JP2634495B2 - オートマチックトランスミッション用軸受 - Google Patents
オートマチックトランスミッション用軸受Info
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Description
ンスミッションに使用する軸受に関する。
ョンは、メーカによって種々の機構が採用されている
が、図11に例示したように、何れの機構においても、
回転部分には、ころ軸受1や針状ころ軸受2等の転がり
軸受が使用されている。
ョンはその構造上、軸受の潤滑経路が複雑で、油量が決
して十分でない場合もあり、軸受の潤滑条件が厳しい。
また、転動体の相手転走面の仕上げ粗さも、軸受転動体
と比較して大きい場合もあり、油膜破断の点で、軸受に
とって不利である。
スミッションに使用される軸受は、潤滑剤の供給が少な
くなる場合及び転動体相手転走面の面粗さが大きい場合
に、転動接触部の油膜形成が不十分となり、転走面表面
にピーリング損傷が発生し、早期剥離の問題が生じるこ
とがある。
スミッション用軸受の転動体または軌道輪の表面に独立
した微小凹部形状のくぼみを無数にランダムに形成する
ことによって、転がり接触部の油膜形成能力を高め、ピ
ーリング損傷が発生しないオートマチックトランスミッ
ション用軸受を提供することを課題としている。
するため、この発明は、オートマチックトランスミッシ
ョンに使用される軸受において、転動体または軌道輪の
表面に微小凹部形状のくぼみを無数にランダムに形成
し、該表面粗さを、軸方向と円周方向のそれぞれについ
て求めてパラメータRMSで表示したとき、軸方向面粗
さRMS(L)と円周方向面粗さRMS(C)との比R
MS(L)/RMS(C)が1.0以下となり、かつ表
面粗さの分布曲線の歪み度を指すパラメータSK値がマ
イナスとなるようにし、前記微小なくぼみの占める表面
積比率を10〜40%にし、この微小なくぼみの等価円
直径は150μmφ以下であり、等価円直径3μmφ以
下の微小なくぼみを除いたとき、平均面積が35〜15
0μm2 である構成を採用したものである。
形状のくぼみを無数にランダムに形成し、その表面粗さ
を、軸方向と円周方向のそれぞれについて求めてパラメ
ータRMSで表示したとき、軸方向面粗さRMS(L)
と円周方向面粗さRMS(C)との比RMS(L)/R
MS(C)が1.0以下となり、併せて表面粗さのパラ
メータSK値が軸方向及び円周方向の何れもマイナスと
なるようにし、前記微小なくぼみの占める表面積比率が
10〜40%、微小なくぼみの平均面積は等価円直径3
μmφ以下を除いて整理したとき、35〜150μm2
としたので、転動面の油膜形成率が向上し、厳しい潤滑
条件下においても転動面にピーリング損傷が発生せず、
長寿命を得ることができる。
て説明する。
ッション用の転がり軸受を例示している。図1はころ軸
受1であり、外輪3と内輪4の間に多数のころ転動体5
を組込んだ構造になっている。
あり、外輪6内に組込んだ針状ころ転動体7を保持器8
で一定間隔の配置に保持し、転動体7で軸9を支持する
構造になっており、軸9が内輪に該当し、針状ころ転動
体7との当接面が転動面となる。
体5及び針状ころ転動体7の表面が独立した無数の微小
凹形状のくぼみによってランダムな方向の微小粗面5
a、7aに形成され、くぼみ以外は滑らかな平滑面に形
成され、この微小粗面5a、7aは、面粗さを転動体
5、7の軸方向と円周方向のそれぞれを求めてパラメー
タRMSで表示したとき、軸方向面粗さRMS(L)と
円周方向面粗さRMS(C)の比RMS(L)/RMS
(C)を1.0以下、例えば、0.7〜1.0にすると
共に、表面粗さのパラメータSK値が軸方向、円周方向
ともマイナス、例えば−1.6以下になっている。
の表面加工処理は、特殊なバレル研磨によって、所望す
る仕上面を得ることができる。
ら粗さ曲線f(x)までの偏差の自乗を測定長さの区間
で積分し、その区間で平均した平方根の値であり、別名
自乗平均平方根粗さともいう。RMSは拡大記録した断
面曲線、粗さ曲線から数値計算で求められる。上記のよ
うな外表面の粗面条件を得るための表面加工処理は、特
殊なバレル研磨によって、所望する仕上げ面を得ること
ができる。加工方法としては、例えば、遠心流動バレル
研磨法により、チップを用いてローラの表面にランダム
な凹凸を形成した後、洗浄し、更にバレル研磨法によっ
て、表面仕上げ処理を施し、表面の微小な凸を除去また
は丸めることにより、ローラの表面に微小なくぼみを無
数に形成するものである。前記パラメータSK値とは、
表面粗さの分布曲線の歪度(SKEWNESS)、即
ち、表面粗さの中心線に対する凹凸の分布の非対称性を
定量化したもので、SK値が負の場合は、粗さの中心線
に対して凹部(谷)が多く存在し、正の場合には、粗さ
の中心線に対して凸部(突起)が多くなる。表面粗さの
パラメータSK値は、以下の定義式で表される。 SK値を求める定義式中の粗さの平均高さとは、個々の
場合の中心線のある基準からとった絶対値を意味する。
ここで、中心線と平均高さの違いであるが、ある線をと
った時に線より上にある山の総面積と線より下にある谷
の総面積が等しくなるものが粗さの中心線と定義され
る。しかしながら、これは仮想的な線であり、SK値を
求めるにはある基準からとった絶対値が必要となり、こ
れが粗さの平均高さとなる。パラメータSK値を周方
向、軸方向とも平均値が−1.6以下とする設定にする
ことにより、微小な凹部が中心線に対して多く存在して
おり、RMS(L)/RMS(C)が1.0以下という
表面粗さの方向性の数値限定とによって、表面凹部の形
状、分布ともが油膜形成に有利な範囲となる。上記パラ
メータSK値は、凹凸分布の非対称性を知る目安の統計
量であるので、一般的な研磨仕上げ面における粗さ曲線
を例にあげると、凹部と凸部が対称な分布ではSK値は
0に近くなり、表面の凹凸の凹凸分布が凹側に片寄った
非対称な分布になる場合では負の値、逆の場合は正の値
をとることになる。前記した転動体5.7の外表面は相
手転動体の仕上面粗さの悪い条件においても、油膜の形
成能力に優れ、十分な油膜厚さを確保し、転がり接触部
の金属接触を極力抑える。転がり接触部の金属接触率を
下げることによって、転動体5.7の外径の表面損傷、
ピーリングやピーリングからの異常摩耗、剥離を防止し
耐久性の向上がはかられる。」
くぼみの占める表面積比率は10〜40%の範囲である
と共に、微小なくぼみの等価円直径は150μmφ以下
であり、微小なくぼみの平均面積は、等価円直径3μm
φ以下を除いて整理したとき35〜150μm2 になっ
ている。
の仕上げ面は周方向加工面であり、RMS比=1.0が
等方性仕上げ面、RMS比が1.0より小さい場合は軸
方向仕上げ面となり、微小なくぼみを付けたこの発明の
仕上げ面では、等方性表面の場合においても接触部の油
膜形成状態を改善する効果がある。SK値がプラスの表
面は突起が多い仕上げ面、SK値がゼロの表面は突起と
へこみの存在確率が等しい仕上げ面、SK値がマイナス
の表面は突起が少ない仕上げ面となり、SK値の上限を
マイナスとしたのは、くぼみの存在確率を多くし、油膜
破断の確率を低減させるためである。微小なくぼみは潤
滑剤を接触部の外側から内部に運ぶ役目を果すが、その
くぼみの大きさが接触面の大きさに比べ大きくなると、
接触面内の圧力により潤滑剤の接触面内からの漏れが発
生し、接触面内の油膜厚さを増加させる効果が期待でき
ない。同効果が発揮できる上限値が150μmφであ
る。また、等価円直径とは、くぼみの面積と同じ面積の
円の直径と定義したものであり、平均面積とは、かつ、
くぼみの平均面積は画像処理装置を用いて計測し、3μ
mφ以下を除いて述めたものである。なお、図1と図2
では転動体5.7の表面に微小粗面5a、7aを施した
が、軌道輪である内輪又は外輪の転動面に同様の微小粗
面を形成してもよい。
図4に転動体表面又は内外輪の転動面に施した微小粗面
加工の仕上げ面状況を比較して示した。
は、転動体表面を拡大し、その画像から市販されている
画像解析システムにより定量化できる。
みは黒い部分として解析する。例えば、(株)ピアスの
LA−525画像解析システムを用いて解析すると、先
ず原画の濃淡を強調フィルターで明確化し、その後非常
に微細な黒い部分である等価円直径3μmφ以下はノイ
ズイレーサーで除去する。
微小なくぼみの大きさ、分布、微小なくぼみの表面積比
率を求め、転動体表面を評価するものである。
微小なくぼみの面積比率、くぼみの平均面積、平均等価
直径等の異なる状況を与え、ラジアル荷重による耐久寿
命試験を行なった結果について説明する。
示すように、外径Dr=38mm、内径dr=28mm、転
動体7の直径D=5mm、長さL=13mmで、14本の転
動体を用いた保持器8付の軸受である。
で示したようなラジアル荷重試験機21を使用し、回転
軸22の両側に試験軸受Aを取付け、回転と荷重を与え
て試験を行なうものである。
仕上は研削仕上のRmax 0.4〜4μmである。アウタ
ーレース(外輪)は研削仕上Rmax1.6μmで何れの
場合も共通である。
た図8は微小なくぼみの平均面積と耐久寿命の結果を示
している。
率で10%以上、平均面積で35μm2 以上のものが、
計算寿命に対する耐久寿命(L10)の比で4以上とな
り、耐久寿命に効果がある。
体表面に微小なくぼみを設けて行なったが、転がり軸受
における内輪又は外輪の転動面もしくは転動体の表面と
転動面の両者に微小なくぼみを設けても、前記試験結果
を同様の耐久性の向上効果が認められる。
上、平均面積120μm2 以上は、接触有効長さが減少
し、長寿命の効果は減少する傾向にある。
認及び耐ピーリング性について、2円筒の試験機を用い
て、自由転がり接触条件下で、本発明軸受及び従来軸受
と同一の表面状態の試験片を用いて、加速ピーリング試
験をおこなった。接触部の油膜形成状態の確認は、直流
電気抵抗法により測定した金属接触率により行い、一定
試験時間後、試験円筒表面のピーリング発生の有無を確
認した。
は、図9と図10に示すとおりであり、本発明軸受の仕
上げ面の油膜形成率は従来軸受に比較して運転開始時で
30%程度向上した。
負荷回数3.0×105 )で、ほぼ完全に油膜が形成さ
れることが確認された。
2mm程度のピーリングの発生、進展が無数に認められた
のに対し、本発明軸受の仕上げ面では、損傷は認められ
なかった。
は軌道輪の表面に独立したランダムな微小凹部を形成
し、凹部の面積率及び平均面積を一定範囲に抑えるよう
にしたので、転動面の油膜形成に有利となり、厳しい潤
滑条件下にあるオートマチックトランスミッション用の
軸受においても転動面にピーリング損傷の発生がなく、
従って軸受の長寿命化によりオートマチックトランスミ
ッションの耐久性を大幅に向上させることができる。
示すグラフ
グラフ
Claims (1)
- 【請求項1】 オートマチックトランスミッションに使
用される軸受において、転動体または軌道輪の表面に微
小凹部形状のくぼみを無数にランダムに形成し、該表面
粗さを、軸方向と円周方向のそれぞれについて求めてパ
ラメータRMSで表示したとき、軸方向面粗さRMS
(L)と円周方向面粗さRMS(C)との比RMS
(L)/RMS(C)が1.0以下となり、かつ表面粗
さの分布曲線の歪み度を指すパラメータSK値がマイナ
スとなるようにし、前記微小なくぼみの占める表面積比
率を10〜40%にし、この微小なくぼみの等価円直径
は150μmφ以下であり、等価円直径3μmφ以下の
微小なくぼみを除いたとき、平均面積が35〜150μ
m2 であることを特徴とするオートマチックトランスミ
ッション用軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3027097A JP2634495B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | オートマチックトランスミッション用軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3027097A JP2634495B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | オートマチックトランスミッション用軸受 |
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JPH04282018A JPH04282018A (ja) | 1992-10-07 |
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ID=12211583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3027097A Expired - Lifetime JP2634495B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | オートマチックトランスミッション用軸受 |
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-
1991
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