JP2016138604A - 円筒ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】クラウニングを施した円筒ころの転動面の軸方向両端部とこれら軸方向両端部の間の軸方向中央部との境界部分が軌道輪の軌道面に接触することにより軌道輪に生じる応力が小さい円筒ころ軸受を提供する。
【解決手段】円筒ころ３の転動面３ａの軸方向両端部３ａＡ，３ａＡには、内輪１及び外輪２の少なくとも一方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、クラウニングが施された軸方向両端部３ａＡ，３ａＡが凸状の曲線で、軸方向両端部３ａＡ，３ａＡの間のクラウニングが施されていない軸方向中央部３ａＢが直線である。内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａの一方又は両方は、軸方向端部３ａＡと軸方向中央部３ａＢとの境界部分１３に接触する接触部１２の表面粗さが、軸方向端部３ａＡと軸方向中央部３ａＢとの境界部分１３に接触しない非接触部の表面粗さよりも優れている。
【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、円筒ころの転動面の軸方向両端部にクラウニングを施し、クラウニングを施した円筒ころの転動面の軸方向両端部の表面粗さを良好に管理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）。

クラウニングを施した円筒ころの転動面の軸方向両端部の表面粗さを良好に管理することにより、円筒ころの転動面の軸方向両端部とこれら軸方向両端部の間の軸方向中央部との境界部分が軌道輪の軌道面に接触することにより軌道輪に生じる応力は低減される。
しかしながら、円筒ころの転動面の表面粗さは元々良好に設計されているので、円筒ころの転動面の軸方向両端部の表面粗さをさらに良好にしたとしても、円筒ころの転動面の軸方向両端部とこれら軸方向両端部の間の軸方向中央部との境界部分が軌道輪の軌道面に接触することにより軌道輪に生じる応力を大きく低減させることは難しいという問題があった。

特許第４０７５３６４号公報 特開２００７−１４６９４１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、クラウニングを施した円筒ころの転動面の軸方向両端部とこれら軸方向両端部の間の軸方向中央部との境界部分が軌道輪の軌道面に接触することにより軌道輪に生じる応力が小さい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、円筒ころの転動面の軸方向両端部には、内輪及び外輪の少なくとも一方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、クラウニングが施された軸方向両端部が凸状の曲線で、軸方向両端部の間のクラウニングが施されていない軸方向中央部が直線であり、内輪の軌道面及び外輪の軌道面の一方又は両方は、円筒ころの転動面の軸方向端部と軸方向中央部との境界部分に接触する接触部の表面粗さが、円筒ころの転動面の軸方向端部と軸方向中央部との境界部分に接触しない非接触部の表面粗さよりも優れてい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、非接触部よりも表面粗さが優れている接触部及びその近傍部分にクラウニングが施されていてもよい。

本発明によれば、クラウニングを施した円筒ころの転動面の軸方向両端部とこれら軸方向両端部の間の軸方向中央部との境界部分が軌道輪の軌道面に接触することにより軌道輪に生じる応力が小さい。

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。

本発明の一実施形態を、図１を参照しながら詳細に説明する。
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、内輪１及び外輪２の少なくとも一方に形成されたつば８と、を備えている。

図１には、内輪１にはつば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の両側面のうち軸方向内方を向く内方側面は、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。また、外輪２の軌道面２ａとつば８，８の内方側面との交差部には、軌道面２ａの加工のために、それぞれ逃げ溝５，５が形成されている。

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。
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の軌道面１ａの母線は直線をなしている。

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３ａＡ，３ａＡ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。
外輪２の軌道面２ａの母線は、クラウニングによって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、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凸状の曲線をなしている。ただし、円筒ころ３と外輪２との接触面圧を低下させてエッジロードの発生を抑制することができるならば、例えば軸方向両端部など、外輪２の軌道面２ａの一部分のみにクラウニングを施してもよい。

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及び外輪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と内輪１及び外輪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３ａＡ，３ａＡ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。
円筒ころ３の転動面３ａのクラウニングは、円筒ころ３の転動面３ａの軸方向両端部３ａＡ，３ａＡに施されており、円筒ころ３の転動面３ａの母線は、以下のようになっている。すなわち、円筒ころ３の転動面３ａの母線は、クラウニングが施された軸方向両端部３ａＡ，３ａＡが凸状の曲線をなしており、軸方向両端部３ａＡ，３ａＡの間のクラウニングが施されていない軸方向中央部３ａＢは直線をなしている。

なお、図１においては、クラウニングが施された円筒ころ３の転動面３ａの軸方向両端部３ａＡ，３ａＡの形状と、クラウニングが施された外輪２の軌道面２ａの全体の形状とを、説明の便宜上、誇張して示してある。
また、円筒ころ３の転動面３ａ及び外輪２の軌道面２ａの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。

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及び外輪２の軌道面２ａは、円筒ころ３の転動面３ａの軸方向端部３ａＡと軸方向中央部３ａＢとの境界部分１３，１３に接触する接触部１２，１２の表面粗さが、円筒ころ３の転動面３ａの軸方向端部３ａＡと軸方向中央部３ａＢとの境界部分１３，１３に接触しない非接触部の表面粗さよりも優れている。外輪２の軌道面２ａにおいては、非接触部よりも表面粗さが優れている接触部１２，１２及びその近傍部分にクラウニングが施されていることとなる。
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、円筒ころ３の転動面３ａや外輪２の軌道面２ａに施された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及び外輪２の軌道面２ａは、境界部分１３，１３に接触する接触部１２，１２（すなわち、エッジロードの発生箇所）の表面粗さがその近傍の非接触部の表面粗さよりも優れているので、円筒ころ３の転動面３ａの軸方向端部３ａＡと軸方向中央部３ａＢとの境界部分１３が内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａに接触することにより内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａに生じる応力が小さい。
円筒ころ３の転動面３ａの表面粗さは元々良好に設計されているので、それ以上に表面粗さを改善する余地は小さく、円筒ころ３の転動面３ａの表面粗さをさらに良好にしたとしても、境界部分１３が内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａに接触することにより内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａに生じる応力を大きく低減させることは難しい。

これに対して、内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａの表面粗さは円筒ころ３の転動面３ａに比べると大きく設計されているので、表面粗さを改善する余地が大きい。よって、内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａのうち接触部１２，１２の表面粗さを良好とすれば、境界部分１３が内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａに接触することにより内輪１の軌道面１ａ及び外輪２の軌道面２ａに生じる応力を大きく低減させることができる。よって、本実施形態の円筒ころ軸受は、エッジロードがより発生しにくく、より長寿命である。
さらに、表面粗さを通常よりも良好化する領域が接触部１２，１２のみに限定されており、広い領域の表面粗さを良好化する必要がないため、円筒ころ軸受のコスト上昇を抑えることができる。

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、円筒ころ３の転動面３ａにクラウニングが施されていればよく、外輪２の軌道面２ａにはクラウニングは施されていなくてもよい。また、内輪１の軌道面１ａにクラウニングが施されていてもよい。

また、外輪２の軌道面２ａのうち逃げ溝５の近傍部分が他の部分よりも表面粗さが優れている構成としてもよい。外輪２の軌道面２ａのうち逃げ溝５の近傍部分も、円筒ころ３との接触による応力が他の部分よりも集中し大きくなる部分であるが、外輪２の軌道面２ａのうち逃げ溝５の近傍部分を他の部分よりも表面粗さが優れている構成とすることにより、軌道面２ａに生じる応力が小さくなり長寿命となる。さらに、表面粗さを通常よりも良好化する領域が限定されていることにより、広い領域の表面粗さを良好化する必要がないため、円筒ころ軸受のコスト上昇を抑えることができる。
さらに、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や逃げ溝５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、複列の円筒ころ軸受であってもよい。

１ 内輪
１ａ 軌道面
２ 外輪
２ａ 軌道面
３ 円筒ころ
３ａ 転動面
３ａＡ 転動面の軸方向端部
３ａＢ 転動面の軸方向中央部
１２ 接触部
１３ 境界部分

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、
   前記円筒ころの転動面の軸方向両端部には、前記内輪及び前記外輪の少なくとも一方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、前記クラウニングが施された前記軸方向両端部が凸状の曲線で、前記軸方向両端部の間の前記クラウニングが施されていない軸方向中央部が直線であり、
   前記内輪の軌道面及び前記外輪の軌道面の一方又は両方は、前記円筒ころの転動面の軸方向端部と軸方向中央部との境界部分に接触する接触部の表面粗さが、前記円筒ころの転動面の軸方向端部と軸方向中央部との境界部分に接触しない非接触部の表面粗さよりも優れている円筒ころ軸受。
2. 前記非接触部よりも表面粗さが優れている前記接触部及びその近傍部分にクラウニングが施されている請求項１に記載の円筒ころ軸受。

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