JP2006322529A - Thrust bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のストラット式サスペンション装置で用いられるスラスト軸受に関する。 The present invention relates to a thrust bearing used in a strut suspension device for a vehicle.
車両のストラット式サスペンションにおいて、ストラットと車体との間にあって操舵時のストラットピストンロッドの揺動運動に追従しながら、両側の車輪を保持するために、スラスト軸受が備えられている(例えば、特許文献1,2)。 2. Description of the Related Art In a strut suspension of a vehicle, a thrust bearing is provided to hold wheels on both sides while following the swinging motion of a strut piston rod between a strut and a vehicle body during steering (for example, Patent Literature 1, 2).
ストラット式サスペンションに使用されるスラスト軸受は、二つ一対の環状をなしたレースの間に複数の玉が介装され、両レースの端部間に隙間が形成されている。このケース間の隙間から転動体へ泥水等が浸入するという問題があり、この問題を解決するために、一方のレースに直接接着した弾性シール材を他方のレースに接触させることで密封するようにしたものがある。 In a thrust bearing used for a strut suspension, a plurality of balls are interposed between two pairs of annular races, and a gap is formed between end portions of both races. There is a problem that muddy water or the like enters the rolling elements from the gap between the cases, and in order to solve this problem, the elastic sealing material directly bonded to one race is sealed by bringing it into contact with the other race. There is what I did.
図6に弾性シール材を備えたスラスト軸受101を示す。スラスト軸受101は、第一のレース103と、第2のレース104と、第1のレース103と第2のレース104との間に配置された複数の玉102と、第1のレース103と、第2のレース104との隙間部を密封する弾性シール材105を備えている。弾性シール材105は、内側の隙間を密封するインナシール部106と、外側の隙間を密封するアウタシール部107とを備え、両隙間から玉102側へ泥水等の液状浸入物が浸入することを防いでいる。
FIG. 6 shows a thrust bearing 101 provided with an elastic seal material. The thrust bearing 101 includes a
しかしながら、弾性シール材105を利用したものは、摺動に伴って弾性シール材105の摩耗が発生し、耐久性に問題があった。また弾性シール材105を接着する領域もレースの構造により制約されてしまう問題があった。
However, the one using the
また、2つの環状をなした軌道輪の間に複数の玉が介装され、第1軌道輪を支持する上ケースと、第2軌道輪を支持する下ケースとの間にケース間隙間が形成されているスラスト玉軸受においても、同様にケース間隙間から泥水等の液状浸入物が浸入する問題があった。 A plurality of balls are interposed between the two ring-shaped race rings, and a gap between cases is formed between the upper case supporting the first race ring and the lower case supporting the second race ring. Similarly, the thrust ball bearing used has a problem that liquid infiltrates such as muddy water enter from the gaps between the cases.
本発明の課題は、レース部とレース部との隙間、またはケースとケースとの隙間から軸受内部に泥水等が浸入することを防ぎ、摩耗が問題とならないスラスト軸受を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a thrust bearing that prevents muddy water and the like from entering the inside of the bearing from the gap between the race portion and the race portion, or the gap between the case and the case, and does not cause wear.
