(57)【要約】【課題】  球面ころの端面に形成されたぬすみのエッジ部と、案内輪の平坦面との接触による案内輪の急激な摩耗を抑制する案内輪付き複列自動調心ころ軸受を提供する。【解決手段】  案内輪付き複列自動調心ころ軸受１は、案内輪７と当接する球面ころ４の端面４ａの中央部にぬすみ４ｂが形成されており、案内輪７は、その側面に球面ころ４と接する平坦面７ａを有している。上記構成において、球面ころ４のぬすみ４ｂのエッジ部と、案内輪７の平坦面７ａとが接触することがない案内輪付き自動調心ころ軸受１である。【選択図】      図４
2006144909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に複列に配置された球面ころと、左右の列の球面ころの間に位置し、前記内輪によって案内される案内輪とを備える案内輪付き複列自動調心ころ軸受において、
前記球面ころは、その端面の中央部にぬすみが形成されており、
前記案内輪は、前記球面ころの端面に接触する平坦部を有しており、
軸受の回転中心から前記ぬすみのエッジ部の下端までの距離をＲｄ、
前記回転中心から前記平坦部の上端までの距離をＧｄとしたとき、
Ｒｄ＞Ｇｄ
の寸法関係が成立することを特徴とする、案内輪付き複列自動調心ころ軸受。
【請求項２】
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に複列に配置された球面ころと、左右の列の球面ころの間に位置し、前記外輪によって案内される案内輪とを備える案内輪付き複列自動調心ころ軸受において、
前記球面ころは、その端面の中央部にぬすみが形成されており、
前記案内輪は、前記球面ころの端面に接触する平坦部を有しており、
軸受の回転中心から前記ぬすみのエッジ部の上端までの距離をＲＤ、
前記回転中心から前記平坦部の下端までの距離をＧＤとしたとき、
ＲＤ＜ＧＤ
の寸法関係が成立することを特徴とする、案内輪付き複列自動調心ころ軸受。
【請求項３】
前記球面ころは、ころの最大径位置が、ころの長さ方向の中央に存在しない非対称ころである、請求項１または２に記載の案内輪付き複列自動調心ころ軸受。
【請求項４】
前記案内輪は、前記球面ころと同等かまたはそれ以上の硬度を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の案内輪付き複列自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、左右の列の球面ころの間に、内輪または外輪によって案内される案内輪を有する複列自動調心ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
案内輪付き複列自動調心ころ軸受は、例えば、特開２００１−１４０８７５号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
上記公報に開示された案内輪付き複列自動調心ころ軸受では、球面ころの端面と案内輪との接触部分が点接触となるように、球面ころの端面を平坦にし、案内輪の両側面を円弧状曲面に形成している。その結果、球面ころと案内輪との接触面に油膜が形成されやすく、潤滑性能が向上するので、案内輪の急激な摩耗が抑制されることが知られている。
【０００４】
球面ころと案内輪との接触部分を点接触とする他の方法としては、球面ころの端面を円弧状曲面とし、球面ころの端面に接触する案内輪の両側面を平坦面とすることが考えられる。そのような案内輪付き複列自動調心ころ軸受を図１および図２に示す。
【０００５】
図１を参照して、案内輪付き複列自動調心ころ軸受の構成を説明する。案内輪付き自動調心ころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、両軌道輪の間に複列に配置した球面ころ４，５と、これらの球面ころ４，５を保持する保持器６と、左右の列の球面ころ４，５の間に位置し、内輪２によって案内されるリング状の案内輪７とを備える。
【０００６】
図２は一方の球面ころ４と案内輪７との接触部分の拡大図である。球面ころ４の端面４ａは、断面が円弧状の曲面であり、案内輪７は、その一方側面に球面ころ４の端面４ａと当接する平坦面７ａを有している。また、案内輪７は、その他方側面にも、図示しない球面ころ５と当接する平坦面を有している。
【特許文献１】特開２００１−１４０８７５号公報（段落番号１４等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１および図２に示す案内輪付き複列自動調心ころ軸受１の回転時において、球面ころ４と案内輪７とはすべり接触を伴いながら回転しているので、案内輪７と接触する球面ころ４の端面４ａには、すべり摩擦軽減のために研削加工を施している。曲面である端面４ａを研削する際には、非研削部を残さないために、端面４ａの中央部にぬすみ４ｂを設ける必要がある。
【０００８】
また、案内輪７には、加工およびコストの面から、球面ころ４の材料と比較すると硬度の低い鋳鉄等の材料を使用している。
【０００９】
ここで、ぬすみ４ｂと球面ころ４の端面４ａとが交差してできる円形のエッジ部分（以下、「エッジ部」とする）の下端から軸受の回転中心までの距離をＲｄ、回転中心から案内輪７の平坦面７ａの上端までの距離をＧｄとしたとき、従来の案内輪付き複列自動調心ころ軸受１では、一般的にＲｄ＜Ｇｄの寸法関係となっている。
【００１０】
つまり、上記構成において、軸受の回転時に球面ころ４がスキューすると、ぬすみ４ｂのエッジ部が平坦面７ａに接触するようになる。その結果、硬度の低い案内輪７が急激に摩耗するという問題が生じる。
【００１１】
この発明の目的は、案内輪の急激な摩耗を抑制することのできる案内輪付き複列自動調心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】
【００１２】
この発明は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に複列に配置された球面ころと、左右の列の球面ころの間に位置し、内輪によって案内される案内輪とを備える案内輪付き複列自動調心ころ軸受において、次のことを特徴とする。球面ころは、その端面の中央部にぬすみが形成されており、案内輪は、球面ころの端面に接触する平坦面を有している。この場合において、軸受の回転中心からぬすみのエッジ部の下端までの距離をＲｄ、回転中心から案内輪の平坦面の上端までの距離をＧｄとしたとき、Ｒｄ＞Ｇｄの寸法関係が成立する。
【００１３】
上記の構成とすることにより、軸受の回転時に球面ころがスキューしても、球面ころのぬすみのエッジ部と、案内輪の平坦面とが接触することがないから、案内輪の急激な摩耗を抑制することができる。
【００１４】
他の局面において、この発明は、内輪と、外輪と、内輪と外輪との間に複列に配置された球面ころと、左右の列の球面ころの間に位置し、外輪によって案内される案内輪とを備える案内輪付き複列自動調心ころ軸受において、次のことを特徴とする。球面ころは、その端面の中央部にぬすみが形成されており、案内輪は、球面ころの端面に接触する平坦面を有している。この場合において、軸受の回転中心からぬすみのエッジ部の上端までの距離をＲＤ、回転中心から案内輪の平坦面の下端までの距離をＧＤとしたとき、ＲＤ＜ＧＤの寸法関係が成立する。
【００１５】
球面ころは、例えば、ころの最大径位置が、ころの長さ方向の中央に存在しない非対称ころである。非対称ころを用いた場合、軸受が荷重を受けたときに誘起スラスト荷重が発生し、球面ころが案内輪に押し当てられるから、球面ころの姿勢が安定し、スキューを抑制することができる。
【００１６】
案内輪の硬度を、球面ころと同等かまたはそれ以上にしてもよい。これにより、球面ころのぬすみのエッジ部と案内輪の平坦面とが接触しても、案内輪が急激に摩耗することがない。
【発明の効果】
【００１７】
この発明における案内輪付き複列自動調心ころ軸受は、球面ころがスキューを起こしても、球面ころのぬすみのエッジ部と案内輪の平坦面とを接触させない設計とすることにより、案内輪の急激な摩耗を抑制することが可能となる。
【００１８】
また、案内輪の硬度を球面ころと同等かまたはそれ以上のものとすることにより、球面ころのぬすみのエッジ部と案内輪の平坦面とが接触した場合でも、案内輪の急激な摩耗を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図３および図４を参照して、この発明の一実施形態に係る案内輪付き複列自動調心ころ軸受１を説明する。
【００２０】
案内輪付き複列自動調心ころ軸受１は、内輪２と、外輪３と、両軌道輪の間に複列に配置した球面ころ４，５と、これらの球面ころ４，５を保持する保持器６と、球面ころ４，５の間に内輪２によって案内されるリング状の案内輪７とを備える。保持器６は、各列毎に別個に設けられたものである。外輪３の軌道面３ａは球面状に形成されており、各列の球面ころ４，５の外周面は、外輪３の軌道面３ａに沿う球面形状を有している。
【００２１】
内輪２、外輪３、および球面ころ４，５は軸受鋼製であり、案内輪７は球面ころ４，５と比較すると硬度の低い鋳鉄等の材料を使用している。
【００２２】
図４は球面ころ４と案内輪７との接触部分の拡大図である。球面ころ４の端面４ａは、断面が円弧状の曲面であり、案内輪７は、その一方側面に球面ころ４の端面４ａと当接する平坦面７ａを有している。また、案内輪７は、その他方側面にも、図示しない球面ころ５と当接する平坦面を有している。上記の構成によると、案内輪付き複列自動調心ころ軸受１の回転時には、球面ころ４の端面４ａと案内輪７の平坦面７ａとの接触部分が点接触となる。これにより、球面ころ４と案内輪７との接触面積が小さくなって、油膜が形成されやすくなるので、潤滑性能が向上し、案内輪７の急激な摩耗が抑制される。
【００２３】
球面ころ４の端面４ａは、案内輪７との間のすべり摩擦軽減のために研削加工が施されている。端面４ａは断面が円弧状の曲面であるから、非研削部を残さないために、端面４ａの中央部にぬすみ４ｂが形成される。
【００２４】
上記構成において、案内輪付き複列自動調心ころ軸受１の回転中心からぬすみ４ｂのエッジ部の下端までの距離をＲｄ、回転中心から案内輪７の平坦面７ａの上端までの距離をＧｄとすると、Ｒｄ＞Ｇｄの寸法関係が成立するように設計されている。
【００２５】
これにより、スキューにより球面ころ４が傾いた場合でも、ぬすみ４ｂのエッジ部と案内輪７の平坦面７ａとが接触しないので、案内輪７の急激な摩耗を抑制することができる。
【００２６】
図５を参照して、この発明の他の実施形態に係る案内輪付き複列自動調心ころ軸受１を説明する。
【００２７】
この実施形態では、案内輪７は、外輪３によって案内されている。その他の構成は、図３に示す実施形態と同様である。
【００２８】
上記構成において、案内輪付き複列自動調心ころ軸受１の回転中心からぬすみ４ｂのエッジ部の上端までの距離をＲＤ、回転中心から案内輪７の平坦面７ａの下端までの距離をＧＤとすると、ＲＤ＜ＧＤの寸法関係が成立するように設計されている。
【００２９】
これにより、スキューにより球面ころ４が傾いた場合でも、ぬすみ４ｂのエッジ部と案内輪７の平坦面７ａとが接触しないので、案内輪７の急激な摩耗を抑制することができる。
【００３０】
上述の各実施形態では、球面ころ４，５は対称ころを用いたが、非対称ころを用いてもよい。非対称ころを用いた場合、案内輪付き複列自動調心ころ軸受１が荷重を受けたときに誘起スラスト荷重が発生し、球面ころ４，５が案内輪７に押し当てられるから、球面ころ４，５の姿勢が安定し、スキューを抑制することができる。
【００３１】
また、案内輪７を熱処理を施した材料で形成し、球面ころ４，５と同等かまたはそれ以上の硬度を有するようにすることも有効である。これにより、球面ころ４，５のぬすみ４ｂ，５ｂのエッジ部と案内輪７の平坦面７ａとが接触した場合であっても、案内輪７の急激な摩耗を抑制することができる。
【００３２】
特に、非対称ころを用いた場合には、案内輪付き複列自動調心ころ軸受１の回転時に、誘起スラスト荷重により球面ころ４，５が案内輪７に押し当てられるから、対称ころを用いた場合よりも案内輪７の摩耗が促進される。そこで、案内輪７の表面硬度を球面ころ４，５と同等かまたはそれ以上とすることが望ましい。
【００３３】
図１に示す従来の案内輪付き複列自動調心ころ軸受１と、図３に示す本発明に係る案内輪付き複列自動調心ころ軸受１のそれぞれについて、本発明の効果を確認する試験を以下の試験条件の下で実施した。
【００３４】
軸受内周直径  ：８０ｍｍ
軸受外周直径  ：１４０ｍｍ
軸方向長さ    ：３３ｍｍ
ラジアル荷重  ：２４．５ｋＮ
アキシアル荷重：３．６ｋＮ
軸受回転数    ：４０００回転／秒（最大）
潤滑条件      ：循環給油
従来の案内輪付き複列自動調心ころ軸受１では、案内輪７の平坦面７ａに摩耗が発生したのに対して、本発明に係る案内輪付き複列自動調心ころ軸受１では、案内輪７の平坦面７ａはほとんど摩耗していなかった。
【００３５】
以上の結果から、球面ころ４，５のぬすみ４ｂ、５ｂのエッジ部と、案内輪７の平坦面７ａとが接触しない設計とすることにより、案内輪７の平坦面７ａの表面の摩耗を抑制できることが確認された。
【００３６】
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。図示され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】
【００３７】
この発明は、産業機械等の各種機器に用いられる案内輪付き複列自動調心ころ軸受に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来の案内輪付き複列自動調心ころ軸受を示す概略断面図である。
【図２】従来の案内輪付き複列自動調心ころ軸受を示す概略断面図であって、内輪によって案内される案内輪を備えた状態を示す図である。
【図３】この発明の一実施形態における案内輪付き複列自動調心ころ軸受を示す概略断面図である。
【図４】この発明の一実施形態における案内輪付き複列自動調心ころ軸受を示す概略断面図であって、内輪によって案内される案内輪を備えた状態を示す図である。
【図５】この発明の他の実施形態における案内輪付き複列自動調心ころ軸受を示す概略断面図であって、外輪によって案内される案内輪を備えた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  案内輪付き複列自動調心ころ軸受、２  内輪、３  外輪、３ａ  外輪軌道面、４，５  ころ、４ａ  ころ端面、４ｂ，５ｂ  ぬすみ、６  保持器、７  案内輪、７ａ  平坦面。
【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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