JP2553676Y2 - セラミックス製球面すべり軸受 - Google Patents
セラミックス製球面すべり軸受Info
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- JP2553676Y2 JP2553676Y2 JP2272792U JP2272792U JP2553676Y2 JP 2553676 Y2 JP2553676 Y2 JP 2553676Y2 JP 2272792 U JP2272792 U JP 2272792U JP 2272792 U JP2272792 U JP 2272792U JP 2553676 Y2 JP2553676 Y2 JP 2553676Y2
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- Japan
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- races
- spherical plain
- ceramic
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Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、セラミックス製球面す
べり軸受に係り、特に内・外両レースのすべり面を改良
したものに関する。
べり軸受に係り、特に内・外両レースのすべり面を改良
したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の球面すべり軸受には各種の機械
的な揺動部の軸受によく使用されており、一般的に、内
レースと外レースとをはめ合わせるために、外レースに
はその内周一端側に内レースを入れるための溝を形成し
たり、あるいは内レースまたは外レースのいずれかの一
方を径方向に半割り状に二分割したような構造のものが
ある。なお、従来では、内・外レースを共に例えばベリ
リウム銅などの金属素材で形成している。
的な揺動部の軸受によく使用されており、一般的に、内
レースと外レースとをはめ合わせるために、外レースに
はその内周一端側に内レースを入れるための溝を形成し
たり、あるいは内レースまたは外レースのいずれかの一
方を径方向に半割り状に二分割したような構造のものが
ある。なお、従来では、内・外レースを共に例えばベリ
リウム銅などの金属素材で形成している。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】このような金属製の球
面すべり軸受には、通常の使用で想定された焼き付き寿
命があるが、機械的な揺動部に使用される場合では、球
面すべり軸受のすべり面が上記想定の寿命を大きく短縮
させてしまう程の予想外の高温となってくることがあ
る。このような高温に対しては、そのすべり面を冷却し
たり、あるいは潤滑したりしてその寿命を長く保たせる
ための対策を講じることも考えられるが、このような対
策ではコストの増大を来してしまうおそれがある。
面すべり軸受には、通常の使用で想定された焼き付き寿
命があるが、機械的な揺動部に使用される場合では、球
面すべり軸受のすべり面が上記想定の寿命を大きく短縮
させてしまう程の予想外の高温となってくることがあ
る。このような高温に対しては、そのすべり面を冷却し
たり、あるいは潤滑したりしてその寿命を長く保たせる
ための対策を講じることも考えられるが、このような対
策ではコストの増大を来してしまうおそれがある。
【０００４】そこで、本考案者らは、このようなコスト
の増大を来す対策にはよらなくとも有効にすべり面での
焼き付き寿命を延ばすことができるように、レース素材
を従来のような金属製ではなくセラミックス製とするこ
とを提案するとともに、該セラミックス製球面すべり軸
受を実用化するための研究を鋭意重ねている。
の増大を来す対策にはよらなくとも有効にすべり面での
焼き付き寿命を延ばすことができるように、レース素材
を従来のような金属製ではなくセラミックス製とするこ
とを提案するとともに、該セラミックス製球面すべり軸
受を実用化するための研究を鋭意重ねている。
【０００５】ところで、この研究の過程において、内外
の両レースそれぞれのすべり面に存在する凹凸の高低差
を、金属製レースの場合と同様に１００μｍ程度に設定
していたが、下記するように両レースが破損しやすくな
ることが判った。
の両レースそれぞれのすべり面に存在する凹凸の高低差
を、金属製レースの場合と同様に１００μｍ程度に設定
していたが、下記するように両レースが破損しやすくな
ることが判った。
【０００６】すなわち、金属製レースの場合、それ自身
の縦弾性係数が比較的小さくて塑性変形可能であるため
に、すべり接触に伴う「なじみ」作用によって両レース
それぞれのすべり面に存在する凹凸の高低差が小さくな
り、両すべり面どうしの接触面積が大きくなるので、両
レースが破損することはなかった。ところが、セラミッ
クス製レースの場合、それ自身の縦弾性係数が前記金属
に比べて大きくて塑性変形不可能であるので、すべり接
触に伴う「なじみ」作用はほとんど望めない。それゆ
