JPH06173959A - 寿命特性を改善した軸受 - Google Patents
寿命特性を改善した軸受Info
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- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
- F16C19/364—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
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- 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
- F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
- F16C27/04—Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
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- 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
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- F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
- F16C41/02—Arrangements for equalising the load on a plurality of bearings or their elements
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- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軸受の接触応力のピーク値を減少して、軸受
の寿命特性を改善し、最大負荷容量を大きくする。 【構成】 軸受外輪の背面を切り欠いて、この部分の軸
方向厚さを残りの部分の軸方向厚さよりも小さくする。
外輪とハウジングの内面との間に隙間を設けることによ
って、外輪は横方向に変形でき、たわみ性が増す。
の寿命特性を改善し、最大負荷容量を大きくする。 【構成】 軸受外輪の背面を切り欠いて、この部分の軸
方向厚さを残りの部分の軸方向厚さよりも小さくする。
外輪とハウジングの内面との間に隙間を設けることによ
って、外輪は横方向に変形でき、たわみ性が増す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、転がり軸受、特に軸
受転動体に作用する荷重を分散させることにより、寿命
特性を改善した転がり軸受に関する。
受転動体に作用する荷重を分散させることにより、寿命
特性を改善した転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】ボールベアリング、テーパー
ベアリング、ニードルベアリング、円筒ころ軸受等の転
がり軸受は、様々な分野で用いられている。半径方向荷
重のみ、あるいは半径方向およびスラスト方向の荷重の
両方を受けるために用いる（軸方向すなわちスラスト方
向の荷重だけではない場合）転がり軸受は、外輪に複数
の転動体を介して内輪をはめ込んだ構造になっている。
このような転がり軸受の寿命は、軸受の各部品に作用す
る最大応力の値に大きく左右される。また、最大応力が
特定の場所に周期的にかかると、軸受の疲労損傷が進行
し、最終的には軸受の破損につながる。
ベアリング、ニードルベアリング、円筒ころ軸受等の転
がり軸受は、様々な分野で用いられている。半径方向荷
重のみ、あるいは半径方向およびスラスト方向の荷重の
両方を受けるために用いる（軸方向すなわちスラスト方
向の荷重だけではない場合）転がり軸受は、外輪に複数
の転動体を介して内輪をはめ込んだ構造になっている。
このような転がり軸受の寿命は、軸受の各部品に作用す
る最大応力の値に大きく左右される。また、最大応力が
特定の場所に周期的にかかると、軸受の疲労損傷が進行
し、最終的には軸受の破損につながる。
【０００３】使用中に軸受の軌道輪のどちらか一方に対
して円周方向に沿って不均等に、すなわち軌道輪の特定
の箇所に繰り返し荷重がかかることがある。この荷重に
より転動体と軌道輪との間に接触応力が生じるが、この
応力の大きさは、軌道輪のどちらか一方あるいは両方に
対する作用角度位置によって決まる。接触応力のピーク
値を小さくする方法はいろいろ考えられる。たとえば軸
受のサイズを大きくすれば、大きな転動体を多数用いる
ことができるので、加えられる荷重のピーク値を小さく
できる。しかし軸受を大型化すると設置スペース等の点
で不利である。
して円周方向に沿って不均等に、すなわち軌道輪の特定
の箇所に繰り返し荷重がかかることがある。この荷重に
より転動体と軌道輪との間に接触応力が生じるが、この
応力の大きさは、軌道輪のどちらか一方あるいは両方に
対する作用角度位置によって決まる。接触応力のピーク
値を小さくする方法はいろいろ考えられる。たとえば軸
受のサイズを大きくすれば、大きな転動体を多数用いる
ことができるので、加えられる荷重のピーク値を小さく
できる。しかし軸受を大型化すると設置スペース等の点
で不利である。
【０００４】従来の転がり軸受の内外輪は回転方向に対
称形に形成されている。言い換えると、半径方向の断面
形状および面積は円周方向のどの部分でも同じであっ
た。
称形に形成されている。言い換えると、半径方向の断面
形状および面積は円周方向のどの部分でも同じであっ
た。
【０００５】転がり軸受の場合、軸受の円周方向の特定
の部分に荷重が集中しやすいという問題に加え、内外輪
の軸線がずれていること等により、各転動体と両軌道輪
との接線に沿って作用する応力の分布に大きなばらつき
が生じやすいという問題もある。この場合、各転動体の
軸方向の一方の端部付近に、他端よりもかなり大きな応
力が発生する。このように軸方向両端の応力値の差がか
なり大きいというだけでなく、転動体と両軌道輪との接
線に沿った応力の分布が変化するという好ましくない現
象が起きることも知られている。このように応力分布が
変化すると、転動体の軸方向両端に交互に転動体に対し
て直角方向の応力のピーク値が発生することになる。
の部分に荷重が集中しやすいという問題に加え、内外輪
の軸線がずれていること等により、各転動体と両軌道輪
との接線に沿って作用する応力の分布に大きなばらつき
が生じやすいという問題もある。この場合、各転動体の
軸方向の一方の端部付近に、他端よりもかなり大きな応
力が発生する。このように軸方向両端の応力値の差がか
なり大きいというだけでなく、転動体と両軌道輪との接
線に沿った応力の分布が変化するという好ましくない現
象が起きることも知られている。このように応力分布が
変化すると、転動体の軸方向両端に交互に転動体に対し
て直角方向の応力のピーク値が発生することになる。
【０００６】したがって本発明の目的は、好ましい荷重
条件を達成でき、また軸受の寿命を伸ばすとともに、最
大負荷容量を大きくすることである。
条件を達成でき、また軸受の寿命を伸ばすとともに、最
大負荷容量を大きくすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を課題を解決
するために、本発明においては、中心孔と転動体転走面
を有する内輪と、転動体転走面と、外周面と、半径方向
にのびる２つの側面とを有する外輪と、外輪を支持する
ハウジングと、内輪の転走面と外輪の転走面との間に組
み込まれた複数の転動体からなる転がり軸受において、
転がり軸受は円周方向に並んだ負荷領域と非負荷領域と
を有し、軸受に荷重が加わると、負荷領域の方が非負荷
領域よりも大きくたわむようになっており、軸受に荷重
が加えられたときに、たわみ特性が全周にわたってほぼ
等しい軸受と比較して負荷領域内にある転動体に加わる
荷重を減らせる位置に、負荷領域を位置決めするための
手段を設けたものである。
するために、本発明においては、中心孔と転動体転走面
を有する内輪と、転動体転走面と、外周面と、半径方向
にのびる２つの側面とを有する外輪と、外輪を支持する
ハウジングと、内輪の転走面と外輪の転走面との間に組
み込まれた複数の転動体からなる転がり軸受において、
転がり軸受は円周方向に並んだ負荷領域と非負荷領域と
を有し、軸受に荷重が加わると、負荷領域の方が非負荷
領域よりも大きくたわむようになっており、軸受に荷重
が加えられたときに、たわみ特性が全周にわたってほぼ
等しい軸受と比較して負荷領域内にある転動体に加わる
荷重を減らせる位置に、負荷領域を位置決めするための
手段を設けたものである。
【０００８】
【作用】上記のように構成された転がり軸受の転動体に
荷重が加わると、軸受の負荷領域は強固に支持されない
ために変形するので、転動体にかかる荷重を小さくする
ことができる。一方、軸受の非負荷領域は強固に支持さ
れるので、負荷領域に作用する荷重の一部はその非負荷
領域で吸収される。
荷重が加わると、軸受の負荷領域は強固に支持されない
ために変形するので、転動体にかかる荷重を小さくする
ことができる。一方、軸受の非負荷領域は強固に支持さ
れるので、負荷領域に作用する荷重の一部はその非負荷
領域で吸収される。
【０００９】したがって、最大荷重がかかる軸受の部分
と、上記負荷領域の部分とが一致するように軸受を位置
決めすることにより、接触応力のピーク値を小さくで
き、応力分布のばらつきを小さくすることができる。
と、上記負荷領域の部分とが一致するように軸受を位置
決めすることにより、接触応力のピーク値を小さくで
き、応力分布のばらつきを小さくすることができる。
【００１０】
【実施例】まず、図１、２に基づき軸受の構造および荷
重配分の基本的な原理を説明する。図１の参照番号１０
は、代表的なテーパー転がり軸受を示す。テーパー転が
り軸受１０は、外輪１２と、内輪１４と、複数のテーパ
ーのついた転動体１６で構成されている。外輪１２は円
筒形の外周面１８と、半径方向にのびる背面２０および
前面２２と、円錐形軌道面２４を有する。内輪１４は内
周面２６と、半径方向にのびる背面２８および前面３０
と、円錐形軌道面３２を有する。
重配分の基本的な原理を説明する。図１の参照番号１０
は、代表的なテーパー転がり軸受を示す。テーパー転が
り軸受１０は、外輪１２と、内輪１４と、複数のテーパ
ーのついた転動体１６で構成されている。外輪１２は円
筒形の外周面１８と、半径方向にのびる背面２０および
前面２２と、円錐形軌道面２４を有する。内輪１４は内
周面２６と、半径方向にのびる背面２８および前面３０
と、円錐形軌道面３２を有する。
【００１１】図１に示す転がり軸受の軌道面には、平均
をベクトルＦで表す力が加えられる。この例では外輪１
２に対する力の方向は変化しないものとする。この力Ｆ
は、半径方向の成分Ｆｒと軸方向すなわちスラスト方向
の成分Ｆａに分解することができる（以降の説明で用い
る軸受の軸方向および半径方向という用語は、それぞれ
ベクトル成分ＦａおよびＦｒの方向を表すものとす
る）。
をベクトルＦで表す力が加えられる。この例では外輪１
２に対する力の方向は変化しないものとする。この力Ｆ
は、半径方向の成分Ｆｒと軸方向すなわちスラスト方向
の成分Ｆａに分解することができる（以降の説明で用い
る軸受の軸方向および半径方向という用語は、それぞれ
ベクトル成分ＦａおよびＦｒの方向を表すものとす
る）。
【００１２】力Ｆが加えられると、軸受の周囲の、各転
動体１６が外輪１２および内輪１４と接触している部分
に反力が生じる。各転動体１６に作用する反力を図１に
ベクトルＬｒで示す。実際はこのような反力は各転動体
１６を中心に分散しているが、ここでは図面をわかりや
すくするために、各転動体に働く反力をその中心値であ
る１本のベクトルで表している。
動体１６が外輪１２および内輪１４と接触している部分
に反力が生じる。各転動体１６に作用する反力を図１に
ベクトルＬｒで示す。実際はこのような反力は各転動体
１６を中心に分散しているが、ここでは図面をわかりや
すくするために、各転動体に働く反力をその中心値であ
る１本のベクトルで表している。
【００１３】外輪１２の円周方向に沿って反力の生じる
範囲（荷重範囲）を角度ψで表す。この範囲は、加えら
れる力Ｆの半径方向成分と軸方向成分の比（Ｆｒ／Ｆ
ａ）によって決まる。この比が大きいほど、荷重範囲ψ
は小さくなり、前者が小さいほど、後者が大きくなる。
範囲（荷重範囲）を角度ψで表す。この範囲は、加えら
れる力Ｆの半径方向成分と軸方向成分の比（Ｆｒ／Ｆ
ａ）によって決まる。この比が大きいほど、荷重範囲ψ
は小さくなり、前者が小さいほど、後者が大きくなる。
【００１４】図１に示すように、テーパー転がり軸受１
０は、半径方向成分とスラスト方向成分の比が大きいこ
とにより、軸受円周方向に沿った比較的狭い範囲に、か
なり大きな荷重が加えられても耐えられるように設計さ
れている。図１の場合ローラーに加わる荷重Ｌｒの分布
範囲は、外輪１２の円周方向に沿って約２００°の範囲
に及んでいるが、より大きな荷重が作用する範囲は全周
の約１／３即ち１２０°の範囲に限られている。
０は、半径方向成分とスラスト方向成分の比が大きいこ
とにより、軸受円周方向に沿った比較的狭い範囲に、か
なり大きな荷重が加えられても耐えられるように設計さ
れている。図１の場合ローラーに加わる荷重Ｌｒの分布
範囲は、外輪１２の円周方向に沿って約２００°の範囲
に及んでいるが、より大きな荷重が作用する範囲は全周
の約１／３即ち１２０°の範囲に限られている。
【００１５】図２の曲線３４は、ローラーの角度位置
（Ｘ軸）に対する圧縮応力（Ｙ軸）を表している。図か
ら明らかなように、応力が周方向の比較的狭い範囲内に
集中している。
（Ｘ軸）に対する圧縮応力（Ｙ軸）を表している。図か
ら明らかなように、応力が周方向の比較的狭い範囲内に
集中している。
【００１６】図１、２に示した荷重条件は別段特殊な条
件ではない。軸受の外輪に対して特定の位置にある転動
体にだけ荷重が集中するということはよく起きる。たと
えば自動車の車輪用の軸受の場合、軸受外輪の特定の部
分に自動車の重量に相当する荷重が集中的に作用する。
作用する荷重の軸方向成分に対する半径方向成分の比が
大きく、しかも半径方向成分の荷重が軸受内輪の特定の
部分に集中する場合もある。このような場合、内輪の特
定の部分に大きな応力が繰り返し作用するため、軸受の
寿命が短いという問題があった。もちろん軸受の外輪の
側の特定の部分に応力が集中した場合も同様の問題が生
じる。
件ではない。軸受の外輪に対して特定の位置にある転動
体にだけ荷重が集中するということはよく起きる。たと
えば自動車の車輪用の軸受の場合、軸受外輪の特定の部
分に自動車の重量に相当する荷重が集中的に作用する。
作用する荷重の軸方向成分に対する半径方向成分の比が
大きく、しかも半径方向成分の荷重が軸受内輪の特定の
部分に集中する場合もある。このような場合、内輪の特
定の部分に大きな応力が繰り返し作用するため、軸受の
寿命が短いという問題があった。もちろん軸受の外輪の
側の特定の部分に応力が集中した場合も同様の問題が生
じる。
【００１７】転がり軸受の疲労寿命および負荷容量は、
各転動体と軌道輪間に生じる最大応力と密接な関係にあ
る。したがって荷重の半径方向成分が大きくても図１、
２に示すピーク荷重を小さくできるような構造にすれ
ば、軸受の寿命をのばすことができる。
各転動体と軌道輪間に生じる最大応力と密接な関係にあ
る。したがって荷重の半径方向成分が大きくても図１、
２に示すピーク荷重を小さくできるような構造にすれ
ば、軸受の寿命をのばすことができる。
【００１８】この発明の一つの目的は、半径方向の荷重
成分が大きくてもピーク荷重を小さく抑えることがで
き、したがって長寿命を示す転がり軸受を提供すること
である。
成分が大きくてもピーク荷重を小さく抑えることがで
き、したがって長寿命を示す転がり軸受を提供すること
である。
【００１９】ピーク荷重を小さくするためには、軸受の
所定の部分で軌道輪のたわみ性を調節できるようにすれ
ばよい。これは軌道輪のたわみ性が大きいほどピーク応
力は小さくなるからである。図１に示す従来のテーパー
転がり軸受の外輪１２と内輪１４は、対称形に、すなわ
ち半径方向の横断面形状ががどの部分でもほぼ同一にな
るように形成されている。この発明では、軌道輪のどち
らか一方（または両方）の円周方向の一部を非対称形に
形成することによって、この部分の軸方向の剛性を他の
部分より小さくする（すなわち、たわみ性を大きくす
る）。
所定の部分で軌道輪のたわみ性を調節できるようにすれ
ばよい。これは軌道輪のたわみ性が大きいほどピーク応
力は小さくなるからである。図１に示す従来のテーパー
転がり軸受の外輪１２と内輪１４は、対称形に、すなわ
ち半径方向の横断面形状ががどの部分でもほぼ同一にな
るように形成されている。この発明では、軌道輪のどち
らか一方（または両方）の円周方向の一部を非対称形に
形成することによって、この部分の軸方向の剛性を他の
部分より小さくする（すなわち、たわみ性を大きくす
る）。
【００２０】図３はこの構造の第１の実施例を示す。こ
の実施例およびその後の実施例において、図１の軸受１
０の各部品に対応する部品には図１と同一の参照符号を
用いる。
の実施例およびその後の実施例において、図１の軸受１
０の各部品に対応する部品には図１と同一の参照符号を
用いる。
【００２１】図３に示すように、軸受外輪３６の背面２
０の円周方向の一部３８を切欠いて、この部分の軸方向
厚さを残りの部分４０の軸方向厚さよりも小さくする。
図３に示すように、この切欠部３８は、軸受外輪３６の
円周方向約１２０°の範囲に及ぶように設ける。切欠部
３８に重なる点線は背面の残りの部分４０のレベルを表
している。切欠部３８は、残りの部分４０よりも低い位
置で、この部分と平行にのびるように形成してもよい。
０の円周方向の一部３８を切欠いて、この部分の軸方向
厚さを残りの部分４０の軸方向厚さよりも小さくする。
図３に示すように、この切欠部３８は、軸受外輪３６の
円周方向約１２０°の範囲に及ぶように設ける。切欠部
３８に重なる点線は背面の残りの部分４０のレベルを表
している。切欠部３８は、残りの部分４０よりも低い位
置で、この部分と平行にのびるように形成してもよい。
【００２２】したがって外輪の切欠部３８を設けた部分
の断面積は、外輪の残りの部分４０の断面積よりも小さ
いことになる。切欠部３８の切欠量が大きいほど、この
位置にかかる荷重の非対称性の程度が大きくなる。切欠
部３８を設けることによって、外輪背面２０のこの部分
と図３に示す外輪のハウジング４２との間に隙間が生じ
る。ハウジング４２は円筒形内周面４２と半径方向の面
４５を有し、軸受外輪１２は両面に密着して支持されて
いる。
の断面積は、外輪の残りの部分４０の断面積よりも小さ
いことになる。切欠部３８の切欠量が大きいほど、この
位置にかかる荷重の非対称性の程度が大きくなる。切欠
部３８を設けることによって、外輪背面２０のこの部分
と図３に示す外輪のハウジング４２との間に隙間が生じ
る。ハウジング４２は円筒形内周面４２と半径方向の面
４５を有し、軸受外輪１２は両面に密着して支持されて
いる。
【００２３】外輪３６とハウジングの内面４３、４５の
どちらか一方との間に隙間を設けることによって、この
部分で外輪は横方向に変形できるようになるため、たわ
み性が増す。切欠部３８を設けた部分では、外輪はハウ
ジング４２に強固に支持されておらず、したがってたわ
み性が大きいため、この部分にある転動体に荷重がかか
ると外輪３６が変形し、これによってこれら転動体にか
かる荷重を小さくできる。残りの部分４０はハウジング
に強固に支持されているので、切欠部に作用する荷重の
一部は残りの部分４０で吸収されることになる。このた
め図２の曲線４７で示すように、ピーク荷重の値が小さ
くなるとともに、荷重が円周方向に分散される。ピーク
荷重を小さくすることによって、軸受の疲労寿命をのば
し、最大荷重容量を大きくすることができる。
どちらか一方との間に隙間を設けることによって、この
部分で外輪は横方向に変形できるようになるため、たわ
み性が増す。切欠部３８を設けた部分では、外輪はハウ
ジング４２に強固に支持されておらず、したがってたわ
み性が大きいため、この部分にある転動体に荷重がかか
ると外輪３６が変形し、これによってこれら転動体にか
かる荷重を小さくできる。残りの部分４０はハウジング
に強固に支持されているので、切欠部に作用する荷重の
一部は残りの部分４０で吸収されることになる。このた
め図２の曲線４７で示すように、ピーク荷重の値が小さ
くなるとともに、荷重が円周方向に分散される。ピーク
荷重を小さくすることによって、軸受の疲労寿命をのば
し、最大荷重容量を大きくすることができる。
【００２４】様々な種類の「隙間」を図面に示している
が、これらの多くはわかりやすくするために誇張して示
している。隙間の大きさは肉眼では確認できない程小さ
い場合もある。但しこの場合でも軌道輪のたわみ性を部
分的に変えられる程度の大きさとするのは当然のことで
ある。また圧入部品の締め代を部分的に小さくすること
によって「隙間」を形成する場合もある。
が、これらの多くはわかりやすくするために誇張して示
している。隙間の大きさは肉眼では確認できない程小さ
い場合もある。但しこの場合でも軌道輪のたわみ性を部
分的に変えられる程度の大きさとするのは当然のことで
ある。また圧入部品の締め代を部分的に小さくすること
によって「隙間」を形成する場合もある。
【００２５】図４は軸受外輪の別の実施例を示す。この
外輪４４は、円周の一部を半径方向に切欠いて形成した
切欠部を備えている。図４は外輪４４の半径方向横断面
図であり、点線は切欠部を形成する前の円筒形外周面１
８を表している。切欠部４６の直径は外周面１８の残り
の部分の直径よりも小さい。切欠部４６によってハウジ
ングの面４３との間に半径方向の隙間が形成され、この
部分で外輪の半径方向のたわみ性が増すため、図２の曲
線４７で示すようにピーク荷重を小さくできる。
外輪４４は、円周の一部を半径方向に切欠いて形成した
切欠部を備えている。図４は外輪４４の半径方向横断面
図であり、点線は切欠部を形成する前の円筒形外周面１
８を表している。切欠部４６の直径は外周面１８の残り
の部分の直径よりも小さい。切欠部４６によってハウジ
ングの面４３との間に半径方向の隙間が形成され、この
部分で外輪の半径方向のたわみ性が増すため、図２の曲
線４７で示すようにピーク荷重を小さくできる。
【００２６】このように軸受部品のたわみ性を部分的に
変えるためには、上で説明したように軸受外輪３６、４
４等の軸受部品に切欠を設けてもよいし、このような切
欠部をハウジング４２の側に設けてもよい。ハウジング
４２の円筒面４３または半径方向の面４５に切欠部を設
けることによって、軸受外輪との間に隙間を形成する場
合も、外輪の側に切欠部を形成する場合と同様に外輪の
円周方向の所定範囲で外輪のたわみ性を大きくすること
ができる。
変えるためには、上で説明したように軸受外輪３６、４
４等の軸受部品に切欠を設けてもよいし、このような切
欠部をハウジング４２の側に設けてもよい。ハウジング
４２の円筒面４３または半径方向の面４５に切欠部を設
けることによって、軸受外輪との間に隙間を形成する場
合も、外輪の側に切欠部を形成する場合と同様に外輪の
円周方向の所定範囲で外輪のたわみ性を大きくすること
ができる。
【００２７】外輪３６、４４のたわみ性の大きい部分の
位置決めは、荷重Ｆが作用する方向を考慮して行う。位
置決めの方法は色々考えられる。たとえば図３に示すよ
うに外輪の円周方向の所定位置にマーク４８を付けて、
このマークをハウジング４２に設けた同様のマーク、あ
るいはハウジング４２の目印になる部分と一致させるよ
うにしてもよい。またマーク４８の代わりにスロットや
キー溝を設けてもよい。
位置決めは、荷重Ｆが作用する方向を考慮して行う。位
置決めの方法は色々考えられる。たとえば図３に示すよ
うに外輪の円周方向の所定位置にマーク４８を付けて、
このマークをハウジング４２に設けた同様のマーク、あ
るいはハウジング４２の目印になる部分と一致させるよ
うにしてもよい。またマーク４８の代わりにスロットや
キー溝を設けてもよい。
【００２８】半径方向の荷重が軸受の円周に沿って不均
等にかかる場合以外にも、大きな応力の影響で軸受の寿
命が短くなる場合がある。たとえば軸受の外輪１２と内
輪１４の芯がずれていると、ピーク荷重の値が大きくな
りやすい。この場合、各転動体１６と軌道輪１２、１４
との接線に沿って作用する荷重の分布のばらつきが非常
に大きくなる。すなわち図５に示す例では、転動体の大
径端部５０付近において転動体と軌道輪との接線に直角
な方向に作用する荷重は、小径端部５２付近における同
様の荷重よりもはるかに大きい。
等にかかる場合以外にも、大きな応力の影響で軸受の寿
命が短くなる場合がある。たとえば軸受の外輪１２と内
輪１４の芯がずれていると、ピーク荷重の値が大きくな
りやすい。この場合、各転動体１６と軌道輪１２、１４
との接線に沿って作用する荷重の分布のばらつきが非常
に大きくなる。すなわち図５に示す例では、転動体の大
径端部５０付近において転動体と軌道輪との接線に直角
な方向に作用する荷重は、小径端部５２付近における同
様の荷重よりもはるかに大きい。
【００２９】図６は軌道輪の芯がずれた状態で大きな半
径方向の荷重が加えられた場合に、転動体の接触面に作
用する応力を示している。曲線５４は大径端部５０付近
での応力を、曲線５６は小径端部付近での応力を表す。
前述の実施例では、円周方向の荷重分布を均一化するた
めの対策しか考えていないので、曲線５４で示すように
半径方向のピーク荷重が大きくなり、軸受の疲労寿命の
短縮につながりやすい。またピーク荷重が発生する箇所
が、転動体の両端の間で移動するという好ましくない現
象が起きることも知られている。
径方向の荷重が加えられた場合に、転動体の接触面に作
用する応力を示している。曲線５４は大径端部５０付近
での応力を、曲線５６は小径端部付近での応力を表す。
前述の実施例では、円周方向の荷重分布を均一化するた
めの対策しか考えていないので、曲線５４で示すように
半径方向のピーク荷重が大きくなり、軸受の疲労寿命の
短縮につながりやすい。またピーク荷重が発生する箇所
が、転動体の両端の間で移動するという好ましくない現
象が起きることも知られている。
【００３０】そこで本発明では、半径方向の荷重のピー
ク値を小さくするために、前述の実施例と同様のやり方
で、直角方向の荷重が大きい部分では、転動体に接触す
る部材のたわみ性を大きくすることによって、この部分
にかかる荷重を小さくし、これによって大径端部と小径
端部における荷重の大きさの差を縮小できるようにし
た。
ク値を小さくするために、前述の実施例と同様のやり方
で、直角方向の荷重が大きい部分では、転動体に接触す
る部材のたわみ性を大きくすることによって、この部分
にかかる荷重を小さくし、これによって大径端部と小径
端部における荷重の大きさの差を縮小できるようにし
た。
【００３１】このための具体的な手段としては、たとえ
ば高いエッジロードを受ける軸受外輪の外周面１８を部
分的に切欠く方法が考えられる。図５に示す軸受の場
合、大径端部５０の側に大きな荷重がかかるので、外輪
の外周面１８の一部、すなわち転動体の大径端部５０と
半径方向に向き合う部分に切欠を設ける。具体的には図
７に示すように、外輪５３の外周面１８を削り取ること
によって、転動体の小径端部５２のある付近から大径端
部５０の側に内向きに傾斜する円錐形のテーパー面を設
け、これによってハウジングと外輪との間に隙間を形成
する。
ば高いエッジロードを受ける軸受外輪の外周面１８を部
分的に切欠く方法が考えられる。図５に示す軸受の場
合、大径端部５０の側に大きな荷重がかかるので、外輪
の外周面１８の一部、すなわち転動体の大径端部５０と
半径方向に向き合う部分に切欠を設ける。具体的には図
７に示すように、外輪５３の外周面１８を削り取ること
によって、転動体の小径端部５２のある付近から大径端
部５０の側に内向きに傾斜する円錐形のテーパー面を設
け、これによってハウジングと外輪との間に隙間を形成
する。
【００３２】隙間の大きさはエッジロードの大きさに比
例して徐々に大きくする。但し外周面１８にはテーパー
面が形成されていない部分を残しておく必要がある。そ
うしないとハウジング４２内での外輪の座りが悪くなっ
てしまうからである。大径端部５０に向き合う部分では
外輪の外周面５７はハウジングの面４３に接触していな
いので、他の部分よりも容易に半径方向にたわむことが
できる。
例して徐々に大きくする。但し外周面１８にはテーパー
面が形成されていない部分を残しておく必要がある。そ
うしないとハウジング４２内での外輪の座りが悪くなっ
てしまうからである。大径端部５０に向き合う部分では
外輪の外周面５７はハウジングの面４３に接触していな
いので、他の部分よりも容易に半径方向にたわむことが
できる。
【００３３】図８、９は上記手段の利点を示している。
図８は転動体１６の接線に沿って荷重が均等に分布して
いること、および大径端部５０に向き合う部分で外輪５
３とハウジング４２の間に形成された半径方向の隙間５
８を示している。図９から、隙間５８を設けることによ
って、大径端部５４および小径端部５６における荷重の
大きさの差が縮小したことがわかる。上で述べたように
図６で示すような高いピーク荷重を低くできるため、軸
受の寿命がのびる。
図８は転動体１６の接線に沿って荷重が均等に分布して
いること、および大径端部５０に向き合う部分で外輪５
３とハウジング４２の間に形成された半径方向の隙間５
８を示している。図９から、隙間５８を設けることによ
って、大径端部５４および小径端部５６における荷重の
大きさの差が縮小したことがわかる。上で述べたように
図６で示すような高いピーク荷重を低くできるため、軸
受の寿命がのびる。
【００３４】図１０は、円錐形外周面６７を有する軸受
外輪６６を示し、この円錐形外周面６７は、図７に示す
軸受外輪５３のテーパー面とは反対の方向に傾斜してい
る。この実施例は、小径端部５２の付近に大きな応力が
生じる場合に適用される例である。この例でも外輪の座
りを安定させるために、外周面１８の６８で示す部分に
はテーパー面を形成していない。
外輪６６を示し、この円錐形外周面６７は、図７に示す
軸受外輪５３のテーパー面とは反対の方向に傾斜してい
る。この実施例は、小径端部５２の付近に大きな応力が
生じる場合に適用される例である。この例でも外輪の座
りを安定させるために、外周面１８の６８で示す部分に
はテーパー面を形成していない。
【００３５】また本発明者は、実験の結果、軌道輪の背
面２０とハウジングの面４５との間の所定の部分に隙間
を設けることによっても、転動体１６の接触面に沿って
生じる応力を均等に分散できることを発見した。図１１
に示す外輪７２の背面７４には、円錐形のテーパー面が
形成されており、このテーパー面によって半径方向外側
に向かって広がる隙間が形成される。この隙間を設ける
ことによって、この部分で外輪のたわみ性が大きくなる
ため、大径端部５０付近で生じる応力を軽減させられる
ことがわかった。これは大径端部５０に作用する荷重が
上記テーパー面で支持されるためである。
面２０とハウジングの面４５との間の所定の部分に隙間
を設けることによっても、転動体１６の接触面に沿って
生じる応力を均等に分散できることを発見した。図１１
に示す外輪７２の背面７４には、円錐形のテーパー面が
形成されており、このテーパー面によって半径方向外側
に向かって広がる隙間が形成される。この隙間を設ける
ことによって、この部分で外輪のたわみ性が大きくなる
ため、大径端部５０付近で生じる応力を軽減させられる
ことがわかった。これは大径端部５０に作用する荷重が
上記テーパー面で支持されるためである。
【００３６】外輪７２をハウジング４１に対して軸方向
に位置決めできるように、外輪の背面２０にはテーパー
面を形成しない部分を残しておく。転動体と軌道輪間と
の接線にそって作用する応力の分布を均等化するための
手段は、軌道輪の全周３６０°に渡って設ける必要があ
る場合もある。またそのような手段を軌道輪の円周の一
部にだけ設ける場合は、位置決め用のマークを軌道輪に
設ける必要がある。
に位置決めできるように、外輪の背面２０にはテーパー
面を形成しない部分を残しておく。転動体と軌道輪間と
の接線にそって作用する応力の分布を均等化するための
手段は、軌道輪の全周３６０°に渡って設ける必要があ
る場合もある。またそのような手段を軌道輪の円周の一
部にだけ設ける場合は、位置決め用のマークを軌道輪に
設ける必要がある。
【００３７】図１２は、図１１の例と同様に背面７８に
テーパー面を設けた外輪７６を示す。但しこの例では、
テーパー面は半径方向の隙間が半径方向内側に向かって
徐々に大きくなるように形成されている。この実施例は
小径端部５２の側の応力を小さくする場合に適用され
る。
テーパー面を設けた外輪７６を示す。但しこの例では、
テーパー面は半径方向の隙間が半径方向内側に向かって
徐々に大きくなるように形成されている。この実施例は
小径端部５２の側の応力を小さくする場合に適用され
る。
【００３８】両軌道輪間の芯ずれに起因する荷重分布の
ばらつきのみに対応できる実施例の場合、外輪３６のケ
ースに対する回転方向の位置決めを行うための目印を設
けるのが望ましい。また半径方向の荷重およびエッジロ
ードの両方について、分布のばらつきをなくすことがで
きるような構造にすることも可能である。
ばらつきのみに対応できる実施例の場合、外輪３６のケ
ースに対する回転方向の位置決めを行うための目印を設
けるのが望ましい。また半径方向の荷重およびエッジロ
ードの両方について、分布のばらつきをなくすことがで
きるような構造にすることも可能である。
【００３９】そのような構造の一例を図１３に示す。図
１３はこの実施例の外輪８０の横断面図である。図示の
ように、円筒形の外周面１８を削り取って、元の面１８
に対して所定の角度をなすテーパー面８２を形成する。
この実施例では外周面の長さ方向全長に渡ってテーパー
面を形成しているため、外輪のこの部分はハウジングの
面４３に安定的に支持させることができない。したがっ
て外輪８０全体をハウジング４２にしっかり取り付ける
ことができるように、外輪８０の円周方向の１８０°以
上の範囲に渡る部分には、図１３に示すテーパー面は設
けず、円筒形の面を残しておく。円周方向の一部にしか
テーパー面を設けないので、この場合は回転方向位置決
め用の目印を外輪に設けておくのが望ましい。
１３はこの実施例の外輪８０の横断面図である。図示の
ように、円筒形の外周面１８を削り取って、元の面１８
に対して所定の角度をなすテーパー面８２を形成する。
この実施例では外周面の長さ方向全長に渡ってテーパー
面を形成しているため、外輪のこの部分はハウジングの
面４３に安定的に支持させることができない。したがっ
て外輪８０全体をハウジング４２にしっかり取り付ける
ことができるように、外輪８０の円周方向の１８０°以
上の範囲に渡る部分には、図１３に示すテーパー面は設
けず、円筒形の面を残しておく。円周方向の一部にしか
テーパー面を設けないので、この場合は回転方向位置決
め用の目印を外輪に設けておくのが望ましい。
【００４０】円錐面８２は切欠く前の面１８に対して傾
斜しているので、転動体と軌道輪との接線に沿って生じ
る応力の分布のばらつきを小さくすることができる。ま
た外輪８０とハウジング４２の間において、外輪の円周
方向の所定の部分に、外輪の軸方向全長に渡ってのびる
半径方向の隙間を設けたので、外輪の円周に沿って半径
方向に作用する応力の分布のばらつきも小さくすること
ができる。
斜しているので、転動体と軌道輪との接線に沿って生じ
る応力の分布のばらつきを小さくすることができる。ま
た外輪８０とハウジング４２の間において、外輪の円周
方向の所定の部分に、外輪の軸方向全長に渡ってのびる
半径方向の隙間を設けたので、外輪の円周に沿って半径
方向に作用する応力の分布のばらつきも小さくすること
ができる。
【００４１】図１４は、外周面に円錐面を設ける代わり
に、ハウジングの面４３より直径が小さい円筒面８６、
８８、９０を段状に、すなわち下段の円筒面ほど直径が
大きくなるように設けた点を除けば、図１３の外輪と基
本的には同じ機能を持つ外輪８４を示している。この実
施例は図１３の実施例と作用は同じであるが、加工しや
すいという利点がある。上で述べたようにこの実施例の
場合も、外輪８４外周面の円周方向のかなりの部分をハ
ウジングに密着させる必要がある。
に、ハウジングの面４３より直径が小さい円筒面８６、
８８、９０を段状に、すなわち下段の円筒面ほど直径が
大きくなるように設けた点を除けば、図１３の外輪と基
本的には同じ機能を持つ外輪８４を示している。この実
施例は図１３の実施例と作用は同じであるが、加工しや
すいという利点がある。上で述べたようにこの実施例の
場合も、外輪８４外周面の円周方向のかなりの部分をハ
ウジングに密着させる必要がある。
【００４２】図１５は、外輪の円周方向の特定の部分に
作用する最大応力を緩和するため、および各転動体の大
径および小径端部５０、５２に加えられる応力の差を小
さくするための切欠を設けた外輪９２を示している。こ
の実施例では背面９４全体がテーパー面になっており、
このテーパー面によってハウジングとの間に形成される
隙間が、軸受にかかる荷重による応力を緩和する役目を
している。またこのテーパー面９４は、転動体の大径端
部５０および小径端部５２に作用する応力の差を縮小す
る役目も果たしている。この例では外輪９２によって大
径端部５０側の応力をより小さくすることができる。
作用する最大応力を緩和するため、および各転動体の大
径および小径端部５０、５２に加えられる応力の差を小
さくするための切欠を設けた外輪９２を示している。こ
の実施例では背面９４全体がテーパー面になっており、
このテーパー面によってハウジングとの間に形成される
隙間が、軸受にかかる荷重による応力を緩和する役目を
している。またこのテーパー面９４は、転動体の大径端
部５０および小径端部５２に作用する応力の差を縮小す
る役目も果たしている。この例では外輪９２によって大
径端部５０側の応力をより小さくすることができる。
【００４３】図１６に示す実施例では、軸受９６のたわ
み性を部分的に大きくするための切欠きを、外輪１２ま
たは内輪１４に設ける代わりに、これらの部材と接触す
る部材に設けている。より具体的には、通常外輪の背面
２０と完全に密着しているハウジング４２の面９８に切
欠きを設け、楔形の隙間１０２を形成する。この隙間１
０２によって転動体の小径端部５２に対向する部分の外
輪１２のたわみ性が大きくなる。つまり図１２の実施例
と同様の効果が得られる。またハウジング４２の面４３
を点線１０４または１０６に沿って切欠くことによっ
て、図７、１０の実施例と同様に、小径端部または大径
端部にかかる負荷を小さくしてもよい。
み性を部分的に大きくするための切欠きを、外輪１２ま
たは内輪１４に設ける代わりに、これらの部材と接触す
る部材に設けている。より具体的には、通常外輪の背面
２０と完全に密着しているハウジング４２の面９８に切
欠きを設け、楔形の隙間１０２を形成する。この隙間１
０２によって転動体の小径端部５２に対向する部分の外
輪１２のたわみ性が大きくなる。つまり図１２の実施例
と同様の効果が得られる。またハウジング４２の面４３
を点線１０４または１０６に沿って切欠くことによっ
て、図７、１０の実施例と同様に、小径端部または大径
端部にかかる負荷を小さくしてもよい。
【００４４】図１７は、外輪１２とハウジング４２の接
触部に隙間を設ける代わりに、上記２つの部材の内のど
ちらか一方の部材（この実施例では外輪１０８）の圧縮
性を部分的に大きくすることによってたわみ性を大きく
した実施例を示す。すなわち外輪１０８の前面２２にス
ロット１１０を形成し、外輪のこの部分での半径方向の
圧縮性を大きくすることによって、他の実施例と同様に
この部分に生じる応力の緩和を図っている。このような
圧縮性を部分的に変える方法は、転動体の大径端部と小
径端部にかかる応力を調整するためばかりでなく、軸受
全体にかかる荷重の配分を調整するためにも用いること
ができる。たとえば外輪１２の円周の一部に、背面２０
から前面２２に貫通する複数の孔を設けることによっ
て、外輪のこの部分の圧縮性を大きくしてもよい。
触部に隙間を設ける代わりに、上記２つの部材の内のど
ちらか一方の部材（この実施例では外輪１０８）の圧縮
性を部分的に大きくすることによってたわみ性を大きく
した実施例を示す。すなわち外輪１０８の前面２２にス
ロット１１０を形成し、外輪のこの部分での半径方向の
圧縮性を大きくすることによって、他の実施例と同様に
この部分に生じる応力の緩和を図っている。このような
圧縮性を部分的に変える方法は、転動体の大径端部と小
径端部にかかる応力を調整するためばかりでなく、軸受
全体にかかる荷重の配分を調整するためにも用いること
ができる。たとえば外輪１２の円周の一部に、背面２０
から前面２２に貫通する複数の孔を設けることによっ
て、外輪のこの部分の圧縮性を大きくしてもよい。
【００４５】さらに図１７の実施例の場合、転動体と軌
道輪の接線に沿って作用する荷重分布のばらつきを小さ
くすると共に、回転する内輪１４によって加えられる荷
重による応力を緩和するための手段を内輪１４に設けて
もよい。すなわち図１７の例では、内輪１４に固着した
シャフト１１２の表面に点線１１４で示すような逃げを
設けるか、内輪１４の内周面を点線１１６に沿って切欠
くことによって、内輪の円周方向の所定の部分のたわみ
性を大きくしている。この実施例は、内輪１４が固定さ
れ外輪が回転する場合、あるいは外輪が固定され回転す
るシャフト１１２（および内輪１４）に遠心力が作用す
る場合にも応用できる。
道輪の接線に沿って作用する荷重分布のばらつきを小さ
くすると共に、回転する内輪１４によって加えられる荷
重による応力を緩和するための手段を内輪１４に設けて
もよい。すなわち図１７の例では、内輪１４に固着した
シャフト１１２の表面に点線１１４で示すような逃げを
設けるか、内輪１４の内周面を点線１１６に沿って切欠
くことによって、内輪の円周方向の所定の部分のたわみ
性を大きくしている。この実施例は、内輪１４が固定さ
れ外輪が回転する場合、あるいは外輪が固定され回転す
るシャフト１１２（および内輪１４）に遠心力が作用す
る場合にも応用できる。
【００４６】図１８はこの発明の円筒形ころ軸受の実施
例を示す。軸受１１６は外輪１１８、内輪１２０、円筒
形の転動体１２２からなる。図示のようにこの軸受１１
６は、外輪ハウジング１２４とシャフト１２６からなる
支持体内に収容されている。
例を示す。軸受１１６は外輪１１８、内輪１２０、円筒
形の転動体１２２からなる。図示のようにこの軸受１１
６は、外輪ハウジング１２４とシャフト１２６からなる
支持体内に収容されている。
【００４７】テーパー軸受の場合と同様に、円筒形ころ
軸受１１６の場合も、軸受の円周方向の荷重配分や、円
筒形ころ１２２と軌道輪１１８、１２０との接線に沿っ
て作用する応力の分布に大きなばらつきが生じることが
ある。テーパー軸受に関して上で説明したこの発明の原
理は、円筒形ころ軸受にも応用できる。その具体例のい
くつかを図１８に示している。たとえば円周方向の荷重
配分のばらつきを小さくしたい場合は、外輪１１８の一
部に逃げを設ければよい。点線１２８に沿って逃げを設
けることによって、外輪１１８の円周方向の所定の部分
がたわみやすくなり、図２に示すように応力分布のばら
つきを小さくできる。
軸受１１６の場合も、軸受の円周方向の荷重配分や、円
筒形ころ１２２と軌道輪１１８、１２０との接線に沿っ
て作用する応力の分布に大きなばらつきが生じることが
ある。テーパー軸受に関して上で説明したこの発明の原
理は、円筒形ころ軸受にも応用できる。その具体例のい
くつかを図１８に示している。たとえば円周方向の荷重
配分のばらつきを小さくしたい場合は、外輪１１８の一
部に逃げを設ければよい。点線１２８に沿って逃げを設
けることによって、外輪１１８の円周方向の所定の部分
がたわみやすくなり、図２に示すように応力分布のばら
つきを小さくできる。
【００４８】前の実施例と同様に、この実施例でも外輪
１１８をハウジング１２４に強固に固定するために、逃
げを設けない部分をかなり残しておく必要がある。円筒
形ころ１２２と軌道輪１１８、１２０の接線に沿った応
力分布のばらつきを小さくするためには、点線１３０ま
たは１３２で示すような楔形の隙間を形成すればよい。
分かりやすくするために、図面では点線１２８、１３
０、１３２は誇張して示している。これらの点線で示す
逃げは、前の実施例と同様に、外輪のハウジング１２４
や、内輪１２０や、シャフト１２６に設ける場合もあ
る。
１１８をハウジング１２４に強固に固定するために、逃
げを設けない部分をかなり残しておく必要がある。円筒
形ころ１２２と軌道輪１１８、１２０の接線に沿った応
力分布のばらつきを小さくするためには、点線１３０ま
たは１３２で示すような楔形の隙間を形成すればよい。
分かりやすくするために、図面では点線１２８、１３
０、１３２は誇張して示している。これらの点線で示す
逃げは、前の実施例と同様に、外輪のハウジング１２４
や、内輪１２０や、シャフト１２６に設ける場合もあ
る。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、軸受にかかる荷重を軸受
の円周方向に分散させたり、各転動体と軌道輪の接線に
沿って生じる応力の分布を均一にすれば、軸受の寿命を
延ばし、軸受の負荷容量を大きくすることができる。
の円周方向に分散させたり、各転動体と軌道輪の接線に
沿って生じる応力の分布を均一にすれば、軸受の寿命を
延ばし、軸受の負荷容量を大きくすることができる。
【００５０】この発明では、軸受の円周方向の広い範囲
に荷重を分散させることによって、接触応力のピーク値
を減少させているので、軸受の寿命を延ばすとともに、
最大負荷容量を大きくすることが可能になる。
に荷重を分散させることによって、接触応力のピーク値
を減少させているので、軸受の寿命を延ばすとともに、
最大負荷容量を大きくすることが可能になる。
【００５１】また、軌道輪のどちらか一方または両方の
一部を、残りの部分よりたわみやすく形成し、最大荷重
がかかる部分がたわみやすい部分と一致するように軌道
輪を位置決めすることによって、接触応力のピーク値を
小さくできる。
一部を、残りの部分よりたわみやすく形成し、最大荷重
がかかる部分がたわみやすい部分と一致するように軌道
輪を位置決めすることによって、接触応力のピーク値を
小さくできる。
【００５２】さらに、軌道輪の一方の軸方向の所定部分
にたわみ性の大きい部分を設けたので、各転動体と両軌
道輪との接線に沿って作用する応力のピーク値、すなわ
ち応力分布のばらつきを小さくすることができ、軸受の
円周方向の荷重のピーク値を小さくする場合と同様に、
軸受の寿命を延ばすことができる。
にたわみ性の大きい部分を設けたので、各転動体と両軌
道輪との接線に沿って作用する応力のピーク値、すなわ
ち応力分布のばらつきを小さくすることができ、軸受の
円周方向の荷重のピーク値を小さくする場合と同様に、
軸受の寿命を延ばすことができる。
【図１】テーパーころ軸受と、軸受に大きな半径方向成
分を有する荷重が作用した場合に転動体にかかる反力の
大きさと円周方向の範囲を示す図
分を有する荷重が作用した場合に転動体にかかる反力の
大きさと円周方向の範囲を示す図
【図２】各ローラーの軸受円周方向の位置に対する圧縮
応力の大きさを示す図表
応力の大きさを示す図表
【図３】背面の一部に逃げを設けることにより軸方向の
撓み性を大きくした軸受の外輪を示す図
撓み性を大きくした軸受の外輪を示す図
【図４】背面の一部の撓み性を残りの部分より大きくし
た別の実施例の外輪を示す半径方向横断面図
た別の実施例の外輪を示す半径方向横断面図
【図５】各転動体と内外輪との接線に沿って作用する応
力の分布に大きなばらつきが生じていることを示すテー
パーころ軸受の半径方向横断面図
力の分布に大きなばらつきが生じていることを示すテー
パーころ軸受の半径方向横断面図
【図６】図５に示す軸受のテーパーころの大径端部と小
径端部の位置に対する圧縮応力の大きさを表す図表
径端部の位置に対する圧縮応力の大きさを表す図表
【図７】各転動体と内外輪との接線に沿って作用する応
力の分布のばらつきを小さくする手段を設けた実施例の
軸受外輪を示す図
力の分布のばらつきを小さくする手段を設けた実施例の
軸受外輪を示す図
【図８】軸受の転動体と内外輪との接線に沿って生じる
応力の分布を表す図
応力の分布を表す図
【図９】軸受の円周方向各位置において転動体の大径端
部および小径端部に作用する応力を示す図表
部および小径端部に作用する応力を示す図表
【図１０】小径端部にかかる応力を小さくするための手
段を設けた軸受外輪の半径方向横断面図
段を設けた軸受外輪の半径方向横断面図
【図１１】大径端部にかかる応力を軽減するための手段
を設けた実施例の軸受外輪の半径方向横断面図
を設けた実施例の軸受外輪の半径方向横断面図
【図１２】小径端部にかかる応力を減らすための手段を
設けた軸受外輪の半径方向横断面図
設けた軸受外輪の半径方向横断面図
【図１３】外部から軸受に作用する荷重および軌道輪の
軸線のずれに起因する応力のピーク値を小さくするため
の手段を設けた軸受外輪の半径方向横断面図
軸線のずれに起因する応力のピーク値を小さくするため
の手段を設けた軸受外輪の半径方向横断面図
【図１４】外輪の半径方向の幅を段階的に変化させるこ
とによって撓み性を変化させた実施例の軸受外輪の半径
方向横断面図
とによって撓み性を変化させた実施例の軸受外輪の半径
方向横断面図
【図１５】半径方向の荷重によって発生する応力のピー
ク値および各転動体の大径端部に作用する応力を小さく
する手段を背面に設けた実施例の軸受外輪の半径方向横
断面図
ク値および各転動体の大径端部に作用する応力を小さく
する手段を背面に設けた実施例の軸受外輪の半径方向横
断面図
【図１６】各転動体に作用する応力の分布のばらつきを
小さくする手段を軸受のハウジングに設けた実施例の軸
受の半径方向横断面図
小さくする手段を軸受のハウジングに設けた実施例の軸
受の半径方向横断面図
【図１７】軸受外輪にスロットを設けることによって撓
み性に変化を持たせた実施例の軸受の半径方向横断面図
み性に変化を持たせた実施例の軸受の半径方向横断面図
【図１８】外部から作用する荷重の分布を平均化させる
ための手段を設けた円筒ころ軸受の半径方向横断面図
ための手段を設けた円筒ころ軸受の半径方向横断面図
１０ 転がり軸受 １２ 外輪 １４ 内輪 ４２ ハウジング
Claims (45)
- 【請求項１】 中心孔と転動体転走面を有する内輪１４
と、 転動体転走面と、外周面と、半径方向にのびる２つの側
面とを有する外輪１２と、 前記外輪を支持するハウジング４２と、 前記内輪の転走面と外輪の転走面との間に組み込まれた
複数の転動体からなる転がり軸受１０において、 前記転がり軸受は円周方向に並んだ負荷領域と非負荷領
域とを有し、軸受に荷重が加わると、負荷領域の方が非
負荷領域よりも大きくたわむようになっており、 軸受に荷重が加えられたときに、たわみ特性が全周にわ
たってほぼ等しい軸受と比較して前記負荷領域内にある
転動体に加わる荷重を減らせる位置に、前記負荷領域を
位置決めするための手段を設けた転がり軸受。 - 【請求項２】 軸受全周に対する前記負荷領域の中心角
を１８０°未満とした請求項１に記載の転がり軸受。 - 【請求項３】 前記負荷領域内において、前記外輪の半
径方向にのびる２つの側面のいずれか一方と、前記ハウ
ジングとの接触部に、支持剛性の低い領域を設けた請求
項１に記載の転がり軸受。 - 【請求項４】 前記転がり軸受がテーパー転がり軸受で
あり、前記外輪の２つの半径方向にのびる側面をそれぞ
れ第１、第２の半径面とした場合、第２の半径面の方が
第１の半径面よりも半径方向の幅が広く、前記支持剛性
の低い領域を前記第２の半径面の近くに設けた請求項３
に記載の転がり軸受。 - 【請求項５】 外輪の一方の半径面の軸方向の幅は、前
記負荷領域内の部分を、前記非負荷領域内の部分よりも
狭く設定した請求項３に記載の転がり軸受。 - 【請求項６】 外輪の前記一方の半径面のうち、前記非
負荷領域内の部分は単一の平面上にあり、前記負荷領域
内の部分は前記平面上にはない請求項５に記載の転がり
軸受。 - 【請求項７】 前記一方の半径面のうち、前記負荷領域
内の部分は前記平面とは別の第２の平面上にある請求項
６に記載の転がり軸受。 - 【請求項８】 前記第２の平面が軸受の軸線に対して直
角に配置される請求項７に記載の転がり軸受。 - 【請求項９】 前記第２の平面が軸受の軸線に対して傾
いている請求項７に記載の転がり軸受。 - 【請求項１０】 前記負荷領域内の一つの面が軸方向に
段状に形成されている請求項６に記載の転がり軸受。 - 【請求項１１】 前記ハウジングはほぼ半径方向にのび
る面を有し、この面は前記支持剛性の低い領域および前
記負荷領域を形成している前記外輪の半径面から離れて
おり、前記支持剛性の低い領域および負荷領域を構成し
ている第１の円周方向の部分と、前記外輪の半径面に接
触し、前記非負荷領域を構成している第２の円周方向部
分とからなる請求項３に記載の転がり軸受。 - 【請求項１２】 前記外輪の外周面と前記ハウジングと
の接触部に、前記負荷領域を構成する支持剛性の低い半
径方向にのびる領域を設けた請求項１に記載の転がり軸
受。 - 【請求項１３】 前記外輪の外周面を円周方向に非対称
形に形成した請求項１２に記載の転がり軸受。 - 【請求項１４】 前記外輪の外周面における前記非負荷
領域内の部分に円筒面を形成し、外輪の外周面における
負荷領域内の部分は、前記円筒面からずれた位置に設
け、この部分を前記支持剛性の低い領域とした請求項１
３に記載の転がり軸受。 - 【請求項１５】 前記外輪外周面の支持剛性の低い領域
内の部分を、前記円筒面より直径の小さい第２の円筒面
とした請求項１４に記載の転がり軸受。 - 【請求項１６】 前記第２の円筒面が軸受の軸線と平行
にのびている請求項１５に記載の転がり軸受。 - 【請求項１７】 前記外輪外周面の支持剛性の低い部分
を、軸受の軸線に対して傾いた円筒面で構成した請求項
１５に記載の転がり軸受。 - 【請求項１８】 前記外輪外周面の支持剛性の低い部分
を、軸方向に段状の面で構成した請求項１５に記載の転
がり軸受。 - 【請求項１９】 前記ハウジングには、前記軸受外輪の
外周面に密着する第１の円筒面と、前記第１の円筒面か
ら半径方向外側に位置し、前記支持剛性の低い領域を形
成する第２の面とが形成されている請求項１２に記載の
軸受。 - 【請求項２０】 前記軸受は、転動体が円筒形の円筒こ
ろ軸受である請求項１に記載の軸受。 - 【請求項２１】 中心孔と転動体転走面を有する内輪
と、 転動体転走面と、外周面と、ほぼ半径方向にのびる背面
と、背面より半径方向の幅が狭い半径方向にのびる前面
とを有する外輪と、 前記内輪と外輪の転走面の間に組み込まれた複数の転動
体を備え、 前記内輪と外輪の少なくともどちらか一方は円周方向に
並んだ負荷領域と非負荷領域とを有し、負荷領域の方が
非負荷領域よりもたわみやすくなっており、 軸受に荷重が加えられたときに、たわみ特性が全周にわ
たってほぼ等しい軸受と比較して前記負荷領域内にある
転動体に加わる荷重を減らせる位置に、前記負荷領域を
位置決めするための手段を設けたテーパー転がり軸受。 - 【請求項２２】 軸受全周に対する前記負荷領域の中心
角を１８０°未満とした請求項２１に記載のテーパー転
がり軸受。 - 【請求項２３】 前記負荷領域内において、前記外輪の
半径方向にのびる２つの面のいずれか一方と、軸受のハ
ウジングとの接触部に、支持剛性の低い領域を設けた請
求項２１に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項２４】 前記外輪の２つの半径方向の面のうち
どちらか一方を回転方向に非対称形に形成した請求項２
３に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項２５】 前記外輪の背面の一部が平面状に形成
されており、前記背面のうち前記支持剛性の低い領域内
の部分は前記平面上にない請求項２４に記載のテーパー
転がり軸受。 - 【請求項２６】 前記外輪背面の支持剛性の低い領域内
の部分を平面状に形成した請求項２５に記載のテーパー
転がり軸受。 - 【請求項２７】 前記外輪背面の支持剛性の低い領域内
の平面が、軸受の軸線に対して直角にのびている請求項
２６に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項２８】 前記外輪背面の支持剛性の低い領域内
の平面が、軸受の軸線に対して傾いている請求項２６に
記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項２９】 前記外輪背面の支持剛性の低い領域内
の部分を、軸方向に段状の面で構成した請求項２５に記
載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項３０】 前記外輪の外周面とハウジングとの接
触部に、前記負荷領域を構成する支持剛性の低い領域を
設けた請求項２１に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項３１】 前記外輪の外周面を円周方向に非対称
形に形成した請求項３０に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項３２】 前記外輪の外周面の一部を円筒面状に
形成し、外輪の外周面の前記支持剛性の低い領域を、前
記円筒面からずらして設けた請求項３１に記載のテーパ
ー転がり軸受。 - 【請求項３３】 前記外輪外周面の支持剛性の低い領域
内の部分を、円筒面状に形成した請求項３２に記載のテ
ーパー転がり軸受。 - 【請求項３４】 前記外輪外周面の支持剛性の低い領域
に形成した円筒面が、軸受の軸線と平行にのびている請
求項３３に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項３５】 前記外輪外周面の支持剛性の低い領域
に形成した円筒面が、軸受の軸線に対して傾いている請
求項３３に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項３６】 前記外輪外周面の支持剛性の低い部分
を、軸方向に段状の面で構成した請求項１５に記載のテ
ーパー転がり軸受。 - 【請求項３７】 中心孔と転動体転走面を有する内輪
と、 転動体転走面と、外周面と、ほぼ半径方向にのびる背面
と背面より半径方向の幅が狭い半径方向にのびる前面と
を有する外輪と、 前記外輪を支持するほぼ円筒形の面と、前記外輪の背面
に係合するほぼ半径方向にのびる面とを有するハウジン
グと、 前記内輪と外輪の転走面の間に組み込まれた複数の転動
体を備え、 前記外輪の外周面と前ハウジングの円筒面の間、または
前記外輪の背面と前記ハウジングの間のどちらかに、前
記転動体と前記転走面との接線に沿って生じる接触力の
ばらつきを小さくするための支持剛性の低い領域を設け
たテーパー転がり軸受。 - 【請求項３８】 前記支持剛性の低い領域を、前記外輪
の外周面と前記ハウジングのほぼ円筒形の面との間に設
けた請求項３７に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項３９】 前記支持剛性の低い領域を、前記ハウ
ジングのほぼ円筒形の面に対抗する外輪の外周面を円錐
形状とすることによって形成した請求項３８に記載のテ
ーパー転がり軸受。 - 【請求項４０】 前記支持剛性の低い領域を、前記外輪
の外周面を徐々に直径が小さくなる複数の段状をなす円
筒面で構成することによって形成した請求項３８に記載
のテーパー転がり軸受。 - 【請求項４１】 前記支持剛性の低い領域を、前記外輪
の外周面を円筒面とすると共に、前記ハウジングのほぼ
円筒形の面を円錐状とすることによって形成した請求項
３８に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項４２】 前記支持剛性の低い領域を、前記外輪
の背面と前記ハウジングのほぼ半径方向にのびる面の間
に設けた請求項３７に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項４３】 前記支持剛性の低い領域を、前記外輪
の背面を平面状に形成すると共に、前記ハウジングのほ
ぼ半径方向にのびる面を円錐状とすることによって形成
した請求項４２に記載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項４４】 前記支持剛性の低い領域を、前記外輪
の背面と前記ハウジングのほぼ半径方向にのびる面の両
方を平面状とすることによって形成した請求項４２に記
載のテーパー転がり軸受。 - 【請求項４５】 前記支持剛性の低い領域を、前記背面
とハウジングのほぼ半径方向にのびる面を互いに平行で
同一平面上にない同心の環状面とすることによって形成
した請求項４２に記載のテーパー転がり軸受。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/931,195 | 1992-08-17 | ||
| US07/931,195 US5286117A (en) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | Bearing with asymmetrical flexible section |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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