(57)【要約】【課題】軸受の起動トルクを増大させることなく、外輪のＶ形転走溝の局部摩耗を抑制できるクロスローラ軸受を提供することである。【解決手段】外輪のＶ形転走溝と深さ方向中央部で点接触するころ３の軸端面５ｂに、外周側のコーナＲ部６と内周側の平坦部を接続するだらし面７を形成することにより、軸端面５ｂの外輪のＶ形転走溝との接触面積を点接触部近傍のみで広げ、軸受の起動トルクをあまり増大させることなく、点接触部近傍での接触面圧を緩和して、外輪のＶ形転走溝の局部摩耗を抑制できるようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪とにそれぞれ設けられた対向するＶ形転走溝の間に、軸端にコーナＲ部を設けた複数のころを、その軸の向きが交叉するように配列したクロスローラ軸受において、少なくとも前記外輪のＶ形転走溝と接触する側のころ軸端面に、外周側の前記コーナＲ部と内周側の平坦部を接続するだらし面を形成したことを特徴とするクロスローラ軸受。
【請求項２】
前記だらし面の半径方向長さを、前記コーナＲ部の半径方向長さの１〜４倍とした請求項１に記載のクロスローラ軸受。
【請求項３】
前記だらし面を、１次曲面である円錐面のチャンファとした請求項１または２に記載のクロスローラ軸受。
【請求項４】
前記だらし面を２次曲面とし、そのころ半径方向断面の曲率半径を、前記外輪のＶ形転走溝の深さ方向中央における円錐面の曲率半径と概ね等しくした請求項１または２に記載のクロスローラ軸受。
【請求項５】
前記だらし面の内周側を窪ませて、前記平坦部と接続した請求項１乃至４のいずれかに記載のクロスローラ軸受。
【請求項６】
前記複数のころがリング状の保持器に保持された請求項１乃至５のいずれかに記載のクロスローラ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クロスローラ軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クロスローラ軸受は、内輪と外輪とにそれぞれ設けた対向するＶ形転走溝の間に、複数のころを軸の向きが交叉するように配列したものであり、ころは一方の軸端面を内輪のＶ形転走溝に、他方の軸端面を外輪のＶ形転走溝に摺接させながら、円筒面で内外輪のＶ形転走溝間を転動する。これらのころはリング状の保持器または個別の間座により、互いに間隔を開けてＶ形転走溝間に保持されている。また、クロスローラ軸受は、外輪と内輪のいずれか一方または両方がＶ形転走溝の中心で２体に分割されており、ころをＶ形転走溝間に組み込んだのち、ボルト等で軸方向に締付け合体されるようになっている。
【０００３】
このように、クロスローラ軸受のころは、軸端面でＶ形転走溝に摺接しながら転動するので、スキューを生じやすい。このため、スキューを生じたときに、ころの軸端コーナ部がＶ形転走溝面に鋭角で当たらないように、通常、ころの軸端にはコーナＲ部が設けられている。
【０００４】
前記内外輪の各Ｖ形転走溝は、直角に交叉する２つの円錐面で形成され、内輪のＶ形転走溝は凸の円錐面、外輪のＶ形転走溝は凹の円錐面となっており、ころの軸端面は、内輪のＶ形転走溝とは溝の深さ方向で線接触し、外輪のＶ形転走溝とはその深さ方向中央部で点接触する。この点接触は、ころのスキューがない状態では２点接触となり、スキューが生じると１点接触となる。このため、ころの軸端面が高い面圧で点接触する外輪のＶ形転走溝では、その深さ方向中央部で摩耗が局部的に大きくなり、軸受の耐久寿命が短くなる問題がある。
【０００５】
このような外輪のＶ形転走溝の局部摩耗を低減するために、外輪のＶ形転走溝と摺接する側のころ軸端面を、外輪のＶ形転走溝の深さ方向中央における円錐面の曲率半径と同一またはこれよりも僅かに小さな曲率半径の球面形状に形成して、外輪のＶ形転走溝と広い面積で接触させるようにしたクロスローラ軸受がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−８９３６４号公報（第３頁、第３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のクロスローラ軸受は、ころの軸端面が外輪のＶ形転走溝と広い面積で接触するので、軸受の起動トルクが増大する問題がある。また、ころの軸端面を球面形状に形成して、軸端のコーナＲ部をなくしているので、ころのスキューが生じると、軸端コーナ部が鋭角でＶ形転走溝面に当たり、逆に外輪のＶ形転走溝の局部摩耗を増大させる恐れもある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、軸受の起動トルクを増大させることなく、外輪のＶ形転走溝の局部摩耗を抑制できるクロスローラ軸受を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、内輪と外輪とにそれぞれ設けられた対向するＶ形転走溝の間に、軸端にコーナＲ部を設けた複数のころを、その軸の向きが交叉するように配列したクロスローラ軸受において、少なくとも前記外輪のＶ形転走溝と接触する側のころ軸端面に、外周側の前記コーナＲ部と内周側の平坦部を接続するだらし面を形成した構成を採用した。
