JP2009168106A

JP2009168106A - ころ軸受及びころ軸受の固定構造

Info

Publication number: JP2009168106A
Application number: JP2008005770A
Authority: JP
Inventors: Takusane Harada; 卓実原田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-07-30

Abstract

【課題】エッジロードの発生の如何に関わらず、寿命の低下を防止することができるころ軸受及びころ軸受の固定構造を提供する。
【解決手段】ハウジング４０の軸受挿入穴４１の内周面と外輪２の外周面との間に、少なくとも外輪２の一の端部から、軌道面２ａところ４との接触部を投影した範囲Ａの内側にかけて、空隙を形成した。また、回転軸５０の外周面と内輪３の内周面との間に、少なくとも内輪３の一の端部から、軌道面３ａところ４との接触部を投影した範囲Ａの内側にかけて、空隙を形成した。
【選択図】図２

Description

本発明はころ軸受及びころ軸受の固定構造に係り、特にエッジロードによる寿命の低下を防止することができるころ軸受及びころ軸受の固定構造に関する。

ころ軸受は負荷能力が高いことから、大きな負荷がかかる回転軸の支持に多く用いられている。このようなころ軸受には、回転軸の心だし不良やたわみ等によって、内輪（回転軸）の中心線と外輪の中心線が平行にならないミスアライメントが発生する場合がある。このミスアライメントによって、ころ軸受の軌道面ところとの接触部の軸方向端部に過大な応力集中（エッジロード）が発生すると、応力集中部付近にフレーキングが生じる等、ころ軸受の寿命が低下してしまうという問題点があった。

従来より、転動体であるころのエッジロードを緩和する手段として、例えばころの外周面にクラウニング加工（例えばころの外周面の軸方向両端に面取り）を施したものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平８−１０９９６０号公報（第３頁、図１）

しかしながら、ころの外周面にクラウニング加工を施したころ（ローラカムフォロア用のころ）では適正なクラウニング量（例えばころの外周面の軸方向両端に施された面取りの大きさ）の決定が難しく、クラウニング量が大きくなりすぎると、ころと軌道面との接触面積が小さくなることによって、ころと軌道面との接触面圧が大きくなり、ミスアライメントによってエッジロードが発生していないにもかかわらず、かえってころ軸受の寿命を低下させてしまうという問題点があった。

本発明は上述のような課題を解決するためになされたものであり、エッジロードの発生の如何に関わらず、寿命の低下を防止することができるころ軸受及びころ軸受の固定構造を提供することを目的としたものである。

本発明に係るころ軸受は、外輪、内輪、及び前記外輪と前記内輪の軌道面の間に転走自在に配設された複数のころを有するころ軸受であって、
前記外輪の外周面がハウジングに設けた軸受挿入穴に挿入された状態において、前記外輪の外周面は、少なくとも一の端部から、前記軌道面と前記ころとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、前記ハウジングの軸受挿入穴内周面との間に空隙が形成される形状としたものである。

また、本発明に係るころ軸受は、外輪、内輪、及び前記外輪と前記内輪の軌道面の間に転走自在に配設された複数のころを有するころ軸受であって、
前記内輪の内周面に軸が挿入された状態において、前記内輪の内周面は、少なくとも一の端部から、前記軌道面と前記ころとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、前記軸の外周面との間に空隙が形成される形状としたものである。

また、本発明に係るころ軸受の固定構造は、ハウジングに設けた軸受挿入穴に外周面が挿入された外輪、内輪、及び前記外輪と前記内輪の軌道面の間に転走自在に配設された複数のころを有するころ軸受の固定構造であって、前記ハウジングの軸受挿入穴内周面と前記外輪の外周面との間に、少なくとも前記外輪の一の端部から、前記軌道面と前記ころとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、空隙を形成したものである。

また、本発明に係るころ軸受の固定構造は、外輪、軸が内周面に挿入された内輪、及び前記外輪と前記内輪の軌道面の間に転走自在に配設された複数のころを有するころ軸受の固定構造であって、前記軸の外周面と前記内輪の内周面との間に、少なくとも前記内輪の一の端部から、前記軌道面と前記ころとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、空隙を形成したものである。

