JP2012145181A - Thrust washer and bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車のデファレンシャルのピニオン軸支持用の円すいころ軸受やタンデム型アンギュラ玉軸受等の軸受、およびこのような軸受に用いられるスラストワッシャに関する。 The present invention relates to a bearing such as a tapered roller bearing or a tandem angular ball bearing for supporting a pinion shaft of an automobile differential, and a thrust washer used for such a bearing.
一般に円すいころは、図10と図11に示すように、外周面にテーパ状の軌道面1aを有する内輪1と、内周面にテーパ状の軌道面2aを有する外輪2と、これらの両軌道輪1a、2aの間に組み込まれる転動体としての複数の円すいころ3と、各円すいころ3を転動自在に保持する保持器4とを備える。内輪1の大径側端部に大鍔5を、小径側端部に小鍔6を一体形成して、円すいころ3および保持器4が内輪1から脱落しないようにしている。
Generally, as shown in FIGS. 10 and 11, the tapered roller includes an
また、このように構成される円すいころ軸受は、内輪1を相手部材(例えばデファレンシャルのドライブピニオン軸や差動歯車ケースなど)に嵌合させ、内輪1の大径側の端面1b(以下、単に内輪端面ともいう)を相手部材から半径方向に延びたフランジ部の端面(以下、単にフランジ端面ともいう)に接触させると共に、外輪2をフランジ端面側へ押圧することで、適度な軸受予圧を付与している。そして、このように適度な軸受予圧を付与することで、円すいころ軸受の疲労寿命を延ばすと共に、デファレンシャル等の歯車装置のギアの噛み合わせを向上させてギア欠け等のトラブルを防止している。
Further, the tapered roller bearing configured as described above has an
しかし、歯車装置に高トルクが入力されると相手部材にねじれが発生し、内輪端面1bとフランジ端面との間でスティックスリップ(滑り)が生じることがある。このとき、スティックスリップノイズの発生と共に、内輪端面及びフランジ端面に磨耗が生じる。そして、このように内輪端面1bやフランジ端面に磨耗が生じると、内輪1が外輪2から離れて軸受予圧を減少させる原因となる。
However, when a high torque is input to the gear device, the mating member may be twisted, and stick slip (slip) may occur between the inner
そこで、軸受予圧が減少しないように内輪端面及びフランジ端面の磨耗を抑制する技術として、例えば、下記の特許文献1に開示された円すいころ軸受(転がり軸受)がある。この円すいころ軸受は、図10に示すように、内輪端面1bと、フランジ端面との磨耗を防止するために両端面間にワッシャ8を介在させたものである。
Thus, as a technique for suppressing the wear of the inner ring end face and the flange end face so that the bearing preload does not decrease, for example, there is a tapered roller bearing (rolling bearing) disclosed in
このワッシャ8は、内輪端面1bに当接する円盤状のワッシャ本体8aと、このワッシャ本体8aの外周縁から突設される短円筒部8bとからなる。そして、短円筒部8bは内輪1の大鍔5に外嵌されている。すなわち、短円筒部8bを内輪の大鍔5の外周面に圧入嵌合することにより、ワッシャ8を内輪1と一体化している。
The
ところで、内輪端面1b及びフランジ端面の磨耗を抑制するためにワッシャ8を使用する場合には、上述のように、内輪1とワッシャ8を予め一体化しておくことが、円すいころ軸受を相手部材との組付工程に搬送する際や、組付工程に搬送した後に両者を実際に組み付ける際の作業性を向上させる観点からも非常に重要となる。
By the way, when the
しかしながら、その一方で、ワッシャ8を内輪1に圧入嵌合して両者を一体化しようとすると、ワッシャ8と内輪1のそれぞれの寸法公差を厳格に管理することが必要不可欠となる。これは、両者の寸法公差が厳格に管理されていなければ、両者の間に的確な固定力が作用せずに、ワッシャ8が内輪1から容易に離脱してしまうという問題が生じるためである。
On the other hand, however, if the
そこで、このように圧入嵌合してワッシャ8と内輪1を一体化する場合には、例えば、ワッシャ3の短円筒部8bの内周面や、内輪1の大鍔5の外周面に研削等の加工を別途施して両者の寸法を整えることが必要となり、結果として加工コストが高騰するという問題が生じる。
Therefore, when the
しかも、圧入嵌合する場合には、仮にワッシャ8と内輪1の寸法公差を精度よく管理できたとしても、圧入する際に両者の中心軸を正確に位置合わせし、この位置関係を保った状態で内輪1にワッシャ8を圧入していく必要が生じる。そのため、ワッシャ8と内輪1の組付作業が非常に面倒かつ煩雑なものとなり、製造効率が著しく低下するという問題が生じる。
Moreover, in the case of press-fitting, even if the dimensional tolerance between the
そこで、図11に示すように、内輪1の大径側外径面、つまり大鍔5の外径面に係合凹部10を設けるとともに、ワッシャ8の外周縁に、係合凹部10に係合する係合凸部11を有する爪部8cを、図12に示すように、周方向に沿って所定ピッチ(図例では、90度ピッチ)で設けたものが提案された(特許文献2)。
Therefore, as shown in FIG. 11, the
この図11と図12に示すものでは、ワッシャ8の爪部8cの係合凸部11を内輪1の大径側外径面の係合凹部10に係合させるものであって、係合凸部11を係合凹部10に引っ掛けるというものである。このため、係合凹部10に対して係合凸部11を密着させることなく、遊嵌状であってもよく、内輪1に対してワッシャ8を圧入嵌合させることがない。
11 and FIG. 12, the engaging
すなわち、ワッシャ8の短円筒部8bの内径面を内輪1の大鍔5の外径面にタイトフィットさせる必要がなくなる。このため、旋削仕上げ公差水準でワッシャを保持できることになった。
That is, it is not necessary to tightly fit the inner diameter surface of the short
しかしながら、図11と図12に示すものでは、係合凹部10は周方向溝であるので、ピニオン軸のねじれにより、内輪1とワッシャ8との間に滑りが生じる。このような場合、爪部8cは強度的に劣るので、爪部8cが損傷するおそれがある。また、係合凹部10に係合凸部11を遊嵌状に係合させたとしても、係合凹部10に係合凸部11を嵌合させる際には、爪部8cを拡径するように弾性変形させる必要があり、この係合作業時に爪部8cが損傷するおそれがある。さらに、爪部8cの形状をプレス加工等にて成形するには、必要な寸法を確保する必要がある。すなわち、相手側(内輪の大鍔の外径面)に十分な寸法を確保できない場合があり、このような場合には、引っ掛かりが成立しない可能性が生じる。
However, in the one shown in FIGS. 11 and 12, the
本発明の課題は、圧入装置を使用することなく、簡易な組み込み装置にて安定して軸受の内輪に組み込むことができ、しかも、強度的に安定して内輪端面等の磨耗を長期にわたって防止することが可能なスラストワッシャおよびこのようなスラストワッシャを用いた軸受を提案することにある。 The problem of the present invention is that it can be stably incorporated into the inner ring of the bearing with a simple assembling device without using a press-fitting device, and further, wear of the inner ring end face and the like can be prevented over a long period of time in a stable manner. It is an object of the present invention to propose a thrust washer and a bearing using such a thrust washer.
本発明のスラストワッシャは、転がり軸受の内輪に装着されて、内輪の一方の軸方向端面およびこの軸方向端面に対向する相手部材端面の摩耗を防止するスラストワッシャであって、内輪の一方の軸方向端面に相対面する円盤状本体と、この円盤状本体の外周縁に突設されて内輪の一方の軸方向端部を外嵌する短円筒状の鍔部とを備え、鍔部に、内径側に突出して内輪の外径面に形成される周方向溝に引っ掛かる引っ掛かり部を設けるとともに、鍔部を切欠部にて分断したものである。 A thrust washer according to the present invention is a thrust washer that is attached to an inner ring of a rolling bearing and prevents wear of one axial end face of the inner ring and a mating member end face facing the axial end face. A disc-shaped main body facing the direction end surface, and a short cylindrical collar projecting on the outer peripheral edge of the disc-shaped main body and fitting one axial end of the inner ring, the inner diameter of the collar A hook portion that protrudes to the side and hooks into a circumferential groove formed on the outer diameter surface of the inner ring is provided, and the collar portion is divided by a notch portion.
本発明のスラストワッシャは、円盤状本体が内輪の一方の軸方向端面に相対面するものであるので、この軸方向端面と軸方向端面に対向する相手部材端面との間に、円盤状本体が介在されることになる。しかも、短円筒状の鍔部にて内輪の一方の軸方向端部を外嵌することによって、引っ掛かり部が内輪の周方向溝に引っ掛かることになる。これによって、スラストワッシャを内輪に装着することができる。また、引っ掛かり部の引っ掛かり構造を採用しているので、内輪の大鍔の外径面と鍔部の内径面とのはめ合いは比較的ルーズでよい。 In the thrust washer of the present invention, the disk-shaped main body faces the one axial end surface of the inner ring, so that the disk-shaped main body is between the axial end surface and the end surface of the mating member facing the axial end surface. Will be intervened. In addition, the hook portion is caught in the circumferential groove of the inner ring by externally fitting one axial end portion of the inner ring with the short cylindrical flange. As a result, the thrust washer can be attached to the inner ring. Further, since the catch structure of the catch portion is adopted, the fit between the outer diameter surface of the large collar of the inner ring and the inner diameter surface of the collar portion may be relatively loose.
ところで、短円筒状の鍔部を内輪の軸方向端部に外嵌する場合、引っ掛かり部を有するために、鍔部を拡径させる必要がある。しかしながら、このスラストワッシャでは短円筒状の鍔部に、鍔部を分断する切欠部が設けられているので、鍔部は複数の円弧状体にて構成される。このため、各円弧状体が変形(拡径)して、内輪の軸方向端部に容易に外嵌することができる。 By the way, when the short cylindrical collar portion is externally fitted to the axial end portion of the inner ring, it is necessary to increase the diameter of the collar portion in order to have the catch portion. However, since this thrust washer is provided with a notched part for dividing the collar part in the short cylindrical collar part, the collar part is constituted by a plurality of arcuate bodies. For this reason, each arcuate body is deformed (expanded in diameter), and can be easily fitted on the axial end of the inner ring.
3個〜8個の引っ掛かり部が周方向に沿って所定ピッチで配設されるのが好ましい。3個未満では、引っ掛かり部位が少なく、内輪への組み込み状態は不安定になる。また、9個以上では、引っ掛かり部の数が多くなりすぎて製造金型が複雑化して製造コスト高となる。 It is preferable that 3 to 8 hooks are arranged at a predetermined pitch along the circumferential direction. If it is less than three, there are few catching parts and the state of incorporation into the inner ring becomes unstable. On the other hand, when the number is nine or more, the number of hooks is excessively increased, the manufacturing mold becomes complicated, and the manufacturing cost increases.
引っ掛かり部と切欠部とを同数個ずつ設けたものとできる。切欠部を設けることによって、鍔部が分断されて、鍔部を構成する複数の円弧状体を構成することになる。このため、安定した組み込みを得るためには、各円弧状体に、少なくとも1個の引っ掛かり部を必要とする。従って、引っ掛かり部と切欠部とを同数個ずつ設ければ、各円弧状体に引っ掛かり部を設けることができる。すなわち、切欠部が2つ形成されれば、円弧状体が2個形成され、各円弧状体に引っ掛かり部を設けることができる。 The same number of hooks and notches can be provided. By providing the notch portion, the flange portion is divided, and a plurality of arcuate bodies constituting the flange portion are formed. For this reason, in order to obtain stable incorporation, each arcuate body requires at least one catching portion. Therefore, if the same number of hooks and notches are provided, the hooks can be provided on each arcuate body. That is, if two notches are formed, two arcuate bodies are formed, and a hook part can be provided on each arcuate body.
前記内輪の周方向溝の他方の軸方向端面側に、引っ掛かり部が周方向溝に係合した状態において引っ掛かり部と非接触となる逃げ部を設けるのが好ましい。このような逃げ部を設けることによって、周方向溝に引っ掛かり部を引っ掛けた状態において、引っ掛かり部の内輪への干渉を防止できる。 It is preferable to provide a relief portion that is not in contact with the hook portion when the hook portion is engaged with the circumferential groove on the other axial end face side of the circumferential groove of the inner ring. By providing such an escape portion, it is possible to prevent the hook portion from interfering with the inner ring in a state where the hook portion is hooked in the circumferential groove.
切欠部の切欠底部をアール形状とするのが好ましい。これによって、周方向溝に引っ掛かり部を引っ掛ける際における各円弧状体の弾性変形時の応力集中を緩和できる。また、切欠部の周方向切欠幅を2mm〜20mmに設定するのが好ましい。2mm未満では、切欠部の切欠底部の曲率半径が小さく、応力集中の緩和が少なくなる。また、20mmを超えると、鍔部全体の剛性が低下することになる。 The notch bottom of the notch is preferably rounded. Thereby, the stress concentration at the time of elastic deformation of each arcuate body at the time of hooking the hook portion on the circumferential groove can be alleviated. Moreover, it is preferable to set the circumferential notch width of a notch part to 2 mm-20 mm. If it is less than 2 mm, the curvature radius of the notch bottom of the notch is small, and the relaxation of stress concentration is reduced. Moreover, when it exceeds 20 mm, the rigidity of the whole collar part will fall.
円盤状本体及び鍔部の板厚を0.3mm〜0.8mmに設定するのが好ましい。0.3mm未満の板厚では薄すぎて成形性が悪くなる。また、0.8mmを超えれば、板厚が大となって、剛性が大となりすぎ、組み込み性が悪くなる。 It is preferable to set the plate thickness of the disc-shaped main body and the collar portion to 0.3 mm to 0.8 mm. If the plate thickness is less than 0.3 mm, it is too thin and the formability deteriorates. On the other hand, if it exceeds 0.8 mm, the plate thickness becomes large, the rigidity becomes excessively large, and the assemblability deteriorates.
引っ掛かり部の鍔部の内径面からの突出量を、円盤状本体及び鍔部の板厚に対してプラスマイナス0.2mmとすることができる。マイナス0.2mm未満では突出量が小さくなって、引っ掛かり量を確保できなくなるおそれがある。また、プラス0.2mmを超えれば、突出量が大きくなりすぎて、組み込み時の鍔部の変形量が大きくなり、鍔部が損傷するおそれがある。ところで、引っ掛かり部としてはプレス加工等にて成形される。このため、大きさ突出量の引っ掛かり部を成形するためには、鍔部の板厚を比較的小とする必要がある。このように、板厚が小となれば、鍔部の強度が低下することになる。 The protrusion amount from the inner diameter surface of the hook part of the hook part can be set to plus or minus 0.2 mm with respect to the plate thickness of the disk-shaped main body and the hook part. If it is less than minus 0.2 mm, the amount of protrusion may be small, and the amount of catch may not be ensured. On the other hand, if the thickness exceeds 0.2 mm, the protruding amount becomes too large, and the deformation amount of the heel portion at the time of assembling becomes large, which may damage the heel portion. By the way, the hook portion is formed by press working or the like. For this reason, in order to form a catching portion having a size protruding amount, it is necessary to make the plate thickness of the collar portion relatively small. As described above, when the plate thickness is small, the strength of the collar portion is reduced.
引っ掛かり部と周方向溝の溝底との間のすきま量を−0.3mm〜+0.5mmとするのが好ましい。引っ掛かり部としては、周方向溝の溝底との間にすきまを設けても、すきまを設けなくてもよい。すきま量が−0.3mmよりも干渉量が多ければ、組み込み時に引っ掛かり部に無理な力が作用し、逆に、すきま量が+0.5mmを超えれば、すきまが大きくなり過ぎて周方向溝の溝深さが大となる。 It is preferable that the clearance between the hook portion and the groove bottom of the circumferential groove is −0.3 mm to +0.5 mm. As the catching portion, a clearance may be provided between the circumferential groove and the groove bottom, or a clearance may not be provided. If the amount of interference is greater than -0.3mm, an excessive force will be applied to the hooked part during installation. Conversely, if the amount of clearance exceeds + 0.5mm, the clearance will become too large and the circumferential groove Groove depth becomes large.
周方向溝の反円盤状本体側端縁よりも反円盤状本体部側の内輪外径面を覆う被り部を鍔部に設けるようにしてもよい。このような被り部を設けることによって、内輪に装着した際(組み込んだ際)、鍔部に端部(反円盤状本体部側の端部)が周方向溝に入り込むのを防止できる。 You may make it provide the cover part which covers the inner ring | wheel outer-diameter surface of the anti-disk-shaped main-body part side rather than the anti-disk-shaped main body side edge of the circumferential groove in a collar part. By providing such a covering portion, it is possible to prevent the end portion (the end portion on the side of the anti-disk-shaped main body portion) from entering the circumferential groove when it is attached to the inner ring (when assembled).
表面に窒化層を設けるのが好ましい。ここで、窒化層とは窒化処理にて構成した層であり、窒化処理とは鉄鋼製品の耐磨耗性や耐腐食性を向上させるために、金属の表面に窒素を浸み込ませて表面を硬化させるプロセスのことである。 A nitride layer is preferably provided on the surface. Here, the nitriding layer is a layer formed by nitriding treatment, and nitriding treatment is a surface in which nitrogen is immersed in a metal surface in order to improve the wear resistance and corrosion resistance of steel products. It is the process of curing.
材質をSPCC又はS60CMとすることができる。SPCCは比較的安価な材料であって、耐摩耗性に優れる。また、S60CMは比較的高価な材料であるが、耐摩耗性により優れる。 The material can be SPCC or S60CM. SPCC is a relatively inexpensive material and has excellent wear resistance. S60CM is a relatively expensive material, but is superior in wear resistance.
転がり軸受としては、円すいころ軸受、タンデム型アンギュラ玉軸受、又はアンギュラ玉軸受等の種々のタイプものに適用することができる。 The rolling bearing can be applied to various types such as a tapered roller bearing, a tandem angular ball bearing, or an angular ball bearing.
本発明の軸受は、内輪と、外輪と、この内輪と外輪との間に介装される複数の転動体と、この転動体を保持する保持器とを備え、内輪の端部に耐摩耗性を有するワッシャが装着された軸受であって、前記ワッシャに前記スラストワッシャを用いたものである。 The bearing of the present invention includes an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and a cage that holds the rolling elements, and wear resistance at the end of the inner ring. This is a bearing equipped with a washer having the above, and the thrust washer is used as the washer.
本発明のスラストワッシャでは、軸方向端面と軸方向端面に対向する相手部材端面との間に、円盤状本体が介在され、軸方向端面と相手部材端面との摩耗を防止できる。しかも、引っ掛かり部が内輪の周方向溝に引っ掛かることによって、スラストワッシャを内輪に装着することができ、圧入装置を必要とすることなく、簡易的な組み込み装置にて軸受内輪に組み込むことができる。また、鍔部を分断する切欠部を設けたことによって、内輪の軸方向端部に容易に外嵌することができ、しかも、周方向溝に引っ掛けるものとして、従来のように爪部ではなく、短円筒形状の鍔部に設けられる引っ掛かり部にて構成でき、強度的に安定したものとなる。すなわち、このスラストワッシャは、円管構造に一部を切り欠け形状とすることによって形成されたものであって、高い剛性と強度を有し、組み込み時及び使用時等における損傷を防止できる。 In the thrust washer of the present invention, the disc-shaped main body is interposed between the axial end surface and the mating member end surface facing the axial end surface, and wear between the axial end surface and the mating member end surface can be prevented. In addition, the thrust washer can be attached to the inner ring by hooking the catching portion in the circumferential groove of the inner ring, and it can be incorporated into the bearing inner ring with a simple assembling device without requiring a press-fitting device. In addition, by providing a notch that divides the collar, it can be easily fitted on the axial end of the inner ring, and as a hook in the circumferential groove, It can be configured by a hook portion provided on the short cylindrical collar, and is stable in strength. In other words, this thrust washer is formed by partially cutting a circular pipe structure, has high rigidity and strength, and can prevent damage during installation and use.
また、内輪の大鍔の外径面と鍔部の内径面とのはめ合いは比較的ルーズでよいので、鍔部の内径面の許容差を厳しく管理する必要はなく、しかも、内輪の大鍔の外径面は旋削仕上げでよく、低コストにて製造することができる。 In addition, since the fit between the outer diameter surface of the inner ring large collar and the inner diameter surface of the collar may be relatively loose, it is not necessary to strictly manage the tolerance of the inner diameter surface of the collar, and the inner ring large collar The outer diameter surface of can be turned and can be manufactured at low cost.
さらに、このスラストワッシャは、円盤状本体と短円筒状の鍔部とで構成され、簡素な形状であり、複雑な金属プレス加工を採用することなく、簡単なプレス加工(例えば、ブランク抜き→引っ掛かり部加工→絞り加工)に成形できる。このため、安価な製造が可能であるとともに、設計自由度が大となる。 Furthermore, this thrust washer is composed of a disc-shaped body and a short cylindrical collar, has a simple shape, and can be easily pressed without using complicated metal pressing (for example, blank punching → catching) Part processing → drawing processing). For this reason, inexpensive manufacturing is possible, and the degree of freedom in design increases.
3個〜8個の引っ掛かり部を設けることによって、スラストワッシャの安定した組み込みが可能となり、引っ掛かり部と切欠部とを同数個ずつ設けることによって、安定した組み込みおよび安定した引っ掛かりを得ることができる。 Providing three to eight hooks enables stable assembling of the thrust washer. By providing the same number of hooks and notches, stable assembling and stable hooking can be obtained.
逃げ部を設けることによって、引っ掛かり部への無理な力が作用せず、引っ掛かり部の損傷を有効に防止できる。切欠部の切欠底部をアール形状とすることによって、組み込み時の応力集中を緩和でき、耐久性の向上を図ることができる。特に、切欠部の幅寸法を2mm〜20mmとすることによって、応力集中の緩和を安定して行うことができるとともに、周方向溝への引っ掛かり部の引っ掛かりが安定する。 By providing the escape portion, excessive force on the catch portion does not act, and damage to the catch portion can be effectively prevented. By making the notch bottom of the notch into a round shape, stress concentration during assembly can be alleviated and durability can be improved. In particular, by setting the width of the notch to 2 mm to 20 mm, the stress concentration can be relaxed stably and the catch of the catch on the circumferential groove is stabilized.
板厚を0.3mm〜0.8mmに設定することによって、成形性及び組み込み性の向上を図ることができる。引っ掛かり部の突出量を板厚に対してプラスマイナス0.2mmとすれば、引っ掛かり部の引っ掛かりが安定するとともに、引っ掛かり部の強度低下を招かない。 By setting the plate thickness to 0.3 mm to 0.8 mm, it is possible to improve moldability and incorporation. If the amount of protrusion of the catching portion is set to plus or minus 0.2 mm with respect to the plate thickness, the catching of the catching portion is stabilized and the strength of the catching portion is not reduced.
引っ掛かり部と周方向溝の溝底とのすきまを−0.3mm〜+0.5mmとすることによって、組み込み時に引っ掛かり部に無理な力が作用せず、引っ掛かり部の損傷を防止できるとともに、内輪の強度低下を防止できる。 By setting the clearance between the catching part and the groove bottom of the circumferential groove to be -0.3 mm to +0.5 mm, an excessive force does not act on the catching part at the time of assembly, and the catching part can be prevented from being damaged. Strength reduction can be prevented.
被り部を設けることによって、鍔部に端部(反円盤状本体部側の端部)が周方向溝に入り込むのを防止でき、鍔部の損傷を有効に防止できる。 By providing the covering portion, it is possible to prevent the end portion (the end portion on the side of the anti-disc-shaped main body portion side) from entering the circumferential groove and to effectively prevent damage to the flange portion.
窒化層を設けることによって、軸受運転時の摩耗を有効に防止できる。 By providing the nitride layer, wear during bearing operation can be effectively prevented.
SPCCまたはS60CM等を用いることができ、例えば、使用条件が緩やかな場合は、SPCCを選定することができ、SPCCでは使用上耐えることが出来ない場合は、S60CMを選定することができる。このように、使用用途を考慮し材料選定することができる。 SPCC or S60CM can be used. For example, SPCC can be selected when the use conditions are mild, and S60CM can be selected when SPCC cannot withstand use. In this way, the material can be selected in consideration of the intended use.
軸受として、種々のタイプのものに適用でき、このスラストワッシャは汎用性に優れる。 It can be applied to various types of bearings, and this thrust washer is excellent in versatility.
また、本発明の軸受では、スティックスリップノイズの発生、および内輪端面等の磨耗を防止できるとともに、スラストワッシャの組み込み性に優れた軸受を提供できる。 Moreover, in the bearing of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of stick-slip noise and the wear of the inner ring end face and the like, and provide a bearing excellent in the ability to incorporate a thrust washer.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の転がり軸受の要部断面図を示し、この転がり軸受は円すいころ軸受であって、外周面にテーパ状の軌道面21aを有する内輪21と、内周面にテーパ状の軌道面22aを有する外輪22と、これらの両軌道面21a、22aの間に組み込まれる転動体としての複数の円すいころ23と、各円すいころ23を転動自在に保持する保持器24とを備える。内輪21の大径側端部に大鍔25を、小径側端部に小鍔26を一体形成して、円すいころ23および保持器24が内輪21から脱落しないようにしている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of a rolling bearing according to the present invention. This rolling bearing is a tapered roller bearing, and includes an
内輪21には、スラストワッシャ30が装着されている。スラストワッシャ30は、図4と図5に示すように、中心孔31を有する円盤状本体30aと、この円盤状本体30aの外周縁から突設された短円筒状の鍔部30bとからなる。このスラストワッシャ30(つまり、円盤状本体30a及び鍔部30b)は、例えば、SPCC等の冷延鋼板、又はS60CM等の炭素鋼等にて構成できる。また、板厚Tとしては、0.3mm〜0.8mm程度に設定される。
A
鍔部30bには、内径側に突出状となる引っ掛かり部32が設けられている。この引っ掛かり部32は、図6(a)(b)に示すように、円形の突部33からなる。すなわち、鍔部30bの外径面35に凹部34を形成し、この凹部34を形成することによって、内径側に突出する円形の突部33が形成される。この場合、引っ掛かり部32の突出量(鍔部30bの内径面36から引っ掛かり部32の底32aまでの寸法)Bとしては、板厚Tのプラスマイナス0.2mm程度とする。
The
また、引っ掛かり部32は、鍔部30bの軸方向中間部位に設けられている。このため、図2に示すように、引っ掛かり部32よりも反円盤状本体側に、内輪21の大鍔25の外径面25aに対して平行に延びる被り部37が設けられる。
Moreover, the
引っ掛かり部32は、図4に示すように、周方向に沿って90度ピッチで4個形成されている。また、鍔部30bにおいて、周方向に隣り合う引っ掛かり部32、32間に切欠部(スリット)40を設けている。すなわち、スリット40も、周方向に沿って90度ピッチで4個形成されている。このため、鍔部30bは、スリット40にて分断され、4つの円弧状体41が形成される。
As shown in FIG. 4, four
このスリット40は、図7に示すように、その幅寸法(周方向切欠幅)Wを2mm〜20mm程度に設定している。また、スリット40は、反円盤状本体に達し、その底部40aをアール形状としている。
As shown in FIG. 7, the
そして、内輪21の大鍔25の外径面25aには、図2と図3に示すように、周方向溝50が形成されている。この周方向溝50の底面51は、内輪21の一方の軸方向端面、つまり大径側の軸方向端面21b側が円弧部51aとされ、軌道面21a側のテーパ面51bとされる。円弧部51aの曲率半径をR1(図3参照)とし、引っ掛かり部32の曲率半径をR2(図6(a)参照)としたときに、R1>R2としている。この場合、テーパ面51bの傾斜角度θとしては、例えば、30°〜50°程度とされ、周方向深さDとしては、0.4mm〜0.8mm程度とされる。
And the circumferential groove |
このため、内輪21にスラストワッシャ30を装着した際には、図2に示すように、内輪21の大径側の軸方向端面21bに対応する円盤状本体30aが軸方向端面21bに当接した状態で、引っ掛かり部32が周方向溝50に遊嵌状に係合する。すなわち、引っ掛かり部32に周方向溝50に引っ掛かった状態となる。また、この引っ掛かった状態では、周方向溝50のテーパ面51bは、引っ掛かり部32と接触しない逃げ部55となる。
For this reason, when the
この状態では、周方向溝50の底最深部(溝底)52と、引っ掛かり部32との間に隙間60が設けられ、周方向溝50の反円盤状本体側の開口縁53から、鍔部30bの被り部37の端縁37aまでの寸法(被り量E)は、例えば、0.2mmから1.5mm程度とされる。また、鍔部30bの内径面36と、内輪21の大鍔25の外径面25aとの間に隙間59を設けている。隙間59のすきま寸法Fとしては、例えば、0.005mmから0.2mm程度とされる。
In this state, a
ところで、この実施形態では、周方向溝50の底最深部52と引っ掛かり部32との間に隙間60を設けているが、引っ掛かりを安定させるために、このような隙間60を設けなくてもよい。すなわち、隙間60のすきま量Cとしては、−0.3mm(隙間60がなくて干渉している状態)から+0.5mm(隙間60を有する状態)とする。
By the way, in this embodiment, although the
次に前記のように構成されたスラストワッシャ30を内輪21に装着する方法を説明する。スラストワッシャ30の軸心と内輪21の軸心とを合わせた状態として、スラストワッシャ30を内輪21の大径側から内輪21に接近させて、鍔部30bを内輪21の大鍔25の外径面25aに外嵌するように組み込むことになる。この際、引っ掛かり部32の内径寸法は、大鍔25の外径面25aの外径寸法よりも小さいので、鍔部30bを組み込む際には、鍔部30bは弾性的に拡径状となり、引っ掛かり部32が周方向溝50に対応した状態で、鍔部30bの弾性復元力によって、その拡径状態から元の状態に戻る。これによって、鍔部30bの引っ掛かり部32が周方向溝50に引っ掛かる状態となる。
Next, a method of mounting the
ところで、鍔部30bは、切欠部40にて分断され、複数(実施形態では、4個)の円弧状体41にて構成されるので、この組み込む際には、各円弧状体41が変形(拡径)して、内輪21の軸方向端部に容易に外嵌することができる。
By the way, since the
また、この図2に示す状態からスラストワッシャ30を、内輪21から引き離す方向(軸方向外方)に力を作用させることによって、引っ掛かり部32が周方向溝50の円弧部51aにガイドされて、各円弧状体41が変形(拡径)して、引っ掛かり部32が周方向溝50から脱出して、その引っ掛かり状態が解除される。解除された状態からさらにスラストワッシャ30を引き離す方向に引き抜けば、スラストワッシャ30を内輪21から取り外すことができる。
Further, by applying a force in the direction (axially outward) of the
本発明のスラストワッシャでは、軸方向端面21bと軸方向端面21bに対向する相手部材端面との間に、円盤状本体30aが介在され、軸方向端面21bと相手部材端面との摩耗を防止できる。しかも、引っ掛かり部32が内輪21の周方向溝50に引っ掛かることによって、スラストワッシャ30を内輪21に装着することができ、圧入装置を必要とすることなく、簡易的な組み込み装置にて軸受内輪21に組み込むことができる。また、鍔部30bを分断する切欠部40を設けたことによって、内輪21の軸方向端部に容易に外嵌することができ、しかも、周方向溝50に引っ掛けるものとして、従来のように爪部ではなく、短円筒形状の鍔部30bに設けられる引っ掛かり部32にて構成でき、強度的に安定したものとなる。すなわち、このスラストワッシャは、円管構造に一部を切り欠け形状とすることによって形成されたものであって、高い剛性と強度を有し、組み込み時及び使用時等における損傷を防止できる。
In the thrust washer of the present invention, the disc-shaped
