(57)【要約】【課題】アキシアル荷重が負荷されてもエッジロードが発生することがなく、表面剥離を起こしにくい、長寿命な球面すべり軸受を提供する。【解決手段】球面すべり軸受１は、凹状の外輪軌道面２ａが内周面に形成される外輪２と、外輪軌道面２ａと摺接する凸状の内輪軌道面３ａが外周面に形成される内輪３と、を備える。外輪軌道面２ａと内輪軌道面３ａの少なくとも一方は、軸方向端部に母線形状が軸方向中央部より滑らかなクラウニング形状を有する。【選択図】図２
2012159171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状の外輪軌道面が内周面に形成される外輪と、
該外輪軌道面と摺接する凸状の内輪軌道面が外周面に形成される内輪と、
を備える球面すべり軸受であって、
前記外輪軌道面と内輪軌道面の少なくとも一方は、軸方向端部に母線形状が軸方向中央部より滑らかなクラウニング形状を有することを特徴とする球面すべり軸受。
【請求項２】
前記クラウニング形状は、対数曲線で表されることを特徴とする請求項１に記載の球面すべり軸受。
【請求項３】
前記クラウニング形状は、軸方向中央部において球面形状を与える円弧曲線より滑らかであることを特徴とする請求項１または２に記載の球面すべり軸受。
【請求項４】
前記外輪軌道面と内輪軌道面の一方は、軸方向全域に亘って母線形状を円弧曲線とする球面によって構成され、
前記外輪軌道面と内輪軌道面の他方は、軸方向全域に亘って前記球面の円弧曲線と対数曲線との合成曲線で与えられ、
前記他方の軌道面は、前記軸方向端部に母線形状が前記軸方向中央部より滑らかなクラウニング形状を有することを特徴とする請求項１に記載の球面すべり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球面すべり軸受に関し、特に、低回転でまたは回転せずに、アキシャル荷重を負荷することができる球面すべり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
球面すべり軸受は、一般的に、内周に凹球面状の軌道面を有する外輪と、外周に凸球面状の軌道面を有する内輪とで構成されており、軸とハウジングとの心違いを許容できるような調心性を有する。
【０００３】
特許文献１に記載の球面すべり軸受は、内輪及び外輪の軌道面を球面としてアキシアル荷重を負荷しつつ、内輪及び外輪の球面の曲率半径の中心を軸受巾の中心から軸方向に沿って回転体の重心の反対側に偏寄させて、回転体の自重に基づく回転軸の傾斜に伴う片当たりを抑制している。また、特許文献２に記載の球面すべり軸受では、内輪の外周面は凸球面状に形成される一方、外輪の内周面は円筒状の軌道部と部分球面部となるスカート部とで形成し、内輪の滑動動作が円滑になるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１６９６４７号公報
【特許文献２】特許第３６５４９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の球面すべり軸受は、内輪の外周面及び外輪の内周面全体が球面形状を有しているため、高荷重に対してエッジロードが発生しやすいという課題があった。また、特許文献２に記載の球面すべり軸受における、内輪の軸方向一方側への動きを外輪で規制しない構成は、高温、高圧のアキシアル荷重が作用するジェットエンジン特有の構成である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アキシアル荷重が負荷されてもエッジロードが発生することがなく、表面剥離を起こしにくい、長寿命な球面すべ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】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  凹状の外輪軌道面が内周面に形成される外輪と、
該外輪軌道面と摺接する凸状の内輪軌道面が外周面に形成される内輪と、
を備える球面すべり軸受であって、
前記外輪軌道面と内輪軌道面の少なくとも一方は、軸方向端部に母線形状が軸方向中央部より滑らかなクラウニング形状を有することを特徴とする球面すべり軸受。
（２）  前記クラウニング形状は、対数曲線で表されることを特徴とする（１）に記載の球面すべり軸受。
（３）  前記クラウニング形状は、軸方向中央部において球面形状を与える円弧曲線より滑らかであることを特徴とする（１）または（２）に記載の球面すべり軸受。
（４）  前記外輪軌道面と内輪軌道面の一方は、軸方向全域に亘って母線形状を円弧曲線とする球面によって構成され、
前記外輪軌道面と内輪軌道面の他方は、軸方向全域に亘って前記球面の円弧曲線と対数曲線との合成曲線で与えられ、
前記他方の軌道面は、前記軸方向端部に母線形状が前記軸方向中央部より滑らかなクラウニング形状を有することを特徴とする（１）に記載の球面すべり軸受。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の球面すべり軸受によれば、外輪軌道面と内輪軌道面の少なくとも一方は、軸方向端部に母線形状が軸方向中央部より滑らかなクラウニング形状を有するので、アキシアル荷重が負荷されてもエッジロードが発生することがなく、表面剥離を起こしにくく、軸受寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の球面すべり軸受が適用される軸受装置を示す断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、図１の球面すべり軸受の断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、従来の球面すべり軸受の断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、図２と図３の球面すべり軸受における、接触面圧のイメージを示すグラフである。
【図５】（ａ）は、球面すべり軸受の変形例に係る外輪軌道面と内輪軌道面を示す図であり、（ｂ）は、内輪軌道面を構成する対数曲線を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る球面すべり軸受の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の球面すべり軸受が適用される軸受装置を示す断面図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は、球面すべり軸受の断面図である。図１及び図２に示すように、球面すべり軸受１は、凹状の外輪軌道面２ａが内周面に形成される外輪２と、外輪軌道面２ａと摺接する凸状の内輪軌道面３ａが外周面に形成される内輪３と、を備える。外輪２は、しまりばめ等によりハウジング４に組みつけられる。また、内輪３もしまりばめ等によりシャフト５に組み付けられる。
【００１２】
図２に示すように、外輪２の外輪軌道面２ａは、軸方向中央部から軸方向一端側にかけての母線形状が円弧曲線２ａ１によって与えられる一方、軸方向他端部側においては母線形状が軸方向中央部より滑らかな曲線２ａ２によって与えられるクラウニング形状を有する。また、内輪３の内輪軌道面３ａは、軸方向中央部から軸方向他端側にかけての母線形状が円弧曲線によって与えられる一方、軸方向一端部側においては、母線形状が軸方向中央部より滑らかな曲線３ａ２によって与えられるクラウニング形状を有する。
【００１３】
外輪軌道面２ａの円弧曲線２ａ１の中心は回転軸Ｌ上に位置しており、内輪軌道面３ａの円弧曲線３ａ１の中心は、回転軸Ｌ上から径方向外向きにずれた位置にある。なお、外輪軌道面２ａの円弧曲線２ａ１の中心は回転軸Ｌ上にあってもよく、径方向の外向き、内向きのいずれかにずれていても構わない。また、内輪軌道面３ａの円弧曲線３ａ１の中心も回転軸Ｌ上にあってもよく、径方向の外向き、内向きのいずれかにずれていても構わない。各円弧曲線２ａ１，３ａ１の中心が回転軸上にある場合には、軌道面は球面形状に形成される。また、ずれ量ｒとしては、数１０〜数１００μｍ程度であり、両者の円弧曲線２ａ１，３ａ１の大きさ（即ち、曲率半径２Ｒ，３Ｒ）は等しいか略等しくなっている。
【００１４】
また、外輪軌道面２ａの軸方向他端部における曲線２ａ２と、内輪軌道面３ａの軸方向一端部における曲線３ａ２は、他方の軌道面から離れるように形成されている。なお、本実施形態では、各曲線２ａ２，３ａ２は、円弧曲線２ａ１，３ａ１とは異なる曲率半径の大きさの円弧曲線で形成されているが、なだらかに形成されればよく、２次関数で表現されるような母線形状であってもよい。
【００１５】
ここで、図３に示す、外輪及び内輪２´，３´の軌道面２ａ´，３ａ´の母線形状が軸方向両端部に亘って単一の円弧曲線で表される従来の球面すべり軸受１´と、図２に示す本実施形態の球面すべり軸受１を用いて、アキシアル荷重が負荷された時の接触面圧の違いを図４に示す。
【００１６】
図４（ｂ）に示すように、図３に示す従来の球面すべり軸受では、エッジロードと呼ばれる高い面圧が端部に発生しているのに対して、図４（ａ）に示すように、図２に示す本実施形態の球面すべり軸受では、高い面圧が発生していないのがわかる。このことから、本実施形態の球面すべり軸受は、外輪軌道面２ａと内輪軌道面３ａの少なくとも一方が、軸方向端部に母線形状が軸方向中央部より滑らかなクラウニング形状を有することで、表面剥離を起こしにくく、軸受寿命を延ばすことができるといえる。
【００１７】
なお、図２に示す球面すべり軸受では、外輪軌道面２ａの軸方向他端部と、内輪軌道面３ａの軸方向一端部は、円弧曲線で与えられるクラウニング形状としたが、対数曲線で与えられるクラウニング形状、即ち、クラウニングを施す前と施した後の形状の差が対数関数で表すことができるようにすることで、より軸受寿命を延ばすことができる。
【００１８】
図５は、本発明の変形例に係る球面すべり軸受を示す。図５では、外輪軌道面２ａは、軸方向全域に亘って母線形状を円弧曲線とする球面によって構成され、内輪軌道面３ａは、軸方向全域に亘って球面の円弧曲線と２本の対数曲線との合成曲線で与えられる。即ち、内輪軌道面３ａは、断面形状が対数関数で表すことのできる曲線Ｌ１０またはＬ１１と直線の距離Ｌ１〜Ｌ４と、球面の断面形状と直線との距離Ｌ５〜Ｌ８の合計で表すことができ、これにより、内輪軌道面３ａは、軸方向端部に母線形状が軸方向中央部より滑らかなクラウニング形状を有する。この場合にも、アキシアル荷重が負荷された際、エッジロードが発生するのを抑えることができ、長寿命を与えることができる。
【００１９】
なお、この変形例は、内輪軌道面を軸方向全域に亘って母線形状を円弧曲線とする球面によって構成し、外輪軌道面を、軸方向全域に亘って球面の円弧曲線と対数曲線との合成曲線で与えられるようにしてもよい。
【００２０】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１  球面すべり軸受
２  外輪
２ａ  外輪軌道面
３  内輪
３ａ  内輪軌道面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012159171.tif 000006
【図５】
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