JP2007051714A - 円錐ころ軸受、及びこれを用いた車両用ピニオン軸支持装置 - Google Patents
円錐ころ軸受、及びこれを用いた車両用ピニオン軸支持装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007051714A JP2007051714A JP2005237719A JP2005237719A JP2007051714A JP 2007051714 A JP2007051714 A JP 2007051714A JP 2005237719 A JP2005237719 A JP 2005237719A JP 2005237719 A JP2005237719 A JP 2005237719A JP 2007051714 A JP2007051714 A JP 2007051714A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crowning
- tapered roller
- amount
- roller bearing
- inner ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/78—Combined heat-treatments not provided for above
- C21D1/785—Thermocycling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/04—Hardening by cooling below 0 degrees Celsius
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings 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
- F16C19/225—Details of the ribs supporting the end of the rollers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings 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
- F16C19/34—Bearings 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
- F16C19/36—Bearings 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 a single row of rollers
- F16C19/364—Bearings 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 a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
- F16C23/06—Ball or roller bearings
- F16C23/08—Ball or roller bearings self-adjusting
- F16C23/088—Ball or roller bearings self-adjusting by means of crowning
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/34—Rollers; Needles
- F16C33/36—Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
- F16C33/366—Tapered rollers, i.e. rollers generally shaped as truncated cones
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/64—Special methods of manufacture
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/001—Austenite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/008—Martensite
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/50—Crowning, e.g. crowning height or crowning radius
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
- F16C2361/61—Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
Abstract
【解決手段】
本発明による円錐ころ軸受は、内輪の軌道面及び円錐ころの転動面の表面硬さが、それぞれ63〜69HRCに設定されている。また、外輪及び内輪の各軌道面、及び円錐ころの転動面にはクラウニングが施され、全クラウニング量が50μm以上、外輪クラウニング率が40%以上、ころクラウニング率が20%以下に設定されている。
【選択図】 なし
Description
その中で、円錐ころ軸受の回転トルクを低減する方法として、円錐ころの転動面や内外輪の軌道面にクラウニングを施して転がり摩擦を低減する方法がある。
このような方法として、例えば、下記特許文献1に記載されているように、軌道面を円弧クラウニング形状とすることで回転トルクの低減化を図る方法や、下記特許文献2に記載されているように、ころの転動面とそれに接する軌道面とに対数曲線に近似させたクラウニング形状とする方法が提案されている。
