JP2003206930A - ラジアルころ軸受 - Google Patents
ラジアルころ軸受Info
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- JP2003206930A JP2003206930A JP2002321135A JP2002321135A JP2003206930A JP 2003206930 A JP2003206930 A JP 2003206930A JP 2002321135 A JP2002321135 A JP 2002321135A JP 2002321135 A JP2002321135 A JP 2002321135A JP 2003206930 A JP2003206930 A JP 2003206930A
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- JP
- Japan
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- roller
- contact portion
- cylindrical roller
- radial
- curvature
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 円筒ころと鍔部との接触部にエッジロードが
発生することを抑制でき、耐焼付き性及び耐摩耗性の向
上を図ることのできるラジアルころ軸受を提供する。 【解決手段】 円筒ころ１３の端面に形成される曲面部
（鍔部１４との接触部）１７を円環状（トーラス形状）
とし、その曲率半径ηをη＝２．０Ｄａ〜２０．０Ｄａ
とし、かつ曲率半径ηの中心から円筒ころ１３の自転軸
１３ｂまでの半径方向に沿う距離ξをξ＝０．１Ｄａ〜
０．４Ｄａとする。
発生することを抑制でき、耐焼付き性及び耐摩耗性の向
上を図ることのできるラジアルころ軸受を提供する。 【解決手段】 円筒ころ１３の端面に形成される曲面部
（鍔部１４との接触部）１７を円環状（トーラス形状）
とし、その曲率半径ηをη＝２．０Ｄａ〜２０．０Ｄａ
とし、かつ曲率半径ηの中心から円筒ころ１３の自転軸
１３ｂまでの半径方向に沿う距離ξをξ＝０．１Ｄａ〜
０．４Ｄａとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はラジアルころ軸受に
係り、特に、軌道輪の端部に円筒ころの端面と摺接する
鍔部を有するラジアルころ軸受に関する。
係り、特に、軌道輪の端部に円筒ころの端面と摺接する
鍔部を有するラジアルころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】転動体として円筒ころを用いたラジアル
ころ軸受では、軌道輪の端部に鍔部を設け、この鍔部に
円筒ころの端面を摺接させることによって、円筒ころの
スキュー時の姿勢を制御したり、円筒ころを軌道輪の円
周方向に案内したり、あるいは円筒ころに作用するアキ
シャル荷重を支持したりする機能を持たせている。
ころ軸受では、軌道輪の端部に鍔部を設け、この鍔部に
円筒ころの端面を摺接させることによって、円筒ころの
スキュー時の姿勢を制御したり、円筒ころを軌道輪の円
周方向に案内したり、あるいは円筒ころに作用するアキ
シャル荷重を支持したりする機能を持たせている。
【０００３】このようなラジアルころ軸受において、円
筒ころにラジアル荷重のみが作用し、スキューモーメン
トが円筒ころに発生しない場合は、円筒ころの端面をス
トレート形状にしても問題が生じることはない。しか
し、特許文献１乃至３に記載されているように、円筒こ
ろにアキシャル荷重が作用し、スキューモーメントある
いはチルト角が円筒ころに発生する場合には、円筒ころ
と鍔部との接触部でアキシャル荷重を支持するため、接
触部の端部にエッジロードが発生し、このエッジロード
によって接触部の端部に過大な面圧が作用する結果、焼
付きや摩耗が生じ易くなる。このため、ある程度大きな
アキシャル荷重が作用する条件下でころ軸受を使用する
場合は、円錐ころ軸受が選択されることが多い。但し、
円錐ころ軸受は軸方向予圧量の調整によってラジアルす
き間が決定され、ラジアルすき間によって軸受性能が左
右される。従って、ハウジングへの組み込みの際は、間
座による精密な軸方向の位置決めが必要となる。一方
で、円筒ころ軸受は精密な軸方向の位置決めは必要とし
ないため、組み込み性が格段に良い。円錐ころ軸受の代
わりに円筒ころ軸受を使用できれば組立て時の利便性お
よび軸受性能が向上することから、円筒ころ軸受の耐ア
キシャル荷重性能の向上が望まれている。そこで、ある
程度のアキシャル荷重が作用する条件下で円筒ころ軸受
のエッジロードを軽減する対策として、図９に示すよう
に、鍔部１４と接触する円筒ころ１３の端面１３ａを所
定の曲率半径ηで球面状に形成したラジアルころ軸受が
知られている（特許文献４、特許文献５参照）。
筒ころにラジアル荷重のみが作用し、スキューモーメン
トが円筒ころに発生しない場合は、円筒ころの端面をス
トレート形状にしても問題が生じることはない。しか
し、特許文献１乃至３に記載されているように、円筒こ
ろにアキシャル荷重が作用し、スキューモーメントある
いはチルト角が円筒ころに発生する場合には、円筒ころ
と鍔部との接触部でアキシャル荷重を支持するため、接
触部の端部にエッジロードが発生し、このエッジロード
によって接触部の端部に過大な面圧が作用する結果、焼
付きや摩耗が生じ易くなる。このため、ある程度大きな
アキシャル荷重が作用する条件下でころ軸受を使用する
場合は、円錐ころ軸受が選択されることが多い。但し、
円錐ころ軸受は軸方向予圧量の調整によってラジアルす
き間が決定され、ラジアルすき間によって軸受性能が左
右される。従って、ハウジングへの組み込みの際は、間
座による精密な軸方向の位置決めが必要となる。一方
で、円筒ころ軸受は精密な軸方向の位置決めは必要とし
ないため、組み込み性が格段に良い。円錐ころ軸受の代
わりに円筒ころ軸受を使用できれば組立て時の利便性お
よび軸受性能が向上することから、円筒ころ軸受の耐ア
キシャル荷重性能の向上が望まれている。そこで、ある
程度のアキシャル荷重が作用する条件下で円筒ころ軸受
のエッジロードを軽減する対策として、図９に示すよう
に、鍔部１４と接触する円筒ころ１３の端面１３ａを所
定の曲率半径ηで球面状に形成したラジアルころ軸受が
知られている（特許文献４、特許文献５参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２１３３号公報
【特許文献２】特開２０００−３０４０３８号公報
【特許文献３】特開２００１−８２４６５号公報
【特許文献４】実公昭５９−１３３６９号公報
【特許文献５】英国特許第１５２００６０号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円筒こ
ろ端面を球面状に形成したラジアルころ軸受にあって
は、曲率半径ηの中心が円筒ころ１３の自転軸１３ｂ上
にあることから、図１０に示すように、鍔部１４との接
触部１５がほぼ円形形状となる。このため、鍔部１４の
開き角δが小さくなるに従って曲率半径ηを大きくしよ
うとすると、これに伴って接触部１５の直径も大きくな
り、接触部１５が鍔部１４からはみ出すことによってエ
ッジロードが発生し易くなるという問題があった。
ろ端面を球面状に形成したラジアルころ軸受にあって
は、曲率半径ηの中心が円筒ころ１３の自転軸１３ｂ上
にあることから、図１０に示すように、鍔部１４との接
触部１５がほぼ円形形状となる。このため、鍔部１４の
開き角δが小さくなるに従って曲率半径ηを大きくしよ
うとすると、これに伴って接触部１５の直径も大きくな
り、接触部１５が鍔部１４からはみ出すことによってエ
ッジロードが発生し易くなるという問題があった。
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、円筒ころと鍔
部との接触部にエッジロードが発生することを抑制で
き、耐焼付き性及び耐摩耗性の向上を図ることのできる
ラジアルころ軸受を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、円筒ころと鍔
部との接触部にエッジロードが発生することを抑制で
き、耐焼付き性及び耐摩耗性の向上を図ることのできる
ラジアルころ軸受を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、円筒ころの端面と対向する鍔部を軌道輪
の端部に設けて構成されるラジアルころ軸受において、
前記円筒ころの端面に、前記円筒ころの端面と平行な平
面上に前記円筒ころの自転軸を中心とした円上に曲率中
心を有する円環状のころ端面接触部を設けたことを特徴
とする。
に、本発明は、円筒ころの端面と対向する鍔部を軌道輪
の端部に設けて構成されるラジアルころ軸受において、
前記円筒ころの端面に、前記円筒ころの端面と平行な平
面上に前記円筒ころの自転軸を中心とした円上に曲率中
心を有する円環状のころ端面接触部を設けたことを特徴
とする。
【０００８】このような構成であると、円筒ころの端面
に設けられたころ端面接触部と鍔部との接触部分が鍔部
の円周方向に沿って細長い楕円の形状となり、鍔部から
はみ出し難い形状となるので、円筒ころと鍔部との接触
部にエッジロードが発生することを抑制でき、耐焼付き
性及び耐摩耗性の向上を図ることができる。ここで、円
筒ころの直径をＤａ、ころ端面接触部の曲率中心から円
筒ころの自転軸までの円筒ころの半径方向に沿う距離を
ξとすると、ξ＜０．１Ｄａの場合はエッジロードの発
生により接触部中央部に作用する面圧よりも接触部端部
に作用する面圧のほうが大きくなることによって焼付き
等が発生し易くなり、ξ＞０．４Ｄａの場合は接触面に
油膜が形成され難くなり、円筒ころと鍔部とが金属接触
する割合が増大するため、ころ端面接触部の曲率中心か
ら円筒ころの自転軸までの円筒ころの半径方向に沿う距
離ξをξ＝０．１Ｄａ〜０．４Ｄａとすることが望まし
い。
に設けられたころ端面接触部と鍔部との接触部分が鍔部
の円周方向に沿って細長い楕円の形状となり、鍔部から
はみ出し難い形状となるので、円筒ころと鍔部との接触
部にエッジロードが発生することを抑制でき、耐焼付き
性及び耐摩耗性の向上を図ることができる。ここで、円
筒ころの直径をＤａ、ころ端面接触部の曲率中心から円
筒ころの自転軸までの円筒ころの半径方向に沿う距離を
ξとすると、ξ＜０．１Ｄａの場合はエッジロードの発
生により接触部中央部に作用する面圧よりも接触部端部
に作用する面圧のほうが大きくなることによって焼付き
等が発生し易くなり、ξ＞０．４Ｄａの場合は接触面に
油膜が形成され難くなり、円筒ころと鍔部とが金属接触
する割合が増大するため、ころ端面接触部の曲率中心か
ら円筒ころの自転軸までの円筒ころの半径方向に沿う距
離ξをξ＝０．１Ｄａ〜０．４Ｄａとすることが望まし
い。
【０００９】また、ころ端面接触部の曲率半径をηとす
ると、η＜２．０Ｄａの場合はころ端面接触部と鍔部と
の接触部の膜厚比（油膜パラメータともいう）が限界値
以下となって金属接触する割合が増大し、η＜２０．０
Ｄａの場合はころ端面接触部と鍔部との接触部が鍔部か
らはみ出してエッジロードが発生してしまうため、曲率
半径ηをη＝２Ｄａ〜２０Ｄａとすることが望ましい。
ると、η＜２．０Ｄａの場合はころ端面接触部と鍔部と
の接触部の膜厚比（油膜パラメータともいう）が限界値
以下となって金属接触する割合が増大し、η＜２０．０
Ｄａの場合はころ端面接触部と鍔部との接触部が鍔部か
らはみ出してエッジロードが発生してしまうため、曲率
半径ηをη＝２Ｄａ〜２０Ｄａとすることが望ましい。
【００１０】さらに、ころ端面接触部の曲率中心から円
筒ころの自転軸までの円筒ころの半径方向に沿う距離ξ
がξ＝０．３Ｄａ程度の場合は接触部の合成粗さ（ころ
端面接触部の表面粗さと鍔部の表面粗さとを合成した粗
さ）σが０．６μｍを超えると油膜の形成が非常に困難
になり、またξ＝０．１Ｄａ程度の場合は接触部の合成
粗さσが１μｍを超えると油膜パラメータが１以下とな
り、油膜の形成が非常に困難になるため、接触部の合成
粗さσをσ≦−１０．４（ξ／Ｄａ）２＋２．２（ξ／
Ｄａ）＋０．９とすることが望ましい。
筒ころの自転軸までの円筒ころの半径方向に沿う距離ξ
がξ＝０．３Ｄａ程度の場合は接触部の合成粗さ（ころ
端面接触部の表面粗さと鍔部の表面粗さとを合成した粗
さ）σが０．６μｍを超えると油膜の形成が非常に困難
になり、またξ＝０．１Ｄａ程度の場合は接触部の合成
粗さσが１μｍを超えると油膜パラメータが１以下とな
り、油膜の形成が非常に困難になるため、接触部の合成
粗さσをσ≦−１０．４（ξ／Ｄａ）２＋２．２（ξ／
Ｄａ）＋０．９とすることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態
（以下、本実施形態と称す）に係るラジアルころ軸受の
部分断面図、図２は図１の一部を拡大して示す図であ
り、図１に示されるように、本実施形態に係るラジアル
ころ軸受は、外輪１１、内輪１２および円筒ころ１３を
備えて構成されている。
図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態
（以下、本実施形態と称す）に係るラジアルころ軸受の
部分断面図、図２は図１の一部を拡大して示す図であ
り、図１に示されるように、本実施形態に係るラジアル
ころ軸受は、外輪１１、内輪１２および円筒ころ１３を
備えて構成されている。
【００１２】外輪１１および内輪１２はリング状に形成
されており、これら軌道輪１１，１２の端部には、その
開き角δが５分〜３°程度の鍔部１４が形成されてい
る。軌道輪の鍔部１４は円筒ころ１３の端面と対向して
おり、この円筒ころ１３の端面には、鍔部１４と接触す
る円環状のころ端面接触部（曲面部）１７（図２及び図
３参照）が形成されている。
されており、これら軌道輪１１，１２の端部には、その
開き角δが５分〜３°程度の鍔部１４が形成されてい
る。軌道輪の鍔部１４は円筒ころ１３の端面と対向して
おり、この円筒ころ１３の端面には、鍔部１４と接触す
る円環状のころ端面接触部（曲面部）１７（図２及び図
３参照）が形成されている。
【００１３】上記ころ端面接触部１７は、図２に示され
るように、曲率中心１７ａを有している。これらの曲率
中心１７ａは円筒ころ１３の端面と平行な平面１９上に
円筒ころ１３の自転軸１３ｂを中心とした円上に連続し
て存在しており、円筒ころ１３の半径をＤａとすると、
ころ端面接触部１７の各曲率中心１７ａから円筒ころ１
３の自転軸（中心軸線）１３ｂまでの距離ξはξ＝０．
１Ｄａ〜０．４Ｄａとなっている。また、ころ端面接触
部１７は、円筒ころ１３の直径をＤａとすると、２．０
Ｄａ〜２０．０Ｄａの曲率半径ηで円環状に形成されて
いる。
るように、曲率中心１７ａを有している。これらの曲率
中心１７ａは円筒ころ１３の端面と平行な平面１９上に
円筒ころ１３の自転軸１３ｂを中心とした円上に連続し
て存在しており、円筒ころ１３の半径をＤａとすると、
ころ端面接触部１７の各曲率中心１７ａから円筒ころ１
３の自転軸（中心軸線）１３ｂまでの距離ξはξ＝０．
１Ｄａ〜０．４Ｄａとなっている。また、ころ端面接触
部１７は、円筒ころ１３の直径をＤａとすると、２．０
Ｄａ〜２０．０Ｄａの曲率半径ηで円環状に形成されて
いる。
【００１４】このように、円筒ころ１３の端面に形成さ
れたころ端面接触部１７の曲率半径ηをη＝２．０Ｄａ
〜２０．０Ｄａとし、かつころ端面接触部１７の各曲率
中心１７ａから円筒ころ１３の自転軸１３ｂまでの半径
方向に沿う距離ξをξ＝０．１Ｄａ〜０．４Ｄａとする
と、図３に示すように、ころ端面接触部１７と鍔部１４
との接触部分（図中斜線部）１８が周方向に細長い楕円
形状となるので、接触部が円形のものに比較して接触部
分が鍔部１４からはみ出し難くなる。
れたころ端面接触部１７の曲率半径ηをη＝２．０Ｄａ
〜２０．０Ｄａとし、かつころ端面接触部１７の各曲率
中心１７ａから円筒ころ１３の自転軸１３ｂまでの半径
方向に沿う距離ξをξ＝０．１Ｄａ〜０．４Ｄａとする
と、図３に示すように、ころ端面接触部１７と鍔部１４
との接触部分（図中斜線部）１８が周方向に細長い楕円
形状となるので、接触部が円形のものに比較して接触部
分が鍔部１４からはみ出し難くなる。
【００１５】ここで、上記距離ξがξ＜０．１Ｄａの場
合は、図４に示すように、曲率半径ηを大きくしても接
触部分１８のアスペクト比（円周方向接触幅１８ａと半
径方向接触幅１８ｂとの比）がそれほど増加しないの
で、距離ξをξ≧０．１Ｄａとすることが望ましい。ま
た、距離ξがξ＜０．１Ｄａの場合はエッジロードの発
生が顕著になり、図５に示すように、接触部分１８の中
央部に加わる面圧Ｐmaxよりも接触部分１８の端部に加
わる面圧Ｐedgeのほうが大きくなるが、距離ξが０．１
Ｄａ以上になるとＰedgeよりもＰmaxのほうが大きくな
る。そして、距離ξが０．３Ｄａ以上になるとＰedgeが
０に近い値となるため、はみ出しによる焼付きはほとん
ど生じることはない。従って、距離ξをξ≧０．１Ｄａ
とすれば、接触部分１８の端部に加わる面圧Ｐedgeより
も接触部分１８の中央部に加わる面圧Ｐmaxのほうが支
配的となるので、面圧増大による焼付きの発生を抑制で
きる。
合は、図４に示すように、曲率半径ηを大きくしても接
触部分１８のアスペクト比（円周方向接触幅１８ａと半
径方向接触幅１８ｂとの比）がそれほど増加しないの
で、距離ξをξ≧０．１Ｄａとすることが望ましい。ま
た、距離ξがξ＜０．１Ｄａの場合はエッジロードの発
生が顕著になり、図５に示すように、接触部分１８の中
央部に加わる面圧Ｐmaxよりも接触部分１８の端部に加
わる面圧Ｐedgeのほうが大きくなるが、距離ξが０．１
Ｄａ以上になるとＰedgeよりもＰmaxのほうが大きくな
る。そして、距離ξが０．３Ｄａ以上になるとＰedgeが
０に近い値となるため、はみ出しによる焼付きはほとん
ど生じることはない。従って、距離ξをξ≧０．１Ｄａ
とすれば、接触部分１８の端部に加わる面圧Ｐedgeより
も接触部分１８の中央部に加わる面圧Ｐmaxのほうが支
配的となるので、面圧増大による焼付きの発生を抑制で
きる。
【００１６】ところで、ころ端面接触部１７と鍔部１４
との接触部分における膜厚比（油膜パラメータ）が小さ
くなると金属接触の割合が増加し、焼付きや摩耗が発生
する可能性が増加することが知られている。ここで、接
触部分の油膜厚さをｈminとすると、接触部分のＥＨＬ
理論上の最小油膜厚さＨminは、下記の式（１）にて表
すことができる。
との接触部分における膜厚比（油膜パラメータ）が小さ
くなると金属接触の割合が増加し、焼付きや摩耗が発生
する可能性が増加することが知られている。ここで、接
触部分の油膜厚さをｈminとすると、接触部分のＥＨＬ
理論上の最小油膜厚さＨminは、下記の式（１）にて表
すことができる。
【００１７】
Ｈmin＝ｈmin／Ｒx
＝3.63×Ｕ0.68×Ｇ0.49×Ｗ-0.079×｛１−exp（−0.68ｋ）｝ ・・・（
１）
ただし、Ｕ＝η０×ｕ／（Ｅ×Ｒx）：速度パラメー
タ、Ｇ＝α×Ｅ：材料パラメータ、Ｗ＝ｗ／（Ｅ×Ｒx
２）：荷重パラメータ、Ｒx：ｘ軸（運動方向座標）面
内での等価半径（鍔部ところ端面の軸受から見て円周方
向の局所曲率半径）、η０：大気圧下における潤滑油粘
度、Ｅ：円筒ころ及び鍔部の等価弾性係数、α：圧力粘
度係数（潤滑油の特性）、ｕ：転がり速度、ｗ：アキシ
ャル荷重、ｋ：接触部アスペクト比また、ころ端面接触
部１７の表面粗さをσ１、鍔部１４の表面粗さをσ２、
ころ端面接触部１７と鍔部１４との接触部分の合成粗さ
をσ、ころ端面接触部１７と鍔部１４との接触部分の油
膜厚さをｈminとすると、ころ端面接触部１７と鍔部１
４との接触部分の膜厚比Λは、下記の式（３）にて表わ
すことができる。
タ、Ｇ＝α×Ｅ：材料パラメータ、Ｗ＝ｗ／（Ｅ×Ｒx
２）：荷重パラメータ、Ｒx：ｘ軸（運動方向座標）面
内での等価半径（鍔部ところ端面の軸受から見て円周方
向の局所曲率半径）、η０：大気圧下における潤滑油粘
度、Ｅ：円筒ころ及び鍔部の等価弾性係数、α：圧力粘
度係数（潤滑油の特性）、ｕ：転がり速度、ｗ：アキシ
ャル荷重、ｋ：接触部アスペクト比また、ころ端面接触
部１７の表面粗さをσ１、鍔部１４の表面粗さをσ２、
ころ端面接触部１７と鍔部１４との接触部分の合成粗さ
をσ、ころ端面接触部１７と鍔部１４との接触部分の油
膜厚さをｈminとすると、ころ端面接触部１７と鍔部１
４との接触部分の膜厚比Λは、下記の式（３）にて表わ
すことができる。
【００１８】σ＝√（σ１ ２＋σ２ ２） ・・・（２）
Λ＝ｈmin／σ ・・・（３）
ころ端面接触部１７と鍔部１４との接触部分の合成粗さ
を０．１μｍ及び０．３μｍとし、且つ潤滑油粘度を
４．８ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）とした場合における膜厚比
Λとξ／Ｄａとの関係を計算により解析した結果を図６
に示す。同図からわかるように、ξ／Ｄａの値が０．４
を超えると膜厚比Λが小さくなり、金属接触の割合が増
大するので、距離ξを０．４Ｄａ以下とすることが望ま
しく、好ましくは距離ξをξ＝０．１Ｄａ〜０．４Ｄａ
とすることが望ましい。
を０．１μｍ及び０．３μｍとし、且つ潤滑油粘度を
４．８ｃＳｔ（ｍｍ２／ｓ）とした場合における膜厚比
Λとξ／Ｄａとの関係を計算により解析した結果を図６
に示す。同図からわかるように、ξ／Ｄａの値が０．４
を超えると膜厚比Λが小さくなり、金属接触の割合が増
大するので、距離ξを０．４Ｄａ以下とすることが望ま
しく、好ましくは距離ξをξ＝０．１Ｄａ〜０．４Ｄａ
とすることが望ましい。
【００１９】また、図６からわかるように、ξ／Ｄａが
０．３程度の場合には、ころのころ端面接触部１７と軌
道輪の鍔部１４との合成粗さσが０．６μｍを超えると
油膜の形成が困難になり、ξ／Ｄａが０．１程度の場合
には、ころ端面接触部１７と鍔部１４との合成粗さσが
１μｍを超えると油膜パラメータが１以下となるので、
油膜の形成が困難になる。
０．３程度の場合には、ころのころ端面接触部１７と軌
道輪の鍔部１４との合成粗さσが０．６μｍを超えると
油膜の形成が困難になり、ξ／Ｄａが０．１程度の場合
には、ころ端面接触部１７と鍔部１４との合成粗さσが
１μｍを超えると油膜パラメータが１以下となるので、
油膜の形成が困難になる。
【００２０】図７は接触部の膜厚比Λが１となる時の合
成粗さσとξ／Ｄａとの関係を計算により解析した結果
を示す図であり、この図から、ξ／Ｄａが０．１〜０．
４の場合には、膜厚比がΛ＝１となる接触部の合成粗さ
σは、σ＝−１０．４（ξ／Ｄａ）２＋２．２（ξ／Ｄ
ａ）＋０．９で近似できることがわかる。従って、ξ／
Ｄａが０．１〜０．４の場合には、ころ端面接触部１７
と鍔部１４との合成粗さσをσ≦−１０．４（ξ／Ｄ
ａ）２＋２．２（ξ／Ｄａ）＋０．９とすることが望ま
しい。
成粗さσとξ／Ｄａとの関係を計算により解析した結果
を示す図であり、この図から、ξ／Ｄａが０．１〜０．
４の場合には、膜厚比がΛ＝１となる接触部の合成粗さ
σは、σ＝−１０．４（ξ／Ｄａ）２＋２．２（ξ／Ｄ
ａ）＋０．９で近似できることがわかる。従って、ξ／
Ｄａが０．１〜０．４の場合には、ころ端面接触部１７
と鍔部１４との合成粗さσをσ≦−１０．４（ξ／Ｄ
ａ）２＋２．２（ξ／Ｄａ）＋０．９とすることが望ま
しい。
【００２１】図８は、３種類（ＮＪ３０８（内径ｄｉ＝
４０ｍｍ、外径ｄｏ＝９０ｍｍ、幅ｗ＝２３ｍｍ）、Ｎ
Ｊ３１６（内径ｄｉ＝８０ｍｍ、外径ｄｏ＝１７０ｍ
ｍ、幅ｗ＝３９ｍｍ）、ＮＪ３３２（内径ｄｉ＝１６０
ｍｍ、外径ｄｏ＝３４０ｍｍ、幅ｗ＝６８ｍｍ））のラ
ジアルころ軸受（いずれもξ／Ｄａ＝０．３５）にアキ
シャル荷重を負荷した場合におけるη/Ｄａと接触部は
み出し量および膜厚比との関係を計算により解析した結
果を示す図である。この図からわかるように、鍔部の開
き角δが小さくなるに従って曲率半径ηを大きくする
と、接触部１８のはみ出し量と膜厚比Λが増加していく
ことがわかる。また、膜厚比Λの限界値を２とするとη
／Ｄａは２以上であることが好ましく、さらにη／Ｄａ
を２０以下とした場合は接触部がはみ出し領域に達しな
いことがわかる。従って、接触部の焼付きや摩耗を抑制
するためには、η／Ｄａをη／Ｄａ＝２〜２０とするこ
とが望ましい。
４０ｍｍ、外径ｄｏ＝９０ｍｍ、幅ｗ＝２３ｍｍ）、Ｎ
Ｊ３１６（内径ｄｉ＝８０ｍｍ、外径ｄｏ＝１７０ｍ
ｍ、幅ｗ＝３９ｍｍ）、ＮＪ３３２（内径ｄｉ＝１６０
ｍｍ、外径ｄｏ＝３４０ｍｍ、幅ｗ＝６８ｍｍ））のラ
ジアルころ軸受（いずれもξ／Ｄａ＝０．３５）にアキ
シャル荷重を負荷した場合におけるη/Ｄａと接触部は
み出し量および膜厚比との関係を計算により解析した結
果を示す図である。この図からわかるように、鍔部の開
き角δが小さくなるに従って曲率半径ηを大きくする
と、接触部１８のはみ出し量と膜厚比Λが増加していく
ことがわかる。また、膜厚比Λの限界値を２とするとη
／Ｄａは２以上であることが好ましく、さらにη／Ｄａ
を２０以下とした場合は接触部がはみ出し領域に達しな
いことがわかる。従って、接触部の焼付きや摩耗を抑制
するためには、η／Ｄａをη／Ｄａ＝２〜２０とするこ
とが望ましい。
【００２２】円筒ころ１３と鍔部１４との接触部形状が
異なる二つのラジアルころ軸受を試験軸受として用い、
これらの試験軸受を回転速度：５１５０ｍｉｎ−１の試
験条件で耐焼付き性試験を実施した結果を表１に示す。
異なる二つのラジアルころ軸受を試験軸受として用い、
これらの試験軸受を回転速度：５１５０ｍｉｎ−１の試
験条件で耐焼付き性試験を実施した結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１において、試料番号１は前記接触部の
アスペクト比ｋが０．８程度の試験軸受を示し、試料番
号２は接触部のアスペクト比ｋが３．８程度の試験軸受
を示している。なお、接触点近傍の曲率半径をＲy，Ｒx
とすると、アスペクト比ｋは下記の式（４）から求める
ことができる。 ｋ＝1.0339×（Ｒy／Ｒx）０．６３６ ・・・（４） 表１の試験結果からわかるように、試料番号１の試験軸
受はラジアル荷重：１５９７４Ｎ、アキシャル荷重：１
３３２８Ｎの負荷条件では焼付きの発生が確認されなか
ったが、ラジアル荷重：７３５０Ｎ、アキシャル荷重：
１４７００Ｎ及び１９６００Ｎの負荷条件では焼付きの
発生が確認された。これに対し、試料番号２の試験軸受
はいずれの負荷条件でも焼付きの発生が確認されなかっ
た。
アスペクト比ｋが０．８程度の試験軸受を示し、試料番
号２は接触部のアスペクト比ｋが３．８程度の試験軸受
を示している。なお、接触点近傍の曲率半径をＲy，Ｒx
とすると、アスペクト比ｋは下記の式（４）から求める
ことができる。 ｋ＝1.0339×（Ｒy／Ｒx）０．６３６ ・・・（４） 表１の試験結果からわかるように、試料番号１の試験軸
受はラジアル荷重：１５９７４Ｎ、アキシャル荷重：１
３３２８Ｎの負荷条件では焼付きの発生が確認されなか
ったが、ラジアル荷重：７３５０Ｎ、アキシャル荷重：
１４７００Ｎ及び１９６００Ｎの負荷条件では焼付きの
発生が確認された。これに対し、試料番号２の試験軸受
はいずれの負荷条件でも焼付きの発生が確認されなかっ
た。
【００２５】従って、表１の試験結果からも明らかなよ
うに、円筒ころ１３の端面１３ａに形成される円環状の
接触部の曲率半径ηをη＝２．０Ｄａ〜２０．０Ｄａと
し、かつ曲率半径ηの中心から円筒ころ１３の自転軸１
３ｂまでの半径方向に沿う距離ξをξ＝０．１Ｄａ〜
０．４Ｄａとすることにより、円筒ころ１３と鍔部１４
との接触部がはみ出し難い形状となるので、円筒ころ１
３と鍔部１４との接触部にエッジロードが発生すること
を抑制でき、耐焼付き性及び耐摩耗性の向上を図ること
ができる。
うに、円筒ころ１３の端面１３ａに形成される円環状の
接触部の曲率半径ηをη＝２．０Ｄａ〜２０．０Ｄａと
し、かつ曲率半径ηの中心から円筒ころ１３の自転軸１
３ｂまでの半径方向に沿う距離ξをξ＝０．１Ｄａ〜
０．４Ｄａとすることにより、円筒ころ１３と鍔部１４
との接触部がはみ出し難い形状となるので、円筒ころ１
３と鍔部１４との接触部にエッジロードが発生すること
を抑制でき、耐焼付き性及び耐摩耗性の向上を図ること
ができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るラジ
アルころ軸受によれば、円筒ころの端面に形成されたこ
ろ端面接触部と鍔部との接触部分がはみ出し難い形状と
なるので、円筒ころと鍔部との接触部にエッジロードが
発生することを抑制でき、耐焼付き性及び耐摩耗性の向
上を図ることができる。
アルころ軸受によれば、円筒ころの端面に形成されたこ
ろ端面接触部と鍔部との接触部分がはみ出し難い形状と
なるので、円筒ころと鍔部との接触部にエッジロードが
発生することを抑制でき、耐焼付き性及び耐摩耗性の向
上を図ることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るラジアルころ軸受の
部分断面図である。
部分断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す図である。
【図３】図２の円筒ころと鍔部とが接触する部分を示す
図である。
図である。
【図４】接触部のアスペクト比とξ／Ｄａとの関係を示
す図である。
す図である。
【図５】接触部のＰmax／Ｐedgeとξ／Ｄａとの関係を
示す図である。
示す図である。
【図６】接触部の膜厚比とξ／Ｄａとの関係を示す図で
ある。
ある。
【図７】接触部の合成粗さとξ／Ｄａとの関係を示す図
である。
である。
【図８】ξ／Ｄａ＝０．３５とした場合におけるη/Ｄ
ａと接触部はみ出し量および膜厚比との関係を示す図で
ある。
ａと接触部はみ出し量および膜厚比との関係を示す図で
ある。
【図９】従来のラジアルころ軸受の一部を示す図であ
る。
る。
【図１０】図９の円筒ころと鍔部とが接触する部分を示
す図である。
す図である。
１１ 外輪
１２ 内輪
１３ 円筒ころ
１４ 鍔部
１８ 接触部分
１７ ころ端面接触部
１７ａ 曲率中心
η 曲率半径
Ｄａ 円筒ころ直径
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 村井 隆司
神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号
日本精工株式会社内
Ｆターム(参考） 3J101 AA13 AA24 AA42 AA52 AA62
BA05 FA31 FA33
Claims (4)
- 【請求項１】 円筒ころの端面と対向する鍔部を軌道輪
の端部に設けて構成されるラジアルころ軸受において、 前記円筒ころの端面に、前記円筒ころの端面と平行な平
面上に前記円筒ころの自転軸を中心とした円上に曲率中
心を有する円環状のころ端面接触部を設けたことを特徴
とするラジアルころ軸受。 - 【請求項２】 前記ころ端面接触部の曲率中心から前記
円筒ころの自転軸までの前記円筒ころの半径方向に沿う
距離をξ、前記円筒ころの直径をＤａとしたとき、前記
距離をξ＝０．１Ｄａ〜０．４Ｄａとしたことを特徴と
する請求項１記載のラジアルころ軸受。 - 【請求項３】 前記ころ端面接触部の曲率中心から前記
円筒ころの自転軸までの前記円筒ころの半径方向に沿う
距離をξ、前記円筒ころの直径をＤａ、前記ころ端面接
触部と前記鍔部との接触部の合成粗さをσとしたとき、
前記合成粗さを σ≦−１０．４（ξ／Ｄａ）２＋２．２（ξ／Ｄａ）＋
０．９ としたことを特徴とする請求項２記載のラジアルころ軸
受。 - 【請求項４】 前記ころ端面接触部の曲率半径をη、前
記円筒ころの直径をＤａとしたとき、前記曲率半径をη
＝２．０Ｄａ〜２０．０Ｄａとしたことを特徴とする請
求項２または３記載のラジアルころ軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002321135A JP2003206930A (ja) | 2001-11-06 | 2002-11-05 | ラジアルころ軸受 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340906 | 2001-11-06 | ||
| JP2001-340906 | 2001-11-06 | ||
| JP2002321135A JP2003206930A (ja) | 2001-11-06 | 2002-11-05 | ラジアルころ軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003206930A true JP2003206930A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27666936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002321135A Pending JP2003206930A (ja) | 2001-11-06 | 2002-11-05 | ラジアルころ軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003206930A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009520934A (ja) * | 2005-12-21 | 2009-05-28 | シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト | 改善された曲げ縁を持つ転がり軸受 |
| JP2009520936A (ja) * | 2005-12-21 | 2009-05-28 | シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト | 転がり軸受 |
| CN102562788A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-11 | 无锡沃尔德轴承有限公司 | 卡车主锥导向圆柱滚子轴承 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51156346U (ja) * | 1975-06-09 | 1976-12-13 | ||
| JPH10196660A (ja) * | 1996-11-13 | 1998-07-31 | Nippon Seiko Kk | ころ軸受 |
-
2002
- 2002-11-05 JP JP2002321135A patent/JP2003206930A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51156346U (ja) * | 1975-06-09 | 1976-12-13 | ||
| JPH10196660A (ja) * | 1996-11-13 | 1998-07-31 | Nippon Seiko Kk | ころ軸受 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009520934A (ja) * | 2005-12-21 | 2009-05-28 | シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト | 改善された曲げ縁を持つ転がり軸受 |
| JP2009520936A (ja) * | 2005-12-21 | 2009-05-28 | シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト | 転がり軸受 |
| US8469599B2 (en) | 2005-12-21 | 2013-06-25 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Rolling bearing |
| CN102562788A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-11 | 无锡沃尔德轴承有限公司 | 卡车主锥导向圆柱滚子轴承 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081014 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090303 |