本発明においては、ハウジングの軸受挿入穴内周面と外輪の外周面との間に、少なくとも外輪の一の端部から、軌道面ところとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、空隙を形成しているので、ミスアライメントが発生した場合でも軌道面ところとの接触部の軸方向端部に過大な荷重が作用しないため、当該端部のエッジロードを緩和することができる。
したがって、エッジロードの発生によるころ軸受の寿命の低下を防止することができる。

また、前記軸の外周面と前記内輪の内周面との間に、少なくとも前記内輪の一の端部から、前記軌道面と前記ころとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、空隙を形成しているので、ミスアライメントが発生した場合でも軌道面ところとの接触部の軸方向端部に過大な荷重が作用しないため、当該端部のエッジロードを緩和することができる。
したがって、エッジロードの発生によるころ軸受の寿命の低下を防止することができる。

さらに、エッジロードを防止するためにころと軌道面との接触面積を小さくする必要がないので、ころと軌道面との接触面圧が大きくならず、エッジロードが発生していない状態でのころ軸受の寿命の低下も防止することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る円筒ころ軸受１の固定構造の縦断面図（軸方向断面図）、図２は、図１のＰ部詳細図である。
円筒ころ軸受１は、外輪２、内輪３、転動体である円筒ころ４、及び保持器５から構成されている。外輪２及び内輪３は例えば軸受用鋼材からなり、外輪２の軸方向両端部には内方に鍔部２ｂが設けられ、この鍔部２ｂの間には外輪２の内周面の周方向に軌道面２ａが形成されている。また、内輪３の外周面の周方向には、外輪２の軌道面２ａと対向して軌道面３ａが形成されている。円筒ころ４もまた例えば軸受用鋼材からなる中実円筒形状の部材であり、保持器５の周方向に所定の間隔で設けた複数のポケットに転動自在に保持され、外輪２と内輪３の軌道面２ａ及び３ａの間に転走自在に配設されている。なお、図示してないが、円筒ころ４が配設された空間部には、グリスやオイルの如き潤滑剤が供給されている。

外輪２の外周面には、軌道面２ａ（軌道面３ａ）と円筒ころ４との接触部と対向する範囲Ａより若干内側の軸方向に、周方向に連なった突条２ｃが設けられており、ハウジング１０の軸受挿入穴１１に挿入された状態において、外輪２の外周面の軸方向両端部から範囲Ａの軸方向内側にかけて空隙６が形成される形状となっている。また、内輪３の内周面にも、軌道面３ａ（軌道面２ａ）と円筒ころ４との接触部と対向する範囲Ａより若干内側の軸方向に、周方向に連なった突条３ｃが設けられており、回転軸２０が挿入された状態において、内輪３の内周面の軸方向両端部から範囲Ａの軸方向内側にかけて空隙７が形成される形状となっている。なお、突条２ｃ及び突条３ｃは周方向に連なっている必要はなく、例えば所定間隔で設けられていてもよい。

この円筒ころ軸受１は、図１に示すように、外輪２の外周面がハウジング１０に設けられた軸受挿入穴１１に挿入され、内輪３の内周面に回転軸２０が挿入されることにより、回転軸２０を回動自在に支持する。この円筒ころ軸受１には、ラジアル方向荷重、アキシアル方向荷重、モーメント荷重、又はこれらの組み合わせ荷重が作用する。

回転軸２０の心だし不良やたわみ等によって、又は回転軸２０にかかるモーメント荷重等によってミスアライメントが発生すると、外輪２の軌道面２ａと円筒ころ４との接触部の軸方向端部、又は内輪３の軌道面３ａと円筒ころ４との接触部の軸方向端部にエッジロードが発生する。しかしながら、本実施の形態１にかかる円筒ころ軸受１においては、外輪２の外周面の軸方向両端部から範囲Ａの軸方向内側にかけて空隙６を形成しているので、ミスアライメントが発生した場合でも外輪２の軌道面２ａと円筒ころ４との接触部の軸方向端部に過大な荷重が作用しないため、当該端部のエッジロードを緩和することができる。また、内輪３の内周面の軸方向両端部から範囲Ａの軸方向内側にかけて空隙７を形成しているので、ミスアライメントが発生した場合でも内輪３の軌道面３ａと円筒ころ４との接触部の軸方向端部に過大な荷重が作用しないため、当該端部のエッジロードを緩和することができる。したがって、エッジロードの発生による円筒ころ軸受１の寿命の低下を防止することができる。

