JP2738746B2 - 転がり軸受 - Google Patents
転がり軸受Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
- F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
- F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
- F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
- F16C35/073—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between shaft and inner race ring
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は転がり軸受の改良構造に関する。
転がり軸受は一般に第３図に示すように、内輪
（２）、外輪（４）、内・外輪（２、４）間に介在する
転動体（６）、および、転動体（６）を等間隔に保持す
る保持器（８）からなる。図示のものはアンギュラ玉軸
受であるが、このほか種々のタイプの転がり軸受が周知
である。従来、上記の構成要素（２、４、６、８）は主
として金属材料から機械加工によってつくられていたも
のである。
（２）、外輪（４）、内・外輪（２、４）間に介在する
転動体（６）、および、転動体（６）を等間隔に保持す
る保持器（８）からなる。図示のものはアンギュラ玉軸
受であるが、このほか種々のタイプの転がり軸受が周知
である。従来、上記の構成要素（２、４、６、８）は主
として金属材料から機械加工によってつくられていたも
のである。
転がり軸受は内輪（２）を軸（10）に嵌合させて内輪
回転型式で使用されるものが多いが、高速で回転する
と、遠心力の作用により内輪（２）が膨張して軸（10）
と内輪（２）との間にすきまが生じ、その分軸受内のラ
ジアルすきまが急激に減少する。この結果、軸受の予圧
が過大になったり、発熱が増大し、焼付き等の原因とな
る。
回転型式で使用されるものが多いが、高速で回転する
と、遠心力の作用により内輪（２）が膨張して軸（10）
と内輪（２）との間にすきまが生じ、その分軸受内のラ
ジアルすきまが急激に減少する。この結果、軸受の予圧
が過大になったり、発熱が増大し、焼付き等の原因とな
る。
軸（10）と内輪（２）との間にすきまが生じないよう
に両者の初期しめしろを大きくすることも考えられる
が、その場合軸受の圧入や引き抜きといった取扱いが困
難となる。この点につき、内径100mmのアンギュラ玉軸
受を例にとって考えてみると、軸（10）と内輪（２）と
の嵌合しめしろは普通14μｍタイトであり、このしめし
ろでは回転数が12000rpm付近で軸（10）と内輪（２）と
の間にすきまが生じる。回転数が20000rpm付近に対して
も内輪と軸との間にすきまが生じないようにするために
は36μｍタイトのしめしろがなければならない。ところ
が、その場合軸受の圧入・引き抜きに要する力Ｋは、下
式より、3ton以上にもなり、軸受の取扱いが実際上困難
である。ちなみに、14μｍタイトのしめしろの場合、圧
入・引き抜き力Ｋは1ton未満でよい。
に両者の初期しめしろを大きくすることも考えられる
が、その場合軸受の圧入や引き抜きといった取扱いが困
難となる。この点につき、内径100mmのアンギュラ玉軸
受を例にとって考えてみると、軸（10）と内輪（２）と
の嵌合しめしろは普通14μｍタイトであり、このしめし
ろでは回転数が12000rpm付近で軸（10）と内輪（２）と
の間にすきまが生じる。回転数が20000rpm付近に対して
も内輪と軸との間にすきまが生じないようにするために
は36μｍタイトのしめしろがなければならない。ところ
が、その場合軸受の圧入・引き抜きに要する力Ｋは、下
式より、3ton以上にもなり、軸受の取扱いが実際上困難
である。ちなみに、14μｍタイトのしめしろの場合、圧
入・引き抜き力Ｋは1ton未満でよい。
Ｋ＝μＰ・πdB ここに、μ：滑り摩擦係数 P:はめあい面圧 d:軸径 B:内輪幅 そこで、この発明は上に述べた従来の転がり軸受の問
題点を解決せんとするものである。換言すれば、この発
明の目的は、軸受の圧入・引き抜きに要する力を増大さ
せることなく、高速回転に伴う内輪の膨張をできるだけ
少なく抑えうる構造とすることである。
題点を解決せんとするものである。換言すれば、この発
明の目的は、軸受の圧入・引き抜きに要する力を増大さ
せることなく、高速回転に伴う内輪の膨張をできるだけ
少なく抑えうる構造とすることである。
この発明は、転がり軸受の内輪を二体構造にすること
によって上記の課題を解決した。すなわち、この発明の
転がり軸受は、第１図に例示するように、互いに勘合し
た内側の第１内輪（22）と外側の第２内輪（24）とから
なる内輪（20）を有している。なお、その他の構成要
素、つまり、外輪（４）、転動体（６）、保持器（８）
に関しては、第３図に示した従来のものと同じである。
によって上記の課題を解決した。すなわち、この発明の
転がり軸受は、第１図に例示するように、互いに勘合し
た内側の第１内輪（22）と外側の第２内輪（24）とから
なる内輪（20）を有している。なお、その他の構成要
素、つまり、外輪（４）、転動体（６）、保持器（８）
に関しては、第３図に示した従来のものと同じである。
軸受内すきまが減少するのは遠心力による内輪の膨張
による影響が大きい。遠心力による内輪の膨張量は次式
で表わされる。つまり U:膨張量 γ：比重 ω：角速度 E:縦弾性係数 ν：ポアソン比 a:内半径 b:外半径 r:任意半径 従って第１内輪（22）はπ/E（比重／縦弾性係数）が
小さい材料でつくるのが有利である。そのような材料と
してはセラミックス、アラミド繊維等が挙げられる。
による影響が大きい。遠心力による内輪の膨張量は次式
で表わされる。つまり U:膨張量 γ：比重 ω：角速度 E:縦弾性係数 ν：ポアソン比 a:内半径 b:外半径 r:任意半径 従って第１内輪（22）はπ/E（比重／縦弾性係数）が
小さい材料でつくるのが有利である。そのような材料と
してはセラミックス、アラミド繊維等が挙げられる。
内輪（20）が、別々につくった第１内輪（22）と第２
内輪（24）を嵌合させた二体構造であるため、第１内輪
（22）と第２内輪（24）の間、および、第１内輪（22）
と軸（10）との間の２ケ所でしめしろを操作することが
できる。
内輪（24）を嵌合させた二体構造であるため、第１内輪
（22）と第２内輪（24）の間、および、第１内輪（22）
と軸（10）との間の２ケ所でしめしろを操作することが
できる。
例えば、第１内輪（22）と軸（10）との間のしめしろ
は、圧入や引き抜きに過大な力を要することのない適当
な値とする一方、第１内輪（22）と第２内輪（24）との
間のしめしろは、高速回転時の第２内輪（24）の膨張が
できるだけ小さくなるような値に設定する。第１内輪
（22）は従来の一体構造の内輪（２）に比べて質量が十
分小さくなっているので、遠心力による膨張量もそれ相
当に減少する。しかも、この第１内輪（22）の材料とし
て第２内輪（24）の材料よりも比重／縦弾性係数（γ/
E）の小さいものを採用することにより、しめしろをあ
まり大きくしなくても、第１内輪（22）の遠心力による
膨張をさらに小さく抑えることができる。
は、圧入や引き抜きに過大な力を要することのない適当
な値とする一方、第１内輪（22）と第２内輪（24）との
間のしめしろは、高速回転時の第２内輪（24）の膨張が
できるだけ小さくなるような値に設定する。第１内輪
（22）は従来の一体構造の内輪（２）に比べて質量が十
分小さくなっているので、遠心力による膨張量もそれ相
当に減少する。しかも、この第１内輪（22）の材料とし
て第２内輪（24）の材料よりも比重／縦弾性係数（γ/
E）の小さいものを採用することにより、しめしろをあ
まり大きくしなくても、第１内輪（22）の遠心力による
膨張をさらに小さく抑えることができる。
第２図は、横軸に回転数（rpm）、縦軸に内輪の膨張
量（μｍ）をとり、回転数と内輪の膨張量の関係を表し
たものである。使用した内輪は内径100mmで、膨張量は
内輪の溝底でのものである。図中、曲線Ａは第３図に示
した従来の一体型内輪（２）を初期しめしろ14μｍタイ
トで嵌合した場合、曲線Ｂは同じく一体型内輪をこの場
合初期しめしろ36μｍタイトで嵌合した場合の結果を示
している。そして、曲線Ｃが、この発明による二体型内
輪の場合を示し、第１内輪をセラミック製、第２内輪を
SUJ2製とした例である。第１内輪（22）と第２内輪（2
4）とを36μｍタイトで嵌合し第１内輪（22）に圧縮力
を加え、次に第１内輪（22）と軸（10）とを3.5μｍタ
イトのしめしろで嵌合する。なお、第１内輪（22）の外
径は107mmである。
量（μｍ）をとり、回転数と内輪の膨張量の関係を表し
たものである。使用した内輪は内径100mmで、膨張量は
内輪の溝底でのものである。図中、曲線Ａは第３図に示
した従来の一体型内輪（２）を初期しめしろ14μｍタイ
トで嵌合した場合、曲線Ｂは同じく一体型内輪をこの場
合初期しめしろ36μｍタイトで嵌合した場合の結果を示
している。そして、曲線Ｃが、この発明による二体型内
輪の場合を示し、第１内輪をセラミック製、第２内輪を
SUJ2製とした例である。第１内輪（22）と第２内輪（2
4）とを36μｍタイトで嵌合し第１内輪（22）に圧縮力
を加え、次に第１内輪（22）と軸（10）とを3.5μｍタ
イトのしめしろで嵌合する。なお、第１内輪（22）の外
径は107mmである。
曲線Ａについては、12000rpm付近で軸と内輪との間に
すきまが生じ急に膨張量が増加している。曲線Ｂの場合
は、20000rpmでもしめしろがなくならず、曲線Ａの場合
に比べて約半分の膨張量である。しかしながら、しめし
ろが大きいため圧入・引き抜きの作業に困難が伴うこと
は既述したとおりである。曲線Ｃの場合、20000rpmの運
転でも、軸（10）と第１内輪（22）との間にすきまが生
じることもなく内輪膨張量は曲線Ｂの場合よりも少な
く、軸受の取扱いも容易である。初期しめしろ3.5μｍ
タイトの場合の圧入・引き抜き力は、前掲の式より、1t
on以下である。また、内輪膨張量が少ないことから、軸
