KR20180091021A - 베어링용 축 및 베어링 - Google Patents

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bearing
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야스노부 오노
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에누티에누 가부시기가이샤
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Abstract

본 발명은, 전동체(2)가 접촉하는 궤도면(측면)을 포함하는 외주면을 구비하고, 탄소를 0.7% 이상 함유하는 강에 의해 구성되고, 궤도면에, 질소 부화층(1a)이 형성되어 있는 베어링용 축(1)에 관한 것이다. 또한, 질소 부화층(1a)의 표면(베어링용 축(1)의 측면에서의, 숏 피닝에 의해 형성된 경화층(1b)의 표면)에서의 압축잔류 응력의 절대치는, 600㎫ 이상 1700㎫ 이하로 되어 있다. 본 발명은, 이에 의해, 장수명화를 도모하는 것이 가능해진다.

Description

베어링용 축 및 베어링
본 발명은, 베어링용 축 및 베어링에 관한 것으로, 보다 특정적으로는, 외륜을 회전시키는 양태로 사용하는 베어링에 사용되는 베어링용 축에 관한 것이다.
종래, 유성치차 감속기 등의 기계 장치에 사용되는 베어링이 알려져 있다. 이와 같은 베어링은, 외륜을 회전시키는 상태로 사용된다. 이 경우, 내륜측에 위치하는 베어링용 축에서는 부하역(域)이 항상 같은 위치가 되기 때문에, 피로 박리에 관해 수명이 짧아진다는 문제가 있다.
이와 같은 문제에 대처하기 위해, 예를 들면 일본 특개2015-7265호 공보에서는, 0.1∼0.5질량%의 탄소 및 기타의 합금 원소를 포함하는 합금강에 의해 베어링용 축을 작성하고, 당해 베어링용 축에 대해 침탄 질화 처리, 고주파 담금질 처리 및 템퍼링 처리를 시행한 후, 숏 피닝 처리를 행함에 의해, 베어링용 축의 표면에 경화층을 형성하는 기술이 개시되어 있다.
상기 일본 특개2015-7265호 공보에서는, 상술한 경화층을 베어링용 축의 표면에 형성함에 의해, 당해 경화층의 표면 경도를 충분히 높게 함과 함께, 경화층에 압축잔류 응력을 발생시킴에 의해, 전동 피로강도나 내필링성을 향상시키는 것이 가능하다고 하고 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특개2015-7265호 공보
그러나, 상기 유성치차 감속기 등의 기계 장치에서는, 상술한 베어링용 축이 피로 박리에 관해 가장 엄격한 상태에서 사용되기 때문에, 당해 베어링용 축의 수명이 기계 장치 전체의 수명을 제약한다. 그 때문에, 베어링용 축에 대해서는, 더 한층의 내구성 향상이 요구되고 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 내구성에 우수한 베어링용 축 및 베어링을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 베어링용 축은, 전동체가 접촉하는 궤도면을 포함하는 외주면을 구비하는 베어링용 축으로서, 탄소를 0.7% 이상 함유하는 강에 의해 구성되어 있다. 궤도면에는, 질소 부화층이 형성되어 있다. 질소 부화층의 표면에서의 압축잔류 응력의 절대치는 600㎫ 이상 1700㎫ 이하이다.
본 발명에 따른 베어링은, 궤도면을 갖는 외주면을 포함하는 베어링용 축과, 당해 궤도면에 접촉하는 표면을 포함하는 전동체를 구비한다. 베어링용 축은, 탄소를 0.7% 이상 함유하는 강에 의해 구성된다. 궤도면에는, 질소 부화층이 형성되어 있다. 질소 부화층의 표면에서의 압축잔류 응력의 절대치는 600㎫ 이상 1700㎫ 이하이고, 전동체의 표면에서의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량은, 베어링용 축의 궤도면에 형성된 질소 부화층의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량보다 많다.
본 발명에 의하면, 베어링용 축의 장수명화를 도모할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 베어링의 단면 모식도.
