JPH0842576A - 転がり軸受 - Google Patents
転がり軸受Info
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- JPH0842576A JPH0842576A JP17890094A JP17890094A JPH0842576A JP H0842576 A JPH0842576 A JP H0842576A JP 17890094 A JP17890094 A JP 17890094A JP 17890094 A JP17890094 A JP 17890094A JP H0842576 A JPH0842576 A JP H0842576A
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- bearing
- metal flow
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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
- 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
- F16C33/64—Special methods of manufacture
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】軸受の変形による曲げ応力や潤滑切れによる接
線力が作用するような極めて苛酷な使用条件の下でも、
軌道面に非金属介在物を起点として割れが発生せず、長
寿命が保証できる転がり軸受を提供する。 【構成】内外の軌道輪１の少なくとも一方のメタルフロ
ーＭf を転動体の公転方向Ｙに対して±１５°以内とし
た。
線力が作用するような極めて苛酷な使用条件の下でも、
軌道面に非金属介在物を起点として割れが発生せず、長
寿命が保証できる転がり軸受を提供する。 【構成】内外の軌道輪１の少なくとも一方のメタルフロ
ーＭf を転動体の公転方向Ｙに対して±１５°以内とし
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車，農業機械，建
設機械及び鉄鋼機械等に使用される転がり軸受に係り、
特に、ロールネック軸受用に求められる長寿命の転がり
軸受に関するものである。
設機械及び鉄鋼機械等に使用される転がり軸受に係り、
特に、ロールネック軸受用に求められる長寿命の転がり
軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、転がり軸受の寿命とメタルフ
ローとの関係について多くの研究がなされている。例え
ば、日本金属学会会報，第２３巻第１号（１９８４）ｐ
５０に記載の技術資料「軸受用鋼の転動疲労寿命の向
上」（以下、引例１という）には、軸方向に圧延された
直径６５ｍｍの鋼棒材から直径１２ｍｍ、長さ１２ｍｍ
の円筒片を軸に対し種々に角度を変えて採取したもの
（円筒片の外径面に対するメタルフローの方向を採取角
度に応じて平行から直交の範囲で種々に変えたもの）を
試験片とし、線接触型転動疲労試験機を用いて転がり軸
受の構成要素の寿命とメタルフローとの関係を求めた結
果が述べられている。
ローとの関係について多くの研究がなされている。例え
ば、日本金属学会会報，第２３巻第１号（１９８４）ｐ
５０に記載の技術資料「軸受用鋼の転動疲労寿命の向
上」（以下、引例１という）には、軸方向に圧延された
直径６５ｍｍの鋼棒材から直径１２ｍｍ、長さ１２ｍｍ
の円筒片を軸に対し種々に角度を変えて採取したもの
（円筒片の外径面に対するメタルフローの方向を採取角
度に応じて平行から直交の範囲で種々に変えたもの）を
試験片とし、線接触型転動疲労試験機を用いて転がり軸
受の構成要素の寿命とメタルフローとの関係を求めた結
果が述べられている。
【０００３】当該試験の結果によれば、軸受軌道輪の軌
道面に対する材料のメタルフローの方向が軸受寿命に重
要な影響を及ぼすことが明らかで、図５に示すように軸
受の軌道輪１のメタルフローＭf と軸受回転軸Ｘとのな
す角度αが０に近い程、すなわちメタルフローの方向が
回転軸Ｘと平行に近い程転動疲労寿命（以下、単に疲労
ともいう）が長くなることが示されており、その理由と
して非金属介在物の並び方が関係していることが考えら
れるとしている。
道面に対する材料のメタルフローの方向が軸受寿命に重
要な影響を及ぼすことが明らかで、図５に示すように軸
受の軌道輪１のメタルフローＭf と軸受回転軸Ｘとのな
す角度αが０に近い程、すなわちメタルフローの方向が
回転軸Ｘと平行に近い程転動疲労寿命（以下、単に疲労
ともいう）が長くなることが示されており、その理由と
して非金属介在物の並び方が関係していることが考えら
れるとしている。
【０００４】また、本出願人の先の出願に係る特開平３
−２７１３４３号公報（以下、引例２という）では、メ
タルフローの回転軸に対する角度を規制して転動部材の
長寿命化を図ることが提案されている。このものは、図
６に示すように、長円筒状の鋼棒材５をその軸方向に冷
間鍛造して得た円板６をリング状に研削して転がり軸受
の要素部材である軌道輪１を形成するに当たり、その塑
性加工により図７のように形成されるメタルフローＭf
の角度α1 又はα2 （メタルフロー角度）が回転軸Ｘに
対し１０°以上傾斜する程度に塑性加工する。これによ
り、素材内に存在する非金属介在物の緻密化と素材組織
の均質化を達成し、耐摩耗性，耐衝撃性を向上せしめ
て、自動車エンジンのジャンピング現象が生じる程の高
回転領域での軸受の長寿命化を図っている。すなわち、
転がり軸受要素部材の疲労破壊が、最大せん断応力位置
にある非金属介在物が原因となって発生したクラックに
起因することから、特に最大せん断応力位置での加工度
をメタルフローＭf をファクタとして高め、介在物の微
細化，緻密化を図ったものである。
−２７１３４３号公報（以下、引例２という）では、メ
タルフローの回転軸に対する角度を規制して転動部材の
長寿命化を図ることが提案されている。このものは、図
６に示すように、長円筒状の鋼棒材５をその軸方向に冷
間鍛造して得た円板６をリング状に研削して転がり軸受
の要素部材である軌道輪１を形成するに当たり、その塑
性加工により図７のように形成されるメタルフローＭf
の角度α1 又はα2 （メタルフロー角度）が回転軸Ｘに
対し１０°以上傾斜する程度に塑性加工する。これによ
り、素材内に存在する非金属介在物の緻密化と素材組織
の均質化を達成し、耐摩耗性，耐衝撃性を向上せしめ
て、自動車エンジンのジャンピング現象が生じる程の高
回転領域での軸受の長寿命化を図っている。すなわち、
転がり軸受要素部材の疲労破壊が、最大せん断応力位置
にある非金属介在物が原因となって発生したクラックに
起因することから、特に最大せん断応力位置での加工度
をメタルフローＭf をファクタとして高め、介在物の微
細化，緻密化を図ったものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、引例１
及び引例２の上記従来例は、いずれも軸受部材の回転軸
ＸとメタルフローＭf との関係に着目してなされたもの
であり、対象とする軸受も一般的な環境又はせいぜいエ
ンジンシリンダヘッド等のような高速回転下で使用され
るものである。したがって、本出願が対象とする転がり
軸受、特にロールネック軸受の外輪のように、ハウジン
グの剛性が弱くて使用時に曲げ応力が発生して軌道輪が
変形したり、かつまた、圧延水の侵入により潤滑油膜が
切れて軌道面に接線力が作用するといったような苛酷な
条件下で使用される転がり軸受に対する寿命の延長効果
という点では十分ではないという問題点がある。
及び引例２の上記従来例は、いずれも軸受部材の回転軸
ＸとメタルフローＭf との関係に着目してなされたもの
であり、対象とする軸受も一般的な環境又はせいぜいエ
ンジンシリンダヘッド等のような高速回転下で使用され
るものである。したがって、本出願が対象とする転がり
軸受、特にロールネック軸受の外輪のように、ハウジン
グの剛性が弱くて使用時に曲げ応力が発生して軌道輪が
変形したり、かつまた、圧延水の侵入により潤滑油膜が
切れて軌道面に接線力が作用するといったような苛酷な
条件下で使用される転がり軸受に対する寿命の延長効果
という点では十分ではないという問題点がある。
【０００６】更に詳細に述べると、従来例の軌道輪にお
けるメタルフローＭf と転動体の公転方向との関係は図
８のように模式的に示される。すなわち、軌道輪１の軌
道面２の転動体公転方向を矢符号Ｙで表すと、メタルフ
ローＭf は転動体公転方向Ｙと直交する軌道輪幅方向の
流れであり、エンドフローＥf は軌道輪側面側になる図
８の場合に、非金属介在物３がメタルフローＭf 沿いに
軌道輪１の軌道面２に露出していると、先に述べたよう
な苛酷な使用条件により軌道輪１に曲げ応力７や接線力
８が作用すると、非金属介在物３を起点に欠陥が開口
し、軌道面２の早期フレーキングの原因となって軸受の
寿命を劣化させることになる。つまり、非金属介在物の
存在が早期フレーキングの原因となるのは、図８のよう
に軌道輪１の軌道面２の非金属介在物３が転動体の公転
方向Ｙに対して直交する方向のメタルフローＭf の場合
である。
けるメタルフローＭf と転動体の公転方向との関係は図
８のように模式的に示される。すなわち、軌道輪１の軌
道面２の転動体公転方向を矢符号Ｙで表すと、メタルフ
ローＭf は転動体公転方向Ｙと直交する軌道輪幅方向の
流れであり、エンドフローＥf は軌道輪側面側になる図
８の場合に、非金属介在物３がメタルフローＭf 沿いに
軌道輪１の軌道面２に露出していると、先に述べたよう
な苛酷な使用条件により軌道輪１に曲げ応力７や接線力
８が作用すると、非金属介在物３を起点に欠陥が開口
し、軌道面２の早期フレーキングの原因となって軸受の
寿命を劣化させることになる。つまり、非金属介在物の
存在が早期フレーキングの原因となるのは、図８のよう
に軌道輪１の軌道面２の非金属介在物３が転動体の公転
方向Ｙに対して直交する方向のメタルフローＭf の場合
である。
【０００７】これに対して、図９に示すように、メタル
フローＭf を転動体公転方向Ｙと直交する軌道輪１の厚
み方向の流れとした場合には、非金属介在物３も軌道輪
厚み方向に沿って縦に存在する。したがって、非金属介
在物３に曲げ応力７や接線力８が作用してもその影響は
少ないと考えられる。しかしながら、この場合はメタル
フローＭf と荷重方向が一致するために軸受部材の圧壊
強度が大きく低下してしまう。さらに引例１で述べられ
ているように、せん断応力起因の転がり疲労寿命が低下
してしまうなどの不具合を生じる。そのため、図９のよ
うな軌道輪１の厚み方向のメタルフローＭf は、実際に
は採用することができない。
フローＭf を転動体公転方向Ｙと直交する軌道輪１の厚
み方向の流れとした場合には、非金属介在物３も軌道輪
厚み方向に沿って縦に存在する。したがって、非金属介
在物３に曲げ応力７や接線力８が作用してもその影響は
少ないと考えられる。しかしながら、この場合はメタル
フローＭf と荷重方向が一致するために軸受部材の圧壊
強度が大きく低下してしまう。さらに引例１で述べられ
ているように、せん断応力起因の転がり疲労寿命が低下
してしまうなどの不具合を生じる。そのため、図９のよ
うな軌道輪１の厚み方向のメタルフローＭf は、実際に
は採用することができない。
【０００８】そこで、本発明は、このような従来の問題
点に着目してなされたものであり、曲げ応力や接線力が
作用しても非金属介在物の欠陥が開口しないように、メ
タルフローを転動体公転方向（すなわち接線方向）に平
行に設定することにより、例えばロールネック軸受の外
輪のような極めて苛酷な使用条件の下でも、長寿命が保
証できる転がり軸受を提供することを目的としている。
点に着目してなされたものであり、曲げ応力や接線力が
作用しても非金属介在物の欠陥が開口しないように、メ
タルフローを転動体公転方向（すなわち接線方向）に平
行に設定することにより、例えばロールネック軸受の外
輪のような極めて苛酷な使用条件の下でも、長寿命が保
証できる転がり軸受を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、内輪，外輪，転動体を有する転がり軸受におい
て、内輪，外輪の少なくとも一方のメタルフローを転動
体の公転方向に対して±１５°以内としたことを特徴と
するものである。
発明は、内輪，外輪，転動体を有する転がり軸受におい
て、内輪，外輪の少なくとも一方のメタルフローを転動
体の公転方向に対して±１５°以内としたことを特徴と
するものである。
【００１０】
【作用】転がり軸受の寿命を延長するには、軸受材料の
清浄度を良くすることが有効であることは明らかである
が、しかし酸化物系や硫化物系の非金属介在物を零にす
ることはできない。したがって、大なり小なり鋼素材内
に存在するそれらの非金属介在物がメタルフローに沿っ
て軌道面に露出することは避けられない。先にも図８を
援用して述べたように、非金属介在物３がメタルフロー
Ｍf 沿いに軌道輪１の軌道面２に露出している場合に、
苛酷な使用条件により軌道輪１に曲げ応力７や接線力８
が作用すると、非金属介在物３を起点に欠陥が開口し、
軌道面２の早期フレーキングの原因となって軸受の寿命
を劣化させることになる。
清浄度を良くすることが有効であることは明らかである
が、しかし酸化物系や硫化物系の非金属介在物を零にす
ることはできない。したがって、大なり小なり鋼素材内
に存在するそれらの非金属介在物がメタルフローに沿っ
て軌道面に露出することは避けられない。先にも図８を
援用して述べたように、非金属介在物３がメタルフロー
Ｍf 沿いに軌道輪１の軌道面２に露出している場合に、
苛酷な使用条件により軌道輪１に曲げ応力７や接線力８
が作用すると、非金属介在物３を起点に欠陥が開口し、
軌道面２の早期フレーキングの原因となって軸受の寿命
を劣化させることになる。
【００１１】本発明の場合は、軌道輪のような軸受部材
のメタルフローＭf の方向（メタルフロー角θ）は回転
軸Ｘに対する角度ではない。図１に示すように、転動体
公転方向Ｙに対する角度である。そして、当該メタルフ
ロー角θの大きさとしては±１５°以内である。このメ
タルフローＭf に沿って軌道面２に現れる酸化物系や硫
化物系の非金属介在物３の方向も、同じく転動体公転方
向Ｙに対して±１５°以内とほぼ平行する方向になり、
曲げ応力７や接線力８が軌道面２に作用するような苛酷
な使用条件下においても、欠陥が開口しない。したがっ
て非金属介在物の存在は早期フレーキングの原因になら
ない。
のメタルフローＭf の方向（メタルフロー角θ）は回転
軸Ｘに対する角度ではない。図１に示すように、転動体
公転方向Ｙに対する角度である。そして、当該メタルフ
ロー角θの大きさとしては±１５°以内である。このメ
タルフローＭf に沿って軌道面２に現れる酸化物系や硫
化物系の非金属介在物３の方向も、同じく転動体公転方
向Ｙに対して±１５°以内とほぼ平行する方向になり、
曲げ応力７や接線力８が軌道面２に作用するような苛酷
な使用条件下においても、欠陥が開口しない。したがっ
て非金属介在物の存在は早期フレーキングの原因になら
ない。
【００１２】本発明の転がり軸受の構成要素は、外輪，
内輪，転動体であり、本発明の適用は、そのうちの内
輪，外輪の一方または両方に対してなされる。本発明に
おいて、上記軸受要素のメタルフローを転動体の公転方
向に対し±１５°以内とした理由は、メタルフローが１
５°を越えると、接線力が非金属介在物の欠陥を開口さ
せるように作用する力となり、その結果軌道面に早期フ
レーキングが生じやすくなって軸受寿命の低下をもたら
すからである。
内輪，転動体であり、本発明の適用は、そのうちの内
輪，外輪の一方または両方に対してなされる。本発明に
おいて、上記軸受要素のメタルフローを転動体の公転方
向に対し±１５°以内とした理由は、メタルフローが１
５°を越えると、接線力が非金属介在物の欠陥を開口さ
せるように作用する力となり、その結果軌道面に早期フ
レーキングが生じやすくなって軸受寿命の低下をもたら
すからである。
【００１３】本発明に規定するメタルフローを有する転
がり軸受の軌道輪を得るには、その加工方法が関与し、
なかでも、加工に際しての圧延率及び拡径率（いずれも
後述）の関与が重要である。図２に、本発明の転がり軸
受の軌道輪の加工工程を模式的に示す。（イ）は、温度
７００〜８００℃の範囲で加熱して圧延加工された直径
Ｔｍｍの棒鋼を切断して、軸方向のメタルフローＭf を
有する長さＬの軌道輪素材１０を形成する工程である。
がり軸受の軌道輪を得るには、その加工方法が関与し、
なかでも、加工に際しての圧延率及び拡径率（いずれも
後述）の関与が重要である。図２に、本発明の転がり軸
受の軌道輪の加工工程を模式的に示す。（イ）は、温度
７００〜８００℃の範囲で加熱して圧延加工された直径
Ｔｍｍの棒鋼を切断して、軸方向のメタルフローＭf を
有する長さＬの軌道輪素材１０を形成する工程である。
【００１４】（ロ）は、上記軌道輪素材１０を半径方向
に熱間鍛造して、直径Ｔの丸棒を短径ｔのほぼ長円断面
形に鍛伸して第１の中間素材１１を形成する工程であ
る。（ハ）は、上記の厚さｔに鍛伸された第１の中間素
材１１の中央部に、軌道輪の内径孔の下穴となるセンタ
ー穴１２を穴開け加工して、第２の中間素材１３を形成
する工程である。この穴開け加工は、室温でドリル加工
しても良く、又は第１の中間素材１１を加熱してピアシ
ング加工しても良い。
に熱間鍛造して、直径Ｔの丸棒を短径ｔのほぼ長円断面
形に鍛伸して第１の中間素材１１を形成する工程であ
る。（ハ）は、上記の厚さｔに鍛伸された第１の中間素
材１１の中央部に、軌道輪の内径孔の下穴となるセンタ
ー穴１２を穴開け加工して、第２の中間素材１３を形成
する工程である。この穴開け加工は、室温でドリル加工
しても良く、又は第１の中間素材１１を加熱してピアシ
ング加工しても良い。
【００１５】この穴開け加工の寸法は、穴直径ｄ、穴内
径面から素材長径面までの距離（長径方向肉厚）Ｔm と
する。（ニ）は、第２の中間素材１３のセンター穴１２
をローリング鍛造にて拡径加工し、内径Ｄ、肉厚Ｔf の
軌道輪粗部材１５を形成すると共に、メタルフローＭ f
を円周方向に沿って揃える工程である。拡径加工法は、
第２の中間素材１３をバックアップロール１６で押圧し
つつ、センター穴１２内に入れたマンドレル１７を回転
させるものであるが、Ｄリングを用いて穴拡径加工を行
っても良い。
径面から素材長径面までの距離（長径方向肉厚）Ｔm と
する。（ニ）は、第２の中間素材１３のセンター穴１２
をローリング鍛造にて拡径加工し、内径Ｄ、肉厚Ｔf の
軌道輪粗部材１５を形成すると共に、メタルフローＭ f
を円周方向に沿って揃える工程である。拡径加工法は、
第２の中間素材１３をバックアップロール１６で押圧し
つつ、センター穴１２内に入れたマンドレル１７を回転
させるものであるが、Ｄリングを用いて穴拡径加工を行
っても良い。
【００１６】このときの、製品（軌道輪粗部材１５）内
径Ｄと下穴径ｄとの比〔（Ｄ／ｄ）×１００〕を拡径率
と定義する。また、前記第２の中間素材１３における長
径方向肉厚Ｔm とその加工製品である軌道輪粗部材１５
の肉厚（製品肉厚）Ｔf との比〔（Ｔm ／Ｔf ）×１０
０〕を圧延率と定義する。
径Ｄと下穴径ｄとの比〔（Ｄ／ｄ）×１００〕を拡径率
と定義する。また、前記第２の中間素材１３における長
径方向肉厚Ｔm とその加工製品である軌道輪粗部材１５
の肉厚（製品肉厚）Ｔf との比〔（Ｔm ／Ｔf ）×１０
０〕を圧延率と定義する。
【００１７】このような工程を経ることにより、本発明
に規定するメタルフローＭf を有する軌道輪粗部材１５
が得られるので、得られた軌道輪粗部材１５に常法通り
の熱処理，機械加工を施して、転動体の公転方向に対し
て±１５°以内のメタルフローを有する軌道輪を形成す
る。本発明者は、上記の加工工程における圧延率及び拡
径率と軸受寿命との関係について検討を加え、その結
果、それらの間に有意な相関関係を見出した。
に規定するメタルフローＭf を有する軌道輪粗部材１５
が得られるので、得られた軌道輪粗部材１５に常法通り
の熱処理，機械加工を施して、転動体の公転方向に対し
て±１５°以内のメタルフローを有する軌道輪を形成す
る。本発明者は、上記の加工工程における圧延率及び拡
径率と軸受寿命との関係について検討を加え、その結
果、それらの間に有意な相関関係を見出した。
【００１８】具体的には、本発明の転がり軸受にあって
は、上記で定義した圧延率の値を３００〜９００％の範
囲と規定する。３００％未満では非金属介在物の微細化
が不十分で転がり軸受の寿命が低下する。一方、圧延率
が９００％を越えると、非金属介在物の微細化は一層促
進されるのであるが、焼鈍，加熱圧延の工程が重ねて必
要になりコストが上昇する。
は、上記で定義した圧延率の値を３００〜９００％の範
囲と規定する。３００％未満では非金属介在物の微細化
が不十分で転がり軸受の寿命が低下する。一方、圧延率
が９００％を越えると、非金属介在物の微細化は一層促
進されるのであるが、焼鈍，加熱圧延の工程が重ねて必
要になりコストが上昇する。
【００１９】また、上記で定義した拡径率の値は５００
〜１５００％の範囲と規定する。拡径率５００％未満で
は圧延率と同様、非金属介在物の微細化が不十分である
と共にメタルフローが円周方向に十分揃わない。一方、
拡径率は多い方が良いのであるが、１５００％を越える
と焼鈍，加熱圧延の工程が重ねて必要になりコストが上
昇する。
〜１５００％の範囲と規定する。拡径率５００％未満で
は圧延率と同様、非金属介在物の微細化が不十分である
と共にメタルフローが円周方向に十分揃わない。一方、
拡径率は多い方が良いのであるが、１５００％を越える
と焼鈍，加熱圧延の工程が重ねて必要になりコストが上
昇する。
【００２０】以上説明したように、本発明は、軌道輪の
メタルフローを転動体の公転方向に対して±１５°以下
となる方向にして（同一拡径率，圧延率において）寿命
向上を果たす。本発明は更に、軌道輪を大きな拡径率，
圧延率で加工して非金属介在物を微細化し、且つメタル
フローを転動体の公転方向に対して±１５°以下となる
方向にして、更なる寿命の向上を果たすものである。
メタルフローを転動体の公転方向に対して±１５°以下
となる方向にして（同一拡径率，圧延率において）寿命
向上を果たす。本発明は更に、軌道輪を大きな拡径率，
圧延率で加工して非金属介在物を微細化し、且つメタル
フローを転動体の公転方向に対して±１５°以下となる
方向にして、更なる寿命の向上を果たすものである。
【００２１】
【実施例】次ぎに本発明の実施例を説明する。ＳＵＪ−
２材を用い、先に述べた工程を経て軌道輪（内輪及び外
輪）を製造し、それを用いて小形円すいころ軸受（型式
Ｌ４４６４９／６１０）を試作して、内輪回転で寿命試
験を行った。
２材を用い、先に述べた工程を経て軌道輪（内輪及び外
輪）を製造し、それを用いて小形円すいころ軸受（型式
Ｌ４４６４９／６１０）を試作して、内輪回転で寿命試
験を行った。
【００２２】試験装置の概要を図３に示す。図３におい
て２０は被検体のころ軸受で、ハウジング２１に装着さ
れ軸２２の回転で内輪２３を回転駆動する。ハウジング
２１には、外輪２４の下部の位置に切り欠き２５が設け
られている。この切り欠き２５によりハウジング２１の
軸受支持剛性を弱め、軸２２には試験荷重Ｗを断続的に
負荷して被検体の外輪２４の軌道面に交番の曲げ応力を
加えながら転がり疲れ寿命Ｌ10を測定した。
て２０は被検体のころ軸受で、ハウジング２１に装着さ
れ軸２２の回転で内輪２３を回転駆動する。ハウジング
２１には、外輪２４の下部の位置に切り欠き２５が設け
られている。この切り欠き２５によりハウジング２１の
軸受支持剛性を弱め、軸２２には試験荷重Ｗを断続的に
負荷して被検体の外輪２４の軌道面に交番の曲げ応力を
加えながら転がり疲れ寿命Ｌ10を測定した。
【００２３】また、油に水を混入してパイプ２７から被
検体のグリースを充填したころ軸受２０に振りかけ、潤
滑油膜が切れて軌道面に接線力が作用する状況を設定し
て試験した。 Ｆａ＝３６０ｋｇｆ Ｆｒ＝１２００ｋｇ 回転数Ｎ＝４０００ｒｐｍ 計算寿命は７２時間である。
検体のグリースを充填したころ軸受２０に振りかけ、潤
滑油膜が切れて軌道面に接線力が作用する状況を設定し
て試験した。 Ｆａ＝３６０ｋｇｆ Ｆｒ＝１２００ｋｇ 回転数Ｎ＝４０００ｒｐｍ 計算寿命は７２時間である。
【００２４】なお、メタルフローの角度については、被
検体を水：濃塩酸＝１：１の処理液に入れて煮沸し、こ
れを複数回繰り返した後、走査型原子顕微鏡で観察し、
顕微鏡像の写真から転動体の公転方向とメタルフローと
のなす角度±θを求めた。試験の結果を表１に示す。
検体を水：濃塩酸＝１：１の処理液に入れて煮沸し、こ
れを複数回繰り返した後、走査型原子顕微鏡で観察し、
顕微鏡像の写真から転動体の公転方向とメタルフローと
のなす角度±θを求めた。試験の結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】表中の下線は、本発明の範囲外であること
を表す。比較例５，比較例６は、メタルフローの角度θ
は本発明の範囲を満たすが、本発明の拡径率と圧延率と
のいずれか一方を満たしていない。また、比較例７は、
拡径率と圧延率は本発明の範囲を満たすが、メタルフロ
ーの角度θが本発明の範囲を満たしていない。
を表す。比較例５，比較例６は、メタルフローの角度θ
は本発明の範囲を満たすが、本発明の拡径率と圧延率と
のいずれか一方を満たしていない。また、比較例７は、
拡径率と圧延率は本発明の範囲を満たすが、メタルフロ
ーの角度θが本発明の範囲を満たしていない。
【００２７】剥離は、曲げ応力が発生する外輪にのみ発
生した。表１から明らかなように、実施例は軌道面での
剥離が認められたものも、剥離部位の数は比較例より大
幅に少なく、高水準の寿命を示している。Ｌ10寿命とメ
タルフロー角度θとの関係を図４に示す。以上の結果か
らわかるように、本発明の転がり軸受は、曲げ応力が発
生したり、潤滑油膜が切れて軌道面に接線力が生じるよ
うは苛酷な条件下においても長寿命であることが確認で
きた。
生した。表１から明らかなように、実施例は軌道面での
剥離が認められたものも、剥離部位の数は比較例より大
幅に少なく、高水準の寿命を示している。Ｌ10寿命とメ
タルフロー角度θとの関係を図４に示す。以上の結果か
らわかるように、本発明の転がり軸受は、曲げ応力が発
生したり、潤滑油膜が切れて軌道面に接線力が生じるよ
うは苛酷な条件下においても長寿命であることが確認で
きた。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、転がり
軸受の軌道輪の少なくとも一方のメタルフローを転動体
の公転方向に対して±１５°以内としたため、非金属介
在物が微細化されて組織が緻密，均一になり軸受の寿命
が延びるのみならず、曲げ応力が発生して軌道輪が変形
したり、潤滑油膜が切れて軌道面に接線力が作用すると
いったような苛酷な条件下で使用される転がり軸受に対
しても、軌道面の非金属介在物を起点に欠陥が開口して
軌道面の早期フレーキングの原因となることが防止でき
て、その結果、苛酷使用条件下においても軸受寿命が延
長されるという効果を奏する。
軸受の軌道輪の少なくとも一方のメタルフローを転動体
の公転方向に対して±１５°以内としたため、非金属介
在物が微細化されて組織が緻密，均一になり軸受の寿命
が延びるのみならず、曲げ応力が発生して軌道輪が変形
したり、潤滑油膜が切れて軌道面に接線力が作用すると
いったような苛酷な条件下で使用される転がり軸受に対
しても、軌道面の非金属介在物を起点に欠陥が開口して
軌道面の早期フレーキングの原因となることが防止でき
て、その結果、苛酷使用条件下においても軸受寿命が延
長されるという効果を奏する。
【図１】本発明の転がり軸受の軌道輪におけるメタルフ
ローと転動体の公転方向との関係を模式的に表した斜視
図である。
ローと転動体の公転方向との関係を模式的に表した斜視
図である。
【図２】本発明の転がり軸受の軌道輪の製造工程を説明
する図である。
する図である。
【図３】転がり軸受の苛酷条件下での寿命試験装置の概
要を示す斜視図である。
要を示す斜視図である。
【図４】転がり軸受の寿命とメタルフロー角度との関係
を、比較例と比べて表したグラフである。
を、比較例と比べて表したグラフである。
【図５】従来の転がり軸受の軌道輪のメタルフローの態
様を説明する断面図である。
様を説明する断面図である。
【図６】従来の転がり軸受の軌道輪の加工説明図であ
る。
る。
【図７】図６の加工法で形成した軌道輪のメタルフロー
の状態を示す半断面図である。
の状態を示す半断面図である。
【図８】従来の転がり軸受の軌道輪におけるメタルフロ
ーと転動体の公転方向との関係を模式的に表した斜視図
である。
ーと転動体の公転方向との関係を模式的に表した斜視図
である。
【図９】転がり軸受の軌道輪におけるメタルフローと転
動体の公転方向との関係を模式的に表した斜視図であ
る。
動体の公転方向との関係を模式的に表した斜視図であ
る。
１ 軌道輪 ２ 軌道面 Ｙ 転動体の公転方向
Claims (1)
- 【請求項１】 内輪，外輪，転動体を有する転がり軸受
において、内輪，外輪の少なくとも一方のメタルフロー
を転動体の公転方向に対して±１５°以内としたことを
特徴とする転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17890094A JP3610598B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 転がり軸受用軌道輪の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17890094A JP3610598B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 転がり軸受用軌道輪の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842576A true JPH0842576A (ja) | 1996-02-13 |
| JP3610598B2 JP3610598B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=16056654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17890094A Expired - Fee Related JP3610598B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 転がり軸受用軌道輪の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3610598B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003038295A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-08 | Nsk Ltd. | Rolling bearings |
| JP2006220195A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Nsk Ltd | 軸受ユニットの外側部材 |
| JP2006234807A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-09-07 | Nsk Ltd | 欠陥検出方法 |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP17890094A patent/JP3610598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003038295A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-08 | Nsk Ltd. | Rolling bearings |
| JP2006234807A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-09-07 | Nsk Ltd | 欠陥検出方法 |
| JP2006220195A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Nsk Ltd | 軸受ユニットの外側部材 |
| JP4561389B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2010-10-13 | 日本精工株式会社 | 軸受ユニットの外側部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3610598B2 (ja) | 2005-01-12 |
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