JPH0972344A - Bearing unit - Google Patents

Bearing unit

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JPH0972344A
JPH0972344A JP8121906A JP12190696A JPH0972344A JP H0972344 A JPH0972344 A JP H0972344A JP 8121906 A JP8121906 A JP 8121906A JP 12190696 A JP12190696 A JP 12190696A JP H0972344 A JPH0972344 A JP H0972344A
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JP
Japan
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bearing
end surface
backing ring
stress
backing
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Pending
Application number
JP8121906A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Konno
大 金野
Akira Muramoto
章 村本
Masaharu Nakamura
正治 中村
Hiroji Eto
博二 江藤
Hiromitsu Asai
拡光 浅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/063Fixing them on the shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/10Railway vehicles

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remarkably reduce the frequency of maintenance inspection by providing a stress variation effect reduction construction reducing the effect of stress variation between the end face of a bearing and a packing ring. SOLUTION: Because a radial load of about 10 ton is loaded on the axle 1 of a railway rolling stock, bending is generated on the rotating axle 1. Then stress between the end face of an inner ring 2c and the end face 5a of a packing ring 5A and stress between the end face of an inner ring 2d and the end face 5b of a packing ring 5B are periodically varied synchronizing with rotation of the axle 1. But, because the end faces 5a, 5b of the packing rings 5A, 5B are formed with films for absorbing the stress variation, fretting due to such stress variation is prevented from generating on the end faces of the inner rings 2c, 2d, the end faces 5a, 5b of the packing rings 5A, 5B, and the like. As a result, mixing of abrasion powder of metal into the bearing is avoided, and hence the raceway surface can be prevented from chapping and the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、軸受ユニットに
関し、特に、軸受の端面に当接して該軸受を回転軸に固
定するバッキングリングを備えた軸受ユニットにおい
て、それら軸受端面とバッキングリングとの接触面の磨
耗を低減できるようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing unit, and more particularly to a bearing unit provided with a backing ring that abuts an end face of the bearing to fix the bearing to a rotary shaft, and the contact between the bearing end face and the backing ring. This is to reduce the wear of the surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、陸上輸送の高速化に伴い、鉄道車
両においても、車軸用軸受の連続使用時間を延長したい
という要求がある。つまり、保守点検の頻度を低減でき
る軸受ユニットの開発要求がある。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in speed of land transportation, there is a demand for extending the continuous use time of bearings for axles even in railway vehicles. That is, there is a demand for development of a bearing unit that can reduce the frequency of maintenance and inspection.

【0003】そして、かかる要求に対して従来は、シー
ル構造を改良することにより、軸受外部からの異物の侵
入を極力防止する、或いは、軸受が固定されるハウジン
グ端面を軸受と同じ材質にするとともに、焼入れ処理を
施してその硬度を上げることにより、微小磨耗による微
粉発生を抑制して潤滑剤としてのグリースの劣化を防止
する、等の改善を図っていた。
In order to meet such demands, conventionally, by improving the seal structure, foreign matter from the outside of the bearing is prevented as much as possible, or the housing end face to which the bearing is fixed is made of the same material as the bearing. In order to prevent the deterioration of grease as a lubricant by suppressing the generation of fine powder due to minute wear, it was attempted to improve the hardness by hardening it to increase its hardness.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】確かに、上記のような
方策を施せばそれに応じて軸受内部やグリースへの金属
粉等の混入を低減することはできるが、軸受ユニットの
保守点検の頻度の飛躍的な低減は達成されていないのが
現状である。
Certainly, if the above measures are taken, it is possible to reduce the mixing of metal powder or the like into the bearing and grease, but the frequency of maintenance and inspection of the bearing unit is reduced. The current situation is that no dramatic reduction has been achieved.

【0005】即ち、例えば鉄道車両の車軸用の軸受のよ
うに高い剛性と耐衝撃性とが要求される軸受には、複列
の円筒ころ軸受や背面組合せの円錐ころ軸受が適用さ
れ、そのような軸受が一本の車軸に対して二組ずつ使用
される。そして、各車軸には10トン前後のラジアル荷
重が負荷されるため、車軸自体が、軸に対して垂直方向
に撓みながら回転する所謂ベンディングという現象が発
生する。
That is, for example, a double row cylindrical roller bearing or a rear combination tapered roller bearing is applied to a bearing which is required to have high rigidity and impact resistance, such as a bearing for a railroad vehicle axle. Two sets of different bearings are used for one axle. Further, since a radial load of about 10 tons is applied to each axle, a phenomenon called so-called bending occurs in which the axle itself rotates while bending in a direction perpendicular to the axle.

【0006】すると、軸受を車軸に固定するために軸受
内輪等の端面に当接するバッキングリングと内輪端面と
の接触面の応力が、ベンディングの影響により周期的に
変動することになり、その応力変動によって接触面に微
小磨耗(フレッティング)が生じてしまうのである。こ
れに対し、軸受のシールは、その微小磨耗が生じる接触
面の外側に配設されるため、フレッティングで発生した
金属の磨耗粉が軸受内側に混入することを防ぐことはで
きないのである。そして、その磨耗粉が軸受内に多量に
混入した状態を放置してしまうと、軌道面の面荒れやグ
リースの劣化等招き円滑な回転が維持できなくなってし
まう。このため、頻繁な保守点検が必要なのである。
Then, the stress of the contact surface between the backing ring that abuts on the end surface of the bearing inner ring or the like for fixing the bearing to the axle and the end surface of the inner ring periodically fluctuates due to the effect of bending, and the stress fluctuation. This causes minute wear (fretting) on the contact surface. On the other hand, since the bearing seal is arranged outside the contact surface where minute wear occurs, it is not possible to prevent the metal abrasion powder generated by fretting from entering the inside of the bearing. If a large amount of the abrasion powder is left in the bearing, the surface roughness of the raceway surface and the deterioration of grease will be caused, and smooth rotation cannot be maintained. Therefore, frequent maintenance inspections are necessary.

【0007】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、保守点
検の頻度を大幅に低減することができる軸受ユニットを
提供することを目的としている。
The present invention has been made by paying attention to the unsolved problems of the conventional technique, and an object thereof is to provide a bearing unit capable of greatly reducing the frequency of maintenance and inspection. I am trying.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、回転軸を支持する軸受と、この軸受の端
面に当接して該軸受を前記回転軸に固定するバッキング
リングと、を備えた軸受ユニットにおいて、前記軸受の
端面と前記バッキングリングとの間の応力変動の影響を
低減する応力変動影響低減構造を設けた。
In order to achieve the above object, the present invention provides a bearing for supporting a rotating shaft, and a backing ring for abutting an end surface of the bearing to fix the bearing to the rotating shaft. In the bearing unit including, a stress fluctuation influence reducing structure for reducing the influence of stress fluctuation between the end surface of the bearing and the backing ring is provided.

【0009】なお、上記応力変動影響低減構造として
は、例えば、軸受の端面とバッキングリングとの間に、
それらの間に生じる応力変動を吸収する応力変動吸収層
を介在させることが考えられる。即ち、軸受端面とバッ
キングリングとの間に介在させた応力変動吸収層によっ
て、それら軸受端面とバッキングリングとの接触面の応
力変動が吸収されるので、フレッティングの発生が抑制
される。
As the structure for reducing the influence of stress fluctuation, for example, between the end surface of the bearing and the backing ring,
It is conceivable to interpose a stress fluctuation absorbing layer that absorbs stress fluctuations occurring between them. That is, since the stress fluctuation absorbing layer interposed between the bearing end surface and the backing ring absorbs the stress fluctuation at the contact surface between the bearing end surface and the backing ring, the occurrence of fretting is suppressed.

【0010】ここで、応力変動吸収層の具体例として
は、軸受の材質及びバッキングリングの材質の双方より
も硬度の低い材質からなる層が考えられる。かかる硬度
の低い材質としては、銀,鉛,亜鉛,錫等の軟質金属が
適用できる。
Here, as a specific example of the stress fluctuation absorbing layer, a layer made of a material having a hardness lower than that of both the bearing material and the backing ring material can be considered. As such a material having low hardness, a soft metal such as silver, lead, zinc or tin can be applied.

【0011】応力変動吸収層の他の具体例としては、軸
受の材質及びバッキングリングの材質の双方よりも弾性
力が小さく降伏点のある材質からなる層が考えられる。
かかる弾性力が小さく降伏点のある材質としては、ゴム
やプラスチックに代表される高分子エラストマー等が適
用できる。
As another specific example of the stress fluctuation absorbing layer, a layer made of a material having a smaller elastic force and a yield point than both the material of the bearing and the material of the backing ring can be considered.
As a material having a small elastic force and a yield point, a polymer elastomer represented by rubber or plastic can be applied.

【0012】また、応力変動吸収層のその他の具体例と
しては、自己潤滑性を有する材質からなる層が考えられ
る。かかる自己潤滑性を有する材質としては、固体潤滑
剤を含有した摺動性樹脂等が適用でき、例えば、4フッ
化エチレン、二硫化モリブデン、ポリエチレン等の固体
潤滑剤や、摺動性を付与した高分子エラストマー等が適
用できる。
As another specific example of the stress fluctuation absorbing layer, a layer made of a material having self-lubricating property can be considered. As the material having such self-lubricating property, a slidable resin containing a solid lubricant can be applied, and for example, a solid lubricant such as ethylene tetrafluoride, molybdenum disulfide, polyethylene, etc., or slidability is imparted. A polymer elastomer or the like can be applied.

【0013】そして、上記のような応力変動吸収層は、
バッキングリングの軸受端面に当接する部分の表面に被
膜として設けることができる。例えば、上記のような軟
質金属であればメッキ処理により設けることができる。
The stress fluctuation absorbing layer as described above is
It can be provided as a coating on the surface of the portion of the backing ring that abuts the bearing end surface. For example, the soft metal as described above can be provided by plating.

