(57)【要約】【課題】軸受寿命の向上を図ることのできる自動調心ころ軸受を提供する。【解決手段】外輪１１および／又は内輪１２の転動体軌道面の幅方向と長手方向における算術平均粗さを０．２μｍ以上０．５μｍ以下に設定するとともに、外輪１１および／又は内輪１２の転動体軌道面の幅方向と長手方向における算術平均粗さの比を０．８０〜１．２０の範囲内に設定し、かつ外輪１１および／又は内輪１２の転動体軌道面の幅方向と長手方向における表面粗さ曲線の突出谷部平均深さを０．４５μｍ以上とする。【選択図】  図１
2004353743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に転動体軌道面を有する外輪と、この外輪の前記転動体軌道面と対向する転動体軌道面を外周面に有する内輪と、前記外輪の転動体軌道面と前記内輪の転動体軌道面との転動自在に配置された複数の樽形ころとを備えた自動調心ころ軸受において、
前記外輪および／又は前記内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における算術平均粗さ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１）を０．２μｍ以上０．５μｍ以下に設定するとともに、前記外輪および／又は前記内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における算術平均粗さの比を０．８０〜１．２０の範囲内に設定し、かつ前記外輪および／又は前記内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における表面粗さ曲線の突出谷部平均深さ（ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２）を０．４５μｍ以上としたことを特徴とする自動調心ころ軸受。
【請求項２】
請求項１記載の自動調心ころ軸受において、前記外輪および／又は前記内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における輪郭曲線要素の平均長さ（ＪＩＳ  Ｂ０６７１−３）を３０μｍ以下としたことを特徴とする自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば製紙機械、印刷機、風車等の各種産業機械で用いられる自動調心ころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動調心ころ軸受は、一般に、外輪の内周面に形成された転動体軌道面と内輪の外周面に形成された転動体軌道面の断面を円弧状に形成し、これらの軌道面を転動する転動体として樽形ころを使用している。従って、このような自動調心ころ軸受は、外輪や内輪の姿勢が取付け誤差や衝撃荷重などにより変化しても軌道面と樽形ころとの接触状態がほとんど変化しないため、異常な負荷荷重の発生を防止できると共にラジアル負荷能力を大きく確保できるという利点を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような自動調心ころ軸受は、樽形ころが外輪と内輪の両軌道面間にその自転軸を外輪及び内輪の軸方向に対してある角度に傾斜させて配置されており、これに加えて、ラジアル方向とアキシアル方向の両方向の負荷荷重を受けることが多いため、外輪及び内輪の軌道面上を樽形ころがスキューを起しながら転動したりすることがあり、その結果、外輪及び内輪の軌道面上を樽形ころが滑り易い。特に、潤滑条件が悪化すると、上述した傾向が強まり、その結果、転動体軌道面の早期剥離や軸受の異常発熱を招き、軸受寿命が著しく低下するという問題があった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、軸受寿命の向上を図ることのできる自動調心ころ軸受を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、内周面に転動体軌道面を有する外輪と、この外輪の前記転動体軌道面と対向する転動体軌道面を外周面に有する内輪と、前記外輪の転動体軌道面と前記内輪の転動体軌道面との転動自在に配置された複数の樽形ころとを備えた自動調心ころ軸受において、前記外輪および／又は前記内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における算術平均粗さ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１）を０．２μｍ以上０．５μｍ以下に設定するとともに、前記外輪および／又は前記内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における算術平均粗さの比を０．８０〜１．２０の範囲内に設定し、かつ前記外輪および／又は前記内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における表面粗さ曲線の突出谷部平均深さ（ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２）を０．４５μｍ以上としたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の自動調心ころ軸受において、前記外輪および／又は前記内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における輪郭曲線要素の平均長さ（ＪＩＳ  Ｂ０６７１−３）を３０μｍ以下としたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図６を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の一部を示す断面図であり、同図に示されるように、本実施形態に係る自動調心ころ軸受は、外輪１１および内輪１２を備えて構成されている。
外輪１１は内輪１２の外径より小さい内径で円環状に形成されており、この外輪１１の内周面には転動体軌道面１３ａ，１３ｂが形成されている。これらの転動体軌道面１３ａ，１３ｂは外輪１１の軸方向に沿う断面が円弧状に形成されており、外輪１１の内径より小さい外径で円環状に形成された内輪１２の外周面には転動体軌道面１３ｃ，１３ｄが形成されている。
【０００６】
転動体軌道面１３ｃ，１３ｄは、転動体軌道面１３ａ，１３ｂと同様に、内輪１２の軸方向に沿う断面が円弧状に形成されており、これらの転動体軌道面１３ａ〜１３ｄ間には、複数のころ１４がその中心軸線を外輪１１及び内輪１２の軸方向に対して斜めに傾斜させて設けられている。
ころ１４は、転動体軌道面１３ａ〜１３ｄとほぼ同じ曲率半径で樽形に形成されている。また、各ころ１４は保持器１５ａ又は１５ｂに保持されており、転動体軌道面１３ａと１３ｃとの間に配置された樽形ころ１４の中心軸線は、転動体軌道面１３ｂと１３ｄとの間に配置された樽形ころ１４の中心軸線と軸受の中央部でクロスしている。
【０００７】
外輪１１の転動体軌道面１３ａ，１３ｂは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１で規定される算術平均粗さをＲａ、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２で規定される表面粗さ曲線の突出谷部平均深さ（突出谷部深さを基準長さ毎に算出した平均値）をＲｖｋ、ＪＩＳＢ０６７１−３で規定される輪郭曲線要素の平均長さをＲＳｍとすると、
条件１；０．２μｍ≦Ｒａ１及びＲａ２≦０．５μｍ
条件２；Ｒａ１／Ｒａ２及びＲａ２／Ｒａ１＝０．８０〜１．２０
条件３；Ｒｖｋ１及びＲｖｋ２≧０．４５μｍ
条件４；ＲＳｍ１及びＲＳｍ２≦３０μｍ
ただし、Ｒａ１；転動体軌道面の幅方向（外輪軸方向）における算術平均粗さＲａ２；転動体軌道面の長手方向（外輪周方向）における算術平均粗さ
Ｒｖｋ１；転動体軌道面の幅方向（外輪軸方向）における突出谷部平均深さ
Ｒｖｋ２；転動体軌道面の長手方向（外輪周方向）における突出谷部平均深さ
ＲＳｍ１；転動体軌道面の幅方向（外輪軸方向）における輪郭曲線要素の平均長さ
ＲＳｍ２；転動体軌道面の長手方向（外輪周方向）における輪郭曲線要素の平均長さ
を満たす表面粗さに仕上げられている。
【０００８】
なお、上記の条件１〜４を満たす表面粗さに仕上げる方法としては、たとえば、図２に示すように、外輪１１の転動体軌道面１３ａ，１３ｂに幅及び深さがミクロンオーダーの多数の潤滑油溜り溝１６を網目状に形成する方法などが考えられる。
このように、転動体軌道面１３ａ，１３ｂの幅方向と長手方向における算術平均粗さＲａ１，Ｒａ２を０．２μｍ以上０．５μｍ以下に設定するとともに、転動体軌道面１３ａ，１３ｂの幅方向と長手方向における算術平均粗さＲａ１，Ｒａ２の比を０．８０〜１．２０の範囲内に設定し、かつ転動体軌道面１３ａ，１３ｂの幅方向と長手方向における表面粗さ曲線の突出谷部平均深さＲｖｋ１，Ｒｖｋ２を０．４５μｍ以上に設定するとともに、転動体軌道面１３ａ，１３ｂの幅方向と長手方向における輪郭曲線要素の平均長さを３０μｍ以下に設定することで、転動体軌道面１３ａ，１３ｂと樽形ころ１４との間に隙間が形成され、この隙間が潤滑油溜りとして機能するので、転動体軌道面と樽形ころとの接触部に油膜を形成することができる。これにより、高荷重や低速回転域でも樽形ころと転動体軌道面が金属接触することを抑制できるので、転動体軌道面の剥離や異常発熱による軸受寿命の低下を防止することができる。
【０００９】
なお、上述した実施の形態では外輪の転動体軌道面を条件１〜４を満たす表面粗さに仕上げたが、内輪の転動体軌道面を条件１〜４を満たす表面粗さに仕上げてもよいし、あるいは外輪及び内輪の両方の転動体軌道面を条件１〜４を満たす表面粗さに仕上げてもよい。
表１に、本発明の実施例と比較例を示す。
【００１０】
【表１】
2004353743.tif 000003
【００１１】
表１において、実施例Ａは外輪の転動体軌道面をＲａ１＝０．２６２μｍ、Ｒａ２＝０．２５１μｍ、Ｒａ１／Ｒａ２＝１．０４４、Ｒｖｋ１＝０．５８１μｍ、Ｒｖｋ２＝０．５６０μｍ、ＲＳｍ１＝２１．２６μｍ、ＲＳｍ２＝１２．５２μｍを満たす表面粗さ（図３参照）に仕上げた自動調心ころ軸受を示し、実施例Ｂは外輪の転動体軌道面をＲａ１＝０．３７５μｍ、Ｒａ２＝０．３４６μｍ、Ｒａ１／Ｒａ２＝１．０８４、Ｒｖｋ１＝０．６８９μｍ、Ｒｖｋ２＝０．７３９μｍ、ＲＳｍ１＝１６．００μｍ、ＲＳｍ２＝１６．４９μｍを満たす表面粗さ（図４参照）に仕上げた自動調心ころ軸受を示している。また、比較例Ｃは外輪の転動体軌道面をＲａ１＝０．１００μｍ、Ｒａ２＝０．１０７μｍ、Ｒａ１／Ｒａ２＝０．９３４、Ｒｖｋ１＝０．１５４μｍ、Ｒｖｋ２＝０．２５６μｍ、ＲＳｍ１＝３７．５７μｍ、ＲＳｍ２＝２２２．２０μｍを満たす表面粗さ（図５参照）に仕上げた自動調心ころ軸受を示している。なお、図３〜図５および表１の表面粗さは、下記の測定条件で各パラメータの値を算出したものである。
【００１２】
［測定条件］
測定機：ＴＨ（テーラーホブソン社）製フォームタリサーフ
フィルター：ガウシアンフィルター
カットオフ値：０．８ｍｍ
評価長さ：４．０ｍｍ
本発明者らは、表１に示す３つの自動調心ころ軸受（外径１００ｍｍ、内径５５ｍｍ、ころ直径１１．８ｍｍ、ころ長さ９．５ｍｍ）を使用して、軸受の転がり疲労寿命試験を下記の試験条件で行った。その試験結果を図６に示す。
【００１３】
［試験条件］
軸受荷重  Ｆｒ＝４６００ｋｇ
回転数  １５００ｍｉｎ−１
使用潤滑油  ＲＯ♯６８
図６において、■は実施例Ａ、▲は実施例Ｂ、●は比較例３をそれぞれ示しており、この図からわかるように、実施例Ａ及びＢのものは比較例３のものに比べて転がり疲労寿命が高い値となっている。これは、表１から分かるように、転動体軌道面の算術平均粗さＲａ１，Ｒａ２を０．２μｍ以上０．５ｍ以下に設定するとともに、算術平均粗さＲａ１，Ｒａ２の比を０．８０〜１．２０の範囲内に設定し、かつ突出谷部平均深さＲｖｋ１，Ｒｖｋ２を０．４５μｍ以上に設定するとともに、輪郭曲線要素の平均長さＲＳｍ１，ＲＳｍ２を３０μｍ以下に設定したためである。
【００１４】
したがって、外輪および／又は内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における算術平均粗さＲａ１，Ｒａ２を０．２μｍ以上０．５μｍ以下に設定するとともに、外輪および／又は内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における算術平均粗さＲａ１，Ｒａ２の比を０．８０〜１．２０の範囲内に設定し、かつ外輪および／又は内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における表面粗さ曲線の突出谷部平均深さＲｖｋ１，Ｒｖｋ２を０．４５μｍ以上に設定するとともに、外輪および／又は内輪の転動体軌道面の幅方向と長手方向における輪郭曲線要素の平均長さＲＳｍ１，ＲＳｍ２を３０μｍ以下に設定することにより、転動体転動面に潤滑油を溜めておくことが可能となるので、転動体軌道面の剥離や異常発熱による軸受寿命の低下を防止することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動調心ころ軸受によれば、外輪および／内輪の転動体軌道面に転動体転動面に潤滑油を溜めておくことが可能となるので、転動体軌道面の剥離や異常発熱による軸受寿命の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動調心ころ軸受の一部を示す断面図である。
【図２】図１の自動調心ころ軸受の外輪側転動体軌道面を示す図である。
【図３】表１における実施例Ａの外輪軌道面粗さ曲線を示す図である。
【図４】表１における実施例Ｂの外輪軌道面粗さ曲線を示す図である。
【図５】表１における比較例Ｃの外輪軌道面粗さ曲線を示す図である。
【図６】実施例Ａ、Ｂ及び比較例Ｃの転がり寿命試験結果を示す図である。
【符号の説明】
１１    外輪
１２    内輪
１３ａ〜１３ｄ    転動体軌道面
１４    樽形ころ
１５ａ，１５ｂ    保持器
１６    潤滑油溜り溝
【図１】
2004353743.tif 000004
【図２】
2004353743.tif 000005
【図３】
2004353743.tif 000006
【図４】
2004353743.tif 000007
【図５】
2004353743.tif 000008
【図６】
2004353743.tif 000009