JP2016121752A - 円筒ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】内輪に軸方向の伸びが生じた場合でも接触面圧が低く長寿命な円筒ころ軸受を提供する。【解決手段】円筒ころ軸受の内輪１の軌道面１ａにはクラウニングは施されておらず、内輪１の軌道面１ａの母線は直線である。外輪２の軌道面２ａには、円筒ころ３と外輪２との接触面圧を低下させるためのクラウニングが施されていて、外輪２の軌道面２ａの母線は凹状の曲線である。円筒ころ３の転動面３ａには、円筒ころ３と内輪１との接触面圧を低下させるためのクラウニングが施されていて、円筒ころ３の転動面３ａの母線は凸状の曲線である。【選択図】図１

Description

本発明は円筒ころ軸受に関する。

円筒ころ軸受においては、円筒ころの転動面と軌道輪の軌道面が線接触することとなるので、円筒ころの転動面の軸方向両端部においてエッジロードが発生し、円筒ころ軸受の寿命が低下するおそれがある。そこで、接触面圧を低下させるために、円筒ころの転動面又は軌道輪の軌道面にクラウニングを施した円筒ころ軸受が提案されている（例えば特許文献１、２を参照）。
しかしながら、内輪に軸方向の伸びが生じた場合には、円筒ころと内輪との接触点の軸方向位置が変化してしまうため、内輪の軌道面に施したクラウニングの効果が設計通りに奏されず、円筒ころと内輪との接触面圧が十分に低下しないおそれがあるという問題があった。

特開２００６−５２７８９号公報 特開２００８−２４８９９３号公報

そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、内輪に軸方向の伸びが生じた場合でも接触面圧が低く長寿命な円筒ころ軸受を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の一態様に係る円筒ころ軸受は、外周面に軌道面を有する内輪と、内輪の軌道面に対向する軌道面を内周面に有する外輪と、内輪の軌道面及び外輪の軌道面の間に転動自在に配された複数の円筒ころと、を備え、内輪の軌道面にはクラウニングは施されておらず、内輪の軌道面の母線は直線であり、外輪の軌道面には、円筒ころと外輪との接触面圧を低下させるためのクラウニングが施されていて、外輪の軌道面の母線は凹状の曲線であり、円筒ころの転動面には、円筒ころと内輪との接触面圧を低下させるためのクラウニングが施されていて、円筒ころの転動面の母線は凸状の曲線であることを要旨とする。
上記一態様に係る円筒ころ軸受においては、外輪の軌道面の全体にクラウニングが施されていて、外輪の軌道面の母線は単一円弧からなる凹状の曲線であり、円筒ころの転動面の全体にクラウニングが施されていて、円筒ころの転動面の母線は単一円弧からなる凸状の曲線であってもよい。

本発明によれば、内輪に軸方向の伸びが生じた場合でも接触面圧が低く、円筒ころ軸受を長寿命とすることができる。

本発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受の構造を示す部分断面図である。 変形例の円筒ころ軸受の構造を示す部分断面図である。 比較例の円筒ころ軸受の構造を示す部分断面図である。

本発明の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１、２においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。
図１の単列円筒ころ軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、内輪１の軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａの間に転動自在に配された複数の円筒ころ３と、を備えている。

また、内輪１及び外輪２の少なくとも一方には、つば８が形成されている。図１には、内輪１にはつば８が設けられておらず、外輪２の内周面の軸方向両端部に、つば８，８が径方向内方に突出して設けられている円筒ころ軸受の例が図示されている。つば８の内側面は、円筒ころ３の端面と摺接していて、円筒ころ３を案内し保持する面として機能している。

さらに、図１の円筒ころ軸受においては、内輪１の軌道面１ａにはクラウニングは施されておらず、外輪２の軌道面２ａ及び円筒ころ３の転動面３ａに、それぞれクラウニングが施されている。
外輪２の軌道面２ａに施されたクラウニングは、円筒ころ３と外輪２との接触面圧を低下させるためのクラウニングである。このクラウニングによって円筒ころ３と外輪２との接触面圧が低下し、円筒ころ３の転動面３ａの軸方向両端部においてエッジロードが発生しにくいようになっている。
一方、円筒ころ３の転動面３ａに施されたクラウニングは、円筒ころ３と内輪１との接触面圧を低下させるためのクラウニングである。このクラウニングによって円筒ころ３と内輪１との接触面圧が低下し、円筒ころ３の転動面３ａの軸方向両端部においてエッジロードが発生しにくいようになっている。