【0014】さらに、応力変動吸収層のその他の具体例
としては、4フッ化エチレン等のフッ素化合物をマトリ
ックス(母体)とし、その中に耐磨耗性粒子を配合した
シートが考えられ、そのようなシートを、軸受の端面や
バッキングリングの金属表面に張り合わせることにより
応力変動影響低減構造を実現することができる。
Further, as another specific example of the stress fluctuation absorbing layer, a sheet in which a fluorine compound such as tetrafluoroethylene is used as a matrix (matrix) and abrasion resistant particles are mixed therein is conceivable. By bonding such a sheet to the end surface of the bearing or the metal surface of the backing ring, a structure that reduces the influence of stress fluctuations can be realized.

【0015】ここで、耐磨耗性粒子としては、例えば住
友化学株式会社製のエコノール(商品名)、ユニチカ株
式会社製のユニベックス(商品名)、鐘紡株式会社製の
ベルパール(商品名)、デュポン社製のポリイミド、日
本カーボン社製の球状カーボン、及び炭酸カルシウム、
グラファイト等のように、これらを取り囲むマトリック
ス層より硬いものであれば適用可能である。
Here, as the abrasion resistant particles, for example, Econor (trade name) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Unibex (trade name) manufactured by Unitika Co., Ltd., Bell Pearl (trade name) manufactured by Kanebo Co., Ltd., DuPont. Polyimide, spherical carbon made by Nippon Carbon Co., and calcium carbonate,
Any material, such as graphite, that is harder than the matrix layer that surrounds these materials is applicable.

【0016】耐磨耗性粒子のマトリックス層に対する配
合比率は、2〜60wt%が望ましく、好適には、5〜
40wt%、さらに好適には、10〜30wt%であ
る。上記シートの厚みとしては、10〜1000μmが
望ましい。10μmに満たない程度では、応力変動の吸
収効果が不十分で、フレッティング発生までの時間を十
分に長くできない。逆に、1000μmを越えると、軸
受ユニットの寸法公差に与える影響が無視できなくなっ
てしまう。
The blending ratio of the wear resistant particles to the matrix layer is preferably 2 to 60 wt%, and more preferably 5 to 60 wt%.
40 wt%, and more preferably 10 to 30 wt%. The thickness of the sheet is preferably 10 to 1000 μm. If the thickness is less than 10 μm, the effect of absorbing the stress fluctuation is insufficient, and the time until the occurrence of fretting cannot be made sufficiently long. On the other hand, if it exceeds 1000 μm, the influence on the dimensional tolerance of the bearing unit cannot be ignored.

【0017】また、本発明における他の上記応力変動影
響低減構造としては、例えば、軸受の端面に当接するバ
ッキングリング端面の硬度を上げることが考えられる。
より具体的には、そのバッキングリング端面の硬度を、
これと接触する軸受端面の硬度と同等又はそれ以上とす
ることにより、応力変動影響低減構造が得られる。つま
り、バッキングリング端面の硬度を上げれば、応力変動
に対する耐性が上がるから、その応力変動のバッキング
リング端面への影響が低減され、そのバッキングリング
におけるフレッティングの発生が抑制される。
As another structure for reducing the effect of stress fluctuation in the present invention, for example, it is conceivable to increase the hardness of the backing ring end surface that abuts the end surface of the bearing.
More specifically, the hardness of the backing ring end surface is
By setting the hardness to be equal to or higher than the hardness of the bearing end surface contacting with this, a stress fluctuation influence reducing structure can be obtained. That is, if the hardness of the backing ring end surface is increased, the resistance to stress fluctuation is increased, so that the influence of the stress fluctuation on the backing ring end surface is reduced, and the occurrence of fretting on the backing ring is suppressed.

【0018】バッキングリング端面の硬度を上げる具体
例としては、そのバッキングリング端面にクロムメッキ
を施す、チタン化合物等をコーティングすること等が考
えられるが、特に摺動性に優れたTiC(チタンカーボ
ン)をコーティングすることが、フレッティング防止の
点からも優れている。クロムメッキは、低温で電解し
て、バッキングリングの表面に黒色クロム酸化物を形成
させるものでもよい。また、チタン化合物としては、T
iN(チタンナイトライド)、TiCN(チタンカーボ
ンナイトライド)等の複合物であってもよい。これらの
高硬度層は、メッキの他に、イオンプレーティング,C
VD,スパッタリング等の各手法により形成することが
できる。さらに、それら高硬度薄層の上に、4フッ化エ
チレン,2フッ化エチレン等の複合層を形成してもよ
い。
Specific examples of increasing the hardness of the backing ring end surface include chrome plating on the backing ring end surface and coating with a titanium compound or the like, but TiC (titanium carbon) having particularly excellent slidability. Coating is also excellent in terms of preventing fretting. The chrome plating may be electrolysis at low temperature to form black chrome oxide on the surface of the backing ring. Further, as the titanium compound, T
It may be a compound such as iN (titanium nitride) or TiCN (titanium carbon nitride). In addition to plating, these high hardness layers include ion plating, C
It can be formed by various methods such as VD and sputtering. Further, a composite layer of tetrafluoroethylene, difluoroethylene or the like may be formed on the high hardness thin layer.

【0019】この高硬度層の厚みは、0.3〜20μm
であることが、バッキングリング端面のフレッティング
防止の点からは望ましい。例えば、イオンプレーティン
グ,CVDによって形成したTiC層であれば、0.3
〜3μmが特に望ましく、クロムメッキであれば、0.
5〜20μmが望ましい。これら高硬度層の厚みが望ま
しい範囲の下限値に満たない場合には、フレッティング
発生までの時間を十分に長くできない。逆に、上限値を
越えてしまうと、剥離等の別の悪影響が生じてしまう。
The thickness of this high hardness layer is 0.3 to 20 μm.
Is preferable from the viewpoint of preventing fretting of the end surface of the backing ring. For example, if the TiC layer is formed by ion plating or CVD, 0.3
.About.3 .mu.m is particularly desirable.
5 to 20 μm is desirable. When the thickness of these high hardness layers is less than the lower limit of the desirable range, the time until the occurrence of fretting cannot be made sufficiently long. On the other hand, if the upper limit is exceeded, another adverse effect such as peeling will occur.

【0020】バッキングリング端面の硬度を上げる他の
具体例としては、或いは、そのバッキングリング端面そ
のものの硬度を上げることが考えられる。例えば、バッ
キングリング表面に対して、浸炭窒化処理,浸炭処理,
浸硫化処理、浸浴窒化処理等を施すことにより、その表
面の硬度を上げることができる。これら浸炭窒化処理等
は、200μm程度の深さまで高硬度層を形成すること
ができる。
As another specific example of increasing the hardness of the backing ring end surface, it is conceivable to increase the hardness of the backing ring end surface itself. For example, for the backing ring surface, carbonitriding treatment, carburizing treatment,
The hardness of the surface can be increased by performing a sulfurizing treatment, a bath nitriding treatment, or the like. These carbonitriding treatments and the like can form a high hardness layer up to a depth of about 200 μm.

【0021】また、本発明におけるその他の上記応力変
動影響低減構造としては、例えば、軸受の端面に当接す
るバッキングリング端面を、その軸受の端面のエッジ部
に接触しないようなエッジ非接触形状に加工することが
考えられる。つまり、軸受の端面とバッキングリングと
の間の応力は、主として軸受端面のエッジ部に集中し、
バッキングリング端面のうち軸受端面のエッジ部と接触
する部分がフレッティングの起点となるため、そのエッ
ジ部とバッキングリングとの接触をなくせば、応力変動
のバッキングリング端面への影響が低減され、そのバッ
キングリングにおけるフレッティングの発生が抑制され
る。
Further, as another structure for reducing the influence of the stress fluctuation in the present invention, for example, the backing ring end surface which abuts the end surface of the bearing is processed into an edge non-contact shape so as not to contact the edge portion of the end surface of the bearing. It is possible to do it. That is, the stress between the bearing end surface and the backing ring is mainly concentrated on the edge portion of the bearing end surface,
Since the part of the backing ring end face that contacts the edge of the bearing end face becomes the starting point for fretting, eliminating the contact between the edge and the backing ring reduces the effect of stress fluctuations on the backing ring end face. The occurrence of fretting on the backing ring is suppressed.

【0022】エッジ非接触形状の具体例としては、バッ
キングリング端面にクラウニング加工を施して、バッキ
ングリング厚さ方向中央部が盛り上がるような丸みを付
けることが考えられる。即ち、軸受の内輪等の端面に
は、その内周側及び外周側のそれぞれにチャンファ(面
取り部)が形成されるのが通常であり、その端面の平面
部分とチャンファとの境界部分にエッジ部が形成される
から、そのエッジ部を逃げるようにバッキングリング端
面に丸みを付ければ、上記のエッジ非接触形状が得られ
るのである。
As a specific example of the edge non-contact shape, it is conceivable that the backing ring end surface is subjected to crowning so that the backing ring is rounded so that the central portion in the thickness direction rises. That is, it is usual that chamfers (chamfered portions) are formed on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the end surface of the inner ring of the bearing, and the edge portion is formed at the boundary between the flat portion of the end surface and the chamfer. Therefore, if the backing ring end surface is rounded so as to escape the edge portion, the above edge non-contact shape can be obtained.

【0023】また、エッジ非接触形状の他の具体例とし
ては、軸受端面のエッジ部を逃げるように、バッキング
リング端面をテーパ形状とすることが考えられる。即
ち、バッキングリング端面の厚さ方向の中央部は、軸受
端面に当接する平面部とするとともに、バッキングリン
グ端面の軸受端面エッジ部に対向する部分よりも若干中
央部側から端部に至る間(つまり、バッキングリング端
面の軸受端面チャンファ部に対向する部分よりも若干拾
い部分)を、端部に近づくに従って軸受端面から離れる
ような斜面とすれば、上記のエッジ非接触形状が得られ
るのである。
As another specific example of the edge non-contact shape, it is conceivable that the backing ring end surface is tapered so as to escape the edge portion of the bearing end surface. That is, the central portion in the thickness direction of the backing ring end surface is a flat portion that abuts on the bearing end surface, and a part of the backing ring end surface from the central portion side to the end portion slightly from the portion facing the bearing end surface edge portion ( That is, the above edge non-contact shape can be obtained by making the backing ring end surface slightly inclined from the portion facing the bearing end surface chamfer portion) away from the bearing end surface as it approaches the end portion.

【0024】さらに、エッジ非接触形状は、バッキング
リング側に形成しなくても、軸受側に形成してもよい。
つまり、軸受の端面に例えばクラウニング加工を施すこ
とにより丸みを付けて、その軸受端面のエッジ部がバッ
キングリング端面に当接しないようにしてもよい。同様
に、軸受の端面をテーパ形状とすることにより、軸受端
面のエッジ部がバッキングリング端面に当接しないよう
にしてもよい。軸受端面をテーパ形状とする場合、その
テーパ面が始まる部分な滑らかな屈曲にすることが望ま
しい。
Further, the edge non-contact shape may be formed on the bearing side instead of being formed on the backing ring side.
That is, the end surface of the bearing may be rounded by, for example, crowning so that the edge portion of the end surface of the bearing does not contact the end surface of the backing ring. Similarly, the end surface of the bearing may be tapered so that the edge portion of the end surface of the bearing does not contact the end surface of the backing ring. When the bearing end surface has a tapered shape, it is desirable that the portion where the tapered surface starts be smoothly bent.

【0025】さらに、本発明におけるその他の上記応力
変動影響低減構造としては、上記の応力変動吸収層と、
上記のエッジ非接触形状との両方を組み合わせたもので
あってもよい。つまり、バッキングリング端面又は軸受
端面の形状を、その軸受の端面のエッジ部がバッキング
リング端面に接触しないようなエッジ非接触形状に加工
するとともに、バッキングリングの端面又は軸受端面の
一方若しくは両方に、上記のような応力変動吸収層を形
成するのであり、これによれば、応力変動吸収層とエッ
ジ非接触形状との両方の利点が発揮され、より確実にフ
レッティングの発生が抑制される。
Further, as another stress fluctuation influence reducing structure in the present invention, the stress fluctuation absorbing layer,
It may be a combination of both of the above edge non-contact shapes. That is, while processing the shape of the backing ring end surface or the bearing end surface into an edge non-contact shape such that the edge part of the end surface of the bearing does not contact the backing ring end surface, one or both of the end surface of the backing ring or the bearing end surface, By forming the stress fluctuation absorbing layer as described above, the advantages of both the stress fluctuation absorbing layer and the edge non-contact shape are exhibited, and the occurrence of fretting is more reliably suppressed.

【0026】また、本発明におけるその他の上記応力変
動影響低減構造としては、上記のバッキングリング端面
の硬度を上げる構造と、上記のエッジ非接触形状との両
方を組み合わせたものであってもよい。つまり、バッキ
ングリング端面又は軸受端面の形状を、その軸受の端面
のエッジ部がバッキングリング端面に接触しないような
エッジ非接触形状に加工するとともに、そのバッキング
リングの端面の硬度を上記のように上げれば、端面硬度
を上げた点とエッジ非接触形状との両方の利点が発揮さ
れ、より確実にフレッティングの発生が抑制される。
Further, as another structure for reducing the influence of stress fluctuation in the present invention, a structure in which both the structure for increasing the hardness of the end surface of the backing ring and the non-edge contact shape are combined may be used. That is, the backing ring end surface or the bearing end surface is processed into an edge non-contact shape so that the edge portion of the bearing end surface does not contact the backing ring end surface, and the hardness of the backing ring end surface is increased as described above. If this is the case, the advantages of both the point where the end surface hardness is increased and the edge non-contact shape are exhibited, and the occurrence of fretting is more reliably suppressed.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施の形
態の構成を示す軸受ユニットの断面図であり、先ず、構
成を説明すると、この軸受ユニットは鉄道車両の車軸用
軸受ユニットであって、回転軸としての車軸1を回転自
在に支持する軸受2を有している。なお、軸受2は、転
動体2aとして二列の円錐ころを有する背面組合せの複
列円錐ころ軸受であり、転動体2aの各列毎に設けられ
且つ中間に間座2bを挟み込んだ二列の内輪2c,2d
と、転動体2aの各列で共通の外輪2eと、転動体2a
の各列毎に設けられた保持器2fと、から構成されてい
て、間座2bを挟んだ状態の内輪2c,2dが車軸1の
先端部分に外嵌している。なお、外輪2eの軸方向中央
部の適所には、グリース供給口2gが形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a bearing unit showing a configuration of a first embodiment of the present invention. First, the configuration will be described. This bearing unit is a bearing unit for an axle of a railroad vehicle and serves as a rotary shaft. It has a bearing 2 that rotatably supports the axle 1. In addition, the bearing 2 is a double row tapered roller bearing of a back combination having two rows of tapered rollers as the rolling elements 2a, and is provided for each row of the rolling elements 2a and has two rows with a spacer 2b interposed therebetween. Inner rings 2c, 2d
An outer ring 2e common to each row of rolling elements 2a, and rolling elements 2a
And a retainer 2f provided for each row, and inner rings 2c and 2d sandwiching the spacer 2b are externally fitted to the tip portion of the axle 1. A grease supply port 2g is formed at a proper position in the axial center of the outer ring 2e.

【0028】そして、車軸1の先端面には、周方向外側
に張り出すフランジ部3Aを備えたキャップ3が複数の
ボルト4によって回転方向に一体に固定されていて、そ
のフランジ部3Aの軸受2側を向く面に一方のバッキン
グリング5Aの端面が当接し、そのバッキングリング5
Aの他方の端面が、軸受端面としての一方の内輪2cの
端面に当接している。
A cap 3 having a flange portion 3A protruding outward in the circumferential direction is integrally fixed to the tip end surface of the axle 1 in the rotational direction by a plurality of bolts 4, and the bearing 2 of the flange portion 3A is fixed. The end surface of one backing ring 5A comes into contact with the surface facing the side, and the backing ring 5A
The other end surface of A is in contact with the end surface of one inner ring 2c as a bearing end surface.

【0029】一方、車軸1の軸受2が固定される位置よ
りも車軸1中央部寄りには、中央部側が拡径するテーパ
部1A及び大径部1Bが形成され、テーパ部1Aに他方
のバッキングリング5Bが外嵌するとともに、そのバッ
キングリング5Bの内端部が、大径部1Bの先端側段差
部1Cに当接するようになっていて、そのバッキングリ
ング5Bの先端面が、軸受端面としての他方の内輪2d
の端面に当接している。
On the other hand, a tapered portion 1A and a large-diameter portion 1B whose central portion expands in diameter are formed closer to the central portion of the axle 1 than the position where the bearing 2 of the axle 1 is fixed, and the taper portion 1A has the other backing. The ring 5B is fitted on the outside, and the inner end portion of the backing ring 5B abuts on the tip side step portion 1C of the large diameter portion 1B, and the tip surface of the backing ring 5B serves as a bearing end surface. The other inner ring 2d
Is in contact with the end surface of.

【0030】また、外輪2eのキャップ3側の端面と大
径部1B側端面とのそれぞれには、外輪2eから離れる
に従って段階的に縮径する肉薄円筒形のガイド部材6
A,6Bが固定されていて、一方のガイド部材6Aの先
端部は、極僅かな隙間を開けてフランジ部3Aの外周面
を包囲し、他方のガイド部材6Bの先端部は、極僅かな
隙間を開けてバッキングリング5Bの外周面を包囲して
いる。
Further, on each of the end surface of the outer ring 2e on the side of the cap 3 and the end surface on the side of the large diameter portion 1B, a thin-walled cylindrical guide member 6 whose diameter gradually decreases as the distance from the outer ring 2e increases.
A and 6B are fixed, the tip of one guide member 6A surrounds the outer peripheral surface of the flange 3A with a very small gap, and the tip of the other guide member 6B has a very small gap. Is opened to surround the outer peripheral surface of the backing ring 5B.

【0031】そして、バッキングリング5Aの中央部外
周面とガイド部材6Aの中央部内周面との間に、オイル
シール7Aが配設され、バッキングリング5Bの中央部
外周面とガイド部材6Bの中央部内周面との間に、オイ
ルシール7Bが配設されている。かかるオイルシール7
A,7Bにより、軸受2の外部から内部への微粉等の侵
入を防止している。
An oil seal 7A is provided between the outer peripheral surface of the central portion of the backing ring 5A and the inner peripheral surface of the central portion of the guide member 6A, and the outer peripheral surface of the central portion of the backing ring 5B and the central portion of the guide member 6B are arranged. An oil seal 7B is disposed between the oil seal 7B and the peripheral surface. Such oil seal 7
A and 7B prevent intrusion of fine powder and the like from the outside to the inside of the bearing 2.

【0032】かかる軸受2の車軸1への取り付けは、車
軸1の先端側から、バッキングリング5B,軸受2,バ
ッキングリング5Aをこの順に嵌め込んだ後に、その車
軸1の先端面にキャップ3を取り付け、ボルト4を締め
付けることにより行われる。なお、これが車軸用軸受ユ
ニットであり、軸受2には車両重量を支えるために大き
なラジアル荷重が負荷されることから、軸受2には、ボ
ルト4,キャップ3及び軸受2の両端面に当接するバッ
キングリング5A,5Bを介して、軸方向に数トンの圧
入力を加えるようになっており、その圧入力により軸受
2を車軸1に固定するようになっている。
To mount the bearing 2 on the axle 1, the backing ring 5B, the bearing 2 and the backing ring 5A are fitted in this order from the tip side of the axle 1, and then the cap 3 is attached to the tip surface of the axle 1. , Bolt 4 is tightened. This is an axle bearing unit, and since a large radial load is applied to the bearing 2 to support the weight of the vehicle, the bearing 2 is attached to the bolt 4, the cap 3 and both end surfaces of the bearing 2. A pressure input of several tons is applied in the axial direction via the rings 5A and 5B, and the bearing 2 is fixed to the axle 1 by the pressure input.

