidal shape as shown in FIGS. 2A and 2B or the arc shape as shown in FIGS. 2B and 2B may be used.
  • the first thrust trace 4a is 60 mm to 120 mm in outer diameter of the outer diameter side flange 8a.
  • the second thrust trace 5a includes a second thrust trace portion 10a, an inner diameter side flange 11a, a plurality of (four in the illustrated example) inner diameter side locking portions 12a, and a plurality of structures (FIG. 3A). 3, and two protrusions 19 in the structure of FIG. 3B.
  • the second thrust trace portion 10a is flat and annular, and has one axial surface (the upper surface in FIG. 1) as the second thrust trace surface 20.
  • the inner diameter side flange 11a has a short cylindrical shape, and is bent substantially perpendicularly from the inner peripheral edge of the second thrust trace portion 10a to one axial side (the upper side in FIG. 1) where the second thrust trace surface 20 exists. Is provided.
  • the inner diameter side locking portion 12a is a part of the front end edge of the inner diameter side flange 11a, and a plurality of circumferential positions (four positions in the illustrated example) are directed radially outward, and the front end edge of the inner diameter side flange 11a Is provided in a state of projecting radially outward from.
  • the inner diameter side locking portion 12a is formed by bending so that the distal end edge of the inner diameter side flange 11a faces the outer side in the radial direction and the shape viewed from the axial direction is substantially V-shaped.
  • the shape of the inner diameter side locking portion 12a is the same as the locking portion described in FIGS. 8 to 10 of Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • a notch 21 is formed in a portion between the inner diameter side engaging portions 12a adjacent in the circumferential direction, and the height dimension in the axial direction of the inner diameter side flange 11a is set to the inner diameter.
  • the portion where the side locking portion 12a is not provided is smaller than the portion where the inner diameter side locking portion 12a is provided.
  • the projecting piece 19 has a plurality of circumferentially equidistant positions in the outer peripheral edge of the second thrust trace portion 10a (three in the structure of FIG. 3A and two in the structure of FIG. 3B).
  • the second thrust trace portion 10a is formed so as to protrude radially outward from the outer peripheral edge.
  • the shape of the projecting piece 19 is not particularly limited. It may be a semicircular shape as shown in FIG. 3A or a rectangular shape as shown in FIG.
  • the thickness dimension t of the projecting piece 19 is smaller than the thickness dimension T of the second thrust trace portion 10a (t ⁇ T). However, on the side opposite to the second thrust trace surface 20 (the lower side in FIG.
  • the size of the second thrust trace 5a having such a shape is approximately 40 mm to 80 mm in terms of the inner diameter of the inner diameter side flange.
  • the outer diameter of the second thrust trace portion 10a is larger than the diameter of the circumscribed circle of the roller 2, and smaller than the inner diameter of the outer diameter side flange 8a.
  • the diameter of the circumscribed circle of the projecting piece 19 is larger than the outer diameter of the outer diameter side flange 8a.
  • the thrust roller bearing with race 1a has an internal clearance by appropriately regulating the outer diameter and inner diameter of the cage 3, the inner diameter of the outer diameter side flange 8a, and the outer diameter of the inner diameter side flange 11a. Is set to 1 mm to 2 mm.
  • the internal clearance is a dimension that allows the first thrust trace 4a and the second thrust trace 5a to be relatively displaced in the radial direction without being elastically deformed by each member constituting the thrust roller bearing with race 1a. If these thrust traces are decentered and a part of the circumferential direction of the cage 3 is sandwiched between the peripheral surfaces of the outer diameter side flange 8a and the inner diameter side flange 11a as shown in the upper part of FIG.
  • the gaps are in an intervening state.
  • the value of the internal gap is represented by the sum (c 1 + c 2 ) of the radial dimensions of these annular gaps.
  • the thrust roller bearing with race 1a of this example is configured as described above, these thrust traces are secured while ensuring the separation preventing function between the cage 3, the first thrust trace 4a, and the second thrust trace 5a.
  • the allowable amount with respect to the eccentricity of the pair of members that rotate relative to each other in a supported state can be increased, and the amount of lubricating oil to be circulated inside can be increased.
  • the function of preventing separation while allowing relative rotation of the members is the outer peripheral side locking portion 9 a and the outer peripheral edge of the cage 3.
  • the retainer 3 and the first thrust trace 4a are engaged with each other, and the retainer 3 and the second thrust trace 5a are coupled with each other by engagement between the inner diameter side locking portion 12a and the inner peripheral edge of the retainer 3.
  • the outer diameter side locking portion 9a and the inner diameter side locking portion 12a are both circumferential directions of the leading edges of the outer diameter side flange 8a and the inner diameter side flange 11a, respectively. It is intermittently formed at a plurality of locations. Therefore, the first thrust trace 4a, the second thrust trace 5a, and the cage 3 can be combined even if the protruding amount in the radial direction of the outer diameter side locking portion 9a and the inner diameter side locking portion 12a is increased to some extent. .
  • the thrust roller bearing with race 1a of this example employs a large value (1 mm to 2 mm) as the internal clearance, so that the first thrust trace 4a and the second thrust trace 5a have some swinging motion (eccentric motion). Even in the case of the above, the relative rotation of the cage 3 with respect to these thrust traces can be ensured. That is, since the internal gap is large, the distance between the inner peripheral surface of the outer diameter side flange 8a and the outer peripheral surface of the inner diameter side flange 11a is set in the circumferential direction as shown in the upper part of FIG. Even if it becomes narrow in part, the interval between the parts can be kept larger than the radial width of the cage 3.
  • a relatively large value (1 mm to 2 mm) can be taken as the internal gap, and the outer diameter side locking portion 9a and the inner diameter side locking portion 12a are not provided among the outer diameter side flange 8a and the inner diameter side flange 11a.
  • the lubricating oil flow rate of the thrust roller bearing with race 1a can be sufficiently secured during operation, and the lubricating oil flow rate is increased to 20% or more, for example, about 40%, compared to the conventional structure shown in FIG. Therefore, the reliability and durability of the thrust roller bearing with race 1a can be improved accordingly.
  • a projecting piece 19 is provided on the outer peripheral edge of the second thrust trace portion 10a constituting the second thrust trace 5a.
