(57)【要約】【課題】  より低コストで、ころ端部と内外輪の軌道面との干渉に起因するトラブルを防止可能なころ軸受を提供する。【解決手段】  ころ軸受１１は、内輪１２と、外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された円筒ころ１４と、円筒ころ１４の間隔を保持する保持器１５とを備える円筒ころ軸受である。あるいは、軸受両端部を密封する密封シール（図示せず）をさらに有する。また、内輪１２の内径面には、その中央部に円筒状で軸と嵌合する第１内径面１２ａと、その両端部に第１内径面１２ａから径方向に後退した位置に軸と接触しない第２内径面１２ｂとを有し、第１内径面１２ａの軸方向幅ｗ１と、ころ１４の有効長さｗ２とは、ｗ１≦ｗ２の関係を有する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、
外輪と、
前記内輪および前記外輪の間に配置されたころとを備え、
前記内輪の内径面は、その中央部に円筒状の第１内径面と、その両端部に前記第１内径面から径方向に後退した位置に第２内径面とを有し、
前記第１内径面の軸方向幅ｗ１と、前記ころの有効長さｗ２とは、
ｗ１≦ｗ２の関係を有する、ころ軸受。
【請求項２】
内輪と、
外輪と、
前記内輪および前記外輪の間に配置されたころとを備え、
前記外輪の外径面は、その中央部に円筒状の第１外径面と、その両端部に前記第１外径面から径方向に後退した位置に第２外径面とを有し、
前記第１外径面の軸方向幅ｗ１と、前記ころの有効長さｗ２とは、
ｗ１≦ｗ２との関係を有する、ころ軸受。
【請求項３】
前記第２内径面および前記第２外径面は、円筒面である、請求項１または２に記載のころ軸受。
【請求項４】
前記第２内径面および前記第２外径面は、外縁部に向かって広がる円錐面である、請求項１または２に記載のころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ころ軸受、特に、大きなラジアル荷重が負荷される環境で使用されるころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大きなラジアル荷重が負荷される環境では、円筒ころ軸受や円錐ころ軸受が使用されている。例えば、円筒ころ軸受１は、図１に示すように、内輪２と、外輪３と、内輪２および外輪３の間に配置された円筒ころ４と、円筒ころ４の間隔を保持する保持器５とを備える。あるいは、軸受の両端を密封する密封シールをさらに備える。
【０００３】
円筒ころ軸受１は、内輪２および外輪３の軌道面と、円筒ころ４の転動面とが線接触するので、軌道輪と転動体とが点接触する玉軸受と比較して、負荷容量が大きく、同じ荷重を支持する場合には接触面圧が小さく、高負荷環境下で使用される軸受として好適である。
【０００４】
しかし、軸受の支持間隔が大きいことによる軸のベンディングや、取付誤差によるミスアライメント等によって軸が傾くと、円錐ころ４の端部が内輪２および外輪３の軌道面に干渉して、接触部分にエッジ応力が発生する。エッジ応力が大きくなると、接触部分を起点としてフレーキングが発生し、軸受が損傷する恐れがある。
【０００５】
そこで、上記のような問題を解決した軸受が、例えば、特開平８−２３２９６０号公報（特許文献１）に記載されている。同公報によると、図２に示すように、内輪２の軌道面２ａ、外輪３の軌道面３ａ、および、円筒ころ４の転動面４ａのそれぞれにクラウニング加工を施す。上記構成とすることにより、軸が傾いた場合でも、円筒ころ４の端部が内輪２および外輪３に干渉するのを防止することができると記載されている。
【特許文献１】特開平８−２３２９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記公報に記載されているような軸受は、製品の種類毎に使用状況に応じて、内外輪の軌道面およびころの転動面に施すクラウニングの最適な形状や曲率を設定する必要があり、それに応じて、必要な研削冶具の数も増加することから、製品コストが増大する。
【０００７】
また、内外輪の軌道面およびころの転動面のクラウニング加工に際しては、軸受の円滑な回転を確保するために高い精度が要求されることから、さらに、加工工数、製品コストが増大することとなる。
【０００８】
そこで、この発明は、より低コストで、ころ端部と内外輪の軌道面との干渉に起因するトラブルを防止可能なころ軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置されたころとを備える。内輪の内径面は、その中央部に円筒状の第１内径面と、その両端部に第１内径面から径方向に後退した位置に第２内径面とを有し、第１内径面の軸方向幅ｗ１と、ころの有効長さｗ２とは、ｗ１≦ｗ２の関係を有する。
【００１０】
上記構成のころ軸受においては、第１内径面と比較して薄肉で、軸と接触しない第２内径面を設けることにより、内輪外縁部の剛性が低下するので、ころと内輪との接触部分でのエッジ応力を低減することが可能となる。その結果、接触部分でのフレーキングの発生を抑制することができるので、ころ端部と内輪との干渉に起因するトラブルを防止することができる。また、第２内径面は、内外輪の軌道面やころの転動面と比較して高い加工精度を要求されず、また、特殊な加工治具を必要としないので、加工工数および製造コストの増大を抑制することが可能となる。
