JP2003509636A - ハイブリッド角度接触玉軸受 - Google Patents

ハイブリッド角度接触玉軸受

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JP2003509636A JP2001523533A JP2001523533A JP2003509636A JP 2003509636 A JP2003509636 A JP 2003509636A JP 2001523533 A JP2001523533 A JP 2001523533A JP 2001523533 A JP2001523533 A JP 2001523533A JP 2003509636 A JP2003509636 A JP 2003509636A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、外側鋼リング（２）上の２個のほぼ背中合わせの内側玉軸受トラックと、互いに軸方向に予負荷できる内側半リング（４と５）上の、互いにほぼ面する外側玉軸受トラックの間で斜めに接触する２列のセラミック玉（１）を有する玉軸受に関する。外側リング（２）および内側リング（３）のトラックは、高密度クロムを基礎とする合金被覆が施されて、セラミック玉（１）と協同して、負荷の下での玉軸受に卓越した剛性、耐腐蝕保護および摩擦作用と全体容積の減少を与え、それによって、潤滑グリースの劣化をかなり減少させ、維持費をかなり低下させる。本発明は、大直径の予負荷の複合玉軸受に対し、軸方向負荷を吸収し、特に、ヘリコプター揺動板の設置に適用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、角度接触型として知られている玉軸受に関し、 ほぼ背中合わせに配置され通路溝が形成された２個の内側通路を持つ鋼製の外
側リングであって、このリングの凹んだ側は半径方向に軸受の軸に向かい、かつ
軸方向に各々が横方向に軸受のそれぞれの側に向かって面する外側リングと、 並んで配置され、互いに軸方向に予め負荷され合うことのできる２個の内側半
リングから成る鋼製の内側リングであって、この内側半リングの各々は、通路溝
によって形成された外側通路を持ち、この外側通路の凹んだ側は半径方向に玉軸
受の外側に向かい、かつ軸方向に他の内側半リングに向かっていて、それらによ
り、各内側半リングの外側通路が外側リングの２個の内側通路の各１個に面する
内側リングと、 ２列の玉であって、その各列の玉は、互いに面する２対の通路のそれぞれ１対
の２つの通路の間に配置され、これらの通路と角度接触している２列の玉と、 ２個の玉枠組であって、各枠組はそれぞれの玉列の玉を保持し、外側リングと
対応する内側半リングとの間に配置された２個の玉枠組と、を有する角度接触型
玉軸受に関する。
【０００２】 本発明は、さらに詳しく言えば、高精密の、例えば、ＡＢＥＣ７または９の水
準、特に、航空性能を持った前述の型の玉軸受に関する。
【０００３】 さらに詳しく言えば、本発明は、内側半リングを互いに押す軸方向予負荷を伴
って取り付けの際に予負荷された前述の型の玉軸受に関し、そして、大きな直径
を持ち、ヘリコプターの主回転子の羽根の選択的で周期的なピッチを制御する装
置と称するヘリコプター揺動板装置への適用に適する玉軸受に関する。
【０００４】 先に定義した角度接触型玉軸受は、その鋼製のリングもまた鋼製の玉と協力す
ることが既に知られている。
【０００５】 これらの既知の軸受は、酸化を受けるという不利益を持っている。この酸化は
、玉と通路の剥がれを導き、軸受の寿命を制限に導く。
【０００６】 本発明の基本的問題は、従来技術のこの型の玉軸受のこの主な欠点を克服する
ことである。
【０００７】 この目的のために、本発明は、前述定義した型の角度接触型玉軸受を提案する
が、この玉軸受において、２列の玉は、少なくとも表面がセラミックで造られ、
鋼製のリングは、少なくともそれらの通路がクロム合金の被覆で覆われることを
特徴とする。
【０００８】 このようにして、本質的に軸方向負荷のもとで優れた摩擦作用に結びつく、優
れた耐腐蝕の保護ができる複合玉軸受が得られたが、これは、予負荷された角度
