JP2008261458A - 円すいころ軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】外輪軌道面の接触面圧分布の偏りを抑制して、軸受寿命を向上することができる円すいころ軸受を提供する。
【解決手段】円すいころ軸受１０は、内周面に円すい状の外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に円すい状の内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配設される複数の円すいころ１３と、を備え、少なくとも外輪軌道面１１ａ及び円すいころ１３の外周面にそれぞれクラウニングが施され、外輪軌道面１１ａに施されるクラウニングの中心Ｃ１１が、円すいころ１３の外周面に施されるクラウニングの中心Ｃ１２よりも外輪軌道面１１ａの大径側に位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、円すいころ軸受に関し、特に、外輪軌道面及び円すいころの外周面にクラウニングが施される円すいころ軸受に関する。
円すいころ軸受は、コンパクトで、大きなラジアル荷重及びアキシャル荷重を支持することができ、しかも、高速回転で使用することができるため、広く使用されている。
従来の円すいころ軸受としては、例えば、図３に示す円すいころ軸受３０が知られている。この円すいころ軸受３０は、内周面に円すい状の外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に円すい状の内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に転動自在に配設される複数の円すいころ１３と、円すいころ１３を円周方向に等間隔に保持する保持器１４と、を備える。
ところで、ころ軸受のころの外周面及び軌道面には、エッジロード発生による寿命低下を防止する目的で、一般に、図４に示すように、クラウニング（図では誇張して表現されている）が施されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
図４に示す例では、外輪軌道面１１ａ及び円すいころ１３の外周面（転動面）のクラウニングの曲線形状は、いずれもクラウニングの中心Ｃ１に対して左右対称とされ、また、クラウニングの中心Ｃ１は、外輪軌道面１１ａの幅方向の中心Ｃ２及び円すいころ１３の軸方向長さの中心Ｃ３に一致している。また、外輪軌道面１１ａの大径側端縁から円すいころ１３の大径側端面までの寸法（大径側外輪余裕代）Ｘ１は、外輪軌道面１１ａの小径側端縁から円すいころ１３の小径側端面までの寸法（小径側外輪余裕代）Ｘ２と等しくなっている。
特開２００１−３９４１号公報 実開平３−１２０１５号公報
しかしながら、上記従来の円すいころ軸受の場合、外輪１１の肉厚が外輪軌道面１１ａの大径側で薄く、小径側で厚いため、荷重を支持したときの外輪１１の変形が外輪軌道面１１ａの小径側より大径側で大きくなり、結果として、外輪軌道面１１ａの小径側の接触面圧は大径側の接触面圧よりも大きくなる。この面圧分布の偏りは、軸受寿命を短くする原因となり、また、外輪軌道面１１ａの小径側でエッジロードが発生した場合は、軸受寿命を極端に短くしてしまう可能性がある。
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、外輪軌道面の接触面圧分布の偏りを抑制して、軸受寿命を向上することができる円すいころ軸受を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面に円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に円すい状の内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動自在に配設される複数の円すいころと、を備え、少なくとも外輪軌道面及び円すいころの外周面にそれぞれクラウニングが施される円すいころ軸受であって、外輪軌道面に施されるクラウニングの中心が、円すいころの外周面に施されるクラウニングの中心よりも外輪軌道面の大径側に位置していることを特徴とする円すいころ軸受。
（２） 外輪軌道面に施されるクラウニングの中心が、外輪軌道面の幅方向の中心よりも外輪軌道面の大径側に位置していることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
（３） 外輪軌道面の大径側端縁から円すいころの大径側端面までの寸法が、外輪軌道面の小径側端縁から円すいころの小径側端面までの寸法よりも長いことを特徴とする（１）又は（２）に記載の円すいころ軸受。
（４） クラウニングの曲線が、単一の円弧、又は複数の円弧の組合せにより形成されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の円すいころ軸受。
本発明の円すいころ軸受によれば、外輪軌道面に施されるクラウニングの中心が、円すいころの外周面に施されるクラウニングの中心よりも外輪軌道面の大径側に位置するため、外輪軌道面の接触面圧分布の偏りを抑制することができるので、軸受寿命を向上することができる。
以下、本発明に係る円すいころ軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、円すいころ軸受の基本的構造については、図３及び図４に示す従来の円すいころ軸受３０と同様であるため、従来構造と同等部分に関する図示並びに説明は、省略或いは簡略化し、以下、各実施形態の特徴部分を中心に説明する。
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態について説明する。
図１は本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図である。
本実施形態の円すいころ軸受１０では、図１に示すように、外輪１１の外輪軌道面１１ａに施されるクラウニングの中心Ｃ１１が、外輪軌道面１１ａの幅方向の中心Ｃ２よりも外輪軌道面１１ａの大径側に位置し、円すいころ１３の外周面に施されるクラウニングの中心Ｃ１２が、外輪軌道面１１ａの幅方向の中心Ｃ２及び円すいころ１３の軸方向長さの中心Ｃ３に一致している。これにより、外輪軌道面１１ａのクラウニングの中心Ｃ１１が、円すいころ１３のクラウニングの中心Ｃ１２よりも外輪軌道面１１ａの大径側に位置している。なお、外輪軌道面１１ａ及び円すいころ１３のクラウニングの曲線形状については、単一の円弧、又は複数の円弧の組合せであってもよい。
以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受１０によれば、外輪軌道面１１ａに施されるクラウニングの中心Ｃ１１が、円すいころ１３の外周面に施されるクラウニングの中心Ｃ１２よりも外輪軌道面１１ａの大径側に位置するため、外輪軌道面１１ａの大径側における、円すいころ１３のクラウニングの落ち量＋外輪軌道面１１ａのクラウニングの落ち量を、外輪軌道面１１ａの小径側における、円すいころ１３のクラウニングの落ち量＋外輪軌道面１１ａのクラウニングの落ち量よりも小さくすることができる。
そのため、荷重を支持し、外輪１１の外輪軌道面１１ａの大径側が小径側より大きく変形したときの、円すいころ１３のクラウニングの落ち量＋外輪軌道面１１ａのクラウニングの落ち量＋外輪１１の変形による落ち量を、外輪軌道面１１ａの大径側と小径側とで同程度に近づけることができる。これにより、外輪軌道面１１ａの接触面圧分布の偏りを抑制することができるので、均一な分布に近づけることが可能となり、軸受寿命を向上することができる。
（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態について説明する。
図２は本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図である。
本実施形態の円すいころ軸受２０では、図２に示すように、外輪軌道面１１ａの大径側端縁から円すいころ１３の大径側端面までの寸法（大径側外輪余裕代）Ｘ１が、外輪軌道面１１ａの小径側端縁から円すいころ１３の小径側端面までの寸法（小径側外輪余裕代）Ｘ２よりも長く、且つ外輪１１の外輪軌道面１１ａに施されるクラウニングの中心Ｃ１１が、外輪軌道面１１ａの幅方向の中心Ｃ２に一致していると共に、円すいころ１３の外周面に施されるクラウニングの中心Ｃ１２が、円すいころ１３の軸方向長さの中心Ｃ３に一致している。これにより、外輪軌道面１１ａのクラウニングの中心Ｃ１１が、円すいころ１３のクラウニングの中心Ｃ１２よりも外輪軌道面１１ａの大径側に位置している。なお、外輪軌道面１１ａ及び円すいころ１３のクラウニングの曲線形状については、単一の円弧、又は複数の円弧の組合せであってもよい。
その他の作用効果については、上記第１実施形態と同様である。
なお、本発明の外輪、外輪軌道面、内輪、内輪軌道面、円すいころ、クラウニング等の構成は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
本発明に係る円すいころ軸受の第１実施形態を説明するための要部断面図である。 本発明に係る円すいころ軸受の第２実施形態を説明するための要部断面図である。 従来の円すいころ軸受を説明するための要部断面図である。 従来の円すいころ軸受の外輪軌道面及び円すいころのクラウニングの中心と外輪軌道面の幅方向の中心及び円すいころの軸方向長さの中心との関係を説明するための要部断面図である。
符号の説明
１０，２０ 円すいころ軸受
１１ 外輪
１１ａ 外輪軌道面
１２ 内輪
１２ａ 内輪軌道面
１３ 円すいころ

Claims (4)

  1. 内周面に円すい状の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に円すい状の内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配設される複数の円すいころと、を備え、少なくとも前記外輪軌道面及び前記円すいころの外周面にそれぞれクラウニングが施される円すいころ軸受であって、
    前記外輪軌道面に施されるクラウニングの中心が、前記円すいころの外周面に施されるクラウニングの中心よりも前記外輪軌道面の大径側に位置していることを特徴とする円すいころ軸受。
  2. 前記外輪軌道面に施されるクラウニングの中心が、前記外輪軌道面の幅方向の中心よりも前記外輪軌道面の大径側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
  3. 前記外輪軌道面の大径側端縁から前記円すいころの大径側端面までの寸法が、前記外輪軌道面の小径側端縁から前記円すいころの小径側端面までの寸法よりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の円すいころ軸受。
  4. 前記クラウニングの曲線が、単一の円弧、又は複数の円弧の組合せにより形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の円すいころ軸受。
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