JPH04327019A - スラスト転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スラスト軸受、更に
詳しくは、表面にスラスト荷重を受けてすべり接触する
軌道輪が長寿命を示すスラスト軸受に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１はスラスト軸受の使用例として油圧
ポンプを示しており、ケーシング１で支持した駆動軸２
に斜板３を設け、シリンダブロック４で軸方向に移動自
在となるよう保持したプランジャ５をばね６による押圧
で上記斜板３に当接させ、斜板３の回転で往復運動が付
与されたプランジャ５のポンプ作用で吸入口７から吐出
口８に圧力流体を吐出するようになっており、上記斜板
３にスラスト軸受９が組込み使用されている。

【０００３】上記斜板３のスラスト軸受９は、図２に示
すように、平板状のリングを用いた軌道輪１０と１１間
にころ又は鋼球の転動体１２を保持器１３で一定間隔の
円状に配置して形成され、このスラスト軸受９は一方の
軌道輪１０が斜板３に当接して傾斜状の配置に保持され
、他方軌道輪１１の表面にプランジャ５の先端が当接し
、この軌道輪１１の表面がプランジャ５に対して押し付
け状態ですべっている。従って、上記のようにスラスト
荷重を受けてすべり接触する軌道輪１１の表面には耐焼
付性が要求され、このためすべり面を潤滑油で潤滑する
ようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のスラ
スト軸受９における軌道輪１１の表面は、滑らかな面に
仕上げられていたため、プランジャ５の押付け力が大き
くなる等、厳しい条件下になると、すべり面の油膜形成
が不十分となり、軌道輪１１とプランジャ５の接触部で
油膜が切れ、軌道輪１１の上記接触部に早期かじりが発
生する恐れがある。

【０００５】そこでこの発明は、上記のような問題を解
決するため、スラスト荷重を受けてすべり接触するすべ
り面の油膜形成が十分に行なえ、潤滑性を向上させて早
期かじりの発生を防ぎ、耐久性を向上させて長寿命化を
図ることができるスラスト軸受を提供することを課題と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、スラスト軸受における軌道輪の
表面に、独立した微小なくぼみを無数にランダムに設け
、この微小くぼみの平均面積が等価円直径３μｍφ以下
を除いて整理したとき３５〜１５０μｍ２　、微小くぼ
みの表面に占める割合いが１０〜４０％とした構成を採
用したものである。

【０００７】

【作用】スラスト軸受における軌道輪のスラスト荷重を
受けながらすべり接触するすべり面に独立した微小くぼ
みを無数にランダムに設け、この微小くぼみの平均面積
を３５〜１５０μｍ２　、微小くぼみの表面に占める割
合いを１０〜４０％としたので、軌道輪のすべり面の油
膜形成率が向上し、早期かじりの発生を防ぎ、長寿命化
を図ることができる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付に基づいて説
明する。図１と図２で示したように、スラスト軸受９は
油圧ポンプの斜板３に組込み使用され、軌道輪１１の表
面にプランジャ５が当接し、この軌道輪１１の表面は特
殊バレル研磨加工によって、独立した微小なくぼみを無
数にランダムに形成した微小粗面ａになっている。

【０００９】図３は微小粗面ａの断面粗さ形状を示して
おり、同図の如く、平面に凹部を形成し、平面から凸部
が生じないような特殊な表面になっている。

【００１０】上記微小粗面ａの微小なくぼみの平均面積
は３５〜１５０μｍ２　、くぼみの表面に占める割合い
は１０〜４０％である。また、微小粗面ａの面粗さは平
均でＲｍａｘ　０．６〜２．５μｍ、表面粗さのパラメ
ータＳＫ値が−１．６以下になっている。

【００１１】前記パラメータＳＫ値とは、表面粗さの分
布曲線の歪み度（ＳＫＥＷＮＥＳＳ）を指し、ガウス分
布のような対象形分布はＳＫ値が０となるが、パラメー
タＳＫ値は、表面凹部の形状、分布が油膜形成に有利な
範囲であり、くぼみがすべり接触、転がり接触において
油溜りとなり、接触部への油の供給の役目をもつ。

【００１２】次に、スラスト軸受の軌道輪にプランジャ
を押当てて、従来の仕上面及び微小粗面ａの耐摩耗性、
耐焼付性の確認を行なった結果を説明する。試験条件は
下記の如くである。 ＦＡ＝１２００ｋｇｆ Ｎ　　＝２６００ｒｐｍ 試験時間＝１６０Ｈｒ 上記の試験結果、従来の仕上面は軌道輪におけるプラン
ジャの接触部に早期かじりが発生したのに対し、本願発
明の微小粗面は早期かじりの発生はなかった。

【００１３】更に、スラスト荷重を受けながらすべり接
触する軌道輪１１は図２に示したように、すべり接触部
と転がり軸受の転走面が同一部分に近接して位置する部
品においては、すべり面のみを特殊表面加工することは
、マスキング等の手段が必要となり、加工コストを上げ
ることになり、従ってこの特殊表面加工は転がり接触に
おいても長寿命効果のあることが望ましい。

【００１４】そこで、微小粗面の転がり接触での効果に
ついて述べる。

【００１５】供試軸受は図４に示すニードル軸受２１で
あり、ころ２２の表面に微小くぼみの面積比率、凹部の
平均面積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。

【００１６】ころ２２は直径Ｄが５ｍｍ、長さＬは１３
ｍｍで内接内径ｄｒが２８ｍｍの保持器２３付針状ころ
である。また、使用した試験機は図５に概略図面で示し
たようなラジアル荷重試験機３１であり、回転軸３２の
両側に試験軸受を取付け、回転と荷重を与えて試験を行
なうものである。

【００１７】試験に用いたインナーレースの仕上げは研
削仕上げのＲｍａｘ　２μｍ、アウターレースは研削仕
上げＲｍａｘ　１．６μｍである。また、試験条件は以
下の通りである。 軸受ラジアル荷重　　　　　　１４６５ｋｇｆ軸　　回
　　転　　数　　　　　　　　３０５０ｒｐｍ潤　　滑
　　油　　　　　　　　　　　　タービン油以上の条件
で各試験軸受に対して行なった耐久寿命の結果を図６と
図７に示す。図６は微小くぼみの面積比率と耐久寿命、
図７は微小くぼみの平均面積と耐久寿命の関係である。 以上の結果より、転がり耐久寿命は面積比率で１０％以
上、平均面積で３５μｍ２　以上のものが、長寿命効果
が大きい。

【００１８】面積比率４０％以上、平均面積１５０μｍ
２　以上は有効接触面積の減少で耐久寿命の面からは効
果が少ない。特殊表面の好ましい状態は先のすべり摩擦
抵抗、耐焼付性能と転がり疲れ寿命の双方を満足する範
囲が望ましい。

【００１９】

【効果】以上のように、この発明によると、スラスト軸
受の軌道輪の表面に独立した微小くぼみを無数にランダ
ムに設け、この微小くぼみの平均面積が３５〜１５０μ
ｍ２　、微小くぼみの表面に占める割合いが１０〜４０
％としたので、以下に列挙する効果がある。

【００２０】（Ｉ）ランダムな微小粗面は油膜を形成し
やすく、しかも微小なくぼみが油溜りとなるため、すべ
り面の油膜形成が確実に行なえ、回転時のトルクを低減
することができる。

【００２１】（ＩＩ）すべり面の油膜形成が効率よく確
実に行なえるため、スラスト軸受の耐焼付性を向上させ
、早期かじりを防止することができる。

【００２２】（ＩＩＩ）　すべり面の油膜形成が確実に
行なえるため、トルク及び温度上昇の低減が可能になる
。

【００２３】（ＩＶ）トルクの低減と耐焼付性の向上に
より耐久性を向上させることができ、これによって長寿
命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧ポンプを示す断面図

【図２】同上におけるスラスト軸受の拡大断面図

【図３
】スラスト軸受における軌道輪の表面粗さ状態を示す断
面図

【図４】ニードル軸受の断面図

【図５】寿命試験装置の概略図面

【図６】寿命試験の結果を示すグラフ

【図７】寿命試験の結果を示すグラフ

【符号の説明】

９　　スラスト軸受 １０、１１　　軌道輪 １２　　ころ又は鋼球転動体 １３　　保持器 ａ　　微小粗面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スラスト軸受における軌道輪の表面に
   、独立した微小なくぼみを無数にランダムに設け、この
   微小くぼみの平均面積が等価円直径３μｍφ以下を除い
   て整理したとき３５〜１５０μｍ２　、微小くぼみの表
   面に占める割合いが１０〜４０％としたことを特徴とす
   るスラスト軸受。