JP4196709B2 - 円筒ころ軸受およびスピンドルユニット - Google Patents

円筒ころ軸受およびスピンドルユニット Download PDF

Info

Publication number
JP4196709B2
JP4196709B2 JP2003087076A JP2003087076A JP4196709B2 JP 4196709 B2 JP4196709 B2 JP 4196709B2 JP 2003087076 A JP2003087076 A JP 2003087076A JP 2003087076 A JP2003087076 A JP 2003087076A JP 4196709 B2 JP4196709 B2 JP 4196709B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inner ring
axial
raceway surface
roller
roller bearing
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
Application number
JP2003087076A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2004293668A (ja
Inventor
晋治 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2003087076A priority Critical patent/JP4196709B2/ja
Publication of JP2004293668A publication Critical patent/JP2004293668A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4196709B2 publication Critical patent/JP4196709B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/50Crowning, e.g. crowning height or crowning radius

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒ころ軸受およびスピンドルユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
ころ軸受において、内輪または外輪の軌道面の軸方向両端に鍔を設け、外輪または内輪の軌道面の両端に鍔を設けないようにしたものがある。
【0003】
このようなころ軸受において、エッジロードの発生を無くすために、内輪の軌道面、外輪の軌道面や、ころの転動面に対してクラウニングを施すことが知られている(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
実用新案登録番号第2554882号
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例において、例えばクラウニングをころの転動面や外輪の軌道面に施した場合、ころがスキューしやすくなるため、ころが一方軌道輪の鍔に対してひきずりながら接触するような現象が発生しやすくなる。仮に、内輪に鍔を設けている場合、ころのスキューに伴いころが内輪の鍔に対してひきずりながら接触することになる。もともと、外輪側はケースなどを通じて放熱しやすいが、内輪側は熱がこもりやすい。そのため、上記のように内輪の鍔に対してころがひきずりながら接触する現象が発生すると、外輪側に比べて内輪側の温度上昇が大きくなり、ころ軸受のラジアル隙間が詰まりやすくなるなど、好ましくない。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の円筒ころ軸受は、工作機械のスピンドル軸をケースに対して支持する円筒ころ軸受であって、内径部分に軸方向に平坦な軌道面を有する鍔無しの外輪と、外径部分の軌道面の軸方向両端に径方向外向きに鍔を有する内輪と、前記外輪と内輪との軌道面間に介装される複数のころとを備え、前記ころの軸方向両端側に前記外輪の軌道面との間でエッジロードを軽減する程度のクラウニング部が軸方向両端側それぞれで前記ころの軸方向の有効軌道長さの15〜25%の軸方向長さで設けられており、
前記複数のころの軸方向両端の前記クラウニング部は軸方向における前記外輪の軌道面の範囲内に位置し、前記内輪の軌道面において軸方向の両鍔寄りの領域に、ころに対して非接触となるぬすみが前記内輪の径方向における前記クラウニング部の径方向内方に設けられ、放熱性に劣る前記内輪の温度上昇を抑制すべく前記ぬすみの軸方向の長さを前記クラウニング部の軸方向長さより大きくする調整によって、前記内輪の軌道面に対する前記ころの軸方向接触長さが、前記ころの軸方向の有効軌道長さの20〜60%に設定されている。
本発明のスピンドルユニットは、ケース内に対して、請求項1記載の円筒ころ軸受を介して、スピンドル軸を回転自在に支持させたスピンドルユニットである。
【0007】
この場合、外輪の軌道面を平坦にしてころの軸方向両端側に僅かなクラウニング部を設けているから、ころのエッジロードを軽減できるようになるとともに、ころがスキューしにくくなって、ころが内輪の鍔に対してひきずりながら接触するような現象が発生しにくくなる。しかも、内輪の軌道面に対するころの接触面積を可及的に小さく設定しているから、放熱性に劣る内輪側の温度上昇を抑制できて、この内輪側と放熱性に優れた外輪側との温度差を小さくできるようになる。これらの相乗により、ラジアル隙間の変化を抑制できるようになる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1から図3に本発明の一実施形態を示している。図1において、1はころ軸受の全体を示している。このころ軸受1は、外輪2と、内輪3と、複数のころ4と、ころ4を保持する保持器5とを備えている。
【0009】
外輪2は、内径部分の軸方向中間領域が平坦な軌道面2aとされているとともに、その軸方向両端部分がそれぞれ外側へ向けて漸次拡径するテーパ面とされており、鍔無し構造になっている。
【0010】
内輪3は、外径部分の軸方向中間領域が軌道面3aとされているとともに、その軸方向両端に径方向外向きに突出する鍔3b,3cが設けられており、鍔付き構造になっている。
【0011】
ころ4は、外輪2と内輪3との軌道面2a,3a間に介装されるものである。このころ4の軸方向両側には、外輪2の平坦な軌道面2aとの間でエッジロードを軽減する程度のクラウニング部4a,4bが設けられており、さらにころ4の軸方向両端縁には、いわゆる「R面取り」が施されている。このクラウニング部4a,4bは、軸方向両端へ向けて漸次縮径する緩やかな曲面からなり、僅かな縮径量に設定されている。また、このクラウニング部4a,4bの軸方向での長さL1は、ころ4の有効軌道長さL0の15〜25%と短く設定されている。なお、ころ4の有効軌道長さL0は、ころ4の軸方向両端縁のR面取りを除く領域の長さである。
【0012】
さらに、内輪3の軌道面3aにおいて両鍔3b,3c寄りの領域には、ころ4に対して非接触となるぬすみ3d,3eが設けられており、かつこのぬすみ3d,3eの大きさを調整することによって、内輪3の軌道面3aに対するころ4の軸方向接触長さL2が、ころ4の有効軌道長さL0の20〜60%、好ましくは、30〜60%、より好ましくは、40〜60%に設定されている。なお、前記下限値20%より小さくすると、負担しうる荷重が減少しすぎるとともに、回転中のころ4がスキューしやすくなる。一方、前記上限値60%より大きくすると、内輪3側での温度が過剰に上昇することになり、外輪2側と内輪3側との温度差が拡大する。
【0013】
上記内輪3の軌道面3aにおいてころ4が接触する軸方向中間領域は、平坦面とされており、また、上記ぬすみ3d,3eは、内輪3の軌道面3aにおいて軸方向中間領域から軸方向両端へ向けて漸次縮径する湾曲面からなる。なお、内輪3の軌道面3aの平坦な軸方向中間領域と前記ぬすみ3d,3eとは、滑らかに連接されている。
【0014】
以上説明したように、外輪2の軌道面を平坦にしてころ4の軸方向両端部に僅かなクラウニング部4a,4bを設けているから、ころ4のエッジロードを軽減できるようになるとともに、ころ4の転動姿勢が安定してスキューしにくくなって、ころ4が内輪3の鍔3b,3cに対してひぎずりながら接触するような現象が発生しにくくなる。また、内輪3の軌道面3aに対するころ4の接触面積を可及的に小さく設定しているから、放熱性に劣る内輪3側の温度上昇を抑制することができ、内輪3側と放熱性に優れた外輪2側との温度差を小さくできるようになる。これらの相乗によって、ころ軸受1のラジアル隙間の変化を抑制できて、ころ軸受1の動作安定化と長寿命化を達成できるようになる。
【0015】
参考までに、ころ軸受1の昇温特性を調べたので、説明する。ここでは、試料として、本実施形態に係るころ軸受と、従来例に係るころ軸受とを用いている。本実施形態に係るころ軸受は、図1に示した特徴構成を有するものとし、ころ4の端部のクラウニング部4a,4bの長さL1をころ4の有効軌道長さL0に対して20%に、また、内輪3の軌道面3aにおける平坦面の長さL2をころ4の有効軌道長さL0に対して50%に設定している。従来例に係るころ軸受は、内・外輪の軌道面を共に平坦面としたものとする。試験に用いたころ軸受1は、本実施形態品および従来品ともに、呼び番号N1014K相当(内径φ70mm×外径φ110mm×幅20mm)としている。また、潤滑方式は、オイルアンドエアとする。使用する潤滑油は、ISO VG32相当の潤滑油とし、給油量は、0.01ml/6分とする。
【0016】
結果としては、図3に示すように、本実施形態のものは低速回転から高速回転までの全域において従来例のものに比べて外輪2の温度上昇を抑制できており、特に高速回転息での温度上昇の抑制効果を確認することができた。
【0017】
ところで、上記ころ軸受1は、例えば図2に示すように、工作機械のスピンドル軸12の付け根側を支持するために用いることができる。図中、10はハウジング、11はスピンドルユニットであり、ハウジング10に対してスピンドルユニット11が軸方向に位置決めされた状態で取り付けられている。
【0018】
スピンドルユニット11は、スピンドル軸12を、四つのアンギュラ玉軸受13A〜13Dおよび上記実施形態で説明したころ軸受1を介して円筒形のケース14内に回転自在に支持させた構成になっている。このスピンドル軸12の上端には、モータなどの駆動源15が連結され、また、スピンドル軸12の下端には、図示しない加工工具が着脱自在に結合される。
【0019】
上記四つのアンギュラ玉軸受13A〜13Dは、スピンドル軸12において加工工具が結合される側の端部に二つずつ背面合わせで配置され、また、ころ軸受1は、スピンドル軸12において駆動源15が配置される側に配置されている。このような配置とすれば、スピンドル軸12の回転動作に伴い温度上昇したときに、スピンドル軸12の加工工具が結合される側の端部を軸方向不動にでき、温度上昇に伴うスピンドル軸12の軸方向伸びを駆動源15側へ許容させるようにできる。
【0020】
このようなスピンドル軸12の付け根側を本発明に係るころ軸受1で支持させるようにすれば、ころ軸受1の発熱を抑制できるとともにラジアル隙間の詰まりを抑制できるので、スピンドル軸12の回転トルクの増加を抑制できるようになる。
【0021】
【発明の効果】
本発明では、外輪の軌道面を平坦にしてころの軸方向両端に僅かなクラウニング部を設けることにより、ころのエッジロードを軽減するとともに、ころをスキューしにくくさせているから、このころを内輪の鍔に対してひきずりながら接触するような現象を発生させにくくできる。しかも、内輪の軌道面に対するころの接触面積を可及的に小さく設定することにより、放熱性に劣る内輪側の温度上昇を抑制させて、この内輪側と放熱性に優れた外輪側との温度差を小さくできるようにしている。これらの相乗により、ラジアル隙間の変化を抑制できて、ころ軸受の動作安定化と長寿命化を達成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るころ軸受の上半分を示す断面図
【図2】図1のころ軸受の使用例であるスピンドルユニットを示す断面図
【図3】図1のころ軸受の昇温データを示す図表
【符号の説明】
1 ころ軸受
2 外輪
2a 外輪の軌道面
3 内輪
3a 内輪の軌道面
3b,3c 内輪の鍔
3d,3e 内輪のぬすみ
4 ころ
4a,4b ころのクラウニング部