内輪１の軌道面１ａはクラウニングが施されていないので、内輪１の軌道面１ａの母線は直線をなしている。
一方、外輪２の軌道面２ａの母線は、凹状の曲線をなしている。この曲線の種類は特に限定されるものではないが、例えば図１に示す例では、外輪２の軌道面２ａの全体にクラウニングが施されていて、外輪２の軌道面２ａの母線は単一円弧からなる凹状の曲線をなしている。
また、円筒ころ３の転動面３ａの母線は、凸状の曲線をなしている。この曲線の種類は特に限定されるものではないが、例えば図１に示す例では、円筒ころ３の転動面３ａの全体にクラウニングが施されていて、円筒ころ３の転動面３ａの母線は単一円弧からなる凸状の曲線をなしている。

なお、図１に示す例では、外輪２の軌道面２ａの全体にクラウニングが施されていたが、例えば軸方向両端部など、軌道面２ａの一部分のみにクラウニングを施してもよい。また、図１に示す例では、円筒ころ３の転動面３ａの全体にクラウニングが施されていたが、例えば軸方向両端部など、円筒ころ３の転動面３ａの一部分のみにクラウニングを施してもよい。
クラウニングの方法は特に限定されるものではなく、慣用の方法を問題なく採用することができる。例えば、研削加工や砥粒の吹き付け等の方法があげられる。

このような構成の円筒ころ軸受は、円筒ころ３と内輪１との接触面圧及び円筒ころ３と外輪２との接触面圧が、それぞれのクラウニングによって低くなっており、エッジロードが発生しにくいようになっているので、長寿命である。また、内輪１の軌道面１ａにはクラウニングが施されていないので、内輪１に軸方向の伸びが生じて円筒ころ３と内輪１との接触点の軸方向位置が変化した場合でも、その影響が生じることはなく、外輪２及び円筒ころ３に施されたクラウニングの効果が設計通りに奏される。よって、内輪１に軸方向の伸びが生じて円筒ころ３と内輪１との接触点の軸方向位置が変化した場合でも、円筒ころ３と内輪１との接触面圧は十分に低く保たれるから、円筒ころ軸受は長寿命である。

なお、外輪２の軌道面２ａの母線が凹状の曲線をなすようにクラウニングを施す理由は、以下の通りである。ラジアル円筒ころ軸受においては、その構造上、外輪から円筒ころに負荷される応力よりも内輪から円筒ころに負荷される応力の方が高い。そこで、円筒ころの転動面の軸方向両端部に内輪から高い応力が負荷されることを避けるために、一般には、内輪の軌道面にクラウニングを施し、その際には、外輪の軌道面に施すクラウニングのクラウニング落ち量よりも内輪の軌道面に施すクラウニングのクラウニング落ち量の方を大きくする。

また、外輪の軌道面に施すクラウニングのクラウニング落ち量を大きな値とすると、円筒ころと外輪との接触面積が小さくなり、接触面圧が高くなる。よって、円筒ころと外輪との接触面積を大きくして接触面圧の上昇を避けるために、一般には、内輪の軌道面に施すクラウニングのクラウニング落ち量よりも外輪の軌道面に施すクラウニングのクラウニング落ち量の方を小さくする。

本実施形態の円筒ころ軸受は、内輪１の軌道面１ａにクラウニングを施さないので（すなわち、内輪１の軌道面１ａに施すクラウニングのクラウニング落ち量はゼロなので）、上記２つの点に基づいて外輪２の軌道面２ａに施すクラウニングのクラウニング落ち量をゼロよりも小さくするために、外輪２の軌道面２ａの母線が凹状の曲線をなすようにクラウニングを施すこととなる。

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。例えば、内輪１の外周面と外輪２の内周面の間に形成された軸受内部空間には、潤滑剤（例えば潤滑油，グリース）を配してもよい。また、円筒ころ軸受は保持器を備えていてもよい。さらに、つば８は備えていなくてもよい。

さらに、本実施形態の円筒ころ軸受は単列の円筒ころ軸受であったが、図２に示すような複列の円筒ころ軸受であってもよい。図２に示す変形例の円筒ころ軸受は、内輪１及び外輪２がそれぞれ２列の軌道面１ａ、１ａ、２ａ、２ａを有している。そして、図１の単列円筒ころ軸受と同様に、内輪１の軌道面１ａ、１ａにはクラウニングは施されておらず、外輪２の軌道面２ａ、２ａ及び円筒ころ３、３の転動面３ａ、３ａに、それぞれクラウニングが施されている。

また、図１の単列円筒ころ軸受と同様に、内輪１の軌道面１ａ、１ａの母線は直線をなしており、外輪２の軌道面２ａ、２ａの母線は凹状の曲線をなしており、円筒ころ３、３の転動面３ａ、３ａの母線は凸状の曲線をなしている。
このような構成から、図１の単列円筒ころ軸受と同様の効果が奏される。また、２列の軌道面を有する内輪は、加工上の理由から、内輪の軌道面にクラウニングを施すことが難しいが、図２の複列円筒ころ軸受は、内輪１にはクラウニングは施されないので、円筒ころ軸受の製造が容易である。
さらに、複列の円筒ころ軸受の場合には、内輪１の軌道面１ａの母線が直線であることにより、軌道面１ａの母線が凸状の曲線をなしてる場合に比べて、円筒ころ３の組み込みが容易である。すなわち、円筒ころ３を軸方向に移動させて組み込む際に、移動の障害となるものが存在しないので、円筒ころ３を容易に組み込むことができる。

内輪の軌道面の母線が凸状の曲線をなしてる複列円筒ころ軸受の例を、比較例として図３に示す。比較例の複列円筒ころ軸受は、内輪１１の軌道面１１ａ、１１ａ、外輪１２の軌道面１２ａ、１２ａ、及び円筒ころ１３、１３の転動面１３ａ、１３ａにクラウニングが施されている。内輪１１の軌道面１１ａ、１１ａ、外輪１２の軌道面１２ａ、１２ａ、及び円筒ころ１３、１３の転動面１３ａ、１３ａのいずれも、その母線は凸状の曲線をなしている。なお、図３の符号１８はつばである。
図３の複列円筒ころ軸受のように、内輪１１の軌道面１１ａ、１１ａの母線が凸状の曲線をなしていると、２つの軌道面１１ａ、１１ａの間に凹部が形成されるので、円筒ころ１３を組み込む際に、この凹部に円筒ころ１３が引っかかり、組み込みにくい。

１ 内輪
１ａ 軌道面
２ 外輪
２ａ 軌道面
３ 円筒ころ
３ａ 転動面

Claims (2)

1. 外周面に軌道面を有する内輪と、前記内輪の軌道面に対向する軌道面を内周面に有する外輪と、前記内輪の軌道面及び前記外輪の軌道面の間に転動自在に配された複数の円筒ころと、を備え、
   前記内輪の軌道面にはクラウニングは施されておらず、前記内輪の軌道面の母線は直線であり、
   前記外輪の軌道面には、前記円筒ころと前記外輪との接触面圧を低下させるためのクラウニングが施されていて、前記外輪の軌道面の母線は凹状の曲線であり、
   前記円筒ころの転動面には、前記円筒ころと前記内輪との接触面圧を低下させるためのクラウニングが施されていて、前記円筒ころの転動面の母線は凸状の曲線である円筒ころ軸受。
2. 前記外輪の軌道面の全体に前記クラウニングが施されていて、前記外輪の軌道面の母線は単一円弧からなる凹状の曲線であり、
   前記円筒ころの転動面の全体に前記クラウニングが施されていて、前記円筒ころの転動面の母線は単一円弧からなる凸状の曲線である請求項１に記載の円筒ころ軸受。

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