上記課題を解決するための本発明のスラスト軸受は、
コイルばねシートとストラットピストンロッドの上部とで支持され、該ストラットピストンロッドに軌道輪の一方が固定されるスラスト軸受であって、
複数の転動体をアキシャル方向から支持する第1軌道面形成部を有し、転動体を収容する転動体収容空間を形成する第1転動体収容空間形成部と、
転動体を第1軌道面形成部とアキシャル方向に対向して支持する第2軌道面形成部を有し、第1転動体収容空間形成部とともに転動体収容空間を形成する第2転動体収容空間形成部とを備え、
第1転動体収容空間形成部と第2転動体収容空間形成部とは、転動体収容空間の外側において該転動体収容空間に連通する外部隙間を形成する形で対向配置され、
転動体収容空間は、ポリマーに潤滑油を含有したポリマー潤滑剤により充填されており、該ポリマー潤滑剤は、最表面が外部隙間に露出する形で充填され、当該ポリマー潤滑剤が、転動体の保持器と、外部隙間から転動体収容空間への液状浸入物の浸入を防ぐシール部とに兼用されている。
The thrust bearing of the present invention for solving the above problems is
A thrust bearing supported by a coil spring seat and an upper portion of a strut piston rod, wherein one of the race rings is fixed to the strut piston rod;
A first rolling element housing space forming section that has a first raceway surface forming section that supports a plurality of rolling elements from an axial direction, and that forms a rolling element housing space that houses the rolling element;
A second rolling element housing space that has a second raceway surface forming section that supports the rolling elements in the axial direction opposite to the first raceway surface forming section, and forms a rolling element housing space together with the first rolling element housing space forming section. A forming part,
The first rolling element housing space forming portion and the second rolling element housing space forming portion are arranged to face each other in the form of forming an external gap communicating with the rolling element housing space outside the rolling element housing space,
The rolling element housing space is filled with a polymer lubricant containing a lubricant in the polymer, and the polymer lubricant is filled in such a manner that the outermost surface is exposed to the external gap, and the polymer lubricant is filled with the rolling element. The retainer is also used as a seal portion for preventing the liquid infiltrated from entering the rolling element housing space from the external gap.
上記構成によれば、転動体収容空間に充填されたポリマー潤滑剤の最表面が外部隙間に露出しており、外部隙間の一部をポリマー潤滑剤が塞ぐことにより、軸受外空間から軸受内部に泥水や塵埃等が浸入することを防ぐことができる。 According to the above configuration, the outermost surface of the polymer lubricant filled in the rolling element housing space is exposed in the external gap, and the polymer lubricant closes a part of the external gap, so that the bearing outer space enters the bearing inside. It is possible to prevent muddy water and dust from entering.
そして、ポリマー潤滑剤のポリマーは、熱可塑性樹脂を用いるとよい。これによれば、ポリマー潤滑剤を加熱して溶融状態とし、転動体収容空間に充填することができる。その後、冷却することにより、ポリマー潤滑剤が固化して、シール部としての役割を果たす。 A thermoplastic resin may be used as the polymer of the polymer lubricant. According to this, the polymer lubricant can be heated to be in a molten state and filled in the rolling element housing space. Thereafter, by cooling, the polymer lubricant is solidified and serves as a seal portion.
第1転動体収容空間形成部は、第1軌道面形成部と外部隙間の形成部とが一体化された第1軌道輪部材であり、第2転動体収容空間形成部は、第2軌道面形成部と前記外部隙間の形成部とが一体化された第2軌道輪部材である。 The first rolling element housing space forming portion is a first race ring member in which the first raceway surface forming portion and the outer gap forming portion are integrated, and the second rolling element housing space forming portion is the second raceway surface. It is a 2nd ring member with which the formation part and the formation part of the said external clearance were integrated.
第1軌道輪部材と第2軌道輪部材とに、外部隙間が形成されていることにより、転動体を介して第1軌道輪部材と第2軌道輪部材とが相対回転することが可能であり、その外部隙間にポリマー潤滑剤の最表面が露出して充填されていることにより、軸受外空間から軸受内部に泥水や塵埃等が浸入することを防ぐことができる。 By forming an external gap between the first race ring member and the second race ring member, the first race ring member and the second race ring member can be rotated relative to each other via the rolling elements. Since the outermost surface of the polymer lubricant is exposed and filled in the external gap, it is possible to prevent muddy water and dust from entering the bearing from the outer space.
