(57)【要約】【課題】低コスト、低発熱性の自動調心ころ軸受を提供する。【解決手段】外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面の間に転動自在に配設され、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面に対する転動面を有する複数のころと、を備えた自動調心ころ軸受において、前記内輪軌道面は研削加工によって形成され、前記内輪軌道面の表面粗さが、前記外輪軌道面の表面粗さよりも小さく、前記内輪軌道面の軸方向における曲率半径ｒＩＮと、前記外輪軌道面の軸方向における曲率半径ｒＯＵＴと、前記ころ転動面の軸方向における曲率半径ｒＣとの関係が、ｒＣ ／ｒＩＮ ＜ｒＣ ／ｒＯＵＴを満たしている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面の間に転動自在に配設され、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面
に対する転動面を有する複数のころと、を備えた自動調心ころ軸受において、
前記内輪軌道面は研削加工によって形成され、
前記内輪軌道面の表面粗さが、前記外輪軌道面の表面粗さよりも小さく、
前記内輪軌道面の軸方向における曲率半径ｒＩＮと、前記外輪軌道面の軸方向における曲率半径ｒＯＵＴと、前記ころ転動面の軸方向における曲率半径ｒＣとの関係が、ｒＣ ／ｒＩＮ ＜ｒＣ ／ｒＯＵＴを満たしていることを特徴とする自動調心ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動調心ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受の一つである自動調心ころ軸受は、外輪軌道の曲率中心が軸受中心に一致しているため調心性があり、ハウジングの加工や荷重による軸のたわみなどにより、外輪と内輪との間で傾きの生じる場合にも使用できる。このため、自動調心ころ軸受は、製紙機械、鉄鋼圧延機や建機等の各種産業機械用軸受として広く利用されている。
【０００３】
自動調心ころ軸受では、球面ころ（以下、単に「ころ」とも言う）が正規の自転軸に対して傾くスキューが発生すると、ころと内外輪軌道面との間にすべり接触が生じるため発熱の原因となる。このため、軸受の長寿命化にとっては、ころが内外輪から受けるトラクションバランスをコントロールし、ころのスキューを制御することが大きな課題となっている。
【０００４】
かかるスキュー制御に関し、例えば特許文献1には、自動調心ころ軸受において、内輪ところとの間の接触部のすべり摩擦係数を外輪ところとの間の接触部のすべリ摩擦係数よりも小さくすることにより、寿命を長くできる技術が開示されている。特許文献１によれば、寿命を長くできる理由として、外輪のころに対する摩擦力によるスキユーモーメントが内輪のころに対する摩擦力によるスキユーモーメントより優勢とすることで、内輪の回転方向に対しころが「逆ハ」字状に傾く正のスキューを生じさせて、軌道面に垂直な接触力すなわち摩擦損失を減少させるためと説明されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、安定した長寿命化を達成することを目的とした、ころの転動面の平均粗さ、内輪軌道面の平均粗さ、外輪軌道面の平均粗さの相互関係についての開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭５７−６１９３３号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、内輪ところとの間の接触部のすべり摩擦係数を外輪ところとの間の接触部のすべリ摩擦係数よりも小さくするために、前述した特許文献２では、内外輪軌道面の表面粗さを制御する技術が提案されている。この場合には、内輪軌道面の平均粗さを外輪軌道面の平均粗さよりも小さくすることが必要となる。このため内輪軌道面の加工には特殊な処理が必要となり、生産コストひいては製品コストを上昇させる原因となっている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、低コストでトラクションバランスの適正化を図ることが可能な自動調心ころ軸受を提供することである。なお、トラクションバランスの適正化を図るとは、ころのスキューを発生させない、もしくは若干の正のスキューとなるようにトラクションバランスを制御することを意味する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面の間に転動自在に配設され、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面
に対する転動面を有する複数のころと、を備えた自動調心ころ軸受において、
前記内輪軌道面は研削加工によって形成され、
前記内輪軌道面の表面粗さが、前記外輪軌道面の表面粗さよりも小さく、
前記内輪軌道面の軸方向における曲率半径ｒＩＮと、前記外輪軌道面の軸方向における曲率半径ｒＯＵＴと、前記ころ転動面の軸方向における曲率半径ｒＣとの関係が、ｒＣ ／ｒＩＮ ＜ｒＣ ／ｒＯＵＴを満たしている自動調心ころ軸受。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の自動調心ころ軸受によれば、内輪軌道面は研削加工によって形成されていることにより、特殊な加工を必要とせず自動調心ころ軸受の低コスト化が可能となる。また、内輪軌道面が研削加工されたままであっても、ころと内輪との抱き率（ｒＣ ／ｒＩＮ）をころと外輪との抱き率（ｒＣ ／ｒＯＵＴ）よりも小さくして、内輪ところとの接触面積が外輪ところとの接触面積よりも少なくすることで、内外輪からころが受けるトラクションバランスを適性化することが可能となり、スキューが抑制された低発熱性の自動調心ころ軸受を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の自動調心ころ軸受を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る自動調心ころ軸受について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、自動調心ころ軸受１を示す断面図である。自動調心ころ軸受１（以下、単に「軸受」とも言う）は、内輪２と外輪３と、内輪２と外輪３との間で２列に配列され保持器４によって回動自在に保持される複数の球面ころ５と、を有する。
【００１４】
内輪２は、軸方向（図１中左右方向）中央側が凸となるように複列の軌道面２ａ、２ａが形成され、両軌道面２ａ、２ａの間の軸方向中央部には、ほぼ平坦な頂面２ｂが形成されている。軸方向両端部には、一対の鍔部２ｃ、２ｃが設けられ、球面ころ５が軸受１外に脱落するのを防止している。
【００１５】
外輪３は、内周面に凹球面状の軌道面３ａが形成されている。また外周面の軸方向中央部には、潤滑剤注入穴３ｂが貫通して形成されており、該注入穴３ｂから軸受１内に潤滑剤が供給されるようになっている。
【００１６】
球面ころ５は、外輪３の軌道面３ａと内輪２の各軌道面２ａとの間にそれぞれ配置され、保持器４によって回動自在に保持される。ころ５の外周面は、内外輪軌道面２ａ、３ａに対する転動面５ａを形成している。
【００１７】
保持器４は、軌道輪案内方式の黄銅もみ抜き保持器とされており、軸方向の略中央部に配置された環状部４ａと、該環状部４ａの軸方向両端部からそれぞれ軸方向外方に延びる柱部４ｂとを備えている。周方向に互いに隣り合う各柱部４ｂと環状部４ａとによってコ字状のポケット４ｃが形成され、該ポケット４ｃに球面ころ５が回動自在に保持されている。各ポケット４ｃに各列のころ５をそれぞれ独立して収容することで環状部４ａの両側にそれぞれ各ころ列を形成すると共に、各ころ列の各ころ５をその周方向に沿って一定の間隔を隔てて回動自在に保持するようになっている。
【００１８】
なお、図１の断面図において、左方の球面ころ５は柱部４ｂの手前側に見えているのに対し、右方の球面ころ５は柱部４ｂの奥側に見えている。これから明らかなように、この保持器４の各ポケット４ｃは、各ころ列間でその周方向に半ピッチずつずれるように形成されており、各列の球面ころ５は環状部４ａを挟んで交互に（千鳥状に）配置するようになっている。
【００１９】
案内輪６は、軸方向で２列の球面ころ５、５の間、径方向で内輪２の頂面２ｂと保持器４の環状部４ａとの間に位置して設けられている。該案内輪６は、２列の球面ころ５と対向する一対の側面６ａ、６ａ、保持器４と対向する外周面６ｂ、及び内輪２と対向する内周面６ｃを有し、内輪２の頂面２ｂに案内されて回転可能とされている。また、外周面６ｂ上を保持器４が案内されるようになっている。
【００２０】
