(57)【要約】【課題】長期に亘って安定して動作させ続けることが可能な潤滑性に優れた低コストな転がり軸受を提供する。【解決手段】互いに相対回転可能に対向配置された軌道輪(内輪２、外輪４)と、軌道輪間に転動自在に組込まれた複数の転動体(ころ)６とを備えた転がり軸受であって、いずれかの軌道輪(内輪２又は／及び外輪４)には、ころの頭部６ａに接触して当該頭部を保持・案内する大つばＴ１と、ころの尾部６ｂに接触して当該尾部を保持・案内する小つばＴ２とが設けられている。この場合、ころの頭部が接触する大つばの保持・案内面Ｍは、平面形状を成しており、一方、ころの頭部は、大つばの保持・案内面に向けて膨出した断面円弧形状を成している。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪間に転動自在に組込まれた複数の転動体とを備えた転がり軸受であって、
いずれかの軌道輪には、転動体の頭部に接触して当該頭部を保持・案内する大つばと、転動体の尾部に接触して当該尾部を保持・案内する小つばとが設けられており、
転動体の頭部が接触する大つばの保持・案内面は、平面形状を成していることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
転動体の頭部は、大つばの保持・案内面に向けて膨出した断面円弧形状を成していることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
転動体の頭部は、大つばの保持・案内面に対して矩形状の接触部を成して接触することを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道車両、自動車、建設機械及び鉄鋼圧延機などの各種産業機械の回転軸を回転自在に支持する転がり軸受に関し、特に転動体として“ころ”を用いた転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、転動体として“ころ”を用いた種々の転がり軸受が知られている(例えば、特許文献１)。例えば図２(ａ)に示された転がり軸受は、互いに相対回転可能に対向配置された内輪２及び外輪４と、内外輪2,4の軌道面2s,4s間に転動自在に組込まれた複数の転動体(ころ)６と、複数の転動体(ころ)６を１つずつ回転自在に支持する保持器８とを備えている。このような転がり軸受において、各転動体(ころ)６の頭部６ａは球面形状を成しており、その尾部６ｂは平面形状を成している。この場合、各転動体(ころ)６の頭部６ａは内輪２の大つばＴ１に接触し、その尾部６ｂは小つばＴ２に接触しており、これにより各転動体(ころ)６は、内外輪2,4の軌道面2s,4s間に保持・案内される。
【０００３】
また、例えば図２(ｂ)に示された転がり軸受は、上述した軸受(図２(ａ))に比べて各転動体(ころ)６の接触角が急勾配に設定されており、小つばＴ２の代わりに鍔輪１０により各転動体(ころ)６の尾部６ｂが保持・案内されるように構成されている。なお、その他の構成は、上述した軸受(図２(ａ))と同一であるため、図面上で同一の構成には同一符号を付して、その説明は省略する。
【０００４】
ところで、図２(ｃ)に示すように、上述したような従来の転がり軸受(図２(ａ),(ｂ))において、内輪２の大つばＴ１の保持・案内面Ｍは円錐形状を成しており、各転動体(ころ)６の頭部６ａは、保持・案内面Ｍに対して小さな楕円形状の接触部Ｆを成して接触している。かかる接触状態によれば、例えば軸受回転時における頭部６ａと大つばＴ１との滑り成分が大きく且つ転がり成分が小さくなる。この場合、例えばアキシアル荷重を負荷する際に、接触部Ｆの面圧Ｐが高くなると共に、滑り速度Ｖが大きくなる場合がある。このとき、ＰＶ値(面圧と滑り速度の積)が過大になると、例えば接触部Ｆにおける摩擦熱が上昇することで焼付きが発生し易くなり、その結果、軸受の破損や劣化が早期に生じ、転がり軸受を長期に亘って安定して動作させ続けることが困難になってしまう。
【０００５】
また、従来の転がり軸受において、内輪２の大つばＴ１の保持・案内面Ｍを円錐形状に加工するには、その加工に要する手間がかかり、その結果、軸受製造コストが上昇してしまうといった問題もある。更に、各転動体(ころ)６の頭部６ａと内輪２(大つばＴ１)の保持・案内面Ｍとの構造上の問題としては、球面形状の頭部６ａに沿って円錐形状の保持・案内面Ｍが対向しているため、当該頭部６ａと保持・案内面Ｍとの間に潤滑剤(例えば、グリース、油)が入り難くなっている。この場合、内外輪2,4と各転動体(ころ)６との間に最適な潤滑剤量を確保することが困難になり、軸受内部の潤滑性を長期に亘って一定に維持することができなくなってしまう場合がある。
【特許文献１】特開２００５−６９４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、長期に亘って安定して動作させ続けることが可能な潤滑性に優れた低コストな転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明は、互いに相対回転可能に対向配置された軌道輪と、軌道輪間に転動自在に組込まれた複数の転動体とを備えた転がり軸受であって、いずれかの軌道輪には、転動体の頭部に接触して当該頭部を保持・案内する大つばと、転動体の尾部に接触して当該尾部を保持・案内する小つばとが設けられている。また、転動体の頭部が接触する大つばの保持・案内面は、平面形状を成しており、一方、転動体の頭部は、大つばの保持・案内面に向けて膨出した断面円弧形状を成している。この場合、転動体の頭部は、大つばの保持・案内面に対して矩形状の接触部を成して接触する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、長期に亘って安定して動作させ続けることが可能な潤滑性に優れた低コストな転がり軸受を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受について図１を参照して説明する。
なお、本実施の形態の転がり軸受は、上述した従来の転がり軸受(図２(ａ),(ｂ))の改良であるため、以下では改良部分の説明にとどめる。この場合、従来の軸受と同一の構成には、図面上で同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１０】
図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施の形態の転がり軸受において、いずれかの軌道輪(内輪２又は／及び外輪４)には、ころ６の頭部６ａに接触して当該頭部６ａを保持・案内する大つばＴ１と、ころ６の尾部６ｂに接触して当該尾部６ｂを保持・案内する小つばＴ２とが設けられている。なお、図面上では一例として、大つばＴ１及び小つばＴ２が共に内輪２に設けられた構成例を示したが、これに限定されることは無く、例えば外輪４に大つばＴ１及び小つばＴ２を設けても良いし、内外輪2,4のいずれか一方に大つばＴ１を設け、且つ残りの他方に小つばＴ２を設けても良い。
【００１１】
また、ころ６として図面上では、円すいころを例示しているが、これに限定されることは無く、例えば円筒ころ、針状ころ、対称球面ころ、非対称球面ころなど各種のころを適用することが可能である。また、ころ６の接触角としては、約１０〜２０°の並勾配(図１(ａ))、約２８°の急勾配(図１(ｂ))に限定されることは無く、例えば転がり軸受の使用目的や使用環境、アキシアル荷重の大きさなどに応じて最適な勾配に設定されるため、ここでは特に接触角の勾配について限定はしない。
【００１２】
このような転がり軸受において、ころ６の頭部６ａが接触する大つばＴ１の保持・案内面Ｍは、平面形状(例えば、ラジアル方向に沿った平面形状)を成しており、一方、ころ６の頭部６ａは、大つばＴ１の保持・案内面Ｍに向けて膨出した断面円弧形状(又は、円錐形状)を成している。この場合、図１(ｃ)に示すように、ころ６の頭部６ａは、保持・案内面Ｍに対して小さな矩形状(例えば、長四方形状)の接触部Ｆを成して接触する。なお、頭部６ａの形状は、断面円弧形状(又は、円錐形状)に限定されることは無く、保持・案内面Ｍに対して小さな矩形状(長四方形状)の接触部Ｆを成すことができる形状であれば、任意の形状に設定することが可能である。
【００１３】
かかる接触状態によれば、例えば軸受回転時における頭部６ａと大つばＴ１の保持・案内面Ｍとの滑り成分が小さく且つ転がり成分が大きくなる。この場合、例えばアキシアル荷重を負荷する際に、接触部Ｆの面圧Ｐを低くすることができると共に、滑り速度Ｖも小さくなる。これにより、そのＰＶ値(面圧と滑り速度の積)を小さく抑えることができるため、例えば接触部Ｆにおける摩擦熱の上昇を抑制し、焼付きが発生し難くできる。この結果、軸受の破損や劣化が防止され、転がり軸受を長期に亘って安定して動作させることが可能となる。
【００１４】
また、本実施の形態の転がり軸受によれば、内輪２の大つばＴ１の保持・案内面Ｍを平面形状(ラジアル方向に沿った平面形状)にしたことにより、その加工が容易となり手間もかからないため、転がり軸受の製造コストを大幅に低減することが可能となる。更に、このような形状の保持・案内面Ｍを断面円弧形状(又は、円錐形状)の頭部６ａに対向させたことにより、頭部６ａと保持・案内面Ｍとの間に潤滑剤(例えば、グリース、油)が入り易くなる。これにより、内外輪2,4と各転動体(ころ)６との間に最適な潤滑剤量を確保することができるため、軸受内部の潤滑性を長期に亘って一定に維持することが可能となる。
【００１５】
なお、上述した実施の形態では、単列の転がり軸受を例示したが、これに限定されることは無く、複列或いは多列の転がり軸受にも上述した構成を適用することで同様の効果を得ることが可能である。
また、上述した実施の形態では、大つばＴ１の保持・案内面Ｍを平面形状とし、且つころ６の頭部６ａを断面円弧形状(又は、円錐形状)としたが、これに加えて更に、ころ６の尾部６ｂを断面円弧形状(又は、円錐形状)とし、且つ当該尾部６ｂが接触する小つばＴ２の保持・案内面を平面形状としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る転がり軸受の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、本発明の他の実施の形態に係る転がり軸受の構成を一部拡大して示す断面図、(ｃ)は、本発明の軸受における転動体の頭部と内輪の大つばとの接触状態を示す図。
【図２】(ａ)は、従来の転がり軸受の構成を一部拡大して示す断面図、(ｂ)は、従来の転がり軸受の他の構成を一部拡大して示す断面図、(ｃ)は、従来の軸受における転動体の頭部と内輪の大つばとの接触状態を示す図。
【符号の説明】
【００１７】
２  内輪
４  外輪
６  ころ
６ａ  ころの頭部
６ｂ  ころの尾部
Ｍ  保持・案内面
Ｔ１  大つば
Ｔ２  小つば
【図１】
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【図２】
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