受をより高速で回転させることが可能となる。
すきまが生じ急に膨張量が増加している。曲線Ｂの場合
は、20000rpmでもしめしろがなくならず、曲線Ａの場合
に比べて約半分の膨張量である。しかしながら、しめし
ろが大きいため圧入・引き抜きの作業に困難が伴うこと
は既述したとおりである。曲線Ｃの場合、20000rpmの運
転でも、軸（10）と第１内輪（22）との間にすきまが生
じることもなく内輪膨張量は曲線Ｂの場合よりも少な
く、軸受の取扱いも容易である。初期しめしろ3.5μｍ
タイトの場合の圧入・引き抜き力は、前掲の式より、1t
on以下である。また、内輪膨張量が少ないことから、軸
受をより高速で回転させることが可能となる。
第１内輪（22）の材料となるのは、第２内輪（24）の
材料に比較して、比重／縦弾性係数（γ/E）の小さい物
質が有効である。第２内輪（24）がSUJ2製の場合、例え
ば、比重1.45、縦弾性係数13380kgf/mm2のアラミド繊
維、比重3.2、縦弾性係数32000kgf/mm2のセラミックス
は、採用することができる。
材料に比較して、比重／縦弾性係数（γ/E）の小さい物
質が有効である。第２内輪（24）がSUJ2製の場合、例え
ば、比重1.45、縦弾性係数13380kgf/mm2のアラミド繊
維、比重3.2、縦弾性係数32000kgf/mm2のセラミックス
は、採用することができる。
以上説明したように、この発明は内輪を二体構造に
し、第１内輪の材料に比重／縦弾性係数（γ/E）の小さ
いものを採用することによって、遠心力による膨張をさ
らに抑えることができ、高速時に軸受内部のラジアルす
きまに影響を与えないようにすることができる。
し、第１内輪の材料に比重／縦弾性係数（γ/E）の小さ
いものを採用することによって、遠心力による膨張をさ
らに抑えることができ、高速時に軸受内部のラジアルす
きまに影響を与えないようにすることができる。
第１図はこの発明の転がり軸受を例示する断面図、 第２図は軸受の回転数に対する内輪の膨張量の関係を表
すグラフ、 第３図は従来の転がり軸受の断面図である。 20:内輪 22:第１内輪 24:第２内輪
すグラフ、 第３図は従来の転がり軸受の断面図である。 20:内輪 22:第１内輪 24:第２内輪
Claims (3)
- 【請求項１】互いに嵌合して一体化した内側の第１内輪
と外側の第２内輪とからなる内輪を有し、第１内輪の内
周面を軸の外周面と嵌合させるようにした転がり軸受で
あって、 第１内輪が第２内輪より比重／縦弾性係数の小さい材料
でできており、かつ、第１内輪と第２内輪との間のしめ
しろが第２内輪と軸との間のしめしろよりも大きく設定
されていることを特徴とする転がり軸受。 - 【請求項２】第２内輪の材料を軸受鋼とし、第１内輪の
材料をセラッミクスとしたことを特徴とする請求項１の
転がり軸受。 - 【請求項３】第２内輪の材料を軸受鋼とし、第１内輪の
材料をアラミド繊維としたことを特徴とする請求項１の
転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180090A JP2738746B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180090A JP2738746B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 転がり軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348018A JPH0348018A (ja) | 1991-03-01 |
| JP2738746B2 true JP2738746B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=16077271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1180090A Expired - Fee Related JP2738746B2 (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738746B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7421331B2 (ja) * | 2019-12-26 | 2024-01-24 | 川崎重工業株式会社 | ヘリコプターのトランスミッション構造 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55170524U (ja) * | 1979-05-28 | 1980-12-08 |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP1180090A patent/JP2738746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0348018A (ja) | 1991-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |