WO2005024255A1

WO2005024255A1 - スラスト軸受

Info

Publication number: WO2005024255A1
Application number: PCT/JP2003/011218
Authority: WO
Inventors: Norio Fujioka; Kazuyuki Yamamoto
Original assignee: Ntn Corporation
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-17
Also published as: AU2003264371A1; CN1826477A

Abstract

一体型スラスト軸受の熱処理工程を削減するために、保持器2と内外輪3、4とを未焼入れの状態でころ1と一体の軸受に組み立てたのち、この組み立てた軸受に侵炭焼入れ、焼戻し処理を施すことにより、保持器2と内外輪3、4の個別の熱処理を不要として、軸受の熱処理工程を削減できるようにした。

Description

明細書

スラスト軸受技術分野

この発明は、軌道輪ところを保持する保持器とを非分離とした一体型のスラスト軸受に関するものである。従来技術

スラスト軸受には、ハウジングやシャフトへの組み付けを容易にするために、軌道輪ところを収納する保持器とを非分離とした一体型のものがある。

図 1 0 ( a )、 ( b ) は、このような一体型スラスト軸受の例を示す。このスラスト軸受は、複数のころ 1 を放射状に収納する保持器 2 と、内径側に鍔 3 aを有する内輪 3 と、外径側に鍔 4 aを有する外輪 4とを備えた三位一体型のものであり、各鍔 3 a、 4 aの先端部にそれぞれステーキングで形成した、外向きに張り出す爪 5と内向きに張り出す爪 6 とで保持器 2の内周縁と外周縁とを係止することにより、内外輪 3、 4と保持器 2 とが非分離とされている。なお、一体型スラスト軸受には、内外輪のいずれか一方のみの軌道輪を備え、この 1つの軌道輪と保持器とを非分離とした二位一体型のものもある。これらの一体型スラスト軸受は、いずれも軌道輪、保持器およびころが、それぞれ予め個別に熱処理を施され、こののち一体に組み立てられている。通常、軌道輪と保持器は、成形後に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施され、ころは粗成形後に焼入れ、焼戻しされたのち、研削仕上げ加工を施される。なお、保持器は浸炭焼入れ、焼戻し処理の替わりに、軟窒化処理を施されることもある。発明の開示

上述した従来の一体型スラスト軸受は、軌道輪、保持器およびころを、軸受として組み立てる前に個別に熱処理しているので熱処理工程が多くなり、熱処理コス卜が高くなるとともに、各部品の熱処理工程の調整のために製造ェ期が長くなる問題がある。

また、本出願人は、先に出願した特願 2 0 0 1— 2 7 2 3 3 6号において、一体型スラスト軸受の偏心許容量を増大するために、そのラジアル方向の軸受内部隙間を大きくしても軌道輪と保持器を非分離にできるように、上述した保持器を係止する軌道輪の鍔の爪をステーキングの替わりに曲げ加工で形成し、爪の張り出し量を大きくすることを提案している。この大きく張り出す爪の曲げ加工は、保持器を組み込んだのち行う必要があるので、軌道輪の熱処理時に爪の曲げ加工予定部を焼入れ防止するか、熱処理後に曲げ加工部の焼鈍し処理工程を追加する必要がある。

そこで、この発明の課題は、一体型スラスト軸受の熱処理工程を削減することである。上記の課題を解決するために、この発明は、複数のころを放射状にポケッ卜に収納する保持器と、内径側に鍔を有する内輪または外径側に鍔を有する外輪の少なくとも一方の軌道輪とを備え、ラジアル方向の軸受内部隙間を前記鍔で規制し、この軌道輪と前記ころを収納した保持器とを非分離とした一体型のスラスト軸受において、前記軌道輪と保持器とを未焼入れの状態で前記ころと一体の軸受に組み立てたのち、この組み立てた軸受に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施した構成を採用することにより、軌道輪と保持器との個別の熱処理を不要とし、軸受の熱処理工程を削減した。なお、ころについては、軸受組み立て前に熱処理済みのものでも未熱処理のものでもよい。

前記内輪または外輪の鍔の先端部には、前記保持器側に張り出して保持器の内周縁または外周縁を係止して、前記軌道輪と保持器とを非分離とする爪を、ステーキングまたは曲げ加工で形成することができる。

前記保持器が薄鋼板製,のものとし、前記ころを収納するポケッ卜の半径方向断面をプレス加工により W字状または逆 V字状に形成することにより、保持器を安価なものとすることができる。

前記保持器が前記ポケッ卜の半径方向断面を逆 V字状に形成されたものである場合は、この逆 V字状とされたポケット両側のころ案内面の概ね半径方向中央部における保持器材料を圧縮し、その塑性流動により前記各ころ案内面からポケット内方に張り出すころ止め爪を形成することにより、ころをボケッ卜から抜け止めすることができる。このころ止め爪の形成は、軸受組み立て時のころの脱落防止に有効であり、特に、ポケットの片面側が開放される二位一体型のスラスト軸受では、軸受組み立て後の浸炭焼入れ、焼戻し処理時のころの脱落防止にも有効である。

前記各ころ案内面のころ止め爪が形成される部位の両側に、前記圧縮により塑性流動する保持器材料の余肉を逃がす凹部を設けることにより、塑性流動材料の余肉のころ案内面からの盛り上がりをなくして、ころの局部磨耗を防止することができる。図面の簡単な説明

図 1 aは第 1の実施形態のスラスト軸受を示す平面図、 bは aの縦断面図、 cは aの外輪の曲げ加工する前の爪を示す正面図、図 2 aは図 1の保持器の平面図、 bは aの縦断面図、図 3 aは図 2の保持器の要部を拡大して示す底面図、 bは aの Illb— Illb 線に沿った断面図、 cは aの IIIc一 IIIc 線に沿った断面図、図 4は図 1のスラスト軸受の変形例を示す縦断面図、図 5 aは第 2の実施形態のスラスト軸受を示す平面図、 bは aの縦断面図、図 6 aは第 3の実施形態のスラスト軸受を示す平面図、 bは aの縦断面図、図 7は図 6のスラスト軸受の変形例を示す縦断面図、図 8 aは第 4の実施形態のスラスト軸受を示す平面図、 bは aの縦断面図、図 9 aは第 5の実施形態のスラスト軸受を示す平面図、 bは aの縦断面図、図 1 0 aは従来のスラスト軸受を示す平面図、 bは aの縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図 1乃至図 9に基づき、この発明の実施形態を説明する。図 1乃至図 3は、第 1の実施形態を示す。このスラスト軸受は、図 1 (a)、 (b ) に示すように、複数のころ 1を収納する保持器 2と、内径側に鍔 3 aを有する内輪 3と、外径側に鍔 4 aを有する外輪 4とを備えた三位一体型のものであり、軸受部に大きな偏心回転が生じても、保持器 2の内外径面が各鍔 3 a、 4 aと接触しないように、ラジアル方向の軸受内部隙間が大きな値に設定されている。

前記内輪 3と外輪 4は、薄鋼板（S P Cまたは S CM) をプレス加工して、それぞれの鍔 3 a、鍔 4 aを形成したものである。外輪 4の鍔 4 aの先端部には、内向きに軸受内部隙間よりも大きく張り出す複数の爪 6が曲げ加工により形成されており、これらの各爪 6で保持器 2の外周縁を係止して、保持器 2と外輪 4とが非分離とされている。各爪 6の部分は、曲げ加工を容易とするために、予め段付け加工により減厚され、図 1 ( c ) に示すように、その基部両側には切り込みが入れられている。なお、保持器 2と内輪 3とは、鍔 3 aの先端部にステーキングで形成された外向きの爪 5で非分離とされている。

前記保持器 2は薄鋼板（S P C) をプレス加工したものであり、図 2 (a)、 (b ) に示すように、ころ 1を放射状に収納する各ポケット 7の半径方向断面が逆 V字状とされ、前記各爪 5、 6に係止される内外周の縁部が平坦に形成されている。

また、図 3 (a)、（b)、 ( c ) に示すように、逆 V字状とされたポケット 7両側のころ案内面 8の概ね半径方向中央部には、この部分を圧縮してその塑性流動で各ころ案内面 8から内方に張り出すころ止め爪 9が形成され、その両側には圧縮により塑性流動する材料の余肉を逃がす凹部 1 0が設けられている。したがって、各ポケット 7に収納されるころ 1は、両側のころ止め爪 9で抜け止めされるとともに、余肉による盛り上がりのないスムーズなころ案内面 8で案内され、局部磨耗等により短寿命となることはなレ上述したスラスト軸受は、図 1 ( a )、（b ) に示したように一体に組み立てたのち、浸炭雰囲気中で浸炭して油中に焼入れ、次いで焼戻し処理を施したものである。なお、軸受鋼（S U J 2 ) で形成したころ 1は、組み立て前に予め焼入れ、焼苠し処理を施した。

以下に示す各実施形態とその変形例のスラスト軸受は、いずれも第 1の実施形態のものと同様に、組み立て後に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施したものであり、各部品の素材も第 1の実施形態のものと同じである。

図 4は、第 1の実施形態の変形例を示す。この変形例は、保持器 2の半径方向断面形状がプレス加工により W字状に形成されている点が異なる。ころ 1 と内外輪 3、 4の形態は第 1の実施形態のものと同じである。

図 5 ( a )、 ( b ) は、第 2の実施形態を示す。このスラスト軸受も三位一体型のものであり、内外輪 3、 4の各鍔 3 a、鍔 4 aの先端部に設けられた各爪 5、 6が、いずれもステーキングで形成されている点が、第 1の実施形態と異なる。その他は、第 1 の実施形態のものと同じである。

図 6 ( a )、 ( b ) は、第 3の実施形態を示す。このスラスト軸受は、複数のころ 1 を放射状に収納する保持器 2 と、内径側に鍔 3 aを有する内輪 3とを備えた二位一体型のものであり、内輪 3の鍔 3 aの先端部には、外向きに張り出す爪 5が全周に渡って形成され、この爪 5で保持器 2の内周縁を係止して、保持器 2と内輪 3 とが非分離とされている。なお、爪 5の部分は、曲げ加工を容易とするために、予め段付け加工により減厚されている。

前記保持器 2は、第 1の実施形態のものと同様に、ころ 1 を収納する各ポケット 7の半径方向断面がプレス加工で逆 V字状に形成されており、図示は省略するが、ポケット 7両側のころ案内面 8の概ね半径方向中央部には内方に張り出すころ止め爪 9が形成され、その両側には材料の余肉を逃がす凹部 1 0が設けられている。図 7 は、第 3の実施形態の変形例を示す。この変形例は、保持器 2の半径方向断面形状がプレス加工により W字状に形成されている点が異なる。ころ 1 と内外輪 3、 4の形態は第 3の実施形態のものと同じである。

図 8 ( a )、 ( b ) は、第 4の実施形態を示す。このスラスト軸受は、複数のころ 1 を放射状に収納する保持器 2と、外径側に鍔 4 aを有する外輪 4 とを備えた二位一体型のものであり、鍔 4 aの先端部に内向きに張り出す爪 6が部分^に形成されて、この爪 6 で保持器 2の外周縁を係止して、保持器 2と外輪 4とが非分離とされている。なお、保持器 2は第 1の実施形態のものと同じであり、ころ 1を収納する各ポケット 7の半径方向断面がプレス加工で逆 V字状に形成されている。

図 9 ( a )、 ( b ) は、第 5の実施形態を示す。このスラス卜軸受も二位一体型のものであり、内輪 3の内径側に設けられた鍔 3 aの先端部の爪 5力 s、ステーキングで形成されている点が、第 3の実施形態と異なる。その他は、第 3の施形態のものと同じである。

上述した各実施形態のスラスト軸受は、軌道輪と保持器を、いずれも薄鋼板のプレス加工で形成したものとしたが、いずれか一方または両方を鋼ネすから機械加工で形成したものとしてもよい。

以下に、実施例および比較例を挙げる。

[実施例]

図 1 に示した三位一体型で、組み立て後に浸炭焼入れ、焼戻しの熱処理を施したスラスト軸受を用意した。熱処理条件は、浸炭雰囲気中で 8 5 0 X 3 5分間保持して浸炭したのち油焼入れし、次いで 1 6 5 *C X 6 0分で焼戻し処理するものとした。なお、ころ 1は、予め 8 4 0 t x 3 0分で油焼入れし、次いで 1 8 0 °C X 9 0分で焼戻し処理を施したものを用いた。軸受寸法は、内径 5 6 m m、外径 7 6 m m、厚さ 4 . 8 m mである。

[比較例]