  • the diameter of the circumscribed circle of these projecting pieces 19 is larger than the outer diameter of the outer diameter side flange 8a. Therefore, the first thrust trace 4a provided with the outer diameter side flange 8a can be fitted into the holding portion 14 of the casing 13 shown in FIG. 8, but the second thrust trace 5a provided with the projecting piece 19 cannot be fitted. . For this reason, it can prevent reliably mounting
  • the thickness dimension t of the projecting piece 19 is recessed in the surface side of the projecting piece 19 that faces the tip edge of the outer diameter side flange 8a. It is made small by not being.
  • FIG. 4 shows a second example of the embodiment of the present invention.
  • the structure of the retainer 3a, the outer peripheral edge of the retainer 3a and a plurality of outer diameter side locking portions 9a provided on the outer peripheral edge of the first thrust trace 4a It is easy to achieve both the securing of the engagement allowance and the prevention of friction between the outer peripheral edge of the cage 3a and the outer diameter side locking portion 9a.
  • the basic configuration itself of the cage 3a is the same as that of the first example of the embodiment, and by combining the first cage element 25 and the second cage element 26, the whole has a hollow ring shape.
  • the first cage element 25 disposed on the first thrust trace portion 7a side of the first thrust trace 4a is composed of a first flat plate portion 27 and a first inner diameter side fitting cylindrical portion 28. And a first outer diameter side fitting cylindrical portion 29.
  • the first flat plate portion 27 is in the shape of a ring, and has elongated rectangular first through holes 30 that are long in the radial direction at a plurality of equally spaced circumferential positions.
  • the first inner diameter side fitting cylindrical portion 28 and the first outer diameter side fitting cylindrical portion 29 are formed by being bent at right angles in the same direction with respect to the axial direction from both inner and outer peripheral edges of the first flat plate portion 27.
  • positioned at the 2nd thrust trace part 10b side of the 2nd thrust trace 5b is the 2nd flat plate part 31, the 2nd internal diameter side fitting cylindrical part 32, and a 2nd outer diameter.
  • the side fitting cylindrical part 33 is provided.
  • the second flat plate portion 31 is in the shape of a ring, and is formed in a plurality of equally spaced circumferential locations in the shape of a long rectangle, each of which is radially long, and the same number of second through holes 34 as the first through holes 30 are formed radially.
  • the second inner diameter side fitting cylindrical portion 32 and the second outer diameter side fitting cylindrical portion 33 are in the same direction with respect to the axial direction from the inner and outer peripheral edges of the second flat plate portion 31, and the first inner diameter side fitting The cylindrical portion 28 and the first outer diameter side fitting cylindrical portion 29 are formed to be bent at right angles to the opposite side. Further, the diameter of the second outer diameter side fitting cylindrical portion 33 is made larger at the front half portion 36 on the side farther from the second flat plate portion 31 than at the base half portion 35 near the second flat plate portion 31, The two outer diameter side fitting cylindrical portions 33 are stepped cylindrical shapes.
  • the first retainer element 25 and the second retainer element 26 are fitted inside the first inner diameter side fitting cylindrical portion 28 to the second inner diameter side fitting cylindrical portion 32 by an interference fit, and the first outer diameter side fitting is performed.
  • the cylindrical portion 29 By attaching the cylindrical portion 29 to the front half portion 36 of the second outer diameter side fitting cylindrical portion 33 with an interference fit, these cage elements are combined with each other to form a cage 3a.
  • the first outer diameter side fitting cylindrical portion 29 is fitted on the second outer diameter side fitting cylindrical portion 33 only at the front half portion 36. Therefore, the height (axial dimension) of the first outer diameter side fitting cylindrical portion 29 is set to be equal to or lower than the height of the tip half portion 36.
  • the combination work of these cage elements is the first through hole 30 formed in the first flat plate portion 27 of the first cage element 25 and the second flat plate portion 31 of the second cage element 26.
  • the phase of the two through holes 34 is adjusted, and the rollers 2 are disposed between these through holes.
  • the length (diameter direction dimension) of the first through hole 30 and the second through hole 34 is larger than the length of the roller 2, and the width (circumferential direction dimension) of the first through hole 30 and the second through hole 34 is the roller. 2 is smaller than the outer diameter. Accordingly, when the cage 3 a is configured by combining the first cage element 25 and the second cage element 26, each roller 2 prevents dropping between the first through hole 30 and the second through hole 34. In this state, it is held so that it can roll freely. That is, the first through hole 30 and the second through hole 34 are combined to form the pocket 6.
  • the structure of the present example configured as described above, it is possible to secure the engagement margin between the outer peripheral edge of the cage 3a and the plurality of outer diameter side locking portions 9a provided on the outer peripheral edge portion of the first thrust trace 4a.
  • the configuration and operation of the other parts of this example are substantially the same as those of the first example of the embodiment except that the protruding piece 19 (see FIGS. 1 and 3) is omitted. Is omitted.
  • the projecting piece 19 can also be provided on the outer peripheral edge of the second thrust trace portion 10b constituting the second thrust trace 5b.
  • the cage used when practicing the present invention adopts a structure in which a pair of cage elements each obtained by bending a metal plate are combined in a hollow ring shape.
  • a metal plate constituting these cage elements for example, a carbon steel plate having a thickness of about 0.4 mm (for example, SPCC material) and having a surface hardness of Hv400 to Hv850 can be used.
  • the axial thickness of the cage should be 80% or less of the diameter of the roller, so that both sides of the cage in the axial direction, the first thrust trace surface, and the second thrust surface It is preferable to ensure the thickness of the annular space between the race surface and the lubricating oil flow rate.
  • the axial thickness of the cage is less than 50% of the diameter of the roller, it becomes difficult to engage the inner surface of each pocket formed in the cage and the rolling surface of these rollers (this holding). It is difficult to regulate the axial position of the container with the rollers, and if you try to force it, the inner surface of each pocket and the rolling surface of these rollers will rub against each other strongly) The smooth rolling of these rollers There is a high possibility of being disturbed. Therefore, the axial thickness of the cage is preferably within a range of 50% to 80% of the diameter of the roller.
  • the partial curl processing can be performed when the thickness of the first thrust trace is in the range of 0.6 mm to 2.0 mm. In the case of full curl processing, if the thickness exceeds 1.0 mm, it is difficult to process the outer diameter side locking piece by press processing that can be performed at low cost.
  • usable materials are the same as those of the first thrust trace. Its thickness can be in the range of 0.6 mm to 5.0 mm.
