JPH11336772A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軌道面における潤滑剤からなる油膜ぎれを抑制
して、寿命の低下を抑制できる転がり軸受を提供するこ
とにある。 【解決手段】転がり軸受としてのニードル軸受１は固定
体としてのシャフト２と回転体としての外輪３と転動体
としてのニードル４とを備えている。シャフト２は断面
形が円形に形成されている。外輪３はシャフト２の外径
より大きな内径を有する円環状に形成されている。ニー
ドル４はシャフト２と外輪３との間に転動自在に設けら
れている。ニードル４はシャフト２の軌道面２ｂと外輪
３の軌道面３ｂ上を転動する。ニードル４は負荷圏にお
いて外部装置などからの荷重によってラジアル荷重が作
用し非負荷圏においてはラジアル荷重が作用しない。シ
ャフト２の軌道面２ｂには負荷圏と非負荷圏との境の近
傍において非負荷圏から負荷圏とに亘って凹溝５が設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、電気・情
報・鉄鋼などの産業分野に用いられる各種機械や、各種
の工作機械、産業機械などに用いられる転がり軸受に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、電気・情報・鉄鋼などの産業の
分野に用いられる各種機械や、各種の工作機械、産業機
械などに用いられる転がり軸受としての、エンジンタペ
ットやオートマチックトランスミッションなどに用いら
れるニードル軸受は、固定体としてのシャフトと、回転
体としての外輪と、転動体としてのニードルと、を備え
ている。また、ニードル軸受は、前記ニードルを前記シ
ャフトと外輪との間に保持する保持器を有していないと
ともに、前記シャフトと外輪との間には潤滑剤が充填さ
れている。

【０００３】この潤滑剤は、シャフト及び外輪と、ニー
ドルとが互いに接触する部分において、金属同士の接触
を防止し、これらの摩擦および摩耗を抑制するように、
前記回転体としての外輪の回転などによって、前記シャ
フトと外輪との間などを周方向に沿って流れて循環して
いる。

【０００４】前記潤滑剤は、前述したように回転体とし
ての外輪の回転などによって循環する際に、前記シャフ
ト及び外輪それぞれのニードルとの接触する面（軌道
面）と、前記ニードルの周面などの表面と、に弾性流体
潤滑油膜を形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記ニードル軸受は、
比較的小さな寸法に形成されているとともに、大きな負
荷容量を有している。ニードル軸受は、小型化によっ
て、回転体としての外輪の周方向に沿った速度が減少す
ることとなって、前記弾性流体潤滑油膜が前記シャフト
及び外輪それぞれの軌道面と、前記ニードルの周面と
に、必ずしも十分には形成されなくなる。

【０００６】このため、前記ニードル軸受は、前記シャ
フト及び外輪それぞれの軌道面と、ニードルの周面と
に、潤滑剤の枯渇による潤滑不良時特有のピーリングと
よばれる表面損傷が発生するとともに、このピーリング
がうろこ状にはがれる所謂フレーキングに成長して、軸
受の寿命の低下をもたらすこととなる。

【０００７】また、比較的大型でかつ内輪と外輪とこれ
ら内外輪の間に転動自在に設けられた転動体とを備えた
転がり軸受は、その寸法の大型化などによって、前記回
転体の周方向に沿った速度が増加することとなって、遠
心力によって潤滑剤が飛散したり軸受自体の発熱によっ
て潤滑剤の粘度が低下するなどして、前記軌道面と転動
体との間に前述した弾性流体潤滑油膜が十分に形成され
なくなることがあった。

【０００８】さらに、前記転がり軸受は、組付られた外
部装置などから作用する荷重によって生じるラジアル荷
重を前記転動体が受ける範囲としての負荷圏と、転動体
が前述したラジアル荷重を受けない非負荷圏と、の境の
近傍において、潤滑剤が枯渇したりして油膜ぎれの状態
となったり、前記転動体と軌道面との間ですべりが生じ
たりするなどして、部分的な発熱による微小な凝着所謂
スミアリングが生じることがあった。このスミアリング
が生じると、軸受の寿命の低下をもたらすこととなる。

【０００９】さらに、中型または大型の電動機（モー
タ）などに用いられる軸受は、前述した負荷圏と非負荷
圏との境の近傍において、潤滑剤が枯渇したりして油膜
ぎれの状態となったり、前記転動体と軌道面との間です
べりが生じたりすることがあった。このため、前記軸受
は、きしり音を発生させたり前述したスミアリングが生
じることがあった。従って、本発明の目的は、軌道面に
おける潤滑剤の油膜ぎれを抑制して、寿命の低下を抑制
できる転がり軸受を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の転がり軸受は、固定体と、回
転体と、これら固定体と回転体との間に転動自在に設け
られた転動体とを備えた転がり軸受において、前記固定
体の前記転動体が転動する軌道面の少なくとも前記転動
体に荷重が作用する負荷圏と前記荷重が作用しない非負
荷圏との境の近傍において、前記非負荷圏から負荷圏と
に亘って、前記軌道面の表面から凹に形成された凹溝を
設けたことを特徴としている。

【００１１】前記転がり軸受は、潤滑剤が固定体の軌道
面の少なくとも負荷圏と非負荷圏との境の近傍において
前記非負荷圏と負荷圏とに亘って形成された凹溝に沿っ
て流れるとともに、この凹溝に保持されることとなる。

【００１２】前記凹溝に沿って流れかつ前記凹溝に保持
されるので、潤滑剤が、前記固定体及び回転体と転動体
とが互いに接する軌道面と、転動体の表面との間に送り
込まれることとなって、前記軌道面と転動体との油膜ぎ
れ状態での接触が抑制される。

