JP2010106975A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外輪軌道面11a及び内輪軌道面12aの少なくとも一方には、必要落ち量H1を確保する有効クラウニング長の範囲に対して、中央部は円弧曲線f1、該中央部の両側の端部領域は円弧曲線f1と対数曲線との合成曲線で構成される円弧対数クラウニングを施し、有効クラウニング長の範囲の外側となる軌道面両端部に対しては、円弧対数クラウニングの母線形状に滑らかに繋がる直線又は円弧曲線によるクラウニングを施す。
【選択図】図2
Description
ここに、クラウニングとは、軌道輪ところとの接触部に生ずるエッジロードを防ぐことを主な目的として、軌道面又はころの母線にごくわずかに曲率をもたせることをいう。通常、このようなクラウニングは、内外輪の軌道面又はころの何れか一方、もしくはその両方に施される。
一方、転がり軸受に作用する荷重は、転がり軸受の回転に伴って高荷重、軽荷重、モーメント荷重等と種々に変動するので、一般に、転がり接触部の塑性変形を防止するため、最も厳しい荷重条件のときの最大接触面圧が一定値以下になるように、対数クラウニングの落ち量(クラウニング量)を大きくしたクラウニング形状が用いられる。
そこで、この問題を解決するため、中央部を直線とし、端部を対数曲線とした組み合わせ曲線からなるクラウニング形状の転がり軸受が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、軽荷重〜中荷重の条件においても、接触有効長さを有効に活かして軸受寿命の長寿命化を可能にするために、更なる改善が要望されていた。
(1)内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動自在に配設された複数のころと、を備える転がり軸受であって、
前記円すいころの転動面には、円弧曲線によるクラウニングを施し、
前記外輪軌道面及び内輪軌道面の少なくとも一方には、必要落ち量を確保する有効クラウニング長の範囲に対して、中央部は円弧曲線、前記有効クラウニング長の範囲内で前記中央部の両側の端部領域は円弧曲線と対数曲線との合成曲線で構成される円弧対数クラウニングを施し、且つ、前記有効クラウニング長の範囲の外側となる軌道面両端部に対しては、前記合成曲線に滑らかに繋がる直線又は円弧曲線によるクラウニングを施すことで、軌道面端部における落ち量を、前記必要落ち量〜100μmの範囲にしたことを特徴とする転がり軸受。
ここに、
中央部長さ L1:L1=r1×(le/2)
端部長さ L2:L2=(le/2)−L1
中央部円弧半径 R:R=(D1 2+L1 2)/(2×D1)
x :中央を原点とする座標
le :有効クラウニング長
r1 :有効クラウニング長に対する中央部長さの比(2L1/le)
D1 :中央部と端部とのつなぎ目における落ち量
D2 :有効クラウニング長の端における落ち量の対数曲線成分
k :対数部の丸みを調整するためのパラメータ(0<k<1)
である。
なお、「必要落ち量」とは、軸受が使用される環境下で、弾性変形により接触が予想される最大の落ち量のことである。
本実施の形態の転がり軸受10は、内周面に外輪軌道面11aが形成された外輪11と、外周面に内輪軌道面12aが形成された内輪12と、外輪軌道面11aと内輪12軌道面12aとの間に転動自在に配設された複数の転動体であるころ13と、を備えている。
ここに、
有効クラウニング長の範囲内の中央部長さ L1:L1=r1×(le/2)
有効クラウニング長の範囲内の端部長さ L2:L2=(le/2)−L1
前記中央部の円弧半径 R:R=(D1 2+L1 2)/(2×D1)
x :クラウニング中心を原点とする座標
le :有効クラウニング長
r1 :有効クラウニング長に対する中央部長さの比(2L1/le)
D1 :中央部と端部とのつなぎ目における落ち量
D2 :有効クラウニング長の端における落ち量の対数曲線成分
k :対数部の丸みを調整するためのパラメータ(0<k<1)
である。
式(1)の円弧式部分(式(1)の前半部分)から図3の円弧曲線Aが求められ、対数式部分(式(1)の後半部分)から図3の対数曲線Bが求められる。
本発明の円弧対数曲線Cは、円弧曲線Aと対数曲線Bの和として求められる。
また、図2において、つなぎ目Gから延びる破線の対数曲線f4は、円弧曲線と対数曲線との合成曲線f2の延長線である。
従って、軸受に高荷重が作用したときにエッジロードの発生を防止することができ、更に、軽荷重〜中荷重条件での軸受寿命低下を防止することができる。
しかし、このような対応を行うと、曲線f5と円弧曲線と対数曲線との合成曲線f2との交点Kの付近に形状崩れが発生する虞があり、交点K付近のクラウニング形状が想定外の形状となる為、想定した通りの寿命や剛性が得られなくなる虞がある。
即ち、本実施の形態の転がり軸受10では、軌道面端部における落ち量H2を100μm以内に抑えて、軌道面端部における落ち量H2が過大になることを防止することができるため、クラウニング面を超仕上げ加工した際に、それ以前の荒仕上げ加工時の目が残ってしまう、所謂、目残りが発生しない。また、目残りを回避するために過大な研削加工等を実施する必要がなくなるため、過度の研削等によって肩部に形状崩れが発生することもない。
従って、目残りや形状崩れ等に起因した外観の低下や機能の低下を防止することもできる。
11 外輪
11a 外輪軌道面
12 内輪
12a 内輪軌道面
13 ころ
13a 転動面
f1 円弧曲線
f2 合成曲線
Claims (2)
- 内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、前記外輪軌道面と内輪軌道面との間に転動自在に配設された複数のころと、を備える転がり軸受であって、
前記ころの転動面には、円弧曲線によるクラウニングを施し、
前記外輪軌道面及び内輪軌道面の少なくとも一方には、必要落ち量を確保する有効クラウニング長の範囲に対して、中央部は円弧曲線、前記有効クラウニング長の範囲内で前記中央部の両側の端部領域は円弧曲線と対数曲線との合成曲線で構成される円弧対数クラウニングを施し、且つ、前記有効クラウニング長の範囲の外側となる軌道面両端部に対しては、前記合成曲線に滑らかに繋がる直線又は円弧曲線によるクラウニングを施すことで、軌道面端部における落ち量を、前記必要落ち量〜100μmの範囲にしたことを特徴とする転がり軸受。 - 前記円弧対数クラウニングの形状が、下記の式(1)に基づいて決められることを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受。
なお、関数if(a,b,c)は、条件式aが成立する場合には、式bに置き換えられ、不成立の場合には、式cで置き換えられる関数である。
ここに、
中央部長さ L1:L1=r1×(le/2)
端部長さ L2:L2=(le/2)−L1
中央部円弧半径 R:R=(D1 2+L1 2)/(2×D1)
x :中央を原点とする座標
le :有効クラウニング長
r1 :有効クラウニング長に対する中央部長さの比(2L1/le)
D1 :中央部と端部とのつなぎ目における落ち量
D2 :有効クラウニング長の端における落ち量の対数曲線成分
k :対数部の丸みを調整するためのパラメータ(0<k<1)
である。
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