  • Table 1 and FIG. 5 show the effect of the size of the internal clearance of the thrust roller bearing with race on the durability when the first thrust trace and the second thrust trace are decentered from each other.
  • Test eccentricity test
  • the test load is applied to the thrust roller bearing 1b with a race every two seconds (one cycle 4) via the thrust roller bearing 1b with a race and a thrust bearing 24 different from the test object. Added repeatedly (as seconds). The first thrust trace and the second thrust trace were concentric with each other.
  • the test is performed while measuring the vibration generated in the thrust roller bearing 1b with a race with a vibrometer. When this vibration exceeds a preset threshold value, the thrust roller bearing 1b with a race has reached the end of its life. The test was terminated at that time.
  • “x” marks representing failures are shown along with the time until censoring. If the vibration does not increase until 60 hours have passed, the test is terminated at that point, the thrust roller bearing with race 1b is disassembled, the cage is damaged, the thrust tracing surface is flaking, etc. The presence or absence of damage was visually observed, and if there was any damage, “x” mark indicating failure, “ ⁇ ” mark indicating pass if there was no damage, Table 1 Each is described in.
  • each of Examples 1 to 6 has the size of the internal gap within the range of 1 mm to 2 mm, and even when operated under a large eccentric amount such as 0.6 mm, Even when the calculated life reached 60 hours, no damage such as breakage of the cage or flaking occurred. This is an effect obtained by setting the internal gap to 1 mm or more.
  • test conditions are as follows.
  • Table 2 shows the results of tests conducted under these conditions.
  • the structures of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 correspond to those in Tables 1 and 2, respectively (the same specifications).
  • the thrust roller bearings with races of Examples 1 to 6 belonging to the technical scope of the present invention are all related to the rotational speed.
  • the amount of lubricating oil passing through the internal space can be secured twice or more.
  • Comparative Example 1 The structure of Comparative Example 1 is provided with a full curl type outer diameter side locking portion, but the internal gap is 0.8 mm, the pinching amount is 0.2 mm, and the test is completed after 60 hours. However, when the inside was confirmed, the cage was cracked. In the load ON / OFF test, no abnormality occurred even after 60 hours. However, the flow rate of the lubricating oil is small because the opening area is narrow, and it is understood that it is difficult to ensure sufficient durability when the use conditions become severe.
  • Comparative Examples 2 to 5 a plurality of outer diameter side locking portions are intermittently formed in the circumferential direction in the distal end edge portion of the outer diameter side flange, and adjacent outer diameter sides in the circumferential direction. A notch was formed between the locking portions, and the internal gap was set to 0.8 mm or 2.3 mm, and the eccentricity test passed as far as Comparative Examples 3 and 5 were concerned.
  • Comparative Examples 3 and 5 since the internal gap was excessive, in the load ON / OFF test, the cage was damaged during the load ON / OFF test due to a large drop amount of the cage at the OFF time. Moreover, regarding Comparative Examples 2 and 4, in the eccentric test, the cage was damaged based on wear of the outer peripheral edge of the cage.
  • Comparative Examples 6 and 7 the conventional tab structure shown in FIGS. 1 and 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-28342, which has been widely used in the past, is shown in FIGS. As shown, it is difficult to provide an outer-diameter side locking portion having a large protrusion at the tip edge of the outer-diameter flange constituting the thin first thrust trace, and it is therefore difficult to ensure an internal gap. That is, in Comparative Examples 6 and 7, the internal gaps were as small as 0.6 mm and 0.4 mm, respectively, and in the eccentric test, wear occurred on the outer peripheral edge of the cage and the cage broke. In the load ON / OFF test, the cage breakage occurred midway.
  • the thrust roller bearing with race of the present invention can be used not only for automobile transmissions, but also for rotation support parts of various rotating machines such as agricultural machinery, construction machinery, steel machinery, and auxiliary machinery for engines such as compressors.

Landscapes

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Abstract

　保持器３と第一スラストレース４ａおよび第二スラストレース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、かつ、内部に流通させる潤滑油の量を多くすることができる、レース付スラストころ軸受の構造を実現する。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６０ｍｍ～１２０ｍｍとし、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４０ｍｍ～８０ｍｍとして、内部隙間を１ｍｍ～２ｍｍとする。このために、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。

Description

レース付スラストころ軸受
　この発明は、自動車のトランスミッションなどの各種回転機械における回転支持部分に加わるスラスト荷重を支承するため、この回転支持部分に組み付けられ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）に関する。
　自動車のトランスミッションなどの各種回転機械における回転支持部分には、特開２００５－１６４０２３号公報に記載されているようなスラストころ軸受を装着して、回転軸などの回転部材とケーシングなど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ようにしている。また、このよう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ことが難しい材料である場合、あるいは、必要とする平滑面に加工することが困難ないしは面倒である場合には、１個の保持器および複数本のころと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。
　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、放射方向に配列された複数のころ２と、これらのころ２を保持する保持器３と、これらのころ２を、この保持器３の軸方向に関して両側から挟持する、第一スラストレース４、第二スラストレース５とから構成される。保持器３は、全体を円輪状に造られており、この保持器３には、ころ２と同数のポケット６が、円周方向に関して等間隔かつ放射状に設けられている。
　また、第一スラストレース４および第二スラストレース５は、それぞれが軸受鋼あるいは肌焼鋼などの、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および曲げ加工を施すこと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、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。また、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、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。また、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。
　外径側フランジ８の内径を、保持器３の外径よりも大きくし、内径側フランジ１１の外径を、保持器３の内径よりも小さくして、外径側フランジ８と内径側フランジ１１同士の間に、保持器３を、第一スラストレース４と第二スラストレース５に対する相対回転を自在に配置可能としている。また、外径側係止部９の内接円の直径を、保持器３の外径よりも少しだけ小さくし、内径側係止部１２の外接円の直径を、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、外径側フランジ８と内径側フランジ１１を弾性変形させつつ、ころ２を保持した保持器３と、第一スラストレース４および第二スラストレース５とを組み合わせ、組み合わせ後には、これらの部材が相対回転自在で、かつ、不用意に分離しないようにしている。なお、図示の例では、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、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ことを考慮している。このため、第二スラストレース５の厚さ寸法を、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。
　このように構成されるレース付スラストころ軸受１は、図８に示すように、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支持部分に装着する。また、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、レース付スラスト軸受１が支承する。このようなレース付スラスト軸受１には、次の（１）～（４）のような機能が、できる限り高次元で並立させられることが要求される。
（１）保持器３と、第一スラストレース４および第二スラストレース５とが不用意に分離しないこと。
　この機能は、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などの組立工場に輸送し、所定部分に組み付けるまでの間、これらの部材が分離することで、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などの組立作業が面倒になったりすることを防止するために必要とされる。
（２）トランスミッションなどの運転時に、第一スラストレース４と第二スラストレース５同士の間で、保持器３およびころ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）を確保できること。
　この機能は、トランスミッションなどの運転時に、それぞれのころ２の転動面と第一スラストレース部７および第二スラストレース部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ともに、これらの転がり接触部を効果的に冷却するために必要とされる。
（３）第一スラストレース４と第二スラストレース５の回転中心が多少ずれた（これらのスラストレースが多少の偏心運動をする）場合でも、第一スラストレース４および第二スラストレース５に対する保持器３の相対回転が保障されること。
　この機能は、レース付スラスト軸受１やトランスミッションなどの製造誤差、組み付け誤差などにより、第一スラストレース４と第二スラストレース５の回転中心が多少ずれた場合でも、レース付スラスト軸受１の機能を確保するために必要とされる。
（４）ケーシング１３などに対して、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）こと。
　この機能は、レース付スラストころ軸受１を逆方向に組み付けることで、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、焼き付きなどの損傷が発生することを防止するために必要とされる。
　従来構造の場合、（１）～（４）に示した機能を高次元で並立させることが難しく、トランスミッションなど、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る。以下、この点について説明する。
　（１）と（２）の機能を高次元で両立させるためには、外径側係止部９および内径側係止部１２と保持器３の周縁部との係り代を大きくしつつ、外径側フランジ８および内径側フランジ１１と保持器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。ただし、第一スラストレース４および第二スラストレース５と保持器３との組立性を考慮すれば、この係り代を過度に大きくすることはできない。たとえば、保持器３と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）に示すように、外径側フランジ８を径方向外方に弾性変形させつつ、保持器３の外周縁部を、外径側係止部９を乗り越えさせる。この作業は、外径側フランジ８の内周面からの外径側係止部９の突出量δが大き過ぎると難しくなる。
　外径側係止部９としては、外径側フランジ８の先端縁部を全周にわたって径方向内方に曲げ形成して得られる、いわゆるフルカール構造と、外径側フランジ８の先端縁部に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得られる、いわゆるパーシャルカール構造とがある。フルカール構造の場合には、突出量δを相当に小さくするか、あるいは、この突出量δを確保する代わりに、保持器３の外径を外径側フランジ８の内径よりも相当に小さくしなければ、この保持器３を外径側フランジ８の内側に組み込めない。ただし、保持器３の外径を外径側フランジ８の内径よりもあまり小さくすることは、第一スラストレース４に対する保持器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。このため、フルカール構造を採用する場合には、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６０ｍｍ～１２０ｍｍ、内径側フランジの内径が４０ｍｍ～８０ｍｍ程度のレース付ころ軸受１で、外径側係止部９をフルカール構造とした場合には、突出量δを０．４ｍｍを超えて大きくすると、保持器３を外径側フランジ８の内側に組み込むことが難しくなる。
　これに対し、パーシャルカール構造を採用すれば、保持器３を外径側フランジ８の内側に組み込む際における、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。したがって、外径側係止部９の突出量δを大きくし、かつ、保持器３の外径と外径側フランジ８の内径との差をある程度小さくしても、この保持器３を外径側フランジ８の内側に、特に面倒なく組み込める。そして、特開２００８－３９０３１号公報の図３および図４に記載されているように、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構造の外径側係止部を形成するとともに、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、第一スラストレースと第二スラストレース同士の間で、保持器および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、（１）と（２）の機能が得られる。
　ただし、特開２００８－３９０３１号の図３および図４に記載された構造によっても、（３）と（４）の機能を得ることはできない。たとえば、（３）の機能を得るためには、レース付スラストころ軸受１を構成する、第一スラストレース４と第二スラストレース５同士の径方向に関する相対変位をある程度（過大ではなく、適度に）許容する構造であることが必要である。すなわち、第一スラストレース４と第二スラストレース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、これらの部材とともに回転する。したがって、これらの部材の回転中心が径方向にずれていると、第一スラストレース４と第二スラストレース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に示すように、保持器３の一部が、外径側フランジ８の内周面と内径側フランジ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に割れや亀裂などの損傷が発生しやすくなる。また、この保持器３が回転しなくなって、ころ２の公転および自転が不能となり、これらのころ２の転動面と、第一スラストレース部７の第一スラストレース面１７および第二スラストレース部１０の第二スラストレース面２０とが擦れ合い（滑り接触し）、レース付スラストころ軸受１に、第一スラストレース面１７および第二スラストレース面２０ところ２の転動面との接触部の焼き付きや、保持器３の破損などの重大な損傷が発生する。
