JP2008121755A - 自動調心ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受の組立て性やころの案内精度に支障を来たすことなく、ころと案内輪の摺接部での摩耗を防止することである。
【解決手段】内輪１の周方向の複数箇所で内径面から外径面中央部へ径方向に貫通する貫通孔６ａと、各貫通孔６ａが開口する内径面で環状に連なる油溜め溝６ｂと、一端側の側面に設けられた給油口６ｃから油溜め溝６ｂへ軸方向に連通する連通孔６ｄとからなる給油通路を設け、案内輪５が配設された外径面中央部へ潤滑油を供給することにより、給油通路から供給される潤滑油を、内輪１の回転に伴う遠心力によって、ころ３の内端面３ａと案内輪５の側面５ａとの摺接部に導き、軸受の組立て性やころ３の案内精度に支障を来たすことなく、これらの摺接部での摩耗を防止できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動調心ころ軸受に関する。

回転する内輪の外径面に設けられた２列の軌道面と、これらの軌道面と対向する外輪の内径面に設けられた軌道面との間に、２列のころが保持器で保持されて配列された自動調心ころ軸受には、２列のころの間に保持器と内輪の間で案内輪を配置し、ころの内端面を案内輪の側面で案内するようにしたものがある。

この種の自動調心ころ軸受では、ころの内端面と案内輪の側面とが摺接し、この摺接部で摩耗が発生する。このようなころと案内輪の摺接部での摩耗を防止する手段としては、ころの内端面と案内輪の間に潤滑剤含有ポリマを充填する手段（例えば、特許文献１参照）や、案内輪を潤滑成分を含有する合成樹脂で形成する手段（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特開平１１−３０２３２号公報（第１図） 特開２００５−２４０２６号公報（第１図）

特許文献１に記載されたころの内端面と案内輪の間に潤滑剤含有ポリマを充填する手段は、別途の潤滑剤含有ポリマを充填するために、軸受の組立てに余分な手間がかかる問題がある。また、特許文献２に記載された案内輪を潤滑成分を含有する合成樹脂で形成する手段は、樹脂製案内輪の剛性が低く、衝撃荷重等によって変形しやすいので、ころの案内精度が低下する問題がある。

そこで、本発明の課題は、軸受の組立て性やころの案内精度に支障を来たすことなく、ころと案内輪の摺接部での摩耗を防止することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、回転する内輪の外径面に設けられた２列の軌道面と、これらの軌道面と対向する外輪の内径面に設けられた軌道面との間に、２列のころが保持器で保持されて配列され、この保持器と前記内輪の２列の軌道面間の外径面中央部との間に、前記ころの内端面を側面で案内する案内輪が配設された自動調心ころ軸受において、前記内輪の外径面中央部に開口し、前記案内輪が配設された部位に潤滑油を供給する給油通路を設けた構成を採用した。

すなわち、内輪の外径面中央部に開口し、案内輪が配設された部位に潤滑油を供給する給油通路を設けることにより、この給油通路から供給される潤滑油を、内輪の回転に伴う遠心力によって、ころの内端面と案内輪の側面との摺接部に導き、軸受の組立て性やころの案内精度に支障を来たすことなく、この摺接部での摩耗を防止できるようにした。

前記給油通路を、前記内輪の内径面から前記外径面中央部へ径方向に貫通する貫通孔と、この貫通孔に前記内輪の一端側の側面から軸方向に連通する連通孔、または内輪の一端側の側面から内径面の軸方向に連通する連通溝とで形成することにより、給油通路を簡単な加工で形成することができる。

前記貫通孔を前記内輪の周方向で複数箇所に設け、前記内輪の内径面に環状に連なる油溜め溝を設けて、前記複数箇所に設けた各貫通孔をこの油溜め溝内に開口させ、前記連通孔または連通溝を前記油溜め溝を介して前記各貫通孔に連通させることにより、ころの内端面と案内輪の側面との摺接部に、周方向で満遍なく潤滑油を供給することができる。

前記案内輪の内径面に油溝を設け、この油溝から前記案内輪の側面に連通する油通路を設けることにより、潤滑油をより効率よくころの内端面と案内輪の側面との摺接部に導くことができる。

前記ころの内端面または前記案内輪の側面に、微小な凹部を無数にランダムに形成し、その表面粗さのパラメータＳＫ値を−１．６以下とすることにより、ころの内端面と案内輪の側面との摺接部に十分な油膜が形成されるようにして、この摺接部での摩耗をより確実に防止することができる。

すなわち、境界潤滑条件下での接触部の油膜形成を対象としたこれまでの研究によって、図７に示すように、接触部材の表面に微小な凹部５１を無数にランダムに形成すると、図中に矢印で示すように、接触部５２を迂回する流体（潤滑剤）が、凹部５１で流量を増加して接触部５２の接触界面を通過することが、マイクロＥＨＬ(elasto-hydrodynamic lubrication)理論によってモデル化されている。

また、前記表面粗さのパラメータＳＫ値は、図８に示すように、表面粗さの平均線に対しての振幅分布曲線の相対性を表す値であり、以下の式（１）で定義されている。
ＳＫ ＝ ∫（ｘ−ｘ_０）^３・Ｐ（ｘ）ｄｘ／σ^３ （１）
ここに、ｘ：粗さの高さ、ｘ_０：粗さの平均高さ、Ｐ（ｘ）：粗さの振幅の確率密度関数、σ：自乗平均粗さである。
前記パラメータＳＫ値は、図８の（Ａ）に示すように、表面粗さの平均線に対して振幅分布曲線の山が多いときは正、（Ｂ）に示すように、山と谷が等しいときは零、（Ｃ）に示すように、谷が多いときは負の値となる。

したがって、前記パラメータＳＫ値を負の−１．６以下として、図７に示したような微小な凹部５１を、接触するころの内端面と案内輪の側面とのいずれかに無数にランダムに形成することにより、これらの接触界面に十分な油膜を形成することができる。

本発明の自動調心ころ軸受は、内輪の外径面中央部に開口し、案内輪が配設された部位に潤滑油を供給する給油通路を設けたので、この給油通路から供給される潤滑油を、内輪の回転に伴う遠心力によって、ころの内端面と案内輪の側面との摺接部に導き、軸受の組立て性やころの案内精度に支障を来たすことなく、この摺接部での摩耗を防止することができる。

前記給油通路を、内輪の内径面から外径面中央部へ径方向に貫通する貫通孔と、この貫通孔に内輪の一端側の側面から軸方向に連通する連通孔、または内輪の一端側の側面から内径面の軸方向に連通する連通溝とで形成することにより、給油通路を簡単な加工で形成することができる。

前記貫通孔を内輪の周方向で複数箇所に設け、内輪の内径面に環状に連なる油溜め溝を設けて、複数箇所に設けた各貫通孔をこの油溜め溝内に開口させ、前記連通孔または連通溝を油溜め溝を介して各貫通孔に連通させることにより、ころの内端面と案内輪の側面との摺接部に、周方向で満遍なく潤滑油を供給することができる。

前記案内輪の内径面に油溝を設け、この油溝から案内輪の側面に連通する油通路を設けることにより、潤滑油をより効率よくころの内端面と案内輪の側面との摺接部に導くことができる。

前記ころの内端面または案内輪の側面に、微小な凹部を無数にランダムに形成し、その表面粗さのパラメータＳＫ値を−１．６以下とすることにより、ころの内端面と案内輪の側面との摺接部に十分な油膜が形成されるようにして、この摺接部での摩耗をより確実に防止することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は、第１の実施形態を示す。この自動調心ころ軸受は、図１および図２に示すように、外径面に２列の軌道面１ａが設けられた内輪１と、内径面に内輪１の各軌道面１ａに対向する軌道面２ａが設けられた外輪２と、内輪１と外輪２の軌道面１ａ、２ａ間に配列された２列のころ３と、これらの２列のころ３を保持する一体の保持器４と、内輪１と保持器４の間でころ３の列間に配置された案内輪５とを備え、各ころ３の内端面３ａが案内輪５の側面５ａで案内されるようになっている。内輪１の両端部には各ころ３の外端面を案内する鍔１ｂが設けられている。

前記内輪１には、周方向の複数箇所で内径面から外径面中央部へ径方向に貫通する貫通孔６ａと、各貫通孔６ａが開口する内径面で環状に連なる油溜め溝６ｂと、一端側の側面に設けられた給油口６ｃから油溜め溝６ｂへ軸方向に連通する連通孔６ｄとからなる給油通路が設けられ、案内輪５が配設された外径面中央部へ潤滑油を供給するようになっている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記案内輪５の内径面には、周方向に延びる２本の油溝７ａが設けられ、これらの油溝７ａから案内輪５の両側の側面５ａに連通する油通路７ｂが、周方向の複数箇所に設けられている。したがって、前記給油通路から内輪１の外径面中央部へ供給される潤滑油は、内輪１の回転に伴う遠心力によって、油溝７ａから油通路７ｂを通って、案内輪５の側面５ａところ３の内端面３ａとの摺接部に供給される。なお、油溝７ａの本数と形態は、図３に示したものに限定されることはない。

前記ころ３と案内輪５は高炭素クロム軸受鋼ＳＵＪ２で形成され、案内輪５と摺接するころ３の内端面３ａには、図４に示すように、研磨仕上げ後の特殊なバレル研磨加工によって、微小な凹部８が無数にランダムに形成されている。この表面粗さは、面粗さ測定器サーフコム１４００Ａ（東京精密株式会社製）を用いて測定したものであり、（１）式から算出される表面粗さのパラメータＳＫ値は−１．６以下とされている。

図５および図６は、第２の実施形態を示す。この自動調心ころ軸受は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記内輪１の給油通路を構成する連通孔６ｄが、内輪１の内径面で軸方向に延びて、側面の給油口６ｃから油溜め溝６ｂに連なる連通溝６ｅとされている点と、前記ころ３の内端面３ａの替りに、案内輪５の側面５ａに前記微小な凹部８が無数にランダムに形成され、表面粗さのパラメータＳＫ値が−１．６以下とされている点とが異なる。その他の部分は、第１の実施形態のものと同じである。

上述した各実施形態では、油溜め溝に連通する連通孔や連通溝を周方向の１箇所で設けたが、これらの連通孔や連通溝は周方向の複数箇所で設けてもよい。

また、上述した各実施形態では、２列のころを一体の保持器で保持し、内輪の両端部に鍔を設けたが、本発明に係る自動調心ころ軸受は、各列のころを別々の保持器で保持し、内輪の両端部に鍔のないものにも適用することができる。

第１の実施形態の自動調心ころ軸受を示す縦断面図 図１の内輪のII−II線に沿った断面図 ａは図１の案内輪を拡大して示す縦断面図、ｂはａのIIIb−IIIb線に沿った断面図 図１のころの内端面の一部を拡大して示す断面図 第２の実施形態の自動調心ころ軸受を示す縦断面図 図５の内輪のVI−VI線に沿った断面図 マイクロＥＨＬ理論による接触界面での流体流れモデルの概念図 表面粗さのパラメータＳＫ値の定義を説明する概念図

符号の説明

１ 内輪
２ 外輪
１ａ、２ａ 軌道面
１ｂ 鍔
３ ころ
３ａ 内端面
４ 保持器
５ 案内輪
５ａ 側面
６ａ 貫通孔
６ｂ 油溜め溝
６ｃ 給油口
６ｄ 連通孔
６ｅ 連通溝
７ａ 油溝
７ｂ 油通路
８ 凹部

Claims (5)

1. 回転する内輪の外径面に設けられた２列の軌道面と、これらの軌道面と対向する外輪の内径面に設けられた軌道面との間に、２列のころが保持器で保持されて配列され、この保持器と前記内輪の２列の軌道面間の外径面中央部との間に、前記ころの内端面を側面で案内する案内輪が配設された自動調心ころ軸受において、前記内輪の外径面中央部に開口し、前記案内輪が配設された部位に潤滑油を供給する給油通路を設けたことを特徴とする自動調心ころ軸受。
2. 前記給油通路を、前記内輪の内径面から前記外径面中央部へ径方向に貫通する貫通孔と、この貫通孔に前記内輪の一端側の側面から軸方向に連通する連通孔、または内輪の一端側の側面から内径面の軸方向に連通する連通溝とで形成した請求項１に記載の自動調心ころ軸受。
3. 前記貫通孔を前記内輪の周方向で複数箇所に設け、前記内輪の内径面に環状に連なる油溜め溝を設けて、前記複数箇所に設けた各貫通孔をこの油溜め溝内に開口させ、前記連通孔または連通溝を前記油溜め溝を介して前記各貫通孔に連通させた請求項２に記載の自動調心ころ軸受。
4. 前記案内輪の内径面に油溝を設け、この油溝から前記案内輪の側面に連通する油通路を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の自動調心ころ軸受。
5. 前記ころの内端面または前記案内輪の側面に、微小な凹部を無数にランダムに形成し、その表面粗さのパラメータＳＫ値を−１．６以下とした請求項１乃至４のいずれかに記載の自動調心ころ軸受。

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