或いは、第1転動体収容空間形成部は、第1軌道面を有する第1軌道輪と、該第1軌道輪とは別体として形成され該第1軌道輪に結合された第1ケースとを有し、第2転動体収容空間形成部は、第2軌道面を有する第2軌道輪と、該第2軌道輪とは別体として形成され該第2軌道輪に結合された第2ケースとを有し、それらケース間に外部隙間が形成されているスラスト軸受にも適用することもできる。すなわち、第1ケース及び第2ケースは、樹脂により形成され、第1軌道輪及び第2軌道輪は、鋼材により形成されて、これらがマウント成形により一体化したものであってもよい。この場合も同様に、外部隙間にポリマー潤滑剤の最表面が露出して充填されていることにより、軸受外空間から軸受内部に泥水や塵埃等が浸入することを防ぐことができる。 Alternatively, the first rolling element housing space forming portion includes a first raceway having a first raceway surface and a first case formed as a separate body from the first raceway and coupled to the first raceway ring. And a second rolling element housing space forming portion includes a second raceway having a second raceway surface, and a second case formed as a separate body from the second raceway and coupled to the second raceway ring; And a thrust bearing in which an external gap is formed between the cases. In other words, the first case and the second case may be made of resin, and the first and second race rings may be made of steel and integrated by mount molding. In this case as well, the outermost surface of the polymer lubricant is exposed and filled in the external gap, so that muddy water, dust, and the like can be prevented from entering the bearing from the outer space.
以下図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図1は、スラスト玉軸受1の断面図、図2は、このスラスト玉軸受1の要部の断面図である。このスラスト玉軸受1は、第1転動体収容空間形成部5を含む第1軌道輪部材である第1レース部3と、第2転動体収容空間形成部15を含む第2軌道輪部材である第2レース部4と、第1レース部3と第2レース部4との間に配置された転動体としての複数の玉2とを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the thrust ball bearing 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the thrust ball bearing 1. The thrust ball bearing 1 is a first
第1レース部3の外周部には、内側が玉2と接触する第1軌道面形成部5aと、その第1軌道面形成部5aから第2レース部4側に向かって延びる第1円筒部6が形成されている。
The outer periphery of the
第2レース部4の玉2側の内側には、玉2の軌道面とされる第2軌道面形成部15aと、その第2軌道面部15aからラジアル方向内側に第1レース部3側に向かって延びる第2円筒部16と、第2軌道面部15aから第2レース部4の外周部に、第1レース部3側へ向かって屈曲し、玉2のラジアル方向外側への移動を規制する屈曲部17が形成されている。
On the inner side of the
第1レース部3及び第2レース部4は、環状に鋼材によって形成されている。複数の玉2は、第1レース部3及び第2レース部4によって形成される転動体収容空間25に転動可能に配置されている。
The
第2レース部4の第2円筒部16の端面16sと、第1レース部3の環状板部7の内側面7sとは、外部隙間としての内側隙間部20を形成している。
The end surface 16s of the second
転動体収容空間25には、ポリマー潤滑剤35が充填され、保持器としての役割を果たしている。さらにポリマー潤滑剤35は、内側隙間部20にその最表面35aが露出する形で内側隙間部20の一部にも充填されている。内側隙間部20にポリマー潤滑剤35が充填されていることから、固形状のポリマー潤滑剤35が、従来の弾性シール材等に替わるシール部として機能し、内側隙間部20から転動体収容空間25側へ、泥水や塵埃等が通過することを防ぐことができる。
The rolling
また第1円筒部6の内径は、第2レースの屈曲部17の外径よりも大きく形成され、第1レース部3の第1円筒部6端部の内周面6sと、第2レース部4の屈曲部17の外周面17sとは、外部隙間としての外側隙間部21を形成している。
Further, the inner diameter of the first
ポリマー潤滑剤35は、外側隙間部21にその最表面35bが露出する形で外側隙間部21の一部にも充填されている。外側隙間部21にポリマー潤滑剤35が充填されていることから、固形状のポリマー潤滑剤が、従来の弾性シール材等に替わるシール部として機能し、泥水や塵埃等が軸受外部からこの外側隙間部21を通過して玉2側へ浸入することを防ぐことができる。
The
転動体収容空間、内側隙間部、及び外側隙間部に充填されているポリマー潤滑剤35は、熱可塑性樹脂と、この熱可塑性樹脂に50〜80重量%の潤滑油(基油)を含有したものである。熱可塑性樹脂と潤滑油との混合物を熱可塑性樹脂の融点以上に加熱した後、冷却すると、固形化した潤滑性組成物となる。すなわち、上記熱可塑性樹脂の融点以上に加熱し、スラスト軸受の転動体収容空間25に流動状態の混合物を充填した後、冷却する。固形化されたポリマー潤滑剤35は、スラスト玉軸受1の使用時の熱等により潤滑成分が徐々に滲み出る結果として潤滑性を発揮する。
The
熱可塑性樹脂としては、例えば、超高分子量ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリウレタン等が用いられる。 As the thermoplastic resin, for example, ultrahigh molecular weight polyethylene, polyolefin, polypropylene, polymethylpentene, polyurethane and the like are used.
