JP2000249155A - 異物混入下の転がり軸受 - Google Patents
異物混入下の転がり軸受Info
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- JP2000249155A JP2000249155A JP5119099A JP5119099A JP2000249155A JP 2000249155 A JP2000249155 A JP 2000249155A JP 5119099 A JP5119099 A JP 5119099A JP 5119099 A JP5119099 A JP 5119099A JP 2000249155 A JP2000249155 A JP 2000249155A
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- Japan
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- ring
- rolling bearing
- rolling
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- 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.)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】軸受の固定輪の材料熱処理を変更することな
く、また特別な回転機構を設けることなく、固定輪と回
転輪との寿命のバランスをとることができて、異物混入
潤滑下における固定輪の転がり疲労寿命を延長させるこ
とが可能な転がり軸受を提供する。 【解決手段】固定輪３と回転輪１との間に複数の転動体
５を有し異物混入潤滑下で用いられる転がり軸受におい
て、固定輪３とその取付け嵌合部であるハウジング４と
の間に、１／１０００＜δ／ｄｍ＜２／１０００、（但
し、δ：固定輪と嵌合部とのすき間の大きさ、ｄｍ：転
動体のピッチ円径）で表されるすき間を設けた。固定輪
３は回転輪１と同方向に極低速で回りながら移動するか
ら、固定輪の全周を万遍なく使用できて長寿命が得られ
る。
く、また特別な回転機構を設けることなく、固定輪と回
転輪との寿命のバランスをとることができて、異物混入
潤滑下における固定輪の転がり疲労寿命を延長させるこ
とが可能な転がり軸受を提供する。 【解決手段】固定輪３と回転輪１との間に複数の転動体
５を有し異物混入潤滑下で用いられる転がり軸受におい
て、固定輪３とその取付け嵌合部であるハウジング４と
の間に、１／１０００＜δ／ｄｍ＜２／１０００、（但
し、δ：固定輪と嵌合部とのすき間の大きさ、ｄｍ：転
動体のピッチ円径）で表されるすき間を設けた。固定輪
３は回転輪１と同方向に極低速で回りながら移動するか
ら、固定輪の全周を万遍なく使用できて長寿命が得られ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車や農
業機械の動力伝達機構等に使用される転がり軸受のよう
に、異物混入状態で潤滑が行われながら長寿命を要求さ
れる用途に好適な転がり軸受に関する。
業機械の動力伝達機構等に使用される転がり軸受のよう
に、異物混入状態で潤滑が行われながら長寿命を要求さ
れる用途に好適な転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】転がり軸受は、使用される潤滑油中に異
物混入の無いいわゆるクリーン潤滑下では、応力体積
（単位体積当たりにかかる応力）によって固定輪より回
転輪の方が寿命（転がり疲れ寿命）が短い。ところが、
潤滑油中に異物混入がある異物混入潤滑下では、異物の
噛み込みにより、固定輪や回転輪の軌道面や転動体の転
動面に圧痕という形で表面欠陥を生じる。そして、この
異物混入潤滑下で生じる表面欠陥に対する応力繰返し数
の多い固定輪の方が、回転輪より寿命が短くなる傾向が
ある。
物混入の無いいわゆるクリーン潤滑下では、応力体積
（単位体積当たりにかかる応力）によって固定輪より回
転輪の方が寿命（転がり疲れ寿命）が短い。ところが、
潤滑油中に異物混入がある異物混入潤滑下では、異物の
噛み込みにより、固定輪や回転輪の軌道面や転動体の転
動面に圧痕という形で表面欠陥を生じる。そして、この
異物混入潤滑下で生じる表面欠陥に対する応力繰返し数
の多い固定輪の方が、回転輪より寿命が短くなる傾向が
ある。
【０００３】また、従来、玉軸受の寿命に及ぼす軌道輪
の回転の影響について、クリーン潤滑下では固定輪を極
低回転で回すことにより長寿命になるという報告が、ト
ライボロジスト第４１巻第３号で紹介されている。
の回転の影響について、クリーン潤滑下では固定輪を極
低回転で回すことにより長寿命になるという報告が、ト
ライボロジスト第４１巻第３号で紹介されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特に、自動車, 農業機
械等の動力伝達機構に用いる転がり軸受は、潤滑油中に
異物が混入していわゆる異物混入潤滑下で使用されるこ
とが多く、当該異物の噛み込みにより軌道面に生じた表
面欠陥への応力繰返し数が多くなる固定論の寿命の方が
回転輪より短くなってしまう。そこで固定輪の寿命を延
ばして回転輪との寿命のバランスをとろうとすると、固
定輪の材料熱処理を、例えば特公平８−２６４４６に開
示されている浸炭又は浸炭窒化され残留オーステナイト
２０〜４５％を有する転がり軸受のように変更し改良し
なければならないので、コスト高になるという問題があ
った。
械等の動力伝達機構に用いる転がり軸受は、潤滑油中に
異物が混入していわゆる異物混入潤滑下で使用されるこ
とが多く、当該異物の噛み込みにより軌道面に生じた表
面欠陥への応力繰返し数が多くなる固定論の寿命の方が
回転輪より短くなってしまう。そこで固定輪の寿命を延
ばして回転輪との寿命のバランスをとろうとすると、固
定輪の材料熱処理を、例えば特公平８−２６４４６に開
示されている浸炭又は浸炭窒化され残留オーステナイト
２０〜４５％を有する転がり軸受のように変更し改良し
なければならないので、コスト高になるという問題があ
った。
【０００５】本発明は、このような従来技術の未解決の
課題に着目してなされたものであり、軸受の固定輪の材
料熱処理を変更することなく、また特別な回転機構を設
けることなく、固定輪と回転輪との寿命のバランスをと
ることができて、異物混入潤滑下における転がり疲労寿
命を向上させることが可能な転がり軸受を提供すること
を目的とする。
課題に着目してなされたものであり、軸受の固定輪の材
料熱処理を変更することなく、また特別な回転機構を設
けることなく、固定輪と回転輪との寿命のバランスをと
ることができて、異物混入潤滑下における転がり疲労寿
命を向上させることが可能な転がり軸受を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る請求項１の転がり軸受は、固定輪と
回転輪との間に複数の転動体を有し異物混入潤滑下で用
いられる転がり軸受であって、前記固定輪とその嵌合部
との間に、次式 １／１０００＜δ／ｄｍ＜２／１０００ 但し、δ ：固定輪と嵌合部とのすき間の大きさ ｄｍ：転動体のピッチ円径 で表されるすき間を設けたことを特徴とする。
めに、本発明に係る請求項１の転がり軸受は、固定輪と
回転輪との間に複数の転動体を有し異物混入潤滑下で用
いられる転がり軸受であって、前記固定輪とその嵌合部
との間に、次式 １／１０００＜δ／ｄｍ＜２／１０００ 但し、δ ：固定輪と嵌合部とのすき間の大きさ ｄｍ：転動体のピッチ円径 で表されるすき間を設けたことを特徴とする。
【０００７】このような大きさに設定したすき間を、固
定輪とその嵌合部との間に介在させると、クリープする
ことなく軸受の摩擦トルクの作用で固定輪を移動させる
ことができる。すなわち、格別の回転機構が無くても、
軸受の摩擦トルクの作用で固定輪は自然に極低速で回る
（ずれる）。したがって、異物混入潤滑下で異物の噛み
込みにより固定輪の軌道面にたとえ損傷を受けても、そ
の損傷部分が移動して少しずつずれていくことになり、
特定の損傷部が局部的に繰り返し応力を受け続けること
がないから長寿命が得られる。
定輪とその嵌合部との間に介在させると、クリープする
ことなく軸受の摩擦トルクの作用で固定輪を移動させる
ことができる。すなわち、格別の回転機構が無くても、
軸受の摩擦トルクの作用で固定輪は自然に極低速で回る
（ずれる）。したがって、異物混入潤滑下で異物の噛み
込みにより固定輪の軌道面にたとえ損傷を受けても、そ
の損傷部分が移動して少しずつずれていくことになり、
特定の損傷部が局部的に繰り返し応力を受け続けること
がないから長寿命が得られる。
【０００８】ここに、前記δ／ｄｍの値が１／１０００
未満ではすき間δが過少となり、固定輪が移動しないか
ら異物の噛み込みにより軌道面に生じた表面欠陥への応
力繰返し数が多くなり、その結果固定論の寿命が短くな
ってしまう。一方、δ／ｄｍの値が２／１０００を超え
ると、すき間δが過大となり、固定輪がクリープを起こ
してそのはめあい面にかじりや焼付きを生じ、発熱・摩
耗して軸受の寿命が短縮されるみならず、相手部材の軸
やハウジングにも損傷を与える。
未満ではすき間δが過少となり、固定輪が移動しないか
ら異物の噛み込みにより軌道面に生じた表面欠陥への応
力繰返し数が多くなり、その結果固定論の寿命が短くな
ってしまう。一方、δ／ｄｍの値が２／１０００を超え
ると、すき間δが過大となり、固定輪がクリープを起こ
してそのはめあい面にかじりや焼付きを生じ、発熱・摩
耗して軸受の寿命が短縮されるみならず、相手部材の軸
やハウジングにも損傷を与える。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下の寿
命試験に基づいて説明する。図１に示すように、転がり
軸受の内輪１が回転する相手部材である軸２に嵌合して
取り付けられており、外輪３が固定の相手部材であるハ
ウジング４に嵌合して取り付けられているものとする。
この場合、内輪１は回転輪で軸２はその取付け嵌合部、
外輪３は固定輪でハウジング４はその取付け嵌合部であ
る。
命試験に基づいて説明する。図１に示すように、転がり
軸受の内輪１が回転する相手部材である軸２に嵌合して
取り付けられており、外輪３が固定の相手部材であるハ
ウジング４に嵌合して取り付けられているものとする。
この場合、内輪１は回転輪で軸２はその取付け嵌合部、
外輪３は固定輪でハウジング４はその取付け嵌合部であ
る。
【００１０】その固定輪である外輪３とその取付け嵌合
部であるハウジング４との間に、すき間δが設けてあ
る。５は転動体であり、また６は負荷圏である。寿命試
験は、上記転がり軸受に６２０６玉軸受を用い、前記す
き間δを表１に示す８通りの組み合わせに設定（実施例
１〜４、比較例５〜８）して、次のような試験条件の下
に行った。 ( 試験条件) Ｐ／Ｃ＝０．３２ （Ｐ；動等価荷重、Ｃ；基本動定格
荷重) 回転数Ｎ＝３０００ｒｐｍ 混入した異物： 硬さ；Ｈｖ５４０ 異物直径；７４〜１４７μｍ 混入量；１０００ｐｐｍ 油浴潤滑( 潤滑油; タービンＶＧ６８） なお軸受寿命は、１条件について各１０個の寿命試験を
行った後、ワイプル分布関数を用いて１０％寿命( 短寿
命側から１０％の軸受が破損する時間）を求め、この時
間をもって表現した。
部であるハウジング４との間に、すき間δが設けてあ
る。５は転動体であり、また６は負荷圏である。寿命試
験は、上記転がり軸受に６２０６玉軸受を用い、前記す
き間δを表１に示す８通りの組み合わせに設定（実施例
１〜４、比較例５〜８）して、次のような試験条件の下
に行った。 ( 試験条件) Ｐ／Ｃ＝０．３２ （Ｐ；動等価荷重、Ｃ；基本動定格
荷重) 回転数Ｎ＝３０００ｒｐｍ 混入した異物： 硬さ；Ｈｖ５４０ 異物直径；７４〜１４７μｍ 混入量；１０００ｐｐｍ 油浴潤滑( 潤滑油; タービンＶＧ６８） なお軸受寿命は、１条件について各１０個の寿命試験を
行った後、ワイプル分布関数を用いて１０％寿命( 短寿
命側から１０％の軸受が破損する時間）を求め、この時
間をもって表現した。
【００１１】結果を表１及び図２に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】実施例１〜実施例４は、固定輪である外輪
３とその嵌合部であるハウジング４との間のすき間δと
転動体５のピッチ円径ｄｍとの比のδ／ｄｍが１／１０
００〜２／１０００の範囲内にあり、いずれも軸受寿命
Ｌ10が１６０〜２００Ｈｒと長く、そのため内輪と同寿
命となって内外輪共に剥離を生じている。これは、外輪
３とハウジング４との間に適切な大きさのすき間δを設
けたことにより、外輪３が固定輪であるにもかかわらず
ハウジング４による拘束を解かれて回転すべりを生じ、
軸受の摩擦トルクの作用で軸２の回転と同方向に自然に
極めて低速で回るためである。したがって、異物混入潤
滑で外輪３の軌道面に異物が噛み込み、負荷圏６の部分
に圧痕が生じても、その損傷部分は負荷圏６内を少しず
つ移動してずれてゆき、当該損傷部が局部的に繰り返し
応力を受け続けることがない。結果として長寿命が得ら
れたものである。
３とその嵌合部であるハウジング４との間のすき間δと
転動体５のピッチ円径ｄｍとの比のδ／ｄｍが１／１０
００〜２／１０００の範囲内にあり、いずれも軸受寿命
Ｌ10が１６０〜２００Ｈｒと長く、そのため内輪と同寿
命となって内外輪共に剥離を生じている。これは、外輪
３とハウジング４との間に適切な大きさのすき間δを設
けたことにより、外輪３が固定輪であるにもかかわらず
ハウジング４による拘束を解かれて回転すべりを生じ、
軸受の摩擦トルクの作用で軸２の回転と同方向に自然に
極めて低速で回るためである。したがって、異物混入潤
滑で外輪３の軌道面に異物が噛み込み、負荷圏６の部分
に圧痕が生じても、その損傷部分は負荷圏６内を少しず
つ移動してずれてゆき、当該損傷部が局部的に繰り返し
応力を受け続けることがない。結果として長寿命が得ら
れたものである。
【００１４】これに対して、δ／ｄｍが１／１０００未
満である比較例５及び比較例６は、それぞれ２０Ｈｒ，
１８Ｈｒと極めて短時間で外輪３に剥離が発生してい
る。この場合は、すき間が過少で固定輪が移動できない
ため、繰り返し応力に対し固定輪の耐破損時間を長くす
ることができず軸受寿命が低下した。比較例７及び比較
例８は、外輪３とハウジング４との間のすき間δと転動
体５のピッチ円径ｄｍとの比δ／ｄｍが２／１０００よ
り大きく、その結果外輪３がクリープを起こして相手部
材であるハウジング４が損傷したため、寿命試験の中断
を余儀なくされた。すなわち、外輪３とハウジング４と
の間のすき間δが過大になると、外輪３が固定輪である
にもかかわらずハウジング４による拘束力がなくなり、
軸受の摩擦トルクの作用で軸２の回転と同方向に同程度
の速度で回るクリープを生ずる〔図１（ｂ）参照〕。ク
リープが生じると、はめあい面は発熱・摩耗する。
満である比較例５及び比較例６は、それぞれ２０Ｈｒ，
１８Ｈｒと極めて短時間で外輪３に剥離が発生してい
る。この場合は、すき間が過少で固定輪が移動できない
ため、繰り返し応力に対し固定輪の耐破損時間を長くす
ることができず軸受寿命が低下した。比較例７及び比較
例８は、外輪３とハウジング４との間のすき間δと転動
体５のピッチ円径ｄｍとの比δ／ｄｍが２／１０００よ
り大きく、その結果外輪３がクリープを起こして相手部
材であるハウジング４が損傷したため、寿命試験の中断
を余儀なくされた。すなわち、外輪３とハウジング４と
の間のすき間δが過大になると、外輪３が固定輪である
にもかかわらずハウジング４による拘束力がなくなり、
軸受の摩擦トルクの作用で軸２の回転と同方向に同程度
の速度で回るクリープを生ずる〔図１（ｂ）参照〕。ク
リープが生じると、はめあい面は発熱・摩耗する。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係る転がり軸受は、固定輪とその嵌合部との間にクリ
ープを生じない程度のすき間δを設けて、軸受の摩擦力
で固定輪を極低速で移動させることにより固定輪の負荷
圏をずらせて外輪を万遍なく使うものとしたため、異物
混入潤滑下で異物の噛み込みにより固定輪の軌道面に損
傷を受けても、同一の損傷部が局部的に繰り返し応力を
受け続けることがなくなり、その結果固定輪に特殊な材
料や熱処理を用いることなく長寿命な転がり軸受を提供
することができるという効果を奏する。
に係る転がり軸受は、固定輪とその嵌合部との間にクリ
ープを生じない程度のすき間δを設けて、軸受の摩擦力
で固定輪を極低速で移動させることにより固定輪の負荷
圏をずらせて外輪を万遍なく使うものとしたため、異物
混入潤滑下で異物の噛み込みにより固定輪の軌道面に損
傷を受けても、同一の損傷部が局部的に繰り返し応力を
受け続けることがなくなり、その結果固定輪に特殊な材
料や熱処理を用いることなく長寿命な転がり軸受を提供
することができるという効果を奏する。
【００１６】即ち、本発明によれば、従来は両立が困難
であった軸受の低コスト化と長寿命化の両方を実現した
転がり軸受を提供することができる。
であった軸受の低コスト化と長寿命化の両方を実現した
転がり軸受を提供することができる。
【図１】転がり軸受とこれを組み込む相手部材との関係
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図２】軌道輪と相手部材とのすき間の大きさと軸受寿
命との関係を示す図である。
命との関係を示す図である。
１ 内輪 ２ 軸 ３ 外輪 ４ ハウジング ５ 転動体 ６ 負荷圏 δ すき間
Claims (1)
- 【請求項１】 固定輪と回転輪との間に複数の転動体を
有し異物混入潤滑下で用いられる転がり軸受であって、
前記固定輪とその取付け嵌合部との間に、次式 １／１０００＜δ／ｄｍ＜２／１０００ 但し、δ ：固定輪と嵌合部とのすき間の大きさ ｄｍ：転動体のピッチ円径 で表されるすき間を設けたことを特徴とする異物混入下
の転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5119099A JP2000249155A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 異物混入下の転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5119099A JP2000249155A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 異物混入下の転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249155A true JP2000249155A (ja) | 2000-09-12 |
Family
ID=12879962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5119099A Withdrawn JP2000249155A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 異物混入下の転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000249155A (ja) |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP5119099A patent/JP2000249155A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060208 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070515 |