도 2는 도 1에 도시한 베어링을 구성하는 베어링용 축의 단면 모식도.
도 3은 도 1에 도시한 베어링을 구성하는 니들 롤러의 단면 모식도.
도 4는 도 1에 도시한 베어링을 구성하는 유지기의 부분 단면 모식도.
도 5는 도 2에 도시한 베어링용 축의 변형례를 도시하는 단면 모식도.
도 6은 도 3에 도시한 니들 롤러의 변형례를 도시하는 부분 단면 모식도.
도 7은 도 4에 도시한 유지기의 변형례를 도시하는 부분 단면 모식도.
도 8은 도 1에 도시한 베어링을 적용한 유성치차 감속기의 모식도.
도 9는 도 8의 선분 Ⅸ-Ⅸ에서의 단면 모식도.
이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시의 형태를 설명한다. 또한, 이하의 도면에서 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.
<베어링의 구성>
도 1은, 실시 형태에 따른 베어링의 단면 모식도이다. 도 1을 참조하여, 실시 형태에 따른 베어링의 구성을 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 베어링(10)은, 베어링용 축(1)과, 니들 롤러인 전동체(2)와, 유지기(3)를 구비한다. 베어링용 축(1)은, 원주형상의 형상을 갖는다. 베어링용 축(1)의 궤도면인 측면상에 복수의 전동체(2)가 배치되어 있다. 복수의 전동체(2)는, 베어링용 축(1)의 측면에서, 둘레방향으로 간격을 띠여서 배치되어 있다. 복수의 전동체(2)는, 베어링용 축(1)의 측면에 등간격이 되도록 배치되어 있다.
베어링용 축(1)은, 탄소를 0.7% 이상 함유하는 강에 의해 구성된다. 궤도면에는, 질소 부화층(1a)이 형성되어 있다. 질소 부화층(1a)은, 베어링용 축(1)의 내주부(1c)보다 질소 농도가 높게 되어 있다. 궤도면에서, 질소 부화층(1a)의 표면에는 경화층(1b)이 형성되어 있다. 베어링용 축(1)의 측면에서는, 질소 부화층(1a)의 표면(즉 경화층(1b)의 표면)에서의 압축잔류 응력의 절대치가 600㎫ 이상 1700㎫ 이하이다.
유지기(3)는, 베어링용 축(1)의 측면상에 배치되고, 당해 측면의 둘레방향에 따른 환형상의 형상을 갖는다. 유지기(3)에는 전동체(2)를 내부에 유지하기 위한 포켓이 복수 형성되어 있다. 당해 포켓의 내부에 전동체(2)가 수용됨에 의해, 전동체(2)의 위치가 결정된다.
<베어링용 축의 구성>
도 2는, 도 1에 도시한 베어링을 구성하는 베어링용 축의 단면 모식도이다. 도 2를 참조하여, 베어링용 축(1)의 구성을 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 베어링용 축(1)의 표면(궤도면으로서의 측면 및 당해 측면에 교차하도록 늘어나는 단면에는 질소 부화층(1a)이 형성되어 있다. 베어링용 축(1)의 측면에는, 질소 부화층(1a)의 표면에 경화층(1b)이 형성되어 있다. 당해 경화층(1b)은, 숏 피닝을 행함에 의해 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 당해 경화층(1b)의 표면에서의 압축잔류 응력의 절대치는 600㎫ 이상 1700㎫ 이하이다.
당해 경화층(1b)의 표면에서의 경도는 Hv 850 이상 Hv 1000 이하이다. 또한, 경화층(1b)의 표면 거칠기는 산술평균 거칠기(Ra)로 0.2㎛ 이하이다. 또한, 경화층(1b)에서의 잔류 오스테나이트량은 9체적% 이하이다.
베어링용 축(1)은, 예를 들면 고탄소 크롬 베어링강에 의해 구성된다. 베어링용 축(1)을 구성하는 강으로서는, 예를 들면 JIS 규격 SUJ2를 이용하여도 좋다.
<니들 롤러의 구성>
도 3은, 도 1에 도시한 베어링을 구성하는 전동체(2)의 단면 모식도이다. 도 3을 참조하여, 전동체(2)의 구성을 구체적으로 설명한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 전동체(2)는 니들 롤러이고, 그 표면(베어링용 축(1)과 접촉하는 측면 및 당해 측면과 교차하는 방향으로 늘어나는 단면)에는 질소 부화층(2a)이 형성되어 있다. 질소 부화층(2a)은, 전동체(2)의 내주부(2c)보다 질소 농도가 높게 되어 있다. 전동체의 표면에서의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량은 베어링용 축의 궤도면에 형성된 질소 부화층의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량보다 많게 되어 있다. 구체적으로는, 전동체의 표면에서의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량은 9체적% 이상 50체적% 이하이다. 당해 잔류 오스테나이트량은 9체적% 초과라도 좋다.
<유지기의 구성>
도 4는, 도 1에 도시한 베어링을 구성하는 유지기를 도시하는 부분 단면 모식도이다. 도 4를 참조하여, 유지기(3)를 설명한다.
유지기(3)는, 상술한 바와 같이 환형상의 형상을 갖고 있다. 유지기(3)에는, 전동체(2)(도 1 참조)를 내부에 유지하기 위한 포켓(3a)이 복수 형성되어 있다. 포켓(3a)은, 서로 거의 동등한 간격을 띠여서 형성되어 있다. 유지기(3)의 재료로서는 임의의 재료를 사용할 수 있다. 유지기(3)를 구성하는 재료로서는, 예를 들면 강을 사용할 수 있다. 유지기(3)는, 강에 대해 프레스 가공을 행함에 의해 형성되어 있어도 좋다. 또한, 유지기(3)를 구성하는 재료로서 수지를 사용하여도 좋다.
<제조 방법>
베어링(10)의 제조 방법으로서는, 우선 베어링(10)을 구성하는 부재(베어링용 축(1), 전동체(2), 유지기(3))를 이하와 같이 준비한다. 그리고, 당해 부재를 조립하는 공정을 실시함에 의해, 베어링(10)을 얻을 수 있다.
베어링용 축(1)의 제조 방법 :
상술한 베어링용 축(1)의 제조 방법으로서는, 우선 베어링용 축(1)을 구성하는 조성의 강에 의해 봉형상의 소재(예를 들면 JIS 규격 SUJ2로 이루어지는 소재)를 준비한다. 그리고, 당해 소재에 대해 선삭가공 등 종래 주지의 기계가공 공정을 적용으로써, 베어링용 축(1)의 형상으로 당해 소재를 가공한다(기계가공 공정). 그 후, 열처리 공정을 실시한다. 구체적으로는, 상기한 바와 같이 가공된 소재에 대해 침탄 질화 처리, 조질 처리, 담금질 처리, 템퍼링 처리 등을 실시한다. 열처리의 구체적인 조건례로서는, 예를 들면, 침탄 질화 처리의 처리 온도에 관해, A1점 이상의 온도인 800℃ 이상 1000℃ 미만이라는 온도 조건을 이용할 수 있다.
그 후, 열처리된 소재에 대해 연삭 등의 종래 주지의 기계가공을 행함으로써, 베어링용 축(1)의 치수가 되도록 당해 소재를 마무리 가공한다.
또한, 베어링용 축(1)의 측면(전주면이 되어야 할 측면)에 대해, 숏 피닝 처리를 행한다. 이와 같이 하여, 베어링용 축(1)을 얻을 수 있다. 상술한 마무리 가공과 숏 피닝 처리의 순번을 바꾸어, 먼저 숏 피닝 처리를 행하여도 좋다.