潤滑油としては、ポリαオレフィン、ジエステル、パーフロロポリエーテル、合成炭化水素、エーテル油、エステル油、シリコン油、フッ素油等の合成油や鉱油全般等、任意のものを用いることができる。尚、これら潤滑油成分の動粘度は、40°Cにおいて、8〜30mm2 /S(スト−クス)以上であることが望ましい。 As the lubricating oil, any of synthetic oils such as poly-α-olefins, diesters, perfluoropolyethers, synthetic hydrocarbons, ether oils, ester oils, silicon oils, fluorine oils, and mineral oils can be used. The kinematic viscosity of these lubricating oil components is desirably 8 to 30 mm 2 / S (stock) or more at 40 ° C.
また、あまり重い操舵感覚を避けること及び軸受内摩擦面の焼き付きを防止するため極圧添加剤および/または摩耗防止剤を使用する。極圧添加剤および/または摩耗防止剤としては、Moジチオカルバメート、Znジチオフォスフェートなどの有機金属錯体全般、ジエステルサルファイド、ベンジルサルファイドなどの硫黄系、トリクレジルフォスフェート、リン酸エステルなどのリン系、塩化アルキルベンゼンなどのハロゲン系等、全ての極圧添加剤や摩耗防止剤を使用することができる。 In addition, an extreme pressure additive and / or an antiwear agent is used in order to avoid a very heavy steering feeling and to prevent seizure of the friction surface in the bearing. Extreme pressure additives and / or antiwear agents include general organometallic complexes such as Mo dithiocarbamate and Zn dithiophosphate, sulfur compounds such as diester sulfide and benzyl sulfide, phosphorus such as tricresyl phosphate and phosphate ester. All extreme pressure additives and antiwear agents can be used, such as those based on halogenated systems such as chlorobenzene and alkylbenzene.
そして、前述のように、これらの流動状の潤滑油に粉末状の熱可塑性樹脂、さらに適宜、極圧添加剤、摩耗防止剤を所定の割合で混合し、融点以上に加熱して可塑化した状態で上記隙間に封入した後、冷却させて固形状する。熱可塑性樹脂の成分は、10〜90重量%とし、潤滑油成は、90〜10重量%とする。これは、熱可塑性樹脂が10重量%以下であると固形化せず、潤滑油成が10以下であると、固形化したとき潤滑油成分が十分に滲出せず、潤滑性が悪くなるからである。尚、熱可塑性樹脂と潤滑油成分との混合比は、好ましくは熱可塑性樹脂が20〜40重量%で、潤滑油成分が80〜60重量%がよい。なお、極圧添加剤および/または摩耗防止剤は、潤滑油に配合される割合としては、2〜30重量%(好ましくは5〜15重量%)の範囲で配合されていることが好ましい。 Then, as described above, these fluid lubricants are mixed with powdered thermoplastic resin, further, an extreme pressure additive and an antiwear agent at a predetermined ratio, and heated to the melting point or higher to be plasticized. After being sealed in the gap in a state, it is cooled and solidified. The component of the thermoplastic resin is 10 to 90% by weight, and the lubricating oil composition is 90 to 10% by weight. This is because when the thermoplastic resin is 10% by weight or less, it does not solidify, and when the lubricating oil composition is 10 or less, the lubricating oil component does not sufficiently exude when solidified, resulting in poor lubricity. is there. The mixing ratio of the thermoplastic resin and the lubricating oil component is preferably 20 to 40% by weight for the thermoplastic resin and 80 to 60% by weight for the lubricating oil component. The extreme pressure additive and / or the antiwear agent is preferably blended in the range of 2 to 30% by weight (preferably 5 to 15% by weight) in the lubricating oil.
