JP2009222141A

JP2009222141A - 円錐ころ軸受

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Publication number: JP2009222141A
Application number: JP2008067637A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Matsuyama; 博樹松山; Kazunori Hayashida; 一徳林田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-10-01

Abstract

【課題】円錐ころの円錐面の軸方向の大径側の大径端面と、この大径端面を案内する案内面との潤滑性に優れ、かつ、案内面の処理に起因する内輪の劣化が起こらず、かつ、製造容易性および量産性に優れる円錐ころ軸受を提供すること。
【解決手段】内輪２の円錐軌道面１２の軸方向の大径側に、円錐軌道面１２の大径側の端よりも径方向の外方に突出する環状の突出部１４を形成する。内輪２の軸方向において、突出部１４と円錐ころ３との間に、内輪２に対して相対移動可能な環状のワッシャ４を配置する。ワッシャ４の軸方向の円錐ころ３側の第１端面２１の全面の表層部およびワッシャ４の軸方向の突出部１４側の第２端面２２の全面の表層部を、Ｓｉ−ＤＬＣ膜で構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、円錐ころ軸受に関する。

従来、円錐ころ軸受としては、特開平９−１７７７９６号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

この円錐ころ軸受は、外輪、内輪および複数の円錐ころを備え、上記内輪は、その円錐軌道面の大径側に大鍔部を有する。上記大鍔部の軸方向の円錐ころ側の端面である円錐ころの案内面は、イオンプレーディング処理等によって、硬質カーボン膜によって被覆されている。

上記従来の円錐ころ軸受は、上記大鍔部の上記案内面を硬質カーボン膜によって被覆することにより、上記案内面と、この案内面に対して摺動する円錐ころの円錐面の軸方向の大径側の大径端面との潤滑性を向上（特に、貧潤滑時の潤滑性向上、低粘度油,少量給油潤滑時等）させ、上記案内面および上記円錐ころの上記大径端面の焼付きを抑制している。
特開平９−１７７７９６号公報（第１図）

上記従来の円錐ころ軸受では、上記案内面と、上記円錐ころの上記大径端面との潤滑性を向上させることができて、上記案内面および上記円錐ころの上記大径端面の焼付きを抑制することができる一方、上記案内面の成膜,硬化等の処理時に、内輪全体が影響を受けて、内輪の硬さが低下する等、上記処理に基づく内輪が劣化を避けがたいという課題がある。

例えば、上記案内面に、硬質カーボン膜を蒸着処理する際、案内面近傍の温度が４００℃以上（３５０〜５００℃程度が一般的）の温度になることがある。ここで、この温度は、例えば、内輪の材質として一般的に使用される高クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）の焼き戻し温度よりも高いから、内輪の上記案内面の近傍の部分が焼き戻されて、その部分の硬さが低下して、その部分が歪んだりして、最悪の場合、内輪が使用不可になる。

そこで、本発明の課題は、円錐ころの円錐面の軸方向の大径側の大径端面と、この大径端面を案内する案内面との潤滑性に優れ、かつ、案内面の成膜,硬化等の処理に起因する内輪の劣化が起こらない円錐ころ軸受を提供することにある。

また、特に、本発明の課題は、円錐ころの大径端面と、この大径端面を案内する案内面との潤滑性に優れ、かつ、案内面の処理に起因する内輪の劣化が存在せず、かつ、製造容易性および量産性に優れる円錐ころ軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の円錐ころ軸受は、
円錐軌道面と、この円錐軌道面の軸方向の大径側に位置すると共に、上記円錐軌道面の大径側の端よりも径方向の外方に突出する環状の突出部とを有する内輪と、
円錐軌道面を有する外輪と、
上記内輪の上記円錐軌道面と、上記外輪の上記円錐軌道面との間に配置された複数の円錐ころと、
上記軸方向において、上記突出部と、上記円錐ころとの間に配置されると共に、上記内輪に対して相対移動可能である環状のワッシャと
を備え、
上記ワッシャの軸方向の上記円錐ころ側の第１端面の少なくとも一部は、硬質膜からなっていることを特徴としている。

本発明によれば、円錐ころの円錐面の軸方向の大径側の大径端面を案内するワッシャの第１端面が、硬質膜を有しているから、この硬質膜によって、上記第１端面と、円錐ころの大径端面との潤滑性を向上させることができて、上記第１端面および円錐ころの大径端面の焼付きを抑制することができる。

また、本発明によれば、円錐ころの上記大径端面を案内しかつ硬質膜が存在する案内面を有するワッシャを、内輪の軸方向において、上記突出部と上記円錐ころとの間に配置する構成であるから、ワッシャのみに案内面の潤滑性を向上させる成膜等の処理を施せば良い。したがって、案内面の処理に基づいて内輪特性が変化することがなく、案内面の成膜等の処理に基づいて内輪が劣化することがない。

また、本発明によれば、上記ワッシャが、内輪に対して相対移動可能な構成であって、内輪に固定される構成でないから、ワッシャの寸法について、シビアな寸法精度が必要でなくて、ワッシャの寸法の制約が緩やかで、ワッシャの寸法の自由度が大きくなる。したがって、ワッシャを容易に製造することができ、円錐ころ軸受の製造容易性および量産性が、優れたものになる。

また、一実施形態では、
上記第１端面の全面が、硬質膜からなると共に、上記ワッシャの軸方向の上記突出部側の第２端面の全面が、硬質膜からなり、
上記ワッシャは、上記内輪の外周面に相対運動可能に嵌合されている。

上記実施形態によれば、上記第１端面の全面が、硬質膜からなるから、円錐ころの上記大径端面と、その大径端面を案内する上記第１端面との潤滑性が更に優れたものになる。

また、上記実施形態によれば、上記第２端面の全面が、硬質膜からなるから、上記内輪の上記突出部に対する上記ワッシャの相対移動に起因する、上記内輪の上記突出部の軸方向の上記ワッシャ側の端面および上記第２端面の焼付きを抑制できる。

また、上記実施形態によれば、上記ワッシャが、上記内輪の外周面に相対運動可能に嵌合されているから、円錐ころとワッシャ、ワッシャと内輪の２カ所ですべり接触可能となる。したがって、１カ所あたりの相対滑り速度が低下するから、すべり接触部の接触条件が緩和され、焼付きを防止できると共に、軸受の回転トルクを低下させることができる。

本発明の円錐ころ軸受によれば、円錐ころの円錐面の軸方向の大径側の大径端面と、この円錐ころの大径端面を案内するワッシャの第１端面との潤滑性を向上させることができる。

また、本発明の円錐ころ軸受によれば、円錐ころの上記大径端面を案内する案内面である上記第１端面の潤滑性の向上のための成膜等の処理によって、内輪特性が変化することがなく、内輪が劣化することがない。

また、本発明の円錐ころ軸受によれば、ワッシャの寸法について、ワッシャの寸法の自由度が大きくて、ワッシャを容易に製造することができるから、円錐ころ軸受の製造容易性および量産性が、優れたものになる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の円錐ころ軸受の軸方向の断面図である。

この円錐ころ軸受は、外輪１と、内輪２と、複数の円錐ころ３と、環状のワッシャ４とを備える。

上記外輪１は、内周側に円錐軌道面１１を有する。一方、上記内輪２は、外周側に円錐軌道面１２を有する。上記内輪２は、鍔部１３および環状の突出部１４を有する。上記鍔部１３は、内輪２の軸方向の円錐軌道面１２の小径側に位置する一方、突出部１４は、内輪２の軸方向の円錐軌道面１２の大径側に位置している。

上記突出部１４は、円錐軌道面１２の大径側の端に軸方向に間隔をおいて位置する。上記突出部１４は、円錐軌道面１２の大径側の端よりも径方向の外方に突出している。上記突出部１４の軸方向の円錐軌道面１２側の端面１６は、略内輪１の径方向に広がっている。

上記複数の円錐ころ３は、外輪１の円錐軌道面１１と、内輪２の円錐軌道面１２との間に、保持器５によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記ワッシャ４は、内輪１の軸方向において、円錐ころ３と、内輪１の突出部１４との間に配置されている。上記ワッシャ４の軸方向の円錐ころ３側の第１端面２１は、略円錐状の形状を有する一方、ワッシャ４の軸方向の突出部１４側の第２端面２２は、略内輪２の径方向に延在している。

上記ワッシャ４の第１端面２１および第２端面２２の表層部は、硬質膜の一例としてのＳｉ−ＤＬＣ膜（ケイ素を含んだダイヤモンドライクカーボン膜）からなっている。上記Ｓｉ−ＤＬＣ膜は、ワッシャ４の軸方向の両側の端面の表層部に、処理温度約４５０℃でプラズマＣＶＤ法により形成されている。

円錐ころ軸受の使用時、すなわち、各円錐ころ３が、内輪２の円錐軌道面の大径側に移動して、ワッシャ４を内輪２の軸方向の外方に押圧している状態で、ワッシャ４の第１端面２１は、円錐ころの軸方向の円錐面２８の大径側の大径端面２６を案内している一方、ワッシャ４の第２端面２２は、内輪２の突出部１４の軸方向の内方の端面１６に当接している。また、上記ワッシャ４の内周面２０は、内輪２の外周面において円錐軌道面１２と突出部１４との間に位置する部分３０に、隙間嵌めにより外嵌されて固定されている。

上記ワッシャ４は、内輪２の回転時において、内輪２の突出部１４に完全に追随しないようになっている。詳しくは、ワッシャ４は、円錐ころ軸受の使用時において、常には、突出部１４に対して相対回転しないようになっている一方、内輪２の突出部１４に対して相対回転することがある状態になっている。

上記実施形態の円錐ころ軸受によれば、円錐ころ３の大径端面２６を案内するワッシャ４の第１端面２１が、硬質膜としてのＳｉ−ＤＬＣ膜を有しているから、このＳｉ−ＤＬＣ膜によって、ワッシャ４の第１端面２１と、円錐ころ３の大径端面２６との潤滑性を向上させることができて、円錐ころ３の大径端面２６およびワッシャ４の第１端面２１の焼付きを抑制することができる。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受によれば、円錐ころ３の大径端面２６を案内しかつＳｉ−ＤＬＣ膜が存在する第１端面２１を有するワッシャ４を、内輪２の軸方向において、内輪２の突出部１４と円錐ころ３との間に配置する構成であるから、ワッシャ４の単体のみに潤滑性を向上させる処理を施せば良い。したがって、円錐ころ３の案内面の処理に基づいて内輪特性が変化することがなく、円錐ころ３の案内面の処理に基づいて内輪２が劣化することがない。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受によれば、上記ワッシャ４が、内輪２に対して相対移動可能な構成であって、内輪２に固定される構成でないから、ワッシャ４の寸法について、シビアな寸法精度が必要でなくて、ワッシャ４の寸法の制約が緩やかで、ワッシャ４の寸法の自由度が大きくなる。したがって、ワッシャ４を容易に製造することができ、円錐ころ軸受の製造容易性および量産性が、優れたものになる。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受によれば、上記ワッシャ４の軸方向の内輪２の円錐ころ３側の第１端面２１の全面が、硬質膜としてのＳｉ−ＤＬＣ膜からなるから、円錐ころ３の大径端面２６と、その大径端面２６を案内するワッシャ４の案内面である第１端面２１との潤滑性が更に優れたものになる。

また、上記実施形態によれば、上記ワッシャ４の軸方向の突出部１４側の第２端面２２の全面が、硬質膜としてのＳｉ−ＤＬＣ膜からなるから、内輪２の突出部１４に対するワッシャ４の相対移動に起因する、内輪２の突出部１４の軸方向のワッシャ４側の端面１６およびワッシャ４の第２端面２２の焼付きを抑制できる。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受によれば、上記ワッシャ４が、内輪２の外周面に相対運動可能に嵌合されているから、円錐ころ３とワッシャ４、ワッシャ４と内輪２の２カ所ですべり接触可能となる。したがって、１カ所あたりの相対滑り速度が低下するから、すべり接触部の接触条件が緩和され、焼付きを防止できると共に、軸受の回転トルクを低下させることができる。

尚、上記実施形態の円錐ころ軸受では、環状の突出部１４が、内輪２と一体的に形成されていたが、この発明では、環状の突出部は、内輪と別部材であって、内輪に固定される構成でも良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受では、上記ワッシャ４が、内輪２の外周面に隙間嵌めされていたが、この発明では、ワッシャは、内輪の外周面に中間嵌めされていても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受では、ワッシャ４の円錐ころ３側の第１端面２１の全面が、硬質膜からなっていたが、この発明では、ワッシャ４の円錐ころ３側の第１端面２１の一部のみが、硬質膜からなっていても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受では、ワッシャ４の円錐ころ側の第１端面２１およびワッシャ４の突出部１４側の第２端面２２の夫々が、硬質膜を有していたが、この発明では、ワッシャの突出部側の第２端面は、硬質膜を有していなくても良く、ワッシャの円錐ころ側の第１端面のみが硬質膜を有していても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受では、硬質膜として、Ｓｉ−ＤＬＣ膜を採用したが、この発明では、硬質膜として、Ｓｉ−ＤＬＣ膜以外のＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボン膜：カーボン硬質膜）を採用しても良い。また、この発明では、硬質膜として、ＣｒＮ膜（クロムナイトライド硬質膜）を採用しても良い。この発明では、硬質膜として、潤滑性を有し、かつ、耐焼付き性を有する膜であれば如何なる膜を採用しても良い。

本発明の一実施形態の円錐ころ軸受の軸方向の断面図である。

符号の説明

１外輪
２内輪
３円錐ころ
４ワッシャ
１１,１２円錐軌道面
１４内輪の突出部
２０ワッシャの内周面
２１第１端面
２２第２端面
２６円錐ころの大径端面
２８円錐面
３０内輪の外周面において円錐軌道面と突出部との間に位置する部分

Claims

円錐軌道面と、この円錐軌道面の軸方向の大径側に位置すると共に、上記円錐軌道面の大径側の端よりも上記円錐軌道面の径方向の外方に突出する環状の突出部とを有する内輪と、
円錐軌道面を有する外輪と、
上記内輪の上記円錐軌道面と、上記外輪の上記円錐軌道面との間に配置された複数の円錐ころと、
上記軸方向において、上記突出部と、上記円錐ころとの間に配置されると共に、上記内輪に対して相対移動可能である環状のワッシャと
を備え、
上記ワッシャの軸方向の上記円錐ころ側の第１端面の少なくとも一部は、硬質膜からなっていることを特徴とする円錐ころ軸受。
請求項１に記載の円錐ころ軸受において、
上記第１端面の全面が、硬質膜からなると共に、上記ワッシャの軸方向の上記突出部側の第２端面の全面が、硬質膜からなり、
上記ワッシャは、上記内輪の外周面に相対運動可能に嵌合されていることを特徴とする円錐ころ軸受。