【００１３】さらに、前記固定体の軌道面に前記凹溝を
設けたので、前記この軌道面における転動体との接触面
圧が増大して、前記転動体が軌道面上を滑ることなく確
実に転動することとなる。

【００１４】また、前記凹溝は、回転体の回転によって
生じる潤滑剤の流れを付勢する所謂ポンピング作用を生
じる方向に沿って形成されるのが望ましい。この場合、
前記潤滑剤をより付勢することとなって、潤滑剤が前記
固定体及び回転体それぞれの軌道面と、転動体の表面と
の間に送り込まれることとなって、前記軌道面と転動体
との油膜ぎれ状態での接触がより抑制される。

【００１５】さらに、前記転がり軸受において、前記固
定体に、前記凹溝が設けられた位置を識別自在とする識
別部を設けるのが望ましい。この場合、前記転がり軸受
を外部装置などに組み付ける際に、前記凹溝を前記外部
装置から加わる荷重によって生じる前記負荷圏と非負荷
圏とに亘る所望の位置に位置させた状態で、容易に組み
付けることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態に
ついて図１ないし図７を参照して説明する。図１ないし
図３に示す転がり軸受としてのニードル軸受１は、自動
車などのエンジンのエンジンタペットなどに用いられる
軸受であって、エンジンタペットなどの外部装置のハウ
ジング１３（図３に示す）に取付けられるようになって
いる。

【００１７】ニードル軸受１は、軌道輪としてのシャフ
ト２と外輪３と転動体としてのニードル４とを備えてい
る。シャフト２は断面が円形に形成されているととも
に、本明細書に記した固定体をなしている。

【００１８】外輪３は、前記シャフト２の外径より大き
な内径を有する円環状に形成されているとともに、前記
シャフト２などの軸線Ｐ回りに正逆方向に回動自在とな
っている。外輪３は本明細書に記した回転体をなしてい
る。

【００１９】転動体としてのニードル４は、針状に形成
されておりかつシャフト２の外周面２ａと外輪３の内周
面３ａに接した状態で前記シャフト２と外輪３との間に
複数転動自在に設けられている。ニードル４は、前記シ
ャフト２と外輪３と間の相対的な回転を、互いに外輪３
及びシャフト２に伝えないようになっている。

【００２０】前記シャフト２および外輪３のそれぞれの
前記外周面２ａ及び前記内周面３ａにおいて、前記ニー
ドル４が対向しかつニードル４が接して転動する部分は
軌道面２ｂ，３ｂをなしている。これらの軌道面２ｂ，
３ｂは、前記外輪３が軸線Ｐ回りに正逆方向に回動する
際に前記ニードル４が転がるようになっている。また、
前記シャフト２と外輪３との間には、グリースなどの潤
滑剤が充填されている。

【００２１】シャフト２の軌道面２ｂ及び外輪３の軌道
面３ｂとの間に設けられたニードル４には、前記ニード
ル軸受１がエンジンタペットなどに組み付けられた際
に、このエンジンタペットなどの外部装置から作用する
荷重によって、内部応力としてのラジアル荷重が作用す
る。

【００２２】図示例においてラジアル荷重は、図２に示
すように、このラジアル荷重が最大となる最大負荷圏位
置ＭＲと軸線Ｐとを結んだ線分Ｌに対し、最大負荷圏位
置ＭＲを中心として、例えば±７０度（degree）などの
第１の所定角度θ１以下の図示中の領域Ｒ１（以下負荷
圏とよぶ）の範囲内に生じている。

【００２３】また、前記第１の所定角度θ１より前記線
分Ｌとのなす角度が大きな図示中の領域Ｒ２の範囲内
は、前記ラジアル荷重がニードル４に作用しない非負荷
圏となっている。なお、図示例において、前記線分Ｌに
対する角度において、前記軸線Ｐを中心として時計回り
の方向をプラスとし、時計と逆回りの方向をマイナスと
している。

【００２４】前記固定体としてのシャフト２の軌道面２
ｂの少なくとも前記負荷圏Ｒ１と前記非負荷圏Ｒ２との
境ＭＫとの近傍において、前記非負荷圏Ｒ２から負荷圏
Ｒ１とに亘って、前記軌道面２ｂの表面から凹に形成さ
れた図３及び図４に示す凹溝５が設けられている。

【００２５】図示例において、前記凹溝５は、前記軸線
Ｐを中心として前記線分Ｌに対し例えば±４０度などの
第２の所定角度θ２を有する位置（図２及び図３中二点
鎖線Ｑ１で示す）から、前記軸線Ｐを中心として前記線
分Ｌに対して例えば±８０度などの第３の所定角度θ３
を有する位置（図２及び図３中二点鎖線Ｑ２で示す）ま
での範囲に設けられている。

【００２６】前記凹溝５は、図４に示すように、前記軸
線Ｐとの間に例えば４５度などの傾きφ１を有して形成
された第１の溝６と、前記軸線Ｐに対する前記第１の凹
溝６の傾きφ１に対し逆向きの傾きφ２を有して形成さ
れた第２の溝７と、を備えている。

【００２７】これらの溝６，７は、前記軌道面２ｂ上に
おいて互いにまじわらないように、互いに間隔を有して
設けられており、前記軌道面２ｂの中央部に向って延長
すると、図３及び図４中の点線で示すように互いに交わ
ってＶ字状の所謂ヘリングボーン溝となる位置に設けら
れている。

【００２８】また、これらの溝６，７は、前述したよう
に所謂ヘリングボーン溝となると、このヘリングボーン
溝の鋭部が前記最大負荷圏位置ＭＲに相対するように設
けられている。

【００２９】このように、前記凹溝５は負荷圏Ｒ１と非
負荷圏Ｒ２との境界ＭＫと軸線Ｐとのなす線分（図２中
一点鎖線Ｓで示す）から、前記軸線Ｐを中心として前記
非負荷圏Ｒ２側に１０度傾いた範囲に設けられている。

【００３０】このことは、前記凹溝５が、この１０度よ
り前記非負荷圏Ｒ２側に傾いた範囲に設けられても、前
記ニードル４と軌道面２ｂとの間の隙間が大きいため、
前記潤滑剤が前記軸線ｐ方向に逃げてしまい、後述する
ように前記軌道面２ｂとニードル４との間に保持できな
いためである。

【００３１】また、前記凹溝５は、前記負荷圏Ｒ１にお
いて、前記軸線Ｐを中心として前記線分Ｌに対し４０度
以上傾いた範囲に設けられている。このことは、前記凹
溝５が、この４０度傾いた位置より前記最大負荷圏位置
ＭＲ側に設けられると、前述したラジアル荷重などによ
って、前記ニードル４と軌道面２ｂとの接触面圧が上昇
するためである。

【００３２】また、前記シャフト２の端面８には、前記
凹溝５の位置を識別するための識別部としての印９が設
けられている。この印９によって、前記ニードル軸受１
をエンジンタペットなどの外部装置に取付ける際に、前
記最大負荷圏位置ＭＲを前記外部装置などからの荷重に
よって生じるラジアル荷重が最大となる位置つまり前記
凹溝５を前記負荷圏Ｒ１と非負荷圏Ｒ２とに亘る所望の
位置に位置させた状態で、容易に取付けることができ
る。このように、前記識別部としての印９によって、外
部装置への取付け時の前記凹溝５および負荷圏Ｒ１の位
置を容易に識別することができる。

【００３３】また、図示例においては、前記外輪３が前
記軸線Ｐ回りに正逆方向に回動する場合を示している
が、前記外輪３が一方向のみに回動する場合には、前記
凹溝５は、少なくとも前記最大負荷圏位置ＭＲの外輪３
の回動方向の上流側に設ければ良い。

【００３４】また、前述したラジアル荷重がそれ程大き
くならない場合には、前記凹溝５を前記負荷圏Ｒ１の全
域に亘って設けてもよく、前記シャフト２の軌道面２ｂ
の全周に亘って設けてもよい。

【００３５】これらの場合は、前記ニードル４と軌道面
２ｂとの互いの接触面圧の増加による軸受１の寿命の低
下を抑制するために、前記溝６，７のそれぞれの幅を、
互いに平行な第１の溝６，６の相互の間隔及び第２の溝
７，７の相互の間隔より狭く形成するとともに、溝６，
７の深さを前記ラジアル荷重などによって前記軸受１が
弾性的に変形する際に前記ニードル４と軌道面２ｂとが
互い接近する弾性接近量より浅く形成するのが望まし
い。

【００３６】例えば２．５ＧＰａなどの所定の面圧より
大きな面圧を生じる荷重が作用する場合には、前記溝
６，７の深さを前記弾性接近量より浅い例えば３０μｍ
などの所定深さ以下に形成して、前記凹溝５の底面など
も前記ラジアル荷重を支持するようにするのが望まし
い。

【００３７】また、前述した図示例における凹溝５は、
前記軸線Ｐとの傾きφ１，φ２が互いに逆向きの第１及
び第２の溝６，７を備えて構成されているが、この凹溝
５として、図３中に点線などに示すように第１の溝６と
第２の溝７とが互いに交わって形成された所謂ヘリング
ボーン溝５ａや、図５に示すように前記軸線Ｐとのなす
角度が４５度などの略一定の第４の所定角度θ４に形成
されかつ互いに平行な複数の溝１０ａからなるスパイラ
ル溝１０や、図６に示すように前記軌道面２ｂにおいて
前記第１及び第２の溝６，７を互いに交差させて形成し
た所謂交差溝１１や、図７に示すように前記軸線Ｐに沿
って互いに平行に形成された複数の溝１２ａからなる平
行溝１２などを用いてもよい。

【００３８】また、前記凹溝５，５ａ，１０，１１，１
２などの位置を識別するための識別部として、前述した
印９の他に前記シャフト２及び外輪３などに形成された
切欠や、シャフト２と外輪３などが外部装置などのハウ
ジング１３に取付けられる際の嵌め合い表示や、前記潤
滑剤をシャフト２と外輪３との間に供給する際などに用
いられる給油穴などを用いてもよい。

【００３９】前述した構成によれば、外輪３が前記軸線
Ｐまわりに回転すると、転動体としてのニードル４は、
前記シャフト２の外周面２ａの軌道面２ｂ上を転がりな
がら、前記シャフト２の周方向に沿って回転することと
なる。

【００４０】そして、前記シャフト２と外輪３との間に
充填された潤滑剤は、前記負荷圏Ｒ１と非負荷圏Ｒ２と
の境ＭＫの近傍において前記非負荷圏Ｒ２から前記負荷
圏Ｒ１とに亘って形成された凹溝５に沿って流れること
となる。このため、前記非負荷圏Ｒ２から負荷圏Ｒ１と
に亘って前記潤滑剤が付勢されて流れることとなって、
特に前記負荷圏Ｒ１における軌道面２ｂとニードル４と
の間に送り込まれることとなる。

