JP3608163B2 - 転がり機械要素 - Google Patents
転がり機械要素 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3608163B2 JP3608163B2 JP2001324005A JP2001324005A JP3608163B2 JP 3608163 B2 JP3608163 B2 JP 3608163B2 JP 2001324005 A JP2001324005 A JP 2001324005A JP 2001324005 A JP2001324005 A JP 2001324005A JP 3608163 B2 JP3608163 B2 JP 3608163B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- rolling
- raceway surface
- rolling machine
- rolling element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- 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
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/42—Groove sizes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり機械要素に係り、特に軌道面形状を、転動体とはめあい状態となる半径の円弧部と直線部との組合せにすることによって、転動体と軌道面との接触面積が2つの半円及び1つの矩形の組合せとなるようにして、負荷容量を飛躍的に向上させることができるようにした転がり機械要素に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の転がり機械要素1は、例えば図6に示すように、転動体の一例たる玉2を部材3,4により挾むようにして構成されており、部材3,4には、溝曲率半径が玉径Dwのf(適合度又は適合係数)倍となるように形成された断面円弧溝状の軌道面3a,4aが夫々形成され、玉2と該軌道面3a,4aとの接触は1円弧接触であった。
【0003】
このため部材3,4と玉2との接触状態は点接触となり、接触面積5は、図6に示すように、長軸の長さが2a、短軸の長さが2bからなる楕円形となり、該接触面積5に生ずる応力分布6も、断面楕円弧形となっていた。
【0004】
負荷容量を向上させるためには、f数をできるだけ0.5に近い値にして玉と軌道面との接触面積を増大させることが望ましいが、0.5以上0.51未満では、玉と軌道面との接触部に差動すべりが発生して摩擦抵抗が増大してしまい、寿命値が低下するので、通常は0.51乃至0.55の間で定めていた。
【0005】
f数が0.51乃至0.55の場合には、差動すべりが少なくなるため、摩擦抵抗の低減による長寿命化が図れるが、接触面積5が小さくなってしまうため、接触部の最大応力σmax が高くなり易く、負荷容量が小さくなるという問題点があった。
【0006】
また従来の転がり機械要素には、図7に示すように、軌道溝のない部材8,9により玉2を挾むようにして構成されたものもあった。この場合にも、部材8,9と玉2との接触状態は点接触となるが、接触面積10は、図7に示すように、半径aの円形となり、該接触面積10に生ずる応力分布11も、断面円弧形となっていた。
【0007】
このため軌道溝を有する場合よりも更に接触部の最大応力σmax が高くなり易く、負荷容量もより小さいという問題点があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直線部とを軌道方向に連続的に形成することによって、差動滑りを増加させずに転動体と軌道面との接触面積を増加させて接触部の最大応力を低下させ、負荷容量を飛躍的に増大させることである。
【0009】
また他の目的は、転動体が軌道面上を転動するように構成された転がり機械要素において、転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直線部とが軌道方向に連続してなる軌道面を形成することによって、負荷容量を増大させて転がり機械要素の長寿命化を図ることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
要するに本発明(請求項1)は、転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直線部とを軌道方向に連続的に形成してなることを特徴とするものである。
【0011】
また本発明(請求項2)は、転動体が軌道面上を転動するように構成された転がり機械要素において、転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直線部とが軌道方向に連続してなる軌道面を形成したことを特徴とするものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発明に係る転がり機械要素15は、図1及び図2において、転動体の一例たる玉16と半径が同一であり該玉16と嵌合する断面形状の円弧部18aと、該円弧部18aの両端において該円弧部18aに対し接線となる断面形状の直線部18bとが軌道方向に連続してなる軌道面18を形成したものであり、玉16が軌道面18上を転動するように構成されている。
【0013】
軌道面18は、玉16を挾む部材19,20に夫々形成されており、図1及び図2に示すように、円弧部18aが玉中心ob を中心として角度2θの範囲に形成され、そこから直線部18bが更にθa の角度まで形成されている。円弧部18aの半径をRとすると、直線部18bの長さは、Rθa となる。なお、円弧部半径Rは、玉16の半径と同一であるので、R=Dw /2である。実際には公差が必要になるが、円弧部半径Rが0.51×D w よりも小さく、できるだけDw /2に近いことが望ましい。
【0014】
