JP2007292116A - 転がり軸受、軸受ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鍛造工程で素材の芯部が軌道溝21bの表層部に出現すると、軌道溝21bの表層部は、多数の鍛流線Tが極端に折れ曲がって方向性を持って並んだ状態になる。この鍛流線Tの折れ曲がり点を結んだ塑性流れ曲線Sの方向を示す直線LS と、接触点P2 での軌道溝21bの接線L1 と、のなす角度θを30°〜90°にする。軌道溝とボールとの接触楕円25の長軸の長さを2Aとしたときに、塑性流れ曲線Sが、接触点P2 から1.1A以上離れた位置を通過するようにする。
【選択図】図2
Description
このような複雑な形状を有する内側部材1および外側部材2は、従来、0.5質量%程度の炭素を含有する中炭素鋼からなる素材を用い、熱間鍛造で所定形状に加工した後、軌道溝の表層部を高周波焼入れにより硬化させることで製造されている。
具体的には、剥離の起点となる介在物は鍛流線に沿って存在しているため、前記角度θを30°以上90°以下と大きくすることにより、これより小さい場合と比較して、介在物の軌道溝の面積当たりの存在率が低くなる。
図1は、この実施形態の軸受ユニット外側部材を示す断面図である。この断面図は軸線を含む断面の左側部分のみを示し、右側部分は省略している。
この外側部材2は、図8に示すユニット化された車輪支持用軸受の外側部材2に相当し、二列の軌道溝21a,21bを有する外輪21と、車体の懸架装置(車体側部材)を固定するボルト穴22aが形成されたフランジ22と、が一体に形成されたものである。
この断面において、軌道溝21bの表層部に、塑性流れ曲線(鍛流線Tの折れ曲がり点を結んだ線)Sが存在している。軌道溝21aを構成する溝(軌道溝)の表層部には塑性流れ曲線が存在していない。符号P1 は軌道溝21aとボール3との接触点であり、符号P2 は軌道溝21bとボール3との接触点である。
図2には、また、軌道溝21bのボール3との接触楕円25が、軌道溝21bの上側に投影表示されている。接触楕円25の中心は、軌道溝21bとボール3との接触点P2 であり、この点を示す直線Cと、接触楕円25の長軸25aの両端を示す直線H1 ,H2 が表示されている。そして、長軸25aの長さを2Aとすると、直線Cと直線H1 および直線H2 との距離はAとなる。
したがって、この外側部材2は、本発明の二つの条件(30°≦θ≦90°、K≧1.1A)を満たしている。
なお、図2に二点鎖線で示した塑性流れ曲線S’は、軌道溝21bとの交点PS'と軌道溝21bのボール接触点P2 との距離K2 が、0.74Aになっている。すなわち、この塑性流れ曲線S’は、軌道溝21bとボール3との接触点P2 から0.74Aだけ離れた位置を通過している。
先ず、図3(a)に示すように、円柱状の素材を用意し、据え込み工程により、円柱の軸方向両側から押し潰す。これにより、図3(b)に示す状態とする。次に、鍛造工程にり、図3(c)に示すように、フランジ22と外輪21と、両軌道の間の部分210を繋ぐ部分23とが一体化された形状に成形する。次に、ピアスパンチ工程により、繋ぎ部分23を除去して、図3(d)に示す形状とする。次に、図3(e)に示すように、冷間ローリング成形で軌道溝21a,21bを形成する。
なお、角度θを変化させるために、図3(c)の鍛造工程の条件および図3(e)の冷間ローリング成形による拡径率を変えた。また、使用した円柱状素材の直径の違いで、塑性流れ曲線Sの軌道面通過位置(点Ps )が変化する。
なお、実際の外側部材2を作製する場合には、図3(e)に示す形状にした後にフランジ22を除去しないで、旋削加工により軌道溝21a,21bの溝形状を整えた後に、高周波焼入れおよび焼戻し処理を施す。
また、この試験で使用する試験機を、試験軸受に生じる振動を振動計で常時測定し、外輪20aの軌道面に剥離が生じて振動計の測定値が一定値を超えると回転を停止するとともに、回転開始から停止までの時間を記録するように構成する。そして、この回転停止までの時間を試験軸受の寿命とした。
また、その結果を、θとL10寿命との関係を示すグラフ(図6)と、「K/A」とL10寿命との関係を示すグラフ(図7)にまとめた。
したがって、本発明の実施例に相当する軸受ユニットは、比較例に相当する軸受ユニットと比較して、内部に水が侵入するような過酷な使用条件での寿命が長くなる。
1a 第1の部材(ハブ輪)
1b 第2の部材
11b 内輪軌道溝
11 内輪
12 ハブ
13 フランジ
2 外側部材
21 外輪
21a 軌道溝
21b 軌道溝
22a 懸架装置(車体側部材)を固定するボルト穴
22 フランジ
25 接触楕円
25a 接触楕円の長軸
3 ボール
4 保持器
5 第1のシール
6 第2のシール
7 スリンガ
8 車輪側部材
Ls 塑性流れ曲線の方向を示す直線
L1 接触点での軌道溝の接線
S 塑性流れ曲線
P1 接触点
P2 接触点
θ L1 とLs とのなす角度
Claims (6)
- 素材の鍛造工程を経て製造され、軸線を含む断面における軌道溝のボール接触点での接線と、前記断面における軌道溝表層部の塑性流れ曲線の方向を示す直線と、のなす角度が30°以上90°以下であり、
軌道溝とボールとの接触楕円の長軸の長さを2Aとしたときに、前記塑性流れ曲線は、軌道溝とボールとの接触点から1.1A以上離れた位置を通過することを特徴とする転がり軸受の軌道輪。 - 請求項1記載の軌道輪を備えたことを特徴とする転がり軸受。
- 複列の軌道溝を有する外輪およびフランジが一体に、素材の鍛造工程を経て製造された軸受ユニット外側部材であって、
軸線を含む断面における軌道溝のボール接触点での接線と、前記断面における軌道溝表層部の塑性流れ曲線の方向を示す直線と、のなす角度が30°以上90°以下であり、
軌道溝とボールとの接触楕円の長軸の長さを2Aとしたときに、前記塑性流れ曲線は、軌道溝とボールとの接触点から1.1A以上離れた位置を通過することを特徴とする軸受ユニット外側部材。 - 請求項3記載の外側部材と、内輪とボールを備えたことを特徴とする軸受ユニット。
- 複列の軌道溝を有する内輪、車軸を内嵌するハブ、および車輪側部材を固定するフランジを有し、少なくとも一列の軌道溝とハブとフランジが一体に、素材の鍛造工程を経て製造された内側部材と、
複列の軌道溝を有する外輪および車体側部材を固定するフランジが一体に、素材の鍛造工程を経て製造された外側部材と、
ボールと、
を備えた車輪支持用軸受ユニットにおいて、
フランジと一体化された内輪の軌道溝および外輪の軌道溝の少なくともいずれかは、
軸線を含む断面における軌道溝のボール接触点での接線と、前記断面における軌道溝表層部の塑性流れ曲線の方向を示す直線と、のなす角度が30°以上90°以下であり、
軌道溝とボールとの接触楕円の長軸の長さを2Aとしたときに、前記塑性流れ曲線は、軌道溝とボールとの接触点から1.1A以上離れた位置を通過することを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。 - 素材の鍛造工程を経て転がり軸受の軌道輪を製造する方法において、
軸線を含む断面における軌道溝のボール接触点での接線と、前記断面における軌道溝表層部の塑性流れ曲線の方向を示す直線と、のなす角度が30°以上90°以下であり、
軌道溝とボールとの接触楕円の長軸の長さを2Aとしたときに、前記塑性流れ曲線は、軌道溝とボールとの接触点から1.1A以上離れた位置を通過するように鍛造条件を設定することを特徴とする軌道輪の製造方法。
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