【００４１】さらに、前記凹溝５が、潤滑剤にさらに遠
心力などが作用しても、この潤滑剤を前記非負荷圏Ｒ２
と負荷圏Ｒ１とに亘って前記軌道面２ｂとニードル４と
の間に保持しておくこととなる。

【００４２】したがって、特に、負荷圏Ｒ１において前
記シャフト２の軌道面２ｂ及び外輪３の軌道面３ｂとニ
ードル４との間に常に潤滑剤が存在することとなって、
油膜ぎれ状態で、前記軌道面２ｂ，３ｂとニードル４と
が互いに接触することが抑制される。

【００４３】したがって、転がり軸受としてのニードル
軸受１のスミアリングやピーリングやフレーキング及び
きしり音などの発生を抑制でき、寿命の低下を抑制する
ことができる。

【００４４】さらに、前記非負荷圏Ｒ２と負荷圏Ｒ１と
に亘って凹溝５が設けられているので、この非負荷圏Ｒ
２と負荷圏Ｒ１とに亘って、前記ニードル４と軌道面２
ｂとの互いの接触面圧が上昇することとなる。このた
め、ニードル４が、前記軌道面２ｂ上をすべることなく
確実に転動することとなる。このため、スミアリングや
きしり音などをより確実に抑制することができる。

【００４５】また、オートマチックトランスミッション
などには、前記ニードル軸受１を互いに同軸的に複数配
した副列ニードル軸受を用いている。この副列ニードル
軸受も前記ニードル軸受１と同様に、固定体の軌道面に
前記凹溝５，５ａ，１０，１１，１２を設けている。こ
の副列ニードル軸受は、前述した凹溝５，５ａ，１０，
１１，１２の潤滑剤の流れの付勢効果と保持作用とによ
って、寿命の低下を抑制できる。

【００４６】さらに、前述した実施形態においては、シ
ャフト２を固定体としているが、外輪３を固定体として
用いる場合、この外輪３の軌道面３ｂに前述した凹溝
５，５ａ，１０，１１，１２を設けることによって、寿
命の低下を抑制できるのはいうまでもない。

【００４７】図８は、第２の実施形態を示し、前記第１
の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を
省略する。図８に示す転がり軸受としての円筒ころ軸受
２１は、電動機などに用いられる軸受である。前記円筒
ころ軸受２１は、回転体としての内輪２２と、固定体と
しての外輪２３と、前記内外輪２２，２３の間に転動自
在に設けられた転動体としての円筒ころ２４と、前記円
筒ころ２４を前記内外輪２２，２３の間に保持する保持
器２５とを備えている。

【００４８】この円筒ころ軸受２１は、固定体としての
外輪２３の内周面２３ａにおいて、円筒ころ２４が転動
する軌道面２３ｂの前記最大負荷圏位置ＭＲ及びこの最
大負荷圏位置ＭＲの近傍を避けた位置に、前記第１及び
第２の溝６，７を備えた凹溝としての交差溝１１を設け
ている。

【００４９】前記交差溝１１は、軸線Ｐと最大負荷圏位
置ＭＲとを結んだ線分Ｌに対し±４０度などの前記第２
の所定角度θ２傾いた位置から前記非負荷圏Ｒ２の全周
に亘って設けられている。なお、前記交差溝１１の第１
及び第２の溝６，７は、前記軸線Ｐに対する傾きφ１，
φ２が、互いに逆向きでかつ略４５度となるように形成
されている。

【００５０】また、前記交差溝１１は、前記外輪２３と
円筒ころ２４との互いの接触面圧が２．０ＧＰａ以上と
なる範囲を避けて設けられるのが望ましい。このため、
前述したラジアル荷重が比較的大きな場合には、前記軸
線Ｐを中心として前記線分Ｌに対し４０度などの前記第
２の所定角度θ２より大きな角度が傾いた位置から、前
記交差溝１１を設けるのが望ましく、前記ラジアル荷重
が比較的小さい場合には、前記線分Ｌに対し４０度など
の第２の所定角度θ２より小さい角度が傾いた位置から
前記交差溝１１を設けるのが望ましい。

【００５１】なお、本実施形態の円筒ころ軸受２１にお
いても、内輪２２が固定体とされかつ外輪２３が回転体
とされた場合には、前記交差溝１１を内輪２２の外周面
２２ａにおける軌道面２２ｂに設けるのが望ましい。こ
の場合、前記交差溝１１は、前記軸線Ｐを中心として前
記線分Ｌに対し±４０度などの前記第２の所定角度θ２
傾いた位置から非負荷圏Ｒ２の全域に亘って設けられる
のが望ましい。

【００５２】本実施形態によれば、前述した第１の実施
形態と同様に、潤滑剤が前記交差溝１１に沿って付勢さ
れて流れることとなって、特に前記負荷圏Ｒ１における
軌道面２３ｂと円筒ころ２４との間に送り込まれる。ま
た、交差溝１１が潤滑剤を前記非負荷圏Ｒ２と負荷圏Ｒ
１とに亘って前記軌道面２３ｂと円筒ころ２４との間に
保持する。

【００５３】したがって、特に負荷圏Ｒ１において前記
内輪２２の軌道面２２ｂ及び外輪２３の軌道面２３ｂと
ニードル４との間に常に潤滑剤が存在することとなっ
て、油膜ぎれ状態で、前記軌道面２２ｂ，２３ｂとニー
ドル４とが互いに接触することが抑制される。

【００５４】したがって、前記円筒ころ軸受２１は、ス
ミアリングやピーリングやフレーキング及びきしり音な
どの発生が抑制され、寿命の低下が抑制されることとな
る。さらに、前記非負荷圏Ｒ２と負荷圏Ｒ１とに亘って
交差溝１１が設けられているので、この非負荷圏Ｒ２と
負荷圏Ｒ１とに亘って、前記円筒ころ２４と軌道面２３
ｂとの互いの接触面圧が上昇することとなる。

【００５５】このため、前記円筒ころ２４が軌道面２３
ｂ上を滑ることなく確実に転動することとなる。したが
って、スミアリングやきしり音などをより確実に抑制で
きる。

【００５６】なお、図示例においては、前記凹溝として
前記第１の溝６と第２の溝７とを備えた交差溝１１を用
いているが、本実施形態においても前記第１の実施形態
と同様に、前記凹溝として、図４に示す凹溝５及びヘリ
ングボーン溝５ａや、図５に示すスパイラル溝１０や、
図７に示す平行溝１２などを用いてもよい。

【００５７】また、図示例において、前記識別部として
の印９は、前記非負荷圏Ｒ２の前記軸線Ｐを挟んで前記
最大負荷圏位置ＭＲと相対する位置に設けられている
が、この印９を最大負荷圏位置ＭＲの近傍に設けて、前
記交差溝１１などの位置を容易に識別できるようにして
もよい。

【００５８】本発明において、図示例には示さないが、
円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受、深溝玉軸受、アンギ
ュラ玉軸受などの種々の転がり軸受において、固定体の
軌道面に前述した凹溝５，５ａ，１０，１１，１２のう
ち任意の凹溝を選択して形成しても良いことは無論であ
る。この場合も、潤滑剤の潤滑条件を改善し、ピーリン
グ、スミアリング、きしり音の発生などを抑制できる。

【００５９】また、種々の産業分野に用いられる各種機
械や、各種の工作機械、産業機械には、固定体または回
転体のうち一方をなす内輪と、他方をなす外輪と、これ
ら内外輪の間に転動自在に設けられたころとを備え、前
記内外輪のうち少なくとも一方に前記ころの端面と対向
する対向面を有するつば部を設けた転がり軸受が用いら
れることがある。

【００６０】前記つば部などを有する転がり軸受として
の自動調心ころ軸受、円錐ころ軸受、円筒ころ軸受やニ
ードル軸受は、前記固定体、回転体及びころの加工精度
や回転中の負荷、回転速度、潤滑条件などの変動によっ
て生じる固定体及び回転体の軸線方向に沿ったスラスト
力が増大して、前記ころが前記回転体及び固定体の周方
向に対し交差する方向に振れながら転動する所謂スキュ
ーが生じることがある。

【００６１】前記スキューが生じると、前記ころの端面
と前記つば部の対向面とが互いにこすれるとともに、前
記軌道面ところとがこすれることとなる。さらにこれら
のこすれることによって生じる発熱は、軸受自体を温度
上昇させるとともに、前記ころを前記内外輪の間に保持
する保持器などの不安定な動きなどと伴って、許容回転
数などの軸受の性能を低下するとともに、スミアリング
やピーリング及びフレーキングが発生しやすくなり、軸
受の寿命の低下をもたらすこととなる。

【００６２】また、前記円錐ころ軸受や、円筒ころ軸受
は、前述したスキューなどが生じると、前記つば部の対
向面における潤滑剤が枯渇して、摩擦トルクが増大した
り焼付きが生じることがあった。

【００６３】さらに、中型および大型の電動機などに用
いられる前述した転がり軸受においては、前述したスキ
ューなどが生じると、前記つば部の対向面における潤滑
剤が枯渇して、この対向面において潤滑剤が不足して、
きしり音などを生じることがあった。

【００６４】図９ないし図１３は、前述のような問題を
解決した転がり軸受を示しており、前述したスキューを
抑制して、スミアリング、ピーリング、フレーキング、
焼付き及びきしみ音などの発生を抑制できかつ性能の低
下および寿命の低下の抑制などを可能としたものであ
る。

【００６５】図９ないし図１１は、前述した課題を解決
した転がり軸受の第１の開示例を示し、第１ないし第３
の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を
省略する。

【００６６】図９に示すように、本開示例における転が
り軸受としてのスラスト自動調心ころ軸受３１は、固定
体と回転体とのうち一方をなす内輪３２と、他方をなす
外輪３３と、内外輪３２，３３の間に転動自在に設けら
れた転動体としての球面ころ３４と、前記球面ころ３４
を前記内外輪３２，３３の間に保持する保持器３５と、
スリーブ３６とを備えている。内外輪３２，３３の間に
は、グリースなどの潤滑剤が充填されている。

【００６７】前記球面ころ３４は、その周面３４ａが、
外周方向に膨らんで形成されたたる型に形成されている
とともに、前記内外輪３２，３３の軌道面３２ｂ，３３
ｂ上を転動するようになっている。このように、球面こ
ろ３４が前記内外輪３２，３３の軌道面３２ｂ，３３ｂ
上を転動することによって、前記内外輪３２，３３のう
ち少なくとも一方が軸線Ｐ回りに回動するようになって
いる。

【００６８】また、前記内輪３２には、前記球面ころ３
４の大径側の端面３７と対向して形成された対向面３８
を有するつば部３９を一体に備えている。このつば部３
９の対向面３８には、図１０に示すように、内外輪３
２，３３の径方向に対し傾きを有して形成されかつこの
対向面３８の表面から凹に形成された複数の溝１０ａか
らなるスパイラル溝１０が設けられている。

【００６９】前記スパイラル溝１０などは、エッチング
や放電加工などによって形成することができる。さら
に、スパイラル溝１０は、前記内輪３２を成形する際に
用いる金型において前述したつば部３９を成形するつば
部成形部に、予め所望の形状の溝成形部を設けておくこ
とによって、内輪３２を塑性加工などによって成形する
際に同時に成形することができる。

【００７０】このように、塑性加工によってスパイラル
溝１０を成形する場合は、加工後の金型の抜き易さを考
慮する必要が生じるとともに、この加工性の容易さと、
所望の潤滑剤の付勢及び保持効果のバランスから、前記
スパイラル溝１０の内外輪３２，３３の径方向に対する
傾き及び前記溝１０ａの幅および深さや溝１０ａ，１０
ａ間の間隔を適切に定めるのが望ましい。

【００７１】前述した構成によれば、内外輪３２，３３
のうち少なくとも一方が前記軸線Ｐまわりに回転する
と、転動体としての球面ころ３４は、前記内外輪３２，
３３の軌道面３２ｂ，３３ｂ上を転がりながら、前記内
外輪３２，３３の周方向に沿って回転することとなる。
このとき、前記球面ころ３４は、大径側の端面３７の径
と小径側の端面の径との差によって、前記スキューを生
じやすくなっている。

【００７２】そして、前記内外輪３２，３３の間に充填
された潤滑剤は、前記スパイラル溝１０に沿って流れる
こととなる。このため、潤滑剤は、前記つば部３９の対
向面３８と球面ころ３４の大径側の端面３７との間に付
勢されて送り込まれることとなる。

【００７３】さらに、前記スパイラル溝１０が、潤滑剤
にさらに遠心力などが作用しても、この潤滑剤を前記つ
ば部３９の対向面３８と球面ころ３４の大径側の端面３
７との間に保持しておくこととなる。

【００７４】このため、前記内輪３２のつば部３９の対
向面３８と球面ころ３４の大径側の端面３７との間に常
に潤滑剤が存在することとなって、球面ころ３４が前記
軸線Ｐに沿って内外輪３２，３３を押圧するスラスト力
を抑制することとなる。

【００７５】スラスト力が抑制されるので、前記スキュ
ーの発生が抑制されることとなって、前記球面ころ３４
の端面３７とつば部３９の対向面３８との油膜ぎれ状態
での互いの接触が抑制される。

【００７６】したがって、転がり軸受としてのスラスト
自動調心ころ軸受３１の許容回転数などの性能の低下及
び、スミアリングやピーリングやフレーキング及びきし
り音などの発生が抑制されて寿命の低下が抑制されるこ
ととなる。

【００７７】なお、本開示例におけるスパイラル溝１０
は、内外輪３２，３３の回転方向によって、前述した潤
滑剤の流れに対する付勢効果が変化する。このため、図
９に示すように、軸受３１の周面の一部に、識別部とし
ての印９をエッチングなどによって形成するのが望まし
い。この印９によって、潤滑剤の流れに対する付勢効果
が高い内外輪３２，３３の回転方向などを容易に識別す
ることが可能となる。

【００７８】また、本開示例において、前記つば部３９
の対向面３８に、前記スパイラル溝１０の代わりに、前
記凹溝として図１１に示すヘリングボーン溝５ａや、図
６に示す交差溝１１や、図７に示す平行溝１２などを設
けてもよい。

【００７９】図１２は、第２の開示例を示し、第１ない
し第３の実施形態及び第１の開示例と同一構成部分には
同一符号を付して説明を省略する。図１２に示すよう
に、本開示例における自動車や産業機械などに用いられ
る転がり軸受としての円錐ころ軸受４１は、固定体と回
転体とのうち一方をなす内輪４２と、他方をなす外輪４
３と、内外輪４２，４３の間に転動自在に設けられた転
動体としての円錐ころ４４と、前記円錐ころ４４を前記
内外輪４２，４３の間に保持する保持器４５とを備えて
いる。内外輪４２，４３の間には、グリースなどの潤滑
剤が充填されている。円錐ころ軸受４１は、内輪４２の
つば部３９の対向面３８に、凹溝としてのＸ状の交差溝
１１を設けている。

【００８０】前述した構成によれば、内外輪４２，４３
のうち少なくとも一方が前記軸線Ｐまわりに回転する
と、転動体としての円錐ころ４４は、前記内外輪４２，
４３の軌道面４２ｂ，４３ｂ上を転がりながら、前記内
外輪４２，４３の周方向に沿って回転することとなる。
このとき、前記円錐ころ４４は、大径側の端面４７の径
と小径側の端面の径との差によって、前記スキューを生
じやすくなっている。

【００８１】そして、前記内外輪４２，４３の間に充填
された潤滑剤は、前記交差溝１１に沿って流れることと
なる。このため、潤滑剤は、前記つば部３９の対向面３
８と円錐ころ４４の大径側の端面４７との間に付勢され
て送り込まれることとなる。

【００８２】また、前記交差溝１１が、潤滑剤にさらに
遠心力などが作用しても、この潤滑剤を前記つば部３９
の対向面３８と円錐ころ４４の大径側の端面４７との間
に保持しておくこととなる。さらに、交差溝１１は、軸
受４１が自動車や走行台車などに用いられかつこれらの
車の姿勢が比較的急激に変化して潤滑剤の供給が一時遮
断されても、潤滑剤を一時保持する油だまりとしての作
用を発揮する。

【００８３】このため、前記内輪４４のつば部３９の対
向面３８と円錐ころ４４の大径側の端面との間に常に潤
滑剤が存在することとなって、円錐ころ４４が前記軸線
Ｐに沿って内外輪４２，４３を押圧するスラスト力を抑
制することとなる。

