JP3623606B2 - 高速用転がり軸受 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、高速用転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術における高速用転がり軸受、例えば工作機械主軸用の高速用転がり軸受は、一般には、内外輪、即ち軌道輪の材料としてはＳＵＪ２が、転動体の材料としてはＳｉ３Ｎ４ が夫々使用されている。そして、高速用転がり軸受において、強度が要求されるのは、内輪より寧ろ外輪の方であり、自ずと外輪の肉厚が定められており、そしてＪＩＳ規格品においては、内輪と外輪との肉厚は、略等しくなっており、転動体のピッチ円径は、軸受の内輪外径と外輪内径との中間の径に設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近来、工作機械の主軸においては、その使用回転速度が高速化され、ｄＮ値（ｄ：軸受内径（ｍｍ）、Ｎ：回転数（／ｍｉｎ ））が２×１０６ 以上が要求されるようになった。
ｄＮ値が２×１０６ 以上のような高速回転においては、回転側の内輪に発生する遠心力が増大し、内輪に働く遠心応力がＳＵＪ２の一般的な適用限界１２Ｋｇ／ｍｍ２ を超過し、早期剥離が生じる。そして、最悪の場合、割損も生じることもあり、その際は、対人的な危険性や対機械の損害は非常に大きい。
この発明は、工作機械の主軸のような高速回転の使用にも耐え得る転がり軸受を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の高速用転がり軸受は、軸受鋼製の固定側外輪と、浸炭鋼製の回転側内輪と、セラミックス製転動体と、外周案内面により外輪に対して滑動する保持器とを有する転がり軸受であり、転動体のピッチ円が軸受の中心に向って片寄せられ、固定側外輪の軌道溝底の肉厚と回転側内輪の軌道溝底の肉厚との比が２．０：１．０を超え、２．７５：１．０以下であり、回転側内輪の軌道溝底の肉厚が２．５mm乃至４．４mmである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の一形態における高速用転がり軸受を図面に従って説明する。
一般に、工作機械において主軸のような回転軸をハウジングに回転自在に支承するのに用いられる高速用転がり軸受は、ハウジング側の孔径と回転軸の軸径とに準拠した各部寸法の規格品が用いられている。
その規格品において略等しい外輪の肉厚と内輪の肉厚との比は１：１である。
【０００６】
この発明においては、固定側となる外輪１の軌道溝底の肉厚Ｄと回転側となる内輪２の軌道溝底の肉厚ｄとの比を２．０：１．０を超え、２．７５：１．０以下にする。即ち、内輪２の軌道溝底の肉厚ｄを外輪１の軌道溝底の肉厚Ｄより薄くして、遠心力により内輪２に働く遠心応力を軽減すると共に、転動体、例えば玉３の公転半径を小さくして、高速回転に有利にする。具体的には、通常の大きさの主軸において、内輪２の軌道溝底２’における肉厚ｄ’を２．５〜４．４mmにする。
一般的に工作機械の主軸に用いられる呼び番号７００９〜７０１６の玉軸受にこの発明を適用した軸受諸元を下記の表に示す。ここで、内輪の軌道溝を２．５以上としたのは、強度維持のためと、浸炭層を０．５〜１．０mm確保するためであり、４．４mm以下としたのは、この値を超過すると遠心力の影響で軌道輪の変形が生じ、軸受のラジアル隙間を減じ焼付きの原因となるからである。
┌────┬──────────┬──────────┬────┐
│呼び番号│内輪軌道肉厚ｄ（mm）│外輪軌道肉厚Ｄ（mm）│Ｄ／ｄ比│
├────┼──────────┼──────────┼────┤
│７００９│ ３．３６ │ ６．８６ │２．０５│
├────┼──────────┼──────────┼────┤
│７０１０│ ２．５２ │ ６．５２ │２．５９│
├────┼──────────┼──────────┼────┤
│７０１１│ ３．４６ │ ８．４８ │２．４６│
├────┼──────────┼──────────┼────┤
│７０１２│ ３．４７ │ ８．４７ │２．４５│
├────┼──────────┼──────────┼────┤
│７０１３│ ３．２７ │ ８．４８ │２．６０│
├────┼──────────┼──────────┼────┤
│７０１４│ ４．３１ │ ９．３３ │２．１７│
├────┼──────────┼──────────┼────┤
│７０１６│ ４．３１ │ １１．８３ │２．７５│
└────┴──────────┴──────────┴────┘
【０００７】
そこで、高速用転がり軸受において、転動体、例えば玉３の材料にＳｉ３Ｎ４ を、同じく外輪１の材料にＳＵＪ２を夫々使用するが、特に内輪２の材料には、薄肉化を進めるべく、強度を考慮して適用限界が大きい、即ち１８Ｋｇ／ｍｍ２ である浸炭鋼、例えばＳＡＥ５１２０（ＪＩＳ規格 ＳＣｒ ４２０相当）に浸炭焼入れを施したものを使用する。場合によっては、窒化も施す。
又、浸炭鋼の線膨張係数は、１１．２であり、通常使用されているＳＵＪ２より約１０％小さいので、上記のように、内輪の材料に浸炭鋼を用いると、温度変化における軸受隙間の変化が小さくなる。
【０００８】
高速玉軸受においては、外輪１に半径方向に貫通された細孔通路を通して保持器との案内隙間に潤滑油（オイル・アンド・エア）剤が供給されるのであるが、内輪２の薄肉化に伴って外輪１が厚肉化されるので、細孔の穿削が困難となるので、図１に示すように、外輪１の外周面に形成された円周溝１１の底から一旦、細孔穿削可能な肉厚を残すまで太孔１２を穿削し、その底から軌道面にまで細孔１３を穿削する。
【０００９】
【発明の効果】
この発明の高速用転がり軸受は、遠心力が加わる回転側の内輪の肉厚が薄いので、内輪に働く遠心応力が軽減されると共に、転動体の公転半径が小さくなり、高速回転に有利である。又、回転側の内輪の肉厚が薄いことにより転動体のピッチ円径が小さくなり、延いては転動体を保持する保持器のピッチ円径も小さくなり、従って、外輪に対し滑動する保持器の外周案内面の径も小さくなり、発熱の要因も小さくなる。
更に、内輪の材料が線膨張係数が小さい浸炭鋼であるので、温度変化における軸受隙間の変化が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態における高速用並列組合せ玉軸受の断面図である。
【符号の説明】
１ 外輪
１１ 円周溝
１２ 太孔
１３ 細孔
２ 内輪
２’ 軌道溝底
３ 玉
Claims (1)
- 軸受鋼製の固定側外輪と、浸炭鋼製の回転側内輪と、セラミックス製転動体と、外周案内面により外輪に対して滑動する保持器とを有する転がり軸受において、転動体のピッチ円が軸受の中心に向って片寄せられ、固定側外輪の軌道溝底の肉厚と回転側内輪の軌道溝底の肉厚との比が２．０：１．０を超え、２．７５：１．０以下であり、回転側内輪の軌道溝底の肉厚が２．５ mm 乃至４．４ mm である高速用転がり軸受。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP21413896A JP3623606B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 高速用転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21413896A JP3623606B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 高速用転がり軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH1037951A JPH1037951A (ja) | 1998-02-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21413896A Expired - Fee Related JP3623606B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 高速用転がり軸受 |
Country Status (1)
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-
1996
- 1996-07-26 JP JP21413896A patent/JP3623606B2/ja not_active Expired - Fee Related
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