WO2021153793A1 - ころ軸受 - Google Patents
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Abstract
クラウニングが施された母線形状は、外輪軌道面、内輪軌道面及びころの転動面の少なくとも一つの軸方向中央部に形成され、直線からなる第1母線形状と、第1母線形状の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線からなる一対の第2母線形状と、第2母線形状の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる一対の第3母線形状と、を有する。
Description
本発明は、ころ軸受に関し、より詳細には軽荷重~重荷重条件までの幅広い荷重範囲において、軸受の長寿命化できるクラウニングが施された軸受に関する。
従来のころ軸受では、外内輪の軌道面ところの転動面との線接触により、ころの転動面の軸方向両端部においてエッジロードが発生するのを防止するため、外内輪の軌道面及びころの転動面の少なくとも一方にクラウニングが施されている。そして、下記特許文献1では、重荷重条件でのエッジロードの発生防止と、軽荷重から中荷重条件での軸受寿命低下防止のため、外内輪の軌道面及びころの転動面の少なくとも一方に、軸方向中央部に形成される円弧曲線と、この円弧曲線の軸方向両端から軸方向外端部に形成される円弧曲線及び対数曲線の合成曲線と、からなる円弧対数クラウニングを施すものが知られる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に記載のころ軸受では、軸方向中央部に円弧曲線が形成されるため、軽荷重から中荷重条件においては、接触領域の軸方向中央部の接触面圧が軸方向端部の接触面圧に比べて高くなってしまい、軸方向における接触面圧分布を均一にすることが困難になる場合がある。その結果、軽荷重から中荷重条件における軸受の長寿命化を妨げる可能性があった。また、重荷重条件における軸受の長寿命化も求められていた。
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、軽荷重から重荷重条件までの幅広い荷重範囲において軸受の長寿命化できる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) 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に設けられ、外周面に転動面が形成される複数のころと、を備え、
前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも一つには、クラウニングが施されており、
前記クラウニングが施された母線形状は、前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも一つの軸方向中央部に形成され、直線からなる第1母線形状と、
前記第1母線形状の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線からなる一対の第2母線形状と、
前記第2母線形状の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる一対の第3母線形状と、
を有することを特徴とする、
ころ軸受。
(2) 前記第1母線形状の軸方向中心を原点0とし、その原点0から軸方向外側への変位量をXとし、前記クラウニングのクラウニング落ち量をδとし、
Laを前記第1母線形状の前記原点0からの軸方向長さとし、
Lbを前記第2母線形状の軸方向長さとし、
Leを前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面との有効接触長さとし、
Rを前記第2母線形状の単一円弧曲線の円弧半径とし、
Qを前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面との接触荷重とし、
ν1,ν2を前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面のポアソン比とし、
E1,E2を前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面のヤング率とし、
bをヘルツの接触幅の1/2とした場合、
前記第1母線形状での前記クラウニング落ち量δは、
の式により規定され、
前記第2母線形状での前記クラウニング落ち量δは、
の式により規定され、
前記第3母線形状での前記クラウニング落ち量δは、
の式により規定されることを特徴とする、
(1)に記載のころ軸受。
(3) 前記第1母線形状の長さは、前記第1母線形状と前記一対の第2母線形状と前記一対の第3母線形状との軸方向長さを合計した長さの55%~75%であることを特徴とする、
(2)に記載のころ軸受。
(4) 前記第3母線形状AS3の軸方向長さを、第1母線形状AS1と一対の第2母線形状AS2と一対の第3母線形状AS3との軸方向長さを合計した長さの15%~35%にすることを特徴とする、
(3)に記載のころ軸受。
(5) 前記クラウニングが前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも二つ以上に施される場合、前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも二つ以上に施される前記クラウニングのクラウニング落ち量の総和が、前記クラウニングが前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面のいずれか一つのみに施される場合における前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面のいずれか一つに施される前記クラウニングのクラウニング落ち量と一致するように設定されることを特徴とする、
(1)~(3)のいずれか1つに記載のころ軸受。
(1) 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に設けられ、外周面に転動面が形成される複数のころと、を備え、
前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも一つには、クラウニングが施されており、
前記クラウニングが施された母線形状は、前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも一つの軸方向中央部に形成され、直線からなる第1母線形状と、
前記第1母線形状の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線からなる一対の第2母線形状と、
前記第2母線形状の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる一対の第3母線形状と、
を有することを特徴とする、
ころ軸受。
(2) 前記第1母線形状の軸方向中心を原点0とし、その原点0から軸方向外側への変位量をXとし、前記クラウニングのクラウニング落ち量をδとし、
Laを前記第1母線形状の前記原点0からの軸方向長さとし、
Lbを前記第2母線形状の軸方向長さとし、
Leを前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面との有効接触長さとし、
Rを前記第2母線形状の単一円弧曲線の円弧半径とし、
Qを前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面との接触荷重とし、
ν1,ν2を前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面のポアソン比とし、
E1,E2を前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面のヤング率とし、
bをヘルツの接触幅の1/2とした場合、
前記第1母線形状での前記クラウニング落ち量δは、
前記第2母線形状での前記クラウニング落ち量δは、
前記第3母線形状での前記クラウニング落ち量δは、
(1)に記載のころ軸受。
(3) 前記第1母線形状の長さは、前記第1母線形状と前記一対の第2母線形状と前記一対の第3母線形状との軸方向長さを合計した長さの55%~75%であることを特徴とする、
(2)に記載のころ軸受。
(4) 前記第3母線形状AS3の軸方向長さを、第1母線形状AS1と一対の第2母線形状AS2と一対の第3母線形状AS3との軸方向長さを合計した長さの15%~35%にすることを特徴とする、
(3)に記載のころ軸受。
(5) 前記クラウニングが前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも二つ以上に施される場合、前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも二つ以上に施される前記クラウニングのクラウニング落ち量の総和が、前記クラウニングが前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面のいずれか一つのみに施される場合における前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面のいずれか一つに施される前記クラウニングのクラウニング落ち量と一致するように設定されることを特徴とする、
(1)~(3)のいずれか1つに記載のころ軸受。
本発明によれば、クラウニングが施された母線形状は、直線からなる第1母線形状と円弧曲線からなる第2母線形状を併用するため、軽荷重から中荷重条件において、従来の円弧対数クラウニングと比べて、軸方向中央部付近におけるころと外内輪との接触領域を効率よく確保することができ、且つ第1母線形状と第2母線形状との繋ぎ目を滑らかにすることができる。その結果、ころと外内輪との接触領域の軸方向中央部の接触面圧が低減され、且つ繋ぎ目における接触面圧のピーク値が抑制されるため、接触面圧分布を均一にすることができ、軸受の長寿命化できる。さらに、クラウニングが施された母線形状は、単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる第3母線形状を有するため、重荷重条件においても軸受の長寿命化できる。従って、本発明により、軽荷重から重荷重条件までの幅広い荷重範囲において軸受の長寿命化できる。
以下、本発明に係るころ軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態の円すいころ軸受(以下、単に「ころ軸受」とも言う)10は、図1に示すように、保持器14を有する転がり軸受である。ころ軸受10は、内周面に外輪軌道面11aを有する外輪11と、外周面に内輪軌道面12aを有する内輪12と、外輪軌道面11aと内輪軌道面12aとの間に転動自在に配置される複数の円すいころ13と、複数の円すいころ13を周方向に所定間隔で保持する保持器14と、を備える。なお、ころ軸受10は、保持器を備えていなくてもよい。
内輪12の外周面の軸方向両端部には、鍔部12b、12cがそれぞれ形成されており、この鍔部12b、12cと内輪軌道面12aとの間には、逃げ部12dが形成されている。円すいころ13は、外輪軌道面11a及び内輪軌道面12aと接する転動面13aと、一対の軸方向端面13b、13cと、を有する。転動面13aの軸方向端部と軸方向端面13b、13cとの間には、曲面形状の面取り部13dが全周に亘って形成されている。
そして、本実施形態では、円すいころ13の転動面13aに、クラウニングが施されている。なお、本実施形態では、クラウニングが施された母線形状AS(図2参照)は、円すいころ13の転動面13aのみに施されているが、これに限定されず、外輪軌道面11a、内輪軌道面12aのいずれか一つのみに施されていてもよく、また、外輪軌道面11a、内輪軌道面12a及び円すいころ13の転動面13aのいずれか二つ以上に施されていてもよい。そして、母線形状ASが外輪軌道面11a、内輪軌道面12a及び円すいころ13の転動面13aの少なくとも二つ以上に施される場合、外輪軌道面11a、内輪軌道面12a及び円すいころ13の転動面13aの少なくとも二つ以上に施される母線形状ASのクラウニング落ち量の総和が、母線形状ASが外輪軌道面11a、内輪軌道面12a及び円すいころ13の転動面13aのいずれか一つのみに施される場合における外輪軌道面11a、内輪軌道面12a及び円すいころ13の転動面13aのいずれか一つに施される母線形状ASのクラウニング落ち量と、一致するように設定されていてもよい。
次に、図2及び図3を参照して、上記した母線形状ASについて説明する。なお、図2及び図3では、横軸に母線形状AS(本実施形態では、円すいころ13の転動面13a)の軸方向位置を配置し、縦軸にクラウニング落ち量を配置している。また、図2及び図3では、クラウニングの変化を強調するため、横軸と縦軸とのスケール(倍率)を変えてクラウニングを表している。
そして、母線形状ASは、図2及び図3に示すように、第1母線形状AS1と、一対の第2母線形状AS2と、一対の第3母線形状AS3と、を有する。第1母線形状AS1は、母線形状AS(本実施形態では、円すいころ13の転動面13a)の軸方向中央部に形成され、直線からなる。第2母線形状AS2は、第1母線形状AS1の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線からなる。第3母線形状AS3は、第2母線形状AS2の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる。一対の第2母線形状AS2及び一対の第3母線形状AS3は、母線形状ASの軸方向中心に対して軸方向対称に配置されている。
また、母線形状ASの第1母線形状AS1、第2母線形状AS2、及び第3母線形状AS3は、所定の数式に基づいてそれぞれ規定されている。
具体的には、図2及び図3に示すように、第1母線形状AS1の軸方向中心を原点0とし、その原点0から軸方向外側への変位量をX[mm]とし、母線形状ASのクラウニング落ち量をδ[μm]とし、
Laを第1母線形状AS1の原点0からの軸方向長さとし、
Lbを第2母線形状AS2の軸方向長さとし、
Leを円すいころ13の転動面13aと内輪軌道面12a又は外輪軌道面11aとの有効接触長さとし、
Rを第2母線形状AS2の単一円弧曲線の円弧半径とし、
Qを円すいころ13の転動面13aと内輪軌道面12a又は外輪軌道面11aとの接触荷重とし、
ν1,ν2を円すいころ13の転動面13aと内輪軌道面12a又は外輪軌道面11aのポアソン比とし、
E1,E2を円すいころ13の転動面13aと内輪軌道面12a又は外輪軌道面11aのヤング率とし、
b : ヘルツの接触幅の1/2とした場合、
第1母線形状AS1でのクラウニング落ち量δ[μm]は、
の式により規定され、
第2母線形状AS2でのクラウニング落ち量δ[μm]は、
の式により規定され、
第3母線形状AS3でのクラウニング落ち量δ[μm]は、
の式により規定される。
Laを第1母線形状AS1の原点0からの軸方向長さとし、
Lbを第2母線形状AS2の軸方向長さとし、
Leを円すいころ13の転動面13aと内輪軌道面12a又は外輪軌道面11aとの有効接触長さとし、
Rを第2母線形状AS2の単一円弧曲線の円弧半径とし、
Qを円すいころ13の転動面13aと内輪軌道面12a又は外輪軌道面11aとの接触荷重とし、
ν1,ν2を円すいころ13の転動面13aと内輪軌道面12a又は外輪軌道面11aのポアソン比とし、
E1,E2を円すいころ13の転動面13aと内輪軌道面12a又は外輪軌道面11aのヤング率とし、
b : ヘルツの接触幅の1/2とした場合、
第1母線形状AS1でのクラウニング落ち量δ[μm]は、
第2母線形状AS2でのクラウニング落ち量δ[μm]は、
第3母線形状AS3でのクラウニング落ち量δ[μm]は、
なお、第1母線形状AS1が形成される領域は、軸方向において原点0[mm]以上、La以下の範囲であり、第2母線形状AS2が形成される領域は、軸方向においてLaより大きく、La+Lb以下の範囲であり、第3母線形状AS3が形成される領域は、軸方向においてLa+Lbより大きく、Le以下の範囲である。
また、第2母線形状AS2及び第3母線形状AS3から成るクラウニング落ち量δは、10μm以上、好ましくは15μm以上とすることにより寿命延長に効果がある。また、第2母線形状AS2及び第3母線形状AS3から成るクラウニング落ち量δは、大き過ぎるとクラウニングの加工が難しくなる可能性があるので、70μm以下とすることが好ましい。すなわち、第2母線形状AS2及び第3母線形状AS3から成るクラウニング落ち量δは、10~70μmであることが好ましい。このように構成することで、寿命延長効果及び加工性を両立できる。
単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる第3母線形状AS3におけるクラウニング形状部のクラウニング落ち量δは、単一円弧と対数の落ち量の合成で構成されている。そして、単一円弧:対数の合成割合は、20%:80%~50%:50%とすることで寿命延長に効果がある。しかしながら、クラウニング部の加工性を考慮すると、単一円弧:対数の合成割合は、30%:70%~50%:50%にすることが好ましい。このように構成することで、寿命延長効果及び加工性を両立できる。
また、第1母線形状AS1の長さは、第1母線形状AS1と一対の第2母線形状AS2と一対の第3母線形状AS3との軸方向長さを合計した長さ(以下、「合計長さ」と呼ぶことがある。)の40%~75%であれば、軸受の寿命延長に効果がある。しかしながら、円すいころ13の検査や測定時の安定性を考慮すると、直線形状である第1母線形状AS1の長さは、上記合計長さの半分以上であることが好ましい。したがって、第1母線形状AS1の長さは、上記合計長さの55%~75%であることが好ましく、この場合、寿命延長効果及び測定時の安定性を両立できる。
また、単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる第3母線形状AS3の軸方向長さを、第1母線形状AS1と一対の第2母線形状AS2と一対の第3母線形状AS3との軸方向長さを合計した長さ(合計長さ)の15%~35%にすることで寿命延長に効果がある。しかしながら、クラウニングの加工性を考慮すると、第3母線形状AS3の軸方向長さはクラウニング形状全長(合計長さ)の20%以上であることが望ましい。したがって、第3母線形状AS3の軸方向長さは、合計長さの20%~35%であることが好ましく、この場合、寿命延長効果及び加工性を両立できる。
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、母線形状ASが直線からなる第1母線形状AS1と円弧曲線からなる第2母線形状AS2を併用するため、軽荷重から中荷重条件において、従来の円弧対数クラウニングと比べて、軸方向中央部付近における円すいころ13と外内輪11,12との接触領域を効率よく確保することができ、且つ、例えば第1母線形状AS1を第2母線形状AS2の接線とすることにより第1母線形状AS1と第2母線形状AS2との繋ぎ目を滑らかにすることができる。その結果、円すいころ13と外内輪11,12との接触領域の軸方向中央部の接触面圧が低減され、且つ繋ぎ目における接触面圧のピーク値が抑制されるため、接触面圧分布を均一にすることができ、軸受の長寿命化できる。さらに、母線形状ASが単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる第3母線形状AS3を有するため、重荷重条件においても軸受の長寿命化できる。従って、本実施形態により、軽荷重から重荷重条件までの幅広い荷重範囲において軸受の長寿命化できる。
また、第2母線形状AS2及び第3母線形状AS3から成るクラウニング落ち量δは、10~70μmであるので、寿命延長効果及び加工性を両立できる。
また、第3母線形状AS3でのクラウニング落ち量δは、単一円弧と対数の落ち量の合成でできており、単一円弧:対数の合成割合は、20%:80%~50%:50%(好ましくは30%:70%~50%:50%)であるので、軸受の寿命延長効果及び加工性を両立できる。
また、第1母線形状AS1の長さは、第1母線形状AS1と一対の第2母線形状AS2と一対の第3母線形状AS3との軸方向長さを合計した長さの55%~75%であるので、寿命延長効果及び測定時の安定性を両立できる。
また、第3母線形状AS3の軸方向長さは、合計長さの15%~35%(好ましくは20%~35%)であるので、寿命延長効果及び加工性を両立できる。
また、本実施形態の円すいころ軸受10によれば、母線形状ASの第1母線形状AS1が直線からなるため、円すいころ13の検査や測定時にその直線部分により円すいころ13の姿勢を容易に安定化することができる。
本発明の作用効果を確認するため、本発明例と比較例の対比計算(シミュレーション)を複数種類行った。その結果を図4、図5に示す。
図3には、本発明例と比較例のクラウニング形状が示されている。なお、図3は、軸方向中心を原点0とし、その原点0から軸方向外側への変位量をX[mm]としたときのクラウニングのクラウニング落ち量δ[μm]を示している。また、円すいころ13の転動面13aに形成されるクラウニングは、軸方向中心に対して軸方向対称(図2参照)であるため、図3では、X≧0としてクラウニングの軸方向片側半分のみを示している。
本発明例のころ軸受では、円すいころ13の転動面13aに上述した本発明のクラウニングが施されており、その母線形状は図3において符号ASで示されている。つまり、本発明例の母線形状ASは、直線からなる第1母線形状AS1と、単一円弧曲線からなる第2母線形状AS2と、単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる第3母線形状AS3と、により構成されている。
比較例のころ軸受では、円すいころ13の転動面13aに上記特許文献1に記載のクラウニングが施されており、その母線形状は図3において符号BSで示されている。この比較例の母線形状BSは、軸方向中央部に形成される円弧曲線BS1(比較例の第1母線形状)と、円弧曲線BS1の軸方向両端から軸方向外端部に形成される円弧曲線及び対数曲線の合成曲線BS2(比較例の第2母線形状)と、により構成される。
そして、比較例のクラウニングのクラウニング落ち量δ[μm]は、上記特許文献1に記載の下記の[式1]及び[式2]を用いて算出した。
L1:比較例の第1母線形状BS1の原点0からの軸方向長さ
L2:比較例の第2母線形状BS2の軸方向長さ
R :比較例の第1母線形状BS1の単一円弧曲線の円弧半径
D2:比較例の有効軌道の端におけるクラウニング落ち量の対数曲線成分
k :対数部の丸みを調整するためのパラメータ(0<k<1)
図4は、本発明例及び比較例のころ軸受に一定荷重が加わったときの軸方向位置X[mm]における接触面圧P[GPa]の分布を計算によって求めた結果である。荷重条件は、軸受の動定格荷重Cに対する作用荷重Pの比P/Cが0.05の軽荷重条件である。図4における曲線APが本発明例の結果であり、曲線BPが比較例の結果である。
図4から明らかなように、比較例の場合、接触領域を十分に確保できないため、接触領域中央部の接触面圧が高くなることが分かった。これに対して、本発明例の場合、接触領域を十分に確保できるため、接触面圧分布が均一となることが分かった。
図5は、本発明例及び比較例のころ軸受に一定荷重が加わったときの軸受寿命を計算した結果である。図5のグラフの横軸は、P/Cを0.05~0.615の範囲で取り、縦軸は、定格疲れ寿命を1としたときに本計算で得られる寿命との比を取っている。図5における曲線ALが本発明例の結果であり、曲線BLが比較例の結果である。
図5から明らかなように、P/Cが0.05~0.2の範囲である軽荷重から中荷重条件では、比較例に比べて本発明例の方が長寿命となることが分かった。また、P/Cが0.2~0.615の範囲である重荷重条件では、本発明例は比較例と同等の寿命を得られることが分かった。従って、本発明により、軽荷重から重荷重条件までの幅広い荷重範囲において軸受の長寿命化を達成することができると分かった。
次に、第1母線形状AS1の長さが軸受寿命に与える影響について説明する。図6は、ころ軸受に一定荷重が加わったときの軸受寿命の計算結果を示すグラフである。図6のグラフの横軸は、P/Cを0.05~0.615の範囲で取り、縦軸は、定格疲れ寿命を1としたときに本計算で得られる寿命との比を取っている。P/Cが0.05~0.2の範囲である軽荷重から中荷重条件では、第1母線形状AS1の長さが、第1母線形状AS1と一対の第2母線形状AS2と一対の第3母線形状AS3との軸方向長さを合計した長さ(合計長さ)の55%~75%のものは、40%のものよりも長寿命であることが分かる。
次に、単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる第3母線形状AS3におけるクラウニング形状部のクラウニング落ち量δが、単一円弧と対数の落ち量の合成で構成される場合において、単一円弧:対数の合成割合が軸受寿命に与える影響について説明する。図7は、ころ軸受に一定荷重が加わったときの軸受寿命の計算結果を示すグラフである。図7のグラフの横軸は、P/Cを0.05~0.615の範囲で取り、縦軸は、定格疲れ寿命を1としたときに本計算で得られる寿命との比を取っている。P/Cが0.05~0.2の範囲である軽荷重から中荷重条件では、単一円弧:対数の合成割合が、20%:80%~50%:50%のものは、60%:40%~80%:20%のものよりも、長寿命であることが分かる。
なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、本発明を円すいころ軸受に適用する場合を例示したが、これに限定されず、円筒ころ軸受、針状ころ軸受、球面ころ軸受等、ころと軌道輪が線接触する形式のころ軸受に本発明を適用してもよく、また、ラジアル荷重だけでなく、スラスト荷重を支持するころ軸受に本発明を適用してもよい。
例えば、上記実施形態では、本発明を円すいころ軸受に適用する場合を例示したが、これに限定されず、円筒ころ軸受、針状ころ軸受、球面ころ軸受等、ころと軌道輪が線接触する形式のころ軸受に本発明を適用してもよく、また、ラジアル荷重だけでなく、スラスト荷重を支持するころ軸受に本発明を適用してもよい。
本出願は、2020年1月30日出願の日本特許出願2020-014135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 円すいころ軸受(ころ軸受)
11 外輪
11a 外輪軌道面
12 内輪
12a 内輪軌道面
12b 鍔部
12c 鍔部
12d 逃げ部
13 円すいころ(ころ)
13a 転動面
13b 軸方向端面
13c 軸方向端面
13d 面取り部
AS クラウニングが施された母線形状
AS1 第1母線形状
AS2 第2母線形状
AS3 第3母線形状
11 外輪
11a 外輪軌道面
12 内輪
12a 内輪軌道面
12b 鍔部
12c 鍔部
12d 逃げ部
13 円すいころ(ころ)
13a 転動面
13b 軸方向端面
13c 軸方向端面
13d 面取り部
AS クラウニングが施された母線形状
AS1 第1母線形状
AS2 第2母線形状
AS3 第3母線形状
Claims (5)
- 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に設けられ、外周面に転動面が形成される複数のころと、を備え、
前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも一つには、クラウニングが施されており、
前記クラウニングが施された母線形状は、
前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも一つの軸方向中央部に形成され、直線からなる第1母線形状と、
前記第1母線形状の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線からなる一対の第2母線形状と、
前記第2母線形状の軸方向両端から軸方向外側に向って形成され、単一円弧曲線と対数曲線の合成曲線からなる一対の第3母線形状と、
を有することを特徴とする、
ころ軸受。 - 前記第1母線形状の軸方向中心を原点0とし、その原点0から軸方向外側への変位量をXとし、前記クラウニングのクラウニング落ち量をδとし、
Laを前記第1母線形状の前記原点0からの軸方向長さとし、
Lbを前記第2母線形状の軸方向長さとし、
Leを前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面との有効接触長さとし、
Rを前記第2母線形状の単一円弧曲線の円弧半径とし、
Qを前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面との接触荷重とし、
ν1,ν2を前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面のポアソン比とし、
E1,E2を前記ころの前記転動面と前記内輪軌道面又は前記外輪軌道面のヤング率とし、
bをヘルツの接触幅の1/2とした場合、
前記第1母線形状での前記クラウニング落ち量δは、
前記第2母線形状での前記クラウニング落ち量δは、
前記第3母線形状での前記クラウニング落ち量δは、
請求項1に記載のころ軸受。 - 前記第1母線形状の長さは、前記第1母線形状と前記一対の第2母線形状と前記一対の第3母線形状との軸方向長さを合計した長さの55%~75%であることを特徴とする、
請求項2に記載のころ軸受。 - 前記第3母線形状AS3の軸方向長さを、第1母線形状AS1と一対の第2母線形状AS2と一対の第3母線形状AS3との軸方向長さを合計した長さの15%~35%にすることを特徴とする、
請求項3に記載のころ軸受。 - 前記クラウニングが前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも二つ以上に施される場合、前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面の少なくとも二つ以上に施される前記クラウニングのクラウニング落ち量の総和が、前記クラウニングが前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面のいずれか一つのみに施される場合における前記外輪軌道面、前記内輪軌道面及び前記ころの前記転動面のいずれか一つに施される前記クラウニングのクラウニング落ち量と一致するように設定されることを特徴とする、
請求項1~3のいずれか1項に記載のころ軸受。
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