【００１０】
すなわち、少なくとも外輪のＶ形転走溝と深さ方向中央部で点接触するころ軸端面に、外周側のコーナＲ部と内周側の平坦部を接続するだらし面を形成することにより、ころ軸端面の外輪のＶ形転走溝との接触面積を点接触部近傍のみで広げ、軸受の起動トルクをあまり増大させることなく、点接触部近傍での接触面圧を緩和して、外輪のＶ形転走溝の局部摩耗を抑制できるようにした。
【００１１】
前記だらし面の半径方向長さは、前記コーナＲ部の半径方向長さの１〜４倍とするのが望ましい。
【００１２】
前記だらし面を１次曲面である円錐面のチャンファとすることにより、だらし面を容易に加工することができる。
【００１３】
前記だらし面を２次曲面とする場合は、そのころ半径方向断面の曲率半径を、前記外輪のＶ形転走溝の深さ方向中央における円錐面の曲率半径と概ね等しくするのが望ましい。
【００１４】
前記だらし面の内周側を窪ませて、前記平坦部と接続することにより、窪ませた軸端面の中央部にグリース等の潤滑剤を溜め、摺接するＶ形転走溝ところ軸端面間を良好に潤滑することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図６に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。このクロスローラ軸受は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、内輪１と外輪２にそれぞれ設けられた対向するＶ形転走溝１ａ、２ａの間に、複数のころ３がリング状の保持器４により間隔を開けて保持され、各ころ３は交互にその軸の向きが交叉するように配列されている。これらのころ３は、一方の軸端面５ａを内輪１のＶ形転走溝１ａに、他方の軸端面５ｂを外輪２のＶ形転走溝２ａに摺接させながら、円筒面でＶ形転走溝１ａ、２ａ間を転動する。なお、外輪２はＶ形転走溝２ａの中心で２体に分割されている。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、前記各ころ３は両軸端にコーナＲ部６が設けられ、外輪２のＶ形転走溝２ａと接触する側の軸端面５ｂに、外周側のコーナＲ部６と内周側の平坦部を接続するだらし面７が形成されている。このだらし面７は、１次曲面である円錐面のチャンファとされ、その半径方向長さは、コーナＲ部６の半径方向長さの２倍とされている。
【００１７】
前記外輪２のＶ形転走溝２ａと接触する側の各ころ３の軸端面５ｂは、軸の両側のだらし面７の部位で、凹の円錐面で形成されたＶ形転走溝２ａの深さ方向中央部と２点接触し、スキューが生じたときは、片側のだらし面７の部位で１点接触する。したがって、軸受の起動トルクをあまり増大させることなく、点接触部近傍での接触面圧を緩和することができる。なお、内輪１のＶ形転走溝１ａと接触する側の軸端面５ａは、凸の円錐面で形成されたＶ形転走溝１ａとその深さ方向で線接触する。
【００１８】
図３は、第２の実施形態を示す。このクロスローラ軸受は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、外輪２のＶ形転走溝２ａと接触する側の各ころ３の軸端面５ｂに形成されただらし面７の形態のみが異なる。このだらし面７は、ころ３の半径方向断面の曲率半径が、Ｖ形転走溝２ａの深さ方向中央における凹の円錐面の曲率半径と概ね等しい２次曲面とされている。なお、このだらし面７も、その半径方向長さは、コーナＲ部６の半径方向長さの２倍とされている。
【００１９】
図４は、第３の実施形態を示す。このクロスローラ軸受も、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記だらし面７の形態のみが異なる。このだらし面７は、ころ３の半径方向断面の曲率半径が、Ｖ形転走溝２ａの深さ方向中央における凹の円錐面の曲率半径よりも小さい２次曲面とされ、だらし面７の内周側が窪むように中心側の平坦部と接続されている。したがって、この実施形態では、窪んだ軸端面５ｂの中央部にグリース等の潤滑剤が溜められ、摺接するＶ形転走溝２ａところ３の軸端面５ｂ間が良好に潤滑される。なお、このだらし面７は、その半径方向長さが、コーナＲ部６の半径方向長さの４倍とされている。
【００２０】
