JP2014194244A

JP2014194244A - 自動調心ころ軸受

Info

Publication number: JP2014194244A
Application number: JP2013070793A
Authority: JP
Inventors: Keigo Abe; 圭悟阿部
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-10-09

Abstract

【課題】自動調心ころ軸受を重荷重条件で使用する場合に、外輪及び内輪の軌道面と、ころの軸方向両端部との接触部に生じるエッジロードを、簡便な方法で緩和した自動調心ころ軸受を提供する。
【解決手段】ころの転動面を、外輪又は内輪の軌道面曲率半径よりも小さい曲率半径Ｒ１で粗加工した後、ころの軸方向中央部を、曲率半径Ｒ１よりも大きく、外輪又は内輪の軌道面曲率半径以下である曲率Ｒ２で仕上げ加工し、ころの軸方向端部に曲率半径Ｒ１の、無負荷の状態で外輪及び内輪の軌道面との隙間を有するだらし部を形成する。ころの各端部付近のだらし部の軸方向寸法は、ころの軸方向全長の５％以上１５％以下とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、大きな負荷や自重によって撓みを生じる回転軸を支持するための自動調心ころ軸受に関するものである。

鉄鋼設備や製紙機械のロール等で用いられる自動調心ころ軸受は、図１に示すような構成となっている。内周面に球面状の外輪軌道面１ａを有する外輪１と、外径面に外輪軌道面１ａと対向する複列の球面状の内輪軌道面２ａを有する内輪２と、外輪軌道面１ａ及び内輪軌道面２ａとの間を転動自在且つ複列に配置される複数のころ３と、ころ３の転動方向の間隔を一定に保持する保持器４と、を備えている。

図１に示す自動調心ころ軸受において重荷重を受ける場合、ころ３の転動面と、外輪軌道面１ａとの接触部、及び、ころ３と、内輪軌道面２ａとの接触部の軸方向端部において、エッジロードが発生し、軸受損傷による寿命低下の原因となることがある。

上記エッジロードを防止する手段として、ころの外径面と、ころ端部面取りとの角部をある数値範囲のＲ形状とすることで、エッジロードを緩和する発明が特許文献１に開示されている。

特開昭６２−１３２０２６号公報

しかしながら、ころの面取りと転動面との角部に所定寸法のＲ形状を形成するのは製造上の工程追加が必要であり、コスト上昇の原因となる虞があった。

本発明は上記課題を解決するものであり、自動調心ころ軸受のころに簡易且つ安価な加工を施してころ端部の形状を改良し、エッジロードを緩和することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る発明は、内周面に球面状の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に前記外輪軌道面に対向する複列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複列に配置される複数のころと、前記ころを転動方向に等間隔に保持する保持器と、を備える自動調心ころ軸受について、前記ころの外径面の軸方向両端部面取りを除く稜線が、軸方向両端部付近で曲率半径Ｒ１、軸方向中央部で曲率半径Ｒ２、の２種類の曲率半径からなる円弧形状により形成され、前記曲率半径Ｒ１は、前記外輪軌道面及び前記内輪軌道面の曲率半径よりも小さく、前記曲率半径Ｒ２は、前記曲率半径Ｒ１よりも大きく、前記外輪軌道面及び前記内輪軌道面の曲率半径以下であり、且つ、前記ころの軸方向両端部付近における曲率半径Ｒ１である領域のそれぞれの軸方向寸法は、ころの軸方向全長の５％〜１５％の範囲であることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動調心ころ軸受であって、前記ころの外径面を曲率半径Ｒ１に加工する粗加工工程と、前記ころ外径面の軸方向中央部を曲率半径Ｒ２に加工する仕上げ加工工程と、を経てころ外径面が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、ころ外径面の軸方向両端部付近に、外輪又は内輪の軌道面曲率半径よりも小さい曲率半径Ｒ１の円弧形状からなる領域（だらし部）を形成することによって、エッジロードを緩和し、はく離の発生による軸受寿命の低下を防止することができる。また、上記ころの外径面は、外輪軌道面及び内輪軌道面の曲率半径よりも小さい曲率半径Ｒ１に加工する粗加工工程と、前記ころ転動面の軸方向中央部とその周辺を、前記曲率半径Ｒ１よりも大きく、外輪軌道面及び内輪軌道面の曲率半径以下である曲率半径Ｒ２に加工する仕上げ加工工程により形成される。前記粗加工工程及び仕上げ加工工程は、従来の研削工程において、砥石の形状を変更することで実施可能であるため、工程の追加を行う必要が無く、製造コストの上昇も生じない。