また、内輪21の大鍔25の外径面25aと鍔部30bの内径面36とのはめ合いは比較的ルーズでよいので、鍔部30bの内径面36の許容差を厳しく管理する必要はなく、しかも、内輪21の大鍔25の外径面25aは旋削仕上げでよく、低コストにて製造することができる。
Further, since the fitting between the
さらに、このスラストワッシャは、円盤状本体30aと短円筒状の鍔部30bとで構成され、簡素な形状であり、複雑な金属プレス加工を採用することなく、簡単なプレス加工(例えば、ブランク抜き→引っ掛かり部加工→絞り加工)に成形できる。このため、安価な製造が可能であるとともに、設計自由度が大となる。
Further, this thrust washer is composed of a disc-shaped
また、このスラストワッシャ30では、引っ掛かり部32が内輪21の周方向溝50に引っ掛かっているものであるので、スラストワッシャ自体が摩耗等した場合、内輪21から簡単に取り外すことができて、新たなスラストワッシャ30に取り替えることができる。すなわち、このスラストワッシャ30が装着されている軸受を長期にわたって使用しても、軸方向端面21bと軸方向端面21bに対向する相手部材端面との間に摩耗を生じさせない。
Further, in this
複数の引っ掛かり部32を設けることによって、スラストワッシャ30の安定した組み込みが可能となる。この場合、引っ掛かり部32の数としては、3個から8個が好ましい。3個未満では、引っ掛かり部位が少なく、内輪21への組み込み状態は不安定になる。また、9個以上では、引っ掛かり部32の数が多くなりすぎて製造金型が複雑化して製造コスト高となる。
Providing the plurality of
引っ掛かり部32と切欠部40とを同数個ずつ設けることによって、鍔部が分断されて、鍔部30bを構成する複数の円弧状体を構成することになる。このため、安定した組み込みを得るためには、各円弧状体41に、少なくとも1個の引っ掛かり部32を必要とする。従って、引っ掛かり部32と切欠部40とを同数個ずつ設ければ、各円弧状体41に引っ掛かり部32を設けることができる。すなわち、切欠部40が2つ形成されれば、円弧状体41が2個形成され、各円弧状体41に引っ掛かり部32を設けることができる。このため、安定した組み込みおよび安定した引っ掛かりを得ることができる。
By providing the same number of the
逃げ部55を設けることによって、周方向溝に引っ掛かり部32を引っ掛けた状態において、引っ掛かり部32の内輪21への干渉を防止できる。これによって、引っ掛かり部32への無理な力が作用せず、引っ掛かり部の損傷を有効に防止できる。切欠部40の切欠底部52をアール形状とすることによって、組み込み時の応力集中を緩和でき、耐久性の向上を図ることができる。特に、切欠部40の幅寸法を2mm〜20mmとすることによって、応力集中の緩和を安定して行うことができるとともに、周方向溝50への引っ掛かり部32の引っ掛かりが安定する。2mm未満では、切欠部40の切欠底部52の曲率半径Rが小さく、応力集中の緩和が少なくなる。また、20mmを超えると、鍔部30b全体の剛性が低下することになる。
By providing the
板厚を0.3mm〜0.8mmに設定することによって、成形性及び組み込み性の向上を図ることができる。0.3mm未満の板厚では薄すぎて成形性が悪くなる。また、0.8mmを超えれば、板厚が大となって、剛性が大となりすぎ、組み込み性が悪くなる。 By setting the plate thickness to 0.3 mm to 0.8 mm, it is possible to improve moldability and incorporation. If the plate thickness is less than 0.3 mm, it is too thin and the formability deteriorates. On the other hand, if it exceeds 0.8 mm, the plate thickness becomes large, the rigidity becomes excessively large, and the assemblability deteriorates.
引っ掛かり部32の突出量を板厚に対してプラスマイナス0.2mmとすれば、引っ掛かり部32の引っ掛かりが安定するとともに、引っ掛かり部32の強度低下を招かない。マイナス0.2mm未満では突出量が小さくなって、引っ掛かり量を確保できなくなるおそれがある。また、プラス0.2mmを超えれば、突出量が大きくなりすぎて、組み込み時の鍔部30bの変形量が大きくなり、鍔部30bが損傷するおそれがある。ところで、引っ掛かり部32としてはプレス加工等にて成形される。このため、大きさ突出量の引っ掛かり部32を成形するためには、鍔部30bの板厚を比較的小とする必要がある。このように、板厚が小となれば、鍔部30bの強度が低下することになる。
If the amount of protrusion of the
引っ掛かり部32と周方向溝50の溝底51とのすきまを−0.3mm〜+0.5mmとすることによって、組み込み時に引っ掛かり部32に無理な力が作用せず、引っ掛かり部32の損傷を防止できるとともに、内輪21の強度低下を防止できる。すきま量が−0.3mmよりも干渉量が多ければ、組み込み時に引っ掛かり部32に無理な力が作用し、逆に、すきま量が+0.5mmを超えれば、すきまが大きくなり過ぎて周方向溝50の溝深さが大となる。
By setting the clearance between the catching
被り部37を設けることによって、内輪に装着した際(組み込んだ際)、鍔部30bに端部(反円盤状本体部側の端部)が周方向溝50に入り込むのを防止でき、鍔部30bの損傷を有効に防止できる。
By providing the
表面に窒化層を設けるのが好ましい。ここで、窒化層とは窒化処理にて構成した層であり、窒化処理とは鉄鋼製品の耐磨耗性や耐腐食性を向上させるために、金属の表面に窒素を浸み込ませて表面を硬化させるプロセスのことである。このように、窒化層を設けることによって、軸受運転時の摩耗を有効に防止できる。 A nitride layer is preferably provided on the surface. Here, the nitriding layer is a layer formed by nitriding treatment, and nitriding treatment is a surface in which nitrogen is immersed in a metal surface in order to improve the wear resistance and corrosion resistance of steel products. It is the process of curing. Thus, by providing the nitride layer, it is possible to effectively prevent wear during bearing operation.