전동체(2)의 제조 방법 :
전동체(2)의 제조 방법으로서는, 종래 주지의 제조 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 전동체(2)로서 강(예를 들면 고탄소 크롬 베어링강)으로 이루어지는 봉형상의 소재를 준비한다. 당해 소재에 대해 종래 주지의 기계가공을 행함에 의해, 전동체(2)의 형상이 되도록 당해 소재를 가공한다. 그 후, 열처리 공정을 실시한다. 구체적으로는, 상기한 바와 같이 가공된 소재에 대해 침탄 질화 처리 등을 실시한다. 열처리의 구체적인 조건례로서는, 예를 들면, 침탄 질화 처리의 처리 온도에 관해, A1점 이상의 온도인 800℃ 이상 1000℃ 미만이라는 온도 조건을 이용할 수 있다.
그 후, 열처리된 소재에 대해 연삭 등의 종래 주지의 기계가공을 행함으로써, 전동체(2)의 치수가 되도록 당해 소재를 가공한다. 이와 같이 하여, 전동체(2)를 얻을 수 있다.
유지기(3)의 제조 방법 :
유지기(3)의 제조 방법으로서는, 종래 주지의 제조 방법을 이용할 수 있다.
<작용 효과>
실시 형태에 따른 베어링용 축(1)은, 상술한 바와 같이 전동체(2)가 접촉하는 궤도면(측면)을 포함하는 외주면을 구비하는 베어링용 축(1)으로서, 탄소를 0.7% 이상 함유하는 강에 의해 구성되어 있다. 궤도면에는, 질소 부화층(1a)이 형성되어 있다. 질소 부화층(1a)의 표면(베어링용 축(1)의 측면에서의 숏 피닝에 의해 형성된 경화층(1b)의 표면)에서의 압축잔류 응력의 절대치는 600㎫ 이상 1700㎫ 이하이다.
또한, 실시 형태에 따른 베어링(10)은, 궤도면을 갖는 외주면을 포함하는 베어링용 축(1)과, 당해 궤도면에 접촉하는 표면을 포함하는 전동체(2)를 구비한다. 베어링용 축(1)은, 탄소를 0.7% 이상 함유하는 강에 의해 구성된다. 궤도면에는, 질소 부화층(1a)이 형성되어 있다. 질소 부화층(1a)의 표면(경화층(1b)의 표면)에서의 압축잔류 응력의 절대치는 600㎫ 이상 1700㎫ 이하이다.
이와 같이 하면, 궤도면에서의 질소 부화층(1a)의 표면(경화층(1b)의 표면)에 충분히 큰 압축잔류 응력을 부여하고 있기 때문에, 당해 표면에서의 균열의 발생이나 당해 균열의 진전을 억제할 수 있다. 이 때문에, 베어링용 축(1)에서의 상기 표면에서의 피로 균열의 발생을 억제할 수 있다. 이 결과, 베어링용 축(1)의 피로에 대한 내력을 향상시킬 수 있기 때문에, 베어링용 축(1) 및 베어링(10)의 장수명화를 도모할 수 있다. 여기서, 압축잔류 응력의 측정 방법으로서는, X선 회절에 의한 측정 방법을 이용할 수 있다.
상기 압축잔류 응력의 절대치의 하한치는 1000㎫이라도 좋다. 이 경우, 상술한 피로에 대한 내력을 명확하게 높일(예를 들면 피로 박리에 관한 수명을 종래보다 길게 할) 수 있다. 또한, 상기 압축잔류 응력의 절대치의 하한치는 1300㎫이라도 좋다. 이 경우, 베어링용 축(1)의 피로에 대한 내력을 확실하게 향상시킬 수 있다.
상기 베어링(10)에서, 전동체(2)의 표면에서의 표층부(질소 부화층(2a))에서의 잔류 오스테나이트량은, 베어링용 축(1)의 궤도면에 형성된 질소 부화층(1a)의 표층부(경화층(1b))에서의 잔류 오스테나이트량보다 많아도 좋다. 여기서, 잔류 오스테나이트량의 측정 방법으로서는, X선 회절에 의한 측정 방법을 이용할 수 있다.
