JPH01224523A - 自動調心ころ軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ころと軌道輪との接触面における端応カ（エ
ツジストレス）の発生を無くし、または減少させる自動
調心ころ軸受に関ｉ−る。

（従来の技術） 従来の自動調心ころ軸受では内輪または外輪ところとの
接触状態は、こる母線を含む面内でみた場合単一円弧同
士の接触であり、そのため次の欠点を有する。

（１）ころ母線の円弧と軌道輪母線の円弧との接触率を
増大すると、荷重の増大につれて接触部の端応力が急増
し、短寿命、摩耗、塑性変形、焼付等の問題を生ずる。

（２）この端応力の発生を避けるために上記の接触率を
減少させると、点接触状態になる荷重範囲が増えて、短
寿命、剛性低下、摩耗、塑性変形等の問題を生じる。

これらの欠点を解決するため、特開昭６０−１７５８１
８号では、軌道面のｔ線を複数の曲率半径を有する曲線
で構成している自動調心ころ軸受を開示しており、軌道
輪ところとの接触率を、接触中心から端部に向がって減
少させ、端応カ防止あるいは低減を達成している。

（解決しようとする課題） しかしながら、特開昭６’０−１７５８１８号に開示さ
れた自動調心ころ軸受には、以下のような問題点がある
。

（ｉ）外輪ところとの接触位置は、この軸受の存する自
動調心作用により一定でなく、軸線方向に変わりうるの
で、外輪軌道面に対して複数の曲率半径の曲線を与えて
も、軸受の最適性能が有効に得られない。

（２）少なくとも内輪軌道面の母線を複数の曲率半径の
曲線とするので、その軸受は内輪の設計動作条件におい
てのみ最適性能を発揮し、他の動作条件において使用を
するためには、母線形状の異なる内輪を有する軸受をい
ちいち用意しておがねばならない。

自動調心ころ軸受において、動作条件が複数考えられる
場合には、動作条件に合わせて曲率を複雑に調整した内
、外輪を製造するよりも、ころの曲率を何種類がのグル
ープに調整し、動作条件に合わせて内、外輪軌道輪と組
み合わせる方が製造上有利である。

本発明は端応力を防止、減少させ、さらに、広範囲な動
作条件の下で最適性能を発揮しうる自動調心ころ軸受を
提供する。

（課題を解決するための手段） 本発明による自動調心ころ軸受は、 内面の軌道面と外輪の軌道面との間に複数個の球面ころ
を配設した自動調心ころ゛軸受において、外輪軌道面に
おける母線の曲率半径をＲＡ、内輪軌道面における母線
の曲率半径をＲＢとし、ころ転動面おけるｔａを複数の
曲率半径を有する曲線で構成し、ころ転動面における軸
線方向長さの全長の８０％以上を有する中央部が曲率半
径Ｒ６の母線により構成され、ころ転動面における該中
央部を除く両端部がそれぞれ曲率半径Ｒ６１（Ｑ、）、
Ｒｏ２（Ｑ）なる各々単一の母線及び／または複数の母
線群及び／まなは連続に曲率の変化する母線により構成
され、これら母線の曲率半径の間に、Ｒｃｌ（Ｑ）、Ｒ
ｏ２（Ｑ）＜Ｒ６＜Ｒ，、ＲＢの関係が成立するように
構成している。

（作　用） 内輪または外輪の軌道面ところ転勤面とは、Ｒｃ　＜　
Ｒｔ、　、　Ｒｓとなるように構成しているので、比較
的軽負荷時には、ころ中央部すなわち全長の大部分（８
０％以上）が接触に関与して、接触面間に発生する応力
（面圧）を低減し、接触部の異常な摩耗、塑性変形、焼
付等を防止し、長寿命化を図っている。また、比較的重
負荷時には、こる全長の両端部（合計２０％以下）も接
触に関与し、しかもこの部分はこる母線の曲率半径がこ
ろ中央部の母線の曲率半径より小さくなるように構成し
であるので、重負荷に伴う端応力の増大を効率よく防止
または軽減する。

（実　施　例） 本発明による自動調心ころ軸受の実施例について図面を
参照しながら下記に説明する。

第１図は、本発明による自動調心ころ軸受の実施例を軸
線方向に切断し、一部のみ示した図である。第１図にお
いて、外輪２と内輪３に挟持されたころ１が１つのみ示
されている。ころ１は転勤面の母線曲率半径が範囲Ｃ８
においてＲ６なる単一円弧とし、範囲ＣにおいてＲ６１
（Ｑ）なる母縁曲率半径の円弧を有し、範囲Ｃ２におい
てＲｏ２（１１）なる母線曲率半径の円弧を有し、この
Ｒ（Ｑ）とＲ６２（立）とは、それぞれ長さｑの範囲内
で連続的に変化する曲率半径群の総称または断続的に変
化する曲率半径群の総称または単一半径円弧とし、Ｃの
（Ｃ１＋ｃｏ十０２）に対する範囲の大きさは８０％以
上とし、しかもＣ１、Ｃ２の範囲が存在するようにする
。しかして、各曲率半径の間には次の関係が成立してい
る。

Ｒ目）、ＲＣ２（立）＜Ｒ６＜ＲＡ、Ｒ。

次に第２図を参照して、本発明によるころの実施例を詳
細に説明する。第２図は自動調心ころ軸受に使用される
一般に対称ころ（ころの最大径部がころの有効長さの中
心にあるころをいう）２０の正面図であり、ころの軸線
直角方向中線に対して周面２１が概ね対称となっている
０周面２１上に理解しやすいよう仮想点を付す０周面２
１の上部輪郭線に沿って、左から点２２．２３．２４．
２５．２６．２７とする。対称ころ２０の点２２と２４
間において、範囲Ｃ１が規定され、対称ころ２０の点２
４と２５間において、単一円弧半径Ｒｃの円弧からなる
範囲Ｃ６が規定され、対称ころ２０の点２５と２７間に
おいて、範囲Ｃ２が規定されている。なお、点２２は左
側面取り部２８と周面２１との境界部であり、点２７は
右側面取り部２９と周面２１との境界部である。

本実施例においては、範囲Ｃ、Ｃはそれぞれ、２つのＲ
線面率半径を有する円弧から成っており、範囲Ｃ１にお
いては、点２２と２３とが母線曲率半径Ｒｃ１（Ｃ３）
の円弧により連結され、範［Ｃ３となっており、点２３
と２４とが母線曲率半径Ｒ６１（１１１）の円弧により
連結されて、範囲立　となっている、更に、範囲Ｃ２に
おいては、点２５と２６とが母線曲率半径Ｒ６２（Ｃ２
）の円弧により連結され、範囲！１２となっており、点
２６と２７とが母線曲率半径Ｒ６２Ｎｌ、）の円弧によ
り連結され、範囲α４となっている。各円弧は連結点に
おいて、互いに滑らかに接続されている。

対称ころ２０において、周面２１の軸線方向全長がＱ、
ａで表されたときに、周面２１の中央部である範囲Ｃ８
の軸線方向長さｌｌｂは、Ｑｂ≧０．８２ａ という関係を有している。更に、各母線曲率半径は、 Ｒ（１１）＜Ｒ（立　）＜Ｒ＜Ｒ，、ＲＢＣ１３Ｃ１１
ＣＡ 及び Ｒ＜Ｑ、　　）＜Ｒ（Ｑ、＞＜Ｒ＜Ｒ、ＲＢＣ２４Ｃ２
２ＣＡ という関係を有している。従って、ころ周面の母線曲率
半径は、ころ中心から外方に向かうにつれて漸次減少す
ることになる。

次に第３図を参照して、本発明によるころの第２実施例
を詳細に説明する。第３図は自動調心ころ軸受に使用さ
れる非対称ころ（ころの最大径部がころの有効長さの中
心よりも一方の側にずれているころをいう）３０の正面
図である。ころの周面は３つの円弧から成っている０周
面３１に理解しやすくするため仮想点を付す０周面３１
の上部輪郭線に沿って、左から点３２．３３．３４．３
５とする。非対称ころ３０の点３２と３３間において、
範囲Ｃ１が規定され一非対称ころ３０の点３３と３４間
において、範囲Ｃ０が規定され、非対称ころ３０の点３
４と３５間において、範囲Ｃ２が規定されている。なお
、点３２は左側面取り部３８と周面；３１との境界部で
あり、点３５は右側面取り部３９と周面３１との境界部
である。

第２実施例は、範囲Ｃ１においては、点３２と３３とが
母線曲率半径Ｒ６１（Ｃ５）の円弧により連結され、範
囲党　となっており、Ｃ２においては、点３４と３５と
が母線曲率半径Ｒ６２（ｌ６）の円弧により連結され、
範囲α６となっている。

各円弧は連結点において、互いに滑らかに接続されてい
る。第１実施例と違う点は、第２実施例においては非対
称ころであるため、母線曲率半径ＲＮｌ　　）と母線曲
率半径Ｒ６２（ｌ６）が異なＣ１５ りうるということである、更に、範囲Ｃ１、Ｃ２それぞ
れが１つの円弧から成っていることも第１実施例と異な
っているが、第１実施例と同じように、周面の外方に向
かうにつれて、母線曲率半径が漸次減少するようにして
、範囲Ｃ、Ｃ２それぞれが複数の円弧から成るようにし
ても良い。

非対称ころ３０において、周面３１の軸線方向全長がＱ
Ｃで表されたときに、周面２１の中央部である範囲Ｃ８
の軸線方向長さＱ、ｄは、Ｑｄ≧０．　８Ｑｃ という関係を有している。更に、各母線曲率半径は、 Ｒ（Ｑ、　）、Ｒｏ２（ｌ６）くＲ６くＲＡ、ＲＢとい
う関係を有している。従って、こる周面の母線曲率半径
は、ころ中心から外方に向かうにつれて漸次減少するこ
とになる。

以上、本発明による自動調心ころ軸受の実施例について
、図面を参照して説明してきたが、本発明は、上記実施
例に限定して解釈されるべきではなく、その趣旨を損ね
ない範囲で変更、改良が可能であることはもちろんであ
る。例えば、ころ両端の円弧は１つあるいは２つに限ら
ず、外方に向かうにつれ漸次なめらかに減少しているか
ぎり幾つでも良い。

（発明の効果） 以上、詳細に述べた本発明による自動調心ころ軸受によ
れば、次のような効果が得られる。

内輪または外輪の軌道面ところ転勤面とは、Ｒ＜Ｒ，Ｒ
Ｂとなるように構成しているので、Ａ 比較的軽負荷時には、ころ中央部すなわち全長の大部分
（８０％以上）が接触に関与して、接触面間に発生する
応力（面圧）を低減し、接触部の異常な摩耗、塑性変形
、焼付等を防止し、長寿命化を図っている。また、比較
的重負荷時には、ころ全長の両端部（合計２０％以下）
も接触に関与し、しかもこの部分はこる母線の曲率半径
がころ中央部の母線の曲率半径より小さくなるように構
成しであるので、重負荷に伴う端応力の増大を効率よく
防止または軽減する。

すなわち、本発明は、軽荷重から重荷重の広範囲にわた
って軌道輪ところとの接触が、ころ全長にわたり比較的
均等な接触応力で負荷配分する結果、過度の点接触状悪
による短寿命、剛性低下、摩耗等の問題や、重荷重に伴
う接触端応力の急増による短寿命、摩耗゛、塑性変形、
焼付等の問題を生じることなく、広範囲な動作条件にて
所定の性能を発揮する自動調心ころ軸受を提供する。

また、ころの母線のみを２個以上の母線によって構成し
ており、内輪、外輪の軌道面母線は単一曲線半径の通常
設計のものを用いることが可能であるので、ころのみを
適宜、設計動作条件に応じて何種類かを用意して、容易
に可能であるころのみの組み替えを行うことにより、使
用条件に応じた最適軸受を、極めて容易にかつより安い
コストで得ることができる。

また、ころと内輪のみならず、ころと外輪との間でも、
使用時の自動調心時も含めて有効な接触（応力均等化）
が可能とな葛。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による自動調心ころ軸受の実施例を軸
線方向に切断し、一部のみ示した図である。 第２図は自動調心ころ軸受に使用される対称ころ２０の
正面図である。 第３図は自動調心ころ軸受に使用される非対称ころ３０
の正面図である。 （主要部分の符号の説明） ２０・・・・−・・−・対称ころ ３０・・・・・・・・・非対称ころ 第２図 否

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に複数個の球面
   ころを配設した自動調心ころ軸受において、外輪軌道面
   における母線の曲率半径をＲ＿Ａ、内輪軌道面における
   母線の曲率半径をＲ＿Ｂとし、ころ転動面における母線
   を複数の曲率半径を有する曲線で構成し、ころ転動面に
   おける軸線方向長さの全長の８０％以上を有する中央部
   が曲率半径Ｒ＿Ｃの母線により構成され、ころ転動面に
   おける該中央部を除く両端部がそれぞれ曲率半径Ｒ＿Ｃ
   ＿１（ｌ）、Ｒ＿Ｃ＿２（ｌ）なる各々単一の母線及び
   ／または複数の母線群及び／または連続に曲率の変化す
   る母線により構成され、これら母線の曲率半径の間に、 Ｒ＿Ｃ＿１（ｌ）、Ｒ＿Ｃ＿２（ｌ）＜Ｒ＿Ｃ＜Ｒ＿Ａ
   、Ｒ＿Ｂの関係が成立するように構成していることを特
   徴とする自動調心ころ軸受。 ２、上記両端部の曲率半径の母線群 Ｒ＿Ｃ＿１（ｌ）、Ｒ＿Ｃ＿２（ｌ）がそれぞれ２個ず
   つの曲線群から成っていて、上記両端部の一方の端部で
   は、該端部に向かつて、 Ｒ＿Ｃ＿１（ｌ＿１）、Ｒ＿Ｃ＿１（ｌ＿３）の曲率半
   径の母線、他方の端部では該端部に向かって、 Ｒ＿Ｃ＿２（ｌ＿２）、Ｒ＿Ｃ＿２（ｌ＿４）の曲率半
   径の母線で全て滑らかにつながるように構成し、これら
   母線の曲率半径の間に、 Ｒ＿Ｃ＿１（ｌ＿３）＜Ｒ＿Ｃ＿１（ｌ＿１）＜Ｒ＿Ｃ
   及び Ｒ＿Ｃ＿２（ｌ＿４）＜Ｒ＿Ｃ＿２（ｌ＿２）＜Ｒ＿Ｃ
   の関係が成立するように構成したことを特徴とする請求
   項１記載の自動調心ころ軸受。