(57)【要約】【課題】ころ端面外周縁部と軌道輪つば部とが接触するころ軸受において、ころがスキューしてもころとつばとの接触部応力が小さくなるようにする。【解決手段】ころ端面３４が接線となるような円弧を母線とする曲面３９でころ３０の外径面３２ところ端面３４とを接続した。ころ端面３４と曲面３９とを総形砥石を用いて同時研削する。【選択図】　　図１
2004060860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ころ端面を接線とする円弧を母線とする曲面でころ端面と転動面とをつないだことを特徴とするころ軸受用ころ。
【請求項２】
転動面の端部にクラウニング部を有し、前記クラウニング部が前記曲面に対して接線をなすことを特徴とする請求項１に記載のころ軸受用ころ。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたころを用いたころ軸受。
【請求項４】
ころ端面を接線とする円弧を母線とする曲面でころ端面と転動面とをつないだころ軸受用ころの製造方法であって、前記曲面ところ端面とを総形砥石を用いて同時研削することを特徴とするころ軸受用ころの製造方法。
【請求項５】
転動面の端部にクラウニング部を有し、前記クラウニング部が前記曲面に対して接線をなすころ軸受用ころの製造方法であって、前記曲面とクラウニング部とを総形砥石を用いて同時研削することを特徴とするころ軸受用ころの製造方法。
【請求項６】
前記曲面ところ端面とクラウニング部とを総形砥石を用いて同時研削することを特徴とする請求項５に記載のころ軸受用ころの製造方法。
【請求項７】
前記曲面ところ端面とを総形砥石を用いて同時研削した後、前記曲面とクラウニング部とを総形砥石を用いて同時研削することを特徴とする請求項５に記載のころ軸受用ころの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車、工作機械等に用いられるころ軸受に関し、より詳しくは、ころ軸受用ころ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
円筒ころ軸受が回転運動を行う場合、図７に示すように、円筒ころ３０の中心軸と内輪１０および外輪（図示省略）の中心軸が非平行つまり角度θをなした状態のまま円筒ころ３０が回転する、いわゆるスキューが発生することが避けられない。このとき、スキューしている円筒ころ３０はその自転方向に向かって進もうとするため、円筒ころ３０にアキシャル荷重を負荷していない場合であっても、円筒ころ３０はつば１４に力を及ぼしている。
【０００３】
このようなスキューが発生した場合、ころ端面３４と軌道輪（ここでは内輪１０）のつば１４の内側面との接触部は、図７に示すように、ころ端面３４と面取り３６の境界部（ころ端面外周縁部）３８とつば１４の先端周縁部となっている場合が多い。このとき、円筒ころ３０側のエッジ部とつば１４側のエッジ部で接触するため、エッジロードが大きくなり、ころ端面外周縁部３８とつば１４先端部の双方に著しい摩耗、発熱を発生するだけでなく、潤滑不良などの悪条件が重なると円筒ころ軸受の焼付きに至るおそれがある。
【０００４】
このため、たとえば特開平７−１２１３３号公報に記載されているように、ころ端面外周縁部３８をころ端面３４から面取り３６まで連続した曲率半径ｒ（図８）で滑らかにつなげ、エッジロードを下げることなども提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この場合であってもスキューしている円筒ころ３０と軌道輪（内輪１０）のつば１４の接触状態は、曲率半径ｒが非常に小さい曲線、つまり、エッジ部同士の接触であることには変わりがなく、接触部の面圧は依然、高いレベルであると言える。そのため、依然として油膜切れが発生しやすく、摩耗や潤滑不良により温度上昇も高くなるという問題点がある。
【０００６】
また、面取りは通常鍛造や旋削によって加工されているため、ころ端面外周縁部３８の真円度形状は鍛造または旋削の精度によって決定される。鍛造または旋削精度ではころ端面外周縁部３８の真円度形状が悪いため、円筒ころ３０がスキューしてころ端面外周縁部３８とつば１４とが接触して自転している状態では円筒ころ３０に振動が起こり、円筒ころ３０の姿勢が不安定になっていることが考えられる。円筒ころ３０の姿勢が不安定になると、ころ端面３４とつば１４に摩耗が起こる（特開２００１−８２４６４号公報参照）。
【０００７】
この発明は、ころ端面外周部と軌道輪つば部とが接触するころ軸受において、ころがスキューしてもころとつばの接触部応力を小さくできるようにすることで、それによって油膜切れが発生せず、温度上昇が低く摩耗が発生しないころ軸受を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ころの外径面ところ端面とを、ころ端面が接線となる円弧（接線Ｒ）を母線とした曲面で接続することによって、課題を解決するものである。このような構成を採用することにより、ころの外径面ところ端面との境界部のエッジ形状が緩和され、ころがスキューし、つば先端部と接触する場合であっても、接触部の応力を低減させることが可能となる。
【０００９】
また、ころ端面が接線となる円弧を母線とした曲面は、当該曲面ところ端面とに総形砥石を用いて同時研削を施すことで形成することができる。かかる加工を研削によって行うことで、ころ端面外周縁部の真円度形状を向上させ、ころの姿勢を安定させることが可能となる。このとき、研削を施すのは、上記曲面全体であっても、ころ端面近傍の一部であってもよい。ころ端面近傍の一部を研削する場合、研削前の素材に設けた面取り（通常、鍛造または旋削による）と研削による曲面を円弧で連続させ、円弧の途中に不連続部分を設けた形状としてもよい。
【００１０】
このようにして、接触部の応力低減ところ姿勢の安定化ができるため、油膜切れが発生せず、温度上昇が低く摩耗が発生しないころ軸受を提供することが可能となる。
【００１１】
外径面の端部にクラウニング部を有するころの場合、クラウニング部が上記曲面に対して接線をなす形状とすることができる。そのような形状は、たとえば、上記曲面とクラウニング部を総形砥石を用いて同時研削することによって実現する。このとき、研削は、上記曲面の全体であってもクラウニング部近傍の一部であってもよい。また、上記曲面ところ端面とクラウニング部を総形砥石を用いて同時研削することもできる。あるいは、上記曲面ところ端面とを総形砥石を用いて同時研削した後、上記曲面とクラウニング部とを総形砥石を用いて同時研削するようにしてもよい。このとき、上記曲面の円弧の途中に不連続部分を少なくとも１箇所設けた形状とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、円筒ころ軸受を例にとって、この発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
まず、図１に従って円筒ころ軸受の基本構成を説明する。ここで、図１（ａ）は外輪にのみつばがある場合（ＮＵ形）、図１（ｂ）は内輪にのみつばがある場合（Ｎ形）を示している。図１（ｃ）は円筒ころの拡大図、図１（ｄ）は円筒ころの一部をさらに拡大した図である。円筒ころ軸受は、外周面に内輪軌道１２を有する内輪１０、内周面に外輪軌道２２を有する外輪２０、内輪軌道１２と外輪軌道２２との間に転動自在に組み込まれた複数の円筒ころ３０、円筒ころ３０を等間隔に保持した状態で、内輪軌道１２と外輪軌道２２との間に回転自在に設けられた保持器４０を主要な構成要素としている。
【００１４】
内輪軌道１２の両端部（図１（ｂ））または外輪軌道２２の両端部（図１（ａ））には一対のつば１４または２４を形成してある。これらのつば１４または２４どうしの間隔は、円筒ころ３０の軸方向にわたる寸法（ころ長さ）よりもわずかに大きい。したがって、各円筒ころ３０は一対のつば１４または２４により軸方向両側からはさまれ、軸方向への変位を防止される。
【００１５】
各円筒ころ３０は、転動面３２と軸方向両側のころ端面３４とを有し、転動面３２ところ端面３４とは曲面３９でなめらかに連続している。曲面３９の母線はころ端面を接線とする、曲率半径Ｒの円弧である。曲面３９ところ端面３４との境界部がころ端面外周縁部に相当し、符号３８で指してある。このような円筒ころ３０の輪郭は、図２に示すように、ころ端面３４と曲面３９全体を総形砥石５２を用いた同時研削によって加工することで実現する。さらに、ころ端面３４の粗さを向上させるために、ころ端面３４に超仕上げ加工を施してもよい。このとき、厳密に言えばころ端面３４は曲面３９に対して接線ではなくなるが、超仕上げ加工時に境界部に「だれ」が起こるため問題とならない。
【００１６】
図３に示す実施の形態は、ころ端面３４と曲面３９の一部のみを、総形砥石５４を用いて同時研削によって加工する。このようにすると研削部の面積が減るため、研削工数が削減できる。このとき、研削前の素材に設けた面取り（通常、鍛造または旋削による）と研削による面取り（曲面３９の加工）を途中で連続させ、面取りの円弧の途中に不連続部分３５が設けられた形状としてもよく、不連続部分３５のエッジはつば１４または２４と接触しないため問題ない。
【００１７】
図４に示す実施の形態は、ころ外径面の端部にクラウニング部３７を有する場合であって、ころ端面３４と曲面３９全体、さらにクラウニング部３７を同時加工する。クラウニング３７部も曲面３９に対して接線をなしている。これにより、曲面３９とクラウニング部３７との境界部に発生するエッジ応力も低減する。
【００１８】
図５に示すように、ころ端面３４と曲面３９の一部を総形砥石５８を用いて同時研削した後、図６に示すように、曲面３９の残りの一部とクラウニング部３７を総形砥石５９を用いて同時研削する。このとき、曲面３９の円弧の途中に不連続部分３５を少なくとも１箇所以上設けた面取り形状とする。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、ころ端面外周縁部と軌道輪つば部とが接触するころ軸受において、ころがスキューしてもころとつばの接触部応力を小さくでき、したがって、それによって油膜切れが発生せず、温度上昇が低く摩耗が発生しないころ軸受を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａは円筒ころ軸受（ＮＵ形）の断面図、ｂは円筒ころ軸受（Ｎ形）の断面図、ｃはａ，ｂにおける円筒ころの拡大図、ｄはｃの円筒ころの部分拡大図である。
【図２】実施の形態を示すころ端面と総形砥石の部分断面図である。
【図３】別の実施の形態を示すころ端面と総形砥石の部分断面図である。
【図４】さらに別の実施の形態を示すころ端面と総形砥石の部分断面図である。
【図５】さらに別の実施の形態における第一工程を示すころ端面と総形砥石の部分断面図である。
【図６】図５に示す第一工程に続く第二工程を示すころ端面と総形砥石の部分断面図である。
【図７】円筒ころ軸受の外輪を取り除いた状態の部分斜視図である。
【図８】従来の円筒ころの部分拡大図である。
【符号の説明】
１０　内輪
１２　内輪軌道
１４　つば
２０　外輪
２２　外輪軌道
２４　つば
３０　ころ
３２　転動面（外径面）
３４　ころ端面
３５　不連続部分
３７　クラウニング部
３８　ころ端面外周縁部
３９　曲面
４０　保持器
５２，５４，５６，５８，５９　総形砥石
【図１】
2004060860.tif 000003
【図２】
2004060860.tif 000004
【図３】
2004060860.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004060860.tif 000008
【図７】
2004060860.tif 000009
【図８】
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