【００８４】スラスト力が抑制されるので、前記スキュ
ーの発生が抑制されることとなって、前記円錐ころ４４
の端面とつば部３９の対向面３８との油膜ぎれ状態での
互いの接触が抑制される。

【００８５】したがって、転がり軸受としての円錐ころ
軸受４１の許容回転数などの性能の低下及び、スミアリ
ングやピーリングやフレーキング及びきしり音などの発
生が抑制されて寿命の低下が抑制されることとなる。

【００８６】さらに、前記交差溝１１は、内外輪４２，
４３の回転方向が変化しても前述した潤滑剤の流れに対
する付勢効果が変化することがない。このため、この円
錐ころ軸受４１を自動車や産業機械などの外部装置に組
み付ける際に、内外輪４２，４３の回転方向を考慮する
必要が生じることがないので、量産性に優れて低コスト
化を図ることが可能となる。

【００８７】図１３は、第３の開示例を示し、第１ない
し第３の実施形態及び第１の開示例及び第２の開示例と
同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。図
１３に示すように、産業機械や電動機などに用いられる
本開示例における転がり軸受としての円筒ころ軸受５１
は、固定体と回転体とのうち一方をなす内輪５２と、他
方をなす外輪５３と、内外輪５２，５３の間に転動自在
に設けられた転動体としての円筒ころ５４と、前記円筒
ころ５４を前記内外輪５２，５３の間に保持する保持器
５５とを備えている。

【００８８】内外輪５２，５３の間には、グリースなど
の潤滑剤が充填されている。円筒ころ軸受５１は、円筒
ころ５４の少なくとも一方の端面５６に、凹溝としての
放射状の放射溝５７を設けている。前記放射溝５７は、
前記円筒ころ５４の端面５６において、この端面５６の
中心から外周方向に向って放射状に延びて形成されてい
る。

【００８９】また、前記外輪５３は、軸線Ｐに沿う両端
部に前記つば部３９，３９をそれぞれ設けている。つば
部３９，３９の少なくとも一方の対向面３８，３８の根
元部には凹み５８が設けられている。

【００９０】前述した構成によれば、内外輪５２，５３
のうち少なくとも一方が前記軸線Ｐまわりに回転する
と、転動体としての円筒ころ５４は、前記内外輪５２，
５３の軌道面５２ｂ，５３ｂ上を転がりながら、前記内
外輪５２，５３の周方向に沿って回転することとなる。
このとき、前記円筒ころ５４は、前述したスキューを生
じやすくなっている。

【００９１】そして、前記内外輪５２，５３の間に充填
された潤滑剤は、前記放射溝５７に沿って流れることと
なる。このため、潤滑剤は、前記つば部３９の対向面３
８と円筒ころ５４の端面５６との間に付勢されて送り込
まれることとなる。

【００９２】また、前記放射溝５７が、潤滑剤にさらに
遠心力などが作用しても、この潤滑剤を前記つば部３９
の対向面３８と円筒ころ５４の端面５６との間に保持し
ておくこととなる。さらに、前記凹み５８が潤滑剤を保
持する。

【００９３】このため、前記外輪５３のつば部３９の対
向面３８と円筒ころ５４の端面５６との間に常に潤滑剤
が存在することとなって、円筒ころ５４が前記軸線Ｐに
沿って内外輪５２，５３を押圧するスラスト力を抑制す
ることとなる。

【００９４】スラスト力が抑制されるので、前記スキュ
ーの発生が抑制されることとなって、前記円筒ころ５４
の端面５６とつば部３９の対向面３８との油膜ぎれ状態
での互いの接触が抑制される。

【００９５】したがって、転がり軸受としての円筒ころ
軸受５１の許容回転数などの性能の低下及び、スミアリ
ングやピーリングやフレーキング及びきしり音などの発
生が抑制されて寿命の低下が抑制されることとなる。

【００９６】また、前述した第１ないし第２の開示例に
おいて、スパイラル溝１０や交差溝１１などの凹溝は必
ずしも、内輪３２，４２および外輪３３，４３などの軌
道輪のつば部３９の対向面３８に設ける必要はなく、こ
ろ３４，４４の端面に設けても良い。さらに、前記凹溝
は、前述した第１ないし第３の開示例において、前記軌
道輪と転動体との両方に設けても良い。

【００９７】また、これらの凹溝による潤滑剤の付勢効
果及び保持効果は、軸受の潤滑方法が油潤滑であっても
グリース潤滑であっても発生する。このため、種々の潤
滑方法を用いた転がり軸受において、前述した凹溝を設
けることによって、前記つば部３９の対向面３８ところ
の端面との間に、潤滑油膜を形成することができる。し
たがって、許容回転数などの性能の低下及びスミアリン
グやピーリングやフレーキング及びきしり音などの発生
を抑制でき、寿命の低下を抑制できる。

【００９８】さらに、前記第１及び第２の開示例に示し
た自動調心ころ軸受３１及び円錐ころ軸受４１におい
て、図１３に示した第３の開示例の円筒ころ軸受５１の
つば部３９のように、前記対向面３８の根元部に凹み５
８を設けるのが望ましい。この場合、この凹み５８が潤
滑剤を保持することとなって、より確実に前記ころ３
４，４４の端面とつば部３９の対向面３８との間に潤滑
油膜を形成することができる。したがって、許容回転数
などの性能の低下及びスミアリングやピーリングやフレ
ーキング及びきしり音などの発生をより確実に抑制で
き、寿命の低下をより一層抑制できる。