図 1 0に示した三位一体型で、各部品を組み立て前に個別に熱処理したスラスト軸受を用意した。各部品の熱処理条件は、ころ 1 については、 8 4 0 ^ X 3 0分で油焼入れし、次いで 1 8 0 t: X 9 0分で焼戻し処理、保持器 2については、 5 8 0 ^ X 3 5分で軟窒化処理、内外輪 3 、 4については、浸炭雰囲気中で 8 5 0 °C X 6 0分間保持して浸炭したのち油焼入れし、次いで 1 6 5 O X 6 0分で焼戻し処理するものとした。軸受寸法ところ 1の配列本数は実施例のものと同じである。

上記実施例および比較例の各スラスト軸受について、転動寿命試験を実施した。転動寿命試験は、内輪 3を回転側、外輪 4を固定側としてスラスト回転試験器に装着し、回転の軸偏心が有る場合と無い場合との 2通りについて、以下の条件で試験を行った。なお、試験のサンプル数は、実施例、比較例ともそれぞれ 1 0個以上として、転動寿命を L 1 0寿命（サンプルの 9 0 %が破損しないで使用できる寿命）で評価した。 • アキシアル荷重： 4 3 0 0 N

• 回転速度： 3 0 0 0 r p m

• 軸偏心量： 0. 0mm、 0. 5 mm

' 潤滑油： ATF (Automatic Transmission Fluid) 表 1

表 1に試験結果を示す。実施例および比較例の転動寿命は、回転の軸偏心が無い場合の比較例の L 1 0寿命を基準とする寿命比で表示した。また、表 1には、軸受各部品の表面と内部のビッカース硬度 Hv も併せて表示したが、実施例の各部品の硬度 Ην は、個別に部品を熱処理した比較例のものとほぼ同等である。なお、実施例の各部品の硬度 Hv は今回の実測値であり、従来品である比較例の各部品の硬度 Hv はこれまでの実績値である。この試験結果より、実施例のスラスト軸受の転動寿命は、軸偏心の有無に係わらず比較例の軸偏心無しの場合の転動寿命と同等である。したがって、軸受組み立て後に浸炭焼入れ、焼戻しを行って熱処理工程を削減しても、従来品と同等の転動寿命を確保できることが確認できた。なお、比較例の軸偏心有りの場合の転動寿命が半減しているのは、前述したように、従来品は保持器をステ一キングで形成した爪で非分離とし、ラジアル方向の軸受内部隙間が小さいためと思われる。産業上の利用の可能性

以上のように、この発明のスラスト軸受は、軌道輪と保持器とを未焼入れの状態でころと一体の軸受に組み立てたのち、この組み立てた軸受に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施すようにしたので、軌道輪と保持器の個別の熱処理を不要として軸受の熱処理工程を削減し、製造コストを著しく低減できるとともに、製造工程もシンプルなものとして製造ェ期を短縮することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 複数のころを放射状にポケットに収納する保持器と、内径側に鍔を有する内輪または外径側に鍔を有する外輪の少なくとも一方の軌道輪とを備え、ラジアル方向の軸受内部隙間を前記鍔で規制し、この軌道輪と前記ころを収納した保持器とを非分離とした一体型のスラスト軸受において、前記軌道輪と保持器とを未焼入れの状態で前記ころと一体の軸受に組み立てたのち、この組み立てた軸受に浸炭焼入れ、焼戻し処理を施したことを特徴とするスラスト軸受。

2 . 前記内輪または外輪の鍔の先端部に、前記保持器側に張り出して保持器の内周縁または外周縁を係止する爪を、ステーキングまたは曲げ加工で形成し、この爪により前記軌道輪と保持器とを非分離とした請求項 1に記載のスラスト軸受。

3 . 前記保持器が薄鋼板製で、前記ころを収納するポケットの半径方向断面がプレス加ェにより W字状または逆 V字状に形成された請求項 1 または 2に記載のスラスト軸受。

4 . 前記保持器が前記ポケットの半径方向断面を逆 V字状に形成されたものであり、この逆 V字状とされたポケット両側のころ案内面の概ね半径方向中央部における保持器材料を圧縮し、その塑性流動により前記各ころ案内面からポケット内方に張り出すころ止め爪を形成した請求項 3に記載のスラスト軸受。

5 . 前記各ころ案内面のころ止め爪が形成される部位の両側に、前記圧縮により塑性流動する保持器材料の余肉を逃がす凹部を設けた請求項 4に記載のスラスト軸受。