(57)【要約】  少なくとも１つのレース（２）及び多数の転動体（５）を持つ転がり軸受であって、レース（２）が、転動体（５）用の転動路（４ａ）と、転動体（５）を軸線方向に案内する少なくとも１つの側方曲げ縁（６）とを持っている。本発明により転動体（５）が曲げ縁（６）の方へ向く端面（１１）を持ち、曲げ縁（６）が転動体（５）の方へ向く曲げ縁転動面（６ａ）を持ち、少なくとも端面（１１）又は曲げ縁転動面（６ａ）が、曲げ縁転動面（６ａ）又は端面（１１）の方へ少なくとも部分的に凸に湾曲され、この湾曲が、少なくとも１つの縁区域（１１ｂ，１１ｃ）において対数状湾曲推移を持っている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのレース（２）及び多数の転動体（５）を持つ転がり軸受であって、レース（２）が、転動体（５）用の転動路（４ａ）と、転動体（５）を軸線方向に案内する少なくとも１つの側方曲げ縁（６）とを持っているものにおいて、転動体（５）が曲げ縁（６）の方へ向く端面（１１）を持ち、曲げ縁（６）が転動体（５）の方へ向く曲げ縁転動面（６ａ）を持ち、少なくとも端面（１１）又は曲げ縁転動面（６ａ）が、曲げ縁転動面（６ａ）又は端面（１１）の方へ少なくとも部分的に凸に湾曲され、この湾曲が、少なくとも１つの縁区域（１１ｂ，１１ｃ）において対数状湾曲推移を持っていることを特徴とする、転がり軸受。
【請求項２】
端面が第１の縁区域（１１ｂ）及び第２の縁区域（１１ｃ）を持ち、第１の縁区域（１１ｂ）における湾曲推移が、第２の縁区域（１１ｃ）における湾曲推移とは相違していることを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
端面が少なくとも部分的に曲げ縁転動面（６ａ）の方へ凸に湾曲し、この湾曲部が、第１の縁区域（１１ｂ）において第１の湾曲推移を持ち、第２の縁区域（１１ｃ）において第１の湾曲推移とは異なる第２の湾曲推移を持っていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
【請求項４】
少なくとも１つの縁区域（１１ｂ，１１ｃ）における湾曲部が円環面状に推移していることを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項５】
端面の少なくとも１つの範囲における湾曲推移が、円環状関係と対数状関係との重畳により描かれることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
【請求項６】
少なくとも１つの縁区域（１１ｂ，１１ｃ）における対数状湾曲推移が、次の数学的関係
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により描かれ、ここでＤｗは転動体の直径、ｌは端面と曲げ縁転動面との接触点（８）とレース転動路（４ａ）または端面の終点との間の間隔、ｈ（ｘ）は転動体の端面の輪郭高さであり、ｃの数値は、０．００００１〜１、ｋの数値は０．５〜２．５、ｐの数値は１〜１０であることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
【請求項７】
転動路（４ａ）と曲げ縁転動面（６ａ）とのなす開き角（α）が９０°より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項８】
端面（１１）及び曲げ縁転動面（６ａ）が少なくとも部分的に湾曲していることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
【請求項９】
端面（１１）及び曲げ縁転動面（６ａ）が、それぞれ他方の面の方へ凸に湾曲していることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
【請求項１０】
転動体（５）の端面（１１）が、少なくとも部分的に円（１９）上にあることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
【請求項１１】
円（１９）が、転動体（５）の対称軸線に関してなるべく湾曲部の方へずれている幾何学的中心を持っていることを特徴とする、請求項６に記載の転がり軸受。
【請求項１２】
転がり軸受が、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、球面ころ軸受、ラジアル軸受、スラスト軸受等を含む転がり軸受の群から選ばれていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
【請求項１３】
少なくとも曲げ縁転動面（６ａ）又は端面（１１）の曲率半径が、転動体（５）の直径（Ｄｗ）の少なくとも３倍であることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
【請求項１４】
曲げ縁転動面（６ａ）と端面（１１）との間に１つの接触点（８）のみが現れるように、曲げ縁転動面（６ａ）及び端面（１１）の湾曲部が形成されていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
【請求項１５】
接触点（８）が、転動体の対称軸線（Ｌ）から転動体の半径方向に、円（１９）の中心と少なくともちょうど同じだけ離れていることを特徴とする、請求項８に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、転がり軸受に関する。本発明は円錐ころ軸受に関連して説明されるが、本発明は円筒ころ軸受、又は球面ころ軸受のような別の軸受形式においても使用されることが指摘される。
【背景技術】
【０００２】  従来技術から、軸線方向負荷成分を吸収するため、転動路に対して側方の曲げ縁を持つころ軸受が公知である。その際従来技術から、平らなころ端面及び平らな曲げ縁転動面を持つ円筒ころ軸受が公知である。これらの軸受は、曲げ縁に対して転動体の傾斜転動を生じる。このような傾斜転動の結果、転がり軸受の寿命が減少する。【０００３】  更に従来技術から円筒ころ軸受が公知であり、転動体の端面が球帽状の形状を持っている。これらの転動体では、端面の中心範囲が球状でなく、平らに又は凹みを持つように形成されている。それによりこれらの転動体の接触面は、少なくとも曲げ縁肩部である程度切り落とされ、それにより曲げ縁接触部に限られた軸線方向負荷可能性が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従って本発明の基礎となっている課題は、従来技術に対して大きい軸線方向荷重を吸収できる転がり軸受を利用可能にすることである。このような円錐ころ軸受又は円筒ころ軸受の特別な使用分野は例えば風力伝動装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  この課題は、本発明によれば請求項１に記載の転がり軸受によって解決される。有利な実施形態及び展開が従属請求項の対象である。【０００６】  本発明による転がり軸受は、少なくとも１つのレース及び多数の転動体を持ち、レースが、転動体用の転動路と、転動体を軸線方向に案内する少なくとも１つの側方曲げ縁とを持っている。本発明によれば、転動体が曲げ縁の方へ向く端面を持ち、曲げ縁が転動体の方へ向く曲げ縁転動面を持ち、少なくとも端面又は曲げ縁転動面が、曲げ縁転動面又は端面の方へ少なくとも部分的に凸に湾曲され、この湾曲部が少なくとも１つの縁区域において対数状湾曲推移を持っている。【０００７】  レースは、外レース又は内レースであってもよい。転動体の端面とは、周面とは対照的にその終端面を意味し、転動体はその周面を介してレースの転動路に沿って転がる。【０００８】  側方曲げ縁は案内のほかに、軸線方向荷重成分の吸収にも役立つ。【０００９】  縁区域とは、転動体に関して、転動体の回転軸線又は対称軸線から離れている端面の区域を意味する。同様に曲げ縁転動面の縁区域とは、転動体の対象軸線から離れている区域を意味する。対数状関係又は対数状湾曲推移とは、少なくとも１つの対数成分特に対数係数又は加数を持つ関係を意味する。端面が、少なくとも１つの第１の縁区域に第１の湾曲推移を持ち、第２の縁区域に第１の湾曲推移とは異なる湾曲推移を持っているのがよい。【００１０】  第１及び第２の湾曲推移とは、２つの異なる湾曲部即ち異なる幾何学的状態により描くことができる湾曲部を意味する。しかし湾曲部とは、有限の曲率半径を持つ湾曲部を意味し、従って直線は湾曲部とは解されない。【００１１】  転動体の回転軸線に一層近い所にある第１の縁区域が第１の曲率半径を持ち、それより外側にある第２の縁区域が第２の対数状湾曲推移を持つことができる。以下に詳細に説明される実施形態では、第１の縁区域が円環面状湾曲推移を持ち、第２の縁区域が対数状湾曲推移を持っている。【００１２】  端面が少なくとも部分的に曲げ縁転動面の方へ凸に湾曲し、この湾曲部が、第１の縁区域において第１の湾曲推移を持ち、第２の縁区域において第１の湾曲推移とは異なる第２の湾曲推移を持っているのがよい。これは、なるべく両方の湾曲推移が曲げ縁転動面の方へ凸に湾曲していることを意味する。しかし端面の１つの対数状湾曲推移のみを設けることも可能である。【００１３】  転がり軸受が第２のレースを持ち、転動体が第１のレースと第２のレースとの間に設けられているのがよい。第２のレースに、なるべく同様に側方曲げ縁が設けられ、しかも転がり軸受の第１の曲げ縁に対向する側に設けられているのが特に好ましい。【００１４】  少なくとも１つの縁区域における湾曲部が円環面状に推移しているのがよい。従来技術から公知の球冠状湾曲部では、転動体の全端面が部分的に球の形状を持っており、この球の半径が転動体の回転軸線上にあるが、ここで描かれる端面の円環面状湾曲部は、転動体の回転軸線上に中心を持つ球によっては描かれず、例えば回転軸線からずれている中心を持つ円又は楕円によって描かれる。もっと正確に言うと、好ましい実施形態では、円環面状湾曲部の中心は、転動体���回転軸線の周りに円状に設けられている。【００１５】  これらの中心は必ずしも円の中心ではなく、楕円又は類似に形成される立体の中心であってもよい。円環状湾曲部により、転動体の外側範囲に円形湾曲部があり、この湾曲部が稜なしに転動体の平らな中心範囲へ移行するようにすることができる。従って転動体の軸線に沿う断面において、所定の曲率半径を持つ外側範囲に、平らな中心範囲が続き、この平らな中心範囲に、所定の曲率半径を持つ第２の湾曲した範囲が続いている。それぞれ円形の湾曲部に、本発明による対数状湾曲推移が続いているのがよい。【００１６】  別の好ましい実施形態では、端面の少なくとも１つの範囲における湾曲推移が、円環状関係と対数状関係との重畳により描かれる。それにより例えば、円環状湾曲推移に対数状湾曲推移を重ねることが可能である。しかし円環状輪郭と対数状輪郭とを互いに分離して使用し、所定の移行点において互いに移行させることも可能である。【００１７】  少なくとも１つの縁区域における対数状湾曲推移が、次の数学的関係
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により描かれるのがよい。ここでＤｗは転動体の直径、ｌは端面と曲げ縁転動面との接触点とレース転動路又は端面の終点との間の間隔、ｈ（ｘ）は転動体の端面の輪郭高さ、即ち端面がこの端面の接線から転動路の方向に離れている距離を示す。曲げ縁転動面に関して、ｌは前記接触点と曲げ縁肩部との間の間隔を示す。【００１８】  ｃの数値は、０．００００１〜１、ｋの数値は０．５〜２．５、ｐの数値は１〜１０であるのがよい。【００１９】  転動路と曲げ縁転動面とのなす開き角が９０°より大きいのがよい。一様に湾曲する面の場合、曲げ縁開き角を求める際、転動体の半径方向に湾曲部の始点及び終点を通って延びる直線が考慮される。この実施形態により、転動体の端面と曲げ縁転動面との接触面の代わりに、外方へ次第に開く間隙との接触点が生じる。こうして摩擦について好都合な接触が行われて、潤滑剤の好都合な引込み従って一層少ない摩擦を可能にする。【００２０】  更に曲げ縁転動面及び転動体の端面の本発明による形成によって、接触部の周囲に事実上丸い形状が存在し、従ってころの傾倒又は振り分けに対して大きい許容範囲が得られる。【００２１】  別の好ましい実施形態では、端面及び曲げ縁転動面が少なくとも部分的に湾曲している。曲げ縁転動面及び転動体の端面が所定の円環面半径で球形に形成されるのが特に好ましい。両方の湾曲部のこの円環面半径は同じでよいが、両方の半径が互いに相違していてもよい。曲げ縁転動面の湾曲部も、１つの区域において対数状湾曲推移を持つことができる。【００２２】  端面及び曲げ縁転動面が、それぞれ他方の面の方へ凸に湾曲している。こうして特に好都合な潤滑剤引込みが行われる。しかし両方の面のうち一方が凹に湾曲していることも可能であり、この場合適当な凸の曲率半径が凹の曲率半径より小さいのがよい。【００２３】  転動体の端面が、少なくとも部分的に円上にあるのがよい。これは、上述したように、軸線に沿う断面において転動体の湾曲部が円により形成され、この円の中心が、転動体の回転軸線に対してなるべく湾曲部の方へ所定の距離だけずれていることを意味する。【００２４】  本発明による転がり軸受の少なくとも１つの構成要素が硬質回転法により製造されるのがよい。硬質回転法の使用により、前記円環面半径の安価な製造が可能である。【００２５】  転がり軸受が、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、球面ころ軸受、ラジアル軸受、スラスト軸受等を含む転がり軸受の群から選ばれているのがよい。【００２６】  別の好ましい実施形態では、少なくとも曲げ縁転動面又は端面の曲率半径が、転動体の直径の少なくとも３倍である。曲率半径のこの選択により、端面と曲げ縁転動面との特に効果的な接触を行うことができる。しかし両方の面のうち一方の曲率半径が無限大であってもよく、即ちこの場合湾曲を直線によって表わすことができる。【００２７】  もっと正確に言えば、両方の面のうち１つにおける曲率半径が無限大である場合、軸線に沿う断面において、球状形成の変わりに、直線が生じる。この直線は、それが転動体の対称軸線の周りに回されるか、又は転がり軸線全体の対称軸線の周りに回されるかに応じて、曲げ縁転動面又は転動体の端面の円錐の母線である。【００２８】  しかし円錐面の代わりに、曲げ縁転動面が軸線の軸線に対して直角である場合、平面を使用することも可能である。【００２９】  好ましい実施形態では、曲げ縁転動面と端面との間に１つの接触点のみが現れるように、曲げ縁転動面及び端面の湾曲部が形成されている。その場合接触点が、転動体の対称軸線から転動体の半径方向に、円の中心と少なくともちょうど同じだけ離れているのが特に好ましい。【００３０】  一般にこれは、本発明による種々の転動体のための円の中心が、転動体の対称軸線に関して平行に延びる円環面中心線上に設けられていることを意味する。この円環面中心線に関して、接触点は転動体の半径方向にその外側にある。このことは円環面中心線に対して接触線が所定の角度だけ傾斜していることを意味する。この傾斜角は０°〜３０°なるべく０°〜１０°である。【００３１】  それ以外の利点及び実施形態は添付図面からわかる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】  図１は、形状寸法を説明するため、本発明による転がり軸受の概略的な部分図を示す。符号５は円錐ころ軸受用転動体を示すが、この転動体の端面１１の一部のみが示されている。【００３３】  転動体５のこの端面１１は、中心区域１１ａ、第１の縁区域１１ｂ及び第２の縁区域１１ｃを持っている。この実施例では、中心区域１１ａはほぼ直線的に延び、第１及び第２の縁区域１１ｂ，１１ｃは湾曲している。符号６は、転動体５の端面１１の方を向いている曲げ縁転動面６ａを持つレース２の側方曲げ縁を示す。【００３４】  端面１１の中心区域１１ａは、図１に示す実施例では、曲げ縁６の曲げ縁転動面６ａに当接していない。従って端面１１の中心区域１１ａは、直線的な推移の代わりに、他の任意な推移をとり、例えば中心に凹みを持つことができる。【００３５】  符号Ｌは転動体５の対称軸線を示す。前述したように、転動体５の端面１１の第１の縁区域１１ｂは円環面状に湾曲している。図１に示す実施例では、端面１１の第１の縁区域１１ｂは、軸線に沿う断面においてほぼ円状に湾曲し、曲率半径ρｓを持っている。それにより図１に示す実施例では、縁区域１１ｂは曲げ縁転動面６ａの方へ凸に湾曲している。【００３６】  曲げ縁６又は曲げ縁６の曲げ縁転動面６ａも同様に円環状に湾曲し、この湾曲は曲率半径ρｆを持っている。符号１９は、端面１１の縁区域１１ｂがある円を示している。この円の中心は円環面中心線１４上にある。端面１１の範囲にある転動路４ａと円環面中心線１４との間隔は、曲げ縁の高さｈに等しい。【００３７】  この円環面中心線１４は、転動体５の対称軸線Ｌに対して間隔ａだけ離れている。図１に示す転動体は、それぞれ任意の軸線に沿う断面図で、図１に示す形状寸法を持っている。これは、端面１１の全体を描くために、円１９も同様に対称軸線Ｌの周りに回されねばならないことを意味する。移行範囲又は移行点３において、円状に湾曲する第１の縁区域１１ｂと直線状に延びる中心区域１１ａが互いに移行している。円状湾曲の中心は円環面中心線１４上にあるので、点３における円１９の接線は、正確に中心区域１１ａ上に延びていることになる。従って端面１１に稜は生じない。【００３８】  円半径ρｆ及びρｓは、それぞれ転動体の直径Ｄｗの少なくとも３倍であるのがよい。半径ρｆ及びρｓを示す矢印は、同時に接触点８を通る接触線１０を規定する。この接触線１０は、円環面中心線１４従って対称軸線Ｌの方向に対して、角μだけ傾斜している。この傾斜の選択により、端面における接触点の位置をほぼ自由に選択することができる。しかし接触点８は曲げ縁６のほぼ半分の高さにあるのがよい。【００３９】  符号４は、転動体用の（詳細には示してない）転動路４ａを持つレースの中心範囲を示している。【００４０】  第２の縁区域１１ｃは、最初に述べたように、対数状輪郭により描かれ、同様に最初に述べた数学的関係に従っている。【００４１】  図１において、符号ｘは変数を示し、この変数ｘは、曲げ縁転動面６ａと端面１１との接触点８で値０を持ち、従ってこの範囲ではｈ（ｘ）＝０であり、それは、ここでは対数成分はまだ重要にならず、従って接触点はなお円状の第１の縁区域１１ｂ上にあることを意味す��。従って接触点８において、円状湾曲推移と対数状湾曲推移は互いに移行している。【００４２】  ｘが値ｌに近づくにつれて、係数ｘ／ｃがとる値が大きくなる。従ってｋ・（ｘ／ｌ）ｐの値も大きくなり、その結果転動路４ａの範囲における第２の縁区域１１ｃの急峻な推移が生じる。ｌは、接触点８において端面１１に対する接触方向における接触点８と転動路４ａとの間隔を示す。【００４３】  この対数状端部輪郭は、曲げ縁転動面６ａと端面１１との間の縁応力を十分免れることにより一層大きく負荷されることができる接触を可能にする。【００４４】  しかし２つの円形湾曲部を設けることもでき、その場合第２の縁区域１１ｂは図１に示す推移を持ち、第２の縁区域１１ｃは一層小さい曲率半径の円形推移を持つ。出願人は、端面のこのような推移へ部分出願を向けることを留保する。【００４５】  縁又は転動体の周面の方向に端面に比較的急峻な推移を生じる別の推移も考えられる。【００４６】  曲げ縁転動面６ａと転動体の端面との間に、接触中心から外方へ両側で開く間隙が生じる。【００４７】  本願の書類に開示されたすべての特徴は、個々に又は組合わせて従来技術に対して新規である限り、本発明にとって重要なものとして権利として請求される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】  転がり軸受の基礎となる形状寸法を説明するための部分図を示す。
【図２】  本発明による転がり軸受の別の部分図を示す。
【符号の説明】
【００４９】１          転がり軸受
２          レース
３          移行範囲
４          レース２の中心範囲
４ａ        転動路
５          転動体
６          側方曲げ縁
６ａ        曲げ縁転動面
８          接触点
１０        接触線
１１        端面
１１ａ      端面１１の中心区域
１１ｂ      端面１１の第１の縁区域
１１ｃ      端面１１の第２の縁区域
１４        円環面中心線
１９        円
Ｌ          転動体の対称軸線
ρｓ，ρｆ  曲率半径
ａ          転動体５の対称軸線と円環面中心線１４との間隔
ｈ          曲げ縁高さ
ｂ          接触点８と端面１１の端部との間の半径方向間隔
Ｄｗ        転動体の直径
μ          対称軸線Ｌと接触線１０とのなす角
ｘ          変数
ｈ（ｘ）    輪郭高さ
α          曲げ縁開き角
【図１】
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【図２】
2009520936.tif 000006
【国際調査報告】
2009520936.tif 000007
2009520936.tif 000008
2009520936.tif 000009
2009520936.tif 000010
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