ポリマー潤滑剤7を調合する場合、上記した種々の熱可塑性樹脂と潤滑油の組み合わせを用いて溶融・固化することが可能であるが、例えば、平均分子量100万〜600万程度、融点100℃〜140℃の超高分子量ポリエチレンを20〜80重量%(従って、潤滑油は、上記する任意のもの80〜20重量%)含む潤滑性組成物を溶融させて注入し、冷却することにより固化させることができる。
When the
超高分子量ポリエチレン20重量%未満になると潤滑性組成物が柔らか過ぎて、固形潤滑剤とならない。また、60重量%を越えると潤滑性組成物が硬過ぎて樹脂に近い状態となり、潤滑油の滲み出しが少なくて潤滑不良を起こしやすい。 When the amount is less than 20% by weight, the lubricating composition is too soft and does not become a solid lubricant. On the other hand, if it exceeds 60% by weight, the lubricating composition is too hard and close to a resin, and the lubricating oil is less likely to ooze out and tends to cause poor lubrication.
図3に本発明のスラスト玉軸受1が組み込まれた車両のサスペンション形式の一つであるストラット式サスペンションの例を示す。図3に示すように、ストラット式サスペンションは、支持メンバー81に装着されて車体の一部を支持するストラットピストンロッド83と、そのストラットピストンロッド83に組み込まれタイヤ側からの振動や衝撃を吸収するコイルスプリング82と、車体の上部に固定されるスタビライザーサポート84等を含んで構成されている。
FIG. 3 shows an example of a strut suspension that is one of the suspension types of a vehicle in which the thrust ball bearing 1 of the present invention is incorporated. As shown in FIG. 3, the strut suspension is mounted on a
このストラット式サスペンションは、その下側が車体側の支持メンバー81に取り付けられ、車体全体を車軸等に対して浮上支持する役割を有する。そして、この支持メンバー81周りには、車軸89とその車軸89に固定され車輪を装着するハブ90と、そのハブ90に固定されるブレーキディスク91と、そのブレーキディスク91に油圧により圧接させるパッドを内部に設けたキャリパボディ92等が配置されている。
The strut type suspension is attached to a
図4に上記構成のスラスト玉軸受1を使用したストラット式サスペンション(図3参照)の上部の内部構造を示す。ストラット式サスペンションは、コイルスプリング82のばね座87を保持するコイルばねシート88と、ストラットピストンロッド83の上端部に嵌合されるスラスト玉軸受1と、スラスト玉軸受1の上部で該スラスト玉軸受1を固定するナット86と、これらスラスト玉軸受1を囲むように保持するスタビライザーサポート84等を含んで構成されている。なお、スタビライザーサポート84は、弾性材84aと該弾性材84aの外周周りを覆う外筒部84bとで構成される。
FIG. 4 shows an internal structure of an upper portion of a strut suspension (see FIG. 3) using the thrust ball bearing 1 having the above-described configuration. The strut suspension includes a coil spring seat 88 that holds a
上記スラスト玉軸受1は、スタビライザーサポート84とコイルばねシート88との間に配置される。コイルばねシート88は、外周部88aの下面でサスペンションのコイルスプリング82のばね座87の上端部で支持される円環板状の支持体であり、内周部88bの上面でスラスト玉軸受1の第2レース部4を支持するようになっている。第1レース部3と第2レース部4とが相対回転する。
The thrust ball bearing 1 is disposed between the
図5に本発明の他の実施例を示す。スラスト玉軸受51は、第1ケースである上ケース53と第2ケースである下ケース54を含んで構成されている。上ケース53及び下ケース54には、それぞれ環状の上側軌道輪55と下側軌道輪56が形成され、鋼球からなる複数個の転動体である玉52の上方と下方を、それぞれ上ケース53と下ケース54の環状の上側軌道輪55、下側軌道輪56が支持している。上ケース53と下ケース54は、それぞれ合成樹脂により形成され、鋼材からなる上側軌道輪55、下側軌道輪56をマウント成形により一体化したものである。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. The
複数個の転動体52の上方と下方をそれぞれ上カバー53と下カバー54の環状のレース部55,56で支持したものである。このスラスト玉軸受51は、上カバー53の内周縁部と外周縁部に、上方から下方に向けて筒状に突出する突出部53a,53bが形成され、下カバー54の内周縁部と外周縁部にも、下方から上方に向けて筒状に突出する突出部54a,54bが形成される。そして、上カバー53の内周縁部の突出部53aより外周側に下カバー54の内周縁部の突出部54aが隙間57をあけて嵌入すると共に、上カバー3の外周縁部の突出部53bより内周側に下カバー54の外周縁部の突出部54bが隙間58をあけて嵌入している。
The upper and lower portions of the plurality of rolling
そして、転動体収容空間59にポリマー潤滑剤35が充填され、ポリマー潤滑剤35は、その最表面55a,55bが、隙間57,58に露出している。これにより、前述の実施例同様に、ポリマー潤滑剤によって、軸受外空間から転動体収容空間59へ、泥水等の液状浸入物が浸入するのを防ぐことができる。
The rolling
本発明は、スラスト玉軸受に限定されず、ストラット式サスペンションに利用されるスラスト軸受一般に適用することができる。 The present invention is not limited to thrust ball bearings, and can be applied to general thrust bearings used for strut suspensions.
1 スラスト玉軸受
2 玉
3 第1レース部
4 第2レース部
5 第1転動体収容空間形成部
15 第2転動体収容空間形成部
20 内側隙間部
21 外側隙間部
25 転動体収容空間
35 ポリマー潤滑剤
35a,35b 最表面
51 スラスト玉軸受
52 玉
53 上ケース
54 下ケース
57,58 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
複数の転動体をアキシャル方向から支持する第1軌道面形成部を有し、前記転動体を収容する転動体収容空間を形成する第1転動体収容空間形成部と、
前記転動体を前記第1軌道面形成部とアキシャル方向に対向して支持する第2軌道面形成部を有し、前記第1転動体収容空間形成部とともに前記転動体収容空間を形成する第2転動体収容空間形成部とを備え、
前記第1転動体収容空間形成部と前記第2転動体収容空間形成部とは、前記転動体収容空間の外側において該転動体収容空間に連通する外部隙間を形成する形で対向配置され、
前記転動体収容空間は、ポリマーに潤滑油を含有したポリマー潤滑剤により充填されており、該ポリマー潤滑剤は、最表面が前記外部隙間に露出する形で充填され、当該ポリマー潤滑剤が、前記転動体の保持器と、前記外部隙間から前記転動体収容空間への液状浸入物の浸入を防ぐシール部とに兼用されていることを特徴とするスラスト軸受。 A thrust bearing supported by a coil spring seat and an upper portion of a strut piston rod, wherein one of the race rings is fixed to the strut piston rod;
A first rolling element housing space forming section that has a first raceway surface forming section that supports a plurality of rolling elements from an axial direction, and that forms a rolling element housing space that houses the rolling elements;
A second raceway surface forming portion that supports the rolling element facing the first raceway surface forming portion in an axial direction, and forms the rolling body housing space together with the first rolling body housing space forming portion; A rolling element housing space forming part,
The first rolling element accommodation space forming portion and the second rolling element accommodation space forming portion are arranged to face each other in a form that forms an external gap communicating with the rolling element accommodation space outside the rolling element accommodation space,
The rolling element housing space is filled with a polymer lubricant containing a lubricant in a polymer, and the polymer lubricant is filled such that the outermost surface is exposed in the external gap, and the polymer lubricant is A thrust bearing characterized by being used both as a rolling element retainer and a seal portion for preventing liquid intrusion from entering the rolling element housing space from the external gap.
The thrust bearing according to claim 1, wherein the polymer of the polymer lubricant is a thermoplastic resin.
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