【0033】そして、本実施の形態の軸受ユニットにあ
っては、バッキングリング5Aの内輪2c端面に当接す
る端面5aと、バッキングリング5Bの内輪2d端面に
当接する端面5bとのそれぞれに、軸に沿った方向の応
力の変動を吸収する応力変動吸収層としての被膜を形成
している。
In the bearing unit of this embodiment, the end surface 5a of the backing ring 5A which abuts the end surface of the inner ring 2c and the end surface 5b of the backing ring 5B which abuts the end surface of the inner ring 2d are respectively attached to the shafts. A film is formed as a stress fluctuation absorbing layer that absorbs stress fluctuations along the direction.

【0034】なお、実際には一本の車軸1に対して図1
に示すような軸受2が両端部それぞれに配設されるが、
同様の構造であるためその図示及び説明は省略する。次
に、本実施の形態の動作を説明する。
It should be noted that, in reality, one axle 1 is shown in FIG.
Bearings 2 as shown in are arranged at both ends,
Since it has the same structure, its illustration and description are omitted. Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0035】即ち、車軸1には10トン前後のラジアル
荷重が負荷されるため、回転中の車軸1にはベンディン
グが発生する。すると、内輪2c端面及びバッキングリ
ング5Aの端面5a間の応力と、内輪2d端面及びバッ
キングリング5Bの端面5b間の応力とが、車軸1の回
転に同期して周期的に変動する。
That is, since a radial load of about 10 tons is applied to the axle 1, bending occurs on the rotating axle 1. Then, the stress between the end surface of the inner ring 2c and the end surface 5a of the backing ring 5A and the stress between the end surface of the inner ring 2d and the end surface 5b of the backing ring 5B periodically fluctuate in synchronization with the rotation of the axle 1.

【0036】しかし、バッキングリング5A,5Bの端
面5a,5bには、その応力変動を吸収するための被膜
を形成しているため、かかる応力変動に起因して内輪2
c,2dの端面やバッキングリング5A,5Bの端面5
a,5b等にフレッティングが生じてしまうことが防止
される。その結果、金属の磨耗粉が軸受内に多量に混入
することが避けられるから、内輪2c,2dや外輪2e
の軌道面の面荒れやグリースの劣化等を招くことがな
く、従来の軸受ユニットに比べて保守点検の頻度が低減
されるのである。
However, since the end faces 5a and 5b of the backing rings 5A and 5B are coated with a film for absorbing the stress variation, the inner ring 2 is caused by the stress variation.
End surfaces 5c and 2d and end surfaces 5 of backing rings 5A and 5B
Fretting on a, 5b, etc. is prevented. As a result, a large amount of metal abrasion powder is prevented from entering the bearing, so that the inner rings 2c and 2d and the outer ring 2e are prevented.
Therefore, the frequency of maintenance and inspection is reduced as compared with the conventional bearing unit without causing surface roughness of the track surface and deterioration of grease.

【0037】図2は本発明の第2の実施の形態における
軸受ユニットの構成を示す断面図であり、図1に示した
構成と同様の部材及び部位には同じ符号を付している。
即ち、この図2に示す軸受ユニットは、図1に示した構
成を実質的に同一であるが、バッキングリング5A,5
Bを図1の場合よりも肉薄としている。そして、このよ
うな構成の軸受ユニットであっても、バッキングリング
5A,5Bの端面5a,5bに応力変動吸収層を形成す
ることにより、フレッティング防止効果を得ることがで
きる。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a bearing unit according to the second embodiment of the present invention. The same members and parts as those in the structure shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
That is, the bearing unit shown in FIG. 2 has substantially the same structure as that shown in FIG.
B is thinner than in the case of FIG. Even in the bearing unit having such a configuration, the fretting prevention effect can be obtained by forming the stress fluctuation absorbing layer on the end surfaces 5a and 5b of the backing rings 5A and 5B.

【0038】図3は本発明の第3の実施の形態を示す図
であって、要部を拡大した断面図である。なお、全体の
構成は上記第1の実施の形態と同様であり、上記第1の
実施の形態と同様の部材,部位には同じ符号を付してい
る。また、バッキングリング5A側の構成は、この図3
の構成と同様であるためその図示を省略している。
FIG. 3 is a view showing a third embodiment of the present invention and is an enlarged sectional view of a main part. The overall configuration is the same as in the first embodiment, and the same members and parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The configuration on the backing ring 5A side is shown in FIG.
The configuration is the same as that of FIG.

【0039】即ち、本実施の形態では、バッキングリン
グ5Bの端面5b表面に、その硬度を高くした高硬度層
10を形成し、その高硬度層10が内輪2dの端面に当
接するようにしている。高硬度層10は、これと当接す
る内輪2d端面と同等又はそれ以上の硬度を有する層で
あり、上述のようなメッキ処理,コーティング処理,浸
炭窒化処理等によって形成される。
That is, in the present embodiment, the high hardness layer 10 having an increased hardness is formed on the surface of the end surface 5b of the backing ring 5B, and the high hardness layer 10 is brought into contact with the end surface of the inner ring 2d. . The high-hardness layer 10 is a layer having a hardness equal to or higher than that of the end surface of the inner ring 2d that is in contact with the high-hardness layer 10, and is formed by the above-described plating treatment, coating treatment, carbonitriding treatment or the like.

【0040】このような構成であっても、内輪2d及び
バッキングリング5B間の応力変動に対する端面5bの
耐性が、高硬度層10を形成したことにより向上してい
るから、その端面5bにフレッティングが発生し難くな
っている。このため、上記第1の実施の形態と同様に、
従来の軸受ユニットに比べて保守点検の頻度が低減され
るという利点がある。
Even with such a structure, the resistance of the end surface 5b to the stress fluctuation between the inner ring 2d and the backing ring 5B is improved by forming the high hardness layer 10, so that the end surface 5b is fretting. Is less likely to occur. Therefore, as in the first embodiment,
There is an advantage that the frequency of maintenance and inspection is reduced as compared with the conventional bearing unit.

【0041】図4は本発明の第4の実施の形態を示す図
であって、要部を拡大した断面図である。なお、全体の
構成は上記第1の実施の形態と同様であり、上記第1の
実施の形態と同様の部材,部位には同じ符号を付してい
る。また、バッキングリング5A側の構成は、この図4
の構成と同様であるためその図示を省略している。
FIG. 4 is a view showing a fourth embodiment of the present invention and is an enlarged sectional view of a main part. The overall configuration is the same as in the first embodiment, and the same members and parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The structure on the backing ring 5A side is shown in FIG.
The configuration is the same as that of FIG.

【0042】即ち、本実施の形態では、バッキングリン
グ5Bの端面5bに特に応力変動吸収層等は設けずに、
その端面5bを所定形状に加工することにより、応力変
動の影響を低減できるようにしたものである。
That is, in this embodiment, the end face 5b of the backing ring 5B is not provided with a stress fluctuation absorbing layer or the like,
By processing the end surface 5b into a predetermined shape, the influence of stress fluctuation can be reduced.

【0043】つまり、この実施の形態では、バッキング
リング5Bの端面5bにクラウニング加工を施すことに
より、その端面5bに、厚さ方向の中央部が端部に比べ
て盛り上がるような丸みを付けている。これにより、内
輪2dの端面のチャンファ部11と平面部12との間に
形成されるエッジ部13が、バッキングリング5Bの端
面5bに接触しないようにしている。
In other words, in this embodiment, the end surface 5b of the backing ring 5B is crowned so that the end surface 5b is rounded so that the center portion in the thickness direction is higher than the end portion. . This prevents the edge portion 13 formed between the chamfer portion 11 and the flat surface portion 12 on the end surface of the inner ring 2d from contacting the end surface 5b of the backing ring 5B.

【0044】このような構成であれば、内輪2dとバッ
キングリング5Bとの間の応力が集中するエッジ部13
が端面5bに接触しないから、その応力に変動が生じた
としても、そのエッジ部13がフレッティング発生の起
点になるようなことが避けられるから、応力変動の端面
5bへの影響が低減され、その端面5bにおけるフレッ
ティングの発生が抑制される。このため、上記第1の実
施の形態と同様に、従来の軸受ユニットに比べて保守点
検の頻度が低減されるという利点がある。
With this structure, the edge portion 13 where the stress between the inner ring 2d and the backing ring 5B is concentrated.
Does not come into contact with the end surface 5b, so that even if the stress changes, it is possible to prevent the edge portion 13 from becoming the starting point of fretting occurrence, so that the influence of the stress change on the end surface 5b is reduced. The occurrence of fretting on the end surface 5b is suppressed. Therefore, as in the first embodiment, there is an advantage that the frequency of maintenance and inspection is reduced as compared with the conventional bearing unit.

【0045】なお、端面5bのクラウニング形状は、エ
ッジ13と端面5bとの非接触さえ確保できれば特に限
定されるものではく、基準半径等は任意である。また、
クラウニング加工した部位に、バレル,ショットピーニ
ング等の加工処理を施してもよい。さらには、クラウニ
ング加工を内輪2dの端面側に施すことにより、エッジ
部13が端面5bに接触しないようにしても、本実施の
形態と同様の作用効果が得られる。
The crowning shape of the end surface 5b is not particularly limited as long as the edge 13 and the end surface 5b can be kept in non-contact with each other, and the reference radius and the like are arbitrary. Also,
Processing such as barrel and shot peening may be applied to the portion subjected to the crowning processing. Furthermore, even if the edge portion 13 does not come into contact with the end surface 5b by performing the crowning process on the end surface side of the inner ring 2d, the same effect as that of the present embodiment can be obtained.

