JP2003301843A

JP2003301843A - 転がり軸受

Info

Publication number: JP2003301843A
Application number: JP2002103853A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Otsuki; 正章大槻; Toshiaki Shimomura; 利明下村; Hiroyuki Urano; 寛幸浦野; Shinji Fukuda; 晋治福田; Osamu Higashimoto; 修東本
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2003-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の高速限界を超える高速回転が可能な転
がり軸受を提供する。【解決手段】内輪２と外輪３との間にセラミックス材
料からなる玉４を備えたｄｎ値８０×１０^４以上の高速
回転用の転がり軸受において、軸受内径をｄ、軸受外径
をＤとするとき、玉４の直径を、（Ｄ−ｄ）／２（すな
わち軸受の径方向厚さ）の５８％〜６５％の値とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、転がり軸受に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】軸受を
高速で回転させると、転動体に作用する遠心力が大きく
なる。そのため、外輪軌道と転動体との接触面圧が増大
し、軸受の発熱が大きくなる。このことは、高速化に伴
う弊害となり、更なる高速化を阻害する要因となる。そ
こで、従来は、転動体の直径をできるだけ小さくするこ
とにより質量を小さくして、遠心力の低減を図ってい
た。ところが、転動体の直径を小さくすることにより、
オイルなどの潤滑剤が軸受内部に入り込みにくくなり、
良好な潤滑が得られないので摩擦抵抗が増大し、高速で
は発熱が大きくなる。このように、従来の転がり軸受で
は、高速化に限界があった。

【０００３】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、従来の高速限界を超える高速回転が可能な転がり軸
受を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、内輪と外輪と
の間にセラミックス材料からなる転動体を備えたｄｎ値
８０×１０^４以上の転がり軸受において、軸受内径を
ｄ、軸受外径をＤとするとき、転動体の直径は、（Ｄ−
ｄ）／２の５８％〜６５％の値であることを特徴とする
ものである（請求項１）。このような転がり軸受におけ
る上記５８％〜６５％の割合は、転動体が鋼の非高速回
転用の転がり軸受における割合に匹敵するが、セラミッ
クス材料からなる転動体が軽量であることにより、外輪
軌道と転動体との接触面圧の増大を回避することができ
る。また、上記割合を確保することで潤滑油が軸受に入
りやすくなる。

【０００５】また、上記転がり軸受（請求項１）におい
て、転動体は玉又は円筒ころであることが好ましい（請
求項２）。この場合、転動体が高速回転に適する。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態によ
る転がり軸受の断面図である。図において、転がり軸受
１は、内輪２と外輪３との間に転動体としての玉４と、
保持器５とを備えている。玉４は、セラミックス材料か
らなる。当該転がり軸受１は、ｄｎ値（軸受内径×最大
回転数［ｒｐｍ］）が８０×１０^４以上の高速回転用で
あり、例えばスピンドルモータ用として用いられる。ま
た、軸受外径（外輪外径）をＤ、軸受内径（内輪内径）
をｄ、玉４の直径をＢdとすると、直径Ｂdが軸受１の径
方向厚さ（Ｄ−ｄ）／２に占める割合Ｂd／｛（Ｄ−
ｄ）／２｝は、５８％とされている。なお、従来の高速
回転用の転がり軸受においては、この割合は４０〜５０
％程度である。

【０００７】実施例として、セラミックス玉で、ｄｎ値
８０×１０^４以上（約１３０×１０ ^４）、上記割合が５
８％の転がり軸受、比較例１として、鋼玉で、ｄｎ値８
０×１０^４未満（約７０×１０^４）すなわち非高速回転
用で、上記割合が５８％の転がり軸受、及び、比較例２
として、鋼玉で、ｄｎ値８０×１０^４以上（約９０×１
０^４）、上記割合が４３％の転がり軸受について、回転
数と外輪昇温との関係を検証した結果を図２に示す。な
お、グラフ中の各カーブの上端は、高速限界点を示し、
これを超えると急速に温度上昇して焼き付きを生じる。

【０００８】図示のように、回転数の増大に伴って、鋼
玉で割合が５８％の比較例１が１００００回転を超える
あたりで最も早く高速限界に達する。これは、軸受の径
方向厚さに対して５８％を占める比較的大きな玉の遠心
力により外輪軌道との接触面圧が高くなった結果であ
る。また、比較例２は、従来の高速用の転がり軸受であ
るが、約１３０００回転で高速限界に達する。

【０００９】これに対して、実施例は約１８０００回転
まで使用可能であった。この結果から、セラミックス玉
の場合には、鋼玉より軽いことからその分遠心力が小さ
く、高速回転用であっても玉径を小さくせずに、従来の
非高速回転用の比較例１と同様の割合にしても高速限界
が向上することがわかった。また、割合５８％を確保す
ることにより潤滑油が軸受内に入りやすく、従って冷却
が促進され、このことも高速限界の向上に寄与している
ものと考えられる。なお、実施例は割合が５８％である
が、さらに割合が５８％〜６５％の範囲において、同様
に高速限界が向上することがわかった。この範囲は、鋼
玉の非高速回転用の転がり軸受において、玉径が軸受の
径方向厚さに対して占める割合の範囲に匹敵する。

【００１０】以上のことを総括すると、従来、高速回転
用の転がり軸受では、玉を軸受の径方向厚さに比して小
さくすることが昇温回避のために有効であると考えられ
ていたが、発明者らは、この「常識」に反して、セラミ
ックス玉は軽いので小さくしなくても良いのではないか
という着想の下、非高速回転軸受の鋼玉と同様な上記割
合の範囲を選択することで、却って高速性が改善される
という貴重な結果を得た。

【００１１】なお、上記実施形態は玉を転動体とする転
がり軸受を示したが、玉に限らず、ころ、円錐等の転が
り軸受に上記構成が適用可能である。但し、高速回転用
としては玉又はころが適する。

【００１２】

【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１の転がり軸受によれば、５８％
〜６５％の割合は、転動体が鋼の非高速回転用の転がり
軸受における割合に匹敵するが、セラミックス材料から
なる転動体が軽量であることにより、外輪軌道と転動体
との接触面圧の増大を回避することができる。また、上
記割合を確保することで潤滑油が軸受に入りやすくな
る。従って、従来の高速限界を超える高速回転が可能な
転がり軸受を提供することができる。

【００１３】また、上記転がり軸受（請求項１）におい
て、転動体は玉又は円筒ころであることが好ましい（請
求項２）。この場合、転動体が高速回転に適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による転がり軸受の断面図
である。

【図２】実施例並びに比較例１及び２について、回転数
と外輪昇温との関係を検証した結果を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１転がり軸受２内輪３外輪４玉（転動体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浦野寛幸大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内 (72)発明者福田晋治大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内 (72)発明者東本修大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA12 BA02 BA10 EA41 FA41

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内輪と外輪との間にセラミックス材料から
なる転動体を備えたｄｎ値８０×１０^４以上の転がり軸
受において、軸受内径をｄ、軸受外径をＤとするとき、
転動体の直径は、（Ｄ−ｄ）／２の５８％〜６５％の値
であることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】転動体が玉又は円筒ころである請求項１記
載の転がり軸受。