接触型玉軸受が特に意図されるような使用状態に対応するものである。
【０００９】 また、２組の玉は、焼結され、かつ、セラミックで造られ、それらは、また、
量の著しい減少を齎し、減少量は軸受の全量の１０％と同等になり得ることが有
利である。玉のセラミックは、少なくとも一部分が窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）
または炭化チタン（ＴｉＣ）から成ることが有利である。
【００１０】 外側リングの鋼と内側半リングの鋼は、次の鋼、すなわち、少なくとも１回の
真空再融解を受けた、好ましくは１００C６ＶＩＭ−ＶＡＲ型の在来の軸受鋼と
、全体として好ましくはＰＹＲＯＷＥＡＲ６７５またはＸＤ１５N型のステンレ
ス鋼とから選ばれていて、それらは、長い軸受寿命を得ることを可能にすること
が有利である。
【００１１】 また、クロム合金の被覆は、高いクロム含有量と濃度を持ち、電解堆積によっ
て約２μｍから約５μｍの厚みに造られた表面がほぼ多孔質でない被覆であって
、この被覆は、特に、リングの通路の被覆クロム合金と玉のセラミックとの間の
共同の結果としての優れた耐腐蝕保護をもたらし、一方、同時に、この型の既知
の軸受の剛性よりも大きい剛性をもたらすことも有利である。
【００１２】 これらの有利な性質、特に、負荷の下での優れた摩擦作用は、当該技術分野の
同一型の軸受で見られるグリースの劣化に比べて、このような軸受を潤滑するの
に使用されるグリースの劣化を遥かに少ない状態に導く。
【００１３】 このように、耐腐蝕保護をもたらし、より大きい剛性をもたらし、潤滑グリー
スの劣化が減少するので、本発明の軸受は、維持費用が非常に低い。
【００１４】 この軸受のリングの保護は、外側リングの外側面と各内側半リングの内側面の
うちのいずれか両方または一方を、少なくとも部分的に銅の堆積で被覆すること
により、さらに改良され得る。
【００１５】 玉枠組に関しては、各玉枠組は、枠組の内側横方向周辺部に対して外側に向か
って半径方向に食い違った外側横方向周辺部を持ち、この外側横方向周辺部を経
て、各枠組は、対応する内側半リングの外側面上に円筒状軸受表面周りに心出し
されることが有利である。さらに、各玉枠組は、１個の部品であり、金属または
複合物、例えば、アルミニウムまたは、青銅、または繊維、可能ならば編まれた
、例えば、ＣＥＬＥＲＯＮ（登録商標）または、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテ
ルケトン）マトリックスの中の短い炭素繊維で強化された合成マトリックスを持
った他の複合物であってもよい。
【００１６】 本発明の大直径の予負荷された複合角度接触型玉軸受は、ヘリコプターの揺動
板装置の装着に特に有利な適用を示し、さらに一般的に、例えば、回転軸と固定
ケーシングの間の、重い軸方向負荷が掛けられる如何なる用途にも有利にに適用
される。
【００１７】 本発明のその他の特徴と利点は、付属図面を参照してこれに限定されること
無く述べられる一つの模範的実施例に関する以下の記述から明白となるであろう
。
【００１８】 図１は、１個の部分である外側リング２と内側リング３との間に角度接触する
セラミック玉１の２列を持つ複角度軸受を示し、内側リング３は並んで配置され
た２個の内側半リング４，５から成り、２個の半リング４，５は使用前に軸方向
に互いに予負荷されている。
【００１９】 さらに詳しく言えば、外側リング２は、鋼で造られ、全円筒の形状に造られる
。この外側リング２は、その２つの側面にある部分７と８の直径よりも小さい外
側直径を持つ中心部分６とから成り、部分７と８と間に中心部分６が横たわり、
部分７、８の各々は、２個の内側通路９，１０のうちそれぞれ1個を持つ。これ
らの通路９と１０は通路溝の形状に造られ、軸受の軸X−Xの周りに回転し、ほぼ
背中合わせに位置し、通路なわち、溝９と１０は、円弧形状の半径方向断面を持
っていて、それらの通路溝が凹んだ側は、半径方向には、軸受の軸Ｘ−Ｘに向か
い、軸方向には、各々が軸受の外側に向かって横方向に、対応する横部分７また
は、８の側面に提供される。
