(57)【要約】【課題】円錐ころの転動面にクラウニングを付与するための基準位置を正確に設定できる円錐ころ軸受を提供することである。【解決手段】内輪の大鍔面に規制される円錐ころ３の大径端面３ｂに、その中心線と垂直な平坦部６を設け、この平坦部６を転動面３ａにクラウニングを付与するための基準位置とすることにより、クラウニング付与の基準位置を正確に設定できるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外輪の軌道面間に複数の円錐ころを配列し、これらの円錐ころの大径端面を内輪に設けた大鍔面で規制し、各円錐ころの転動面にクラウニングを付与した円錐ころ軸受において、前記内輪の大鍔面に規制される円錐ころの大径端面に、円錐ころの中心線と垂直な平坦部を設けたことを特徴とする円錐ころ軸受。
【請求項２】
前記クラウニングの母線形状を、対数関数の曲線とした請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項３】
前記平坦部を、前記内輪の大鍔面の内周端よりも外周側へ張り出して設けた請求項１または２に記載の円錐ころ軸受。
【請求項４】
前記大径端面の中央部にぬすみ部を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐ころの転動面にクラウニングを付与した円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
ころ軸受のころと軌道輪のように有限長で相互接触する部材間では、一般にその長手方向での接触圧力分布が不均一となるが、この接触圧力分布を均一化するために、いずれか一方、または両方の部材の母線形状に僅かな膨らみを持たせるクラウニングを付与することが行われている。ころ軸受の場合は、加工の容易性からころ側にクラウニングを付与することが多い。
【０００３】
前記クラウニングの付与形状としては、開発者の名前に由来するルンドベルグ曲線と呼ばれる対数関数の曲線がよく知られている。このルンドベルグ曲線は、相互接触の長手方向位置ｙにおける膨らみ量ｈ（ｙ）を次式で表すものである。
ｈ（ｙ）＝（２Ｆ／πＥ'Ｌ）ｌｎ〔[１−（２ｙ／Ｌ）2]-1〕                （１）
ここに、Ｆ：相互接触部材の接触荷重、Ｅ'：等価ヤング率、Ｌ：相互接触部材の有効接触長であり、長手方向位置ｙは有効接触長Ｌの中点を原点とする。
【０００４】
また、ルンドベルグ曲線は相互接触の両端部（ｙ＝±Ｌ／２）で無限の値となるので、この不具合をなくすために、ジョンソンとゴーアは次の修正式を提案している（非特許文献１参照）。
ｈ（ｙ）＝（２Ｆ／πＥ'Ｌ）ｌｎ[〔１−[1−0.3033（２ｂ／Ｌ）]（２ｙ／Ｌ）2〕-1]
（２）
ここに、ｂ：相互接触部材のヘルツの接触幅の半分である。
【０００５】
さらに、３次元の接触圧力と内部応力の数値解析結果に基づいて、ルンドベルグ曲線を修正したものも提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
一方、円錐ころ軸受では、内輪の軌道面の大径側と小径側とに、それぞれ円錐ころの軸方向への抜け止めをする大鍔面と小鍔面とが設けられているが、軸受の回転中に内外輪の軌道面間を転走する円錐ころは、大鍔面側に移動して、その大径端面が円錐状の大鍔面に当接されることによって軸方向移動を規制される。
【０００７】
このため、図４に示すように、凹球面状の内輪大鍔面に当接される従来の円錐ころ１１の大径端面１１ｂは凸球面状に形成されている。大鍔面に当接されない大径端面１１ｂの中央部には、ぬすみ部１２が設けられることもある。なお、転走中に小鍔面と当接しない円錐ころの小径端面は、通常、平坦面で形成されている。
【０００８】
【非特許文献１】P.M.Johns and R.Gohar,"Roller bearings under radial and eccentric loads",TRIBOLOGY international,June 1981,p.131-136
【特許文献１】特開２０００−３４６０７８号公報（第３−５頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したルンドベルグ曲線等の対数関数で表されるクラウニング形状を円錐ころ軸受の円錐ころに付与すれば、軌道輪との軸方向での接触圧力分布を均一化して、軸受の転動疲労寿命を延長できるとともに、局部的な応力集中による表面剥離等を防止することができる。
【００１０】
上述したように、円錐ころは軸受の回転中に内輪の大鍔面で大径端面を規制されながら転走するので、前記対数関数における相互接触の長手方向位置ｙに対する基準位置は、円錐ころの大径端面側に設定することが望ましい。しかしながら、図４に示したように、従来の円錐ころの大径端面は凸球面状に形成されているので、このような基準位置を設定できない問題がある。なお、大径端面にぬすみ部が設けられる場合でも、ぬすみ部は正確な寸法で管理されるものではないので、基準位置とすることはできない。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、円錐ころの転動面にクラウニングを付与するための基準位置を正確に設定できる円錐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】
上記の課題を解決するために、本発明は、内外輪の軌道面間に複数の円錐ころを配列し、これらの円錐ころの大径端面を内輪に設けた大鍔面で規制し、各円錐ころの転動面にクラウニングを付与した円錐ころ軸受において、前記内輪の大鍔面に規制される円錐ころの大径端面に、円錐ころの中心線と垂直な平坦部を設けた構成を採用した。
【００１３】
すなわち、内輪の大鍔面に規制される円錐ころの大径端面に、円錐ころの中心線と垂直な平坦部を設けることにより、この平坦部をクラウニング付与の基準位置として正確に設定できるようにした。
【００１４】
前記クラウニングの母線形状を、対数関数の曲線とすることにより、円錐ころと軌道輪との軸方向接触圧力分布をより均一にすることができる。
【００１５】
前記平坦部を、前記内輪の大鍔面の内周端よりも外周側へ張り出して設けることにより、この平坦部と内輪の大鍔面との間にくさび空間を形成して、円錐ころの大径端面と内輪の大鍔面の接触面間への潤滑剤の流入を促進することができる。
【００１６】
前記大径端面の中央部にぬすみ部を設けることにより、このぬすみ部に潤滑剤を溜めて、円錐ころの大径端面と内輪の大鍔面の接触面間へ潤滑剤を十分に供給することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の円錐ころ軸受は、内輪の大鍔面に規制される円錐ころの大径端面に、円錐ころの中心線と垂直な平坦部を設けたので、この平坦部をクラウニング付与の基準位置として正確に設定することができる。
【００１８】
前記クラウニングの母線形状を、対数関数の曲線とすることにより、円錐ころと軌道輪との軸方向接触圧力分布をより均一にすることができる。
【００１９】
前記平坦部を内輪の大鍔面の内周端よりも外周側へ張り出して設けることにより、この平坦部と内輪の大鍔面との間にくさび空間を形成して、円錐ころの大径端面と内輪の大鍔面の接触面間への潤滑剤の流入を促進することができ、この接触面間での焼き付きや摩耗を防止することができる。
【００２０】
前記大径端面の中央部にぬすみ部を設けることにより、このぬすみ部に潤滑剤を溜めて、円錐ころの大径端面と内輪の大鍔面の接触面間へ潤滑剤を十分に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この円錐ころ軸受は、図１に示すように、内輪１と外輪２の各軌道面１ａ、２ａ間に、複数の円錐ころ３が保持器４に保持されて配列され、各円錐ころ３は、内輪１の軌道面１ａの大径側に設けられた大鍔面１ｂと小径側に設けられた小鍔面１ｃとで軸方向への抜け止めをされている。軸受回転中に円錐ころ３の大径端面３ｂが当接される大鍔面１ｂは、円錐状に形成されている。
【００２２】
図２に示すように、前記円錐ころ３の大径端面３ｂは、円錐状の大鍔面１ｂに当接される外周部が凸球面状に形成され、中央部にぬすみ部５が設けられるとともに、その周りに円錐ころ３の中心線と垂直な平坦部６が設けられている。
【００２３】
また、図からは判別し難いが、内外輪１、２の軌道面１ａ、２ａと相互接触する円錐ころ３の転動面３ａには、母線形状が僅かに膨らむクラウニングが付与されている。このクラウニングの形状は、平坦部６を軸方向の基準位置として、（２）式に示したジョンソン・ゴーアの対数関数の曲線に基づいて加工したものである。
【００２４】
図３は、軸受回転中における円錐ころ３の大径端面３ｂと内輪１の大鍔面１ｂとの接触部分を拡大して示す。前記平坦部６は、大鍔面１ｂの内周端よりも外周側へ張り出して設けられているので、平坦部６と大鍔面１ｂとの間にはくさび空間が形成され、そのくさび効果によって両者の接触面間への潤滑剤の流入が促進される。また、このくさび空間の内周側にはぬすみ部５によって凹部が形成されているので、この凹部に潤滑剤が溜まって、くさび空間から両者の接触面間へ十分な潤滑剤が供給される。
【００２５】
上述した実施形態では、円錐ころのクラウニング形状にジョンソン・ゴーアの対数関数の曲線を用いたが、クラウニング形状には、他の対数関数の曲線や対数関数以外の曲線を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】円錐ころ軸受の実施形態を示す一部切欠き縦断面図
【図２】図１の円錐ころを示す縦断面図
【図３】図１の円錐ころ軸受の回転中における円錐ころの大径端面と内輪の大鍔面との接触部分を拡大して示す断面図
【図４】従来の円錐ころを示す縦断面図
【符号の説明】
【００２７】
１  内輪
１ａ  軌道面
１ｂ  大鍔面
１ｃ  小鍔面
２  外輪
２ａ  軌道面
３  円錐ころ
３ａ  転動面
３ｂ  大径端面
４  保持器
５  ぬすみ部
６  平坦部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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