JP2007255712A - ライナー及び表面処理面を有するチタン球面滑り軸受け - Google Patents
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Abstract
【課題】軸受け面が早期に磨耗及び腐食することがないチタン合金を使用した球面滑り軸受けを提供する。
【解決手段】球面滑り軸受け１０は、金属で形成され、凹状の第１の軸受け面１６を有する外輪部材１４と、第１の軸受け面１６に対して摺動可能である凸状の第２の軸受け面１８を有する内輪部材１２とを有している。一方の部材は、チタン合金で製造され、表面処理された軸受け面を有している。他方の軸受け面は、潤滑ライナー２０を有している。ライナー２０は、ＰＴＦＥ、例えば、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)及びポリアラミドの繊維から成るファブリックで製造される。表面処理面は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）によって与えられた窒化チタンで構成される。
【選択図】図１
【解決手段】球面滑り軸受け１０は、金属で形成され、凹状の第１の軸受け面１６を有する外輪部材１４と、第１の軸受け面１６に対して摺動可能である凸状の第２の軸受け面１８を有する内輪部材１２とを有している。一方の部材は、チタン合金で製造され、表面処理された軸受け面を有している。他方の軸受け面は、潤滑ライナー２０を有している。ライナー２０は、ＰＴＦＥ、例えば、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)及びポリアラミドの繊維から成るファブリックで製造される。表面処理面は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）によって与えられた窒化チタンで構成される。
【選択図】図１
Description
本発明は、球面滑り軸受けに関し、特に高荷重の用途のための球面滑り軸受けに関する。
チタン合金は、球面滑り軸受けを製造する際の使用されることが知られている。しかしながら、従来技術において、このような軸受けの軸受け面は、早期に磨耗及び腐食し易いことが知られている。
これらに基づき、本発明の全般的な目的は、従来の軸受けを改良した軸受けを提供することである。
本発明は、一形態において、金属で形成され、凹状の第１の軸受け面を有する外輪部材と、第１の軸受け面上の潤滑ライナーと、チタン合金で形成され、第１の軸受け面に対して摺動可能である凸状の第２の軸受け面を有する内輪部材とから構成される球面滑り軸受けである。
選択的な実施形態において、第２の軸受け面は、表面処理面であり、また、ライナーは、ＰＴＦＥ、例えば、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)及びポリアラミドの繊維から成るファブリックで構成される。表面処理面は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）によって与えられた窒化チタン（ＴｉＮ）で構成される。
本発明は、外輪部材と、チタン合金で形成され、第１の軸受け面に対して摺動可能である凸状の第２の軸受け面を有する内輪部材とから構成される球面滑り軸受けを提供する。一方の部材は、チタン合金で構成され、表面処理面を有している。他方の部材は、軸受け面上に潤滑ライナーを有している。従って、表面処理された軸受け面が潤滑ライナー上を滑る。表面処理面は、物理的気相成長法によって与えられた窒化チタンで構成される。
本発明の一実施形態に従った球面滑り軸受けを図１に示す。軸受け１０は、内輪部材１２及び外輪部材１４から構成されている。外輪部材１４は、中心軸Ａに対して環状形状を有すると共に、中心軸に対向する球面形状を有する凹状の軸受け面１６を有している。内輪部材１２は、軸受け面１６と摺動自在に結合されるサイズとされた、球面形状を有する凸状の軸受け面１８を有している。軸受け面１６と軸受け面１８との間には、ライナーのための任意の遊びが設けられている。外輪部材１４は、従来技術で既知のように、内輪部材１２の周囲に組み立て可能に２つの合わせ部品で形成されている。
外輪部材１４は、例えば、金属など、いずれかの適切な材料で製造される。内輪部材１２は、チタン合金で製造される。一実施の形態において、チタン合金は、ＴＡ６Ｖ アルファ−ベータ合金であり、重量で６％のアルミと、４％のバナジウムとを含んでいる。なお、外輪部材１４は、チタンで構成されるか、或いは、主にチタンで構成された合金から形成しても良い。
チタン合金の軸受け部材における軸受け面は、その硬度を改良するために表面処理されている。従って、少なくとも軸受け面１８が表面処理され、選択的に、ベアリング面１６も表面処理される。この表面処理は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）による窒化チタン（ＴｉＮ）の層の被着で構成される。
軸受け１０は、軸受け面１６と軸受け面１８との間に位置するように、軸受け面１６に自己潤滑ライナー２０を含んでいる。ライナー２０は、例えば、約０．４ｍｍの厚さに処理された低摩擦のポリマー繊維のファブリックなど、耐久性があり、低摩擦の材料の層で構成される。ライナー２０は、ベアリング１０に自己潤滑性を与えている。一実施の形態において、ライナー２０は、標準規格ＳＡＥ−ＡＳ８１８２０に準拠するユニフロン（Ｒ）Ｅの自己潤滑性を有するファブリックで構成される。ユニフロン（Ｒ）Ｅのファブリックは、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)及びポリアラミドの繊維から構成されており、フェノール樹脂組成で飽和している。ユニフロン（Ｒ）Ｅのファブリックは、様々な環境で実用でき、また、例えば、約−３０℃から約２１０℃などの極端な温度環境でも実用できる。その組成のために、ユニフロン（Ｒ）Ｅの材料は、熱、磨耗、破損及び圧縮に極めて高い耐性を有している。ユニフロン（Ｒ）Ｅのファブリックは、高い比率でＰＴＦＥ繊維を含み、優れたスリップ性を有している。また、低い摩擦係数を持つ樹脂によって化学的に連結したマトリックスで構成されている。ユニフロン（Ｒ）Ｅのファブリックを示して説明しているが、本発明は、これに限定されるものでなく、当業者により知られている摩擦を低減する他のライナー材料、例えば、ＰＴＦＥやナイロン等を、本発明の範囲を逸脱することなく代用することが可能である。