　本発明が対象とする、外径側フランジの外径が６０ｍｍ～１２０ｍｍ、内径側フランジの内径が４０ｍｍ～８０ｍｍ程度のレース付スラストころ軸受１の場合、外径側係止部９としてフルカール構造のものを採用し、この外径側係止部９の内径側を、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、レース付スラストころ軸受１の内部隙間は０．６ｍｍ～１．６ｍｍ程度に止まり、これらの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、上述のような損傷が発生する可能性が高くなる。特開２００８－３９０３１号公報には、このような損傷を防止するための構造については記載されていない。
　また、レース付スラスト軸受１をケーシング１３と相手部材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など、レース付スラスト軸受１に十分な性能を発揮させることができない。すなわち、このレース付スラストころ軸受１は、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）組み付けることも可能である。ただし、不正規状態に組み付けられた場合、第一スラストレース４が、ケーシング１３と相手部材１５との間の隙間１６を塞ぎ、レース付ころ軸受１の内部に潤滑油が流通することを妨げる。
　このような不都合を発生する逆組み付けを防止するための構造として、特開２００４-２８３４２号公報の図１１および図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。このような構造によれば、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、第二スラストレースが、誤ってケーシングの保持部に組み付けられることを防止できる。すなわち、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、逆組付けを防止できる。ただし、このような従来構造の場合には、第二スラストレース部の外周縁寄り部分で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ため、（２）の機能が損なわれる。
　以上の説明から理解されるように、従来構造の場合には、（１）～（４）に示した機能を高次元で並立させることが難しいのが実情である。なお、上述した先行技術文献は、参照により本明細書に組み込まれるものとする。
特開２００５－１６４０２３号公報 特開２００８－３９０３１号公報 特開２００４－２８３４２号公報
　本発明は、上述のような事情に鑑みて、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、かつ、内部に流通させる潤滑油の量を多くすることにより、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レース付スラストころ軸受の構造を実現することを目的としている。
　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、第一スラストレースと、第二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。また、前記ころは、前記ポケットのそれぞれに転動自在に配置されている。さらに、第一スラストレースと第二スラストレースは、前記保持器と相対回転を自在に、かつ、非分離に組み合わされたもので、いずれも、硬質金属板を曲げ形成して構成される。
　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、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。また、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。さらに、前記外径側フランジの外径は、６０ｍｍ～１２０ｍｍである。
　一方、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、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。また、前記内径側フランジの内径は、４０ｍｍ～８０ｍｍである。
　特に、本発明のレース付スラストころ軸受においては、内部隙間が１ｍｍ～２ｍｍである。この内部隙間とは、それぞれの部材の弾性変形を伴わずに、第一スラストレースと第二スラストレースが径方向に相対変位可能な寸法であり、前記外径側フランジおよび内径側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、外径側フランジの内周面およ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。
　好ましくは、前記保持器を、第一保持器素子と第二保持器素子を組み合わせることにより、全体を中空環状としたものとする。また、これらの保持器素子のうちの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、第一内径側嵌合円筒部と第一外径側嵌合円筒部を形成して構成する。これに対して、第二スラストレース部側に配置される第二保持器素子を、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、かつ、第一内径側嵌合円筒部および第一外径側嵌合円筒部と反対方向に直角に折り曲げた、第二内径側嵌合円筒部と第二外径側嵌合円筒部を形成して構成する。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ともに、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ことにより、第一保持器素子と第二保持器素子を互いに組み合わせる。さらに、第二外径側嵌合円筒部の直径を、第二平板部寄りの基半部よりも第二平板部から遠い側の先半部で大きくし、第一外径側嵌合円筒部を第二外径側嵌合円筒部に、この先半部でのみ外嵌する。
　また、好ましくは、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、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、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。
　この場合、より好ましくは、前記突片の厚さ寸法を、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、第二スラストレース部のうちで前記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。
　この場合、さらに好ましくは、前記突片を、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。
　本発明のレース付スラストころ軸受によれば、上述した（１）～（４）の機能を、高次元で並立させることができる。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、かつ、内部に流通させる潤滑油の量を多くすることにより、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。
　このうち、（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ことにより図れる。
　このように、これらの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ために、外径側フランジと内径側フランジの先端縁にそれぞれ設けた、外径側係止部と内径側係止部はいずれも、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。したがって、前記外径側係止部と内径側係止部の径方向に関する突出量を大きくしても、第一スラストレースおよび第二スラストレースと前記保持器とを組み合わせることができる。そして、前記外径側係止部と内径側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前記保持器の内径との差をある程度大きくしても、この保持器と第一スラストレースおよび第二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、レース付スラストころ軸受の内部隙間として、１ｍｍ～２ｍｍといった、比較的大きな値を採用できる。
　この内部隙間として、このように大きな値を採用することにより、第一スラストレースと第二スラストレースが多少の振れ回り運動をした場合でも、これらの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。すなわち、前記内部隙間が大きいため、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。したがって、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ことがなくなる。この結果、第一スラストレースと第二スラストレースの回転中心が多少ずれた場合でも、これらのスラストレースに対する前記保持器の相対回転を保障するという（３）の機能が得られる。
　また、前記内部隙間として比較的大きな値を採れることと、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こととにより、前記内部空間に流通する潤滑油の量を確保できる。すなわち、前記外径側フランジの高さ寸法を一部で小さくすることにより、潤滑油がこの外径側フランジを径方向に通過しやすくできる。また、前記内部隙間を大きくすることで、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および前記内径側フランジの外周面との間を通過しやすくできる。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するという（２）の機能が、高次元で得られる。
　また、前記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した場合には、前記保持器の外周縁と前記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前記外径側係止部との擦れ合い防止との両立を図りやすくできる。