軌道面18の方向は、リニアガイドのレールのように(図示せず)直線状でもよく、玉軸受の内外輪のように円弧状でもよく、或いはボールねじのねじ軸のように螺旋状であってもよい。転動体は、玉16に限られるものではなく、例えば球面ころ(図示せず)であってもよい。
【0015】
本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図3に示すように、転がり機械要素15に対し、部材19が下降する方向にラジアル荷重が作用すると、転がり機械要素15は玉16と部材19,20との夫々の接触点、即ち軌道面18において弾性変形し、部材19が下方にδだけ移動すると考える。円弧部18aと直線部18bとの境界、即ち角度θの位置では、玉16の直径方向の変形量はδr となる。
【0016】
このとき玉16と軌道面18との接触面積21は、図5に示すように、幅が2Rθ、高さが2aの1つの矩形状領域21aと、半径がaである2つの半円状領域21bが組み合わされたものとなる。矩形状領域21aは、軌道面18の円弧部18aに生じ、半円状領域21bは直線部18bに生ずる。
【0017】
半円状領域21bに生ずるヘルツ応力分布23は、図4及び図5に示すように、最大ヘルツ応力σmax を頂点とする球面形の分布となり、矩形状領域21aに生ずるヘルツ応力分布24は、同様に最大ヘルツ応力がσmax である半円筒形(蒲鉾形)の分布となる。半円状領域21bと矩形状領域21aとの境界では、応力分布は連続しているので、ヘルツ応力分布23,24は同一である。
【0018】
ここで、従来例(図7に示す平面と玉の場合)及び本発明について負荷容量を理論計算した結果について説明する。計算条件としては、玉径Dw =6.35mm、角度θ=20°とし、表1に示すように、ラジアル方向にδだけ変形したときの玉荷重(ラジアル方向分力を合計したもの)を算出した。
【0019】
【表1】
【0020】
表1において、Q1 θ =0とは、角度θを0とした場合についての玉荷重であり、即ち軌道面に円弧部がなく、平面と玉との接触状態における玉荷重であることを示している。σmax は、その玉荷重時の最大ヘルツ応力を示している。またQ1( θ ) は、半円状領域21bに生ずる玉荷重のラジアル方向成分を示しており、Q2(2 θ ) は、矩形状領域21aに生ずる玉荷重のラジアル方向成分を示している。そしてQは、Q1( θ ) とQ2(2 θ ) との和である。最も右の列には、本発明の場合の玉荷重Qと従来例(平面と玉)の場合の玉荷重Q1 θ =0との比(玉荷重比)を示している。
【0021】
例えばδ=10μmで見てみると、玉荷重比は16.2となっており、またδ=60μmで見ても、玉荷重比は7.1となっている。玉荷重比は、同じδだけ変形させるために必要なラジアル荷重の比であり、本発明の方がはるかに大きなラジアル荷重を必要とすることがわかる。
【0022】
また図6に示すような、軌道面4aが円弧溝の場合の玉荷重の一例について算出してみると、例えば適合係数f=0.52とし(溝曲率半径=0.52×Dw )、現ISOの規格による基本静定格荷重として定義される、最大ヘルツ応力σmax =4.2GPa時の玉荷重Q’を算出すると、3691Nとなる。このときδ=57.7μmであるので、表1のうち最も近いδ=58μmの場合と比較すると、Q/Q’=9801/3691=2.66となり、やはり従来の円弧溝の場合と比較しても、本発明の方が大きなラジアル荷重を必要とすることがわかる。
【0023】
上記解析により、本発明は転がり機械要素の負荷容量を飛躍的に高めるものであることが明らかになったことになる。
【0024】
【発明の効果】
本発明は、上記のように転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直線部とを軌道方向に連続的に形成したので、差動滑りを増加させずに転動体と軌道面との接触面積を増加させて接触部の最大応力を低下させ、負荷容量を飛躍的に増大させることができる効果がある。
【0025】
また転動体が軌道面上を転動するように構成された転がり機械要素において、転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直線部とが軌道方向に連続してなる軌道面を形成したので、負荷容量を増大させて転がり機械要素の長寿命化を図ることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1から図5は、本発明の実施例に係り、図1は転がり機械要素の縦断面図である。
【図2】軌道面の断面形状を示す部分拡大縦断面図である。
【図3】ラジアル荷重が作用して変形した状態を示す転がり機械要素の縦断面図である。
【図4】ラジアル荷重作用時の応力分布状態を示す転がり機械要素の縦断面図である。
【図5】転動体と軌道面との接触面積及び直線部に生ずる半円形ヘルツ応力分布を示す平面図及び側面図である。
【図6】図6及び図7は、従来例に係り、図6は曲率半径が転動体径Dw のf倍とされた円弧溝を軌道面とし、楕円形の接触面積及びヘルツ応力分布を持つ転がり機械要素の縦断面図である。
【図7】軌道面が平面とされ、円形の接触面積及びヘルツ応力分布を持つ転がり機械要素の縦断面図である。
【符号の説明】
15 転がり機械要素
16 転動体の一例たる玉
18 軌道面
18a 円弧部
18b 直線部
Claims (2)
- 転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直線部とを軌道方向に連続的に形成してなることを特徴とする転がり機械要素軌道面。
- 転動体が軌道面上を転動するように構成された転がり機械要素において、転動体と半径が同一であり該転動体と嵌合する断面形状の円弧部と該円弧部の両端において該円弧部に対し接線となる断面形状の直線部とが軌道方向に連続してなる軌道面を形成したことを特徴とする転がり機械要素。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001324005A JP3608163B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 転がり機械要素 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001324005A JP3608163B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 転がり機械要素 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003130058A JP2003130058A (ja) | 2003-05-08 |
JP3608163B2 true JP3608163B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=19140812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001324005A Expired - Fee Related JP3608163B2 (ja) | 2001-10-22 | 2001-10-22 | 転がり機械要素 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3608163B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004100776A (ja) * | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Meiji Univ | 球面ころ使用転がり機械要素 |
WO2009107317A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Thk株式会社 | 転がり案内装置 |
JP2015059645A (ja) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | Ntn株式会社 | 転がり軸受 |
JP6597019B2 (ja) * | 2015-07-24 | 2019-10-30 | 日本精工株式会社 | 深溝玉軸受 |
CN111219153A (zh) * | 2020-03-01 | 2020-06-02 | 伊川县光华轴承厂 | 一体式钻杆钻具斜坡动套系统及其配合方法 |
-
2001
- 2001-10-22 JP JP2001324005A patent/JP3608163B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003130058A (ja) | 2003-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20030068110A1 (en) | Retainer for roller bearing | |
US20110023304A1 (en) | Roller thrust bearing cage and manufacturing method thereof | |
JPH09177813A (ja) | 固定型等速自在継手 | |
US4828404A (en) | Self-aligning roller bearing | |
US20110123143A1 (en) | Retainer for roller bearing | |
US6997617B2 (en) | Roller bearing | |
JP2007177993A (ja) | 転がり装置、及びその製造方法 | |
JP3608163B2 (ja) | 転がり機械要素 | |
US7396283B2 (en) | Needle roller retainer for tripot joint | |
JP4934592B2 (ja) | 転動体ねじ装置及びその組立方法 | |
US20140328554A1 (en) | Roller bearing | |
JP3934277B2 (ja) | 転がり軸受 | |
GB2033494A (en) | Spherical roller bearing | |
JP2005529291A (ja) | スライド式等速ジョイント | |
JPH11247845A (ja) | ローラ支持用軸受装置 | |
JP2001027249A (ja) | 軸受用保持器および転がり軸受 | |
WO2009087957A1 (ja) | スラストころ軸受およびその保持器 | |
JP2010025129A (ja) | ボールねじ | |
JP2010038197A (ja) | ねじ装置及び運動案内装置 | |
JP2004100776A (ja) | 球面ころ使用転がり機械要素 | |
US6896414B2 (en) | Ball roller | |
JP4646350B2 (ja) | ボールねじ | |
WO2006100997A1 (ja) | ローラねじ | |
JP4228598B2 (ja) | 転動体保持スペーサ及びこれを用いる転がり軸受 | |
JPS60184713A (ja) | 無限直線運動用ころがり軸受の弾性スペ−サ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040520 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040608 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040809 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040809 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040921 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040930 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |