JPH11344035A

JPH11344035A - 円筒ころ軸受

Info

Publication number: JPH11344035A
Application number: JP11084322A
Authority: JP
Inventors: Takashi Murai; 隆司村井; Morio Tanmachi; 守男反町; Yoshio Shoda; 義雄正田; Takashi Yamamoto; 高志山本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 1999-12-14
Also published as: US6196724B1; DE19914750A1; DE19914750B4

Abstract

(57)【要約】【課題】非負荷圏を移動するころが幾何学的に理想的な
姿勢で運動することを積極的に促進させて、ころの公転
方向に対する傾き（スキュ−）及び半径方向に対する傾
き（チルト）を抑制することで、確実に軸受の振動・騒
音レベルを低減する円筒ころ軸受の提供を課題としてい
る。【解決手段】ころ転動面の軸方向に沿った輪郭は、少な
くともその中央部で軸に平行な直線形状となっており、
ころ５を収容する保持器３のポケット４における柱６側
の面４ａは、円周方向及び半径方向への傾きが、ころ長
さの１．５／１０００以下となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中・大形電動機等
を始めとした一般機械で使用される円筒ころ軸受に係
り、特に低振動・低騒音が要求される機器に使用される
円筒ころ軸受の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、円筒ころ軸受の振動・騒音低減技
術としては、例えば実開平３−６７７１８号公報に記載
されているような、保持器の案内方式（軌道輪案内、転
動体案内）の違いによる転動体と保持器との間の接触位
置を変えたものや、例えば特開平７−１２７６４５号公
報に記載されているような、接触形状を変えたものがあ
る。

【０００３】そして、上記実開平３−６７７１８号公報
に記載の保持器においては、特に、非負荷圏における転
動体の動きを規制することにより、軸受の振動・騒音の
低減を図っている。すなわち、この保持器は、案内方式
が転動体案内であることから、保持器の重量が非負荷圏
の転動体に負荷され、その負荷が、回転中に転動体に作
用する遠心力に対する対抗力となることで、非負荷圏に
おける転動体と外輪との接触圧力が減少し、結果的に軸
受の振動を抑制するものである。

【０００４】ここで、プレス保持器では、例えば実開平
６−８７７２３号公報などに記載されているように、保
持器のころ案内面を環状部傍より設けころ転動面のクラ
ウニング部に形成したものが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
実開平３−６７７１８号公報に記載の軸受では、図１０
に示すように、保持器５０のポケット５０ａのピッチ円
直径がころ５１のピッチ円直径より小さく設定してある
ため、この両ピッチ円直径差を適正に製作しないと、保
持器５０からころ５１にもたらされる規制が強くなる。
規制が強すぎる場合には、ころ５１と保持器５０が必要
以上に干渉し合うために、ころ５１と保持器５０の衝突
音（保持器音）が発生することがあった。

【０００６】また、保持器５０からの規制が強い場合に
は、保持器５０の個々の製作誤差の影響を受け易く、軸
受としての振動・騒音レベルもばらつくことが多かっ
た。また、案内方式が転動体案内に限定されることか
ら、軸受の仕様も必然的に制限されることがあった。な
お、従来の円筒ころ軸受のころ５１の転動面における軸
方向に沿った全輪郭は、通常、エッジロード緩和の為，
直線部と曲線部とを有する複合円弧クラウン形状（パー
シャルクラウニング形状）か、或いは曲線状のフルクラ
ウン形状であるため、非負荷圏を移動するころ５１は、
保持器５０のポケット５０ａにおけるころ５１と円周方
向で対向する面（柱側の面）に点接触で押付けられるこ
とになる。この結果、当該ころ５１の軸が、上記ポケッ
ト５０ａの柱側の面における円周方向及び半径方向の傾
きの有無に関係なく変動し易く、安定した姿勢をとる作
用がなかった。

【０００７】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、非負荷圏を移動するころが幾何学的に
理想的な姿勢で運動することを積極的に促進させて、こ
ろの円周方向に対する傾き（スキュ−）及び半径方向に
対する傾き（チルト）を抑制することで、確実に軸受の
振動・騒音レベルを低減可能な円筒ころ軸受を提供する
ことを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項１に記載した発明は、ころ転動
面の軸方向に沿った輪郭は、少なくともその中央部で軸
に平行な直線形状となっており、ころを収容する保持器
のポケットは、上記ころ転動面と対向する部分の傾き
が、軸受の回転中心軸と平行な直線に対し、ころ長さの
１．５／１０００以下となっていることを特徴とする円
筒ころ軸受を提供するものである。

【０００９】次に、請求項２に記載した発明は、ころ転
動面の軸方向に沿った輪郭は、少なくともその中央部で
軸に平行な直線形状となっており、ころを収容する保持
器のポケットは、上記ころ転動面と対向する部分の円周
方向への傾きが、ころ長さの１．５／１０００以下とな
っていることを特徴とする円筒ころ軸受を提供するもの
である。

【００１０】次に、請求項３に記載した発明は、本発明
の円筒ころ軸受は、ころ転動面の軸方向に沿った輪郭
は、少なくともその中央部で軸に平行な直線形状となっ
ており、ころを収容する保持器のポケットは、円周方向
で上記ころと対向する部分の円周方向及び半径方向への
傾きが、ころ長さの１．５／１０００以下となっている
ことを特徴とするものである。

【００１１】ここで、上記円周方向で上記ころと対向す
るポケットの部分をポケット面と呼ぶとすると、「その
ポケット面が円周方向へ傾く」とは、半径方向から見
て、上記ポケット面が、軸受の回転中心軸と平行な直線
に対し、円周方向に傾いている状態をいう（図６参
照）。また、「ポケット面が半径方向へ傾く」とは、円
周方向からみて、上記ポケット面が、軸受の回転中心軸
と平行な直線に対し、半径方向に傾いている状態をいう
（図５参照）。

【００１２】そして、上記ポケット面が円周方向や半径
方向に傾いている場合には、無負荷のころが軸方向に亘
ってポケット面に線接触して当該ポケット面によって姿
勢が規制されると、図１１に示すように、上記姿勢が規
制されたころの自転軸がなす線Ｓ１と、軸受として幾何
学的に理想運動（ころの公転中心軸（軸受の回転中心
軸）ところ自転軸とが平行になる状態での運動）をして
いる時のころの自転軸がなす線Ｓ２（軸受の回転中心軸
と平行な線）とが交差し、つまり、理想の姿勢状態から
ころが倒れた状態となる。上記交差した点Ｐ１から線Ｓ
１及びＳ２上のおのおのころ長さ（Ｌ）分だけ離れた点
Ｐ２及び点Ｐ３について、半径方向から見たオフセット
量Δθが、ころの円周方向への倒れ量、つまり、主とし
てポケット面のころ長さに対する円周方向への傾きによ
って上記ころに発生した倒れ量に相当し、また、上記２
つの点Ｐ２及びＰ３について、円周方向からみたオフセ
ット量Δｒが、ころの半径方向への倒れ量、つまり、主
としてポケット面のころ長さに対する半径方向への傾き
によって上記ころに発生した倒れ量に相当する。

【００１３】ここで、上記ポケット面の円周方向及び半
径方向への各傾きの設定は、例えば，保持器の柱の円周
方向及び半径方向の傾き（倒れ）を調整することで実現
できる。勿論これに限定されるものではなく、柱を傾け
ること無く、ポケット面自体を加工することで実現して
もよい。本発明によれば、ころの転動面の輪郭に直線部
分を設けているために、その直線部分全体がポケットに
押付けられるように、つまり、軸方向で線接触となるよ
うに押付けられることで、不要な揺動が低減し、ポケッ
ト面によって非負荷圏のころの姿勢が望ましい姿勢に自
動調整される。つまり、当該ころは、保持器ポケットの
円周方向で対向するポケット面（柱側の面）からの案内
を確実に受けることが出来きて、ころの回転姿勢が安定
する。この結果、保持器によって案内される非負荷圏で
のころは、安定した自転及び公転運動が維持される。

【００１４】上記傾きを、ころ長さの１．５／１０００
以下としたのは、後述の実施例で説明するように、ころ
長さの１．５／１０００より小さくすることで急激に音
圧レベルが改善されることを確認したためである（図７
や図８等を参照）。ここで、転動体であるころは、通
常、ころの公転中心軸（軸受の回転中心軸）に対して自
転軸が平行になるような理想姿勢で自公転することが望
ましい。このとき、ころと保持器の関係に着目すると、
ころは、負荷圏では保持器を押し、非負荷圏では逆に保
持器に押されるという関係にある。

【００１５】この様な関係の中で、負荷圏においては、
ころは、軌道輪による拘束によって保持器のポケット面
に姿勢が規制されずに、理想姿勢（ころの公転中心軸
（軸受の回転中心軸）ところ自転軸とが平行な状態）に
近い姿勢で運動を行い、ころによって押される保持器の
姿勢は、ころ転動面が接触するポケット面との幾何学的
な接触関係により決定される。一方、非負荷圏では、こ
ろは、保持器のポケット面に押されることで、当該ポケ
ット面によって姿勢が規制されてしまう。

【００１６】従って、ころの転動面の輪郭に直線部分を
設けてポケット面に線接触させることで、非負荷圏のこ
ろの姿勢を安定にしても、保持器のポケット面に円周方
向や半径方向への傾きがある場合には、保持器全体が公
転中心（軸受回転中心）に対して傾きを持って公転しよ
うとするため、非負荷圈側のころは、傾いた保持器によ
って案内されることで、強制的にスキューおよびチルト
させられ、結果的に、ころが不安定運動をすることとな
り、振動・騒音の原因となる。この悪影響は円周方向へ
の傾きによる影響の方が大きい。なお、以上のことか
ら、ポケット面の円周方向及び半径方向への傾きが、そ
のまま保持器で姿勢が規制される非負荷圏のころの円周
方向及び半径方向の倒れ量に等しくなるわけではない。

【００１７】このような観点から、本願発明では、ポケ
ット面の円周方向や半径方向への傾き、特に円周方向へ
の傾きを抑え、特に、その傾きを、ころ長さの１．５／
１０００以下に傾きを抑えることで、急激に音圧レベル
が改善されるという新たな知見を得たことから、ポケッ
ト面の円周方向や半径方向への傾きを、ころ長さの１．
５／１０００以下に傾きに規制したものである。

【００１８】このとき、ポケット面の円周方向への傾き
は、そのまま、非負荷圏で保持器に案内されるころの姿
勢を円周方向に倒す直接の原因となることから、特に、
請求項２に記載のように、円周方向及び半径方向のう
ち、少なくとも円周方向への傾きを、ころ長さの１．５
／１０００以下に傾きに抑えることが、ころのスキュー
等の抑制に有効である。

【００１９】また、ポケット面の半径方向に沿った輪郭
が直線形状であれば、必然的に半径方向への傾きはゼロ
となるので、請求項２のように、ポケット面の円周方向
への傾きだけを、ころ長さの１．５／１０００以下に傾
きに抑えるように設計すればよい。また、ポケット面の
半径方向に沿った輪郭が円弧形状をしている場合には、
ポケット面に半径方向への傾きがあると、ポケット面と
ころ転動面との接触位置の特定は難しいものの、ころ案
内タイプで考えた場合、非負荷圏のころは、確実にポケ
ット外周側と必ず接触する。つまり、この部分で半径方
向の傾きがあれば無負荷状態のころはその状態で案内さ
れると考えられる。従って、円周方向への傾きほどでは
ないにしても、半径方向の傾きも、非負荷圏のころの挙
動に対して悪影響を与えると考えられる。

【００２０】従って、請求項３に記載のように、円周方
向の傾きをころ長さの１．５／１０００以下とすること
に加えて、半径方向の傾きもころ長さの１．５／１００
０以下に抑えることで、一層、スキュー等の抑制を有効
に行うことができることが分かる。また、請求項１に記
載の発明によれば、軸受回転軸と平行な直線を基準とし
て、上記傾きをころ長さの１．５／１０００以下とする
ことで、円周方向及び半径方向の両方の傾きをころ長さ
の１．５／１０００以下にした場合と同等の作用が発揮
する。

【００２１】さらに、上記ポケット面の半径方向に沿っ
た輪郭が円弧形状となっている場合には、その円弧の曲
率半径の違いによる，ころの倒れへの影響も考えられる
が、請求項１に記載の発明にあっては、その円弧の影響
も含めて、ポケット面の傾きがころ長さの１．５／１０
００以下となる。例えば、ポケット面４ａがころ長さに
対し半径方向にのみΔｒだけ傾いている場合に、半径方
向に傾きがない図１４を参照して説明すると、軸受の回
転中心軸に平行な直線と円周方向で対向するポケット面
の位置は、軸方向一端部でポケット面４ａのＰ１が対向
しているとすると、軸方向にころ長さ分だけ離れた位置
ではポケット面４ａのＰ２の位置が対向することとな
る。つまり、ポケット面４ａの半径方向の円弧の曲率半
径に応じて、ポケット面４ａには実質的にΔｘ分の円周
方向への傾きがあることになる。請求項１の発明では、
これも考慮してポケット面の傾きがころ長さの１．５／
１０００以下となる。ポケット面４ａ全体が円周方向に
傾いている場合も同様である。

【００２２】つまり、請求項１の発明では、このような
ポケット面４ａにおける半径方向の円弧の曲率半径の影
響も加味した、実質的なポケット面４ａの傾きをころ長
さの１．５／１０００以下とすることができる。なお、
ころ転動について、上記直線形状とする部分を中央部だ
けでなく、軸方向に沿った転動面全体の輪郭形状を直線
にした場合には、上述の作用が促進して保持器ポケット
の柱側の面からのより確実な案内を受けられることに加
え、ころ自体が軌道面の潤滑剤（油、グリ−ス等）から
受ける上記ころの姿勢を乱す力の影響を受け難くなる。

【００２３】すなわち、ころが転動面全体に亘って直線
の輪郭形状を有していると、軸方向に亘り油膜が均一に
形成され易くスキュ一等に対して抑制効果が高くなっ
て、より安定した姿勢での自転、公転運動が可能とな
る。これらの作用から、本発明により回転中におけるこ
ろ姿勢の変動に起因する軸受の振動・騒音を抑制するこ
とが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。本発明の円筒ころ軸受の構成を
説明すると、円周方向から見た断面図である図１及び軸
方向からみた部分拡大図である図２に示すように、内輪
１と外輪２の間にリング状の保持器３が配置される。保
持器３には、円周方向に沿って所定間隔おきにポケット
４が設けられ、そのポケット４にそれぞれ円筒ころ５が
配置されて構成されている。

【００２５】上記保持器３は、例えば黄銅製のもみ抜き
保持器であって、上記図中、符号６はその柱を、符号７
は円周方向に延在する側板を示し、符号４ａが、ポケッ
ト４における円周方向でころ５と対向する面（柱６側の
面）である。上記円筒ころ５の転動面における軸方向に
沿った輪郭は、図３に示すように、その中央部分が、軸
と平行な直線形状となってストレート部５ａを形成し、
その左右両側５ｂがクラウン形状（又はテーパ形状）と
なっている。すなわち、本実施形態の円筒ころ５の転動
面の輪郭は、図４に示すようなフルクラウン形状の略中
央部を削って平坦としたような形状となっている。

【００２６】また、上記保持器３のポケット４は、円周
方向で上記ころ５と対向する部分、つまりころ５が押付
けられる面４ａ（柱６側の面）の円周方向及び半径方向
への傾きが、それぞれころ長さＬの１．５／１０００以
下となるように、上記柱６の傾きが調整されている。即
ち、円周方向からみた模式図である図５に示すように、
全部の柱６の半径方向の傾斜量Δｒ（保持器ポケット４
における保持器側板７上の基準ｃ点からポケット４のこ
ろ長さＬの位置における半径方向のずれ量である線分ａ
ｂの長さ）、及び半径方向からみた展開した模式図であ
る図６に示すように、円周方向の傾斜量Δθ（保持器ポ
ケット４における保持器側板７上の基準ｆ点からポケッ
ト４のころ長さＬの位置における円周方向のずれ量であ
る線分ｄｅの長さ）が、それぞれころ長さＬの１．５／
１０００以下となるように加工されている。

【００２７】ここで、このような半径方向及び円周方向
への傾きは、例えば、軸方向で対向する左右の側板７間
における半径方向及び円周方向の各相対オフセット量を
測定することで確認できる。以上のような円筒ころ軸受
では、図３に示すように、円筒ころ５の転動面のうちス
トレート部５ａ全体が柱６側のポケット４の４ａ面に接
触するように相対的に押付けられることで、ころ５の姿
勢が当該押付けられたポケット４の４ａ面に沿った姿勢
に自動調整されつつ回転するようになる。そして、その
押付けられるポケット４の面の傾きが、上述のようにこ
ろ長さＬの１．５／１０００以下に抑えられているため
に、ころ５は常に傾きが小さくなる方向に姿勢制御され
て、非負荷圏では安定した回転姿勢で移動する。

【００２８】この結果、回転中におけるころ姿勢の変動
に起因する軸受の振動や騒音を抑制することができる。
ここで、上記ストレート部分５ａの長さを増やせば、そ
れだけポケット４と接触して案内される，ころ５の転動
面部分が増加して更にころ５の回転姿勢が安定する。

【００２９】また、ころ５の転動面における上記ストレ
ート部分５ａでは、軸方向に沿った油膜が均一化し易く
なることから、ころ５自体が軌道面の潤滑剤（油，グリ
ース等）から受ける、ころ５の姿勢を乱す力の影響が小
さくなる。これらの効果から、回転中におけるころ５の
姿勢の変動に起因する軸受の振動・騒音を抑制すること
が可能となる。

【００３０】また、本発明によると、保持器３からの規
制は確実にしかも無理なくころ５に伝達されるため、軸
受のトルク増大や、保持器３の異常摩耗も当然ない。更
に、本発明では、保持器３の案内方式による制限は無
く、幅広い軸受仕様に利用できる。なお、上記実施形態
では、保持器３として黄銅製のもみ抜き保持器を例示し
たが、当然に、プラスチック保持器や、プレス保持器等
であってもよいし、保持器の材質や形状、および一体型
や別体型の形式に限定されることはなく、本発明の範囲
内では、低振動、低騒音の効果が得られることは言うま
でもない。

【００３１】また、本実施形態の保持器３の柱６の断面
形状は、軸方向からみて、半径方向に沿って，ころ５を
抱く様な円弧形状をなしているが、特にこの断面形状に
限定されることはなく、他の形状でも効果は当然に得ら
れる。特に、保持器ポケット４の柱側のころ５と接する
部分が半径方向で直線形状の場合には、ころ５と接触す
るポケット面４ａを構成する柱に半径方向の傾きΔｒが
あっても、その傾きΔｒの大きさに関係なく、ポケット
面４ａの半径方向への実質的な傾きが無くなる（「０」
となる）ので、柱の円周方向の傾きΔθのみをΔθ≦
１．５／１０００となるように調整すれば、本発明の効
果が確実に得られる。つまり、上記効果を持った保持器
の加工が容易となる。

【００３２】また、本実施形態の保持器３の柱６の断面
形状が、軸方向からみて、半径方向に沿って，ころ５を
抱く様な円弧形状をなしている場合に、請求項１に基づ
き、保持器ポケット４の柱側のころ５と接する部分の傾
きが、軸受の中心回転軸と平行な直線を基準として、こ
ろ長さの１．５／１０００となるように設定しても良
い。

【００３３】この場合には、保持器ポケット４の柱側の
ころ５と接する部分（ポケット面）における、半径方向
の曲率半径を加味した実質的な傾きがころ長さの１．５
／１０００以下に設定される。このとき、円周方向への
傾きの方が、ころ５の倒れに与える悪影響が確実に発生
するので、円周方向及び半径方向のいづれか一方の傾き
だけを抑制する場合には、円周方向への傾きの方を抑制
するようにした方が好ましい。

【００３４】なお、保持器３の柱６の断面形状が、軸方
向からみて、半径方向に沿って上記ころ５を抱く様な円
弧形状をなしている場合に、上記保持器３のポケット４
における、円周方向で上記ころ５と対向する部分、つま
りころ５が押付けられる面４ａ（柱６側の面）を、積極
的に円周方向及び半径方向の両方向に傾け且つその円周
方向及び半径方向への各傾き量の関係を調整すること
で、ころ転動面が接触する部分での軸方向に沿った輪郭
の円周方向への傾きがころ長さの１．５／１０００以下
となるように設計して、本発明と同様な作用を発揮させ
ることも考えられるが、軸受の回転方向が一方向に限定
されたり、保持器の加工が大変となるという問題があ
る。

【００３５】なお、全実施形態において、特開平９−２
９１９４２号公報の発明を併用して、保持器３の軸方向
端部の内外両周面のうち何れか一方の周面である保持器
周面の直径Ｄとし、それに相対する外輪２のつば内径面
と内輪１のつば外径面とのうちの何れか一方の周面であ
る軌道輪周面と上記保持器周面との間に存在する環状の
隙間をＨとし、上記保持器周面の軸方向長さをＡとし、
上記軌道輪周面の軸方向長さをＢとした場合に、１．５
×１０^-3・Ｄ≦Ｈ≦９．０×１０^-3・Ｄであり、且つＡ
／Ｂが０．６〜１．０の関係にあるように保持器３を構
成して、さらにきしり音抑制や保持器音の音圧レベルの
低下を図るようにしてもよい。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の作用効果を確認する為に行っ
た回転音響評価試験についての第１実施例について説明
する。第１実施例の試験は、ＮＵ２１８の円筒ころ軸受
について行った。ここで、軸受の主要寸法は、（内輪）
内径がφ９０mm、（外輪）外径がφ１６０mm、軸受の幅
が３０mmである。

【００３７】転動体であるころ５は、直径＝φ１９ｍ
ｍ、長さＬ＝２０ｍｍであり、転動面形状は、ころ５の
軸方向中央部をストレート部５ａ（ころ長さの約１／
２）とし、両端側５ｂにクラウニングを施したものＡ
（パーシャルクラウニング形状と呼ぶ）と、ころ長さ全
長に亘ってクラウニングを施したフルクラウニング形状
のものＢの２種類を用意した。

【００３８】保持器３は、黄銅製もみ抜きタイプ（ころ
案内方式）であり、保持器３の全ポケット４の柱６側の
半径方向の傾斜量Δｒおよび円周方向の傾斜量Δθが図
５及び図６におけるａｂ、ｄｅがとも最大概ね６０ミク
ロン以下の保持器、概ね４０ミクロン以下の保持器、概
ね２５ミクロン以下の保持器、概ね１０ミクロン以下の
保持器の計４種類を用意した。ここで、上記柱６の倒れ
量は、各々三次元測定器を用いて測定した。

【００３９】試験は、どの軸受も、軸受の軌動輪である
内輪１及び外輪２として同一のものを共用し、上記２種
類のころ転動面形状と４種類の保持器３をそれぞれ組み
合わせて各２回づつ（計１６回）行った。試験条件を以
下に示す。なお、音響評価は、回転時に発生する音をマ
イクロホンで集音し周波数分析器（ＦＦＴ）による音圧
レベル値で評価したものである。

【００４０】図７に、その結果を示す。横軸は、ころ長さＬに対する
保持器の柱６の倒れ量（Δｒ／Ｌ、Δθ／Ｌ）の比を、
縦軸は、試験時の音圧レベルの平均値をＡころを用いた
場合とＢころを用いた場合とを比較して示した。

【００４１】この図７から分かるように、ころ５がＡ
（パーシャルクラウニング）形状の場合、保持器３の柱
６の倒れ量（Δｒ、Δθ）が２５ミクロンから（Δｒ／
Ｌ、Δθ／Ｌ≒０．００１２５）から４０ミクロン（Δ
ｒ／Ｌ、Δθ／Ｌ≒０．００２）になると音圧レベルが
急激に増加することが分かる。一方、Ｂ（フルクラウニ
ング）形状のころ５を組み込んだ時は、保持器の柱６の
倒れ量（Δｒ、Δθ）によって音圧レベルは、あまり変
化せず、本願と同様に柱６の倒れ量を小さく設定しても
音圧レベルが依然，高いことが分かる。

【００４２】また、Ｂ形状のころ５を組み込んだ場合に
は、試験時の音圧レベルの変動も大きかった（図示せ
ず）。このように、少なくとも、ころ転動面の一部にス
トレート形状部分５ａを有するころ５を組み込んだ円筒
ころ軸受では、保持器３の柱６の倒れ量（Δｒ、Δθ）
によって、発生する音圧レベルを低減出来ることが分か
る。

【００４３】そして、本試験では、ころ長さＬに対する
保持器の柱６の倒れ量（Δｒ、Δθ）の比（Δｒ／Ｌ、
Δθ／Ｌ）がともに０．００１５程度（実験では、０．
００１２５で大きく低減される）以下にすると特にその
効果が得られることがわかる。以上のことは、ころ転動
面にストレ−卜部分５ａを有するころ５を組み込んだ軸
受では、保持器３によって案内される非負荷圏でのころ
５が、ころ５の円周方向に対するスキュ−及び半径方向
に対するチルトを抑制出来る為、ころ５が安定した姿勢
で自転及び公転できて、軸受の音圧レベルが低くなると
考えられる。

【００４４】これに対し、転動面にフルクラウニング形
状を有するころ５では、案内する保持器３の柱６の倒れ
量（Δｒ、Δθ）を小さくしても、ストレート部が全く
ない為に、非負荷圏で、ころ５が安定した姿勢で自転、
公転でき難くなる。このため、軸受の音圧レベルが低く
ならないと考えられる。また、試験時の音圧レベルの変
動も大きくなったと考えられる。

【００４５】また、上記と同じ試験条件で、潤滑油だけ
を油潤滑に替えて試験を行ったところ、図１２に示す結
果を得た。この図１２から分かるように、潤滑油として
油潤滑を使用しても、つまり潤滑油の種類に関係なく、
本願発明に基づく保持器を組み込んだ軸受にあっては、
上記と同じ試験結果（音圧レベルの急激な低減効果等）
を得ることができることが分かる。

【００４６】また、図７及び図１２における右側の２組
のグラフから分かるように、本発明のように、ころ５の
転動面の少なくとも一部にストレ−卜部分５ａを設ける
ことで、潤滑油の違いによる音圧レベルの大きさの違い
も小さく抑えられることが分かる。なお、ここでは詳細
について述べないが、本実施にあたっては、保持器の軸
方向端部の内外両周面のうち何れか一方の周面である保
持器周面の直径Ｄとし、それに相対する外輪つば内径面
と内輪つば外径面とのうちの何れか一方の周面である軌
道輪周面と上記保持器周面との間に存在する環状の隙間
をＨとし、保持器周面の軸方向長さをＡとし、上記軌道
輪周面の軸方向長さをＢとした場合に、Ｈ＝５．０×１
０^-3とし、Ａ／Ｂが０．９とした。

【００４７】また、図示しないが、ＨおよびＡ／Ｂの値
が本請求範囲以外のもの（従来もみ抜き保持器）との比
較も行っており、平均で約３ｄＢ程度音圧レベル低減
（保持器音も含め）効果を得ている。なお、今回確認評
価試験に用いた保持器は、保持器の柱の倒れ精度を比較
的任意に製作出来る一体型ころ案内タイプを用いた。

【００４８】次に、第２実施例について説明する。第２
の実施例である試験は、比較的サイズが大きいＮＵ３２
２の円筒ころ軸受で行ったものである。軸受の主要寸法
は、（内輪）内径がφ１１０mm、（外輪）外径がφ２４
０mm、軸受の幅が５０mmである。

【００４９】円筒ころ５は、上記第１実施例と同様に、
直径＝φ３２ｍｍ、長さＬ＝３２ｍｍであり、転動面形
状は、ころの軸方向中央部にストレート部（ころ長さＬ
の約１／２）を残して、両端側にクラウニングを施した
ものＡ（パーシャルクラウニング形状）と、ころ長さ全
長に亘ってクラウニングを施したフルクラウニング形状
のものＢの２種類を用いた。

【００５０】保持器３は、黄銅製もみ抜きタイプ（外輪
２案内方式）であり、保持器３の全ポケット４の柱６側
の半径方向の傾斜量Δｒおよび円周方向の傾斜量Δθ
が、図５及び図６におけるａｂ、ｄｅがとも最大概ね９
０ミクロン以下の保持器、概ね７０ミクロン以下の保持
器、概ね５０ミクロン以下の保持器、概ね３０ミクロン
以下の保持器３の計４種類を用意した。ここで、柱６の
倒れ量は、各々三次元測定器を用いて測定した。

【００５１】試験は、軸受の軌動輪である内輪１及び外
輪２を共用として同一のものを用い、上記２種類のころ
転動面形状と４種類の保持器３をそれぞれ組み合わせて
各２回づつ（計１６回）行った。試験条件を以下に示
す。なお、音響評価は、第１の試験と同様な方法で行っ
た。条件、回転数：１０００rpm 潤滑：グリース潤滑ラジアル荷重：１５０ｋｇｆ測定周波数範囲：０−１０ｋＨｚ図８にその試験結果を示す。横軸は、ころ長さＬに対す
る保持器３の柱６の倒れ量（Δｒ／Ｌ、Δθ／Ｌ）の比
を、縦軸は、試験時の音圧レベルの平均値をＡころを用
いた場合とＢころを用いた場合とを比較して示した。

【００５２】この図８から分かるように、ころ５がＡ
（パーシャルクラウニング）形状の場合、保持器３の柱
６の倒れ量（Δｒ、Δｅ）が５０ミクロンから（Δｒ／
Ｌ、Δθ／Ｌ≒０．００１５）から７０ミクロン（Δｒ
／１、Δ０／１≒０．００２２）になると音圧レベルが
急激に増加することがわかる。一方、Ｂ（フルクラウニ
ング）形状のころ５を組み込んだ時は、保持器３の柱６
の倒れ量（Δｒ、Δθ）によって音圧レベルは、あまり
変化せず、柱６の倒れ量が小さな場合でも音圧レベルが
高い。また、Ｂ形状のころ５を組み込んだ場合には、試
験時の音圧レベルの変動も大きかった（図示せず）。

【００５３】このように、比較的サイズの大きい軸受に
おいても、少なくともころ転動面にストレート部５ａを
有するころ５を組み込んだ円筒ころ軸受では、保持器３
の柱６の倒れ量（Δｒ、Δθ）によって、発生する音圧
レベルを低減出来る事が確認できた。本試験では、ころ
長さＬに対する保持器の柱６の倒れ量（Δｒ、ΔＢ）の
比（Δｒ／Ｌ、Δθ／Ｌ）がともに０．００１５程度以
下にすると特にその効果が得られことがわかる。

【００５４】なお、作用等については、第１実施例の試
験と同じと考えられるので省略する。次に、第３実施例
について説明する。第３実施例の試験は、第１および第
２実施例の試験で、それぞれ最も効果が得られた組合せ
において、それぞれ転動面形状を転動面の長さ全体に亘
って直線形状にした場合の効果を確認するものである。

【００５５】つまり、第１実施例における、ころ５の転
動面が、パ−シャルクラウニング形状のもので、保持器
３の柱６の倒れ量（Δｒ、Δθ）が概ね１０ミクロン以
下の軸受について、及び、第２実施例における、ころ５
の転動面が、パーシャルクラウニング形状のもので、保
持器３の柱６の倒れ量（Δｒ、Δθ）が概ね３０ミクロ
ン以下の軸受について、それぞれ上記ころ５に替えて、
転動面形状を転動面長さ全体に亘って全て直線形状（フ
ルストレート形状と呼ぶ）にしたころ５を組み込んで試
験を行ったものである。ただし、内外輪はそれぞれの試
験で使用したものを組み込む。

【００５６】図９に、各々の軸受毎で、パーシャルクラ
ウニング形状のものと比較した結果を示す。なお、試験
条件および音響評価については、それぞれ第１、第２実
施例のそれぞれの条件ならびに音響評価と同一とした。
図９から分かるように、ころ５転動面形状がパ−シャル
形状のものと比較すると、各軸受でころ５転動面形状が
フルストレート形状の方が３ｄＢから４ｄＢ程度低くな
っている。

【００５７】これは、第１実施例の試験および第２実施
例の試験における作用（保持器３からの確実な案内を受
けられること）に加え、ころ自体が潤滑剤（油、グリ−
ス等）から受ける影響等に対しても、例えば、ころ５の
軸方向に亘り油膜が均一に形成され易くスキュ−等に対
して抑制効果が高い為、より安定した姿勢で自転、公転
運動が可能となっていることを示すと思われる。

【００５８】このような結果から、パーシャルクラウン
形状に比べて直線部分を長くしてフルストレート形状と
すると、軸受としての音圧レベルが更に低くなることが
わかる。次に、第４実施例について説明する。本実施例
は、潤滑油の粘性による音圧レベルへの影響を評価した
ものである。

【００５９】以下のような試験条件で、本発明に基づ
き、柱の倒れ量を１０ミクロン程度（傾き：０．５／１
０００）に加工した保持器と、本発明の範囲外である、
柱の倒れ量を４０ミクロン程度（傾き：２０／１００
０）に加工した保持器を用意し、その他の条件を共通に
して、各潤滑油における音圧レベルを測定した。図１３
がその結果である。

【００６０】試験条件としては、試験軸受としてＮＵ２
１８とし、転動体であるころ５として、直径＝φ１９m
m、長さＬ＝２０ミリであり、転動面形状は、ころ５の
軸方向中央部をストレート部５ａ（ころ長さの約１／
２）とし、両端側５ｂにクラウニングを施したパーシャ
ルクラウニング形状のものを用いた。また、軸受の回転
数を１５００ｒｐｍとし、ラジアル荷重を１５０Ｋｇｆ
に設定した。

【００６１】この結果から分かるように、本願発明の騒
音低減効果は潤滑油の粘度に影響されず、また、保持器
柱の倒れ量が１０ミクロン程度の本願発明に基づく方
が、４０ミクロン程度の比較例よりも９〜１０ｄＢ程度
低騒音化を図ることができることが分かる。なお、ここ
では図示しないが、振動レベルも音圧と全く同様な傾向
を示して保持器柱の倒れ量が１０ミクロン程度の方が低
振動となっていることを確認している。

【００６２】

【発明の効果】本発明によると、保持器によって案内さ
れる非負荷圏でのころは、安定した自転、公転運動を維
持できる。つまり、本発明を採用することで、軸受とし
てのころが幾何学的に理想位置で運動することを促進す
ることができ、ころの円周方向に対する傾き（スキュ
−）及び半径方向に対する傾き（チルト）を抑制出来る
という効果がある。

【００６３】このため、回転中におけるころ姿勢の変動
に起因する軸受の振動・騒音を抑制することが可能とな
るという効果がある。ここで、本発明によると、保持器
からの規制は確実にしかも無理なくころに伝達される
為、軸受のトルク増大や、保持器の異常摩耗もない。更
に、本発明では、保持器の案内方式による制限が無く、
幅広い軸受仕様に利用できる。

【００６４】特に、請求項１に係る発明によれば、保持
器のポケットにおける、円周方向で上記ころと対向する
部分の円周方向への傾きだけを、ころ長さの１．５／１
０００以下となっているように調整することで、上記と
同等の効果を得るという効果が得られる。特に、請求項
１に係る発明は上記円周方向で上記ころと対向する部分
の半径方向に沿った輪郭が直線状の場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る軸受における円周方
向からみた断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る軸受における軸方向
からみた部分拡大図である。

【図３】本発明の実施の形態に係るころの輪郭を説明す
るための図である。

【図４】従来のころの輪郭を説明するための図である。

【図５】半径方向の傾きを説明するための円周方向から
みた図である。

【図６】円周方向の傾きを説明するための半径方向から
みた図である。

【図７】第１実施例における保持器の柱の倒れ量／ころ
の長さ比による軸受音圧レベルを示す図である。

【図８】第２実施例における保持器の柱の倒れ量／ころ
の長さ比による軸受音圧レベルを示す図である。

【図９】ころ転動面の直線部の長さの違いによる効果を
説明する図である。

【図１０】従来の不具合を説明するための図である。

【図１１】ポケット面に対応するころの倒れを説明する
図である。

【図１２】第１実施例における別の試験結果を示す図で
ある。

【図１３】第４実施例を説明する図である。

【図１４】請求項１に係る発明の作用を説明するための
図である。

【符号の説明】

Δｒ半径方向の傾き Δθ 円周方向の傾きＬころの長さ１内輪２外輪３保持器４ポケット４ａ柱側の面５円筒ころ６柱７側板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本高志神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ころ転動面の軸方向に沿った輪郭は、少
なくともその中央部で軸に平行な直線形状となってお
り、ころを収容する保持器のポケットは、上記ころ転動
面と対向する部分の傾きが、軸受の回転中心軸と平行な
直線に対し、ころ長さの１．５／１０００以下となって
いることを特徴とする円筒ころ軸受。
【請求項２】ころ転動面の軸方向に沿った輪郭は、少
なくともその中央部で軸に平行な直線形状となってお
り、ころを収容する保持器のポケットは、上記ころ転動
面と対向する部分の円周方向への傾きが、ころ長さの
１．５／１０００以下となっていることを特徴とする円
筒ころ軸受。
【請求項３】ころ転動面の軸方向に沿った輪郭は、少
なくともその中央部で軸に平行な直線形状となってお
り、ころを収容する保持器のポケットは、円周方向で上
記ころと対向する部分の円周方向及び半径方向への傾き
が、ころ長さの１．５／１０００以下となっていること
を特徴とする円筒ころ軸受。