JP2007270886A

JP2007270886A - 円錐ころ軸受の保持器

Info

Publication number: JP2007270886A
Application number: JP2006094992A
Authority: JP
Inventors: Shiro Ishikawa; 司郎石川
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-18

Abstract

【課題】ポケット隅Ｒ部にタフトライド被膜が十分形成されることにより、の大幅に耐久性が向上した保持器を提供する。
【解決手段】軸受の内輪２と外輪３との間に配設され、複数の転動体４をポケット５ａ内に保持する鋼板製保持器５の前記ポケット５ａの隅Ｒ部寸法を、保持器板厚の２０％以上かつ３０％以下とし、タフトライド処理を施す。さらに、ポケット相互間の保持器柱部の内側面に軸受軸線方向に延びる大環状部途中までの溝部を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は円錐ころ軸受の保持器に係り、特にタフトライド処理によって補強した保持器に関する。

円錐ころ軸受は、外径面の軌道面の両側に小鍔と大鍔が設けられた内輪と、内径面に軌道面が設けられた外輪と、内輪と外輪の軌道面間に配列された複数の円錐ころと、これら円錐ころをポケットに収納して保持する保持器とからなる。保持器には、円錐ころの小径端面側で連なる小環状部と、円錐ころの大径端面側で連なる大環状部と、これらの環状部を連結する複数の柱部が形成される。ポケットは、円錐ころの小径側を収納する部分が狭幅側、大径側を収納する部分が広幅側となる台形状に形成される。

従来、例えば鉄道車両の駆動装置であって小歯車側軸受にはこのような円錐ころ軸受が使用される。鉄道車両の駆動装置は振動など使用条件が厳しいため円錐ころ軸受の保持器が破損する不具合が比較的多い。保持器強度を向上する方策としては保持器板厚の増大やタフトライド処理がある。保持器板厚の増大は軸受仕様の制約があるから容易ではない。軸受仕様の範囲内でも保持器自体の重量増となり、振動に対しては却って破損し易くなる場合もある。（例えば、特許文献１参照）。鋼板製保持器にタフトライド処理を施すことは例えば特許文献１に記載されている。
特開２００５−６９３５０号公報

しかしながら、タフトライド処理を施す場合、ポケット隅Ｒ部曲率半径が小さくなるほどタフトライド処理層を形成しにくくなるため同処理層の厚さが薄くなり、かつ、小さい隅Ｒ部曲率半径ほど応力集中が顕著となることから保持器の耐久性が低下するおそれがある。

本発明は、斯かる実情に鑑み、ポケット隅Ｒ部曲率半径を最適にしてタフトライド処理層が十分な厚さで形成される保持器を提供するものである。

前記課題を解決するため、請求項１の発明は、軸受の内輪と外輪との間に配設される複数の転動体をポケット内に保持する鋼板製保持器であって、前記ポケットの隅Ｒ部曲率半径を保持器板厚の２０％以上３０％以下とし、かつ、タフトライド処理を施したことを特徴とする。

ポケットの隅Ｒ部曲率半径が保持器板厚の２０％以下であるとタフトライド被膜が不十分になり、応力集中が厳しくなることと相まって保持器の耐久性が大きく低下する。ポケットの隅Ｒ部曲率半径が保持器板厚の３０％以上であると、タフトライド被膜が十分形成され応力集中も緩和されるが、円錐ころの大小端面縁部と隅Ｒ部との干渉が生じる。よって、ポケットの隅Ｒ部曲率半径を保持器板厚の２０％以上３０％以下とし、かつ、タフトライド処理を施すことにより保持器の耐久性を大幅に向上させることができる。

請求項２の発明は、ポケット相互間の保持器柱部の内側面に軸受軸線方向に延びる大環状部途中までの溝部を形成したことを特徴とする。

保持器柱部の内側面に軸受軸線方向に延びる大環状部途中までの溝部を形成することにより、遠心力の作用で小環状部から大環状部へ流動する保持器内側の潤滑剤が、保持器外側に流出するのを低減できる。この結果、軸受の潤滑特性が改善される。

本発明の保持器によれば、ポケットの隅Ｒ部曲率半径を保持器板厚の２０％以上３０％以下とすることにより隅Ｒ部に十分な厚さのタフトライド処理層を形成することができ、保持器強度を増大させて隅Ｒ部からの亀裂発生を効果的に防止し、併せて、耐摩耗性、耐焼付性、耐蝕性も向上させて保持器の耐久性を大幅に向上させることができる。

また、保持器柱部の内側面に軸受軸線方向に延びる溝部を形成することにより、遠心力の作用で小環状部から大環状部へ流動する保持器内側の潤滑剤が、保持器外側に流出するのを低減できるため、軸受の潤滑特性を改善することができる。