【００１１】
なお、第１内径面の軸方向幅ｗ１と、ころの有効長さｗ２とは、ｗ１≦ｗ２の関係を有する。すなわち、ころ端部を剛性の低い内輪の第２内径面が属する部分に位置させることにより、より効果的に接触部分でのエッジ応力を低減することが可能となる。ここで、本明細書中「有効長さ」とは、内外輪と接触するころの転動面の長さを指すものとする。
【００１２】
この発明の他の局面に係るころ軸受は、内輪と、外輪と、内輪および外輪の間に配置されたころとを備える。外輪の外径面は、その中央部に円筒状の第１外径面と、その両端部に第１外径面から径方向に後退した位置に第２外径面とを有し、第１外径面の軸方向幅ｗ１と、ころの有効長さｗ２とは、ｗ１≦ｗ２との関係を有する。
【００１３】
上記構成のころ軸受においては、第１外径面と比較して薄肉で、ハウジングと接触しない第２外径面を設けることにより、外輪外縁部の剛性が低下するので、ころと外輪との接触部分でのエッジ応力を低減することが可能となる。その結果、接触部分でのフレーキングの発生を抑制することができるので、ころ端部と外輪との干渉に起因するトラブルを防止することができる。また、第２外径面は、内外輪の軌道面やころの転動面と比較して高い加工精度を要求されず、また、特殊な加工治具を必要としないので、加工工数および製造コストの増大を抑制することが可能となる。
【００１４】
なお、第１外径面の軸方向幅ｗ１と、ころの有効長さｗ２とは、ｗ１≦ｗ２の関係を有する。すなわち、ころ端部を剛性の低い外輪の第２外径面が属する部分に位置させることにより、より効果的に接触部分でのエッジ応力を低減することが可能となる。
【００１５】
第２内径面および第２外径面は、例えば、円筒面である。または、第２内径面および第２外径面は、例えば、外縁部に向かって広がる円錐面である。上記のいずれの構成であっても、内外輪外縁部の剛性を低下させることができるので、軸が傾いたときのころ端部と内外輪とのエッジ応力の低減効果が期待できる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明は、ころ端部と内外輪との接触部分でのエッジ応力を低減することにより、フレーキングの発生を抑制することができるので、高負荷環境下においてもころ端部と内外輪との干渉に起因するトラブルを防止可能なころ軸受を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図３を参照して、この発明の一実施形態に係るころ軸受を説明する。
【００１８】
図３に示すころ軸受は、内輪１２と、外輪１３と、内輪１２および外輪１３の間に配置された円筒ころ１４と、円筒ころ１４の間隔を保持する保持器１５とを備える円筒ころ軸受１１である。あるいは、軸受両端部を密封する密封シール（図示せず）をさらに有する。また、内輪１２の内径面には、その中央部に円筒状で軸と嵌合する第１内径面１２ａと、その両端部に第１内径面１２ａから径方向に後退した位置に軸と接触しない第２内径面１２ｂとを有する。
【００１９】
上記構成のように、第１内径面１２ａと比較して薄肉で、軸と接触しない第２内径面１２ｂを設けることにより、内輪１２の外縁部の剛性が低下するので、円筒ころ１４と内輪１２との接触部分でのエッジ応力を低減することができる。その結果、接触部分でのフレーキングの発生を抑制することができるので、円筒ころ１４の端部と内輪１２との干渉に起因するトラブルを防止することができる。また、第２内径面１２ａは、内輪１２および外輪１３の軌道面や円筒ころ１４の転動面と比較して高い加工精度を要求されず、また、特殊な加工治具を必要としないので、加工工数および製造コストの増大を抑制することが可能となる。
【００２０】
さらに、第１内径面１２ａの軸方向幅ｗ１と、円筒ころ１４の有効長さｗ２とは、ｗ１≦ｗ２の関係を有する。すなわち、円筒ころ１４の端部を剛性の低い内輪１２の第２内径面１２ｂの属する部分に位置させることにより、より効果的に接触部分でのエッジ応力を低減することが可能となる。
【００２１】
なお、図３に示す円筒ころ軸受１１の第２内径面１２ｂは円筒面とする例を示したが、これに限ることなく、他の形態であっても円筒ころ１４と内輪１２との接触部分でのエッジ応力を低減することが可能となる。例えば、図４に示す円筒ころ軸受２１は、図３の円筒ころ軸受１１と同じ構成であって、第２内径面２２ｂは内輪２２の外縁部に向かって広がる円錐面である。
【００２２】
次に、図５を参照して、この発明の他の実施形態に係るころ軸受を説明する。
【００２３】
図５に示すころ軸受は、内輪３２と、外輪３３と、内輪３２および外輪３３の間に配置された円筒ころ３４とを備え、円筒ころ３４の間隔を保持する保持器３５とを備える円筒ころ軸受３１である。あるいは、軸受両端部を密封する密封シール（図示せず）をさらに有する。また、外輪３３の外径面には、その中央部に円筒状でハウジングと嵌合する第１外径面３３ａと、その両端部に第１外径面３３ａから径方向に後退した位置にハウジングと接触しない第２外径面３３ｂとを有する。
【００２４】
