JP2002089569A - ラジアル玉軸受およびその使用方法 - Google Patents
ラジアル玉軸受およびその使用方法Info
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- 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
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
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- 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
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
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- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
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- F16C2240/76—Osculation, i.e. relation between radii of balls and raceway groove
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
- F16C33/6637—Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
- F16C33/6688—Lubricant compositions or properties, e.g. viscosity
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】トラクションオイルによる潤滑が行われるラジ
アル玉軸受の寿命を長くする。 【解決手段】回転輪である内輪１の溝半径比を５１．５
％以上５３．０％以下とする。固定輪である外輪２の溝
半径比を５２．５％以上５５．０％以下とする。内輪１
の溝半径比は、内輪１の軌道溝半径（ｒｉ）と玉３の直
径（Ｄｗ）との比（ｒｉ／Ｄｗ）である。外輪２の溝半
径比は、外輪２の軌道溝半径（ｒｅ）と玉３の直径（Ｄ
ｗ）との比（ｒｅ／Ｄｗ）である。
アル玉軸受の寿命を長くする。 【解決手段】回転輪である内輪１の溝半径比を５１．５
％以上５３．０％以下とする。固定輪である外輪２の溝
半径比を５２．５％以上５５．０％以下とする。内輪１
の溝半径比は、内輪１の軌道溝半径（ｒｉ）と玉３の直
径（Ｄｗ）との比（ｒｉ／Ｄｗ）である。外輪２の溝半
径比は、外輪２の軌道溝半径（ｒｅ）と玉３の直径（Ｄ
ｗ）との比（ｒｅ／Ｄｗ）である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の自
動変速機用軸受や無断変速機用軸受のように、トラクシ
ョンオイルによる潤滑を行って使用されるラジアル玉軸
受に関する。
動変速機用軸受や無断変速機用軸受のように、トラクシ
ョンオイルによる潤滑を行って使用されるラジアル玉軸
受に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の自動変速機は、トルクコンバー
ター、歯車機構、油圧機構、湿式クラッチ等を内蔵する
装置である。これらの機構を円滑に作動させて動力を伝
達するために、自動車の自動変速機用のラジアル玉軸受
は、トラクションオイル（トラクション係数が０．０９
以上であり、粘度が４０℃で３０．８ｓｃｔ以上であっ
て、特殊な摩耗調整剤などを含む潤滑油）で潤滑されて
いる。
ター、歯車機構、油圧機構、湿式クラッチ等を内蔵する
装置である。これらの機構を円滑に作動させて動力を伝
達するために、自動車の自動変速機用のラジアル玉軸受
は、トラクションオイル（トラクション係数が０．０９
以上であり、粘度が４０℃で３０．８ｓｃｔ以上であっ
て、特殊な摩耗調整剤などを含む潤滑油）で潤滑されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このラ
ジアル玉軸受は、自動変速機の作動中に、軌道輪の軌道
面と転動体の転動面との間に生じる接線力が増大するた
め、潤滑膜が破壊されやすくなり、軌道面や転動面に早
期剥離が生じる恐れがある。すなわち、トラクションオ
イルで潤滑されたラジアル玉軸受は、鉱油で潤滑された
ラジアル玉軸受よりも寿命が短くなるという問題点があ
る。
ジアル玉軸受は、自動変速機の作動中に、軌道輪の軌道
面と転動体の転動面との間に生じる接線力が増大するた
め、潤滑膜が破壊されやすくなり、軌道面や転動面に早
期剥離が生じる恐れがある。すなわち、トラクションオ
イルで潤滑されたラジアル玉軸受は、鉱油で潤滑された
ラジアル玉軸受よりも寿命が短くなるという問題点があ
る。
【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点に
着目してなされたものであり、トラクションオイルによ
る潤滑が行われるラジアル玉軸受の寿命を長くすること
を課題とする。
着目してなされたものであり、トラクションオイルによ
る潤滑が行われるラジアル玉軸受の寿命を長くすること
を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、回転側の軌道輪の溝半径比（溝半径／玉
の直径）が５１．０％以上５３．０％以下であり、固定
側の軌道輪の溝半径比が５２．５％以上５５．０％以下
であるラジアル玉軸受を提供する。本発明はまた、トラ
クションオイルによる潤滑を行い、軌道輪と玉との間に
生じる面圧Ｐと、接触楕円内で生じる軌道輪と玉との回
転速度差Ｖとの積の最大値ＰＶmax が、回転側および固
定側の両軌道輪で１４０００×９．８Ｎ／mmsec 以上２
４０００×９．８Ｎ／mmsec 以下となる条件で、ラジア
ル玉軸受を使用するラジアル玉軸受の使用方法を提供す
る。
に、本発明は、回転側の軌道輪の溝半径比（溝半径／玉
の直径）が５１．０％以上５３．０％以下であり、固定
側の軌道輪の溝半径比が５２．５％以上５５．０％以下
であるラジアル玉軸受を提供する。本発明はまた、トラ
クションオイルによる潤滑を行い、軌道輪と玉との間に
生じる面圧Ｐと、接触楕円内で生じる軌道輪と玉との回
転速度差Ｖとの積の最大値ＰＶmax が、回転側および固
定側の両軌道輪で１４０００×９．８Ｎ／mmsec 以上２
４０００×９．８Ｎ／mmsec 以下となる条件で、ラジア
ル玉軸受を使用するラジアル玉軸受の使用方法を提供す
る。
【０００６】ここで、本発明のラジアル玉軸受の使用方
法は、以下に述べる知見に基づくものである。ラジアル
玉軸受は、通常、「ＪＩＳ Ｂ１５１８」に規定されて
いるように、内外輪ともに溝半径比（溝半径／玉の直
径）を５２％に設計してある。ただし、この設計では、
軸受の使用条件によっては、軌道輪と玉との間に生じる
面圧が高くなり過ぎて、フレーキングが発生し易くなる
場合がある。その場合には、溝半径比をより小さくし
て、軌道輪と転動体との接触楕円の面積を大きくするこ
とにより、面圧を小さくして、軸受寿命を長くすること
が行われている。
法は、以下に述べる知見に基づくものである。ラジアル
玉軸受は、通常、「ＪＩＳ Ｂ１５１８」に規定されて
いるように、内外輪ともに溝半径比（溝半径／玉の直
径）を５２％に設計してある。ただし、この設計では、
軸受の使用条件によっては、軌道輪と玉との間に生じる
面圧が高くなり過ぎて、フレーキングが発生し易くなる
場合がある。その場合には、溝半径比をより小さくし
て、軌道輪と転動体との接触楕円の面積を大きくするこ
とにより、面圧を小さくして、軸受寿命を長くすること
が行われている。
【０００７】しかしながら、トラクションオイルで潤滑
されるラジアル玉軸受では、このように面圧を小さくす
る方法によって、期待通りの長い寿命を得ることは困難
であることが分かった。その理由は、潤滑油がトラクシ
ョンオイルの場合と鉱油の場合で剥離形態が異なること
に起因すると推測される。潤滑油が鉱油の場合には、図
２（ａ）に示すように、剥離の起点部の位置が軌道溝の
溝幅方向の中心にある。これに対して、トラクションオ
イルの場合には、図２（ｂ）に示すように、剥離の起点
部が軌道溝の溝幅方向の中心から外れた位置にある。
されるラジアル玉軸受では、このように面圧を小さくす
る方法によって、期待通りの長い寿命を得ることは困難
であることが分かった。その理由は、潤滑油がトラクシ
ョンオイルの場合と鉱油の場合で剥離形態が異なること
に起因すると推測される。潤滑油が鉱油の場合には、図
２（ａ）に示すように、剥離の起点部の位置が軌道溝の
溝幅方向の中心にある。これに対して、トラクションオ
イルの場合には、図２（ｂ）に示すように、剥離の起点
部が軌道溝の溝幅方向の中心から外れた位置にある。
【０００８】本発明者等は、このような特殊な剥離形態
を生じるトラクションオイル潤滑のラジアル玉軸受で
は、軌道輪と玉との間に生じる面圧Ｐだけでなく、接触
楕円内で生じる軌道輪と玉との回転速度差Ｖも、軸受寿
命に何らかの影響を及ぼしていると考えて、実験を重ね
た。その結果、面圧Ｐと回転速度差Ｖとの積の最大値Ｐ
Ｖmax を、回転側および固定側の両軌道輪で１４０００
×９．８Ｎ／mmsec 以上２４０００×９．８Ｎ／mmsec
以下となる条件で使用することによって、寿命が長くな
ることを見出した。
を生じるトラクションオイル潤滑のラジアル玉軸受で
は、軌道輪と玉との間に生じる面圧Ｐだけでなく、接触
楕円内で生じる軌道輪と玉との回転速度差Ｖも、軸受寿
命に何らかの影響を及ぼしていると考えて、実験を重ね
た。その結果、面圧Ｐと回転速度差Ｖとの積の最大値Ｐ
Ｖmax を、回転側および固定側の両軌道輪で１４０００
×９．８Ｎ／mmsec 以上２４０００×９．８Ｎ／mmsec
以下となる条件で使用することによって、寿命が長くな
ることを見出した。
【０００９】また、この使用条件は、回転側の軌道輪の
溝半径比ｆａを５１．５％以上５３．０％以下とし、固
定側の軌道輪の溝半径比ｆｂを５２．５％以上５５．０
％以下とすることによって達成されることを見出した。
これらの軌道輪の溝半径比ｆａ，ｆｂの限定により、両
溝半径比の比（ｆａ／ｆｂ）は０．９３６％以上１．０
１％以下となる。
溝半径比ｆａを５１．５％以上５３．０％以下とし、固
定側の軌道輪の溝半径比ｆｂを５２．５％以上５５．０
％以下とすることによって達成されることを見出した。
これらの軌道輪の溝半径比ｆａ，ｆｂの限定により、両
溝半径比の比（ｆａ／ｆｂ）は０．９３６％以上１．０
１％以下となる。
【００１０】なお、面圧Ｐと回転速度差Ｖとの積の最大
値ＰＶmax を指標値とした理由は、以下の通りである。
また、ここでは、内輪の軌道溝を例にとって説明する
が、同様の現象は外輪の軌道溝との玉との間にも生じ
る。図３に示すように、軌道溝（ここでは内輪１の軌道
溝１１）に玉３を入れた状態で、軸受（軌道輪）の回転
軸Ｏ方向と垂直なＡ方向に玉３側から荷重を加えると、
軌道溝１１と玉３との接触面は楕円状に弾性変形する。
符号１３はこの状態での軌道溝１１と玉３との接触面
（接触楕円）であり、符号１１ａは接触面から外れた位
置での軌道溝１１の面であり、符号３ａは弾性変形する
前の玉３の形状を示す。
値ＰＶmax を指標値とした理由は、以下の通りである。
また、ここでは、内輪の軌道溝を例にとって説明する
が、同様の現象は外輪の軌道溝との玉との間にも生じ
る。図３に示すように、軌道溝（ここでは内輪１の軌道
溝１１）に玉３を入れた状態で、軸受（軌道輪）の回転
軸Ｏ方向と垂直なＡ方向に玉３側から荷重を加えると、
軌道溝１１と玉３との接触面は楕円状に弾性変形する。
符号１３はこの状態での軌道溝１１と玉３との接触面
（接触楕円）であり、符号１１ａは接触面から外れた位
置での軌道溝１１の面であり、符号３ａは弾性変形する
前の玉３の形状を示す。
【００１１】この接触面１３と軌道輪（ここでは内輪
１）の回転軸Ｏとの距離は、回転軸Ｏ方向で異なる。ま
た、この接触面１３と玉３の自転軸Ｂとの距離も、自転
軸Ｂ方向で異なる。そのため、この接触楕円１３内での
内輪１の回転速度（周速）Ｖ1および玉３の回転速度
（周速）Ｖ0 に、回転軸Ｏ方向および自転軸Ｂ方向で差
が生じ、その分布は図３（ｂ）に示すようになる。
１）の回転軸Ｏとの距離は、回転軸Ｏ方向で異なる。ま
た、この接触面１３と玉３の自転軸Ｂとの距離も、自転
軸Ｂ方向で異なる。そのため、この接触楕円１３内での
内輪１の回転速度（周速）Ｖ1および玉３の回転速度
（周速）Ｖ0 に、回転軸Ｏ方向および自転軸Ｂ方向で差
が生じ、その分布は図３（ｂ）に示すようになる。
【００１２】その結果、軌道輪と玉との間には、図３
（ｃ）に示すように、Ｖ1 ＝Ｖ0 である２本の線Ｅ上で
のみ純粋な転がり接触が生じ、それ以外の部分には微小
な滑りが生じる。そして、２本の線Ｅで挟まれている内
側部分１３ａと、２本の線Ｅの外側部分１３ｂとで滑り
方向が互いに反対となる。このような滑りは「差動滑
り」と称されている。
（ｃ）に示すように、Ｖ1 ＝Ｖ0 である２本の線Ｅ上で
のみ純粋な転がり接触が生じ、それ以外の部分には微小
な滑りが生じる。そして、２本の線Ｅで挟まれている内
側部分１３ａと、２本の線Ｅの外側部分１３ｂとで滑り
方向が互いに反対となる。このような滑りは「差動滑
り」と称されている。
【００１３】これらの速度差Ｖ＝｜Ｖ1 −Ｖ0 ｜は、回
転軸Ｏ方向（自転軸Ｂ方向）で異なる。また、面圧Ｐに
ついても、軸受の回転軸方向で面圧Ｐの値は異なる（軸
受の幅方向中心部で最も大きい）。そのため、面圧Ｐと
回転速度差Ｖとの積の最大値ＰＶmax を指標値とした。
本発明はまた、本発明のラジアル玉軸受の使用方法にお
いて、ラジアル玉軸受は、回転側の軌道輪の溝半径比
（ｆａ）と固定側の軌道輪の溝半径比（ｆｂ）との比
（ｆａ／ｆｂ）が０．９３６以上１．０１以下である方
法を提供する。
転軸Ｏ方向（自転軸Ｂ方向）で異なる。また、面圧Ｐに
ついても、軸受の回転軸方向で面圧Ｐの値は異なる（軸
受の幅方向中心部で最も大きい）。そのため、面圧Ｐと
回転速度差Ｖとの積の最大値ＰＶmax を指標値とした。
本発明はまた、本発明のラジアル玉軸受の使用方法にお
いて、ラジアル玉軸受は、回転側の軌道輪の溝半径比
（ｆａ）と固定側の軌道輪の溝半径比（ｆｂ）との比
（ｆａ／ｆｂ）が０．９３６以上１．０１以下である方
法を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１に示すように、呼び番号６２０６のラジ
アル玉軸受（内径３０ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１６ｍ
ｍ）用の内輪１、外輪２、玉３として、軌道溝半径ｒ
ｉ，ｒｅを各種値とした内輪１および外輪２と、直径
（Ｄｗ）９．５２５ｍｍの玉３を用意した。これらの内
輪１および外輪２を組み合わせて、溝半径比（ｒｉ／Ｄ
ｗ，ｒｅ／Ｄｗ）が下記の表１に示す組合せとなる、２
０種類のラジアル玉軸受を組み立てた。全ての試験体
は、内輪および外輪の溝半径比以外の点では同じになっ
ている。
説明する。図１に示すように、呼び番号６２０６のラジ
アル玉軸受（内径３０ｍｍ、外径６２ｍｍ、幅１６ｍ
ｍ）用の内輪１、外輪２、玉３として、軌道溝半径ｒ
ｉ，ｒｅを各種値とした内輪１および外輪２と、直径
（Ｄｗ）９．５２５ｍｍの玉３を用意した。これらの内
輪１および外輪２を組み合わせて、溝半径比（ｒｉ／Ｄ
ｗ，ｒｅ／Ｄｗ）が下記の表１に示す組合せとなる、２
０種類のラジアル玉軸受を組み立てた。全ての試験体
は、内輪および外輪の溝半径比以外の点では同じになっ
ている。
【００１５】なお、内輪１および外輪２はＳＵＪ２製で
あり、内外輪で同一の熱処理が施されている。これによ
り、内輪１および外輪２の表面硬さはＨＲＣ５８〜６４
の範囲であり、残留オーステナイト量は０〜２０体積％
であり、表面粗さは０．０１〜０．０４μｍＲａの範囲
内にある。これらの２０種類のラジアル玉軸受につい
て、以下のようにしてＰＶmax を算出した。前述のよう
に、差動滑りに伴う速度差Ｖ＝｜Ｖ1 −Ｖ0 ｜と面圧Ｐ
は、軸受の回転軸方向で値が異なるため、先ず、回転軸
方向の各位置での速度差Ｖと面圧Ｐを算出する。各位置
での面圧Ｐは、ヘルツの接触理論に準じた式を用いて算
出した。各位置での速度差Ｖは、「日本機械学会論文集
（第３部）２７巻１７８号（昭３６−６）」に示す計算
式を基にして算出した。次に、各位置での面圧Ｐの算出
値と速度差Ｖとの積を算出し、この積の最大値をＰＶma
x とした。
あり、内外輪で同一の熱処理が施されている。これによ
り、内輪１および外輪２の表面硬さはＨＲＣ５８〜６４
の範囲であり、残留オーステナイト量は０〜２０体積％
であり、表面粗さは０．０１〜０．０４μｍＲａの範囲
内にある。これらの２０種類のラジアル玉軸受につい
て、以下のようにしてＰＶmax を算出した。前述のよう
に、差動滑りに伴う速度差Ｖ＝｜Ｖ1 −Ｖ0 ｜と面圧Ｐ
は、軸受の回転軸方向で値が異なるため、先ず、回転軸
方向の各位置での速度差Ｖと面圧Ｐを算出する。各位置
での面圧Ｐは、ヘルツの接触理論に準じた式を用いて算
出した。各位置での速度差Ｖは、「日本機械学会論文集
（第３部）２７巻１７８号（昭３６−６）」に示す計算
式を基にして算出した。次に、各位置での面圧Ｐの算出
値と速度差Ｖとの積を算出し、この積の最大値をＰＶma
x とした。
【００１６】これらの試験用軸受を、各１０体ずつ用意
し、日本精工（株）製の玉軸受寿命試験機に取付け、下
記の条件で回転させる寿命試験を行った。寿命の判定
は、軸受の振動値が初期振動値の２倍となった時点で試
験を中断して、軌道溝面に剥離が発生しているかどうか
を調べ、内外輪のいずれかに剥離が発生していれば寿命
とすることで行った。
し、日本精工（株）製の玉軸受寿命試験機に取付け、下
記の条件で回転させる寿命試験を行った。寿命の判定
は、軸受の振動値が初期振動値の２倍となった時点で試
験を中断して、軌道溝面に剥離が発生しているかどうか
を調べ、内外輪のいずれかに剥離が発生していれば寿命
とすることで行った。
【００１７】また、この際に、内外輪のいずれに剥離が
生じているかと、剥離形態がＡ（剥離の起点部の位置が
軌道溝の溝幅方向の中心にある），Ｂ（剥離の起点部が
軌道溝の溝幅方向の中心から外れた位置にある）のいず
れであるかを調べた。なお、剥離形態Ａのような剥離
は、例えばナフテン系鉱油（４０℃での動粘度：２８．
９ｃｓｔ、トラクション係数：０．０６）を潤滑剤とし
て用いた場合に生じる剥離である。
生じているかと、剥離形態がＡ（剥離の起点部の位置が
軌道溝の溝幅方向の中心にある），Ｂ（剥離の起点部が
軌道溝の溝幅方向の中心から外れた位置にある）のいず
れであるかを調べた。なお、剥離形態Ａのような剥離
は、例えばナフテン系鉱油（４０℃での動粘度：２８．
９ｃｓｔ、トラクション係数：０．０６）を潤滑剤とし
て用いた場合に生じる剥離である。
【００１８】次に、各種類毎に１０体の試験軸受の結果
をワイブル分布のグラフ（累積破損確率−寿命）にプロ
ットし、このグラフから、短寿命側から１０％の軸受に
剥離が発生するまでの総回転時間を求め、この時間を寿
命測定値（Ｌ10）とした。なお、試験打ち切り時間は６
００時間とした。この６００時間は、内輪および外輪の
溝半径比が共に５２％であるＪＩＳ標準品（比較例３）
の計算寿命の約１０倍の値に相当する。 ＜寿命試験の条件＞ 荷重：Ｐｒ（ラジアル荷重）／Ｃ（基本動定格荷重）＝
０．４５ 回転速度：３０００回／分 雰囲気温度：１１０℃ 潤滑：トラクションオイルによるクリーン潤滑 回転輪：内輪 なお、トラクションオイルとしては、トラクション係数
が０．０９であり、粘度が４０℃で３０．８ｃｓｔであ
る潤滑油を用いた。
をワイブル分布のグラフ（累積破損確率−寿命）にプロ
ットし、このグラフから、短寿命側から１０％の軸受に
剥離が発生するまでの総回転時間を求め、この時間を寿
命測定値（Ｌ10）とした。なお、試験打ち切り時間は６
００時間とした。この６００時間は、内輪および外輪の
溝半径比が共に５２％であるＪＩＳ標準品（比較例３）
の計算寿命の約１０倍の値に相当する。 ＜寿命試験の条件＞ 荷重：Ｐｒ（ラジアル荷重）／Ｃ（基本動定格荷重）＝
０．４５ 回転速度：３０００回／分 雰囲気温度：１１０℃ 潤滑：トラクションオイルによるクリーン潤滑 回転輪：内輪 なお、トラクションオイルとしては、トラクション係数
が０．０９であり、粘度が４０℃で３０．８ｃｓｔであ
る潤滑油を用いた。
【００１９】また、各種類毎に異なる基本動定格荷重を
基に、この条件における基本定格寿命（１０6 回転）を
計算寿命（Ｌcal ）として算出した。この計算寿命に対
する寿命測定値（Ｌ10）の比（Ｌ10／Ｌcal ）を算出し
た。これらの結果を下記の表１に併せて示す。
基に、この条件における基本定格寿命（１０6 回転）を
計算寿命（Ｌcal ）として算出した。この計算寿命に対
する寿命測定値（Ｌ10）の比（Ｌ10／Ｌcal ）を算出し
た。これらの結果を下記の表１に併せて示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１から分かるように、実施例１〜１０で
は、内輪（回転側の軌道輪）の溝半径比を５１．５％以
上５３．０％以下とし、外輪（固定側の軌道輪）の溝半
径比を５２．５％以上５５．０％以下とすることによ
り、面圧Ｐと回転速度差Ｖとの積の最大値ＰＶmax が、
内外輪ともに１４０００×９．８Ｎ／mmsec 以上２４０
００×９．８Ｎ／mmsec 以下となって、２５０時間以上
の長い寿命（計算寿命の５．５２倍〜７．１４倍の寿
命）が得られた。
は、内輪（回転側の軌道輪）の溝半径比を５１．５％以
上５３．０％以下とし、外輪（固定側の軌道輪）の溝半
径比を５２．５％以上５５．０％以下とすることによ
り、面圧Ｐと回転速度差Ｖとの積の最大値ＰＶmax が、
内外輪ともに１４０００×９．８Ｎ／mmsec 以上２４０
００×９．８Ｎ／mmsec 以下となって、２５０時間以上
の長い寿命（計算寿命の５．５２倍〜７．１４倍の寿
命）が得られた。
【００２２】また、実施例１〜１０の剥離形態は全てＡ
であり、実施例１〜１０の構成とすることにより、トラ
クションオイル潤滑の場合でも鉱油の場合と同様に、剥
離の起点部が軌道溝の溝幅方向の中心になることが分か
った。これに対して、比較例１〜１０では、内輪および
／または外輪の溝半径比が本発明の範囲から外れている
ことにより、内輪および／または外輪がＰＶmax ＝１４
０００×９．８Ｎ／mmsec 〜２４０００×９．８Ｎ／mm
sec とならずに、寿命が４４〜５９時間と短かった。
であり、実施例１〜１０の構成とすることにより、トラ
クションオイル潤滑の場合でも鉱油の場合と同様に、剥
離の起点部が軌道溝の溝幅方向の中心になることが分か
った。これに対して、比較例１〜１０では、内輪および
／または外輪の溝半径比が本発明の範囲から外れている
ことにより、内輪および／または外輪がＰＶmax ＝１４
０００×９．８Ｎ／mmsec 〜２４０００×９．８Ｎ／mm
sec とならずに、寿命が４４〜５９時間と短かった。
【００２３】剥離形態は、比較例１〜６ではトラクショ
ンオイルに特有のＢであったが、比較例７〜１０では鉱
油の場合と同様のＡであった。比較例１〜６と比較例７
〜１０との比較では、比較例７〜１０の方が寿命が長か
った。これらの結果が生じた理由は、比較例７〜１０は
内外輪ともに比較的溝半径比が小さく、ＰＶmax が小さ
いことに起因すると考えられる。
ンオイルに特有のＢであったが、比較例７〜１０では鉱
油の場合と同様のＡであった。比較例１〜６と比較例７
〜１０との比較では、比較例７〜１０の方が寿命が長か
った。これらの結果が生じた理由は、比較例７〜１０は
内外輪ともに比較的溝半径比が小さく、ＰＶmax が小さ
いことに起因すると考えられる。
【００２４】比較例１，２，５，８では、実施例１〜１
０およびＪＩＳ標準品である比較例３よりも計算寿命は
長かったが、寿命測定値の計算寿命に対する比は０．７
以下と極端に小さかった。これらの結果は、従来の転が
り疲れ理論（基本動定格荷重が大きいと寿命が長くな
る）では説明できない。すなわち、トラクションオイル
潤滑下でのラジアル玉軸受の寿命については、内輪およ
び外輪の溝半径比を最適化することによって、従来の転
がり疲れ理論による計算寿命は短くなるが、実際に得ら
れる寿命は著しく長くなることが分かる。
０およびＪＩＳ標準品である比較例３よりも計算寿命は
長かったが、寿命測定値の計算寿命に対する比は０．７
以下と極端に小さかった。これらの結果は、従来の転が
り疲れ理論（基本動定格荷重が大きいと寿命が長くな
る）では説明できない。すなわち、トラクションオイル
潤滑下でのラジアル玉軸受の寿命については、内輪およ
び外輪の溝半径比を最適化することによって、従来の転
がり疲れ理論による計算寿命は短くなるが、実際に得ら
れる寿命は著しく長くなることが分かる。
【００２５】表１には、実施例１〜１０および比較例１
〜１０の各軸受について、内輪（回転側の軌道輪）の溝
半径比（ｆａ）と外輪（固定側の軌道輪）の溝半径比
（ｆｂ）との比（ｆａ／ｆｂ）も記載されている。この
比（ｆａ／ｆｂ）と寿命比（Ｌ10／Ｌcal ）との関係を
図４にグラフで示す。このグラフから、実施例１〜１０
では比（ｆａ／ｆｂ）が０．９３６〜１．０１の範囲
（図４の）にあり、寿命比（Ｌ10／Ｌcal ）は５．０
以上と高いことが分かる。また、実施例１〜１０のう
ち、比（ｆａ／ｆｂ）が０．９５〜１．００の範囲（図
４の）にあれば、寿命比（Ｌ10／Ｌcal ）は６．０を
超える程高くなることが分かる。
〜１０の各軸受について、内輪（回転側の軌道輪）の溝
半径比（ｆａ）と外輪（固定側の軌道輪）の溝半径比
（ｆｂ）との比（ｆａ／ｆｂ）も記載されている。この
比（ｆａ／ｆｂ）と寿命比（Ｌ10／Ｌcal ）との関係を
図４にグラフで示す。このグラフから、実施例１〜１０
では比（ｆａ／ｆｂ）が０．９３６〜１．０１の範囲
（図４の）にあり、寿命比（Ｌ10／Ｌcal ）は５．０
以上と高いことが分かる。また、実施例１〜１０のう
ち、比（ｆａ／ｆｂ）が０．９５〜１．００の範囲（図
４の）にあれば、寿命比（Ｌ10／Ｌcal ）は６．０を
超える程高くなることが分かる。
【００２６】したがって、トラクションオイルによる潤
滑を行って使用されるラジアル玉軸受では、内輪（回転
側の軌道輪）の溝半径比を５１．５％以上５３．０％以
下とし、外輪（固定側の軌道輪）の溝半径比を５２．５
％以上５５．０％以下とするとともに、比（ｆａ／ｆ
ｂ）を０．９５以上１．００以下とすることにより、寿
命測定値の計算寿命に対する比をより大きくすることが
できる。
滑を行って使用されるラジアル玉軸受では、内輪（回転
側の軌道輪）の溝半径比を５１．５％以上５３．０％以
下とし、外輪（固定側の軌道輪）の溝半径比を５２．５
％以上５５．０％以下とするとともに、比（ｆａ／ｆ
ｂ）を０．９５以上１．００以下とすることにより、寿
命測定値の計算寿命に対する比をより大きくすることが
できる。
【００２７】なお、比（ｆａ／ｆｂ）が小さくなること
は、内輪（回転側の軌道輪）の接触面圧が低下して内輪
に滑りが生じ易くなり、その結果、内輪に剥離が生じ易
くなることを意味する。また、比（ｆａ／ｆｂ）が大き
くなることは、外輪（固定側の軌道輪）の接触面圧が低
下して外輪に滑りが生じ易くなり、その結果、内輪に剥
離が生じ易くなることを意味する。そのため、内外輪両
方に剥離が生じ難くするための適正値として、比（ｆａ
／ｆｂ）を０．９３６以上１．０１以下とすることが好
ましく、０．９５以上１．００以下とすることが更に好
ましい。
は、内輪（回転側の軌道輪）の接触面圧が低下して内輪
に滑りが生じ易くなり、その結果、内輪に剥離が生じ易
くなることを意味する。また、比（ｆａ／ｆｂ）が大き
くなることは、外輪（固定側の軌道輪）の接触面圧が低
下して外輪に滑りが生じ易くなり、その結果、内輪に剥
離が生じ易くなることを意味する。そのため、内外輪両
方に剥離が生じ難くするための適正値として、比（ｆａ
／ｆｂ）を０．９３６以上１．０１以下とすることが好
ましく、０．９５以上１．００以下とすることが更に好
ましい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
トラクションオイルによる潤滑が行われるラジアル玉軸
受の寿命を長くすることができる。
トラクションオイルによる潤滑が行われるラジアル玉軸
受の寿命を長くすることができる。
【図１】内輪および外輪の溝半径比について説明する図
である。
である。
【図２】軌道輪の剥離形態を示す図であって、（ａ）は
潤滑油が鉱油の場合を示し、（ｂ）は潤滑油がトラクシ
ョンオイルの場合を示す。
潤滑油が鉱油の場合を示し、（ｂ）は潤滑油がトラクシ
ョンオイルの場合を示す。
【図３】軌道輪と玉との間に生じる差動滑りを説明する
図である。
図である。
【図４】実施形態で得られた、内外輪の溝半径比の比
（ｆａ／ｆｂ）と寿命比（Ｌ10／Ｌcal ）との関係を示
すグラフである。
（ｆａ／ｆｂ）と寿命比（Ｌ10／Ｌcal ）との関係を示
すグラフである。
１ 内輪 ２ 外輪 ３ 玉 ３ａ 弾性変形する前の玉の形状 １１ 軌道溝 １１ａ 接触面から外れた位置での軌道溝の面 １３ 軌道輪と玉との接触面（接触楕円） １３ａ ２本の線Ｅの内側部分 １３ｂ ２本の線Ｅの外側部分 Ｏ 軌道輪の回転軸 Ｂ 玉の自転軸 Ｖ1 接触楕円内での内輪の回転速度（周速） Ｖ0 接触楕円内での玉の回転速度（周速） Ｅ 純粋な転がり接触が生じている位置を示す線
Claims (4)
- 【請求項１】 回転側の軌道輪の溝半径比（溝半径／玉
の直径）が５１．５％以上５３．０％以下であり、固定
側の軌道輪の溝半径比が５２．５％以上５５．０％以下
であるラジアル玉軸受。 - 【請求項２】 トラクションオイルによる潤滑を行い、
軌道輪と玉との間に生じる面圧Ｐと、接触楕円内で生じ
る軌道輪と玉との回転速度差Ｖとの積の最大値ＰＶmax
が、回転側および固定側の両軌道輪で１４０００×９．
８Ｎ／mmsec以上２４０００×９．８Ｎ／mmsec 以下と
なる条件で、ラジアル玉軸受を使用するラジアル玉軸受
の使用方法。 - 【請求項３】 回転側の軌道輪の溝半径比（ｆａ）と固
定側の軌道輪の溝半径比（ｆｂ）との比（ｆａ／ｆｂ）
は０．９３６以上１．０１以下である請求項１記載のラ
ジアル玉軸受。 - 【請求項４】 ラジアル玉軸受は、回転側の軌道輪の溝
半径比（ｆａ）と固定側の軌道輪の溝半径比（ｆｂ）と
の比（ｆａ／ｆｂ）が０．９３６以上１．０１以下であ
る請求項２記載のラジアル玉軸受の使用方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000279485A JP2002089569A (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | ラジアル玉軸受およびその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000279485A JP2002089569A (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | ラジアル玉軸受およびその使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002089569A true JP2002089569A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18764483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000279485A Pending JP2002089569A (ja) | 2000-09-14 | 2000-09-14 | ラジアル玉軸受およびその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002089569A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005003198A (ja) * | 2003-05-20 | 2005-01-06 | Nsk Ltd | 転がり軸受、およびそれを用いたハイブリッド自動車または燃料電池自動車用トランスミッション |
| JP2008215610A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-09-18 | Nsk Ltd | ラジアル玉軸受用保持器及びラジアル玉軸受 |
| US9206490B2 (en) | 2011-12-08 | 2015-12-08 | Ntn Corporation | Bearing part, rolling bearing, and methods of manufacturing them |
| CN105317830A (zh) * | 2015-12-08 | 2016-02-10 | 胡月明 | 一种高精密轴承 |
| US10087989B2 (en) | 2013-06-06 | 2018-10-02 | Ntn Corporation | Bearing component and rolling bearing |
| US10094422B2 (en) | 2013-06-06 | 2018-10-09 | Ntn Corporation | Bearing component and rolling bearing |
| US10107335B2 (en) | 2013-06-06 | 2018-10-23 | Ntn Corporation | Bearing component and rolling bearing |
| US10156259B2 (en) | 2013-06-06 | 2018-12-18 | Ntn Corporation | Bearing component and rolling bearing |
-
2000
- 2000-09-14 JP JP2000279485A patent/JP2002089569A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005003198A (ja) * | 2003-05-20 | 2005-01-06 | Nsk Ltd | 転がり軸受、およびそれを用いたハイブリッド自動車または燃料電池自動車用トランスミッション |
| JP4626183B2 (ja) * | 2003-05-20 | 2011-02-02 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受、およびそれを用いたハイブリッド自動車または燃料電池自動車用トランスミッション |
| JP2008215610A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-09-18 | Nsk Ltd | ラジアル玉軸受用保持器及びラジアル玉軸受 |
| US9206490B2 (en) | 2011-12-08 | 2015-12-08 | Ntn Corporation | Bearing part, rolling bearing, and methods of manufacturing them |
| US10087989B2 (en) | 2013-06-06 | 2018-10-02 | Ntn Corporation | Bearing component and rolling bearing |
| US10094422B2 (en) | 2013-06-06 | 2018-10-09 | Ntn Corporation | Bearing component and rolling bearing |
| US10107335B2 (en) | 2013-06-06 | 2018-10-23 | Ntn Corporation | Bearing component and rolling bearing |
| US10156259B2 (en) | 2013-06-06 | 2018-12-18 | Ntn Corporation | Bearing component and rolling bearing |
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