以下、図面に従って本発明の実施の形態を説明する。図１に示す実施の形態の円錐ころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、円錐ころ４と、保持器５とで構成される。内輪２は外周に円錐状の軌道面２ａを有し、外輪３は内周に円錐状の軌道面３ａを有する。複数の円錐ころ４が、内輪２の軌道面２ａと外輪３の軌道面３ａとの間に転動自在に介在させてある。円錐ころ４は保持器５に形成されたポケット５ａ内に収容される。各円錐ころ４は、内輪２の軌道面２ａの両側に設けた小鍔２ｂと大鍔２ｃで軸方向移動が規制される。

保持器５は鋼板製（例えばＳＰＢ２鋼板使用）であって、図２（Ａ）に示すように、円錐ころ４の小端面側で連なる小環状部６と、円錐ころ４の大端面側で連なる大環状部７と、これらの小環状部６と大環状部７を連結する複数の柱部８を含む。そして図２（Ａ）に示すように隣り合った柱部８間にポケット９が形成される。保持器５のポケット９は台形状で、円錐ころ４の小径側を収納する部分が狭幅側、大径側を収納する部分が広幅側である。

ポケット９の四隅の隅Ｒ部９ａは、その曲率半径が保持器板厚（図１、図２（Ｃ）にＴで示す）の２０％以上３０％以下とされる。四隅の隅Ｒ部９ａの曲率半径をこの寸法範囲にした保持器５をタフトライド処理する。

タフトライド処理は、溶融塩浴熱処理法を用いた軟窒化処理の一つで、鋼材を鋼の変態点より遥かに低い５７０℃〜５８０℃で塩浴処理し、鋼材の表面に浸炭と窒化を促して炭化物と窒化物の均一な化合物層（タフトライド処理層）を形成する。タフトライド処理層は最表層に窒化鉄の化合物層を有し、化合物層の深層に窒素が進入する拡散層を有する。化合物層は硬度も高く、鋼材の耐摩耗性、耐焼付性、耐蝕性を向上させ、拡散層は疲労強度を著しく向上させる働きがある。タフトライド処理は、比較的短時間の低温処理で均一安定な品質の表面層（タフトライド層）が得られると共に、低温処理のため処理前後の寸法変化が殆どなく、処理後の寸歩矯正等の後処理が要らない等の利点がある。

保持器５のタフトライド処理は次のように行う。まず保持器５に脱脂洗浄等の前処理を施す。次に保持器５を予熱し、その後、保持器５を５８０℃に恒温保持した塩浴中に浸漬する。これで、保持器５の四隅Ｒ部９ａを含む全表面に均一なタフトライド処理層が形成される。最後に保持器５を冷却油に浸して冷却しタフトライド処理を終了する。

保持器の柱部８内面には、図２（Ｃ）のように、小環状部６から大環状部７に至る溝部１０が形成される。この溝部１０は保持器５の軽量化に役立つことは勿論であるが、同時に、保持器５内側の潤滑剤が矢印にて示すように遠心力の作用で小環状部６から大環状部７に流動した潤滑剤は、再び内輪軌道面２ａ側に押し戻されて保持器５内で循環流動する。このため、保持器５外側に流れ出る潤滑剤の量を低減して耐焼き付き性など保持器５の潤滑特性を向上する。

以上、本発明の保持器の実施形態につき説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の保持器は鉄道車両の駆動装置の小歯車側軸受だけでなく、その他あらゆる用途の軸受保持器にも適用可能である。

円錐ころ軸受の縦断面図。本発明の保持器を示すもので、（Ａ）は保持器の展開平面図、（Ｂ）はポケットの輪郭を示す平面図、（Ｃ）は保持器の縦断面図であって（Ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図。

符号の説明

１軸受
２内輪
２ａ軌道面
２ｂ小鍔
２ｃ大鍔
３外輪
３ａ軌道面
４転動体
５保持器
５ａポケット
６小環状部
７大環状部
８柱部
９ポケット
９ａ隅Ｒ部
１０溝部

Claims

円錐ころ軸受の内輪と外輪との間に配設される複数の転動体をポケット内に保持する鋼板製保持器であって、前記ポケットの隅Ｒ部曲率半径を保持器板厚の２０％以上３０％以下とし、かつ、タフトライド処理を施したことを特徴とする保持器。
ポケット相互間の保持器柱部の内側面に軸受軸線方向に延びる溝部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の保持器。
ポケット相互間の保持器柱部の内径面に軸受軸線方向に延びる溝部は保持器大環状部端面まで達しないことを特徴とする請求項１，２に記載の保持器。