Claims (2)

  1. 工作機械のスピンドル軸をケースに対して支持する円筒ころ軸受であって、
    内径部分に軸方向に平坦な軌道面を有する鍔無しの外輪と、
    外径部分の軌道面の軸方向両端に径方向外向きに鍔を有する内輪と、
    前記外輪と内輪との軌道面間に介装される複数のころとを備え、
    前記ころの軸方向両端側に前記外輪の軌道面との間でエッジロードを軽減する程度のクラウニング部が軸方向両端側それぞれで前記ころの軸方向の有効軌道長さの15〜25%の軸方向長さで設けられており、
    前記複数のころの軸方向両端の前記クラウニング部は軸方向における前記外輪の軌道面の範囲内に位置し、
    前記内輪の軌道面において軸方向の両鍔寄りの領域に、ころに対して非接触となるぬすみが前記内輪の径方向における前記クラウニング部の径方向内方に設けられ、
    放熱性に劣る前記内輪の温度上昇を抑制すべく前記ぬすみの軸方向の長さを前記クラウニング部の軸方向長さより大きくする調整によって、前記内輪の軌道面に対する前記ころの軸方向接触長さが、前記ころの軸方向の有効軌道長さの20〜60%に設定されている、円筒ころ軸受。
  2. ケース内に対して、請求項1記載の円筒ころ軸受を介して、スピンドル軸を回転自在に支持させたスピンドルユニット。
JP2003087076A 2003-03-27 2003-03-27 円筒ころ軸受およびスピンドルユニット Expired - Fee Related JP4196709B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003087076A JP4196709B2 (ja) 2003-03-27 2003-03-27 円筒ころ軸受およびスピンドルユニット

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003087076A JP4196709B2 (ja) 2003-03-27 2003-03-27 円筒ころ軸受およびスピンドルユニット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004293668A JP2004293668A (ja) 2004-10-21
JP4196709B2 true JP4196709B2 (ja) 2008-12-17

Family

ID=33401526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003087076A Expired - Fee Related JP4196709B2 (ja) 2003-03-27 2003-03-27 円筒ころ軸受およびスピンドルユニット

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4196709B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5251431B2 (ja) * 2008-10-30 2013-07-31 日本精工株式会社 円すいころ軸受
JP5130194B2 (ja) * 2008-12-19 2013-01-30 住友重機械工業株式会社 動力伝達装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004293668A (ja) 2004-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004522923A5 (ja)
JP6798780B2 (ja) 円すいころ軸受
JP2004251323A (ja) 円筒ころ軸受
TW200304990A (en) Cylindrical roller bearing
JPH09144750A (ja) パッド型ジャーナル軸受
WO2013080824A1 (ja) ころ軸受
JP2006009891A (ja) ころ軸受
JP4196709B2 (ja) 円筒ころ軸受およびスピンドルユニット
JP2009074600A (ja) ころ軸受
JP2006300079A (ja) ころ軸受
JP2001241446A (ja) ころ軸受
JP2006214456A (ja) 転がり軸受
CN206754152U (zh) 双列调心滚子轴承及其保持架
JP4387162B2 (ja) 円筒ころ軸受
JP2009008240A (ja) 円すいころ軸受
JP2004060860A (ja) ころ軸受、ころ軸受用ころ及びその製造方法
JP4007260B2 (ja) 円すいころ軸受
JP2006266464A (ja) 自動調心ころ軸受
JP4269809B2 (ja) 自動調心ころ軸受
JP2007333161A (ja) 自動調心ころ軸受の製造方法と自動調心ころ軸受
JP2002195272A (ja) 鍔付円筒ころ軸受
JP2004324733A (ja) クロスローラ軸受
JP2006064037A (ja) 転がり軸受
JP2005163997A (ja) 円筒ころ軸受
JP2008039128A (ja) 鍔付ころ軸受

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070731

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070928

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080325

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080526

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080709

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080715

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: 20080909

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080922

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees