WO2018190134A1 - 円すいころ軸受 - Google Patents
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Definitions
- the finishing process of the roller 13 with the grindstone 100 is also performed by moving the grindstone 100 horizontally (along the generatrix direction) with respect to the rolling surface 13a and applying the grindstone 100 to the crowning. However, it is performed to give the desired surface roughness.
- the grindstone is such that the distance L2 between the end of the rolling surface 13a and the grindstone 100 is shortened as shown in FIG. 6 (c). 100 can be brought close to the end of the roller 13 and can be easily processed as compared with the case where the fall amount of the inner ring 11 is large as shown in FIG.
- the logarithmic crowning of the above formula (i) is realized by the sum ⁇ of the crowning drop amount of the rolling surface 13a of the roller 13 and the raceway surface 11a of the inner ring 11, so that the machining cost is suppressed.
- the long life of the bearing can be realized.
- the crowning formed on both the rolling surface 13a of the roller 13 and the raceway surface 11a of the inner ring 11 can be configured in the same manner as the tapered roller bearing described above. The same effect as a bearing can be produced.
- the present invention comprises an inner ring and an outer ring, and a roller that is rotatably arranged between the raceways of the inner ring and the outer ring, and a flange is provided at one end or both ends of the inner ring,
- a cylindrical roller bearing in which crowning is formed on both the rolling surface of the roller and the raceway surface of the inner ring, and at least the effective contact length Le in the generatrix direction of the rolling surface of the roller and the raceway surface of the inner ring.
- the crowning drop amount on the raceway surface of the inner ring is smaller than the crowning drop amount on the rolling surface of the roller.
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Abstract
円すいころ軸受（１０）では、内輪（１１）の片側端部若しくは両端部に鍔部（１１ｂ、１１ｃ）が設けられ、ころ（１３）の転動面（１３ａ）と内輪（１１）の軌道面（１１ａ）のいずれにもクラウニングが形成され、また、少なくとも母線方向の有効接触長さ（Ｌｅ）の片側端部において、内輪（１１）の軌道面（１１ａ）におけるクラウニング落ち量は、ころ（１３）の転動面（１３ａ）におけるクラウニング落ち量よりも小さい。
Description
本発明は、円すいころ軸受に関し、特に、減速機、建設機械、鉄鋼、自動車等に利用される円すいころ軸受に関する。
従来、ころ軸受において、接触部の軸方向両端部で、過大接触面圧、所謂エッジロードの発生を抑制するため、ころの転動面又は軌道輪の軌道面にクラウニングを施す事が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
クラウニングとしては、母線方向の有効接触長さＬｅに対して、接触部の軸方向中央部から両端部にかけて過大接触面圧、所謂エッジロードの発生をしない対数クラウニングとすることで長寿命とできることが知られている。
クラウニングとしては、母線方向の有効接触長さＬｅに対して、接触部の軸方向中央部から両端部にかけて過大接触面圧、所謂エッジロードの発生をしない対数クラウニングとすることで長寿命とできることが知られている。
一方、対数クラウニングは、単一円弧クラウニングと共に示した図１０から明らかなように、中央から端部に向かうまでは緩やかに落ち量が増加しているが、端部に近づくと急激に落ち量が大きくなる。このため、対数クラウニングをころや軌道輪に施す事は製作が困難である。このため、特許文献１では、ころに円弧組合せのクラウニングを施す事によって、対数クラウニングに近い形状を与えている。
また、特許文献１では、ころと内輪のクラウニング落ち量の和σが、任意の２点（有効接触長さＬｅの０．４２５×Ｌｅと０．５×Ｌｅの２点）で、任意のクラウニング式（動定格荷重Ｃの荷重範囲０．４×Ｃ～０．６×Ｃの式）の範囲内を満足するように設計し、対数クラウニングに近づけることが記載されている。
また、特許文献１では、ころと内輪のクラウニング落ち量の和σが、任意の２点（有効接触長さＬｅの０．４２５×Ｌｅと０．５×Ｌｅの２点）で、任意のクラウニング式（動定格荷重Ｃの荷重範囲０．４×Ｃ～０．６×Ｃの式）の範囲内を満足するように設計し、対数クラウニングに近づけることが記載されている。
さらに、実際に内輪のクラウニングを施すには、まず、研削によりクラウニング形状を加工し、次に、所望の表面粗さ（軸受寿命に影響する）を得るために、仕上げ砥石を用いて加工する。したがって、内輪の砥石による仕上げ加工は、内輪軌道面に水平に砥石を移動させ、クラウニングに砥石をなじませながら、所望の表面粗さになるようにＳＦ加工（仕上げ加工）する。なお、形状によってはＳＦ加工で狙いの形状に仕上げる場合もある。
しかしながら、円すいころ軸受や円筒ころ軸受では、内輪の軌道面の軸方向外側には、鍔部が設けられているため、内輪の軌道面に対数クラウニングを加工するには、砥石による仕上げ加工を行う際、軌道面の端部で所望の表面粗さを得られにくい。また、所望の表面粗さを得る為には、砥石がなじむまで長時間かかりサイクルタイムが増加したり、砥石が鍔部に接触してしまったり、或いは、特許文献２に記載のような複雑な機構を追加する必要がある。
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、設備改造やサイクルタイムの増加によるコストアップを抑え、ころの転動面及び内輪の軌道面を容易に仕上げ加工可能な円すいころ軸受を提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内輪及び外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面間に転動自在に配置されるころと、を備え、前記内輪の片側端部若しくは両端部に鍔部が設けられ、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面のいずれにもクラウニングが形成され、
少なくとも前記ころの転動面と前記内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの片側端部において、前記内輪の軌道面におけるクラウニング落ち量は、前記ころの転動面におけるクラウニング落ち量よりも小さいことを特徴とする円すいころ軸受。
（２） 前記ころの転動面と前記内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの範囲内のうち、それぞれの前記母線方向の少なくとも２箇所において、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面のクラウニングの総和が下記式（ｉ）の対数クラウニングとなることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
但し、
δ：接触二物体（ころと内輪軌道面）の、母線方向位置Ｘにおけるクラウニング落ち量の総和
ｗ：接触荷重
Le：母線方向の有効接触長さ
E1，E2：接触二物体（ころと内輪）のヤング率
ν1，ν2：接触二物体（ころと内輪）のポアッソン比
ｂ：ヘルツ接触幅の１／２
（３） 前記ころ、前記内輪、及び前記外輪の少なくとも１つのクラウニングの中央部は、直線形状であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の円すいころ軸受。
（４） 前記外輪の軌道面におけるクラウニング落ち量は、前記内輪の軌道面におけるクラウニング落ち量よりも小さいことを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載の円すいころ軸受。
ここで、本発明の「有効接触長さＬｅ」とは、ころの転動面と内輪の軌道面とが実際に接触する領域の長さのことである。具体的な有効接触長さＬｅの規定の仕方については、実施の形態の部分で後述する。
（１） 内輪及び外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面間に転動自在に配置されるころと、を備え、前記内輪の片側端部若しくは両端部に鍔部が設けられ、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面のいずれにもクラウニングが形成され、
少なくとも前記ころの転動面と前記内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの片側端部において、前記内輪の軌道面におけるクラウニング落ち量は、前記ころの転動面におけるクラウニング落ち量よりも小さいことを特徴とする円すいころ軸受。
（２） 前記ころの転動面と前記内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの範囲内のうち、それぞれの前記母線方向の少なくとも２箇所において、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面のクラウニングの総和が下記式（ｉ）の対数クラウニングとなることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
但し、
δ：接触二物体（ころと内輪軌道面）の、母線方向位置Ｘにおけるクラウニング落ち量の総和
ｗ：接触荷重
Le：母線方向の有効接触長さ
E1，E2：接触二物体（ころと内輪）のヤング率
ν1，ν2：接触二物体（ころと内輪）のポアッソン比
ｂ：ヘルツ接触幅の１／２
（３） 前記ころ、前記内輪、及び前記外輪の少なくとも１つのクラウニングの中央部は、直線形状であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の円すいころ軸受。
（４） 前記外輪の軌道面におけるクラウニング落ち量は、前記内輪の軌道面におけるクラウニング落ち量よりも小さいことを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載の円すいころ軸受。
ここで、本発明の「有効接触長さＬｅ」とは、ころの転動面と内輪の軌道面とが実際に接触する領域の長さのことである。具体的な有効接触長さＬｅの規定の仕方については、実施の形態の部分で後述する。
本発明の円すいころ軸受によれば、内輪の片側端部若しくは両端部に鍔部が設けられ、ころの転動面と内輪の軌道面のいずれにもクラウニングが形成され、少なくとも母線方向の有効接触長さＬｅの片側端部において、内輪の軌道面におけるクラウニング落ち量は、ころの転動面におけるクラウニング落ち量よりも小さい。これにより、鍔部があることで軌道面の端部に砥石を寄せることができない内輪のクラウニング落ち量を、ころのクラウニング落ち量より小さくすることで、設備改造やサイクルタイムの増加によるコストアップを抑え、ころの転動面及び内輪の軌道面を容易に仕上げ加工可能である。
以下、本発明の各実施形態に係る円すいころ軸受を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、本実施形態の円すいころ軸受１０は、外周面に内輪軌道面１１ａが設けられた内輪１１と、内周面に外輪軌道面１２ａが設けられた外輪１２と、内輪軌道面１１ａおよび外輪軌道面１２ａ間に配置された転動体である複数の円すいころ１３（以下、単に「ころ１３」とも称す。）と、複数のころ１３を円周方向に所定の間隔で保持する保持器１４と、を備えている。
図１及び図２に示すように、本実施形態の円すいころ軸受１０は、外周面に内輪軌道面１１ａが設けられた内輪１１と、内周面に外輪軌道面１２ａが設けられた外輪１２と、内輪軌道面１１ａおよび外輪軌道面１２ａ間に配置された転動体である複数の円すいころ１３（以下、単に「ころ１３」とも称す。）と、複数のころ１３を円周方向に所定の間隔で保持する保持器１４と、を備えている。
内輪１１は、内輪軌道面１１ａに対して小径側軸方向端部および大径側軸方向端部に、鍔部である小径鍔部１１ｂ及び大径鍔部１１ｃを備えている。
さらに、本実施形態では、エッジロードの発生を抑制するため、ころ１３の転動面１３ａと内輪１１の内輪軌道面１１ａのいずれにもクラウニングを形成し、円すいころ１３の転動面１３ａと内輪１１の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの範囲内のうち、母線方向の少なくとも２箇所において、クラウニングの総和が下記式（ｉ）の対数クラウニングとなるように設定されている。
但し、
δ：接触二物体（ころと内輪軌道面）の、母線方向位置Ｘにおけるクラウニング落ち量の総和
ｗ：接触荷重
Le：母線方向の有効接触長さ
E1，E2：接触二物体（ころと内輪）のヤング率
ν1，ν2：接触二物体（ころと内輪）のポアッソン比
ｂ：ヘルツ接触幅の１／２
δ：接触二物体（ころと内輪軌道面）の、母線方向位置Ｘにおけるクラウニング落ち量の総和
ｗ：接触荷重
Le：母線方向の有効接触長さ
E1，E2：接触二物体（ころと内輪）のヤング率
ν1，ν2：接触二物体（ころと内輪）のポアッソン比
ｂ：ヘルツ接触幅の１／２
ここで、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａと内輪１１の軌道面１１ａにおいて実際に接触できる領域の長さのことである。具体的には、ころ１３の転動面１３ａと内輪１１の軌道面１１ａの長さの違いや、軸方向両側のころ１３の面取り１３ｂや内輪の逃げ溝１１ｄの大きさの違いによって、例えば、以下の図３（ａ）～図３（ｆ）に模式的に示すような状態が存在する。
図３（ａ）は、ころ１３の転動面１３ａと内輪１１の軌道面１１ａの長さが同じ場合を示し、この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａ、又は内輪１１の軌道面１１ａの長さとなる。
図３（ｂ）は、ころ１３の転動面１３ａの長さが内輪１１の軌道面１１ａの長さより長く、ころ１３の軌道面１３ａが内輪１１の軌道面１１ａの両端部よりも軸方向両側に延出している場合を示す。この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａとなる。
図３（ｃ）は、ころ１３の転動面１３ａの長さが内輪１１の軌道面１１ａの長さより長く、軸方向一端側で内輪１１の軌道面１１ａが延出し、軸方向他端側でころ１３の軌道面１３ａが延出する場合を示す。この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａの長さと内輪１１の軌道面１１ａの長さの軸方向における重複部分となる。
図３（ｂ）は、ころ１３の転動面１３ａの長さが内輪１１の軌道面１１ａの長さより長く、ころ１３の軌道面１３ａが内輪１１の軌道面１１ａの両端部よりも軸方向両側に延出している場合を示す。この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａとなる。
図３（ｃ）は、ころ１３の転動面１３ａの長さが内輪１１の軌道面１１ａの長さより長く、軸方向一端側で内輪１１の軌道面１１ａが延出し、軸方向他端側でころ１３の軌道面１３ａが延出する場合を示す。この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａの長さと内輪１１の軌道面１１ａの長さの軸方向における重複部分となる。
図３（ｄ）は、ころ１３の転動面１３ａが内輪１１の軌道面１１ａの長さより長く、軸方向一端側でころ１３の軌道面１３ａが延出し、軸方向他端側で内輪１１の軌道面１１ａが延出する場合を示す。この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａの長さと内輪１１の軌道面１１ａの長さの軸方向における重複部分となる。
図３（ｅ）は、内輪１１の軌道面１１ａの長さがころ１３の転動面１３ａの長さより長い場合を示し、内輪１１の軌道面１１ａがころ１３の軌道面１３ａの両端部よりも軸方向両側に延出している場合を示す。この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａとなる。
図３（ｆ）は、内輪１１の軌道面１１ａの長さがころ１３の転動面１３ａの長さより長く、軸方向一端側で内輪１１の軌道面１１ａが延出し、軸方向他端側でころ１３の軌道面１３ａが延出する場合を示す。この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａの長さと内輪１１の軌道面１１ａの長さの軸方向における重複部分となる。
なお、図３では、円すいころ１３の転動面１３ａと内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング形状が図示省略されている。
ただし、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング形状の中央位置と、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング形状の中央位置とは一致している。クラウニング形状の中央位置は、転動面１３ａまたは軌道面１１ａを基準とした任意の位置に設定される。従って、有効接触長さＬｅの中央位置と、クラウニング形状の中央位置（図４のＸ＝０の位置）とは必ずしも一致しない。
図３（ｅ）は、内輪１１の軌道面１１ａの長さがころ１３の転動面１３ａの長さより長い場合を示し、内輪１１の軌道面１１ａがころ１３の軌道面１３ａの両端部よりも軸方向両側に延出している場合を示す。この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａとなる。
図３（ｆ）は、内輪１１の軌道面１１ａの長さがころ１３の転動面１３ａの長さより長く、軸方向一端側で内輪１１の軌道面１１ａが延出し、軸方向他端側でころ１３の軌道面１３ａが延出する場合を示す。この場合、有効接触長さＬｅは、ころ１３の転動面１３ａの長さと内輪１１の軌道面１１ａの長さの軸方向における重複部分となる。
なお、図３では、円すいころ１３の転動面１３ａと内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング形状が図示省略されている。
ただし、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング形状の中央位置と、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング形状の中央位置とは一致している。クラウニング形状の中央位置は、転動面１３ａまたは軌道面１１ａを基準とした任意の位置に設定される。従って、有効接触長さＬｅの中央位置と、クラウニング形状の中央位置（図４のＸ＝０の位置）とは必ずしも一致しない。
そして、本実施形態では、以下の理由から、母線方向の有効接触長さＬｅの両側端部において、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング落ち量が、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング落ち量よりも小さくなるように設計されている。
具体的には、図４に示すように、内輪１１の軌道面１１ａを単一円弧クラウニングとし、ころ１３の転動面１３ａを、式（ｉ）で与えられる対数クラウニングの総和δから上記単一円弧クラウニングの落ち量Ｂを引いた落ち量Ｃのクラウニング形状としている。即ち、内輪１１の軌道面１１ａに施されるクラウニングの円弧形状は、有効接触長さＬｅの軸方向中間部での両軌道面１１ａ、１３ａの落ち量を０としたとき、有効接触長さＬｅの両側端部での落ち量Ｂがころ１３の軌道面１３ａの落ち量Ｃよりも小さくなるようにして設計される。
具体的には、図４に示すように、内輪１１の軌道面１１ａを単一円弧クラウニングとし、ころ１３の転動面１３ａを、式（ｉ）で与えられる対数クラウニングの総和δから上記単一円弧クラウニングの落ち量Ｂを引いた落ち量Ｃのクラウニング形状としている。即ち、内輪１１の軌道面１１ａに施されるクラウニングの円弧形状は、有効接触長さＬｅの軸方向中間部での両軌道面１１ａ、１３ａの落ち量を０としたとき、有効接触長さＬｅの両側端部での落ち量Ｂがころ１３の軌道面１３ａの落ち量Ｃよりも小さくなるようにして設計される。
以下、内輪軌道面１１ａ又は転動面１３ａの端部での落ち量の違いによる、仕上げ加工時の砥石１００のなじませ時間の違いを、内輪１１ところ１３それぞれについて、図５及び図６を参照して説明する。
図５（ａ）に示すように、内輪１１の砥石１００による仕上げ加工は、内輪軌道面１１ａに対して水平に（母線方向に沿って）砥石１００を移動させ、クラウニング形状に砥石１００をなじませながら、所望の表面粗さを与えるように行われる。
その際、図５（ｃ）に示すように、落ち量が大きい場合には、図５（ｂ）に示す落ち量が小さい場合に比べて、内輪軌道面１１ａの端部と砥石１００との距離Ｌ１が離れているので、砥石１００が磨耗して該端部に砥石１００が接触するまでの時間（なじませ時間）が必要となり、サイクルタイムが増加する。なお、図中、符号１１ｄは、内輪軌道面１１ａと鍔部１１ｂとの間の逃げ溝を模式的に表している。
その際、図５（ｃ）に示すように、落ち量が大きい場合には、図５（ｂ）に示す落ち量が小さい場合に比べて、内輪軌道面１１ａの端部と砥石１００との距離Ｌ１が離れているので、砥石１００が磨耗して該端部に砥石１００が接触するまでの時間（なじませ時間）が必要となり、サイクルタイムが増加する。なお、図中、符号１１ｄは、内輪軌道面１１ａと鍔部１１ｂとの間の逃げ溝を模式的に表している。
サイクルタイムを抑えるために、できるだけ鍔部１１ｂと砥石１００との距離を小さくしたいが、図５（ｄ）に示すように、砥石１００を鍔部１１ｂに寄せすぎた場合には、砥石１００が鍔部１１ｂに接触してしまう。このため、内輪１１の仕上げ加工においては、砥石１００の管理が重要であり、加工コストを考えた場合には、落ち量が小さい方がよい。
また、図６（ａ）に示すように、ころ１３の砥石１００による仕上げ加工も、転動面１３ａに対して水平に（母線方向に沿って）砥石１００を移動させ、クラウニングに砥石１００をなじませながら、所望の表面粗さを与えるように行われる。
ころ１３の仕上げ加工の場合、内輪１１とは異なり鍔部がないので、図６（ｃ）に示すように、転動面１３ａの端部と砥石１００との距離Ｌ２が短くなるように、砥石１００をころ１３の端部に寄せる事ができ、図５（ｃ）に示す、内輪１１の落ち量が大きい場合と比較して容易に加工できる。
ころ１３の仕上げ加工の場合、内輪１１とは異なり鍔部がないので、図６（ｃ）に示すように、転動面１３ａの端部と砥石１００との距離Ｌ２が短くなるように、砥石１００をころ１３の端部に寄せる事ができ、図５（ｃ）に示す、内輪１１の落ち量が大きい場合と比較して容易に加工できる。
ただし、図６（ｄ）のように砥石１００をころ１３の端部に寄せすぎた場合は、ころ１３の転動面１３ａから砥石１００が外れて砥石１００が戻れなくなってしまい、砥石割れや機械が損傷してしまうので、砥石１００が外れない程度の余裕が必要である。
加工コストを考えた場合には、落ち量が大きいと、内輪１１と同様に、管理が複雑になるので、落ち量は小さい方が良いが、内輪１１と比較すると容易に端部に寄せる事ができる分、ころ１３の落ち量が内輪１１より大きくても加工しやすい。
加工コストを考えた場合には、落ち量が大きいと、内輪１１と同様に、管理が複雑になるので、落ち量は小さい方が良いが、内輪１１と比較すると容易に端部に寄せる事ができる分、ころ１３の落ち量が内輪１１より大きくても加工しやすい。
そこで、本実施形態では、円すいころ軸受１０のころ１３または内輪１１のいずれか単独で対数クラウニングを実現するのではなく、図４に示すように、コストと加工性を考慮して、ころクラウニングと内輪クラウニングのそれぞれの落ち量を合せると、対数クラウニングになるようにし、かつ、有効接触長さＬｅの両側端部において、内輪軌道面１１ａにおけるクラウニング落ち量は、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング落ち量よりも小さくしている。
また、本実施形態では、ころ１３と内輪１１の落ち量の総和δで対数クラウニングを実現する場合、ころ１３の落ち量が少なくなっているので、当然のことならが外輪１２にもクラウニングをつけないと、外輪１２の落ち量が不足して、外輪１２が短寿命となる事が容易に予想できる。
そこで、外輪１２のクラウニングも、内輪１１と同様に、ころ１３と外輪１２で対数クラウニングとした場合を考えると、図２に示すように、円周上での接触状態は、内輪１１ところ１３は凸凸の関係であるが、外輪１２ところ１３は凹凸の関係にある。このため、同じクラウニング落ち量では外輪１２の方が低面圧となる事が想定される。
上述したように、クラウニングの落ち量は小さいほうが加工しやすいので、コストを重視して外輪１２のクラウニングを省略、あるいは内輪１１より落ち量の小さいクラウニングを外輪１２につける事（クラウニング落ち量：内輪＞外輪）で、加工コストを抑える事ができる。
なお、外輪１２については、クラウニングをつけずに直線形状であってもよい。
なお、外輪１２については、クラウニングをつけずに直線形状であってもよい。
また、ころ１３、内輪１１、及び外輪１２のクラウニングの中央部付近の落ち量は小さく、直線形状とほとんど差がない。したがって、ころ１３、内輪１１、及び外輪１２の少なくとも一つのクラウニングの中央部を直線形状としてもよい。
以上説明したように、本実施形態の円すいころ軸受１０によれば、内輪１１の両端部に鍔部１１ｂ、１１ｃが設けられ、ころ１３の転動面１３ａと内輪１１の軌道面１１ａのいずれにもクラウニングが形成され、母線方向の有効接触長さＬｅの両側端部において、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング落ち量は、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング落ち量よりも小さく設定される。これにより、鍔部１１ｂ、１１ｃがあることで端部に砥石１００を寄せることができない内輪１１のクラウニング落ち量を、ころ１３のクラウニング落ち量より小さくすることで、設備改造やサイクルタイムの増加によるコストアップを抑え、ころ１３の転動面１３ａ及び内輪１１の軌道面１１ａを容易に仕上げ加工することができる。
また、本実施形態では、ころ１３の転動面１３ａと内輪１１の軌道面１１ａのクラウニング落ち量の総和δによって、上記式（ｉ）の対数クラウニングを実現するようにしたので、加工コストを抑えつつ、軸受の長寿命を実現することができる。
上記実施形態では、コストアップを極力抑えるために、母線方向の有効接触長さＬｅの両側端部において、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング落ち量が、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング落ち量よりも小さく設定されると説明した。しかしながら、コストアップを抑える観点で、本発明は、少なくとも母線方向の有効接触長さＬｅの片側端部において、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング落ち量が、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング落ち量よりも小さく設定されればよい。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る円すいころ軸受について、図７を参照して説明する。なお、本実施形態では、内輪、外輪の軌道面ところの転動面のクラウニング形状において第１実施形態のものと異なる。その他の構成については、第１実施形態のものと同様である。
次に、本発明の第２実施形態に係る円すいころ軸受について、図７を参照して説明する。なお、本実施形態では、内輪、外輪の軌道面ところの転動面のクラウニング形状において第１実施形態のものと異なる。その他の構成については、第１実施形態のものと同様である。
即ち、本実施形態では、内輪１１の軌道面１１ａは、第１実施形態の単一円弧クラウニングの代わりに、図７に示すような、落ち量の小さな対数クラウニングとしている。また、この場合も、ころ１３の転動面１３ａは、上述した式（ｉ）で与えられる対数クラウニングの総和δから、上記内輪軌道面１１ａの対数クラウニングの落ち量を引いたクラウニング形状としている。
また、この場合には、内輪クラウニングは、母線方向の有効接触長さＬｅ全域に亘って、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング落ち量は、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング落ち量よりも小さい。
なお、外輪１２の軌道面１２ａも、第１実施形態と同様に、クラウニング形状又は直線形状が形成される。
また、この場合には、内輪クラウニングは、母線方向の有効接触長さＬｅ全域に亘って、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング落ち量は、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング落ち量よりも小さい。
なお、外輪１２の軌道面１２ａも、第１実施形態と同様に、クラウニング形状又は直線形状が形成される。
したがって、本実施形態においても、鍔部がある事で軌道面の端部に砥石１００を寄せる事ができない内輪１１の落ち量を、ころの落ち量より小さくする事で、設備改造やサイクルタイム増加を抑え、高コストとならずに、容易にころ１３の転動面１３ａ及び内輪軌道面１１ａの仕上げ加工が可能となる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、円すいころ軸受１０としては、上記実施形態のように、内輪１１の両端部に鍔部１１ｂ、１１ｃを設けてもよいが、片側端部のみに鍔部を設けてもよく、例えば、図８に示す円すいころ軸受１０ａのように、内輪１１は、大径鍔部１１ｃのみを有する構成であってもよい。特に、この場合には、少なくとも大径鍔部１１ｃを有する側である有効接触長さＬｅの片側端部において、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング落ち量は、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング落ち量よりも小さく設定される。
例えば、円すいころ軸受１０としては、上記実施形態のように、内輪１１の両端部に鍔部１１ｂ、１１ｃを設けてもよいが、片側端部のみに鍔部を設けてもよく、例えば、図８に示す円すいころ軸受１０ａのように、内輪１１は、大径鍔部１１ｃのみを有する構成であってもよい。特に、この場合には、少なくとも大径鍔部１１ｃを有する側である有効接触長さＬｅの片側端部において、内輪１１の軌道面１１ａにおけるクラウニング落ち量は、ころ１３の転動面１３ａにおけるクラウニング落ち量よりも小さく設定される。
また、上記実施形態は、円すいころ軸受について説明したが、本発明は、同様の課題が存在する円筒ころ軸受にも適用可能である。即ち、例えば、図９に示す円筒ころ軸受１０ｂにおいても、内輪１１及び外輪１２と、内輪１１及び外輪１２の軌道面１１ａ、１２ａ間に転動自在に配置される複数のころ１３と、複数のころ１３を円周方向に所定の間隔で保持する保持器１４と、を備える。また、図９では、内輪１１の片側端部に鍔部１１ｃが設けられているが、鍔部は、内輪１１の両端部に設けられてもよい。
このような円筒ころ軸受においても、ころ１３の転動面１３ａと内輪１１の軌道面１１ａのいずれにも形成されるクラウニングは、上述した円すいころ軸受と同様に構成することができ、該円すいころ軸受と同様の効果を奏することができる。
即ち、本発明は、内輪及び外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面間に転動自在に配置されるころと、を備え、前記内輪の片側端部若しくは両端部に鍔部が設けられ、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面のいずれにもクラウニングが形成される円筒ころ軸受であって、少なくとも前記ころの転動面と前記内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの片側端部において、前記内輪の軌道面におけるクラウニング落ち量は、前記ころの転動面におけるクラウニング落ち量よりも小さい。
また、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの範囲内のうち、それぞれの前記母線方向の少なくとも２箇所において、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面のクラウニングの総和が下記式（ｉ）の対数クラウニングとなる。
また、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの範囲内のうち、それぞれの前記母線方向の少なくとも２箇所において、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面のクラウニングの総和が下記式（ｉ）の対数クラウニングとなる。
但し、
δ：接触二物体（ころと内輪軌道面）の、母線方向位置Ｘにおけるクラウニング落ち量の総和
ｗ：接触荷重
Le：母線方向の有効接触長さ
E1，E2：接触二物体（ころと内輪）のヤング率
ν1，ν2：接触二物体（ころと内輪）のポアッソン比
ｂ：ヘルツ接触幅の１／２
δ：接触二物体（ころと内輪軌道面）の、母線方向位置Ｘにおけるクラウニング落ち量の総和
ｗ：接触荷重
Le：母線方向の有効接触長さ
E1，E2：接触二物体（ころと内輪）のヤング率
ν1，ν2：接触二物体（ころと内輪）のポアッソン比
ｂ：ヘルツ接触幅の１／２
これにより、ころの転動面と内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅにおけるクラウニング落ち量の総和によって対数クラウニングを実現する一方、鍔部があることで軌道面の端部に砥石を寄せることができない内輪のクラウニング落ち量を、ころのクラウニング落ち量より小さくすることで、設備改造やサイクルタイムの増加によるコストアップを抑え、ころの転動面及び内輪の軌道面を容易に仕上げ加工可能である。
また、本発明の円筒ころ軸受は、上記実施形態の円すいころ軸受と同様に、前記ころ、前記内輪、及び前記外輪の少なくとも１つのクラウニングの中央部は、直線形状であってもよい。
さらに、本発明の円筒ころ軸受は、第１実施形態の円すいころ軸受と同様に、前記外輪の軌道面におけるクラウニング落ち量は、前記内輪の軌道面におけるクラウニング落ち量よりも小さくしてもよい。
また、本発明の円筒ころ軸受において、内輪の軌道面のクラウニング形状は、第１及び第２実施形態の円すいころ軸受と同様に、単一円弧クラウニングでも対数クラウニングでもよい。
また、本発明の円筒ころ軸受において、内輪の軌道面のクラウニング形状は、第１及び第２実施形態の円すいころ軸受と同様に、単一円弧クラウニングでも対数クラウニングでもよい。
本出願は、２０１７年４月１２日出願の日本特許出願２０１７－７９２１２に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１０，１０ａ 円すいころ軸受
１０ｂ 円筒ころ軸受
１１ 内輪
１１ａ 内輪軌道面
１１ｂ 小径鍔部（鍔部）
１１ｃ 大径鍔部（鍔部）
１２ 外輪
１２ａ 外輪軌道面
１３ 円すいころ（ころ）
１３ａ 転動面
１００ 砥石
１０ｂ 円筒ころ軸受
１１ 内輪
１１ａ 内輪軌道面
１１ｂ 小径鍔部（鍔部）
１１ｃ 大径鍔部（鍔部）
１２ 外輪
１２ａ 外輪軌道面
１３ 円すいころ（ころ）
１３ａ 転動面
１００ 砥石
Claims (4)
- 内輪及び外輪と、前記内輪及び前記外輪の軌道面間に転動自在に配置されるころと、を備え、前記内輪の片側端部若しくは両端部に鍔部が設けられ、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面のいずれにもクラウニングが形成され、
少なくとも前記ころの転動面と前記内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの片側端部において、前記内輪の軌道面におけるクラウニング落ち量は、前記ころの転動面におけるクラウニング落ち量よりも小さいことを特徴とする円すいころ軸受。 - 前記ころの転動面と前記内輪の軌道面の母線方向の有効接触長さＬｅの範囲内のうち、それぞれの前記母線方向の少なくとも２箇所において、前記ころの転動面と前記内輪の軌道面のクラウニングの総和が下記式（ｉ）の対数クラウニングとなることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。
但し、
δ：接触二物体（ころと内輪軌道面）の、母線方向位置Ｘにおけるクラウニング落ち量の総和
ｗ：接触荷重
Le：母線方向の有効接触長さ
E1，E2：接触二物体（ころと内輪）のヤング率
ν1，ν2：接触二物体（ころと内輪）のポアッソン比
ｂ：ヘルツ接触幅の１／２ - 前記ころ、前記内輪、及び前記外輪の少なくとも１つのクラウニングの中央部は、直線形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の円すいころ軸受。
- 前記外輪の軌道面におけるクラウニング落ち量は、前記内輪の軌道面におけるクラウニング落ち量よりも小さいことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の円すいころ軸受。
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