え、両レースの各すべり面どうしの接触は凹凸の凸部ど
うしの点接触のままとなるため、両すべり面どうしの接
触面積が金属製レースの場合に比べて小さくなり、それ
ぞれの凸部が負担する荷重が大となって、前記両レース
それぞれのすべり面の凸部が割れの起点となる。
の縦弾性係数が比較的小さくて塑性変形可能であるため
に、すべり接触に伴う「なじみ」作用によって両レース
それぞれのすべり面に存在する凹凸の高低差が小さくな
り、両すべり面どうしの接触面積が大きくなるので、両
レースが破損することはなかった。ところが、セラミッ
クス製レースの場合、それ自身の縦弾性係数が前記金属
に比べて大きくて塑性変形不可能であるので、すべり接
触に伴う「なじみ」作用はほとんど望めない。それゆ
え、両レースの各すべり面どうしの接触は凹凸の凸部ど
うしの点接触のままとなるため、両すべり面どうしの接
触面積が金属製レースの場合に比べて小さくなり、それ
ぞれの凸部が負担する荷重が大となって、前記両レース
それぞれのすべり面の凸部が割れの起点となる。
【０００７】本考案は、このようなセラミックス製レー
スにおける課題を解決するために創案されたもので、両
レースそれぞれのすべり面の局部が負担する荷重を低減
させて両レースの破損を防ぐことを目的とする。
スにおける課題を解決するために創案されたもので、両
レースそれぞれのすべり面の局部が負担する荷重を低減
させて両レースの破損を防ぐことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本考案は、セラミックス製内レースの径方向
外周面を径方向に一定の曲率をもつ凸状または凹状に形
成するとともに、セラミックス製外レースの径方向内周
面を同じく径方向に対し前記曲率に一致もしくはほぼ一
致する曲率をもって凹状または凸状に形成したセラミッ
クス製球面すべり軸受において、次のような構成をと
る。
るために、本考案は、セラミックス製内レースの径方向
外周面を径方向に一定の曲率をもつ凸状または凹状に形
成するとともに、セラミックス製外レースの径方向内周
面を同じく径方向に対し前記曲率に一致もしくはほぼ一
致する曲率をもって凹状または凸状に形成したセラミッ
クス製球面すべり軸受において、次のような構成をと
る。
【０００９】本考案のセラミックス製球面すべり軸受で
は、両レースそれぞれのすべり面に存在する凹凸の高低
差を２．２μｍ以下に設定してあることに特徴を有す
る。
は、両レースそれぞれのすべり面に存在する凹凸の高低
差を２．２μｍ以下に設定してあることに特徴を有す
る。
【００１０】
【作用】この構成によれば、両レースそれぞれのすべり
面に存在する凹凸の凸部それぞれが従来よりも格段に小
さくなるから、両レースそれぞれのすべり面は凸部どう
しの点接触のままであるものの、すべり面どうしの接触
面積は従来よりも格段に大きくなる。したがって、両レ
ースの相対回転に伴う各すべり面の摺接時において、各
すべり面の凸部それぞれが負担する荷重が小さくなる。
面に存在する凹凸の凸部それぞれが従来よりも格段に小
さくなるから、両レースそれぞれのすべり面は凸部どう
しの点接触のままであるものの、すべり面どうしの接触
面積は従来よりも格段に大きくなる。したがって、両レ
ースの相対回転に伴う各すべり面の摺接時において、各
すべり面の凸部それぞれが負担する荷重が小さくなる。
【００１１】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】図１ないし図３には本考案の一実施例を示
している。図中、１は軸受ハウジング、２は軸受ハウジ
ング１に挿入された回転軸、３Ａ，３Ｂは、回転軸２の
外周に円環状となるように固定配置された二つ一対の半
割り状のセラミックス製の内レース、４は軸受ハウジン
グ１の内周に固定配置され、一対の内レース３Ａ，３Ｂ
とで球面すべり軸受をなす円環状のセラミックス製の外
レースである。
している。図中、１は軸受ハウジング、２は軸受ハウジ
ング１に挿入された回転軸、３Ａ，３Ｂは、回転軸２の
外周に円環状となるように固定配置された二つ一対の半
割り状のセラミックス製の内レース、４は軸受ハウジン
グ１の内周に固定配置され、一対の内レース３Ａ，３Ｂ
とで球面すべり軸受をなす円環状のセラミックス製の外
レースである。
【００１３】内レース３Ａ，３Ｂそれぞれの径方向の外
周面は、一定の曲率をもつ径方向に凸状の球面形に、ま
た、外レース４の径方向の内周面は内レース３Ａ，３Ｂ
の外周面と一致もしくはほぼ一致する曲率をもつ径方向
に凹状の球面形に、それぞれ形成されている。内レース
３Ａ，３Ｂは、外レース４に所定の微小隙間を持つ状態
にはめ合わされ、これらのはめ合い面、すなわち、内レ
ース３Ａ，３Ｂの凸状球面形の外周面と外レース４の凹
状球面形の内周面とが、すべり面となる。なお、このよ
うな内レース３Ａ，３Ｂや外レース４をセラミックスで
製作する場合、セラミックス粉体（窒化ケイ素）に稀土
類元素を焼結助剤として混合したものを用いて、まず、
それぞれ所定形状に成形し、その後、この成形品を、Ｈ
Ｐ（ホット・プレス）、ＨＩＰ（ホット・アイソスタテ
ック・プレス）、ＣＩＰ（コールド・アイソスタテック