本発明及び、従来の自動調心ころ軸受の構成を示す図である。本発明による自動調心ころ軸受のころ形状を示す図である。自動調心ころ軸受のころの製造方法を示す図である。

以下に、本発明の実施系体を図に基づいて説明する。
図１は、本発明による自動調心ころ軸受の実施形態の一例である。複列自動調心ころ軸受１０は、内周面に球面状の外輪軌道面１ａを有する外輪１と、外周面に外輪１の軌道面と対向する複列の内輪軌道面２ａを有する内輪２と、前記外輪軌道面１ａと内輪軌道面２ａとの間に転動自在に配置される複数のころ３と、ころを転動方向に略等間隔に保持する保持器４と、から構成される。ころ３は、図２に示すように、転動面３ａと、面取り３ｃと、転動面３ａと面取り３ｃとの間にだらし部３ｂが形成されている。だらし部３ｂは、無負荷の状態で外輪軌道面１ａ及び内輪軌道面２ａとの間に隙間を生じる様、外輪軌道面１ａ及び内輪軌道面２ａの曲率半径よりも小さい曲率半径Ｒ１の円弧で形成する。転動面３ａは前記曲率半径Ｒ１よりも大きく、且つ、外輪軌道面１ａ及び内輪軌道面２ａの曲率半径以下である曲率半径Ｒ２で形成されている。

ここで、ころ３の転動面３ａ及びだらし部３ｂの加工方法を図３を基に説明する。まず、粗加工工程でころ３の外径面を砥石Ｇ１で研削加工する。砥石外径面の稜線形状が曲率半径Ｒ１の円弧である砥石Ｇ１を、ころ３の外径面に当接させて研削することにより、ころ３の外径面の稜線形状を曲率半径Ｒ１に加工する。次に仕上げ加工工程で、ころ３の外径面に、砥石外径面の稜線形状が曲率半径Ｒ２の円弧形状である砥石Ｇ２をころ３の外径面に当接させて研削する。この時、砥石Ｇ２は、ころ３の外径面の曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２を有するため、砥石Ｇ２の外径面はころ３の中央部に当接し、研削が行われる。この時、ころ３の軸方向両端部付近を残して研削を行うことで、ころ３の軸方向中央部及びその近傍に、曲率半径Ｒ２の転動面３ａが、軸方向端部付近に曲率半径Ｒ１のだらし部３ｂが形成されたころ３を得る。

ころ３の軸方向両端部付近に形成された、だらし部３ｂのそれぞれの軸方向長さは、ころ３の軸方向全長の５％以上１５％以下であることが好ましく、７％以上１０％以下であることがより好ましい。５％以下であると、だらし部３ｂと、外輪軌道面１ａ及び内輪軌道面２ａとの隙間が少なくなりすぎ、重荷重条件でのエッジロード軽減効果が不充分となるため好ましくない。また、１５％以上であると、ころ３の転動面３ａ面積が狭くなりすぎ、転動面３ａにおける面圧が増加し、軸受寿命が低下する虞があり好ましくない。なお、だらし部３ｂの軸方向寸法は、本発明内容の範囲内であれば、ころ３の軸方向一端と、他端とで非等長であっても良い。

１外輪
１ａ外輪軌道面
２内輪
２ａ内輪軌道面
３ころ
３ａ転動面
３ｂだらし部
３ｃ面取り
４保持器
Ｇ１、Ｇ２砥石

Claims

内周面に球面状の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に前記外輪軌道面に対向する複列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複列に配置される複数のころと、前記ころを転動方向に等間隔に保持する保持器と、を備える自動調心ころ軸受について、前記ころの外径面の軸方向両端部面取りを除く稜線が、軸方向両端部付近で曲率半径Ｒ１、軸方向中央部で曲率半径Ｒ２、の２種類の曲率半径からなる円弧形状により形成され、前記曲率半径Ｒ１は、前記外輪軌道面及び前記内輪軌道面の曲率半径よりも小さく、前記曲率半径Ｒ２は、前記曲率半径Ｒ１よりも大きく、前記外輪軌道面及び前記内輪軌道面の曲率半径以下であり、且つ、前記ころの軸方向両端部付近における曲率半径Ｒ１である領域のそれぞれの軸方向寸法は、ころの軸方向全長の５％〜１５％の範囲であることを特徴とする自動調心ころ軸受。
請求項１に記載の自動調心ころ軸受であって、ころの外径面を曲率半径Ｒ１に加工する粗加工工程と、前記ころ外径面の軸方向中央部を曲率半径Ｒ２に加工する仕上げ加工工程と、を得てころ外径面が形成されることを特徴とする自動調心ころ軸受用。