【0046】図5は本発明の第5の実施の形態を示す図
であって、要部を拡大した断面図である。なお、全体の
構成は上記第1の実施の形態と同様であり、上記第1の
実施の形態と同様の部材,部位には同じ符号を付してい
る。また、バッキングリング5A側の構成は、この図5
の構成と同様であるためその図示を省略している。
FIG. 5 is a view showing a fifth embodiment of the present invention and is an enlarged sectional view of a main part. The overall configuration is the same as in the first embodiment, and the same members and parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The structure on the backing ring 5A side is shown in FIG.
The configuration is the same as that of FIG.

【0047】即ち、本実施の形態も、上記第4の実施の
形態と同様に、端面5bを所定形状に加工することによ
り、応力変動の影響を低減できるようにしたものであ
る。つまり、この実施の形態では、端面5bの内輪2d
端面のチャンファ部11と対向する部位に、端に近づく
に従ってその内輪2dから離れるようなテーパ面14を
形成している。ただし、テーパ面14の傾斜が始まる位
置は、エッジ部13よりも若干中央部寄りとしていて、
エッジ部13が、バッキングリング5Bの端面5bに接
触しないようにしている。
That is, also in the present embodiment, as in the fourth embodiment, the end face 5b is processed into a predetermined shape so that the influence of stress fluctuation can be reduced. That is, in this embodiment, the inner ring 2d of the end surface 5b is
A taper surface 14 is formed at a portion of the end face facing the chamfered portion 11 so as to separate from the inner ring 2d as it approaches the end. However, the position where the taper surface 14 begins to tilt is slightly closer to the center than the edge 13,
The edge portion 13 does not contact the end surface 5b of the backing ring 5B.

【0048】このような構成であっても、エッジ部13
が端面5bに接触しないから、上記第4の実施の形態と
同様の作用効果が得られる。特に、本実施の形態であれ
ば、端面5bにテーパ面14を形成するだけで済むか
ら、上記各実施の形態、特に上記第4の実施の形態に比
べて、コスト的に有利である。
Even with such a configuration, the edge portion 13
Does not come into contact with the end surface 5b, the same effect as that of the fourth embodiment can be obtained. In particular, according to the present embodiment, it is sufficient to form the tapered surface 14 on the end surface 5b, which is advantageous in cost as compared with the above-mentioned respective embodiments, particularly the above-mentioned fourth embodiment.

【0049】なお、テーパ面14の形成角度等は特に限
定されるものではなく、要はエッジ13と端面5bとの
非接触さえ確保できればよい。また、内輪2d側をテー
パ形状とすることにより、エッジ部13が端面5bに接
触しないようにしても、本実施の形態と同様の作用効果
が得られる。
The angle of formation of the tapered surface 14 is not particularly limited, and the point is that the edge 13 and the end surface 5b need not be in contact with each other. Further, even if the edge portion 13 is prevented from coming into contact with the end surface 5b by forming the tapered shape on the inner ring 2d side, the same operational effect as in the present embodiment can be obtained.

【0050】図6は本発明の第6の実施の形態を示す図
であって、要部を拡大した断面図である。なお、全体の
構成は上記第1の実施の形態と同様であり、上記第1の
実施の形態と同様の部材,部位には同じ符号を付してい
る。また、バッキングリング5A側の構成は、この図6
の構成と同様であるためその図示を省略している。
FIG. 6 is a view showing a sixth embodiment of the present invention and is an enlarged sectional view of a main part. The overall configuration is the same as in the first embodiment, and the same members and parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The structure on the backing ring 5A side is shown in FIG.
The configuration is the same as that of FIG.

【0051】即ち、本実施の形態では、バッキングリン
グ5Bの端面5bを、上記第4の実施の形態と同様の形
状とするとともに、その端面5bに、上記第1の実施の
形態と同様の応力変動吸収層20を形成したものであ
る。
That is, in this embodiment, the end surface 5b of the backing ring 5B has the same shape as that of the fourth embodiment, and the end surface 5b has the same stress as that of the first embodiment. The fluctuation absorbing layer 20 is formed.

【0052】このような構成であれば、上記第1の実施
の形態及び第4の実施の形態の両方の作用が発揮される
から、応力変動の影響が極めて小さくなるから、フレッ
ティング発生の抑制効果が顕著になって、従来の軸受ユ
ニットに比べて保守点検の頻度が大幅に低減されるとい
う利点がある。
With such a configuration, the effects of both the first and fourth embodiments described above are exhibited, and the influence of stress fluctuations becomes extremely small, so that the occurrence of fretting is suppressed. There is an advantage that the effect becomes remarkable and the frequency of maintenance and inspection is greatly reduced as compared with the conventional bearing unit.

【0053】図7は本発明の第7の実施の形態を示す図
であって、要部を拡大した断面図である。なお、全体の
構成は上記第1の実施の形態と同様であり、上記第1の
実施の形態と同様の部材,部位には同じ符号を付してい
る。また、バッキングリング5A側の構成は、この図7
の構成と同様であるためその図示を省略している。
FIG. 7 is a view showing a seventh embodiment of the present invention and is an enlarged sectional view of a main part. The overall configuration is the same as in the first embodiment, and the same members and parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The configuration on the backing ring 5A side is shown in FIG.
The configuration is the same as that of FIG.

【0054】即ち、本実施の形態では、バッキングリン
グ5Bの端面5bを、上記第5の実施の形態と同様の形
状とするとともに、その端面5bに、上記第1の実施の
形態と同様の応力変動吸収層20を形成したものであ
り、このような構成であれば、上記第1の実施の形態及
び第5の実施の形態の両方の作用が発揮されるから、上
記第6の実施の形態と同様の作用効果が得られるし、コ
スト的には上記第6の実施の形態よりも有利となる。
That is, in this embodiment, the end surface 5b of the backing ring 5B has the same shape as that of the fifth embodiment, and the end surface 5b has the same stress as that of the first embodiment. The fluctuation absorbing layer 20 is formed, and with such a configuration, the effects of both the first embodiment and the fifth embodiment are exhibited, and thus the sixth embodiment. The same effects and advantages can be obtained, and the cost is more advantageous than that of the sixth embodiment.

【0055】なお、上記各実施の形態では、本発明に係
る軸受ユニットを、背面組合せの複列円錐ころ軸受を有
する軸受ユニットに適用した場合を説明したが、本発明
の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば複
列の円筒ころ軸受等の他の軸受であってもよい。
In each of the above embodiments, the case where the bearing unit according to the present invention is applied to a bearing unit having a double row tapered roller bearing with a combination of back surfaces has been described, but the application of the present invention is not limited to this. However, other bearings such as double-row cylindrical roller bearings may be used.

【0056】また、上記第1,第2,第6,第7の実施
の形態では、主としてバッキングリング5A,5Bの端
面5a,5bに応力変動吸収層を形成した場合について
説明しているが、その端面5a,5bが当接する内輪2
c,2dの端面に応力変動吸収層を形成してもよいし、
或いは両方に形成してもよい。即ち、第6,第7の実施
の形態にあっては、バッキングリング5A,5Bの端面
5a,5b又は内輪2c,2dの端面を上記のようなク
ラウニング形状又はテーパ形状とするとともに、バッキ
ングリング5A,5Bの端面5a,5b又は内輪2c,
2dの端面の一方若しくは両方に応力変動吸収層を形成
すればよい。
In the first, second, sixth and seventh embodiments, the case where the stress fluctuation absorbing layer is formed mainly on the end surfaces 5a and 5b of the backing rings 5A and 5B has been described. Inner ring 2 with which the end surfaces 5a, 5b abut
A stress fluctuation absorbing layer may be formed on the end faces of c and 2d,
Alternatively, both may be formed. That is, in the sixth and seventh embodiments, the end faces 5a, 5b of the backing rings 5A, 5B or the end faces of the inner rings 2c, 2d have the crowning shape or the tapered shape as described above, and the backing ring 5A , 5B end surfaces 5a, 5b or inner ring 2c,
The stress fluctuation absorbing layer may be formed on one or both of the 2d end faces.

【0057】さらに、上記第6,第7の実施の形態で
は、端面5a,5bに応力変動吸収層20を形成してい
るが、これに代えて上記第3の実施の形態のような高硬
度層10を形成するようにしてもよい。
Further, in the sixth and seventh embodiments, the stress fluctuation absorbing layer 20 is formed on the end faces 5a and 5b, but instead of this, the high hardness as in the third embodiment is provided. The layer 10 may be formed.

【0058】[0058]

【実施例】以下、本発明の実施例を、本発明者等が行っ
た実験の結果を伴って詳細に説明する。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in detail with the results of experiments conducted by the present inventors.

【0059】なお、下記の実験例1〜3は、上記実施の
形態における図1と同様の構成の軸受ユニットを用いる
とともに、軸受2にラジアル荷重を負荷した状態でモー
タ駆動により車軸1を回転させることにより、車軸1に
強制的にベンディングを引き起し、所定時間(50時
間,100時間,200時間,300時間,400時
間,500時間,1000時間)経過毎に、内輪2c,
2dの端面及びバッキングリング5A,5Bの端面5
a,5bを観察してフレッティングの発生を評価すると
ともに、1000時間経過後に、内輪2c,2dの端面
の表面プロファイルを粗さ測定器(株式会社 東京精密
製)で磨耗深さを測定した。また、比較例として、端面
5a,5bに応力変動吸収層を形成しない軸受2につい
ても、同様の実験を行った。実験条件は、 ラジアル荷重:5000kgf アキシャル荷重:1500kgf 回転数:2000rpm 荷重負荷間隔:5秒オン、25秒オフの繰り返し である。表面の観察結果の一部を表1に示し、磨耗深さ
測定結果の一部を表2に示すとともに、応力変動吸収層
の膜厚と軸受2の耐久時間との関係を、図8にグラフで
示した。 〔実験例1〕バッキングリング5A,5Bの材質をS4
5Cとするとともに、その各部の寸法を、内径120m
m、外径170mm、長さ70mmとし、内輪2c,2
d端面との接触面積を約2300mm2 とした。
In Experimental Examples 1 to 3 described below, the bearing unit having the same structure as that of FIG. 1 in the above-mentioned embodiment is used, and the axle 2 is rotated by the motor drive while the bearing 2 is loaded with the radial load. As a result, the axle 1 is forcibly bent, and the inner ring 2c, and the inner ring 2c, are regenerated every time a predetermined time (50 hours, 100 hours, 200 hours, 300 hours, 400 hours, 500 hours, 1000 hours) elapses.
2d end surface and backing ring 5A, 5B end surface 5
The occurrence of fretting was evaluated by observing a and 5b, and after 1,000 hours, the surface profile of the end faces of the inner rings 2c and 2d was measured for wear depth with a roughness measuring instrument (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). Further, as a comparative example, the same experiment was conducted for the bearing 2 in which the stress fluctuation absorbing layer was not formed on the end faces 5a and 5b. The experimental conditions were: radial load: 5000 kgf, axial load: 1500 kgf, rotation speed: 2000 rpm, load load interval: 5 seconds on, 25 seconds off. Part of the surface observation results is shown in Table 1, part of the wear depth measurement results is shown in Table 2, and the relationship between the film thickness of the stress fluctuation absorbing layer and the durability time of the bearing 2 is shown in FIG. Indicated by. [Experimental Example 1] The material of the backing rings 5A and 5B is S4.
5C and the size of each part is 120m inside diameter
m, outer diameter 170 mm, length 70 mm, inner rings 2c, 2
The contact area with the d end surface was set to about 2300 mm 2 .

【0060】そして、かかるバッキングリング5A,5
Bの端面5a,5bに、応力変動吸収層としての銀被膜
を、メッキ処理により2μm〜50μm形成した。具体
的には、端面5a,5bを除く部分をクロロプレン系マ
スキング剤で被覆し、アルカリ脱脂、酸洗浄を行った後
に、銅のストライクメッキを1μm施し、そして、端面
5a,5b表面に、電解メッキにより、銀被膜を施し
た。なお、銀被膜の膜厚は、単位面積当たりの電解電流
と電解時間を制御することで、膜厚の異なる銀被膜を形
成した。 〔実験例2〕材質及び寸法が実験例1と同様のバッキン
グリング5A,5Bの端面5a,5bに、市販されてい
るウレタン系エラストマーを複数種類の厚みで塗膜し
た。 〔実験例3〕材質及び寸法が実験例1と同様のバッキン
グリング5A,5Bの端面5a,5bに、予め燐酸マン
ガンの化成処理を施し、その上に4フッ化エチレンと熱
硬化性樹脂との混合物の被膜処理を施した。化成処理
は、膜重量として、約5.0g/m2 (膜厚:約4μm
〜5μm)の燐酸マンガン塩処理である。そして、上層
の樹脂塗膜層は、4フッ化エチレン1に対しポリアミド
イミド4の割合の被膜層であって、その被膜法は、4フ
ッ化エチレンとポリアミドイミドとの上記比率の混合物
をそれらと同じ重量比の有機溶剤で分散液としたもの
を、エアーを用いたスプレーガンで塗膜層を形成し、2
00度で1時間の加熱処理を施して、端面5a,5bに
被覆する、という方法である。なお、被膜の厚みは、複
数種類形成した。
Then, the backing rings 5A, 5
On the end faces 5a and 5b of B, a silver film as a stress fluctuation absorbing layer was formed by plating to a thickness of 2 μm to 50 μm. Specifically, the portions other than the end faces 5a and 5b are covered with a chloroprene-based masking agent, alkali degreasing and acid cleaning are performed, and then copper strike plating is applied to 1 μm, and then the end faces 5a and 5b are electroplated. To provide a silver coating. The thickness of the silver coating was controlled by controlling the electrolysis current per unit area and the electrolysis time to form silver coatings having different thicknesses. [Experimental Example 2] Commercially available urethane-based elastomers having different thicknesses were coated on the end surfaces 5a and 5b of the backing rings 5A and 5B having the same material and dimensions as in Experimental Example 1. [Experimental Example 3] Manganese phosphate chemical conversion treatment was previously applied to the end surfaces 5a and 5b of the backing rings 5A and 5B having the same material and dimensions as those in Experimental Example 1, and then tetrafluoroethylene and a thermosetting resin were used. The mixture was coated. The chemical conversion treatment is performed with a film weight of about 5.0 g / m 2 (film thickness: about 4 μm
˜5 μm) manganese phosphate treatment. The upper resin coating layer is a coating layer in which the ratio of polyamideimide 4 to tetrafluoroethylene 1 is 4, and the coating method uses a mixture of tetrafluoroethylene and polyamideimide in the above ratio. Form a coating layer with a spray gun using air using the same weight ratio of organic solvent as a dispersion.
This is a method in which the end faces 5a and 5b are covered by heat treatment at 00 degrees for 1 hour. A plurality of types of film thickness were formed.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】なお、この表1中の各記号の意味は、下記
の通りである。 ○:フレッティング発生無し △:一部フレッティング発生 ×:全面フレッティング発生
The meaning of each symbol in Table 1 is as follows. ○: No fretting occurred △: Partially fretting occurred ×: Full surface fretting occurred

【0063】[0063]

【表2】 [Table 2]

【0064】これら表1,表2からも明らかなように、
実験例1〜3のいずれであっても、比較例に比べてフレ
ッティングの防止効果があることが確認できた。実験例
1の構成でフレッティング防止効果が得られるのは、応
力変動が硬度の低い銀等のメッキ層に作用し、そのメッ
キ層に磨耗が生じ、内輪2c,2d端面やバッキングリ
ング5A,5Bの端面5a,5bにはフレッティングは
生じないからである。
As is clear from Table 1 and Table 2,
It was confirmed that any of Experimental Examples 1 to 3 had an effect of preventing fretting as compared with Comparative Example. The effect of preventing fretting in the configuration of Experimental Example 1 is that the stress fluctuation acts on the plating layer of silver or the like having a low hardness, and the plating layer is abraded to cause the inner rings 2c and 2d end surfaces and the backing rings 5A and 5B. This is because fretting does not occur on the end surfaces 5a and 5b.

【0065】実験例2の構成でフレッティング防止効果
が得られるのは、介在させた物質の弾性力が小さくて降
伏点が存在すれば、内輪2c,2d端面やバッキングリ
ング5A,5Bの端面5a,5bに働く応力が吸収され
るからである。また、その介在させた物質の塑性変形に
よってそれら端面間に隙間ができないため、衝撃がより
緩和される結果、実験例1の場合よりもフレッティング
防止効果が向上すると考えられる。
In the structure of Experimental Example 2, the effect of preventing fretting can be obtained if the interposing material has a small elastic force and a yield point exists, the end faces 5a of the inner rings 2c and 2d and the end faces 5a of the backing rings 5A and 5B. , 5b is absorbed. Further, it is considered that since the gap is not formed between the end faces due to the plastic deformation of the intervening substance, the impact is further mitigated, and as a result, the fretting prevention effect is improved as compared with the case of Experimental Example 1.

【0066】実験例3の構成でフレッティング防止効果
が得られるのは、実験例2の場合と同様であるが、その
介在させた物質が自己潤滑性を有しているため、特に顕
著なフレッティング防止効果が得られる。つまり、金属
表面に化成処理を施し、その上に固体潤滑剤粒子を含有
したマトリックス樹脂層を形成させた実験例3の構造
が、上記実験例1〜3の中ではフレッティングを防止す
る上で最も好ましい。
The effect of preventing fretting can be obtained with the structure of Experimental Example 3 as in the case of Experimental Example 2, but the intervening substance has a self-lubricating property, so that a particularly remarkable fretting effect is obtained. Anti-tinging effect is obtained. In other words, the structure of Experimental Example 3 in which the matrix resin layer containing the solid lubricant particles was formed on the metal surface by chemical conversion treatment was used to prevent fretting in Experimental Examples 1 to 3 above. Most preferred.

【0067】そして、比較例における未処理のバッキン
グリングのフレッティングによる磨耗量が一応の限界値
である150μmに至るまでの耐久時間が450時間で
あることから、その耐久時間をクリアできる応力変動吸
収層の膜厚をフレッティング防止に有効な膜厚とすれ
ば、実験例1の構造での膜厚下限値は50μm、実験例
2の構造での膜厚下限値は30μm、実験例3の構造で
の膜厚下限値は5μmがそれぞれ好ましいと言える。
The endurance time until the wear amount of the untreated backing ring in the comparative example due to fretting reaches 150 μm, which is a tentative limit value, is 450 hours. Therefore, stress fluctuation absorption that can clear the endurance time is absorbed. Assuming that the film thickness of the layer is effective for preventing fretting, the lower limit of film thickness in the structure of Experimental Example 1 is 50 μm, the lower limit of film thickness in the structure of Experimental Example 2 is 30 μm, and the structure of Experimental Example 3 is It can be said that the lower limit of the film thickness is preferable to be 5 μm.

【0068】これに対し、いずれの構造でも応力変動吸
収層が100μmを越えると、応力変動吸収層にクラッ
クや剥離が発生しやすくなるため、逆にフレッティング
防止に対して悪影響が及ぼされることが確認されてい
る。よって、応力変動吸収層の膜厚上限値は100μm
が好ましい。
On the other hand, in any of the structures, if the stress fluctuation absorbing layer exceeds 100 μm, cracks or peeling easily occur in the stress fluctuation absorbing layer, which adversely affects fretting prevention. It has been confirmed. Therefore, the upper limit of the film thickness of the stress fluctuation absorbing layer is 100 μm.
Is preferred.

【0069】特にフレッティング防止効果が顕著である
実験例3の構造では、上記の理由から有効と考えられる
応力変動吸収層の膜厚は5μm〜100μmであるが、
20μm〜100μmの範囲内とすることがさらに好ま
しい。
In the structure of Experimental Example 3 in which the effect of preventing fretting is particularly remarkable, the thickness of the stress fluctuation absorbing layer considered to be effective for the above reason is 5 μm to 100 μm.
More preferably, it is in the range of 20 μm to 100 μm.

【0070】なお、上記実験例1の各種条件のうち、ス
トライクメッキは銅に限定されるものではなく、ニッケ
ル等その他の金属であっても同様の効果が得られること
を確認している。また、ストライクメッキの厚みも、
0.5μm〜5.0μmの範囲でも同様の効果が得られ
ることを確認している。銀の他に、鉛や錫等の他の軟質
金属も、銀の場合と略同等の効果が得られることが確認
されているため、端面5a,5bには銀以外の金属をメ
ッキしてもよく、これら銀,鉛,亜鉛,錫等がフレッテ
ィング防止に有効である。要は、内輪2c,2dの材質
及びバッキングリング5A,5Bの材質の双方よりも硬
度の低い材質の被膜であれば、実験例1と同様の効果が
得られるのである。
It has been confirmed that, among the various conditions of Experimental Example 1, the strike plating is not limited to copper, and the same effect can be obtained with other metals such as nickel. Also, the thickness of the strike plating is
It has been confirmed that the same effect can be obtained in the range of 0.5 μm to 5.0 μm. In addition to silver, it has been confirmed that other soft metals such as lead and tin have substantially the same effect as in the case of silver. Therefore, even if a metal other than silver is plated on the end faces 5a and 5b. Often, these silver, lead, zinc, tin, etc. are effective in preventing fretting. In short, the same effect as in Experimental Example 1 can be obtained if the coating is made of a material having a hardness lower than that of both the materials of the inner rings 2c and 2d and the backing rings 5A and 5B.

【0071】また、上記実験例2のように端面5a,5
bに塗膜して応力変動吸収層を形成する場合、その応力
変動吸収層を形成する物質はエラストマーに限定される
ものではなく、粘弾性体であれば、熱可塑性、熱硬化
性、若しくはゴムと樹脂の重合体であるサーモプラスチ
ックエラストマーや、シリコン配合樹脂を使用しても、
上記実験例2と同様な効果が得られることが確認されて
いる。さらに、そのような物質をシート状に形成し、こ
れを内輪2c,2d端面と端面5a,5bとの間に挟み
込むか、或いはそのようなシート状にしたものを少なく
とも一方の端面に固着しても、上記実験例2と同様な効
果が得られる。要は、それら端面間に、内輪2c,2d
の材質及びバッキングリング5A,5Bの材質の双方よ
りも弾性係数が小さく降伏点のある材質からなる層を介
在させれば、実験例2と同様の効果が得られるのであ
る。
In addition, the end surfaces 5a, 5
When the stress fluctuation absorbing layer is coated on b to form the stress fluctuation absorbing layer, the substance forming the stress fluctuation absorbing layer is not limited to the elastomer, and if it is a viscoelastic body, it may be thermoplastic, thermosetting, or rubber. Even if you use a thermoplastic elastomer, which is a polymer of
It has been confirmed that the same effect as in Experimental Example 2 can be obtained. Further, such a substance is formed in a sheet shape and is sandwiched between the end faces of the inner rings 2c, 2d and the end faces 5a, 5b, or such a sheet form is fixed to at least one end face. Also, the same effect as that of Experimental Example 2 can be obtained. In short, the inner rings 2c, 2d are placed between the end faces.
The same effect as in Experimental Example 2 can be obtained by interposing a layer made of a material having a smaller elastic coefficient and a yield point than both the material of No. 1 and the materials of the backing rings 5A and 5B.

【0072】さらに、上記実験例3における化成処理膜
は、燐酸マンガン塩に限定されるものではなく、燐酸亜
鉛、燐酸カルシウム、燐酸鉄等の塩でも適用可能であ
り、膜重量も1.0g/m2 以上であれば同様の効果が
得られる。また、樹脂塗膜中の固体潤滑剤粒子は、自己
潤滑性のある粒子であれば、他の固体潤滑剤粒子であっ
てもフレッティングを防止できることが確認されてい
る。また、上層の樹脂層はポリアミドイミドの他、エポ
キシ、ウレタン、フェノール等のように金属より弾性係
数が小さい粘弾性体であれば何でもよい。
Further, the chemical conversion treatment film in Experimental Example 3 is not limited to manganese phosphate salt, and salts such as zinc phosphate, calcium phosphate, iron phosphate, etc. can be applied, and the film weight is 1.0 g / g. If m 2 or more, the same effect can be obtained. Further, it has been confirmed that even if the solid lubricant particles in the resin coating film are particles having self-lubricating properties, other solid lubricant particles can prevent fretting. In addition to the polyamide-imide, the upper resin layer may be any viscoelastic body such as epoxy, urethane, and phenol, which has a smaller elastic coefficient than metal.

【0073】次に、本発明者等が行った他の実験例につ
いて説明する。なお、実験条件及び実験方法は、特に限
定していないものについては、上記実験例1〜3と同様
である。 〔実験例4〕4フッ化エチレン70wt%、住友化学株
式会社製のエコノール(商品名)30wt%を配合し、
焼結した材料を厚さ0.3mmのシートとし、そのシー
トをバッキングリング5A,5Bの端面5a,5bに接
着した。接着剤には、スリーボンド株式会社製の2液硬
化型エポキシを使用し、その接着剤をシート全面に塗布
して80℃で硬化させた。
Next, another experimental example conducted by the present inventors will be described. The experimental conditions and the experimental method are the same as in Experimental Examples 1 to 3 above, unless otherwise specified. [Experimental Example 4] 70 wt% of tetrafluoroethylene and 30 wt% of Econol (trade name) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. were mixed,
The sintered material was made into a sheet having a thickness of 0.3 mm, and the sheet was adhered to the end surfaces 5a and 5b of the backing rings 5A and 5B. A two-component curing type epoxy made by ThreeBond Co., Ltd. was used as the adhesive, and the adhesive was applied to the entire surface of the sheet and cured at 80 ° C.

【0074】なお、バッキングリング5A,5Bの端面
5a,5bには、予め燐酸マンガン塩被膜を5μm施
し、上記シートは、ナトリウムのナフタレン溶液で活性
化処理を施しておいた。 〔実験例5〕4フッ化エチレン85wt%、デュポン社
製のポリイミド15wt%配合し、焼結した材料を厚さ
0.6mmのシートとし、そのシートを、軸受2の各内
輪2c,2dのバッキングリング5A,5B側の端面に
接着した。接着剤には、スリーボンド株式会社製の2液
硬化型エポキシを使用し、シートをアルゴンガスでドラ
イエッチングした後に、各内輪2c,2dの端面に接着
した。
It should be noted that the back surfaces 5a and 5B of the backing rings 5A and 5B were previously coated with a manganese phosphate salt film of 5 μm, and the above-mentioned sheet was activated with a sodium naphthalene solution. [Experimental Example 5] 85 wt% of tetrafluoroethylene and 15 wt% of polyimide manufactured by DuPont were mixed and sintered into a sheet having a thickness of 0.6 mm, and the sheet was used as a backing for each inner ring 2c, 2d of the bearing 2. It was adhered to the end faces of the rings 5A and 5B. A two-component curing type epoxy made by ThreeBond Co., Ltd. was used as an adhesive, and the sheet was dry-etched with argon gas and then adhered to the end faces of the inner rings 2c and 2d.

【0075】これら実験例4,5における表面の観察結
果の一部を表3に示す。表3中の記号の意味は、表1の
場合と同様である。なお、経過時間は、上記実験例1〜
3とは異なり、500〜3500時間とした。
Table 3 shows a part of the results of observing the surface in Experimental Examples 4 and 5. The meanings of the symbols in Table 3 are the same as in Table 1. In addition, the elapsed time is from the above Experimental Examples 1 to
Different from 3, it was set to 500 to 3500 hours.

【0076】[0076]

【表3】 [Table 3]

【0077】この実験例4,5から、応力変動吸収層と
して、4フッ化エチレンのシート材に耐磨耗材を混合さ
せたものを使用すると、フレッティング防止効果が極め
て顕著になることが判った。また、応力変動吸収層は、
バッキングリング5A,5Bの端面5a,5bでも、内
輪2a,2d側の端面でも、同等のフレッティング防止
効果が得られることも判った。さらに、シート表面に、
化学的又は物理的な活性化処理を施すことにより、バッ
キングリング5A,5B、内輪2a,2dとの密着性が
向上することも確認された。特にシート材は、コーティ
ング材と異なりシートの厚みが増加しても、応力変動に
よるクラックやわれ等が発生せず、フレッティングに対
して耐久性が優れている。
From these Experimental Examples 4 and 5, it was found that the use of a mixture of a wear resistant material and a sheet material of tetrafluoroethylene as the stress fluctuation absorbing layer makes the effect of preventing fretting extremely remarkable. . Also, the stress fluctuation absorbing layer is
It was also found that the same fretting prevention effect can be obtained by the end faces 5a, 5b of the backing rings 5A, 5B and the end faces on the inner rings 2a, 2d side. Furthermore, on the sheet surface,
It was also confirmed that the chemical or physical activation treatment improves the adhesion to the backing rings 5A and 5B and the inner rings 2a and 2d. In particular, unlike the coating material, the sheet material has excellent durability against fretting, even if the thickness of the sheet increases, cracks and cracks due to stress fluctuations do not occur.

