JPH06280863A

JPH06280863A - 円筒ころ軸受

Info

Publication number: JPH06280863A
Application number: JP6838193A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Aramaki; 宏敏荒牧
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】スメアリングが発生しない円筒ころ軸受を提供
する。【構成】両つば３Ｔ付き内輪３を有する円筒ころ軸受に
あって、保持器４のポケット５の形状を従来の長方形と
は変えて、円筒ころの転動面１ａと接触する辺の一方
を、ころ軸の傾斜を許容する段差形状または傾斜形状と
した。運転中、その段差形状または傾斜形状とされた一
辺と円筒ころの転動面１ａが接触したとき、ころ軸が傾
斜して円筒ころ１の端面が内輪つば３Ｔと接触して摩擦
力が加えられ、ころ１の自転が促がされる。その結果、
保持器４を回転方向に押し進める駆動力が減り、保持器
の大きな滑りが回避されてスメアリングが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒ころ軸受に関し、
特に、その保持器を改良して円筒ころの大きな滑りによ
る焼きつきを効果的に防止するものである。

【０００２】

【従来の技術】円筒ころ軸受は、軸受の加工精度，取付
誤差，負荷による変形等のために、ころ軸がころの回転
進行方向に対して正しく直角にならずにある小さな角度
だけ傾く現象（スキュー）を生じることがある。このス
キューによりころが傾くモーメントは、外輪の軌道や保
持器のポケットなどが抵抗するモーメントと釣り合った
状態で平行を保つ。ころが負荷を受けた状態でスキュー
すると、軌道輪との接触面に軸方向に滑りを生じてその
円周方向の成分が軸受摩擦となるから、負荷状態でのス
キューを小さくすることが望ましい。

【０００３】従来の円筒ころ軸受は、保持器のポケット
開口の投影形状が長方形に（すなわち、円筒ころの回転
進行方向前後のポケット面がころ軸に平行になるよう
に）形成されている。これにより、ころ軸を回転進行方
向に対してできるだけ直角に保って案内し、円筒ころの
スキューをできる限り小さくして、円筒ころのスキュー
に起因するころの軸方向滑り摩擦を低減させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ころ軸受が軽
荷重で回転する際には、次に述べるように、負荷圏にあ
るころと非負荷圏にあるころとで保持器に対する干渉の
挙動が異なる。すなわち、外輪回転，軽ラジアル荷重で
円筒ころ軸受を運転させると、軸受内の非負荷圏ころ
（内輪とは接触しない）は保持器をころ回転進行方向に
押して、保持器に駆動力を与えるように干渉する。負荷
圏ころは反対に、保持器の進行を押さえて制動するよう
に干渉する。ところが軽荷重の場合、非負荷圏ころの保
持器駆動力が負荷圏ころの保持器制動力を上回り、その
結果、負荷圏ころに回転進行方向の大きな滑りが発生し
て局部的に潤滑油膜が破断され、スメアリング（摩擦に
よる高温で生じた転がり面の部分的な微小焼付きが集ま
って起こるころ表面の損傷）を生じてしまうという現象
が見られる。

【０００５】内輪回転では、上記とは逆に、非負荷圏こ
ろが保持器の回転を制動し、負荷圏ころは保持器を駆動
するようになる。しかしやはり、非負荷圏ころの制動力
が負荷圏ころの駆動力を上回り、負荷圏ころが回転進行
方向に大きな滑りを起こしスメアリングを生じる。従
来、このスメアリングの有効な防止策はなかった。

【０００６】そこで本発明は、円筒ころに積極的にスキ
ューを生じさせてつば付き内輪のつば部と非負荷圏ころ
との間で接触摩擦力を高めることにより、円筒ころと保
持器との干渉力を抑制して保持器が回転進行方向に大き
く滑る現象を防止し、スメアリングを回避した円筒ころ
軸受を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、両つば付き
内輪と、外輪と、円筒ころと、その円筒ころを収納する
ポケットを有する保持器とからなる円筒ころ軸受におい
て、保持器のポケットは、円筒ころの転動面と接触する
辺の一方が、ころ軸の傾斜を許容する段差形状または傾
斜形状を有していることを特徴とする。

【０００８】

【作用】円筒ころ軸受は、運転中、円筒ころの転動面が
保持器のポケット開口を形成する二辺と、交互に離接し
ながら公転する。本発明にあっては、その二辺のうちの
一辺が段差形状または傾斜形状とされている。その段差
形状または傾斜形状とされた一辺と円筒ころの転動面が
接触したとき、ころ軸が傾斜（スキュー）して円筒ころ
の端面が内輪つば部と接触する。このつば部との接触に
よる摩擦力が加えられて円筒ころが回転駆動され、ころ
の自転が促がされて純粋な転がりに近い状態になる。そ
の結果、円筒ころが保持器を回転方向に押し進める駆動
力が減って保持器の大きな滑りが回避され、スメアリン
グが防止される。

【０００９】一方、前記段差形状または傾斜形状の一辺
と対向する側の辺は、保持器の側面に対して垂直である
から、円筒ころの転動面が接触しても円筒ころにスキュ
ーは生じない。したがって円筒ころの軸方向滑り摩擦は
発生せず、トルクは増加しない。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１ないし図４は本発明の一実施例を示してい
る。図１は外輪回転の軽ラジアル荷重で運転中の円筒こ
ろ軸受を模式的に表した正面図である。円筒ころ１は、
上部の負荷圏では外輪２と内輪３に共に接触して、保持
器４のポケットＰ内に保持され、矢符号Ａの方向に自転
しつつ外輪２の回転方向（矢符号Ｂ）に公転する。これ
にたいして、下部の非負荷圏では、円筒ころ１は遠心力
の作用で外輪２に押しつけられており、ころ転動面１ａ
と内輪３の軌道面３ａとは非接触である。内輪３は図２
に示すように、軌道面の両サイドに立ち上げたつば３
Ｔ，３Ｔを有する両つば付である。

【００１１】保持器４は、図３に示すように、円筒ころ
１を収納するポケット５を有し、そのポケット５の開口
の投影形状が従来の長方形とは異なっている。すなわち
ポケット５の開口を形成する四辺のうち、非負荷圏にお
いて円筒ころ１の転動面１ａと接触する側の一辺（外輪
回転の場合は、保持器４の回転進行方向前側の辺）６
が、ころ軸の傾斜を許容する段差形状に形成されてい
る。段差６ａを有する一辺６に対向した辺（外輪回転の
場合、保持器４の回転進行後側の辺）７は、従来通りの
保持器４の側面４ａに対して垂直であり、他の二辺８，
９は保持器４の側面４ａに対して平行である。辺６に段
差６ａを設けたため、辺９の長さは辺８より長くなり、
辺６に接触した円筒ころ１は図示のようにころ軸が傾斜
する。

【００１２】次に作用を述べる。いま、円筒ころ１と外
輪２との滑り摩擦力をＦ_SO 、内輪３との滑り摩擦力を
Ｆ_SI 、保持器４との接触力をＱ_caとする。負荷圏（図
１で上部）にある負荷圏ころ１は、外輪２と内輪３の各
軌道面２ａ，３ａに接触しつつほぼ純粋に転がり状態で
回転している。保持器４とはそのポケット５の進行方向
後側の辺７で接触して進行方向に接触力Ｑ_caで押されて
いる。その接触力Ｑ_caと各滑り摩擦力Ｆ_SO，Ｆ_SIとの間
には、次式（１）の関係が成り立ち、接触力Ｑ_caは両滑
り摩擦力Ｆ_SO，Ｆ_SIの差と釣り合っている。

【００１３】Ｆ_SO＋Ｑ_ca＝Ｆ_SI （１）一方、非負荷圏（図１で下部）では、外輪２の軌道面２
ａと内輪３の軌道面３ａとの間隔がころ１の直径より大
きくなる。非負荷圏ころ１は、外輪の軌道面２ａに押し
つけられ、内輪の軌道面３ａから離れる。保持器４とは
そのポケット５の進行方向前側の辺６で接触し、保持器
４をころ進行方向に接触力Ｑ_caで押圧する。

【００１４】ここで、本発明の理解をすすめるために、
先ず従来の円筒ころ軸受の場合の非負荷圏における円筒
ころ１の挙動と保持器４との関係を説明する。円筒ころ
１の軸が進行方向に垂直を保っている従来の円筒ころ軸
受の場合、非負荷圏において円筒ころ１は内輪３とは全
く非接触となり、公転速度を早め自転速度を遅らせるよ
うに作動する。最も安定した状態は、円筒ころ１が外輪
２と同速度で公転し、自転速度は零の場合であり、この
とき外輪２と非負荷圏ころ１との相対速度は零となる。
非負荷圏ころ１と内輪３との滑り摩擦力Ｆ_SIは零であ
り、ころと保持器との接触力Ｑ_caと外輪２とのあいだの
滑り摩擦力Ｆ_SOとが釣り合って式（２）の関係になる。