また、特に、転動面と軌道面との接触面圧が高いと、使用状態の潤滑油に混入しているギヤの摩耗粉等の異物が転動面と軌道面との間に介在することで、接触面の表面剥離の発生を促進し、当該円錐ころ軸受の寿命低下を顕著なものとしていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、円錐ころの転動面及び内外輪の軌道面のクラウニングを量として規定することにより回転トルクを低減するとともに、転動面と軌道面との接触面が高面圧となる場合においても、軸受寿命の低下を抑えることができる円錐ころ軸受、及び車両用ピニオン軸支持装置を提供することを目的とする。
さらに、上記円錐ころ軸受は、円錐ころの転動面、及び内輪の軌道面の表面硬さが好適な値に設定されているので、転動面と軌道面との接触面圧が高面圧となる場合においても、これらに表面剥離が生じるのを抑制することができる。
内輪軌道面の表面残留オーステナイト量を上記のように設定することで、円錐ころ軸受の寿命のばらつきを抑えるとともに、円錐ころ及び内輪軌道面に表面剥離が生じるのをより効果的に抑制することができる。
この場合、内輪の表面は上記のような比較的高い硬さとしつつ、その芯部は、表面と比較して低い硬さとすることができる。これによって、内輪全体としての靭性を確保することができる。
上記の車両用ピニオン軸支持装置によれば、上述したように、それぞれの転動面及び軌道面における接触面積を適度に減少させるとともに、内外輪と円錐ころとの間の転がり粘性抵抗を低減することができ、回転トルクを低減できるので、当該装置の回転損失を低減できる。また、転動面と軌道面との接触面圧が高面圧となる場合においても、これらに表面剥離が生じるのを抑制し、軸受寿命の低下を抑制できるので、当該装置の寿命を延ばすことができる。
図中、本実施形態に係る円錐ころ軸受1は、外周に円錐面からなる内輪軌道面11を有する内輪10と、内周に円錐面からなる外輪軌道面21を有する外輪20と、外周に円錐面からなる転動面31を有するとともに両軌道面11,21の相互間に転動自在に配置された複数の円錐ころ30と、この複数の円錐ころ30を周方向に所定の間隔で保持している保持器40とを備えている。
円錐ころ30は、例えば、SUJ2やSAE52100等の軸受鋼よりなり、所定の熱処理によって、転動面31を含む表面硬さが63〜69HRCとされている。また、内外輪10、20は、例えば、SCr420やSAE5120等の肌焼鋼よりなり、かつ軌道面11、21を含む表面硬さが63〜69HRC、表面の残留オーステナイト量が13wt%以上、25wt%未満とされている。
すなわち、表面硬さ62HRC、粒径150μm以下の異物としての焼入鋼粉末が濃度0.03wt%で加えられた粘度85W−90のギヤオイル中で、円錐ころ軸受の寿命試験を行い、その際の、内輪10の表面硬さと寿命比(寿命/所定値)との関係を把握した。その結果を図2に示す。なお、本試験における、外輪及び円錐ころは、上述の条件を満たすとともに、ほぼ同一の仕様に設定されたものを用いた。また、内輪10の軌道面11と転動面31との面圧は、約1.9GPa、2.0GPaの2種類に設定し、それぞれについて試験を行った。
従って、内輪10の表面硬さを63HRC以上とすることで、当該円錐ころ軸受1の寿命が長くなる。
また、面圧の違いに着目すると、面圧2.0GPaの場合の方が、1.9GPaの場合と比較して、寿命比の増大効果が高くなっており、内輪10の表面硬さを63HRC以上とすることで、特に高面圧の環境下において効果的であることが判る。
上記のように内輪10及び円錐ころ30の表面硬さを63HRC以上とすることで、軌道面及び転動面における異物による圧痕の発生が抑制されるものと解される。従って、これにより軌道面及び転動面に表面剥離が生じるのを抑制でき、当該転がり軸受の寿命低下を抑制することができる。
すなわち、内輪10の表面残留オーステナイト量が異なる多数の円錐ころ軸受に対して寿命試験を行い、この試験による寿命データをワイブル確率紙にプロットしたときのワイブル分布の回帰直線の傾きを求めた。そして、この傾きと表面残留オーステナイト量(γR)との関係を調べた結果を図3に示す。
図によると、表面残留オーステナイト量が25wt%以上になると、上記の傾きの値が急激に小さくなっており、軸受寿命のばらつきの度合いが大きくなることが判る。このように、軸受寿命のばらつきの度合いが大きくなると製品の品質上不都合である。このため、内輪10の表面残留オーステナイト量は、25wt%未満としている。
そして、一方に圧痕50が形成された2枚の円盤の間に複数の鋼製のボールを介在させ、両円盤にスラスト荷重を掛けながら相対回転させ、前記複数のボールを圧痕50が形成された同心円上で転動させた。このようにすることで、盛り上がり部51に対してボールを通過させることで、盛り上がり部51に応力を付与し、このときの盛り上がり部51の高さhと、ボールによる応力付与回数との関係を把握した。
その結果を図5に示す。なお、図5中の実線は、条件1(円盤の表面硬さ62.2HRC、表面残留オーステナイト量16.9wt%)で実験したものであり、破線は、条件2(同62.9HRC、31.5wt%)で実験したものである。
この原因としては、盛り上がり部51に応力が付与された場合に、この応力によって盛り上がり部51は、高さhが小さくなるようにつぶされるが、表面残留オーステナイト量が多いと、盛り上がり部51がつぶされる際に加工硬化を起こしやすく、その結果、盛り上がり部51の硬さが高くなり、応力が付与されたとしても、ある程度以上には小さくならないものと解される。一方、表面残留オーステナイト量が少ないと、盛り上がり部51は、応力を受けてつぶされたとしても加工硬化を起こし難いため、継続して応力が付与されることで序々につぶされて高さhが小さくなっていく。
つまり、表面残留オーステナイト量が多いと、盛り上がり部51が残存し易くなるということが上記実験結果から言える。また、上述したように、円錐ころ軸受において、軌道面と転動面との間に異物が介在し、異物等が軌道面に押しつけられることで圧痕が形成され、この圧痕の周囲に盛り上がり部が生じると、円錐ころ30の転動面31に表面剥離を生じさせる恐れがある。従って、表面残留オーステナイト量は少なくすることで、盛り上がり部51が形成されたとしても、盛り上がり部51が残存し難くなり、転動面31に表面剥離が生じるのを抑制することができる。
本焼戻し処理は、140〜175℃に2時間以上保持することにより行われる。
なお、上記方法において、サブゼロ処理の処理温度を適宜調整することにより、予備焼戻し処理を施す必要がなくなる場合もある。
このような方法によれば、本焼戻し処理の前の2次焼入処理により、残留オーステナイトの安定化と硬さの増加が得られる。
さらに、例えば当該円錐ころ軸受1を自動車の部品等に適用した場合、自動車が走行する際に生じる振動が、当該円錐ころ軸受1にも伝わり、この振動が円錐ころ軸受に対して繰り返し応力として作用し、円錐ころ軸受の軸受寿命を低下させる恐れがある。
このような場合、本実施形態の円錐ころ軸受によれば、上記のように高い靭性が確保されているので、上記のような繰り返し応力を許容し、その寿命低下を抑制することができる。
なお、ここでは円錐ころ30には軸受鋼を用いたが、内輪10と同様肌焼鋼を用いて形成し、上述の熱処理を施すことによって、円錐ころ30が、表面硬さ63〜69HRCであるとともに、表面残留オーステナイト量を13wt%以上、25wt%未満となるようにされていてもよい。
なお、外輪20においても、上述した内輪10に対する熱処理を行ない、表面硬さ63〜69HRCであるとともに、表面残留オーステナイト量を13wt%以上、25wt%未満となるようにされていてもよく、この場合、より効果的に当該円錐ころ軸受の寿命が低減するのを防止することができる。
LRI=SK/cosβ−(L1+L2) ・・・(1)
なお、内輪クラウニングの形状は、図6に示すような円弧を上底とする台形的形状のみならず、単一の円弧形状の他、複数の円弧で形成される形状や、対数クラウニング、楕円クラウニング等、全ての種類のクラウニング形状であってもよく、これらの全てのクラウニング形状において上述のクラウニング量の考え方が適用できる。
なお、軌道長さ(転動面長さ)の範囲において複数の形状を組み合わせてなるクラウニングを複合クラウニングといい、軌道長さの範囲において単一の円弧形状からなるクラウニングをフルクラウニングという。
図7(a)は、内輪軌道面11にフルクラウニングを施した内輪10の軸方向の断面における輪郭を示した図である。図において、軌道長さLRIは、図6の(a)の場合における式(1)と同様であり、
LRI=SK/cosβ−(L1+L2)
である。
CRI=RCI−{RCI2−(LRI/2)2}1/2 ・・・(2)
LWR=L/cos(γ/2)−(S1+S2) ・・・(3)
なお、上式(3)中S1,S2は、軸受のサイズによって一定の値が定められる。
本明細書では、このクラウニング円弧中心点C1と中点C2との距離寸法をころクラウニング量CRとしている。そして、図のようにクラウニング円弧の半径をRCとすると、ころクラウニング量CRは、下記式(4)により求められる。
CR=RC−{RC2−(LWR/2)2}1/2 ・・・(4)
LRO=SB/cosα−(T1+T2) ・・・(5)
尚、上式(5)中、T1,T2は、軸受のサイズによって一定の値が定められる。
本明細書では、このクラウニング円弧中心点C1と中点C2とで定まる距離寸法を外輪クラウニング量CROとしている。そして、図のようにクラウニング円弧の半径をRCOとすると、外輪クラウニング量CROは、下記式(6)により求められる。
CRO=RCO−{RCO2−(LRO/2)2}1/2 ・・・(6)
なお、フルクラウニングを施した円錐ころ30及び内外輪10,20に対して、上述した一般的なクラウニングの考え方に基づきクラウニング量を算出することができるのはもちろんである。すなわち、図6において長さLRI’を求めたのと同様に、円錐ころ30の場合はLWRに対するLWR’を、また、外輪20の場合は、LR0に対するLR0’を、それぞれ導出すればよい。このようにして一般的なクラウニングの考え方に基づき求めたクラウニング量は、フルクラウニングの考え方(図8,図9)に基づき求めた値とほぼ一致する。
全クラウニング量=外輪クラウニング量+内輪クラウニング量+ころクラウニング量×2 ・・・(7)
外輪クラウニング率=外輪クラウニング量/全クラウニング量 ・・・(8)
ころクラウニング率=(ころクラウニング量×2)/全クラウニング量 ・・・(9)
内輪クラウニング率=内輪クラウニング量/全クラウニング量 ・・・(10)
円錐ころ軸受の回転トルクの測定方法としては、例えば軸受試験装置を用い、実施例品である円錐ころ軸受を試験装置に設置した後、内外輪の一方を回転させ、内外輪の他方に作用する回転トルクを測定した。試験条件としては、潤滑油にディファレンシャルギヤ装置用ギヤオイルを用い、擬似的な与圧負荷としてアキシャル荷重4kNを与え、回転速度300rpm,2000rpmの2種類の回転速度で行った。このような回転速度領域に設定することで、実用状態の回転トルクが測定される。
上述のようにして、全クラウニング量及び各クラウニング率が種々異なる値に設定された円錐ころ軸受のそれぞれについて、回転トルクを測定した。そして、前記全クラウニング量及び各クラウニング率と回転トルクとの関係を把握することで、回転トルクを低減させる値の範囲を特定した。
なお、上記全クラウニング量は、100μmを超えると、円錐ころ及び内外輪に過大なクラウニングが施されることになり、円錐ころが安定して転動できなくなる恐れがある。従って、全クラウニング量は、100μm以下であることが好ましい。
また、ころクラウニング率が0%の場合、外輪クラウニング率及び内輪クラウニング率が上記所定の値の範囲であれば、回転トルク低減の効果は得られる。従って、ころクラウニング率は、0%以上、20%以下の範囲で設定されればよい。
また、内輪クラウニング率は、外輪クラウニング率が40%以上施されることから、60%以下であることが好ましい。
つまり、上記検証試験の結果によれば、円錐ころの転動面及び内外輪の軌道面に施された各クラウニングの全クラウニング量、外輪クラウニング率、及びころクラウニング率を上記条件とすることで、内外輪と円錐ころとの間の転がり粘性抵抗が低減されていると解される。
すなわち、本実施形態に係る円錐ころ軸受1によれば、上述のように、円錐ころ30と内外輪10、20との間の転がり粘性抵抗を低減させることができ、これらの転がり摩擦を低減できる。その結果、円錐ころ軸受としての回転トルクを低減することができる。
特に、ディファレンシャルギヤ装置のピニオン軸を支持する車両用ピニオン軸支持装置では、比較的高粘度のギヤ用潤滑油で軸受の潤滑が行われるため、この装置においてピニオン軸を支持する軸受の転がり粘性抵抗は大きくなる傾向にある。従って、本発明の円錐ころ軸受をピニオン軸支持装置に用いることで、その回転トルク低減効果は顕著に現れる。
その結果、本実施形態の円錐ころ軸受では、クラウニングが施されていないものと比較して、その回転トルクを概ね55%低減できることが確認できた。
次に、具体的な数値を設定した円錐ころ軸受の実施例品及び比較例品(1、2)について、比較検討した結果について説明する。以下、実施例品及び比較例品の製造方法について説明する。
本発明に係る実施例品は、以下のようにして製造した。内外輪の材質にはSAE5120を用い、これを加工することで内外輪素材を形成し、この内外輪素材に次の条件で熱処理を施した。すなわち、930℃に5時間保持して浸炭を行なった後に850℃の焼入れ温度に降温して0.5時間保持し、焼入れする通常の浸炭焼入れ処理と、120℃に1時間保持した後に空冷する予備焼戻し処理と、−100℃に1時間保持して放置するサブゼロ処理と、160℃に2時間保持した後に空冷する本焼戻し処理を上記順序で行った。こうして、内外輪を製造した。
一方、SUJ2材を用いて円錐ころの素材をつくり、この素材に、830℃に40分間保持して焼入する普通焼入処理と、−80℃に1時間保持した後に放置するサブゼロ処理と、160℃に2時間保持した後に空冷する本焼戻し処理とを上記順序で行なった熱処理を施してころを製造した。そして、上記内外輪及び円錐ころを用いて、実施例品としての円錐ころ軸受を組立てた。
一方、SUJ2材を用いて円錐ころの素材をつくり、この素材に次の条件で熱処理を施した。すなわち、830℃に30分間保持して焼入する普通焼入処理と、180℃に2時間保持した後に空冷する本焼戻し処理とを上記順序で行なった熱処理を施した。こうして内外輪および円錐ころを製造し、これらを用いて比較例品1としての円錐ころ軸受を組立てた。
上記試験では、転動面及び軌道面に所定のクラウニングが施されており、これらの接触面圧は比較的高い状態となっている。さらに、図14(b)においては、潤滑油中に異物が混入しているので、軸受寿命はより大きく低下することが考えられる。しかし、実施例品では、いずれの場合においてもその寿命の低下が抑制されており、特に異物混入油では、より効果的に寿命低下が抑制されている。
以上のように、本発明の円錐ころ軸受よれば、転動面と軌道面との接触面圧が高い状況下においても、その寿命の低下を効果的に抑制できることが確認できた。
10 内輪
11 内輪軌道面
20 外輪
21 外輪軌道面
30 円錐ころ
31 転動面
Claims (4)
- 鋼材よりなる内外輪と、これらの間に介在するとともに鋼材よりなる複数の円錐ころと、当該円錐ころの保持器とを備え、前記内外輪の各軌道面、及び前記円錐ころの転動面にクラウニングが施されている円錐ころ軸受において、
前記内輪の軌道面及び前記円錐ころの転動面の表面硬さが、それぞれ63〜69HRCであるとともに、
全クラウニング量(=外輪クラウニング量+内輪クラウニング量+ころクラウニング量×2)が50μm以上、
外輪クラウニング率(=外輪クラウニング量/全クラウニング量)が40%以上、
ころクラウニング率(=(ころクラウニング量×2)/全クラウニング量)が20%以下であることを特徴とする円錐ころ軸受。 - 前記内輪の軌道面における表面残留オーステナイト量が13wt%以上、25wt%未満である請求項1に記載の円錐ころ軸受。
- 前記内輪が浸炭焼入処理されている請求項1又は2に記載の円錐ころ軸受。
- ピニオン軸と、このピニオン軸を支持すべく前記ピニオン軸のピニオンギヤ側及びその逆側にそれぞれ配置される転がり軸受とを有する車両用ピニオン軸支持装置において、
前記ピニオン軸のピニオンギヤ側及びその逆側にそれぞれ配置される転がり軸受の内、少なくとも一方が請求項1に記載の円錐ころ軸受であることを特徴とする車両用ピニオン軸支持装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005237719A JP2007051714A (ja) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | 円錐ころ軸受、及びこれを用いた車両用ピニオン軸支持装置 |
US11/504,757 US7484894B2 (en) | 2005-08-18 | 2006-08-16 | Tapered roller bearing an automotive pinion shaft supporting apparatus utilizing same tapered roller bearing |