・プレス）と称する方法でもって焼結すればよい。この
ようにして焼結した内レース３Ａ，３Ｂおよび外レース
４の各すべり面を研磨する。この研磨により、各すべり
面に存在する凹凸の高低差ｈを２．２μｍ以下に設定す
る。
周面は、一定の曲率をもつ径方向に凸状の球面形に、ま
た、外レース４の径方向の内周面は内レース３Ａ，３Ｂ
の外周面と一致もしくはほぼ一致する曲率をもつ径方向
に凹状の球面形に、それぞれ形成されている。内レース
３Ａ，３Ｂは、外レース４に所定の微小隙間を持つ状態
にはめ合わされ、これらのはめ合い面、すなわち、内レ
ース３Ａ，３Ｂの凸状球面形の外周面と外レース４の凹
状球面形の内周面とが、すべり面となる。なお、このよ
うな内レース３Ａ，３Ｂや外レース４をセラミックスで
製作する場合、セラミックス粉体（窒化ケイ素）に稀土
類元素を焼結助剤として混合したものを用いて、まず、
それぞれ所定形状に成形し、その後、この成形品を、Ｈ
Ｐ（ホット・プレス）、ＨＩＰ（ホット・アイソスタテ
ック・プレス）、ＣＩＰ（コールド・アイソスタテック
・プレス）と称する方法でもって焼結すればよい。この
ようにして焼結した内レース３Ａ，３Ｂおよび外レース
４の各すべり面を研磨する。この研磨により、各すべり
面に存在する凹凸の高低差ｈを２．２μｍ以下に設定す
る。
【００１４】次に動作ないしはその作用を説明する。軸
受ハウジング１を固定として回転軸２を回転させること
によって、内レース３Ａ，３Ｂのすべり面と外レース４
のすべり面とが摺接するが、本実施例の場合、両レース
の各すべり面の凹凸の高低差が従来の金属製レースに比
べて格段に小さいから、すべり面どうしの接触面積が従
来に比べて格段に大きくなる。このため、両レースの相
対回転に伴う各すべり面の摺接時において、各すべり面
の凸部それぞれが負担する荷重が小さくなり、各凸部が
欠けたりそこから割れたりすることが起きにくくなる。
受ハウジング１を固定として回転軸２を回転させること
によって、内レース３Ａ，３Ｂのすべり面と外レース４
のすべり面とが摺接するが、本実施例の場合、両レース
の各すべり面の凹凸の高低差が従来の金属製レースに比
べて格段に小さいから、すべり面どうしの接触面積が従
来に比べて格段に大きくなる。このため、両レースの相
対回転に伴う各すべり面の摺接時において、各すべり面
の凸部それぞれが負担する荷重が小さくなり、各凸部が
欠けたりそこから割れたりすることが起きにくくなる。
【００１５】表１には各すべり面の凹凸の高低差と軸受
が破断するときの荷重との関係を示している。表から明
らかなように、凹凸の高低差が２．２μｍ以下になると
１００００ｋｇｆを越えて寿命や耐荷重性が著しく向上
することを示している。この試験に用いた球面すべり軸
受は、内レースの内径１２．７ｍｍ、最大外径２２．４
１ｍｍ、外レースの最大内径２２．４５ｍｍ、外径２
５．４ｍｍである。
が破断するときの荷重との関係を示している。表から明
らかなように、凹凸の高低差が２．２μｍ以下になると
１００００ｋｇｆを越えて寿命や耐荷重性が著しく向上
することを示している。この試験に用いた球面すべり軸
受は、内レースの内径１２．７ｍｍ、最大外径２２．４
１ｍｍ、外レースの最大内径２２．４５ｍｍ、外径２
５．４ｍｍである。
【００１６】
【表１】
【００１７】図４には本考案の他の実施例を示してい
る。この実施例では、両レースそれぞれのすべり面に存
在する凹凸部分の谷部に、例えばグラファイトなどの形
状変化可能な緩衝材５を埋め込んでいる。この緩衝材５
は、すべり面に存在する凹凸部分の表面を覆うように形
成してもよい。このような実施例によれば、両レースの
すべり面どうしの接触状態が面接触となるために、凸部
が負担する荷重が上記実施例よりもさらに軽減されるこ
とになる。しかも、ここでは、緩衝材５をグラファイト
としているから、両すべり面間の潤滑を行えるようにな
る。
る。この実施例では、両レースそれぞれのすべり面に存
在する凹凸部分の谷部に、例えばグラファイトなどの形
状変化可能な緩衝材５を埋め込んでいる。この緩衝材５
は、すべり面に存在する凹凸部分の表面を覆うように形
成してもよい。このような実施例によれば、両レースの
すべり面どうしの接触状態が面接触となるために、凸部
が負担する荷重が上記実施例よりもさらに軽減されるこ
とになる。しかも、ここでは、緩衝材５をグラファイト
としているから、両すべり面間の潤滑を行えるようにな
る。
【００１８】表２には緩衝材の有無の状態での各すべり
面に存在する凹凸の高低差と軸受が破断するときの荷重
との関係を示している。表から明らかなように、緩衝材
５を形成している場合の方が破断荷重が大きくなること
が分かる。この試験に用いた球面すべり軸受は、内レー
スの内径１２．７ｍｍ、最大外径２２．４１ｍｍ、外レ
ースの最大内径２２．４５ｍｍ、外径２５．４ｍｍであ
る。
面に存在する凹凸の高低差と軸受が破断するときの荷重
との関係を示している。表から明らかなように、緩衝材
５を形成している場合の方が破断荷重が大きくなること
が分かる。この試験に用いた球面すべり軸受は、内レー
スの内径１２．７ｍｍ、最大外径２２．４１ｍｍ、外レ
ースの最大内径２２．４５ｍｍ、外径２５．４ｍｍであ
る。
【００１９】
【表２】
【００２０】なお、上記の各実施例において、内レース
３Ａ，３Ｂの外周面と外レース４の内周面との凹・凸状
球面の関係は逆であってもよい。また、上記実施例とは
逆に、内レースを円環状に形成するとともに外レースを
半円形のもの二つとしたものや、あるいは外レースに入
れ溝を形成して内レースと外レースの両方を円環状にし
たものなども本考案の適用対象となる。
３Ａ，３Ｂの外周面と外レース４の内周面との凹・凸状
球面の関係は逆であってもよい。また、上記実施例とは
逆に、内レースを円環状に形成するとともに外レースを
半円形のもの二つとしたものや、あるいは外レースに入
れ溝を形成して内レースと外レースの両方を円環状にし
たものなども本考案の適用対象となる。
【００２１】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
両レースそれぞれのすべり面に存在する凹凸の凸部それ
ぞれを従来よりも格段に小さくすることにより両レース
それぞれのすべり面どうしの接触面積を従来よりも格段
に大きくしているから、両レースの相対回転に伴う各す
べり面の摺接時において、各すべり面の凸部それぞれが
負担する荷重を小さくできるようになって、各凸部が欠
けたりそこから割れたりすることが起きにくくなる。こ
のように、本考案では、セラミックス製球面すべり軸受
の耐荷重性を向上できて、その実用化に大きく貢献でき
る。
両レースそれぞれのすべり面に存在する凹凸の凸部それ
ぞれを従来よりも格段に小さくすることにより両レース
それぞれのすべり面どうしの接触面積を従来よりも格段
に大きくしているから、両レースの相対回転に伴う各す
べり面の摺接時において、各すべり面の凸部それぞれが
負担する荷重を小さくできるようになって、各凸部が欠
けたりそこから割れたりすることが起きにくくなる。こ
のように、本考案では、セラミックス製球面すべり軸受
の耐荷重性を向上できて、その実用化に大きく貢献でき
る。
【図１】本考案のセラミックス製球面すべり軸受の一実
施例の縦断面図。
施例の縦断面図。
【図２】図１の側面図。
【図３】本実施例の両レースそれぞれのすべり面の拡大
図。
図。
【図４】他の実施例の両レースそれぞれのすべり面の拡
大図。
大図。
３Ａ，３Ｂ 内レース ４ 外レース
Claims (2)
- 【請求項１】セラミックス製内レースの径方向外周面を
径方向に一定の曲率をもつ凸状または凹状に形成すると
ともに、セラミックス製外レースの径方向内周面を同じ
く径方向に対し前記曲率に一致もしくはほぼ一致する曲
率をもって凹状または凸状に形成したセラミックス製球
面すべり軸受であって、 両レースそれぞれのすべり面に存在する凹凸の高低差を
２．２μｍ以下に設定してある、ことを特徴とするセラ
ミックス製球面すべり軸受。 - 【請求項２】請求項１において、両レースそれぞれのす
べり面に存在する凹凸部分に、形状変化可能な緩衝材を
被覆してある、ことを特徴とするセラミックス製球面す
べり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2272792U JP2553676Y2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | セラミックス製球面すべり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2272792U JP2553676Y2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | セラミックス製球面すべり軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583450U JPH0583450U (ja) | 1993-11-12 |
| JP2553676Y2 true JP2553676Y2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=12090793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2272792U Expired - Fee Related JP2553676Y2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | セラミックス製球面すべり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553676Y2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP2272792U patent/JP2553676Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0583450U (ja) | 1993-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R323533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |