JPH11190333A - 円すいころ軸受 - Google Patents

円すいころ軸受

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JPH11190333A
JPH11190333A JP10284751A JP28475198A JPH11190333A JP H11190333 A JPH11190333 A JP H11190333A JP 10284751 A JP10284751 A JP 10284751A JP 28475198 A JP28475198 A JP 28475198A JP H11190333 A JPH11190333 A JP H11190333A
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JP
Japan
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diameter
inner ring
roller
end surface
side end
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Application number
JP10284751A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukio Sato
幸夫 佐藤
Toru Takehara
徹 竹原
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11190333A publication Critical patent/JPH11190333A/ja
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    • 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
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings 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
    • F16C19/225Details of the ribs supporting the end of the rollers
    • 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
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings 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
    • F16C19/34Bearings 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
    • F16C19/36Bearings 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
    • F16C19/364Bearings 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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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 円すいころ軸受において、内輪大つば面とこ
ろ大径側端面との接点位置の滑り速度を小さく抑える。 【解決手段】 円すいころ軸受の内輪は、外側軌道面と
大つば面との間に溝状の逃げを形成しており、円すいこ
ろの大径側端面と転動面との間に面取りが設けてあり、
(1)内輪大つば面ところ大径側端面とが接触する接点
位置の、内輪の外側軌道面からの高さが、ころ大径側端
面の径の6〜9.5%であり、(2)ころ大径側端面の
面取りが接点位置高さの30〜60%であり、そして
(3)内輪の大つば面側逃げの寸法がころ大径側端面の
前記面取りの75%以下とされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧延機や鉄道車両の
駆動装置に使用される円すいころ軸受に関する。特に、
本発明は比較的大きなアキシアル荷重が作用し、回転速
度の速い圧延機のスラスト受けや鉄道車両の駆動装置ピ
ニオン等に使用される円すいころ軸受の大つば面ところ
大径側端面の焼き付き防止の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、圧延機のスラスト軸受や鉄道車両
の駆動装置ピニオン軸受等は、円すいころ軸受が使用さ
れている。
【0003】図5および、図6は、円すいころ軸受にお
いて、内輪2の大つば面2aところ3の大径側端面との
接触状況を示す概念図である。円すいころ軸受に、アキ
シアル荷重が作用すると(図1矢印Fa参照)、荷重の
一部をころ大径側端面と内輪大つば面2aで受け、図6
のような内輪大つば面2aところ3大径側端面との接点
位置(e0)の接触楕円32に図7に示すような圧力分
布が生じる。また、内輪2の大つば面2aところ3の大
径側端面の接点位置(e0)では内輪2ところ3の速度
が異なる。内輪軌道面ところ転動面の接触する画面で滑
りがないとすれば、内輪軌道面では、内輪軌道面の周速
(ri・ωi)ところが内輪軌道面上を公転速度との相対
速度(Vi)は、ころ転動面の自転周速(VR)と等し
い。しかし、内輪大つば面接点位置周速(Vi’)は、
ころの大径側端面接点位置周速(VR’)よりも大き
く、図8にVsで示すような滑りが生じる。この接点位
置(e0)での面圧や滑り速度が大きくなると潤滑状態
によってはその部位に焼き付きを生ずることがあった。
この部位が焼付くと軸受のなめらかな回転機能が損なわ
れ、機械設備全体のトラブルに結びつくことがあった。
そのため、潤滑状態を向上させたり、接触面内の圧力を
下げたり接点位置での滑り速度を下げる方策がとられて
きている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
円すいころ軸受では、図9に示す内輪大つば側の溝状の
逃げ21や図10に示すころ3の大径側端面面取りC1
が大きくとられているため、接触楕円の面積を大きくし
て面圧を低く抑えると接点位置(e0)の下側(内輪軌
道側)接触楕円32が内輪大つばの溝状の逃げ21には
み出し、逃げ周縁に面圧のピークが発生してしまった
り、それを防ぐため接点位置(e0)を高くずらせると
滑り速度Vsが大きくなってしまうという問題点があっ
た。
【0005】また、内輪大つば面2aの溝状の逃げ21
は、大つば面2aの強度に関係し、逃げ21を極端に小
さくすると応力集中を起こすので、強度が低下しない範
囲の大きさが必要である。しかも、内輪大つばの逃げ2
1をできるだけ小さくしてもころの大径側端面の面取り
(C1)が大きいままであると、同じように接触楕円3
2がころの大径側端面の面取り(C1)よりはみ出して
しまい、ころの面取り周縁に面圧のピークが発生してし
まう。
【0006】そこで、本発明は、内輪大つば面の逃げ高
さ(f)ところ大径側端面の面取り(C1)を強度が低
下せず、加工しうる寸法内で小さくして、内輪大つば面
2aところの大径側端面との間の接点位置(e0)の内
輪軌道面からの高さ(e)(本明細書において接点位置
高さと称する)を低くし接点位置の滑り速度を小さく抑
えることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による円すいころ
軸受は、大径部と小径部と、該大径部に形成された大つ
ば面と、該小径部に形成された小つば面とを結ぶ円すい
形状の外側軌道面を有し、該外側軌道面と大つば面との
間に溝状の逃げを形成した内輪と、該外側軌道面に対向
する円すい状の内側軌道面を有する外輪と、大径側端面
と小径側端面とそれら大径側端面と小径側端面とを結ぶ
テーパ周面から成る転動面を有し、該大径側端面と転動
面との間に面取りが設けてあり、前記内輪と外輪との間
に介装され該転動面が前記内輪の外側軌道面と前記外輪
の内側軌道面と接触するとともに前記大径側端面が前記
内輪の大つば面と接触する複数個の円すいころと、それ
ら円すいころを保持する保持器とを有し、(1)内輪大
つば面ところ大径側端面とが接触する接点位置の、内輪
の外側軌道面からの高さが、ころ大径側端面の径の6〜
9.5%であること、(2)ころ大径側端面の面取りが
接点位置高さの30〜60%であること、そして(3)
内輸の大つば面側逃げの寸法がころ大径側端面の前記面
取りの75%以下であること、 を特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態であ
る円すいころ軸受を示している。図1において、円すい
ころ軸受は外輪1、内輪2、外内輪間に介装された複数
のころ3およびこれらころ3を保持している保持器4と
を有している。
【0009】内輪2は大径部21と小径部22とを有し
ており、大径部21に大つば面23と、小径部22に小
つば面24とを有し、大つば面23と小つば面24との
間に円すい形状の一部を成す外側軌道面を有している。
大つば面23と小つば面24とのそれぞれと外側軌道面
との間には溝状の逃げ25と26とが形成されている。
【0010】外輪1は大径部11と小径部12とを有
し、それらの間に内輪2の外側軌道面と対向して円すい
形状の一部をなす内側軌道面を有している。
【0011】ころ3は大径側端面33と小径側端面34
とを有し、大径側端面33と小径側端面34とを結ぶテ
ーパ状周面である転動面35は円すい形状の一部をなし
ている。大径側端面33および小径側端面34のそれぞ
れと転動面35との間には面とり36と37とが形成さ
れている。
【0012】大径側端面の面取りの寸法がC1であり、
大径側転動面の面取りの寸法がC2であるが、本発明で
は大径側の面取り寸法C1が問題とされる。
【0013】ころ3はその転動面35が内輪2の外側軌
道面と接触するとともに、図1に示す如きアキシアル荷
重Faがかかる時には少なくとも大径側端面33は内輪
2の大つば面2aと接触する。
【0014】本実施の形態において、図1に示す如く軸
受にスラスト荷重Faがかかったときに、内輪2の大つ
ば面2aところ3の大径側端面33とが接触する接点位
置(e0)が、ころ大径側直径(D1)の6〜9.5%
に設定されているので、滑り速度は低く抑えることがで
きる。
【0015】また、ころ3の大径側端面の面取り(C
1)を内輪2の大つば面2aの接点位置高さ(e)の3
0〜60%と小さく抑え、内輪の大つば面2aの逃げ高
さ(f)をころ大径側端面の面取り(C1)の75%以
下としたことにより、内輪大つば面2aの耐焼き付き性
が大幅に向上する。又、前記大つば2aの逃げ高さ
(f)の下限値は、加工上応力集中が起らずかつ研削加
工等を考慮して適宜決められる。
【0016】図3は、ころ大径側端面2aの面取り(C
1)が約0.7mm、ころ大径側端面の面取り(C1)
が内輪大つば面2aの接点位置高さ(e)の40%であ
る円すいころ軸受で、内輪大つば面側逃げ高さ(f)と
ころ3の大径側端面面取り(C1)の比に対する焼き付
き時間を示したグラフである。図3のように、ころ大径
側端面面取り(C1)が内輪大つば面の接点位置高さ
(e)の40%である軸受の内輪大つば面の逃げ高さ
(f)の適正値は、ころ大径側端面面取り(C1)の7
5%以下で焼き付き時間が大幅に長くなっており、耐焼
き付き性が向上していることが分かる。
【0017】図4は、図3と同一条件で接点位置高さの
ころ大径側端面直径の割合に対する焼付き時間を測定し
た結果を示している。これにより接点位置高さは、ころ
大径側端面の直径の望ましくは6〜9.5%、好ましく
は6.5〜8.5%、更に好ましくは7〜8%である。
【0018】
【発明の効果】本発明は、内輪大つば面のころ大径側端
面が接触する接点位置(e0)が低く、また、ころの大
径側端面面取りも小さくしたうえに、内輪大つば面逃げ
高さ(f)を耐焼き付き性に対し最適になるように設定
しているので、接点位置(e0)での滑り速度を低く抑
え、耐焼き付き性を大幅に向上していることから、焼き
付きに対して高い信頼性が得られる。また、従来の限界
を越えた回転速度、アキシアル荷重条件への適用が可能
になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態の部分縦断面拡大図で
ある。
【図2】上記第1実施の形態の縦断面拡大図である。
【図3】円すいころ軸受で、内輪大つば面側逃げ高さ
(f)ところの大径側端面面取り(C1)の比に対する
焼き付き時間を示したグラフである。
【図4】接点位置高さのころ大径側端面直径の割合に対
する焼付き時間を測定した結果を示す図である。
【図5】内輪大つば面ところ大径側端面の接触状況を示
す概念図である。
【図6】ころ1個について拡大した図4と同様の概念図
である。
【図7】内輪の大つば面ところ大径側端面の接触楕円で
の面圧分布を示す図である。、
【図8】接点位置での滑り速度の概念図である。
【図9】内輪大つば面の逃げの詳細図である。
【図10】ころ全体説明図である。
【図11】ころ大径側端面面取り部詳細図である。
【符号の説明】
1 外輪 2 内輪 2a 内輪大つば面 3 ころ e0 内輪大つば面ところ大径側端面との接点 e 接点位置高さ f 大つば面の逃げ高さ C1 内輪大径面の面取り寸法 a 内輪大つば面ところ大径側端面の接触楕円の長径 b 内輪大つば面ところ大径速端面の接触楕円の短径 ri 内輪大径部軌道面半径 rR ころ大径側半径 Wi 内輪の角速度 ωC ころの公転角速度 ωR ころの自転角速度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大径部と小径部と、該大径部に形成され
    た大つば面と、該小径部に形成された小つば面とを結ぶ
    円すい形状の外側軌道面を有し、該外側軌道面と大つば
    面との間に溝状の逃げを形成した内輪と、 該外側軌道輪に対向する円すい状の内側軌道面を有する
    外輪と、 大径側端面と小径側端面とそれら大径側端面と小径側端
    面とを結ぶテーパ周面から成る転動面を有し、該大径側
    端面と転動面との間に面取りが設けてあり、前記内輪と
    外輪との間に介装され該転動面が前記内輪の外側軌道面
    と前記外輪の内側軌道面と接触するとともに前記大径側
    端面が前記内輪の大つば面と接触する複数個の円すいこ
    ろと、 それら円すいころを保持する保持器とを有する円すいこ
    ろ軸受において、 (1)内輪大つば面ところ大径側端面とが接触する接点
    位置の、内輪の外側軌道面からの高さが、ころ大径側端
    面の径の6〜9.5%であること、 (2)ころ大径側端面の面取りが接点位置高さの30〜
    60%であること、そして (3)内輸の大つば面側逃げの寸法がころ大径側端面の
    前記面取りの75%以下であること、 を特徴とする円すいころ軸受。
JP10284751A 1997-09-22 1998-09-22 円すいころ軸受 Pending JPH11190333A (ja)

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