JP2929667B2 - ころ軸受 - Google Patents
ころ軸受Info
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- outer ring
- roller bearing
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ころのスキューによる摩擦、発熱を抑制
し、長寿命が得られるころ軸受に関する。
し、長寿命が得られるころ軸受に関する。
〔従来の技術〕 ラジアルころ軸受、とくに接触角をもたない円筒ころ
軸受、針状ころ軸受において、ころが単独で組み込まれ
た、いわゆる総ころ軸受や、セパレータ付きころ軸受の
ような、一体型の保持器を有しない形式のものでは、こ
ろの転動中にスキューを生じやすいことが知られてい
る。
軸受、針状ころ軸受において、ころが単独で組み込まれ
た、いわゆる総ころ軸受や、セパレータ付きころ軸受の
ような、一体型の保持器を有しない形式のものでは、こ
ろの転動中にスキューを生じやすいことが知られてい
る。
ころのスキューが生じると、軸受の摩擦による発熱が
増大し、寿命が短縮することになる。そこで、ころのス
キューを小さくするための対策が望まれているが、総こ
ろ軸受やセパレータ付きころ軸受に有効な手段は開発さ
れていないため、現在の時点では、一体型の保持器を有
する形式に変更して、ころの案内をよくする以外に適当
な手段は存在しないとされている。
増大し、寿命が短縮することになる。そこで、ころのス
キューを小さくするための対策が望まれているが、総こ
ろ軸受やセパレータ付きころ軸受に有効な手段は開発さ
れていないため、現在の時点では、一体型の保持器を有
する形式に変更して、ころの案内をよくする以外に適当
な手段は存在しないとされている。
しかし、一体型の保持器を用いたころ軸受では、ころ
の組込み可能数に制約があるため、総ころやセパレータ
付きのころ軸受に比べて基本定格荷重が減少するため
に、寿命が短く、耐圧痕性の点でも劣るという難点があ
り、さらに保持器が破損することや設計上、使用上の制
限が増すことを免れず、コストの面でも割高になる欠点
がある。
の組込み可能数に制約があるため、総ころやセパレータ
付きのころ軸受に比べて基本定格荷重が減少するため
に、寿命が短く、耐圧痕性の点でも劣るという難点があ
り、さらに保持器が破損することや設計上、使用上の制
限が増すことを免れず、コストの面でも割高になる欠点
がある。
この発明は、上記のような観点から、一体型の保持器
を有しないころ軸受におけるころの過大なスキュー運動
を防止することを目的としてなされたものである。
を有しないころ軸受におけるころの過大なスキュー運動
を防止することを目的としてなされたものである。
上記目的を達成するために、この発明は、ころが単独
で組み込まれたころ軸受、またはころがセパレータを介
して組み込まれたころ軸受において、内輪軌道面の表面
粗さを外輪軌道面の表面粗さの0.5倍以下の値にし、こ
ろ転動面の表面粗さを外輪軌道面の表面粗さと同等以下
の値に設定し、内外輪軌道面の各油膜厚さに対する内外
輪軌道面ところとの各合成表面粗さの比によって表され
る内輪・ころ間の油膜パラメータΛｉを、外輪・ころ間
の油膜パラメータΛｅよりも大きくしてある。
で組み込まれたころ軸受、またはころがセパレータを介
して組み込まれたころ軸受において、内輪軌道面の表面
粗さを外輪軌道面の表面粗さの0.5倍以下の値にし、こ
ろ転動面の表面粗さを外輪軌道面の表面粗さと同等以下
の値に設定し、内外輪軌道面の各油膜厚さに対する内外
輪軌道面ところとの各合成表面粗さの比によって表され
る内輪・ころ間の油膜パラメータΛｉを、外輪・ころ間
の油膜パラメータΛｅよりも大きくしてある。
この発明のころ軸受は、前記の構成のため、ころのス
キューが生じると内輪側ではころ中央部において１点当
たりになり、外輪側ではころ両端部において２点当たり
になるが、上記のようにΛｉはΛｅよりも大きいので、
内輪側においては、ころのスキューを継続させようとす
る大きなモーメントは生ぜず、外輪側においてころの両
端部に生じる接線力が、いちはやく内輪側においてころ
中央部に生じる接線力よりも大きくなるため、ころは大
きなスキューが矯正された状態で平衡する。
キューが生じると内輪側ではころ中央部において１点当
たりになり、外輪側ではころ両端部において２点当たり
になるが、上記のようにΛｉはΛｅよりも大きいので、
内輪側においては、ころのスキューを継続させようとす
る大きなモーメントは生ぜず、外輪側においてころの両
端部に生じる接線力が、いちはやく内輪側においてころ
中央部に生じる接線力よりも大きくなるため、ころは大
きなスキューが矯正された状態で平衡する。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、この発明の針状ころ軸受に適用した実施例
を示す縦断側面図である。
を示す縦断側面図である。
同図の針状ころ軸受は、針状ころ30が単独で（保持器
を用いないで）内輪10と外輪20との間に組み込まれた、
いわゆる総ころ軸受である。
を用いないで）内輪10と外輪20との間に組み込まれた、
いわゆる総ころ軸受である。
この針状ころ軸受の内輪10の軌道面11は、外輪20の軌
道面21よりも表面粗さが小さく、0.5倍以下の値、たと
えば1/2〜1/3程度の粗さに仕上げられている。
道面21よりも表面粗さが小さく、0.5倍以下の値、たと
えば1/2〜1/3程度の粗さに仕上げられている。
また、針状ころ30の転動面31は、外輪20の軌道面21の
表面粗さと同等またはそれよりも小さい粗さに仕上げら
れている。
表面粗さと同等またはそれよりも小さい粗さに仕上げら
れている。
ここで、針状ころ軸受（総ころ軸受）のころにスキュ
ーが生じたときの接触圧力との関係を第２図によって説
明する。
ーが生じたときの接触圧力との関係を第２図によって説
明する。
針状ころ軸受にラジアル荷重が深された時、負荷圏内
にあるころ30は、内輪10側の接触点と外輪20側の接触点
との間においてそれぞれ接触圧力pi、peが作用した状態
で回転するが、この回転に伴って、ころ30にはスキュー
角φのスキューが生じる。このスキュー角φは、従来の
総ころ軸受においては顕著に増大するのが普通であり、
内輪側ではころ中央部の１点当たりの傾向となり、外輪
側ではころ両端部の２点当たりの傾向となる。このた
め、内輪側の接触圧力piは、ころ中央部において最大値
pi maxとなり、外輪側の接触圧力peは、ころ両端部にお
いて最大値pe maxを示すようになる。これらの接触圧力
に呼応して、ころ30と内輪軌道面11および外輪軌道面21
との接触点には接線方向の応力が生じ、この応力に基づ
く接線力（摩擦力）が平平衡状態を保つ位置までころ30
がスキューすることになる。
にあるころ30は、内輪10側の接触点と外輪20側の接触点
との間においてそれぞれ接触圧力pi、peが作用した状態
で回転するが、この回転に伴って、ころ30にはスキュー
角φのスキューが生じる。このスキュー角φは、従来の
総ころ軸受においては顕著に増大するのが普通であり、
内輪側ではころ中央部の１点当たりの傾向となり、外輪
側ではころ両端部の２点当たりの傾向となる。このた
め、内輪側の接触圧力piは、ころ中央部において最大値
pi maxとなり、外輪側の接触圧力peは、ころ両端部にお
いて最大値pe maxを示すようになる。これらの接触圧力
に呼応して、ころ30と内輪軌道面11および外輪軌道面21
との接触点には接線方向の応力が生じ、この応力に基づ
く接線力（摩擦力）が平平衡状態を保つ位置までころ30
がスキューすることになる。
ところが、この発明においては、内輪軌道面11は、外
輪軌道面21に比べて0.5倍以下という小さい値の表面粗
さであって、ころ転動面31の表面粗さは外輪軌道面21の
表面粗さの同等以下であるので、内輪10ところ30との間
の油膜パラメータをΛｉ、外輪20ところ30との間の油膜
パラメータをΛｅとし、内輪側と外輪側との油膜厚さに
大差がないものとすれば、下記式から明らかなように、
ΛｉはΛｅに比べて大きい値になる。
輪軌道面21に比べて0.5倍以下という小さい値の表面粗
さであって、ころ転動面31の表面粗さは外輪軌道面21の
表面粗さの同等以下であるので、内輪10ところ30との間
の油膜パラメータをΛｉ、外輪20ところ30との間の油膜
パラメータをΛｅとし、内輪側と外輪側との油膜厚さに
大差がないものとすれば、下記式から明らかなように、
ΛｉはΛｅに比べて大きい値になる。
ここに、hri:軌道面の表面粗さ hra:ころ転動面の表面粗さ このため、内輪10ところ30との間におけるスキューモ
ーメントは小さくなるから、ころ30のスキューは外輪20
ところ30と接触状態によって大きな影響を受けることに
なるが、ΛｅはΛｉよりも小さいので、外輪20側の接触
圧力peによって生じる接線力が、内輪10の側の接触圧力
piによって生じる接線力よりも大きくなる。これによ
り、ころ30のスキュー角φは余り大きくならない状態に
拘束され、この状態で外輪20側の接線力が内輪10側の接
線力と平衡状態に達し、その結果、ころ30のスキューが
矯正されることになる。
ーメントは小さくなるから、ころ30のスキューは外輪20
ところ30と接触状態によって大きな影響を受けることに
なるが、ΛｅはΛｉよりも小さいので、外輪20側の接触
圧力peによって生じる接線力が、内輪10の側の接触圧力
piによって生じる接線力よりも大きくなる。これによ
り、ころ30のスキュー角φは余り大きくならない状態に
拘束され、この状態で外輪20側の接線力が内輪10側の接
線力と平衡状態に達し、その結果、ころ30のスキューが
矯正されることになる。
次に、この発明を適用した針状ころ軸受と従来の針状
ころ軸受とについて、寿命評価試験を実施した結果の一
例を、第３図のワイブルチャートに示す。
ころ軸受とについて、寿命評価試験を実施した結果の一
例を、第３図のワイブルチャートに示す。
この試験に使用した軸受は、外径20mm、幅8mmの針状
ころ軸受を第１表に示すとおり、６種類用意した。
ころ軸受を第１表に示すとおり、６種類用意した。
第１表の従来品A1、A2、A3は、それぞれ内部設計の異
なる軸受であり、本発明品のB1、B2、B3はそれぞれ従来
品A1、A2、A3の内輪のみを再加工して、軌道面を従来品
の約1/3の表面粗さに仕上げたものである。試料数は従
来品が合計で16個、本発明品が合計で18個である。
なる軸受であり、本発明品のB1、B2、B3はそれぞれ従来
品A1、A2、A3の内輪のみを再加工して、軌道面を従来品
の約1/3の表面粗さに仕上げたものである。試料数は従
来品が合計で16個、本発明品が合計で18個である。
第３図及び第１表から明らかなように、本発明品の転
がり疲れ寿命（90％定格寿命L10）は、従来品と比較し
て5.5〜10倍（平均約８倍）も長くなることが分かる。
がり疲れ寿命（90％定格寿命L10）は、従来品と比較し
て5.5〜10倍（平均約８倍）も長くなることが分かる。
なお、第４図は上記試験中における各軸受の温度上昇
を比較した結果の例を示したものであり、本発明品は従
来品に対して温度上昇が小さく、軸受摩擦による発熱が
抑制されることも確認した。
を比較した結果の例を示したものであり、本発明品は従
来品に対して温度上昇が小さく、軸受摩擦による発熱が
抑制されることも確認した。
前記実施例の針状ころ軸受は、内輪と外輪との間にこ
ろを組み込んだものについて説明したが、内輪を省略し
て軸を内輪軌道面として用いたもの、あるいは外輪を省
略してハウジングを外輪軌道面として用いたものについ
てもこの発明を適用することができる。
ろを組み込んだものについて説明したが、内輪を省略し
て軸を内輪軌道面として用いたもの、あるいは外輪を省
略してハウジングを外輪軌道面として用いたものについ
てもこの発明を適用することができる。
また、この発明は、実施例で説明した針状ころ軸受以
外のころ軸受についても適用することができるのはいう
までもない。
外のころ軸受についても適用することができるのはいう
までもない。
さらに、前記実施例では、ころが単独で組み込まれた
総ころ軸受について説明したが、ころを非一体型のセパ
レータを介して組み込み、ころ相互間の円周方向間隔を
一定に保持する形式のセパレータ付きころ軸受について
も、この発明を適用することができ、このように構成し
たセパレータ付きころ軸受においても、前記総ころ軸受
の場合と全く同様の作用、効果が得られる。
総ころ軸受について説明したが、ころを非一体型のセパ
レータを介して組み込み、ころ相互間の円周方向間隔を
一定に保持する形式のセパレータ付きころ軸受について
も、この発明を適用することができ、このように構成し
たセパレータ付きころ軸受においても、前記総ころ軸受
の場合と全く同様の作用、効果が得られる。
以上説明したように、この発明によれば、従来のころ
軸受の外輪ところとについては再加工することなく、内
輪軌道面の表面粗さを外輪軌道面の表面粗さより小さく
する加工を行い、内外輪軌道面の各油膜厚さに対する内
外輪軌道面ところとの各合成表面粗さの比によって表さ
れる内輪・ころ間の油膜パラメータを、外輪・ころ間の
油膜パラメータより大きくすることにより、ころのスキ
ューを防止することができるので、一体型の保持器を有
しないころの軸受の摩擦、発熱を抑制して、転がり疲れ
寿命を大幅に長くすることが可能となる。
軸受の外輪ところとについては再加工することなく、内
輪軌道面の表面粗さを外輪軌道面の表面粗さより小さく
する加工を行い、内外輪軌道面の各油膜厚さに対する内
外輪軌道面ところとの各合成表面粗さの比によって表さ
れる内輪・ころ間の油膜パラメータを、外輪・ころ間の
油膜パラメータより大きくすることにより、ころのスキ
ューを防止することができるので、一体型の保持器を有
しないころの軸受の摩擦、発熱を抑制して、転がり疲れ
寿命を大幅に長くすることが可能となる。
また、この発明における内輪軌道面の表面粗さは外輪
軌道面の表面粗さの0.5倍以下であればよいから、通常
の表面加工方法によって容易に実施することができるだ
けでなく、従来のスキュー防止手段のように、一体型の
保持器を用いることなく目的を達成することができるか
ら、基本定格荷重の減少、設計上、使用上の制約、コス
ト増加などの一体型の保持器付きころ軸受の欠点がすべ
て解消されるという効果を得ることができる。
軌道面の表面粗さの0.5倍以下であればよいから、通常
の表面加工方法によって容易に実施することができるだ
けでなく、従来のスキュー防止手段のように、一体型の
保持器を用いることなく目的を達成することができるか
ら、基本定格荷重の減少、設計上、使用上の制約、コス
ト増加などの一体型の保持器付きころ軸受の欠点がすべ
て解消されるという効果を得ることができる。
第１図はこの発明の実施例を示す上半部縦断側面図、第
２図は従来の総ころ軸受のころのスキューと接触圧力と
の関係を示す説明図、第３図は寿命比較試験の結果を示
すワイブルチャート、第４図は温度上昇の比較試験結果
を示す図である。 図中、10は内輪、11は内輪軌道面、20は外輪、21は外輪
軌道面、30は針状ころ、31はころ転動面である。
２図は従来の総ころ軸受のころのスキューと接触圧力と
の関係を示す説明図、第３図は寿命比較試験の結果を示
すワイブルチャート、第４図は温度上昇の比較試験結果
を示す図である。 図中、10は内輪、11は内輪軌道面、20は外輪、21は外輪
軌道面、30は針状ころ、31はころ転動面である。
Claims (1)
- 【請求項１】ころが単独で組み込まれたころ軸受、また
ころがセパレータを介して組み込まれたころ軸受におい
て、内輪軌道面の表面粗さを外輪軌道面の表面粗さの0.
5倍以下の値にし、ころ転動面の表面粗さを外輪軌道面
の表面粗さと同等以下の値に設定し、内外輪軌道面の各
油膜厚さに対する内外輪軌道面ところとの各合成表面粗
さの比によって表される内輪・ころ間の油膜パラメータ
を、外輪・ころ間の油膜パラメータよりも大きくしたこ
とを特徴とするころ軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14765590A JP2929667B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | ころ軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14765590A JP2929667B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | ころ軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0439412A JPH0439412A (ja) | 1992-02-10 |
| JP2929667B2 true JP2929667B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=15435268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14765590A Expired - Fee Related JP2929667B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | ころ軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2929667B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650344A (ja) * | 1992-07-30 | 1994-02-22 | Nippon Seiko Kk | 転がり軸受 |
| US5456538A (en) * | 1993-08-04 | 1995-10-10 | Nsk Ltd. | Roller bearing |
| JP4457601B2 (ja) * | 2003-07-30 | 2010-04-28 | 日本精工株式会社 | シェル型ニードル軸受 |
| US7338384B2 (en) * | 2005-10-13 | 2008-03-04 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Propshaft boot with integrated bearing seal deflector |
| DE102017223421A1 (de) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | Aktiebolaget Skf | Hybridkugellager insbesondere für einen Kühlkompressor |
-
1990
- 1990-06-06 JP JP14765590A patent/JP2929667B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0439412A (ja) | 1992-02-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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