SPCCまたはS60CM等を用いることができ、例えば、使用条件が緩やかな場合は、SPCCを選定することができ、SPCCでは使用上耐えることが出来ない場合は、S60CMを選定することができる。このように、使用用途を考慮し材料選定することができる。 SPCC or S60CM can be used. For example, SPCC can be selected when the use conditions are mild, and S60CM can be selected when SPCC cannot withstand use. In this way, the material can be selected in consideration of the intended use.
ところで、前記実施形態では、転がり軸受が円すいころ軸受であったが、図8に示すようなアンギュラ玉軸受(単列アンギュラ玉軸受)や図9に示すタンデム型アンギュラ玉軸受等であってもよい。 By the way, in the said embodiment, although the rolling bearing was a tapered roller bearing, the angular ball bearing (single row angular contact ball bearing) as shown in FIG. 8, the tandem type angular contact ball bearing shown in FIG. 9, etc. may be sufficient. .
すなわち、図8に示すアンギュラ玉軸受は、内輪61と外輪62の軌道面61a、62aの間に複数の転動体としての玉(ボール)63を介在させ、これら玉63を保持する保持器64を設けたものである。この場合、玉63と内輪61・外輪62との接触点を結ぶ直線Lが、ある角度(接触角)を持っている。このため、ラジアル荷重と一方向のアキシアル荷重を負荷することができる。
That is, the angular ball bearing shown in FIG. 8 has balls (balls) 63 as a plurality of rolling elements interposed between the raceway surfaces 61 a and 62 a of the
そして、内輪61にも図1に示す軸受と同様、スラストワッシャ30が装着されている。すなわち、内輪61の大径側の外径面66に周方向溝50を形成し、スラストワッシャ30の鍔部30bを内輪61の大径部に外嵌することによって、周方向溝50にスラストワッシャ30の鍔部30bの引っ掛け部32を引っ掛けるものである。
The
また、図9に示すタンデム型アンギュラ玉軸受は、軌道面71a、71bを有する内輪71と、この内輪71の軌道面71a、71bと対応する複列の軌道面72a、72bを有する外輪72と、内輪71および外輪72の各列の軌道面71a、71b、72a、72b間に、それぞれ異なるピッチ円直径をもって介装される複列の玉群73a,73bと、前記玉群73a,73bのボール(玉)76を保持する保持器74,75とを備える。
玉群73a,73bのボール(玉)76と内輪71・外輪72との接触点を結ぶそれぞれの直線L1、L2が、ある角度(接触角)を持っている。
9 includes an
The straight lines L1 and L2 connecting the contact points of the balls (balls) 76 of the
この場合も、内輪71に図1に示す軸受と同様、スラストワッシャ30が装着されている。すなわち、内輪71の大径側の外径面78に周方向溝50を形成し、スラストワッシャ30の鍔部30bを内輪71の大径部に外嵌することによって、周方向溝50にスラストワッシャ30の鍔部30bの引っ掛け部32を引っ掛けるものである。
Also in this case, the
図8と図9に示す軸受においても、図1等に示すスラストワッシャ30と同様のスラストワッシャ30が、図1等に示す周方向溝50と同様に周方向溝50に引っ掛かっているので、図1等に示す実施形態と同様の作用効果奏する。
Also in the bearings shown in FIGS. 8 and 9, the
このように、軸受として、種々のタイプのものに適用でき、このスラストワッシャは汎用性に優れる。本発明の軸受では、スティックスリップノイズの発生、および内輪端面等の磨耗を防止できるとともに、スラストワッシャの組み込み性に優れた軸受を提供できる。 Thus, the bearing can be applied to various types, and this thrust washer is excellent in versatility. With the bearing of the present invention, it is possible to prevent the occurrence of stick-slip noise and wear of the inner ring end face and the like, and provide a bearing with excellent thrust washer incorporation.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、図1に示す円すいころ軸受であっても、図8に示すアンギュラ玉軸受であっても、図9に示すタンデム型アンギュラ玉軸受であっても、転動体(円すいころ、ボール)の数の増減は任意である。また、図2に示す状態では、鍔部30bの内径面36と、内輪21の大鍔25の外径面25aとの間に隙間59を設けていたが、このような隙間59を設けなくてもよい。
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the tapered roller bearing shown in FIG. Whether it is the angular ball bearing shown or the tandem angular ball bearing shown in FIG. 9, the number of rolling elements (cone rollers, balls) can be increased or decreased arbitrarily. In the state shown in FIG. 2, the
21a 軌道面
21b 軸方向端面
21 内輪
22 外輪
22a 軌道面
24 保持器
25a 外径面
30 スラストワッシャ
30a 円盤状本体
30b 鍔部
32 引っ掛かり部
37 被り部
40 切欠部(スリット)
50 周方向溝
51 底面
55 逃げ部
50
Claims (14)
内輪の一方の軸方向端面に相対面する円盤状本体と、この円盤状本体の外周縁に突設されて内輪の一方の軸方向端部を外嵌する短円筒状の鍔部とを備え、鍔部に、内径側に突出して内輪の外径面に形成される周方向溝に引っ掛かる引っ掛かり部を設けるとともに、鍔部を切欠部にて分断したことを特徴とするスラストワッシャ。 A thrust washer that is attached to the inner ring of the rolling bearing and prevents wear on one axial end face of the inner ring and the end face of the mating member facing the axial end face,
A disc-shaped main body facing one axial end surface of the inner ring, and a short cylindrical flange projecting on the outer peripheral edge of the disc-shaped main body and externally fitting one axial end of the inner ring, A thrust washer, characterized in that a hook portion is provided with a hook portion that protrudes toward the inner diameter side and hooks into a circumferential groove formed on the outer diameter surface of the inner ring, and the hook portion is divided by a notch portion.
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