EP06017073A EP1757824A3 (en) | 2005-08-18 | 2006-08-16 | Tapered roller bearing and automotive pinion shaft supporting apparatus with such bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005237719A JP2007051714A (ja) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | 円錐ころ軸受、及びこれを用いた車両用ピニオン軸支持装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007051714A true JP2007051714A (ja) | 2007-03-01 |
Family
ID=37441254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005237719A Pending JP2007051714A (ja) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | 円錐ころ軸受、及びこれを用いた車両用ピニオン軸支持装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7484894B2 (ja) |
EP (1) | EP1757824A3 (ja) |
JP (1) | JP2007051714A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018020951A1 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Ntn株式会社 | 自動車用円すいころ軸受 |
JP2018040400A (ja) * | 2016-09-06 | 2018-03-15 | Ntn株式会社 | 円すいころ軸受 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103967930B (zh) * | 2014-04-24 | 2016-06-22 | 福建省永安轴承有限责任公司 | 高轴向承载能力的圆柱滚子轴承 |
JP6736875B2 (ja) * | 2015-12-17 | 2020-08-05 | 株式会社ジェイテクト | 円すいころ軸受 |
WO2019065753A1 (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-04 | Ntn株式会社 | 円錐ころ軸受 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0575520U (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-15 | 光洋精工株式会社 | 円錐ころ軸受 |
JPH0776764A (ja) * | 1993-09-09 | 1995-03-20 | Koyo Seiko Co Ltd | 軸受部品 |
JPH11201151A (ja) * | 1998-01-14 | 1999-07-27 | Ntn Corp | 円すいころ軸受 |
JP2000160253A (ja) * | 1991-12-03 | 2000-06-13 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり軸受部品 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2733608B2 (ja) | 1988-10-21 | 1998-03-30 | 光洋精工株式会社 | 軸受用鋼およびその製造方法 |
JPH03113U (ja) * | 1989-05-22 | 1991-01-07 | ||
JP2588608B2 (ja) | 1989-05-26 | 1997-03-05 | 日本碍子株式会社 | 汚泥焼却炉排ガス中のシアン分解方法 |
JP2684216B2 (ja) | 1989-06-08 | 1997-12-03 | ティーディーケイ株式会社 | 磁気ヘッド用コア |
JP2705998B2 (ja) | 1990-08-02 | 1998-01-28 | 株式会社明電舎 | 電気接点材料の製造方法 |
US6086261A (en) * | 1998-01-14 | 2000-07-11 | Ntn Corporation | Tapered roller bearing |
US6328477B1 (en) * | 1998-11-27 | 2001-12-11 | Ntn Corporation | Tapered roller bearings and gear shaft support devices |
JP3731401B2 (ja) | 1999-08-31 | 2006-01-05 | 日本精工株式会社 | ころ軸受 |
US6502996B2 (en) * | 2001-05-11 | 2003-01-07 | The Timken Company | Bearing with low wear and low power loss characteristics |
JP2003130059A (ja) | 2001-10-19 | 2003-05-08 | Koyo Seiko Co Ltd | 円錐ころ軸受 |
CN100422586C (zh) | 2004-02-19 | 2008-10-01 | 株式会社捷太格特 | 圆锥滚子轴承 |
WO2005100809A1 (ja) | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Jtekt Corporation | 円錐ころ軸受、円錐ころ軸受装置及びこれを用いた車両用ピニオン軸支持装置 |
-
2005
- 2005-08-18 JP JP2005237719A patent/JP2007051714A/ja active Pending
-
2006
- 2006-08-16 US US11/504,757 patent/US7484894B2/en active Active
- 2006-08-16 EP EP06017073A patent/EP1757824A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000160253A (ja) * | 1991-12-03 | 2000-06-13 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり軸受部品 |
JPH0575520U (ja) * | 1992-03-19 | 1993-10-15 | 光洋精工株式会社 | 円錐ころ軸受 |
JPH0776764A (ja) * | 1993-09-09 | 1995-03-20 | Koyo Seiko Co Ltd | 軸受部品 |
JPH11201151A (ja) * | 1998-01-14 | 1999-07-27 | Ntn Corp | 円すいころ軸受 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018020951A1 (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Ntn株式会社 | 自動車用円すいころ軸受 |
JP2018017263A (ja) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | Ntn株式会社 | 自動車用円すいころ軸受 |
US11268571B2 (en) | 2016-07-26 | 2022-03-08 | Ntn Corporation | Tapered roller bearing for automobile |
JP2018040400A (ja) * | 2016-09-06 | 2018-03-15 | Ntn株式会社 | 円すいころ軸受 |
US10731703B2 (en) | 2016-09-06 | 2020-08-04 | Ntn Corporation | Tapered roller bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1757824A2 (en) | 2007-02-28 |
EP1757824A3 (en) | 2009-03-18 |
US7484894B2 (en) | 2009-02-03 |
US20070127860A1 (en) | 2007-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1489318A1 (en) | Rolling bearing for belt type non-stage transmission | |
EP3584459A1 (en) | Tapered roller bearing | |
US10890213B2 (en) | Tapered roller bearing | |
JPH06307457A (ja) | 転がり軸受 | |
JP5982782B2 (ja) | 風力発電設備用転がり軸受 | |
WO2021059975A1 (ja) | 転がり軸受 | |
US20140321789A1 (en) | Machine part, rolling bearing, tapered roller bearing, and method for manufacturing machine part | |
JP2014020538A (ja) | 転がり軸受、転がり軸受の製造方法、高周波熱処理装置 | |
JP2009192071A (ja) | 転がり軸受 | |
JP2007051714A (ja) | 円錐ころ軸受、及びこれを用いた車両用ピニオン軸支持装置 | |
JP2007051716A (ja) | 円錐ころ軸受、及びこれを用いた車両用ピニオン軸支持装置 | |
JP2007051703A (ja) | 円錐ころ軸受、及びこれを用いたトランスミッション用軸受装置 | |
JP5163183B2 (ja) | 転がり軸受 | |
JP5612912B2 (ja) | 深みぞ玉軸受 | |
US11319994B2 (en) | Thrust roller bearing | |
JP2008151236A (ja) | 転がり軸受 | |
JP2013249500A (ja) | 転がり軸受 | |
JP5998631B2 (ja) | 転がり軸受 | |
JP2007177897A (ja) | ころ軸受 | |
JP2008051276A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP5233305B2 (ja) | ころ軸受及びその製造方法 | |
JP2008150687A (ja) | 車輪支持用転がり軸受装置 | |
JP2006112559A (ja) | 円すいころ軸受 | |
JP2005140184A (ja) | トロイダル型無段変速機とその製造方法 | |
JP2014020394A (ja) | プラネタリギヤ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080627 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090915 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090929 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100105 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100511 |