【００９９】前述した第１ないし第３の開示例によれ
ば、次の転がり軸受が得られる。固定体と、回転体と、
これら固定体と回転体との間に転動自在に設けられたこ
ろと、を備え、前記固定体と回転体とのうち少なくとも
一方に前記ころの端面と対向する対向面を有するつば部
を設けた転がり軸受において、前記つば部の対向面と、
この対向面に対向する前記ころの端面とのうち少なくと
も一方に、これらの面の表面から凹に形成された凹溝を
設けたことを特徴とする転がり軸受。

【０１００】前記転がり軸受は、回転体の回転中におい
て、前記固定体、回転体及びころの加工精度や回転中の
負荷、回転速度、潤滑条件などの変動によって生じる固
定体及び回転体の軸線方向に沿ったスラスト力が増大し
て、前記ころが前記回転体及び固定体の周方向に対し交
差する方向に触れながら転動する所謂スキューが生じて
も、前記凹溝が固定体と回転体との間に充填された潤滑
剤を付勢して前記ころの端面とつば部の対向面との間に
送り込むこととなる。

【０１０１】そして、前記ころの端面とつば部の対向面
との間に送り込まれた潤滑剤が、前記スラスト力を抑制
することとなって、スキューを抑制することとなる。ま
た、前記回転体の回転に伴う遠心力によって潤滑剤が飛
散されようとしても、前記凹溝が前記ころの端面とつば
部の対向面との間に潤滑剤を保持するとともに、前述し
たように前記潤滑剤を付勢してこれら端面と対向面との
間に送り込むので、前記ころと回転体との間の潤滑不足
を抑制することができ、潤滑剤の枯渇による摩擦トルク
の増大や焼付き及びきしり音などを抑制することができ
る。したがって、許容回転数の低下などの性能の低下
や、寿命の低下を抑制することが可能となる。

【０１０２】

【発明の効果】本発明によると、潤滑剤が、固定体の軌
道面の少なくとも負荷圏と非負荷圏との境の近傍におい
て前記非負荷圏と負荷圏とに亘って形成された凹溝に沿
って流れるとともに、この凹溝に保持されることとな
る。

【０１０３】前記潤滑剤が凹溝に沿って流れるとともに
前記凹溝に保持されるので、潤滑剤が前記固定体及び回
転体と転動体とが互いに接する軌道面と、転動体の表面
との間に送り込まれることとなって、前記軌道面と転動
体との油膜ぎれ状態での接触を抑制する。

【０１０４】したがって、前記軌道面におけるピーリン
グやフレーキングを抑制するとともに、きしり音やスミ
アリングなどの発生を抑制することが可能となって、寿
命の低下を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の転がり軸受としての
ニードル軸受の斜視図。

【図２】図１中の矢印ＩＩ方向から見た図。

【図３】同実施形態の転がり軸受としてのニードル軸受
の断面図。

【図４】同実施形態の転がり軸受としてのニードル軸受
の凹溝をシャフトの周方向に沿って展開して示す図。

【図５】凹溝の変形例をシャフトの周方向に沿って展開
して示す図。

【図６】凹溝の変形例をシャフトの周方向に沿って展開
して示す図。

【図７】凹溝の変形例をシャフトの周方向に沿って展開
して示す図。

【図８】（Ａ）は本発明の第２の実施形態の転がり軸受
としての円筒ころ軸受を示す斜視図。（Ｂ）は同実施形
態の転がり軸受としての円筒ころ軸受の外輪を示す斜視
図。

【図９】第１の開示例の転がり軸受としてのスラスト自
動調心ころ軸受の一部を切り欠いて示す斜視図。

【図１０】図９に示された矢印Ｘ方向から見た凹溝を示
す図。

【図１１】同開示例の凹溝の変形例を示す図。

【図１２】（Ａ）は第２の開示例の転がり軸受としての
円錐ころ軸受の一部を切り欠いて示す斜視図。（Ｂ）は
同開示例の円錐ころ軸受の断面図。

【図１３】（Ａ）は第３の開示例の転がり軸受としての
円筒ころ軸受の一部を切り欠いて示す斜視図。（Ｂ）は
同開示例の円筒ころ軸受の断面図。（Ｃ）は同開示例の
円筒ころ軸受の円筒ころの端面を示す図。

【符号の説明】

１…ニードル軸受（転がり軸受） ２…シャフト（固定体） ２ｂ…シャフトの軌道面 ３…外輪（回転体） ３ｂ…外輪の軌道面 ４…ニードル（転動体） ５…凹溝 ５ａ…ヘリングボーン溝（凹溝） １０…スパイラル溝（凹溝） １１…交差溝（凹溝） １２…平行溝（凹溝） ２１…円筒ころ軸受（転がり軸受） ２２…内輪（回転体） ２２ｂ…内輪の軌道面 ２３…外輪（固定体） ２３ｂ…外輪の軌道面 ２４…円筒ころ（転動体） Ｒ１…負荷圏 Ｒ２…非負荷圏 ＭＫ…負荷圏と非負荷圏との境

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定体と、回転体と、これら固定体と回転
   体との間に転動自在に設けられた転動体とを備えた転が
   り軸受において、 前記固定体の前記転動体が転動する軌道面の少なくとも
   前記転動体に荷重が作用する負荷圏と前記荷重が作用し
   ない非負荷圏との境の近傍において、前記非負荷圏から
   負荷圏とに亘って、前記軌道面の表面から凹に形成され
   た凹溝を設けたことを特徴とする転がり軸受。