JPS59187110A - テ−パランドスラスト軸受 - Google Patents

テ−パランドスラスト軸受

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Publication number
JPS59187110A
JPS59187110A JP58060398A JP6039883A JPS59187110A JP S59187110 A JPS59187110 A JP S59187110A JP 58060398 A JP58060398 A JP 58060398A JP 6039883 A JP6039883 A JP 6039883A JP S59187110 A JPS59187110 A JP S59187110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
land
thin layer
soft
tapered
Prior art date
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Pending
Application number
JP58060398A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Kanayama
弘 金山
Makoto Shibata
誠 柴田
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.)
Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Taiho Kogyo Co Ltd filed Critical Taiho Kogyo Co Ltd
Priority to JP58060398A priority Critical patent/JPS59187110A/ja
Publication of JPS59187110A publication Critical patent/JPS59187110A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/04Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
    • F16C17/047Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with fixed wedges to generate hydrodynamic pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、回転軸の軸方向荷重を支えるデーバラントス
ラス1〜軸受の改良に関する。
テーパランドスラスト軸受は第1図、第2図に示すよう
に、平板状の円形の軸受面にその円周方向に向(プて順
次テーパー面とランド面を形成したものである。このチ
ーパラントスラス1〜軸受はテーパー面上の潤滑油が回
転軸の回転に伴ない、テーパー面上を上方に引き込まれ
ランド部との間に横状油膜を発生させるため、この油膜
の圧力で回転軸のスラスト荷重が支えられる。
(従来技術〕 従来のチーバラントスラス1〜軸受は、そのランド部の
耐摩耗性を向上するために、鋼製のデーパランドスラス
ト軸受表面に硬い窒化物を形成させでいる。これにより
、軸受面、特にそのランド表面における摩耗をづくなく
し、すぐれた摩擦特性を得ている。しかしながら、この
従来の軟窒化処理をされたテーパランドスラスト軸受は
表面が硬い軟窒化層で覆われているために、馴染み性が
悪く、このため、高精度の仕上げを必要とする欠点があ
る。
〔発明の目的〕
本発明は、上記問題点を克服するもので、摺動面をR,
X成する各ランド部に若干の凹凸が生じるような場合に
おいてもづくれたI!7擦特性、特に低速回転時にお(
ブる高いスラスト荷重に耐えるデーバラントスラス1へ
軸受を提供づることを目的どするものである。
〔発明の構成の要約) 本発明のデーパランドスラスト軸受は、回転軸端面を支
承する基材からなる軸受面に、その円周方向に順次デー
パ面とランド面を形成した軸受本体と、該軸受本体の該
軸受面に形成された軟質薄層とで構成されることを特徴
とするもの、および、基材の表面部の硬化処理層と、そ
の上に形成された軟質i¥?層とで構成されることを特
徴と覆るものである。
3発明の詳細な説明 本発明のチーバラントスラス1〜軸受においで、従来の
チーパラントスラス1〜l1qIl受をそのまま本発明
の軸受本体として用いることができる。即ち、本発明の
テーパランドスラスト@受の軸受本体は、鋼を母材とし
、その摺動面に、円周方向に順次テーパー面とランド面
を形成したものである。この軸受本体を構成する基材と
しては鋼材か望ましく、場合ににつではA1合金等を用
いてもよい。前記鋼材として低炭素鋼、たとえば5PC
C,845C等の鋼を使用することができる。尚、この
軸受本体は、焼入れ等を行い、基材の表面をHv300
以上に堅(することができる。この摺動面の硬さは相手
材となる回転軸端面の硬さと関連し、相手材が比較的柔
かい場合には摺動面の硬さは比較的柔かくてもよい。逆
に相手材が硬い場合には、軸受本体の摺動面も硬い方が
好ましい。尚、軸受本体の摺動面を形成する表面部に従
来と同様に窒化処理を施し、表面層をFe N、 Fe
 3N、Fe4N等の窒化鉄とすることができる。又、
その他公知の真空蒸着、スパッタリング等の物理的被膜
形成方法(PVD)あるいは化学的被膜形成方法(CV
D)より炭化物、窒化物等の硬い表面層を形成してもよ
い。硬化処理として軟窒化処理、浸炭焼入処理、浸硫処
理、焼入処理等が選択できる。
摺動面を形成するテーパ面とランド面は、従来と同様に
デーパランドスラスト軸受の目的とするデーパランドス
ラスト軸受の用途に応じて、テーパ面のiJ、ランド面
の巾及びそれらの比を任意に選択することができる。又
、テーパランドのデーパ高ざは3〜20μmでもよく、
5〜10μm程度がより好ましい。更にランド面の一端
とテーパ面の間に比較的深い溝を形成し、潤滑油の導入
路として利用することもできる。これら摺動面の形状構
成については、従来と同様に行うことができる。
本発明のテーパランドスラスト軸受の他の構成要素であ
る軟質薄層は、この軸受本体の摺動面表面に形成されて
いる。ここで、軟質薄層とは、結果として軸受本体より
柔かい、軟質剤から構成されていることを意味する。ざ
らに望ましくは、この軟質剤を潤滑性のある材料たとえ
ば軟質固体潤滑剤とするとにい。具体的には鉛、錫、イ
ンジウム、ビスマス等の低融点金属又はそれら低融点金
属を主成分とする合金、あるいは二硫化モリブデン、二
硫化タングステン、窒化硼素、クラファイト等の固体潤
滑剤をエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリニス
デル樹脂等の熱硬化性(コ(脂C固めたもの、あるいは
、フッ素樹脂、ボリイミl’樹脂のような潤滑性能の高
いブラスツクス拐料である。潤滑性の低い゛軟質剤も使
用(よできる。軟質薄膜の厚さは、0.5〜30μ01
程度−〇ある。この薄膜のIワざが0.5μ01より薄
くなると、ハ111染み性の向上の程度が低くなる。又
、civ膜の厚さが厚くなりづ−ざると、軟質のためス
ラスト荷重を十分に支えられなくなったり、う−−パ面
に軟a′1剤が移動してデーパ面かり−くなくなったり
し−C,’j”−バラントスラス1〜軸受としての性能
か劣る。このため、簿膜の19さけ、0.5・〜30μ
I11、望ましくは、1〜20μm11、より好ましく
は、1〜5μmがよい。
〔発明の作用、効果〕
本発明のチーバラントスラス1〜軸受は、潤滑面表面に
軟質薄層が形成されている。この軟質薄層は摺動初期に
、全体のランド面より突出した部分の軟質剤が摩耗して
低くなり、全体のランド面より低いランド面上の軟質剤
はそのまま残り、1ン″!動初期にa3いてランド面と
相手軸面がりみやかになじむ。また摺動中でのなじみも
良い。従って、スラスト荷重がGJは均一にりl\ての
ラント向C支えられ、テーパ面からの楔状油膜の生成と
」(に相千月のスラスト荷重(ま、ラン1〜面表面に形
成される&I+肱の圧ツノによって受1す止められる。
このJ:うに、本発明のデーバラン1〜スラスト軸受【
J、馴染み竹かよく、従来のチーバラントスラス1〜I
IIIl受で゛は問題のあった比較的低い1iPI動速
1誌(回転速度) I、lにい【し人さ″なスシス1〜
伺千を受りることかでさ・る。
例え(、虱、trI来の摺動面に軟窒化処理を施したj
 −バッジ1〜スラスト軸受が回転数50011+mの
時に耐えるスラスト伺jfiか而L【で801(!I/
 cm 2−稈磨(・あるのに対しC1本光明の]−バ
ラン1〜スラスト軸受のおいては、同じ回転数500 
rp+n (−スラスh (・:+ 、+、hどじで(
,1,300に!J/Cm2以上]荷中に耐えることか
てさる。さらに軟y′i薄層に高い潤H’lt Mを(
q与した軟質固体潤滑剤(19層を適用りれば、広回転
域にわたって低厚擦かl!7られる。
以下実施例により説明する。
〔実施例〕
本実施例のテーパランドスラスト軸受の平面図を第1図
に、第1図の■−■破線断面図を第2図に示ず。このテ
ーパランドスラスト軸受の軸受本体1は、従来のテーパ
ランドスラスト軸受そのものと全く同一のものである。
即ち、この軸受本体1は、ml、J(SPCC)をドー
ナツ円盤状に打ち抜き、これに油溝13を加工した後、
両面を研磨し、次で、プレススタンピングにより、テー
パ面11及びランド面12を加工したにの後、塩浴軟窒
化処理〈シアン塩、シアン酸塩浴中で570℃、90分
間加熱浸漬)し、更にパフ研磨して表面粗さを整え、本
実施例の軸受本体1としたらのである。本軸受本体のテ
ーパ高さは10μmである。次にこの表面に通常の鉛メ
ツキ方法により、鉛をメッキし、軟質剤として固体潤滑
剤薄膜2を形成した。この固体潤滑剤薄膜2の厚さは3
μmとした。このようにして本実施例のテーパランドス
ラスト軸受を製造した。
この実施例のデーパランドスラスト軸受の負荷容量をみ
るために、試験機として第3図にその1部断面を示すス
ラスト試験m、100を使用した。
この試験41100は下端面に相手tA103を固定保
持する回転@101と荷重Pにより上方に押し上げられ
る試料台104とで構成されている。チーバラントスラ
ス1〜軸受102は試料台104に固定され相手材に押
し伺tプられる。また回転軸106には軸孔106が設
けられており、この軸孔106より油が供給される。チ
ーバラントスラス1へ軸受102として外t28mmの
テーパランドスラスト軸受を用い、試験条件として、油
ii o。
℃、油種ATF油〈オー1−マチックオイル)、油量’
1.Occ/分、荷重瀬増法で焼イ」か生じるまでの最
高スラスト荷重を測定した。回転数をパラメータとした
結果を第4図の線図Aに示す。尚、第4図の横軸は回転
数、縦軸は面圧である。なお、比較のために従来のテー
パランドスラスト軸受である本実施例の軸受本体と同一
のものを用い、同じ試験条件でスラスト荷重を測定した
。この結末を第4図の線図Bに示す。
この第4図より線図へで示す本発明のテーバランドスラ
スト軸受が、線図Bて示される従来の軸受ど比較し、全
回転域、特に従来のテーバランド軸受の不得手であった
境界潤滑となりや覆−い回転数の低い領域において、高
いスラスト荷重に耐えることがあきらかである。
第5図に、20 Orpm旧のなじみ性d−3よび軸受
特性を比較した荷@漸増法による試験結果を示す。
第5図の横軸は面圧、縦軸は摩擦係数を表ねザ。
本発明のデーバラントスラス1〜軸受の結果を線図Δで
従来の軸受の結果を線図Bで示す。本発明のテーバラン
ドスラスト軸受は、すみやかに安定、かつ、ぎわめで低
く安定している。
さらに、第6図に、テーバラン1〜スラスl−+l1l
lI受の加工精度と性能の関係を示1゜本発明N091
は実施例の軸受とほぼ同じもので′、1lIlbあらざ
をR10,8μmとした。また本発明NO12は軸あら
さをRZo、8μmとし、他は実施例と同じ【こしたも
のである。従来N013は本実施例の軸受本体のみで軸
受を構成したものでそのり11あうざはRz 0.4u
mである。、試験は回転数500 rl)mの時の焼f
ゴ面圧を比較した。第6図の結果より明らかなように、
本発明のテーバランドスラスト軸受(J、必ずしも高い
加工粘度を要求しないことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の実施例のンーーバランドスラ
ス(〜軸受を示し、第1図はその平面図、第2図は第1
図の1[〜H破線断面図、第3図は本実施例のチーバラ
ントスラス1へ軸受の試験に用いられたスラスト試験機
の概要を示づ主要部断面図、第4図は本実施例のデーバ
ラントスラスl−軸受ならびに従来のデーバラントスラ
ス1〜tli+l+受の同転数とスラス1へ荷重の関係
を示り−H、第5図は本実施例と従来のチーバラントス
ラス1〜軸受の面月二と摩擦係数の関係を示す図、第6
図は加工粘度の差(こJこる比較を示丈図である。 1・・・軸受本体     2・・・固体潤滑剤薄層1
1・・・テーパ面   12・・・ランド而13・・・
油溝 第1図 ■ 回  !!24   数(rpm) 特許庁長官 若杉和夫 殿 1.事件の表示 昭和58年特許願第060398号 2、発明の名称 テーパランドスラスト軸受 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 トヨタシミドリガオ力 愛知県豊田市緑ケ丘3丁目65番地 タイホウコウギョウ 大 豊 工 業 株式会社 オオツカタカユキ 代表取締役 大 塚 隆 之 4、代理人 〒450愛知県名古屋市中村区名駅3丁目3番の4 児
玉ビル (電話052−583−9720) 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 明細書の第11頁の第17行目にある「0.8」とある
をroll、Jと補正しまず。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)回転軸端面を支承する基材からなる軸受面に、そ
    の円周方向に順次テーパ面とランド面を形成した軸受本
    体と、 該軸受本体の該軸受面に形成された軟質薄層とで構成さ
    れることを特徴とするテーパランドスラスト軸受。 (2)薄層の厚さは0.5〜30μmである特許請求の
    範囲第1項記載のテーパランドスラスト軸受。 (3)軟質薄層は鉛、錫、インジウム、ビスマス等の低
    融点金属またはそれら低融点金属を主成分とする合金で
    ある特許請求の範囲第1項記載のテーパランドスラスト
    軸受。 (4)軟質薄層は、二硫化モリブデン、二硫化タングス
    テン、窒化硼素等の固体潤滑剤をフェノール樹脂、エポ
    キシ樹脂、フラン樹脂、ユリャ樹脂等の熱硬化性樹脂で
    結合して形成したものである特許請求の範囲第1項記載
    のテーパランドスラスト軸受 (5)軟質薄層はフッ素樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂
    である特許請求の範囲第1項記載のデーパランドスラス
    ト軸受。 (6〉回転@I端面を支承する基材からなる軸受面に、
    その円周方向に順次テーパ面とランド面を形成した軸受
    本体と、該軸受面を形成する軸受本体の表面部は硬化処
    理され、該軸受本体の該軸受面に形成された軟質薄層で
    構成されていることを特徴とするテーパランドスラスト
    軸受。 (7)軸受本件の基材が鋼であり、硬化処理が軟窒化処
    理であることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
    チーパラントスラス1〜軸受。
JP58060398A 1983-04-06 1983-04-06 テ−パランドスラスト軸受 Pending JPS59187110A (ja)

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