上述した構成のうち、主に内輪２、外輪３、及び球面ころ５が、球面ころ５の受けるトラクションバランスに関係する。これらの製造に当たっては、まず軸受鋼（ＳＵＪ２）からなる素材を所定形状に加工する。その後、８２０〜８４０℃で１時間加熱保持することによる焼入れ処理と、１６０〜１８０℃で２時間保持することによる焼戻し処理とからなる熱処理を行う。次いで、研削加工により内外輪２、３の軌道面２ａ、３ａを形成する。
【００２１】
内外輪２、３の軌道面２ａ，３ａの研削加工においては、例えば砥石の粒度を変更することにより、内輪軌道面２ａの軸方向及び円周方向における表面粗さＲａｉを、外輪軌道面３ａの軸方向及び円周方向における表面粗さＲａｏよりも小さくする。外輪軌道面３ａの表面粗さＲａｏは、好ましくは例えば０．５０μｍである。
【００２２】
又、内輪軌道面２ａの軸方向における曲率半径ｒＩＮと、外輪軌道面３ａの軸方向における曲率半径ｒＯＵＴと、ころ転動面５ａの軸方向における曲率半径ｒＣとの関係を、ｒＣ ／ｒＩＮ ＜ｒＣ ／ｒＯＵＴとする。
【００２３】
ｒＣ ／ｒＩＮは、ころ転動面５ａの軸方向における曲率半径ｒＣと内輪軌道面２ａの軸方向における曲率半径ｒＩＮとの比（ころ５と内輪２との抱き率）であり、ｒＣ ／ｒＯＵＴは転動面５ａの軸方向における曲率半径ｒＣ と外輪軌道面３ａの軸方向における曲率半径ｒＯＵＴとの比（ころ５と外輪１との抱き率）である。
【００２４】
即ち、転動面５ａの軸方向における曲率半径ｒＣは変わらないので、内輪軌道面２ａの軸方向における曲率半径ｒＩＮを外輪軌道面３ａの軸方向における曲率半径ｒＯＵＴよりも大きくする。これにより、内輪２ところ５との接触面積が、外輪３ところ５との接触面積よりも少なくなっている。なお、ｒＣ ／ｒＩＮ およびｒＣ ／ｒＯＵＴの値は、１．０に近づけるのが好ましい。
【００２５】
次に作動について説明する。
【００２６】
本実施形態の自動調心ころ軸受１は、内輪２が、例えば製紙用ロールを支持する軸（不図示）に取付けられ、外輪３がハウジング(不図示)に取付けられて使用される。軸とともに内輪２が回転すると、球面ころ５は内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間を転動する。
【００２７】
このとき、ころ５は内外輪２、３からトラクションを受けるが、内輪軌道面２ａの表面粗さＲａｉが、外輪軌道面３ａの表面粗さＲａｏよりも小さくなっているため、外輪３からのトラクションが大きくなり、トラクションバランスの適正化を図ることが可能になっている。これにより、ころ５のスキューを抑制し、低発熱性の効果を得られるようになっている。
【００２８】
また、ころ５と内輪２との抱き率（ｒＣ ／ｒＩＮ）がころ５と外輪３との抱き率（ｒＣ ／ｒＯＵＴ）よりも小さく、内輪２ところ５との接触面積が、外輪３ところ５との接触面積よりも少なくなっていることで、内輪軌道面２ａが研削加工のままでも、内輪２からのトラクションが過大になるのを抑えることができる。これにより、トラクションバランスを適正化することが可能となり、スキューを抑制し、低発熱性の効果をを得られるようになっている。
【００２９】
以上の通り、本実施形態では、内輪軌道面２ａは研削加工によって形成されていることにより、低コスト化が可能となる。また、内輪軌道面２ａの表面粗さＲａｉを、外輪軌道面３ａの表面粗さＲａｏよりも小さくし、内輪２ところ５との接触面積が外輪３ところ５との接触面積よりも少なくすることで、内外輪２、３からころ５が受けるトラクションバランスを適性化することが可能となる。これにより、スキューが抑制された低発熱性の自動調心ころ軸受１を提供することが可能となる。
【００３０】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等
が可能である。例えば、軌道面の表面粗さや、ころと内輪との抱き率や、ころと外輪との抱き率は単なる例示であり、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１        自動調心ころ軸受
２        内輪
２ａ      内輪軌道面
３        外輪
３ａ      外輪軌道面
４        保持器
５        球面ころ
５ａ      転動面
６        案内輪
ｒＩＮ      内輪軌道面の軸方向における曲率半径
ｒＯＵＴ     外輪軌道面の軸方向における曲率半径
ｒＣ       転動面の軸方向における曲率半径
【図１】
2016038032.tif 000003