また、外輪２の軌道面２ａと円筒ころ４との接触面積、及び内輪３の軌道面３ａと円筒ころ４との接触面積を十分に確保できるので、エッジロードが発生していない状態での円筒ころ軸受１の寿命の低下も防止することができる。

なお、本実施の形態１においては円筒ころ軸受１側に突条２ｃ及び突条３ｃを設けて空隙６及び空隙７を形成したが、軸受挿入穴１１の内周面側及び回転軸２０の外周面側に突条２ｃ及び突条３ｃを設けることによって空隙６及び空隙７を形成してもよい。また、空隙６及び空隙７は必ずしも突条２ｃ及び突条３ｃを設けることによって形成する必要はなく、例えば外輪２の外周面及び内輪３の内周面（又は軸受挿入穴１１の内周面及び回転軸２０の外周面）にクラウニング加工を施して形成してもよい。

また、本実施の形態１においては、外輪２の外周面と軸受挿入穴１１の内周面との間及び内輪３の内周面と回転軸２０の外周面との間に空隙６及び空隙７を形成した場合を示したが、いずれか一方のみに空隙を形成してもエッジロードを緩和することが可能である。
また、本実施の形態１においては、軸方向の両端部に空隙を形成する例を示したが、一方の端部に空隙を形成してもよい。つまり、空隙は、ミスアライメントの方向や大きさ、軌道面と円筒ころ４との接触部の軸方向端部に作用する荷重の方向や大きさに応じて適宜形成すればよい。
また、空隙の大きさ（径方向寸法）も、ミスアライメントの方向や大きさ、軌道面と円筒ころ４との接触部の軸方向端部に作用する荷重の方向や大きさに応じて、エッジロードが十分に抑制できる大きさに適宜設定すればよい。一般的には数十μｍ〜数ｍｍ程度の段差を設ける。

実施の形態２．
実施の形態１においては、円筒ころ軸受１を用いて本発明を実施したが、円錐ころ軸受３１においても本発明を実施することができる。

図３は、本発明の実施の形態２に係る円錐ころ軸受３１の固定構造の縦断面図（軸方向断面図）、図４は、図３のＱ部詳細図である。なお、以下の説明では、図の右側を大径側、左側を小径側という。
円錐ころ軸受３１は、外輪３２、内輪３３、転動体である円錐ころ３４、及び保持器３５から構成されている。内輪３３は、例えば軸受用鋼材からなり、外周面の小径側に小鍔部、大径側に大鍔部を設け、両鍔部の間には円錐形状の軌道面３３ａが形成されている。外輪３２もまた例えば軸受用鋼材からなり、内周面に内輪３３の軌道面３３ａに対向して円錐形状の軌道面３２ａが形成されている。円錐ころ３４もまた例えば軸受用鋼材からなる円錐形状の部材であり、保持器３５の周方向に所定の間隔で設けた複数のポケットに転動自在に保持され、外輪３２と内輪３３の軌道面３２ａ及び３３ａの間に転走自在に配設されている。

外輪３２の外周面には、軌道面３２ａと円錐ころ３４との接触部を外輪３２の外周面に投影した範囲Ｂ１より若干内側の軸方向に、周方向に連なった突条３２ｃが設けられており、ハウジング４０の軸受挿入穴４１に挿入された状態において、外輪３２の外周面の軸方向両端部から範囲Ｂ１の軸方向内側にかけて空隙３６が形成される形状となっている。また、内輪３３の内周面にも、軌道面３３ａと円錐ころ３４との接触部を内輪３３の内周面に投影した範囲Ｂ２より若干内側の軸方向に、周方向に連なった突条３３ｃが設けられており、回転軸５０が挿入された状態において、内輪３３の内周面の軸方向両端部から範囲Ｂ２の軸方向内側にかけて空隙３７が形成される形状となっている。

図３に示すように、ハウジング４０には軸受挿入穴４１が設けられており、軸受挿入穴４１には外輪３２の小径側端面が当接する段部４１ａが形成されている。この軸受挿入穴４１に、円錐ころ軸受３１を、ハウジング４０の大径側から挿入して、外輪３２の小径側端面を段部４１ａに当接して固定し、回転軸５０を例えば内輪３３の大径側から挿入することにより、回転軸５０を回転自在に支持する。この円錐ころ軸受３１には、ラジアル方向荷重、アキシアル方向荷重、モーメント荷重、又はこれらの組み合わせ荷重が作用する。

本実施の形態２にかかる円錐ころ軸受３１においては、外輪３２の外周面の軸方向両端部から範囲Ｂ１の軸方向内側にかけて空隙３６を形成しているので、ミスアライメントが発生した場合でも外輪３２の軌道面３２ａと円錐ころ３４との接触部の軸方向端部に過大な荷重が作用しないため、当該端部のエッジロードを緩和することができる。また、内輪３３の内周面の軸方向両端部から範囲Ｂ２の軸方向内側にかけて空隙３７を形成しているので、ミスアライメントが発生した場合でも内輪３３の軌道面３３ａと円錐ころ３４との接触部の軸方向端部に過大な荷重が作用しないため、当該端部のエッジロードを緩和することができる。したがって、エッジロードの発生による円筒ころ軸受１の寿命の低下を防止することができる。

また、外輪３２の軌道面３２ａと円錐ころ３４との接触面積、及び内輪３３の軌道面３３ａと円錐ころ３４との接触面積を十分に確保できるので、エッジロードが発生していない状態での円錐ころ３４の寿命の低下も防止することができる。

本発明の実施の形態１に係る円筒ころ軸受１の固定構造の縦断面図（軸方向断面図）である。図１のＰ部詳細図である。本発明の実施の形態２に係る円錐ころ軸受３１の固定構造の縦断面図（軸方向断面図）である。図３のＱ部詳細図である。

符号の説明

１円筒ころ軸受、２外輪、２ａ軌道面、２ｂ鍔部、２ｃ突条、３内輪、３ａ軌道面、３ｃ突条、４円筒ころ、５保持器、６空隙、７空隙、１０ハウジング、１１軸受挿入穴、２０回転軸、３１円錐ころ軸受、３２外輪、３２ａ軌道面、３２ｃ突条、３３内輪、３３ａ軌道面、３３ｃ突条、３４円錐ころ、３５保持器、３６空隙、３７空隙、４０ハウジング、４１軸受挿入穴、４１ａ段部、５０回転軸。

Claims

外輪、内輪、及び前記外輪と前記内輪の軌道面の間に転走自在に配設された複数のころを有するころ軸受であって、
前記外輪の外周面がハウジングに設けた軸受挿入穴に挿入された状態において、
前記外輪の外周面は、
少なくとも一の端部から、前記軌道面と前記ころとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、前記ハウジングの軸受挿入穴内周面との間に空隙が形成される形状となっていることを特徴とするころ軸受。
外輪、内輪、及び前記外輪と前記内輪の軌道面の間に転走自在に配設された複数のころを有するころ軸受であって、
前記内輪の内周面に軸が挿入された状態において、
前記内輪の内周面は、
少なくとも一の端部から、前記軌道面と前記ころとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、前記軸の外周面との間に空隙が形成される形状となっていることを特徴とするころ軸受。
ハウジングに設けた軸受挿入穴に外周面が挿入された外輪、内輪、及び前記外輪と前記内輪の軌道面の間に転走自在に配設された複数のころを有するころ軸受の固定構造であって、
前記ハウジングの軸受挿入穴内周面と前記外輪の外周面との間に、
少なくとも前記外輪の一の端部から、前記軌道面と前記ころとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、空隙を形成したことを特徴とするころ軸受の固定構造。
外輪、軸が内周面に挿入された内輪、及び前記外輪と前記内輪の軌道面の間に転走自在に配設された複数のころを有するころ軸受の固定構造であって、
前記軸の外周面と前記内輪の内周面との間に、
少なくとも前記内輪の一の端部から、前記軌道面と前記ころとの接触部を投影した範囲の内側にかけて、空隙を形成したことを特徴とするころ軸受の固定構造。