이 경우, 전동체(2)의 잔류 오스테나이트량이 베어링용 축(1)의 표층부(경화층(1b))에서의 잔류 오스테나이트량보다 많게 되어 있기 때문에, 베어링용 축(1)의 궤도면과 전동체(2)와의 사이에 이물이 물려들어간 경우라도, 전동체(2)의 표면이 당해 이물에 의해 변형할 수 있다. 이 때문에, 당해 이물의 존재에 기인하여 베어링용 축(1)측에 상처나 균열 등의 파손부가 발생할 가능성을 저감할 수 있다.
전동체(2)의 표면에서의 표층부(질소 부화층(2a))에서의 잔류 오스테나이트량은, 9체적% 이상 50체적% 이하라도 좋다. 전동체(2)의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량의 상한을 50체적%로 하는 것은, 당해 상한을 초과하면 사용시에 결정 조직이 변태함으로써 발생하는 치수 변화가 베어링(10)의 특성에 영향을 줄 가능성이 높아지기 때문이다.
전동체(2)의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량의 상한은 30체적%로 하여도 좋다. 이 경우, 결정 조직의 변태에 의한 치수 변화의 영향을 보다 저감할 수 있다. 또한, 전동체(2)의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량의 하한은 15체적%로 하여도 좋다. 이 경우, 이물이 물려들어간 때에 전동체(2)측에서 당해 이물에 기인하는 변형을 용이하게 일으킬 수 있기 때문에, 당해 이물에 의해 베어링용 축(1)에 상처 등이 발생할 가능성을 보다 저감할 수 있다.
상기 베어링(10)에서, 상술한 바와 같이 전동체(2)의 표면에는 질소 부화층(2a)이 형성되어 있다. 이 경우, 전동체(2)의 피로 강도나 내마모성을 향상시킬 수 있다. 여기서 질소 부화층(2a)이란, 강 중의 질소 농도를, 소재의 강이 함유하는 질소 농도에 대해 증가시킨 층이다.
상기 베어링용 축(1)에서, 궤도면(측면)에 형성된 질소 부화층(1a)의 표면(경화층(1b)의 표면)에서의 경도(비커즈 경도)는, Hv 850 이상 Hv 1000 이하이다. 이 경우, 당해 경화층(1b)의 표면의 경도를 충분히 높게 하고 있기 때문에, 이물의 물려들어감 등에 기인하는 베어링용 축(1)에서의 압흔 등의 발생을 억제할 수 있다. 이 때문에, 이물 혼입 조건하에서의 베어링용 축(1)에서의 피로 박리에 대한 내구성을 높일 수 있다.
상기 베어링용 축(1)에서, 궤도면(측면)에 형성된 질소 부화층(1a)의 표면 거칠기(경화층(1b)의 표면에서의 표면 거칠기)는 산술평균 거칠기(Ra)로 0.2㎛ 이하이다. 이 경우, 베어링용 축(1)의 질소 부화층(1a)의 표면(경화층(1b)의 표면)에 전동체(2)를 접촉시켜서 궤도면으로서 이용할 때에, 베어링용 축(1)의 당해 표면의 표면 거칠기가 너무 커서 궤도면으로서 이용할 수 없다라는 문제의 발생을 억제할 수 있다.
상기 질소 부화층(1a)의 표면 거칠기(경화층(1b)의 표면에서의 표면 거칠기)의 상한은 산술평균 거칠기(Ra)로 0.05㎛이라도 좋다. 이 경우, 베어링용 축의 당해 표면에 접촉시킨 전동체를 원활히 전동시킬 수 있다. 또한, 상기 질소 부화층의 표면 거칠기의 상한은 산술평균 거칠기(Ra)로 0.03㎛이라도 좋다.
상기 베어링용 축(1)에서, 궤도면(측면)에 형성된 질소 부화층(1a)의 표층부(경화층(1b))에서의 잔류 오스테나이트량은 9체적% 이하이다. 이 경우, 표층부(경화층(1b))에서의 잔류 오스테나이트량이 낮게 억제되어 있기 때문에, 궤도면을 구성하는 당해 표층부(경화층(1b))에서의 경도나 강도를 충분히 높일 수 있다. 또한, 상기 표층부(경화층(1b))에서의 잔류 오스테나이트량은 5체적% 이하라도 좋고, 3체적% 이하라도 좋다.