　さらに、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ことにより、回転支持部分に対してレース付スラストころ軸受を、誤って逆方向に組み付けることを確実に防止するという（４）の機能が得られる。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ことは少なく、逆組み防止機能を備えたとしても、潤滑油流量を確保するという（２）の機能が損なわれることはほとんどない。特に、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１は、本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図である。 図２（Ａ）および（Ｂ）は、第一スラストレースの形状の２例を示す図であり、それぞれの図のうち（ａ）は、図１の下方から見た図であり、（ｂ）は径方向から見た図である。 図３（Ａ）および（Ｂ）は、第二スラストレースの形状の２例を示す、図１の上方から見た図である。 図４は、本発明の実施の形態の第２例を示す部分断面図である。 図５は、第一スラストレースと第二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である。 図６は、潤滑油の流通量に関する試験の実施状況を示す断面図である。 図７は、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である。 図８は、図７に示した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である。 図９は、図７に示したレース付スラスト軸受についての、第一スラストレースと、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である。 図１０は、図７に示したレース付スラスト軸受について、第一スラストレースと第二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である。
　［実施の形態の第１例］
　図１～図３は、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、第一スラストレース４ａ、第二スラストレース５ａとを備える。このうちの保持器３およびころ２の構成については、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。また、第一スラストレース４ａと第二スラストレース５ａが、硬質金属を曲げ形成して構成され、保持器３と相対回転を自在に、かつ、非分離に組み合わされる点についても、従来構造と同様である。
　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（Ａ）の構造では３個、図２（Ｂ）の構造では６個）の外径側係止部９ａとを備える。第一スラストレース部７ａは、平坦かつ円輪状であり、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。また、外径側フランジ８ａは、短円筒状で、第一スラストレース部７ａの外周縁から、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。
　また、外径側係止部９ａは、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（Ａ）の構造では３箇所、図２（Ｂ）の構造では６箇所）を径方向内方に向け、９０度未満だけ折り曲げることにより、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。外径側係止部９ａの内接円の直径は、保持器３の外径よりも少しだけ（１ｍｍ～２ｍｍ程度）小さくしている。
　さらに、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外径側係止部９ａ同士の間部分に、切り欠き部１８を形成している。そして、これらの切り欠き部１８の存在に基づき、外径側フランジ８ａの軸方向に関する高さ寸法を、外径側係止部９ａを設けていない部分で、外径側係止部９ａを設けた部分よりも小さくしている。切り欠き部１８の形状は特に問われない。図２（Ａ）（ｂ）に示すような台形状であっても、図２（Ｂ）（ｂ）に示すような円弧状であってもよい。第一スラストレース４ａの大きさは、外径側フランジ８ａの外径で、６０ｍｍ～１２０ｍｍとしている。
　一方、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と、複数（図３（Ａ）の構造では３個、図３（Ｂ）の構造では２個）の突片１９とを備える。第二スラストレース部１０ａは、平坦かつ円輪状であり、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。また、内径側フランジ１１ａは、短円筒状で、第二スラストレース部１０ａの内周縁から、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。
　また、内径側係止部１２ａは、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、内径側係止部１２ａは、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字形となるように曲げ形成して構成される。なお、このような内径側係止部１２ａの形状などについては、特開２００４－２８３４２号公報の図８～図１０に記載された係止部と同様であり、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。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内径側係止部１２ａ同士の間部分に切り欠き部２１を形成して、内径側フランジ１１ａの軸方向に関する高さ寸法を、内径側係止部１２ａを設けていない部分で、内径側係止部１２ａを設けた部分よりも小さくしている。
　さらに、突片１９は、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（Ａ）の構造では３箇所、図３（Ｂ）の構造では２箇所）に、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。突片１９の形状は特に問われない。図３（Ａ）に示すような半円形であっても、あるいは図３（Ｂ）に示すような矩形であってもよい。突片１９の厚さ寸法ｔは、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）。ただし、第二スラストレース面２０と反対側（図１の下側）で、第二スラストレース部１０ａと突片１９とは同一平面上に存在する。したがって、第二スラストレース面２０の側で、これらの突片１９の片面（図１の上面）と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。このような形状を有する、第二スラストレース５ａの大きさは、内径側フランジの内径で４０ｍｍ～８０ｍｍ程度である。また、第二スラストレース部１０ａの外径は、ころ２の外接円の直径よりも大きく、外径側フランジ８ａの内径よりも小さい。また、突片１９の外接円の直径は、外径側フランジ８ａの外径よりも大きい。
　さらに、本例のレース付スラストころ軸受１ａは、保持器３の外径および内径と、外径側フランジ８ａの内径と、内径側フランジ１１ａの外径とを適切に規制することにより、内部隙間の大きさを１ｍｍ～２ｍｍとしている。この内部隙間とは、レース付スラストころ軸受１ａを構成するそれぞれの部材の弾性変形を伴わずに、第一スラストレース４ａと第二スラストレース５ａが径方向に相対変位可能な寸法である。これらのスラストレースが偏心して、図１０の上部に示すように、外径側フランジ８ａと内径側フランジ１１ａの周面同士の間で保持器３の円周方向の一部を挟持すると、径方向反対側では、図１０の下部に示すように、この保持器３の内外両周面と、内径側フランジ１１（１１ａ）の外周面および外径側フランジ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。これらの隙間の径方向寸法をそれぞれＣ１、Ｃ２とすると、内部隙間は、（Ｃ１＋Ｃ２）／２となる。言い換えれば、外径側フランジ８ａおよび内径側フランジ１１ａと保持器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、内径側フランジ１１ａの外周面と保持器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。内部隙間の値は、これらの環状隙間の径方向寸法の和（ｃ１＋ｃ２）で表される。
　本例のレース付スラストころ軸受１ａは、上述のように構成するため、保持器３と、第一スラストレース４ａおよび第二スラストレース５ａとの分離防止機能を確保しつつ、これらのスラストレース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、かつ、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。
　まず、前記部材（保持器３、第一スラストレース４ａ、第二スラストレース５ａ）同士の相対回転を許容しつつ分離を防止する機能は、外径側係止部９ａと保持器３の外周縁との係合により、この保持器３と第一スラストレース４ａとを、内径側係止部１２ａと保持器３の内周縁との係合により、この保持器３と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ことにより図れる。本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、外径側係止部９ａと内径側係止部１２ａはいずれも、それぞれ外径側フランジ８ａと内径側フランジ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。したがって、外径側係止部９ａと内径側係止部１２ａの径方向に関する突出量をある程度大きくしても、第一スラストレース４ａおよび第二スラストレース５ａと保持器３とを組み合わせることができる。
　すなわち、ぞれぞれの先端縁の円周方向複数箇所に外径側係止部９ａと内径側係止部１２ａを間欠的に設けた、外径側フランジ８ａと内径側フランジ１１ａの曲げ剛性は、全周にわたって係止部を設けたフルカール構造のフランジに比べて低く、保持器３の外周縁部または内周縁部を通過させやすい。このため、外径側係止部９ａと内径側係止部１２ａの径方向に関する突出量を大きくできる。そして、これらの係止部の突出量を大きくできる分、外径側フランジ８ａの内径と保持器３の外径との差、並びに、内径側フランジ１１ａの外径と保持器３の内径との差を大きくしても、この保持器３と第一スラストレース４ａおよび第二スラストレース５ａとの分離防止機能を確実に果たせる。この結果、レース付スラストころ軸受１ａの内部隙間として、１ｍｍ～２ｍｍといった、比較的大きな値を採用できる。
　そして、本例のレース付スラストころ軸受１ａは、内部隙間として大きな値（１ｍｍ～２ｍｍ）を採用することにより、第一スラストレース４ａと第二スラストレース５ａが多少の振れ回り運動（偏心運動）をした場合でも、これらのスラストレースに対する保持器３の相対回転を保障できる。すなわち、内部隙間が大きいため、振れ回り運動に基づいて、図１０の上部に示すように、外径側フランジ８ａの内周面と内径側フランジ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、保持器３の径方向幅よりも大きな値に保てる。したがって、この保持器３の円周方向の一部が、外径側フランジ８ａの内周面と内径側フランジ１１ａの外周面との間で強く挟持されることがなくなる。この結果、第一スラストレース４ａと第二スラストレース５ａの回転中心が多少ずれた場合でも、これらのスラストレースに対する保持器３の相対回転を保障できる。すなわち、本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、内部隙間を大きくできるので、スラストレース同士の回転中心のずれが０．６ｍｍを超えるような、厳しい使用条件下でも、従来構造における保持器の破損や、スラストレース面ところの転動面との接触部の焼き付きなどの損傷の発生を防止できる。
　また、内部隙間として比較的大きな値（１ｍｍ～２ｍｍ）を採れることと、外径側フランジ８ａと内径側フランジ１１ａのうちで外径側係止部９ａと内径側係止部１２ａを設けていない部分に、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こととにより、内部空間に流通する潤滑油の量を確保できる。すなわち、外径側フランジ８ａと内径側フランジ１１ａの高さ寸法を一部で小さくすることにより、これらのフランジと保持器３の周縁部との間に存在する、内部空間の開口部の面積を、図７に示した従来構造に比べて、２倍～１０倍程度にまで広くできる。そして、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、径方向に通過しやすくできる。また、内部隙間を大きくすることで、潤滑油が、保持器３の内外両周縁と、外径側フランジ８ａの内周面および内径側フランジ１１ａの外周面との間の環状隙間を通過しやすくできる。この結果、運転時に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、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、たとえば４０％程度まで増大させることが可能になり、その分、レース付スラストころ軸受１ａの信頼性および耐久性の向上を図れる。
　さらに、本例のレース付スラストころ軸受１ａの場合には、第二スラストレース５ａを構成する第二スラストレース部１０ａの外周縁に、突片１９を設けている。これらの突片１９の外接円の直径は、外径側フランジ８ａの外径よりも大きい。したがって、図８に示したケーシング１３の保持部１４に対し、外径側フランジ８ａを設けた第一スラストレース４ａは内嵌できるが、突片１９を設けた第二スラストレース５ａは内嵌できない。このため、回転支持部分を構成するケーシング１３に対してレース付スラストころ軸受１ａを、誤って逆方向に組み付けることを確実に防止できる。
　また、突片１９の円周方向幅は限られているので、これらの突片１９が内部空間に流通する潤滑油の流れを妨げることは少ない。したがって、逆組み防止機能を備えたとしても、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、突片１９の厚さ寸法ｔを、これらの突片１９のうちで、外径側フランジ８ａの先端縁に対向する面側を凹ませることで小さくしている。このため、突片１９の片面と外径側フランジ８ａの先端縁との間の隙間を十分に広くして、これらの突片１９が潤滑油の流れを妨げる程度を、より一層低減できる。
　［実施の形態の第２例］
　図４は、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の構造を工夫することにより、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やすくしている。
　保持器３ａの基本的構成自体は、実施の形態の第１例と同様であり、第保持器素子２５と第二保持器素子２６を組み合わせることにより、全体を中空環状としている。これらの保持器素子のうち、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、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。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。また、第一内径側嵌合円筒部２８と第一外径側嵌合円筒部２９は、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形成されている。また、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、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。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、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。また、第二内径側嵌合円筒部３２と第二外径側嵌合円筒部３３は、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、かつ、第一内径側嵌合円筒部２８と第一外径側嵌合円筒部２９とは反対側に直角に折り曲げて形成されている。さらに、第二外径側嵌合円筒部３３の直径を、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、第二外径側嵌合円筒部３３を、段付円筒状としている。
　第一保持器素子２５と第二保持器素子２６は、第一内径側嵌合円筒部２８を第二内径側嵌合円筒部３２に締り嵌めで内嵌するとともに、第一外径側嵌合円筒部２９を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ことにより、これらの保持器素子を互いに組み合わせ、保持器３ａとしている。この際、第一外径側嵌合円筒部２９は第二外径側嵌合円筒部３３に、先半部３６でのみ外嵌する。このために、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。なお、これらの保持器素子の組み合わせ作業は、第一保持器素子２５の第一平板部２７に形成した第一透孔３０と、第二保持器素子２６の第二平板部３１に形成した第二透孔３４の位相を合わせるとともに、これらの透孔同士の間にそれぞれころ２を配置した状態で行う。第一透孔３０と第二透孔３４の長さ（径方向寸法）は、ころ２の長さよりも大きく、第一透孔３０と第二透孔３４の幅（周方向寸法）は、ころ２の外径よりも小さい。したがって、第一保持器素子２５と第二保持器素子２６を組み合わせて保持器３ａを構成すると、それぞれのころ２は、第一透孔３０と第二透孔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。すなわち、第一透孔３０と第二透孔３４が合わさって、ポケット６を構成する。
　上述のように構成する本例の構造によれば、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れる。すなわち、本例の構造の場合には、保持器３ａの最大外径部である、第一外径側嵌合円筒部２９の高さを小さくしているため、第一外径側嵌合円筒部２９と外径側係止部９ａとが、径方向に関して重畳しないようにできる。このため、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外径側係止部９ａと保持器３ａの外周縁とが擦れ合うことを防止できて、この保持器３ａの円滑な回転を保障し、ひいてはレース付スラストころ軸受１ｃの運転状態を安定させやすくできる。
　本例のその他の部分の構成および作用については、突片１９（図１および図３参照）を省略している点を除き、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。なお、本例の構造に関しても、第二スラストレース５ｂを構成する第二スラストレース部１０ｂの外周縁に、突片１９を設けることもできる。
　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得られる１対の保持器素子を中空環状に組み合わせて構成する構造を採用している。これらの保持器素子を構成する金属板としては、たとえば、厚さが０．４ｍｍ程度の炭素鋼板（たとえば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。ただし、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（ＰＡ６６、ＰＡ４６、ＰＰＳなど）製の保持器を使用することもできる。
　いずれの保持器を使用する場合でも、保持器の軸方向厚さは、ころの直径の８０％以下とすることで、この保持器の軸方方向両側面と第一スラストレース面および第二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ことが好ましい。ただし、保持器の軸方向厚さを、ころの直径の５０％未満にすると、この保持器に形成したそれぞれのポケットの内面とこれらの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ころにより規制することが難しくなり、無理に規制しようとすると、それぞれのポケットの内面とこれらのころの転動面とが強く擦れ合い）これらの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、保持器の軸方向厚さは、ころの直径の５０％～８０％の範囲内に収めることが好ましい。
　また、第一スラストレースの材料として、ＳＫ８５などの、炭素含有量（Ｃ％）が０．５重量％～１．０重量％のズブ焼き材、あるいは、ＳＣＭ４１５などの浸炭材（素材のＣ％＝０．１重量％～０．５重量％）を用いることにより、第一スラストレースの厚さが０．６ｍｍ～２．０ｍｍの範囲で、パーシャルカール加工が可能になる。なお、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、第一スラストレースと同様である。その厚さは、０．６ｍｍ～５．０ｍｍの範囲とすることができる。
　本発明の効果を確認するために行った試験について、表１、表２、図５および図６を参照しつつ説明する。このうち、表１および図５は、レース付スラストころ軸受の内部隙間の大きさが、第一スラストレースと第二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ための試験（偏心試験）と、レース付スラスト軸受の内部空間の大きさが、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ための試験（荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験）との２種類の試験の条件および結果などについて示している。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
　レース付スラストころ軸受の内径：　５４ｍｍ
　レース付スラストころ軸受の軸方向厚さ（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℃
　また、偏心試験では、図５に示した偏心治具２３により、第一スラストレースと第二スラストレースの中心軸を０．６ｍｍずらせた。
　さらに、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、レース付スラストころ軸受１ｂに、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。第一スラストレースと第二スラストレースは互いに同心とした。
　試験は、振動計により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、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。表１には、打ち切りまでの時間とともに、不合格を表す「×」印を記載した。また、６０時間を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、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などの損傷の有無を目視で観察し、いずれかの損傷があった場合には不合格を表す「×」印を、いず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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１中、実施例１～６は、いずれも、内部隙間の大きさが１ｍｍ～２ｍｍの範囲内に収まっており、０．６ｍｍといった、大きな偏心量の下で運転した場合でも、いずれも、計算寿命６０時間に到っても、保持器破損やフレーキングなどの損傷は発生しなかった。これは、内部隙間を１ｍｍ以上とすることによる効果である。
　また、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ことに伴って、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。ただし、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いずれの部分にも、特に問題となるような損傷は発生しなかった。これは、内部隙間を２ｍｍ以下に抑えることによる効果である。
　これに対して、内部隙間の大きさが本発明の範囲（１ｍｍ～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試験との一方または双方で、不合格となった。すなわち、内部隙間が小さい、比較例１、２、４、６および７は、いず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、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、亀裂あるいはフレーキングなどの損傷が発生していた。
　表１にその結果を表した試験から、内部隙間を１ｍｍ～２ｍｍに規制することにより、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ことが確認できた。
　次に、レース付スラストころ軸受の構造の相違が、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ために行った試験について説明する。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
　レース付スラスト軸受の内径：　５４ｍｍ
　レース付スラスト軸受の軸方向厚さ（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
　このような条件で行った試験の結果を、表２に示す。なお、実施例１～６および比較例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）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上述のよう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いずれも、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倍以上確保できている。
　表１および表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。
　なお、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試験については、６０時間経過後も異常は発生しなかった。ただし、潤滑油流量については、開口面積が狭いことから少なく、使用条件が厳しくなると、十分な耐久性を確保しにくいことが理解される。
　また、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ともに、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、さらに、内部隙間を０．８ｍｍ、または２．３ｍｍとしたことで、偏心試験では比較例３および５に関する限り合格であった。ただし、比較例３および５の場合、内部隙間が過大であるため、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験では、ＯＦＦ時における保持器の落下量が多いことにより、途中で保持器の破損が発生した。また、比較例２および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。なお、実施例１～６中、逆組み防止用の突片を薄くした（段差を設けた）実施例２、３、５および６に関しては、特に薄くしていない実施例１および４に比べても、さらに潤滑油流量を多くできた。
　さらに、比較例６および７に関しては、特開２００４－２８３４２号公報の図１および図２に示されている、従来から広く実施されている、通常タブ構造であるが、図１および図７に示したように、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ことは難しく、したがって、内部隙間を確保することも難しい。すなわち、比較例６および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。また、荷重ＯＮ／ＯＦＦ試験でも、途中で保持器の破損が発生した。なお、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、通常タブ構造でも、大きな突出量を確保しやすい。したがって、図１および図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として、通常タブ構造を採用している。また、潤滑油流量に関しては、比較例６および７の場合も、比較例１～５と同様の傾向を示した。
　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、コンプレッサなどのエンジン用補機といった、各種回転機械の回転支持部分に利用できる。
　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

Claims (5)

  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、
    　前記ポケットのそれぞれに転動自在に配置されている、複数本のころと、
    　前記保持器と相対回転を自在にかつ非分離に組み合わされた第一スラストレストおよび第二スラストレースと、
    を備え、
    　第一スラストレースは、硬質金属板を曲げ形成して構成され、平坦で円輪状の第一スラストレース部と、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、前記外径側フランジの軸方向に関する高さ寸法は、前記外径側係止部を設けていない部分で、前記外径側係止部を設けた部分よりも小さく、前記外径側フランジの外径が６０ｍｍ～１２０ｍｍであり、
    　第二スラストレースは、硬質金属板を曲げ形成して構成され、平坦で円輪状の第二スラストレース部と、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、前記内径側フランジの内径が４０ｍｍ～８０ｍｍである、
    レース付スラストころ軸受において、
    　前記外径側フランジおよび内径側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およ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１ｍｍ～２ｍｍの範囲にある、
    レース付スラストころ軸受。
  2. 　前記保持器が、第一保持器素子と第二保持器素子を組み合わせることにより、全体を中空環状としたものであり、
    　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、第一内径側嵌合円筒部と第一外径側嵌合円筒部を形成して構成され、
    　第二スラストレース部側に配置される第二保持器素子は、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、かつ、第一内径側嵌合円筒部および第一外径側嵌合円筒部と反対方向に直角に折り曲げた、第二内径側嵌合円筒部と第二外径側嵌合円筒部を形成して構成され、
    　第一内径側嵌合円筒部を第二内径側嵌合円筒部に内嵌するとともに、第一外径側嵌合円筒部を第二外径側嵌合円筒部に外嵌することにより、第一保持器素子と第二保持器素子を互いに組み合わせており、第二外径側嵌合円筒部の直径を、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、第一外径側嵌合円筒部を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。
  3. 　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、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、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または２に記載したレース付スラストころ軸受。
  4. 　前記突片の厚さ寸法が、第二スラストレース部の厚さ寸法よりも小さく、前記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、第二スラストレース部のうちで前記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。
  5. 　前記突片が、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。
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