上述した各実施形態では、各ころのだらし面を、外輪のＶ形転走溝と接触する側の軸端面のみに形成したが、内輪のＶ形転走溝と接触する側の軸端面にも形成して、ころの向きを対称なものとしてもよい。また、各ころは間座で保持するようにしてもよい。
【００２１】
【実施例】
上記第１の実施形態のクロスローラ軸受（実施例）を用意し、軸受耐久試験と起動トルク測定試験を行った。また、前記だらし面がなく、両軸端にコーナＲ部のみが設けられた通常のころを用いたクロスローラ軸受（比較例１）も用意した。さらに、起動トルク測定試験では、特許文献１に記載されたような、外輪のＶ形転走溝と摺接する側のころ軸端面を、外輪のＶ形転走溝の深さ方向中央における円錐面の曲率半径と略等しい曲率半径の球面形状に形成したころを用いたクロスローラ軸受（比較例２）も用意した。以下に、各試験の概要と試験結果を示す。
【００２２】
（１）軸受耐久試験
クロスローラ軸受を横型回転試験機に取り付け、表１に示すように、ラジアル荷重とアキシアル荷重の負荷条件を４ステップに変更しながら連続回転試験を行って、試験後に取り外した軸受外輪のＶ形転走溝について、その深さ方向の摩耗プロフィルを測定した。アキシアル荷重は軸受中心から１４２．２ｍｍ偏心した位置に負荷し、モーメント荷重を作用させるようにした。その他の試験条件は、以下の通りである。
軸受：内径８０ｍｍ、外径１３０ｍｍ、幅２０ｍｍ、ころのコーナＲ部半径０．５ｍｍ
回転速度：１６ｒｐｍ
潤滑：ＳＡＥ３０オイルバス（油面高さ：軸受中心位置）
【００２３】
【表１】
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【００２４】
図５は、軸受耐久試験後に測定した外輪のＶ形転走溝の摩耗プロフィルを示す。（ａ）は実施例のもの、（ｂ）は比較例１のものである。Ｖ形転走溝の深さ方向中央部に、比較例１のものは約０．７μｍの深さの局部摩耗が生じているのに対して、実施例のものは約０．２μｍの深さの局部摩耗しか生じていない。これらの測定結果より、ころの軸端面にだらし面を形成した実施例のクロスローラ軸受は、外輪のＶ形転走溝の局部摩耗を著しく低減できることが分かる。
【００２５】
（２）起動トルク測定試験
アキシアル荷重を負荷した状態で内輪側を固定し、外輪に巻き付けた紐をばねばかりで引っ張ることにより、クロスローラ軸受の起動トルクを測定した。起動トルクの測定に際しては、外輪を合体させるボルトの締付けトルクを変化させた。試験条件は、以下の通りである。
軸受：内径１４０ｍｍ、外径２００ｍｍ、幅２５ｍｍ、ころのコーナＲ部半径０．５ｍｍ
アキシアル荷重：１．４７ｋＮ
締付けボルト：Ｍ８×８本
締付けトルク：４．９、９．８、１４．７、１９．６Ｎ・ｍ
潤滑：グリース潤滑
【００２６】
図６は、起動トルクの測定結果を示す。この測定結果より、実施例の軸受の起動トルクは、通常のころを用いた比較例１のものよりは僅かに大きいが、外輪のＶ形転走溝と摺接する側の軸端面を球面形状に形成したころを用いた比較例２のものよりは遥かに小さい。したがって、実施例のクロスローラ軸受は、起動トルクをあまり増大させることなく、外輪のＶ形転走溝の局部摩耗を著しく低減することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明のクロスローラ軸受は、外輪のＶ形転走溝と深さ方向中央部で点接触するころ軸端面に、外周側のコーナＲ部と内周側の平坦部を接続するだらし面を形成することにより、ころ軸端面の外輪のＶ形転走溝との接触面積を点接触部近傍のみで広げるようにしたので、軸受の起動トルクをあまり増大させることなく、点接触部近傍での接触面圧を緩和して、外輪のＶ形転走溝の局部摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａは第１の実施形態のクロスローラ軸受を示す一部省略縦断面図、ｂはａのころを保持した保持器を示す一部省略平面図
【図２】ａは図１のころを示す側面図、ｂはａの要部拡大側面図
【図３】第２の実施形態のクロスローラ軸受のころを示す要部拡大側面図
【図４】第３の実施形態のクロスローラ軸受のころを示す要部拡大側面図
【図５】ａ、ｂは、それぞれ軸受耐久試験における外輪のＶ形転走溝の摩耗プロフィルを示すグラフ
【図６】起動トルク測定試験における起動トルクを示すグラフ
【符号の説明】
１  内輪
２  外輪
１ａ、２ａ  Ｖ形転走溝
３  ころ
４  保持器
５ａ、５ｂ  軸端面
６  コーナＲ部
７  だらし面
【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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【図６】
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