상기 베어링용 축(1)에서, 상술한 바와 같이 당해 베어링용 축(1)을 구성하는 강은 고탄소 크롬 베어링강이다. 이 경우, 베어링용 축(1)의 내주부(1c)에 대해서도 충분히 높은 경도나 강도를 얻을 수 있다.
<변형례>
도 5는, 도 2에 도시한 베어링용 축(1)의 변형례를 도시하는 단면 모식도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 베어링용 축(1)의 변형례는, 기본적으로는 도 2에 도시한 베어링용 축(1)과 같은 구성을 구비하고, 같은 효과를 얻을 수 있지만, 베어링용 축(1)의 단면부터 베어링용 축(1)의 중심축에 따라 늘어나는 기름구멍(21)과, 베어링용 축(1)의 내부에서 당해 기름구멍(21)에 접속됨과 함께 베어링용 축(1)의 지름 방향으로 늘어나는 분기구멍(22)이 형성되어 있는 점이 도 2에 도시한 베어링용 축(1)과 다르다. 분기구멍(22)의 단부는 베어링용 축(1)의 측면(전동체(2)와 접촉하는 궤도면)에 도달하고, 당해 측면에 형성된 개구부에 이어져 있다. 이와 같은 기름구멍(21) 및 분기구멍(22)이 형성됨에 의해, 기름구멍(21) 및 분기구멍(22)을 통하여 베어링용 축(1)과 전동체(2)와의 접촉부에 윤활유를 용이하게 공급할 수 있다. 기름구멍(21)은, 베어링용 축(1)을 중심축 방향으로 관통하도록 마련되어 있어도 좋다.
도 6은, 도 3에 도시한 전동체(2)의 변형례를 도시하는 부분 단면 모식도이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 전동체(2)의 변형례는, 기본적으로는 도 3에 도시한 전동체(2)와 같은 구성을 구비하고 같은 효과를 얻을 수 있지만, 측면에서 전동체(2)의 중심축 방향에서의 양단부에 크라우닝(2d)이 형성되어 있는 점이 도 3에 도시한 전동체(2)와 다르다. 즉, 상기 베어링(10)에서, 전동체(2)는, 크라우닝 붙음 롤러로 되어 있다. 이 경우, 전동체(2)의 단부에서의 베어링용 축(1)과 전동체(2)와의 접촉부의 접촉면압이 국소적으로 높아지는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 베어링용 축(1)에서의 박리 등의 불량의 발생을 억제할 수 있다. 전동체(2)의 크라우닝의 형상으로서는 임의의 양태를 채용할 수 있지만, 예를 들면 대수 크라우닝을 적용할 수 있다.
도 7은, 도 4에 도시한 유지기(3)의 변형례를 도시하는 부분 단면 모식도이다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 유지기(3)의 변형례는, 기본적으로는 도 4에 도시한 유지기(3)와 같은 구성을 구비하지만, 포켓에 유지되는 전동체(2)의 중심축보다 외측에 유지기(3)의 구조(인접한 2개의 포켓의 사이에 위치하고, 전동체(2)의 중심축에 따라 늘어나는 지주부)가 배치되도록 구성되어 있는 점이, 도 4에 도시한 유지기(3)와 다르다. 이와 같은 구성으로 함에 의해, 도 7에 도시한 유지기(3)에서는 도 4에 도시한 유지기(3)보다 인접한 포켓 사이의 거리를 작게 하고, 결과적으로 유지되는 전동체(2)의 수를 도 4에 도시한 유지기(3)보다 많게 할 수 있다. 이 때문에, 도 4에 도시한 유지기를 이용한 경우보다, 베어링(10)의 정격하중을 증가시킬 수 있다.
<적용례>
도 8은, 실시 형태에 관한 베어링용 축(1) 또는 베어링(10)을 적용한 유성치차 감속기(유성감속기라고도 부른다)를 도시하는 모식도이다. 도 9는, 도 8의 선분 Ⅸ-Ⅸ에서의 부분 단면 모식도이다. 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 실시 형태에 관한 베어링용 축(1) 또는 베어링(10)을 적용한 유성치차 감속기는, 입력축(11)과, 당해 입력축(11)과 동축형상으로 부착된 태양치차(12)와, 태양치차(12)의 외경측에서 감속기의 케이싱(도시 생략)에 동심 상태로 고정된 내치치차(13)와, 태양치차(12)와 내치치차(13)의 사이에 개재하고 둘레방향으로 등간격으로(도시한 경우는 입력축(11)에서 보아 약 90°씩 둘레방향으로 어긋난 4장소에) 배치된 복수개의 유성치차(14)와, 각 유성치차(14)의 회전을 지지하는 유성 핀으로서의 베어링용 축(1)과, 모든 베어링용 축(1)을 회전 가능한 상태로 연결한 환형상의 캐리어(16)와, 캐리어(16)와 동심 상태이고 일체로 마련된 출력축(17)에 의해 구성된다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 유성치차(14)와, 당해 유성치차(14)를 지지한 유성 핀으로서의 베어링용 축(1)과의 사이에는 전동체(2)(니들 롤러)가 배치되어 있다. 베어링용 축(1)은, 실시 형태에 따른 베어링용 축(1)이고, 전동체(2)와 접촉하는 측면(궤도면)에 질소 부화층(1a)(도 1 참조) 및 경화층(1b)(도 1 참조)이 형성되어 있다. 또한, 전동체(2)도 도 3에 도시한 전동체(2)와 같은 구성을 구비하고 있다.
베어링용 축(1)은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 유성치차(14)의 양측으로 돌출하는 길이로 형성되어 있다. 베어링용 축(1)에서의 유성치차(14)의 단면부터 돌출한 부분의 일방을 돌출부(19), 타방을 돌출부(20)라고 한다. 베어링용 축(1)의 축심에 기름구멍(21)이 관통 상태로 마련되어 있다. 기름구멍(21)의 중간 부분인 교차부(23)에서 분기구멍(22)이 당해 기름구멍(21)에 직교하도록 마련된다. 분기구멍(22)의 양단부는 베어링용 축(1)의 측면(외경면)에서의 개구부에 이어져 있다.
상술한 돌출부(19)는, 유성치차(14)와의 사이에 슬라이드 베어링(28)(사이드 와셔)를 통한 상태에서, 캐리어(16)에 감합 고정되어 있다. 또한, 타방의 돌출부(20)도 유성치차(14)와의 사이에 슬라이드 베어링(28)을 통한 상태에서 빠짐방지부재(27)에 감합 고정되어 있다. 빠짐방지부재(27)는, 각 유성치차(14)의 베어링용 축(1)마다 개별의 부재라도 좋지만, 캐리어(16)와 같은 환형상의 부재라도 좋다. 또는, 빠짐방지부재(27)는 캐리어(16)와 일체로 되어 있어도 좋다.
이와 같이, 유성치차(14)에서 실시 형태에 따른 베어링용 축(1) 및 전동체(2)를 사용함으로써, 베어링용 축(1)의 피로에 대한 내력을 향상시킬 수 있고, 베어링용 축(1)의 장수명화를 도모할 수 있다. 이 결과, 당해 베어링용 축(1)에 의해 유성 감속기의 수명이 제약되는 것을 피할 수 있다.
상술한 유성치차 감속기의 윤활 방식으로서 유욕(油浴) 윤활 방식을 채용할 수 있다. 예를 들면, 감속기를 대강 그 중심 부근까지 윤활유에 담근다(도 8의 윤활유의 유면(L) 참조). 감속기가 구동되면, 유성치차(14)는 자전하면서, 도 8의 화살표(X)로 도시하는 방향으로 점(P)을 중심으로 하여 공전하여 기름 내를 출입한다. 기름 중에 있을 때 기름구멍(21)에 유입한 기름은, 분기구멍(22)을 경유하여 전동체(2)와 베어링용 축(1)과의 접촉부에 공급된다.
또한, 상술한 유성치차 감속기를 모터 등의 구동부와 접속하여 일체로 하여도 좋다. 당해 구동부로서는, 임의의 구성의 구동부를 이용할 수 있지만, 예를 들면 전도 모터, 또는 사판식 모터 등의 유압 모터를 이용할 수 있다. 또한, 실시 형태에 관한 유성치차 감속기는, 예를 들면 건설 기계의 캐터필러를 구동하는 구동부에 적용되어도 좋다. 이 경우, 베어링용 축(1)으로서 내부에 기름구멍(21)이나 분기구멍(22)이 형성되지 않은 베어링용 축(1)을 적용하여도 좋다.
이상과 같이 본 발명의 실시의 형태에 관해 설명을 행하였지만, 상술한 실시의 형태를 다양하게 변형하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 범위는 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 범위는, 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 포함하는 것이 의도된다.
[산업상의 이용 가능성]
실시 형태는, 유성치차 감속기 등의 베어링용 축에 특히 유리하게 적용된다.
1 : 베어링용 축 1a, 2a : 질소 부화층
1b : 경화층 1c, 2c : 내주부
2 : 전동체 2d : 크라우닝
3 : 유지기 3a : 포켓
10 : 베어링 11 : 입력축
12 : 태양치차 13 : 내치치차
14 : 유성치차 16 : 캐리어
17 : 출력축 19, 20 : 돌출부
21 : 기름구멍 22 : 분기구멍
23 : 교차부 27 : 빠짐방지부재
28 : 슬라이드 베어링

Claims (12)

  1. 전동체가 접촉하는 궤도면을 포함하는 외주면을 구비하는 베어링용 축으로서,
    탄소를 0.7% 이상 함유하는 강에 의해 구성되고,
    상기 궤도면에는, 질소 부화층이 형성되고,
    상기 질소 부화층의 표면에서의 압축잔류 응력의 절대치가 600㎫ 이상 1700㎫ 이하인 것을 특징으로 하는 베어링용 축.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 질소 부화층의 표면에서의 경도는 Hv 850 이상 Hv 1000 이하인 것을 특징으로 하는 베어링용 축.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 질소 부화층의 표면 거칠기는 산술평균 거칠기(Ra)로 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 베어링용 축.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질소 부화층의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량이 9체적% 이하인 것을 특징으로 하는 베어링용 축.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강은 고탄소 크롬 베어링강인 것을 특징으로 하는 베어링용 축.
  6. 궤도면을 갖는 외주면을 포함하는 베어링용 축과,
    상기 궤도면에 접촉하는 표면을 포함하는 전동체를 구비하고,
    상기 베어링용 축은, 탄소를 0.7% 이상 함유하는 강에 의해 구성되고,
    상기 궤도면에는, 질소 부화층이 형성되고,
    상기 질소 부화층의 표면에서의 압축잔류 응력의 절대치가 600㎫ 이상 1700㎫ 이하이고,
    상기 전동체의 상기 표면에서의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량은, 상기 베어링용 축의 상기 궤도면에 형성된 상기 질소 부화층의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량보다 많은 것을 특징으로 하는 베어링.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전동체의 상기 표면에는 질소 부화층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 베어링.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 전동체는, 크라우닝 붙음 롤러인 것을 특징으로 하는 베어링.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링용 축의 상기 궤도면에 형성된 상기 질소 부화층의 표면에서의 경도는 Hv 850 이상 Hv 1000 이하인 것을 특징으로 하는 베어링.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링용 축의 상기 궤도면에 형성된 상기 질소 부화층의 표면 거칠기는 산술평균 거칠기(Ra)로 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 베어링.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링용 축의 상기 궤도면에 형성된 상기 질소 부화층의 표층부에서의 잔류 오스테나이트량이 9체적% 이하인 것을 특징으로 하는 베어링.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강은 고탄소 크롬 베어링강인 것을 특징으로 하는 베어링.
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