【００２０】 各通路溝９または１０の外側に横方向に、外側リング２の対応する横部分７、
または８は、その側面に３個の切欠１１または１２を持ち、これらの切欠は、対
応する横方向部分７または、８の横方向周縁周りに円周方向に等距離にあり、外
側リング２のこれらの切欠１１と１２は、例えば、ケーシング上の回転期間にこ
の外側リングを抑えるためのものである。
【００２１】 鋼製の内側半リング４と５の各々は、図３で、内側半リング４の場合を示した
ように、外側通路１５を持つ、外側すなわち、横方向軸方向部分１４の直径より
も大きい内側直径と、それよりも小さい内側直径を持つ円筒形状の内側軸方向部
分１３から成る。その他の内側半リング５は、内側半リング４のそれと対象な構
造であって、内側軸方向部分１６と、外側通路１８を持つところの外側すなわち
、横方向軸方向部分１７とから構成され、２個の内側半リング４と５は、配置時
に軸方向に計算された間隔を置かれ、軸受が使用形態で取り付けられるとき、互
いに軸方向に予負荷され、したがって内側軸方向部分１３と１６を通じて、軸方
向接触がなされる。外側通路１５と１８は、軸Ｘ−Ｘ周りの通路溝の形状および
円弧の形の半径方向断面を持ち、それらの各々の凹んだ側は、半径方向に軸受の
外側に向かい、軸方向に他の内側半リング５または４の外側通路１５または１８
に向かっていて、すなわち、内側リング３の外側通路１５または１８は、互いに
ほ、対面している。
【００２２】 １つの列の玉１は、内側半リング４の外側通路溝１５と外側リング２の上でそ
れに面している内側通路溝９との間に回転接触するように取り付けられる。一方
、他の列の玉１は、内側半リング５の外側通路溝１８と外側リング２の上でそれ
に面している内側通路溝１０との間に回転接触するように取り付けられる。
【００２３】 玉１は、このように、軸受の中央の半径方向面P−Pに関して、角度接触するよ
うに取り付けられる。この面は、軸受の構成部品に対して対称な面であり、軸受
の使用形態で取り付け時に軸受が軸方向に予負荷されると、内側半リング４と５
がそれらの内側軸方向部分１３と１６を通じて軸方向に接触する面に対応する。
【００２４】 軸受は、２個の玉枠組１９、２０をも有するが、これらも半径方向の面P−Pに
関して対称であり、各々が１個の部品でできている。枠組１９は、外側リング２
、内側半リング４間の第１列の玉１を保持し、両ング２、４間に配置されている
。一方、枠組２０は、外側リング２、内側半リング５間の第２列の玉１を保持し
、両リング２、５間に配置されている。枠組１９の場合に図４と５に示すように
、枠組１９、２０の各々は、対応するそれぞれ1個の玉を収容する空洞２４を半
径方向に貫通しているが、同じ枠組１９または２０の内側横方向周辺部２２に対
して半径方向に外側に食い違った外側横方向周辺部２１を有し、この枠組１９ま
たは２０は、対応する通路溝１５または１８と、対応する内側軸方向部分１３ま
たは１６との間の、内側半リング４または５の上に形成され外側円筒状軸受面２
３（図３参照）の周りに外側横周辺部２２によって心出しされる。
【００２５】 これらの内側軸方向部分１３と１６はまた、それらの内側横方向周縁に、内側
リング3の２個の内側半リング４と５を、軸受に取り付けられる軸上に回転する
のを防ぐことを可能にする、少なくとも１個の切欠を持つことに注目されたい。
【００２６】 上記２つの玉列の玉１は焼結され、かつ、セラミック、例えば、Ｓｉ3 Ｎ4 ま
たはＴｉＣで造られる。これらセラミックの玉１は、被覆された鋼製のリング２
および３の通路溝９、１０および１５、１８と、少なくとも通路溝の上で協同す
るが、リング２および３の鋼がステンレスでないときは、その代わりに全表面が
高いクロム成分の高密度合金の被覆される。リング２およびリング３を造るため
に選ばれる鋼は、長寿命鋼、例えば、２回の真空再溶融を含む方法によって生成
された１００C６型の在来の軸受鋼で、１００C６ＶＩＭ−ＶＡＲとして広く知ら
れているように、良好な含有特性（含有物を制限するため）を与えた鋼である。
リング２および３の鋼は、全体としてステンレスである鋼であって、通路９，１
０，１５および１８で、それらの硬度を増加するためのこれら通路の枠組の焼入
れによって失われたステンレス性は、高密度クロム合金の被覆によって補償され
る。この全体としてステンレスである鋼は、ＣＡＲＰＥＮＴＥＲ社（米国）から
ＰＹＲＯＷＥＡＲ６７５の名称および仏国社ＡＵＢＥＲＴ ＥＴ ＤＵＶＡＬか
ら登録名称ＸＤ１５Nで市場に出ている鋼の一つであることが好ましい。
【００２７】 高密度クロム合金の被覆は、約２μｍから約５μｍの厚みの実質的に表面孔の
ない被覆であって、電気化学的堆積によって、さらに具体的には、電気分解的堆
積によって造られる。この堆積は、好ましくは、フランスのキャンベリのＤＥＬ
ＡＧＥ ＥＬＥＣＴＲＯＬＩＺＩＮＧ社によって、フランスにおいて実施されて
いる登録商標“Ｅｌｅｃｔｒｏｌｉｚｉｎｇ”で知られる電気化学的堆積方法を
使用して実施される。この方法は、耐磨耗性を増加し、特に摩擦を減少する、腐
食に対して保護できる、孔も小節もない、均質で滑らかで一様な表面を持つ、高
いクロム成分の、高密度非磁性の極度に硬い合金で造られた表面被覆の電気化学
的堆積を可能にする。
【００２８】 高密度クロム合金の被覆は、外側リング２および内側リング３の鋼がステンレ
スでなければ、外側リング２の全内側表面、および各内側半リング４または５の
全外側表面に堆積することができる。
【００２９】 銅の被覆はまた、外側リング２および内側リング３の鋼がステンレスであって
もなくても、外側リング２の外側表面の全てと、内側半リング４または５の各々
の全てと、のうちの少なくとも一つに堆積することができる。
【００３０】 枠組１９，２０に関しては、それらの横方向面は、リング２および３の横方向
面から突出せず、各１個の枠組１９または２０は、金属、例えば、青銅またはク
ロムで造られてよい。しかしながら、各枠組１９または２０は、複合金属、例え
ば、短い炭素繊維のような強化用の繊維によって強化された、ＰＥＥＫ（ポリエ
ーテルエーテルケトン）樹脂のような熱可塑性樹脂で造られた合成マトリックス
の複合された金属で容易に正確に作成されることができる。あるいは、複合の各
枠組１９または２０は、容易に正確に登録商標ＣＥＬＥＲＯＮによって市場に出
され、編まれた樹脂で覆われた木綿編みで造られた材料で作成されることができ
る。
【００３１】 上述した軸受は、セラミックで造られ、この分野の在来例よりも大きな剛性と
ともに、玉１のセラミックと、外側リング２と内側リング３の通路溝の高密度ク
ロム合金の被覆の間の協同作用による、必須な軸方向負荷のもとでの優れた摩擦
作用に関連する卓越した対腐蝕防衛の長所によって、１０％台の重量の著しい減
少を可能にする。このことは、この分野の同じ型の軸受に比べて、潤滑油とグリ
ースの維持費大きく低下させる結果となった。
【００３２】 ヘリコプターの揺動板装置の設備への適用においては、本発明の玉軸受は、ヘ
リコプターの運行周期において、グリースの詰め替えなしに、１２００運転時間
の達成を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の予負荷された複角度接触玉軸受の軸方向部分断面図である。
【図２】 図１の軸受の外側リングの拡大横断面図である。
【図３】 図２と同じ条件で示す、図１の軸受の内側半リングの拡大横断面図である。
【図４】 図１の軸受の２個の枠組中の１個の軸方向部分断面図である。
【図５】 図４の枠組の横断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/58 Ｆ１６Ｃ 33/58 33/62 33/62 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3J012 AB04 BB03 FB10 HB01 HB02 3J101 AA02 AA03 AA32 AA43 AA54 AA62 BA01 BA10 BA21 BA50 BA51 BA55 BA70 DA05 EA06 EA43 EA44 FA08 FA31 FA48

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 角度接触型の玉軸受であって、 ほぼ背中合わせに配置され通路溝が形成された２個の内側通路（９，１０）を
    持つ鋼製の外側リング（２）であって、該リングの凹んだ側は半径方向に前記軸
    受の軸（Ｘ−Ｘ）に向かい、かつ軸方向に各々が横方向に軸受のそれぞれの側に
    向かって面する外側リング（２）と、 並んで配置され、互いに軸方向に予め負荷され合うことのできる２個の内側半
    リング（４，５）から成る鋼製の内側リング（３）であって、該内側半リング（
    ４，５）の各々は、通路溝によって形成された外側通路（１５，１８）を持ち、
    該外側通路（１５，１８）の凹んだ側は半径方向に前記玉軸受の外側に向かい、
    かつ軸方向に他の内側半リング（５，４）に向かっていて、それらにより、各内
    側半リング（４，５）の外側通路（１５，１８）が外側リング（２）の２個の内
    側通路（９，１０）の各１個に面する内側リング（３）と、 ２列の玉（１）であって、その各列の玉（１）は、互いに面する２対の通路の
    それぞれ１対の２つの通路（９−１５，１０−１８）の間に配置され、前記通路
    と角度接触している前記２列の玉（１）と、 ２個の玉（１）枠組（１９，２０）であって、各枠組はそれぞれの玉列の玉（
    １）を保持し、前記外側リング（２）と前記対応する内側半リング（４，５）と
    の間に配置された前記２個の玉（１の枠組（１９，２０）と、を有する角度接触
    型玉軸受において、 前記２列の玉（１）は、少なくとも表面がセラミックで造られ、前記鋼製のリ
    ング（２，３）は、少なくともそれらの通路（９，１０，１５，１８）上にクロ
    ムベースの合金により被覆されていることを特徴とする角度接触型玉軸受。
  2. 【請求項２】 玉（１）が焼結され、かつ、セラミックで造られる、請求項
    １記載の角度接触型玉軸受。
  3. 【請求項３】 セラミックは少なくとも一部がＳｉ3 Ｎ4 またはＴｉＣから
    成る、請求項１または２記載の角度接触型玉軸受。
  4. 【請求項４】 外側リング（２）の鋼と内側リング（３）の鋼は、次の鋼、
    すなわち、少なくとも１回の真空再融解を受けた、好ましくは１００C６ＶＩＭ
    −ＶＡＲ型の在来の軸受鋼と、全体として好ましくはＰＹＲＯＷＥＡＲ６７５ま
    たはＸＤ１５N型のステンレスである鋼とから選ばれている、請求項１ないし３
    のいずれか１項記載の玉軸受。
  5. 【請求項５】 クロム合金の被覆は、高いクロム含有量と濃度を持ち、電解
    堆積によって約２μｍから約５μｍの厚みに造られた被覆である、請求項１ない
    し４のいずれか１項記載の玉軸受。
  6. 【請求項６】 玉（１）枠組（１９，２０）の各々は、枠組（１９，２０）
    の内側横方向周辺部（２２）に関して外側に向かって半径方向に食い違い状態に
    ある外側横方向周辺部（２１）を持ち、該外側横方向周辺部（２１）を経て前記
    枠組（１９，２０）は、対応する内側半リング（４，５）の外側面上に円筒状軸
    受表面（２３）周りに心出しされることを特徴とする、請求項１ないし５のいず
    れか１項記載の玉軸受。
  7. 【請求項７】 各玉枠組（１９，２０）は、１個の部品であり、金属、好ま
    しくは青銅、またはアルミニウム、または繊維、可能ならば編まれた、好ましく
    はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂の中の短い炭素繊維、またはＣ
    ＥＬＥＲＯＮの繊維によって強化された合成マトリックスで複合された金属で造
    られる、請求項１ないし６のいずれか１項記載の玉軸受。
  8. 【請求項８】 外側リング（２）の外側面と内側半リング（４，５）の内側
    面のうちのいずれか一方または両方は、少なくとも部分的に銅の堆積で被覆され
    る、請求項１ないし７のいずれか１項記載の玉軸受。
  9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれか１項記載の玉軸受の、ヘリコプ
    ターの揺動板への適用。
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