上記構成のように、第１外径面３３ａと比較して薄肉で、ハウジングと接触しない第２外径面３３ｂを設けることにより、外輪３３の外縁部の剛性が低下するので、円筒ころ３４と外輪３３との接触部分でのエッジ応力を低減することが可能となる。その結果、接触部分でのフレーキングの発生を抑制することができるので、円筒ころ３４の端部と外輪３３との干渉に起因するトラブルを防止することができる。また、第２外径面３３ｂは、内輪３２および外輪３３の軌道面や円筒ころ３４の転動面と比較して高い加工精度を要求されず、また、特殊な加工治具を必要としないので、加工工数および製造コストの増大を抑制することが可能となる。
【００２５】
なお、第１外径面３３ａの軸方向幅ｗ１と、円筒ころ３４の有効長さｗ２とは、ｗ１≦ｗ２の関係を有する。すなわち、円筒ころ３４の端部を剛性の低い外輪３３の第２外径面３３ｂが属する部分に位置させることにより、より効果的に接触部分でのエッジ応力を低減することが可能となる。
【００２６】
なお、図５に示す円筒ころ軸受３１の第２外径面３３ｂは円筒面とする例を示したが、これに限ることなく、他の形態であっても円筒ころ３４と外輪３３との接触部分でのエッジ応力を低減することが可能となる。例えば、図６に示す円筒ころ軸受４１は、図５の円筒ころ軸受３１と同じ構成であって、第２外径面４３ｂは外輪４３の外縁部に向かって広がる円錐面である。
【００２７】
図３〜図５に示した実施形態においては、内輪内径面、または、外輪外径面のいずれか一方にのみ、その外縁部を薄肉化することにより剛性を低下させた例を示したが、これに限ることなく、内輪内径面および外輪外径面の双方に上記の加工を施すこととしてもよい。これにより、円筒ころが内外輪に干渉した際のエッジ応力をさらに有効に低減することができる。
【００２８】
また、上記の各実施形態においては、円筒ころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、図３〜図５のいずれの実施形態についても円錐ころ軸受に適用可能である。例えば、図７に円錐ころ軸受に適用した一例を示す。
【００２９】
図７を参照して、円錐ころ軸受５１は、内輪５２と、外輪５３と、内輪５２および外輪５３の間に配置された円錐ころ５４と、円錐ころ５４の間隔を保持する保持器５５とを備える。あるいは、軸受両端部を密封する密封シール（図示せず）をさらに備える。
【００３０】
また、内輪５２の内径面には、その中央部に円筒状で軸と嵌合する第１内径面５２ａと、その両端部に第１内径面５２ａから径方向に後退した位置に軸と接触しない第２内径面５２ｂとを有し、第１内径面５２ａの軸方向幅ｗ１と、円錐ころ５４の有効長さｗ２とは、ｗ１≦ｗ２の関係を有する。これにより、円筒ころ軸受１１の場合と同様に円錐ころ５４の端部と内輪５２および外輪５３の軌道面との接触部分でのエッジ応力の低減効果を得ることができる。
【００３１】
なお、上記の各実施形態においては、単列のころ軸受の例を示したが、これに限ることなく、複列または多列のころ軸受にも適用可能である。
【００３２】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
この発明は、高負荷環境下で使用されるころ軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来の円筒ころ軸受の概略断面図である。
【図２】従来の円筒ころ軸受の内外輪の軌道面、および、円筒ころの転動面にクラウニング加工を施した状態を示す図解的断面図である。
【図３】この発明の一実施形態に係る円筒ころ軸受であって、内輪内径面に段差を設けた状態を示す図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係る円筒ころ軸受であって、内輪内径面の外縁部を円錐面とした状態を示す図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る円筒ころ軸受であって、外輪外径面に段差を設けた状態を示す図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係る円筒ころ軸受であって、外輪外径面の外縁部を円錐面とした状態を示す図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係る円錐ころ軸受であって、内輪内径面に段差を設けた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１，１１，２１，３１，４１  円筒ころ軸受、５１  円錐ころ軸受、２，１２，２２，３２，４２，５２  内輪、２ａ  内輪軌道面、１２ａ，２２ａ，５２ａ  第１内径面、１２ｂ，２２ｂ，５２ｂ  第２内径面、３，１３，２３，３３，４３，５３  外輪、３ａ  外輪軌道面、３３ａ，４３ａ  第１外径面、３３ｂ，４３ｂ  第２外径面、４，１４，２４，３４，４４  円筒ころ、５４  円錐ころ、４ａ  ころ転動面、５，１５，２５，３５，４５，５５  保持器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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