(57)【要約】      （修正有）【課題】ローラー軸受の耐用寿命を長くでき、コスト上有利に製造できる内輪を提案する。【解決手段】内輪１の二つの側縁部５，６の間において、内輪１の回転軸１２の軸方向に存在する転動体走行面２を有する内輪１に関し、内輪１は少なくとも一つの側縁部５，６と転動体走行面２との間に沈下部７，８を有している。特に高速回転するローラー軸受において、潤滑状態の改良により耐用年数を高め、簡単でコスト上有利に製造でき、ローラー軸受を更に変更することなく、従来の内輪に代えて使用できる。沈下部５，６における両接触面間３，４の部分の幅ａ，ｂが、両接触面３，４の間隔ｃの１５％−３０％にする。【選択図】図１
2010133559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラー軸受（１１）の内輪であって、転動体端面と接触する接触面（３，４）を有する内輪（１）の二つの側縁部（５，６）の間に、該内輪（１）の回転軸（１２）の軸方向に延在する転動体走行面（２）を有しており、該内輪（１）は、少なくとも一つの側縁部（５，６）と転動体走行面（２）との間に、内輪回転軸（１２）の回りの沈下部（７，８）を有しており、該少なくとも一つの沈下部（７，８）の、両接触面（３，４）間の領域に存在する部分の幅が、両接触面間の距離の１５％−３０％に相当することを特徴とするローラー軸受の内輪。
【請求項２】
該少なくとも一つの沈下部（７，８）の、両接触面（３，４）間の領域に存在する部分の幅が、両接触面間の距離の２０％−２５％に相当する請求項１に記載の内輪。
【請求項３】
内輪（２）が、該側縁部（５，６）の各々と該転動体走行面（２）との間において、該回転軸（１２）の回りの沈下部（７，８）を有しており、該各沈下部（７，８）の、両接触面（３，４）の間の領域に存在する部分の幅が、該両接触面（３，４）の間の距離の１５％−３０％、好ましくは２０％−２５％に相当することを特徴とする請求項１叉は請求項２に記載の内輪。
【請求項４】
前記一つ叉は複数の沈下部（７，８）が、アンダーカット、溝叉は転動体走行面（２）の後退部により形成されていることを特徴とする請求項１ないし３に記載の内輪。
【請求項５】
前記転動体走行面（２）が曲面に形成されている請求項１ないし４に記載の内輪。
【請求項６】
前記転動体走行面（２）が、該転動体走行面（２）の軸方向端において、転動体走行面（２）の軸方向中央における該転動体走行面の直径の０．００２５％から０．０１５％、好ましくは０．００５％から０．０１２５％、さらに好ましくは０．０１％だけ後退していることを特徴とする請求項１ないし５に記載の内輪。
【請求項７】
内輪（１）が円筒ローラー軸受（１８）の内輪である請求項１ないし６に記載の内輪。
【請求項８】
内輪（１）が、高速回転用ローラー軸受の内輪である請求項１ないし７に記載の内輪。
【請求項９】
請求項１ないし８の一つに記載の内輪（１）及び、転動体走行面（２）上を転がることができ、その端面が側縁部の接触面（３，４）と接触できる回転対称のローラー（１３）を含むローラー軸受。
【請求項１０】
ローラー軸受が円筒ローラー軸受（１８）であることを特徴とする請求項９に記載のローラー軸受。
【請求項１１】
該円筒ローラー軸受（１８）が開放型軸受として主軸支持軸受とされている請求項９叉は１０に記載のローラー軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転動体端面と接する接触面を有する二つの内輪側縁部の間に、内輪の回転軸に関して、軸方向に存在する転動体走行面を有するローラー軸受の内輪に関する。このような内輪は、側縁部の接触面によって、転動体を軸方向に案内することができる。開放型の外輪との組合せにより、このような内輪は開放型軸受、例えば円筒ローラー軸受に利用できる。そのような開放型軸受の利用分野は、例えば工作機械の主軸の軸受である。
【背景技術】
【０００２】
このような高速回転主軸は、モーター叉は外部から駆動され、固定軸受および開放型軸受により軸支されている。主軸は、固定軸受叉は開放軸受の内輪に回転不能に連結され、これらの軸受の外輪はハウジングに回転不能に連結されている。
【０００３】
工作機械におけるそのような主軸の高い回転数は、所望の耐用年数を達成するために、潤滑性能に対する高い要求を突きつける。これらのローラー軸受は、通常グリースにより潤滑される。二つの側縁部を有する内輪をもつ上述の開放型軸受の場合には、特に内輪の潤滑状態がその耐用年数を決定する。ひとつは、転動体と内輪の転動体走行面との接触面は、潤滑材を供給しなければならない。その上、磨耗に対する好ましくない作用を低減するために、転動体側面と側縁部の接触面との十分な潤滑がなされねばならない。
【０００４】
加工技術上の理由から、現在使用されている内輪は、典型的には、側縁部と転動体走行面との間に円周状に沈下部が設けられている。これは、転動体走行面の加工のために用いられる研削円盤が、転動体走行面を転動体と後で接触する領域を完全に加工できるのに役立つ。このような内輪は独国特許第１０２１６５７号明細書により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許第１０２１６５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのような沈下部の一部が両側の側縁部の間の領域内で延在している。沈下部の長さが大きいほど転動体走行面の有効幅が小さくなる。転動体走行面の有効幅の減少に伴い、ローラー軸受の支持能力も減少するので、現在の技術では、沈下部をできるだけ小さくすることが試みられている。
【０００７】
この発明は、ローラー軸受の耐用寿命を長くでき、コスト上有利に製造できる冒頭に述べた種類の内輪を提案することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、独立請求項の特徴により解決される。この特徴によれば、転動体端面と接触する内輪の二つの側縁部の間で、内輪の回転軸の軸方向に延在する転動体走行面を有する内輪が、少なくとも一つの側縁部と転動体走行面との間に、内輪回転軸回りの沈下部を有しており、該少なくとも一つの沈下部の、両接触面間の領域に存在する部分の幅が、両接触面間の距離の１５％−３０％に相当することを特徴としている。即ち、沈下部は、両接触面内において、その間隔の１５％−３０％の長さにわたり延びている。沈下部の幅および両接触面の距離は、内輪の回転軸を含む断面内において、走行面に平行に計測する。そのような断面においては、両接触面は、常に平行である。円筒ローラー軸受の内輪においては、沈下部の幅は、沈下部の軸方向の長さに相当する。内輪は、一般的な内輪用の材料例えば、軸受鋼により作られる。
【０００９】
この課題の発明に従う解決法は、従来の先行技術が教える方向と全く異なる方向を目指している。この発明は、発明に従う沈下部により転動体走行面の幅が減少し、それによりその内輪を有するローラー軸受の支持能力が小さくなると言う知見に基づいている。従来の見解に反して、大きくされた沈下部は、ある用途においては、沈下部によりもたらされる利点がこれらの不利を補うので有利である。
【００１０】
この沈下部により、大きな潤滑剤溜めが形成される。これにより、明らかに潤滑性能が改良された。特に、両接触面間の距離の１５％−３０％、好ましくは２０％−２５％の長さの発明に従う沈下部により、非常に良い潤滑剤供給が可能と成った。さらに、潤滑剤溜めを側縁部の位置に設けたので、潤滑剤が転動体の側面から側縁部の接触面へ供給され、側縁部の接触面の最適な潤滑が得られる。
【００１１】
内輪の転動体走行面が小さくされることにより、転動体と内輪との摩擦が減少し、稼動中の摩擦熱の発生が少ない。特に高速回転のローラー軸受において利点が発揮される。
【００１２】
この発明は、高速回転においては、転動体が遠心力により外方に押されるので、高速回転の場合に有用である。沈下部は、先ず転動体走行面の幅の減少につながり、これが担持能力の低減につながることになる。しかし、遠心力により、転動体と内輪の転動体走行面との接触力は低減されるので、担持能力の低減は実質上僅かとなる。内輪の転動体走行面と転動体との接触形態の本発明に従う変更に起因する担持能力の低減は、回転数が大きいほど小さくなる。
【００１３】
この発明の別の実施形態は、従属請求項に記載されている。これらの特徴は、任意に組合せができる。
【００１４】
一つの実施形態によれば、内輪が、側縁部と転動体走行面との間に内輪の回転軸回りに沈下部を有している。この沈下部の両接触面の間に存在する部分の幅は両接触面間の距離の１５％−３０％に相当する。好ましくは、沈下部の両接触面の間に存在する部分の幅は両接触面間の距離の２０％−２５％に相当する。さらに、接触面間にある両沈下部の幅が等しい大きさであるのが好ましい。
【００１５】
さらに別の実施形態によれば、沈下部（単数叉は複数）は、アンダーカット、溝叉は転動体走行面の後退部により形成される。勿論、沈下部は、他の形態や、上述の形態の組合せにより形成することができる。転動体走行面や両接触面と同様に、沈下部も内輪の回転軸に関して回転対称に形成するのが好ましい。一つの沈下部が隣接する接触面から他方の沈下部、即ち対向する沈下部に向かって一方にのみ延在させることができる。沈下部の全体は、これにより、両接触面の間にある沈下部の幅に相当する。沈下部がこれとは反対の方向に延びていることも考えられる。これにより、隣接する接触面に関してアンダーカットが形成される。沈下部の深さは、基本的には、任意の大きさにできる。沈下部の深さを大きくしても利用面は大きくならないが、潤滑剤溜まりを大きくすることは有利である。
【００１６】
さらに別の実施形態によれば、転動体走行面は、曲面に形成される。内輪は、これにより転動体走行面の領域において、凸面形状を有する。好ましくは、転動体走行面は円周曲面に形成される。即ち、内輪の回転軸を含む平面による断面図において、転動体走行面は一定の曲率を有している。平らな転動体走行面に対して、この転動体走行面の両端部における直径は減少している。更に別の実施形態においては、転動体走行面の軸方向端部において該走行面の後退部は、転動体走行面の軸方向中央における直径の０．００２５％から０．０１５％、好ましくは、０．００５％から０．０１２５％、さらに好ましくは、０．０１％の大きさを有する。軸方向中央において８０ｍｍである転動体走行面の直径を有する円筒ローラー軸受の内輪の場合、転動体走行面の軸方向端部の直径は例えば８μ、即ち８０ｍｍの０．０１％だけ減少している。曲面の転動体走行面の利点は、稼動時において、角部走行の現象が低減されることである。
【００１７】
さらに別の実施形態によれば、内輪は、円筒ローラー軸受の内輪である。転動体走行面は円筒状の外表面、場合により曲面を有する外表面に相当する。
【００１８】
この発明の利点は、発明に従う内輪を有するローラー軸受の回転数が高ければ高いほど発揮される。それ故、内輪は、好ましくは高速回転用のローラー軸受の内輪である。例えば、この内輪は、工作機械の主軸用のローラー軸受に使用される。
【００１９】
発明に従う内輪を有するローラー軸受は、転動体走行面の上を転がり、その側面が側縁部の接触面と接触できる回転対称のローラーをさらに有する。このようなローラー軸受は、さらに外輪を含むことができる。その代わり、転動体は直接にハウジング内でまたは連結構造の中で転がることができる。好ましくは、ローラー軸受は、円筒ローラー軸受である。アンギュラーローラー軸受叉は円錐ローラー軸受である場合も考えられる。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、ローラー軸受が、開放型軸受として主軸の軸受に利用されている円筒ローラー軸受である。ローラー軸受の外輪はこのために側縁部無しのものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
上述の発明の実施例が、添付の図面を参照して以下に詳述される。
【図１】この発明の第一の実施例の断面図
【図２】この発明の第二の実施例の断面図
【図３】この発明による内輪を有するローラー軸受の断面図
【図４】この発明による内輪を有するローラー軸受の断面図
【図５】この発明による軸受を用いて支持されたスピンドルの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、第一の実施例によるこの発明の内輪１を示す。内輪１の回転軸１２を含む切断面で切断した内輪１の断面図が示されている。回転軸１２と平行な転動体走行面２が示されている。側縁部５，６の両接触面３，４は、転動体走行面２の軸方向終端部を成している。両接触面３，４は互いに平行で、転動体走行面２および回転軸１２に直交している。内輪１は、円筒ローラー軸受用である。
【００２３】
各側縁部５，６と転動体走行面２との間に沈下部７、８が存在する。沈下部７，８の幅は、ａ叉はｂで示され、両接触面３，４の間における沈下部の軸方向の大きさを表している。両沈下部７，８は、両接触面３，４の間の領域においてのみ、軸方向に延びている。幅ａ叉はｂは符号ｃで示された接触面３，４間の距離の約２０％に相当する。両沈下部７，８は、夫々の接触面３，４に直接接続されている。接触面３，４の沈下部７，８への遷移部および沈下部７，８と転動体走行面２との遷移部はＲ部により丸められている。
【００２４】
内輪１の内側穴は円錐状の内側装着面１０を有している。
【００２５】
図２は、第２の実施例によるこの発明の内輪１を示す。この実施例も、実質的には、図１に示された実施例に対応している。しかしこの例においては、転動体走行面２が曲面にされ、凸形状を有する。
【００２６】
最大直径の点Ｄａｍは、転動体走行面２の軸方向中央に存在する。その点から軸方向に離れるにつれて、直径は減少する。即ち転動体走行面２は半径方向に後退する。この定常的な後退は転動体走行面２の各軸方向端部に僅かに減少した直径Ｄａｅを有している。
【００２７】
この例においては、Ｄａｍ＝８０ｍｍであり、Ｄａｅ＝７９．９９２ｍｍである。
【００２８】
図３は、発明に従う内輪１を有するローラー軸受を示している。ここでも、内輪１の回転軸１２を含む断面図の半分を示している。内輪１は、図２の実施例の内輪１に相当する。
【００２９】
このローラー軸受は、内輪の転動体走行面２と外輪１５の転動体走行面１４の間で転がる円筒状転動体１３を有する円筒ローラー軸受を示している。外輪１５は、開放型となるように、側縁部がない。
【００３０】
図４は、発明に従う内輪１１を含むローラー軸受を示す。内輪は、アンダーカットとされた二つの沈下部７，８を有している。それ故、沈下部７，８は、二つの接触面の間の領域に軸方向に延びる部分ａ叉はｂを有しているが、この部分は、沈下部の幅の一部にすぎない。この沈下部７，８は接触面の軸方向外側に軸方向延長部ｘを有している。
【００３１】
図５は、工作機械の主軸１６を示し、その主軸は、一方がアンギュラボール軸受１７により支持され、他方が、例えば図３に示された円筒ローラー軸受により支持されている。
【符号の説明】
【００３２】
１    内輪
２    転動体走行面
３    接触面
４    接触面
５    側縁部
６    側縁部
７    沈下部
８    沈下部
９    Ｒ部
１０  内側装着面
１１  ローラー軸受
１２  回転軸
１３  転動体
１４  転動体走行面
１５  外輪
１６  主軸
１７  ラジアルボール軸受
１８  円筒ローラー軸受
【図１】
2010133559.tif 000003
【図２】
2010133559.tif 000004
【図３】
2010133559.tif 000005
【図４】
2010133559.tif 000006
【図５】
2010133559.tif 000007