【００１５】Ｆ_SO＝Ｑ_ca （２）非負荷圏において円筒ころ１が保持器４を滑り摩擦力Ｆ
_SOに見合う大きさの接触力Ｑ_caで押し、進行方向に駆動
する。一方、負荷圏においては、式（１）に示されるよ
うに接触力Ｑ_caに対して反対方向に内輪３との滑り摩擦
力Ｆ_SIが作用し、円筒ころ１が保持器４を制動する。こ
の保持器４に対する制動力は、軸受荷重が小さくなるに
つれて小さくなる。したがって、軽負荷では保持器４の
公転速度が増加し、その結果大きな滑りが負荷圏ころに
発生してスメアリングができる。

【００１６】本発明の円筒ころ軸受では、非負荷圏にお
ける円筒ころ１の挙動と保持器４との関係が、このよう
な従来の円筒ころ軸受の場合とは全く異なるものにな
る。すなわち、本実施例の円筒ころ軸受では、図３のよ
うに、非負荷圏の円筒ころ１の転動面１ａが保持器４の
回転進行方向前側になる段差６ａを有する一辺６と接触
する。そのため、円筒ころ１にスキューを与えるモーメ
ントが加わりころの軸が傾斜して、ころ端部が内輪つば
３Ｔ，３Ｔに接触する。この接触で、非負荷圏の円筒こ
ろ１と内輪３との間に滑り摩擦力Ｆ_SIが加わる。この滑
り摩擦力Ｆ_SIは外輪２との間の滑り摩擦力Ｆ_SOと作用方
向が逆方向であり、非負荷圏の円筒ころ１は純粋な転が
りに近い自転状態を保って非負荷圏を通過する。こうし
て非負荷圏の滑り摩擦力Ｆ_SOが従来に比べ小さくなり、
非負荷圏において保持器４に加わる進行方向の駆動力Ｑ
_caが低減する。

【００１７】一方、負荷圏においては、円筒ころ１はそ
の転動面１ａが保持器のポケット５の進行方向後側の辺
７と接触する。しかしその接触力Ｑ_caが小さいので、た
とえ軽負荷になっても、保持器４の公転速度は増加しな
い。そのため、負荷圏において円筒ころ１に大きな滑り
が発生することはなくなり、スメアリングも生じない。
また、この辺７は保持器４の側面４ａに対して垂直であ
るから、負荷圏においては円筒ころ１のスキューは生じ
ない。したがって軸受トルクの増加は殆ど生じない。

【００１８】図５に他の実施例を示す。この実施例は、
保持器４のポケット５の開口を形成する四辺のうち、非
負荷圏において円筒ころ１の転動面１ａと接触する側の
一辺６が、段差形状ではなく、傾斜形状にされている点
が上記第１の実施例と異なっている。その作用・効果は
第１の実施例と同様である。

【００１９】なお、上記各実施例では、外輪回転の場合
について説明したが、本発明は内輪回転の円筒ころ軸受
にも同様に適用できる。ただし、内輪回転の場合は、非
負荷圏の円筒ころが保持器の回転を制動し、負荷圏の円
筒ころが保持器を回転進行方向に押し進めて駆動させる
ようになる。したがって、段差形状または傾斜形状に形
成するポケット５の開口辺は、外輪回転の場合とは逆に
辺７側であり、辺６側は保持器の側面に対して垂直とす
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の円筒ころ
軸受は、保持器のポケットの辺のうちの円筒ころの転動
面と接触する辺の一方が、ころ軸の傾斜を許容する段差
形状または傾斜形状に形成してあるため、その段差形状
または傾斜形状とされた一辺と円筒ころの転動面が接触
したときは、ころ軸が傾斜して円筒ころの端面が内輪つ
ば部と接触する。このつば部との接触による摩擦力が加
えられて、円筒ころの回転（自転）が促がされて純粋な
転がりに近い状態になり、その結果、円筒ころが保持器
を回転方向に押し進める駆動力が減って保持器の大きな
滑りが回避され、スメアリングが防止されるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の円筒ころ軸受を模式的に表した正面図
で、外輪回転の軽ラジアル荷重で運転中の状態を示して
いる。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】図１の非負荷圏における保持器と円筒ころとの
干渉状態を説明する平面図である。

【図４】図３のIV矢視図である。

【図５】本発明の保持器ポケット形状の他の実施例を示
す保持器の部分平面図である。

【符号の説明】

１円筒ころ２外輪３内輪４保持器５（保持器の）ポケット６ポケットの前辺７ポケットの後辺

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両つば付き内輪と、外輪と、円筒ころ
と、その円筒ころを収納するポケットを有する保持器と
からなる円筒ころ軸受において、前記保持器のポケットは、円筒ころの転動面と接触する
辺の一方が、ころ軸の傾斜を許容する段差形状または傾
斜形状を有していることを特徴とする円筒ころ軸受。