JP5803310B2

JP5803310B2 - ピンタイプ保持器およびころ軸受

Info

Publication number: JP5803310B2
Application number: JP2011134207A
Authority: JP
Inventors: 和茂大塚
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2031-06-16
Also published as: JP2013002550A

Description

本発明は、ピンタイプ保持器およびころ軸受に関する。

従来、ピンタイプ保持器としては、実開昭５６−１１５０３３号公報（特許文献１）に記載されているものがある。このピンタイプ保持器は、第１環状体と、第２環状体と、複数のピンとを備え、上記第１環状体は、その第１環状体の周方向に互いに間隔をおいて位置する複数のねじ穴を有する一方、上記第２環状体は、その第２環状体の周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有している。

上記ピンは、円筒ころの貫通穴に挿入されるようになっている。上記ピンは、そのピンの一端部に雄ねじを有し、その雄ねじを、第１環状体のねじ穴に螺合している。また、上記ピンの他端部は、第２環状体のねじ穴に圧入されているテーパブッシュの内面に圧入され、第２環状体の軸方向の第１環状体側とは反対側からの溶接により、第２環状体に固定されている。

上記従来のピンタイプ保持器は、第１環状体とピンとが螺合されていてルーズフィットになっていて、円筒ころの進み遅れに基づく円筒ころからのピンへの衝撃力や、円筒ころの自転に基づく、ピンと円筒ころ内径とのすべり摩擦力等の力が、上記固定部に集中的にかかるようになっているから、固定部のうちで強度が最も弱い溶接部の角部に亀裂が生じ易いという問題がある。また、ピンに付与された衝撃エネルギー等のエネルギーを開放しにくくて、ピンに大きな応力がかかって、ピンに摩耗や折損が起こり易いという問題がある。

実開昭５６−１１５０３３号公報

そこで、本発明の課題は、環状体とピンとを固定する固定部の溶接部にかかるモーメント荷重を低減できて、溶接部の破損を抑制できるピンタイプ保持器および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、この発明のピンタイプ保持器は、
周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第１環状体と、
上記第１環状体に対して上記第１環状体の軸方向に間隔をおいて位置すると共に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第２環状体と、
ころの貫通穴に挿通されると共に、上記第１環状体の上記複数の貫通穴に配置される一方側端部と、上記第２環状体の上記複数の貫通穴に配置される他方側端部とを有する複数のピンと、
上記第１環状体の上記貫通穴の上記第２環状体側とは反対側に位置して、上記第１環状体と上記ピンとに接触している溶接部と
を備え、
上記ピンの外周面における上記第１環状体の上記第２環状体側の端面と上記第２環状体の上記第１環状体側の端面との間に位置する外周面部の少なくとも一部は、硬質炭素皮膜で被覆され、
上記硬質炭素皮膜は、上記外周面部の中央よりも上記外周面部の軸方向の上記第２環状体側のみに位置し、
上記第１環状体の上記各貫通穴は、円筒内周面部を有し、
上記溶接部は、上記円筒内周面部の一部と、上記一方側端部の外周面の一部との間に隙間無く存在する環状部分を有し、
上記円筒内周面部の別の一部と、上記一方側端部の外周面の別の一部との間には、上記溶接部が存在しないことを特徴としている。

尚、上記硬質炭素皮膜は、一般的に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜といわれるものである。

本発明によれば、ピンの外周面における第１環状体の第２環状体側の端面と第２環状体の第１環状体側の端面との間に位置する外周面部の少なくとも一部に、平滑性に優れ、摩擦係数が低い硬質炭素皮膜が存在しているから、ころの進み遅れに基づくころからのピンへの衝撃力や、ころの自転に基づく、ピンところ内径とのすべりに起因するすべり摩擦を小さくできる。したがって、上記すべり摩擦に起因するねじれが生じにくくて、ねじれ荷重を大幅に低減できるから、溶接部にかかるねじれ荷重トルクを大幅に低減できて、溶接部の破損を抑制することができる。

また、本発明によれば、ピンの外周面における第１環状体の第２環状体側の端面と第２環状体の第１環状体側の端面との間に位置する外周面部の少なくとも一部に、硬度が高い硬質炭素皮膜が存在しているから、ピンの強度を大きくできて、ピンの耐荷重性を大きくでき、ピンの寿命を大きくすることができる。
また、一実施形態では、
上記ピンの外周面における上記第１環状体の上記第２環状体側の端面よりも上記溶接部側には、硬質炭素皮膜が存在していない。
また、一実施形態では、
上記第２環状体の上記複数の貫通穴の夫々は、ねじ穴である。
また、一実施形態では、
上記ピンの上記第２環状体側の端部の外周面は、雄ねじを有している。
また、一実施形態では、
上記第２環状体の上記複数の貫通穴の夫々は、ねじ穴であり、
上記ピンの上記第２環状体側の端部の外周面は、雄ねじを有し、
上記ピンの上記雄ねじと、上記第２環状体の上記ねじ穴とは、螺合により固定されている。
また、一実施形態では、
上記ピンの上記雄ねじは、硬質炭素皮膜で被膜されていない。

また、本発明のころ軸受は、
軌道面を有する第１軌道部材と、
軌道面を有する第２軌道部材と、
本発明のピンタイプ保持器と、
上記第１軌道部材の軌道面と、上記第２軌道部材の軌道面との間に配置されると共に、貫通穴を有して、その貫通穴に上記ピンタイプ保持器の上記ピンが挿通されているころと
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、ピンタイプ保持器の溶接部の破損を抑制できると共に、ピンの寿命を長くすることができるから、寿命を長くすることができる。

本発明のピンタイプ保持器によれば、第１環状体の第２環状体側の端面と、第２環状体の第１環状体側の端面との間に位置するピンの外周面の少なくとも一部に、平滑性に優れ、摩擦係数が低い硬質炭素皮膜が存在しているから、ころの進み遅れ等に基づく、ピンところ内径とのすべりに起因するすべり摩擦を小さくできる。したがって、上記すべり摩擦に起因するねじれが生じにくくて、ねじれ荷重を大幅に低減できるから、溶接部にかかるねじれ荷重トルクを大幅に低減できて、溶接部の破損を抑制することができる。

また、本発明のピンタイプ保持器によれば、上記ピンの外周面の上記少なくとも一部に、硬度が高い硬質炭素皮膜が存在しているから、ピンの強度を大きくできて、ピンの耐荷重性を大きくでき、ピンの寿命を長くすることができる。

本発明の一実施形態の円錐ころ軸受の断面図である。

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断面図である。

この円錐ころ軸受は、第１軌道部材としての外輪１と、第２軌道部材としての内輪２と、ころ組立体７とを備え、ころ組立体７は、複数の円錐ころ３と、ピンタイプ保持器（以下、単に保持器という）５とを一体化してなっている。上記保持器５は、第１環状体５１、第２環状体５２、複数のピン５３および溶接部５４を有している。

上記第１環状体５１は、複数の貫通穴６１を有し、各貫通穴６１は、第１環状体５１の軸方向の一方の端面から他方の端面まで直線状に延在している。上記複数の貫通穴６１は、第１環状体５１の周方向に、互いに略等しい間隔をおいた状態で配置されている。

上記第２環状体５２は、第１環状体５１に第１環状体５１の軸方向に対向している。上記第２環状体５２は、複数のねじ穴６２を有し、各ねじ穴６２は、第２環状体５２の軸方向の一方の端面から他方の端面まで直線状に延在している。上記複数のねじ穴６２は、第２環状体５２の周方向に、互いに略等しい間隔をおいた状態で配置されている。

上記ピン５３は、円錐ころ３の貫通穴３１に挿通されている。上記ピン５３は、一方側端部８９と、他方側端部９０とを有する。上記一方側端部８９は、第１環状体５１の貫通穴６１内に配置されている。

上記一方側端部８９の外周面は、円筒外周面部９６と、円錐外周面部９７とを有し、円筒外周面部９６は、第１環状体５１の貫通穴６１の内周面に隙間嵌めにより内嵌されている。また、上記円錐外周面部９７は、円筒外周面部９６よりもピン５３の軸方向の一端部側に位置している。

上記溶接部５４は、環状部７４と、蓋部７５とを有する。上記環状部７４は、円筒外周面部９６の軸方向の円錐外周面部９７側の端部から円錐外周面部９７の軸方向の外方側の端まで軸方向に延在している。上記環状部７４は、その軸方向の存在位置において、第１環状体５１の貫通穴６１の内周面と、一方側端部８９との間に隙間無く存在している。また、上記蓋部７５は、環状部７４の軸方向の外方側の端部につながっている。上記蓋部７５の軸方向の外方側の端面は、保持器５の外面に露出している。上記蓋部７５は、第１環状体５１の貫通穴６１の軸方向の外方側の開口を隙間無く塞いでいる。このように、上記溶接部５４は、第１環状体５１の貫通穴６１の第２環状体５２側とは反対側に位置する部分を有している。上記溶接部５４は、第１環状体５１と、ピン５３とに接触している。上記溶接部５４は、第１環状体５１の貫通穴６１に対して一方側端部８９が相対移動できないようにしている。上記溶接部５４、第１環状体５１および一方側端部８９は、一体構造を構成している。一方、上記他方側端部９０の外周面は、雄ねじを有している。上記他方側端部９０の外周面の雄ねじと、第２環状体５２のねじ穴６２とは螺合により固定されている。

上記各円錐ころ３は、貫通穴３１を有している。上記貫通穴３１の中心軸は、円錐ころ３の円錐外周面３２の中心軸と略一致している。上記円錐ころ３は、第１環状体５１と、第２環状体５２との間に配置されている。上記円錐ころ３の貫通穴３１には、ピン５３の軸部が挿通されている。上記各円錐ころ３の軸方向の移動は、第１環状体５１と第２環状体５２との間に制限され、各円錐ころ３は、保持器５から離脱不能になっている。上記ころ組立体７は、このようにして、複数の円錐ころ３と、保持器５とを一体化してなっている。上記ころ組立体７の複数の円錐ころ３は、外輪１の内周円錐軌道面１１と、内輪２の外周円錐軌道面２１との間に、保持器５によって保持された状態で、互いに間隔をおいて位置している。

上記ピン５３の外周面における第１環状体５１の第２環状体５２側の端面８０と第２環状体５２の第１環状体５１側の端面８１との間に位置する外周面部の全面は、硬質炭素皮膜（ＤＬＣ膜）８４で被覆されている。この硬質炭素皮膜（ＤＬＣ膜）８４は、ピン５３の金属製の略丸棒状の本体部８５の外周面部の全面に、周知の方法、例えば、プラズマＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor deposition）や、ＰＶＤ（physical vapor deposition)等で形成されている。

上記実施形態の保持器５によれば、上記第１環状体５１の第２環状体５２側の端面８０と、第２環状体５２の第１環状体５１側の端面８１との間に位置するピン５３の外周面の全面に、平滑性に優れ、摩擦係数が低い硬質炭素皮膜８４が存在しているから、円錐ころ３の進み遅れに基づく円錐ころ３からのピン５３への衝撃力や、円錐ころ３の自転に基づく、ピン５３と円錐ころ３内径とのすべりに起因するすべり摩擦を小さくできる。したがって、上記すべり摩擦に起因するねじれが生じにくくて、ねじれ荷重を大幅に低減できるから、溶接部５４にかかるねじれ荷重トルクを大幅に低減できて、溶接部５４の破損を抑制することができる。

また、上記実施形態の保持器５によれば、上記第１環状体５１の第２環状体５２側の端面８０と、第２環状体５２の第１環状体５１側の端面８１との間に位置するピン５３の外周面の全面に、硬度が高い硬質炭素皮膜８４が存在しているから、ピン５３の強度を大きくできて、ピン５３の耐荷重性を大きくでき、ピン５３の寿命を大きくすることができる。

尚、上記実施形態の保持器５では、ピン５３の一方側端部８９の外周面の一部を、第１環状体５１の貫通穴６１の内周面に隙間嵌めにより内嵌したが、この発明では、ピンの一方側端部の外周面の全部を、第１環状体の貫通穴の内周面に隙間嵌めにより内嵌しても良い。また、この発明では、ピンの一方側端部の外周面の一部または全部を、第１環状体の貫通穴の内周面に中間嵌めや、締まり嵌めにより内嵌しても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、ピンの一方側端部８９と、第１環状体５１の貫通穴６１との間にブッシュを介在させずに、一方側端部８９と、第１環状体５１の貫通穴６１とを溶接部５４により一体化した。しかしながら、この発明では、少なくとも一箇所で、ピンの穴配置部と、環状体の貫通穴との間に、環状または非環状のブッシュが介在した状態で、溶接によって、ピンの穴配置部と、環状体の貫通穴と、上記ブッシュとを、一体化しても良い。また、この発明では、第１環状体に対するピンの相対移動を防止すると共に、第２環状体に対するピンの相対移動を防止することができる係止であれば、第１環状体とピンとは、溶接部を用いる如何なる構造により係止されていても良く、第２環状体とピンとも、如何なる構造により係止されていても良い。

また、上記実施形態の保持器５では、上記ピン５３の外周面における第１環状体５１の第２環状体５２側の端面８０と第２環状体５２の第１環状体５１側の端面８１との間に位置する外周面部の全面が、硬質炭素皮膜（ＤＬＣ膜）８４で被覆されていた。しかしながら、この発明では、ピンの外周面における第１環状体の第２環状体側の端面と第２環状体の第１環状体側の端面との間に位置する外周面部の少なくとも一部が、硬質炭素皮膜で被覆されていれば良い。

尚、ピンの外周面における第１環状体の第２環状体側の端面と第２環状体の第１環状体側の端面との間に位置する外周面部の一部を、硬質炭素皮膜で被覆する場合、その被覆する箇所は、上記外周面部の中央よりも軸方向の第２環状体側であることが望ましい。というのは、溶接部からより離れた箇所は、溶接部にかかるモーメント荷重の腕の長さが長いから、溶接部からより離れた箇所を硬質炭素皮膜で被覆した方が、溶接部にかかるねじれ荷重の低減効果を大きくすることができるからである。

また、上記実施形態の保持器５では、ピン５３の外周面における第１環状体５１の第２環状体５２側の端面よりも溶接部５４側には、硬質炭素皮膜が形成されなかった。しかしながら、この発明では、ピンの外周面における第１環状体の第２環状体側の端面よりも溶接部側の溶接部が形成されない部分に、硬質炭素皮膜を形成しても良い。

また、上記実施形態の円錐ころ軸受は、保持器５と、円錐ころ３とを有していたが、この発明のころ軸受は、ピンタイプ保持器と、円筒ころとを有していても良く、また、この発明のころ軸受は、ピンタイプ保持器と、凸面ころ（球面ころ）とを有していても良い。

尚、ピンの外周面に雄ねじを形成する場合、ピンの外周面において、雄ねじが形成される部分に、硬質炭素皮膜を形成しない方が良い。というのは、雄ねじに硬質炭素皮膜が形成されると、雄ねじの摩擦係数が低くなって、雄ねじと雌ねじとの係止力が低下して、雄ねじと雌ねじとの螺合に緩みが発生し易くなるからである。

１外輪
２内輪
３円錐ころ
５保持器
１１外輪の内周円錐軌道面
２１内輪の外周円錐軌道面
３１円錐ころの貫通穴
５１第１環状体
５２第２環状体
５３ピン
５４溶接部
６１第１環状体の貫通穴
６２第２環状体のねじ穴
８０第１環状体の第２環状体側の端面
８１第２環状体の第１環状体側の端面
８４硬質炭素皮膜
８９一方側端部
９０他方側端部

Claims

周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第１環状体と、
上記第１環状体に対して上記第１環状体の軸方向に間隔をおいて位置すると共に、周方向に互いに間隔をおいて位置する複数の貫通穴を有する第２環状体と、
ころの貫通穴に挿通されると共に、上記第１環状体の上記複数の貫通穴に配置される一方側端部と、上記第２環状体の上記複数の貫通穴に配置される他方側端部とを有する複数のピンと、
上記第１環状体の上記貫通穴の上記第２環状体側とは反対側に位置して、上記第１環状体と上記ピンとに接触している溶接部と
を備え、
上記ピンの外周面における上記第１環状体の上記第２環状体側の端面と上記第２環状体の上記第１環状体側の端面との間に位置する外周面部の少なくとも一部は、硬質炭素皮膜で被覆され、
上記硬質炭素皮膜は、上記外周面部の中央よりも上記外周面部の軸方向の上記第２環状体側のみに位置し、
上記第１環状体の上記各貫通穴は、円筒内周面部を有し、
上記溶接部は、上記円筒内周面部の一部と、上記一方側端部の外周面の一部との間に隙間無く存在する環状部分を有し、
上記円筒内周面部の別の一部と、上記一方側端部の外周面の別の一部との間には、上記溶接部が存在しないことを特徴とするピンタイプ保持器。
請求項１に記載のピンタイプ保持器において、
上記ピンの外周面における上記第１環状体の上記第２環状体側の端面よりも上記溶接部側には、硬質炭素皮膜が存在していないことを特徴とするピンタイプ保持器。
請求項１または２に記載のピンタイプ保持器において、
上記第２環状体の上記複数の貫通穴の夫々は、ねじ穴であることを特徴とするピンタイプ保持器。
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のピンタイプ保持器において、
上記ピンの上記第２環状体側の端部の外周面は、雄ねじを有していることを特徴とするピンタイプ保持器。
請求項１または２に記載のピンタイプ保持器において、
上記第２環状体の上記複数の貫通穴の夫々は、ねじ穴であり、
上記ピンの上記第２環状体側の端部の外周面は、雄ねじを有し、
上記ピンの上記雄ねじと、上記第２環状体の上記ねじ穴とは、螺合により固定されていることを特徴とするピンタイプ保持器。
請求項４または５に記載のピンタイプ保持器において、
上記ピンの上記雄ねじは、硬質炭素皮膜で被膜されていないことを特徴とするピンタイプ保持器。
軌道面を有する第１軌道部材と、
軌道面を有する第２軌道部材と、
請求項１乃至６のいずれか一つに記載のピンタイプ保持器と、
上記第１軌道部材の軌道面と、上記第２軌道部材の軌道面との間に配置されると共に、貫通穴を有して、その貫通穴に上記ピンタイプ保持器の上記ピンが挿通されているころと
を備えることを特徴とするころ軸受。