上述したライナー及び表面処理されたチタン合金軸受け部材は、腐食現象を大幅に排除することが可能である。ライナーは、金属間接触に起因する物質移動の主要な不都合を改善する。また、ライナーは、表面処理を保護する。ライナーによる保護の１つの方法は、軸受け面に付着し得る粒子、例えば、内在的な粒子（例えば、酸化チタン（ＴｉＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）及び／又は三酸化二チタン（Ｔｉ２Ｏ３）などのチタン酸化物の硬い研磨粒子）、或いは、軸受けの外側にある要因からの汚染物質を吸収することによって提供される。ライナーは、厳しい振動環境下で衝撃を吸収することによって軸受けの寿命にも貢献する。
チタン合金軸受けの表面処理及び軸受け面間のライナーは、それぞれ軸受けを寛容にし、摩擦を低減すると共に、軸受けの寿命を長期化するのに役立つ。その結果、表面処理面を有するチタン合金内部軸受け及び潤滑ライナーを含むベアリングは、同様の寿命及び軸受け性能の提供を意図する他のベアリングよりも軽量化することができる。
使用時においては、第１の軸受け及び第２の軸受けのそれぞれは、互いに関連して動作する装置に連結される。ここで説明した軸受けは、高荷重の航空宇宙応用においても、実用性が見出されている。
「第１」、「第２」等の用語は、ここでは、順序、数量又は重要度を意味するものではなく、１つの要素を他の要素と区別するために用いられている。「ａ」及び「ａｎ」の用語は、ここでは、数量の限定を意味するものではなく、関連する要素の少なくとも１つの存在を意味するものである。
本発明は、特定の実施の形態に関して記載されているが、前述の発明の開示を読み、理解することにより、開示された実施の形態の数々のバリエーション及び変更は、本発明及び添付の特許請求の範囲の精神の範囲に含まれると、当業者には理解されるであろう。
Claims (10)
- 凹状の第１の軸受け面を有する外輪部材を構成する第１のリング部材と、前記第１の軸受け面に対して摺動可能である凸状の第２の軸受け面を有する内輪部材を構成する第２のリング部材とから構成される球面滑り軸受けであって、
前記第１のリング部材及び第２のリング部材の一方は、チタン合金で構成され、表面処理された軸受け面を有し、前記第１のリング部材及び第２のリング部材の他方は、潤滑ライナーを有している球面滑り軸受け。 - 前記第２のリング部材は、チタン合金で構成され、前記第１のリング部材は、前記第１の軸受け面に潤滑ライナーを有する請求項１記載の球面滑り軸受け。
- 前記表面処理面は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）によって与えられた窒化チタン（ＴｉＮ）で構成される請求項１記載の球面滑り軸受け。
- 前記潤滑ライナーは、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)で構成される請求項１記載の球面滑り軸受け。
- 前記潤滑ライナーは、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)及びポリアラミドの繊維から成るファブリックで構成され、当該ファブリックは、フェノール樹脂組成で飽和している請求項４記載の球面滑り軸受け。
- 前記内輪部材は、重量で約６％のアルミと、４％のバナジウムとを含むチタン合金で製造される請求項１記載の球面滑り軸受け。
- 前記第２の軸受け面は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）により窒化チタン（ＴｉＮ）が被着され、前記潤滑ライナーは、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)及びポリアラミドの繊維から成るファブリックで構成され、当該ファブリックは、フェノール樹脂組成で飽和している請求項１記載の球面滑り軸受け。
- 前記内輪部材は、重量で約６％のアルミと、４％のバナジウムとを含むチタン合金で製造され、前記第２の軸受け面は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）により窒化チタン（ＴｉＮ）が被着され、前記潤滑ライナーは、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)及びポリアラミドの繊維から成るファブリックで構成され、当該ファブリックは、フェノール樹脂組成で飽和している請求項１記載の球面滑り軸受け。
- 前記内輪部材は、重量で約６％のアルミと、４％のバナジウムとを含むチタン合金で製造され、前記第２の軸受け面は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）により窒化チタン（ＴｉＮ）が被着され、前記潤滑ライナーは、前記第１の軸受け面に配置され、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)及びポリアラミドの繊維から成るファブリックで構成され、当該ファブリックは、フェノール樹脂組成で飽和している請求項１記載の球面滑り軸受け。
- 前記第１のリング部材は、チタン合金で構成され、前記第２のリング部材は、前記第２の軸受け面に前記潤滑ライナーを有する請求項１記載の球面滑り軸受け。
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