JP2008019916A

JP2008019916A - スラスト針状ころ軸受

Info

Publication number: JP2008019916A
Application number: JP2006190636A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Yamada; 亮輔山田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2008-01-31

Abstract

【課題】高速回転で使用される場合においても、もぐりこみや焼き付きを防止することができるスラスト針状ころ軸受を提供する。
【解決手段】スラスト針状ころ軸受１０は、複数の針状ころ１１と、針状ころ１１を転動自在に収容する保持器１２とを備える。保持器１２は、軟窒化処理を施した後にリン酸マンガン被膜１６が施された表面を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スラスト針状ころ軸受に関する。

従来、スラスト針状ころ軸受は、自動車や産業機械、例えば、自動車エアコン用コンプレッサーやトルクコンバータ、自動車用トランスミッションの回転部分などに利用されている。近年、オートマチックトランスミッションは多段化が進んでおり、これに適用されるスラスト針状ころ軸受には耐高速性が求められている。

従来、保持器の耐摩耗性及び表面硬さを向上させるため、保持器素材である冷間圧延鋼板（ＳＰＣ材）に軟窒化処理を施す手法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の軟窒化処理が施された保持器は、図５（ａ）に示すように、母層１４の最表面に厚さが１０μｍ程度の耐摩耗性に優れた窒化鉄化合物層１５が生成される。
特開２００６−１７２４４号公報

ところで、軟窒化処理が施された保持器では、図５（ｂ）に示すように、化合物層１５の表面にポーラス１５ａが形成され、油溜まりの効果によって耐摩耗性を発揮することができるが、スラスト針状ころ軸受を高速で回転させた場合、ころには高い遠心力や周速が発生し、ころ端面と接触する保持器のポケットの外径側端面では、化合物層１５の表面が脱落し、凹型の異常摩耗（もぐりこみ）が発生することがある。そして、この摩耗が進行すると、回転トルクの上昇や発熱の増加、焼き付きの原因となることがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速回転で使用される場合においても、もぐりこみや焼き付きを防止することができるスラスト針状ころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）複数の針状ころと、該針状ころを転動自在に収容する保持器とを備えるスラスト針状ころ軸受であって、
保持器は、軟窒化処理を施した後にリン酸マンガン被膜が施された表面を有することを特徴とするスラスト針状ころ軸受。

本発明のスラスト針状ころ軸受によれば、保持器は、軟窒化処理を施した後にリン酸マンガン被膜を施すことで製造されるので、高い耐焼き付き性と潤滑性を持続させ、高速回転で使用される場合でももぐりこみや焼き付きを防止することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るスラスト針状ころ軸受について図面を参照して詳細に説明する。

スラスト針状ころ軸受１０は、図１に示すように、複数の針状ころ１１と、針状ころ１１を転動自在に収容する保持器１２とを備え、対向する図示しない軌道輪の軌道面間に配置されている。保持器１２は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣ材）からなる円環状の板材を屈曲することで断面略Ｗ状に形成し、円周方向に所定の間隔で針状ころ１１を保持するための複数のポケット１３を有する。

図２に示すように、保持器１２の表面は、母層１４の表面に軟窒化処理が施され、厚さが１０μｍ以下程度の窒化鉄化合物層１５を生成し、化合物層１５には、従来と同様、最表面にポーラスと呼ばれる無数の孔１５ａが存在する。そして、軟窒化処理を行なった後にリン酸マンガン被膜を施すことで、図２（ｂ）に示すようにポーラス１５ａにリン酸マンガン被膜１６が浸入する。リン酸マンガン被膜１６は、薬剤による化成処理を施すことで１〜１０μｍ程度の膜厚で形成され、耐焼き付き性と、自己潤滑性に高い効果を有している。

このように、ポーラス１５ａにリン酸マンガン被膜１６が浸入すると、図４に示すように、表面が摩耗されても潤滑が切れることなく、高い耐焼き付き性と潤滑性を持続し、高速回転で使用される場合でも、ポケット１３の外径側端面１２ａにおけるもぐりこみが防止できるとともに、回転トルクの上昇や焼き付きを防ぐことができる。

以上説明した様に、本実施形態のスラスト針状ころ軸受１０によれば、保持器１２は、軟窒化処理を施した後にリン酸マンガン被膜１６が施された表面を有するので、表面が摩耗されても潤滑が切れることなく、高い耐焼き付き性と潤滑性を持続し、高速回転で使用される場合でももぐりこみや焼き付きを防ぐことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
本実施形態では、１枚の板材を屈曲することで保持器を形成しているが、図４に示すように、屈曲された２枚の板材を重ね合せるようにしてもよく、２枚の板材ともに上記と同様の表面処理によって製造される。また、スラスト針状ころ軸受は、上記実施形態のものに限定されず、例えば、複列に放射状に配置されるものであっても良い。

ここで、内径５０ｍｍ、外径７０ｍｍ、板厚０．５ｍｍ、ころ径２．５ｍｍのスラスト針状ころ軸受を用いて以下の条件の下、高速試験を行なった。

試験軸受１は、保持器の表面に軟窒化処理を施した後、リン酸マンガン被膜を施している。一方、試験軸受２は、保持器の表面に軟窒化処理のみを施したものである。なお、表面処理以外の仕様は同等のものを用いた。試験結果を表１に示す。

・高速試験条件
回転数：１２０００ｒｐｍ
荷重：無負荷
潤滑油：ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）
試験時間：５０Ｈｒ

この結果、保持器の表面に軟窒化処理とリン酸マンガン被膜を施すことで、耐摩耗性を向上できたことが確認できる。

本発明の一実施形態であるスラスト針状ころ軸受を説明するための断面図である。（ａ）は、図１の保持器の表面の構造を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ部拡大断面図である。図１の保持器の表面が摩耗した状態を示す拡大断面図である。本発明のスラスト針状ころ軸受の変形例を示す断面図である。（ａ）は、保持器の表面に軟窒化処理が施された後の表面の構造を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶ部拡大断面図である。

符号の説明

１０スラスト針状ころ軸受
１１針状ころ
１２保持器
１３ポケット
１４母層
１５化合物層
１６リン酸マンガン被膜

Claims

複数の針状ころと、該針状ころを転動自在に収容する保持器とを備えるスラスト針状ころ軸受であって、
前記保持器は、軟窒化処理を施した後にリン酸マンガン被膜が施された表面を有することを特徴とするスラスト針状ころ軸受。