【0078】次に、本発明者等が行った他の実験例につ
いて説明する。なお、実験条件及び実験方法は、特に限
定していないものについては、上記実験例1〜3と同様
である。 〔実験例6〕バッキングリング5A,5Bの端面5a,
5bに、高硬度層10として、クロム層を、メッキ処理
により1〜20μm形成し、その端面5a,5bの表面
硬度を1100Hvとした(図3参照)。 〔実験例7〕バッキングリング5A,5Bの端面5a,
5bに、高硬度層10として、TiC被膜を、イオンプ
レーティングにより2μm形成し、その端面5a,5b
の表面硬度を2300Hvとした(図3参照)。 〔実験例8〕バッキングリング5A,5Bを軸受材質と
同じ鋼炭素クロム鋼で形成するとともに、その端面5
a,5bに浸炭窒化処理を施して高硬度層10を形成
し、それら端面5a,5bの硬度を、内輪2a,2dの
端面の硬度と同等以上とした(図3参照)。
Next, another experimental example conducted by the present inventors will be described. The experimental conditions and the experimental method are the same as in Experimental Examples 1 to 3 above, unless otherwise specified. [Experimental Example 6] End surfaces 5a of the backing rings 5A and 5B,
A chromium layer was formed as a high hardness layer 10 on 5b by 1 to 20 μm by plating, and the surface hardness of the end faces 5a and 5b was 1100 Hv (see FIG. 3). [Experimental Example 7] End surfaces 5a of the backing rings 5A and 5B,
A TiC film as the high hardness layer 10 is formed on the surface 5b by ion plating to have a thickness of 2 μm.
The surface hardness was set to 2300 Hv (see FIG. 3). [Experimental Example 8] The backing rings 5A and 5B are made of the same steel carbon chrome steel as the bearing material, and the end surfaces 5 thereof are
Carbonized and nitrided a and 5b were formed to form the high hardness layer 10, and the hardness of the end faces 5a and 5b was made equal to or higher than the hardness of the end faces of the inner rings 2a and 2d (see FIG. 3).

【0079】これら実験例6〜8における表面の観察結
果の一部を表4に示す。表4中の記号の意味は、表1の
場合と同様である。
Table 4 shows a part of the observation results of the surface in these Experimental Examples 6 to 8. The meanings of the symbols in Table 4 are the same as in Table 1.

【0080】[0080]

【表4】 [Table 4]

【0081】これら実験例6〜8から、応力変動の影響
を低減するために、バッキングリング5A,5Bの端面
5a,5bに高硬度層10を形成することにより、充分
なフレッティング抑制効果が得られることが判った。
From these Experimental Examples 6 to 8, by forming the high hardness layer 10 on the end surfaces 5a and 5b of the backing rings 5A and 5B in order to reduce the influence of stress fluctuation, a sufficient fretting suppressing effect can be obtained. I found out that

【0082】次に、本発明者等が行った他の実験例につ
いて説明する。なお、実験条件及び実験方法は、特に限
定していないものについては、上記実験例1〜3と同様
である。 〔実験例9〕バッキングリング5A,5Bの端面5a,
5bにクラウニング加工を施すことにより、内輪2a,
2bの端面のエッジ部13が、端面5a,5bに接触し
ないようにした(図4参照)。 〔実験例10〕バッキングリング5A,5Bの端面5
a,5bにテーパ面14を形成することにより、内輪2
a,2bの端面のエッジ部13が、端面5a,5bに接
触しないようにした(図5参照)。
Next, another experimental example conducted by the present inventors will be described. The experimental conditions and the experimental method are the same as in Experimental Examples 1 to 3 above, unless otherwise specified. [Experimental Example 9] End surfaces 5a of the backing rings 5A and 5B,
By crowning 5b, the inner ring 2a,
The edge portion 13 of the end surface of 2b was prevented from contacting the end surfaces 5a and 5b (see FIG. 4). [Experimental Example 10] End surfaces 5 of backing rings 5A and 5B
By forming the tapered surface 14 on a and 5b, the inner ring 2
The edge portions 13 of the end faces of a and 2b were prevented from contacting the end faces 5a and 5b (see FIG. 5).

【0083】これら実験例9,10における表面の観察
結果の一部を表5に示す。表5中の記号の意味は、表1
の場合と同様である。
Table 5 shows a part of the results of observing the surface in Experimental Examples 9 and 10. The meanings of the symbols in Table 5 are shown in Table 1.
Is the same as

【0084】[0084]

【表5】 [Table 5]

【0085】これら実験例9,10から、バッキングリ
ング5A,5Bの端面5a,5bの形状をクラウニング
形状やテーパ形状とすることにより、エッジ部13がそ
の端面5a,5bに接触しないようすれば、充分なフレ
ッティング抑制効果が得られることが判った。次に、本
発明者等が行った他の実験例について説明する。なお、
実験条件及び実験方法は、特に限定していないものにつ
いては、上記実験例1〜3と同様である。 〔実験例11〕実験例1と実験例9とを組み合わせた
(図6参照)。 〔実験例12〕実験例3と実験例10とを組み合わせた
(図7参照)。 〔実験例13〕実験例6と実験例6とを組み合わせた
(図6参照)。 〔実験例14〕実験例8と実験例10とを組み合わせた
(図7参照)。
From these Experimental Examples 9 and 10, if the end surfaces 5a and 5b of the backing rings 5A and 5B are made into a crowning shape or a taper shape so that the edge portion 13 does not contact the end surfaces 5a and 5b, It was found that a sufficient fretting suppression effect was obtained. Next, another experimental example conducted by the present inventors will be described. In addition,
The experimental conditions and the experimental method are the same as those in the above Experimental Examples 1 to 3 unless otherwise specified. [Experimental Example 11] Experimental Example 1 and Experimental Example 9 were combined (see FIG. 6). [Experimental Example 12] Experimental Example 3 and Experimental Example 10 were combined (see FIG. 7). [Experimental Example 13] Experimental Example 6 and Experimental Example 6 were combined (see FIG. 6). [Experimental Example 14] Experimental Example 8 and Experimental Example 10 were combined (see FIG. 7).

【0086】これら実験例11〜14における表面の観
察結果の一部を表6に示す。表6中の記号の意味は、表
1の場合と同様である。
Table 6 shows a part of the results of observing the surface in these Experimental Examples 11 to 14. The meanings of the symbols in Table 6 are the same as in Table 1.

【0087】[0087]

【表6】 [Table 6]

【0088】これら実験例11〜14によれば、応力変
動吸収層又は高硬度層によるフレッティング抑制効果
と、バッキングリング5A,5Bの端面5a,5bに形
成したクラウニング形状又はテーパ形状によるフレッテ
ィング抑制効果との両方が得られるため、フレッティン
グが発生する時間を大幅に遅らせることができ、保守点
検の頻度を極めて大幅に低減できるようになる。
According to these Experimental Examples 11 to 14, the effect of suppressing fretting by the stress fluctuation absorbing layer or the high hardness layer and the suppression of fretting by the crowning shape or taper shape formed on the end surfaces 5a, 5b of the backing rings 5A, 5B. Since both effects are obtained, the time when fretting occurs can be significantly delayed, and the frequency of maintenance and inspection can be significantly reduced.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸受の端面とバッキングリングとの間の応力変動の影響
を低減する応力変動影響低減構造を設けたため、それら
軸受端面とバッキングリングとの接触面の応力変動の影
響を低減でき、フレッティングの発生が抑制されるか
ら、軌道輪の軌道面の面荒れやグリースの劣化等を招く
ことがなく、保守点検の頻度を低減できるという効果が
ある。よって、本発明に係る軸受ユニットは、車軸用軸
受に好適である。
As described above, according to the present invention,
Since a stress fluctuation influence reduction structure that reduces the influence of stress fluctuation between the bearing end surface and the backing ring is provided, the effect of stress fluctuation on the contact surface between the bearing end surface and the backing ring can be reduced and fretting will not occur. Since it is suppressed, the surface of the bearing ring is not roughened, the grease is not deteriorated, and the frequency of maintenance and inspection can be reduced. Therefore, the bearing unit according to the present invention is suitable for an axle bearing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of a fifth exemplary embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of a sixth exemplary embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第7の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of a seventh exemplary embodiment of the present invention.

【図8】本発明者等が行った実験の結果を示すグラフで
ある。
FIG. 8 is a graph showing the results of an experiment conducted by the present inventors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車軸(回転軸) 2 軸受 2a 転動体 2c,2d 内輪 2e 外輪 5A,5B バッキングリング 5a,5b 端面 7A,7B オイルシール 10 高硬度層 11 チャンファ部 12 平面部 13 エッジ部 14 テーパ面 20 応力変動吸収層 1 Axle (rotating shaft) 2 Bearing 2a Rolling elements 2c, 2d Inner ring 2e Outer ring 5A, 5B Backing ring 5a, 5b End face 7A, 7B Oil seal 10 High hardness layer 11 Chamfer part 12 Plane part 13 Edge part 14 Tapered surface 20 Stress fluctuation Absorption layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江藤 博二 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 浅井 拡光 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目5番50号 日本精工株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroji Eto 1-5-50 Kumei Kugenuma, Fujisawa-shi, Kanagawa Nippon Seiko Co., Ltd. (72) Hiromitsu Asai 1-1-5 Shinmei Kugenuma, Fujisawa-shi, Kanagawa No. 50 NSK Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸を支持する軸受と、この軸受の端
面に当接して該軸受を前記回転軸に固定するバッキング
リングと、を備えた軸受ユニットにおいて、前記軸受の
端面と前記バッキングリングとの間の応力変動の影響を
低減する応力変動影響低減構造を設けたことを特徴とす
る軸受ユニット。
1. A bearing unit comprising: a bearing for supporting a rotating shaft; and a backing ring for abutting an end surface of the bearing to fix the bearing to the rotating shaft, the end surface of the bearing and the backing ring. A bearing unit having a stress fluctuation influence reducing structure for reducing the influence of stress fluctuation between the bearing units.
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