JPH0799175B2 - 円筒ころ軸受 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、モーター等に使用される円筒ころ軸受に関す
る。

＜従来の技術＞ 中、大型モーターには、円筒ころ軸受と玉軸受との組合
わせが一般的に採用されているが、この場合、使用中に
異常音（金属的な音圧レベルの高い音で、運転条件によ
り連続的あるいは間歇的に発生し、一般的にきしり音と
呼ばれる）が生じ易く、その対策として軸受の組み付け
後のすきま（残留すきま）を小さくするとか、特公昭44
−15689号のように外輪軌道面に浅い円筒溝を設ける等
が実施されている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、軸受の組み付け後のすきま（残留すきま）を小
さくするには、軸受すきまの範囲を小さく仕上げなけれ
ばならず、また軸と内輪のはめあいを選択組合わせしな
ければならず、軸受の加工と組み付けに手間がかかり、
費用高となる。また最近モーターが高速化してきている
が、この場合残留すきまが小さいと発熱が大きく温度上
昇が高くなり、ますますすきま選定が難しくなってきて
いる。また特公昭44−15689号のように外輪軌道面に浅
い円周溝を設ける対策も十分な効果を奏することができ
ないといわれている。

円筒ころ軸受は、ラジアル荷重下で使用されるが、この
場合潤滑剤の粘性と攪拌抵抗でころの自転、公転に遅れ
を生じ易く、自転、公転に遅れを生ずることは、転がり
面にすべりが発生していることを示し、このすべりと転
がり面の潤滑油膜状態とのある関係下できしり音が発生
すると考えられている。このときは残留すきまを小さく
すると、すべりが小さくなりしきり音が発生しにくくな
ることでも分かる。

そこで、この発明の目的は、転がり面の潤滑油膜状態に
改善を与えて、きしり音の発生を防止することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、本発明の円筒ころ軸受におい
ては、外輪軌道が多角形状の曲面からなり、上記多角形
状の曲面は複数の構成曲面を一定の位相角度で配置して
接続して形成され、上記多角形状の曲面は隣り合った構
成曲面同士の接続点で共通接平面を持つように形成され
ていて、外輪加振力を減衰するように外輪軌道に潤滑油
膜が形成されるようにしていることを特徴としている。

＜作用＞ 外輪軌道が多角形状となっているため、外輪軌道面の潤
滑油膜（グリース油膜）が厚くなり、このため、ころの
すべりによる外輪加振力が減衰され、きしり音の発生が
防止される。すなわち、多角形状の外輪軌道のうち最も
曲率半径の小さい部分およびその前後の部分をころが通
過するとき、それらの部分におけるころの負荷が他の部
分におけるころの負荷よりも小さくなっているから、曲
率半径のもっとも小さい部分およびその前部の部分の潤
滑油膜が他の部分の潤滑油膜よりも厚くなって、この厚
い油膜により加振力が減衰されるのである。

また、上記多角形状の曲面は複数の構成曲面を一定の位
相角度で配置して形成され、隣り合った構成曲面は、そ
の接続点で共通接平面を持つようにしているから、連続
したスムーズな曲面が簡単に得られ、多角形状による軸
受振動の増大が防止される。

＜実施例＞ 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の円筒ころ軸受の断面図であって、１は
内周に軌道２を形成した外輪、３は外周に軌道４を形成
した内輪、５は外輪軌道２と内輪軌道４との間に保持器
６により円周略等間隔に配列された円筒ころである。そ
して上記外輪軌道２は第２図にその輪郭を示すように三
角形状の曲面に形成されている。上記三角形状の曲面２
は、60度ずつの位相角度に配置され、接続点で共通接平
面、断面でみて共通接線を持つようにして接続された６
個の構成曲面AB,BC,CD,DE,EF,FAからなる。この三角形
状の曲面、すなわち構成曲面AB,BC,CD,DE,EF,FAは次の
ようにして定められる。

一般に２つの曲線 ｙ＝ｆ（ｘ） ｙ＝ｇ（ｘ） が、点（x₀,y₀）において共通接線をもつ必要十分条件
は、 ｆ（x₀）＝ｇ（x₀） ｆ′（x₀）＝ｇ′（x₀）である。

いま、三角形状の曲面２を、基準となる楕円形 を原点の囲りに30゜および150゜回転させた曲線の一部
すなわち構成曲面AB,CDと60゜（点Ｂ（x₀,y₀））、120
゜（点Ｃ（x₀′,y₀′））の点で接する長軸，短軸が各
々x,y軸と一致する楕円形 を合わせたものとする。

すなわち、 構成曲面AB（０゜〜60゜）は（１）式の楕円を30゜回転
させた曲面、 構成曲面BC（60゜〜120゜）は（２）式の楕円による曲
面、 構成間面CD（120゜〜180゜）は（１）式の楕円を150゜
回転した曲面、 構成曲面DE（180゜〜240゜）は（２）式の楕円を120゜
回転した曲面、 構成曲面EF（240゜〜300゜）は（１）式の楕円を270゜
回転した曲面、 構成曲面FA（300゜〜360゜）は（２）式の楕円を240゜
回転した曲面 とする。

次に、（１）式の基準楕円形が決まっている時に、
（２）式の係数c,dを、共通接線を持つように次のよう
にして定める。

（１）式の楕円 を30゜回転させた構成曲面ABの曲線の方程式は、 （１）式に を代入して、 となる。

そして、点Ｂでの座標を求めるために、ｘ＝x₀, を代入すると、次のようになる。

（a²＋3b²）x₀ ²＋６（b²−a²）x₀ ²＋３（3a²＋b²）x₀ ² ＝4a²b² （4a²＋12b²）x₀ ²＝4a²b² ……（４） 点Ｂ（x₀,y₀）第１象限内だから（４）式を解くと、次
の如くなる。

（5a），（5b）で表わされる点が（２）式を満足しなけ
ればならないから、（２）式にｘ＝x₀, を代入して、 これに（5a）の を代入して、 次に（３）式の両辺をｘで微分すると、 ここで点Ｂにおける（３）式の楕円の傾きを求めるため
に、（７）式にｘ＝x₀, を代入して、次の（８）式を得る。

一方、（２）式の楕円の点Ｂにおける傾きは、（２）式
の両辺をｘで微分して、 そして、ｘ＝x₀, を代入して、 点Ｂにおける構成曲面BAの接線、点Ｂにおける構成曲面
BCの接線が一致して、共通接線とするために、（８）式
と（９）式の右辺が等しいとおいて、 となる。

前述の（６），（10）式より、c,dをa,bを用いて表すた
め、 を（６）式に代入して、 を得る。

（11）式を（10）式に代入して、 を得る。

したがって、求める（２）式の楕円は、 となる。

上記解析に基づいて、基準とする楕円形を すなわち、 とすると、 構成曲面ABは、 39970x²−35xy＋3990y²＝3996×10⁵ 構成曲面BCは、 となる。

残りの部分は構成曲面AB,BCをそれぞれ120゜,240゜回転
させて得られる。

このようにして、構成曲面AB,BC,CD,DE,EF,FAを連結す
ることによって、接続点A,B,C,D,E,Fで共通接線を持っ
たアスムーズな三角形状の曲面２が得られる。

下記の第１表に上記の如く形成した三角形状の軌道面を
もつ円筒ころ軸受NU312と真円の軌道面をもつ円筒ころ
軸受NU312とのきしり音を比較したテスト結果を示す。

上記実験データより外輪軌道を三角形状とすることによ
り、きしり音の発生が防止されたことが分かる。これ
は、第２図において、構成曲面AB,CD,EFにおいて、潤滑
油膜が他の構成曲面BC,DE,FAよりも厚くなって、この厚
い油膜によって、きしり音が減衰されるからである。

上記実施例では、外輪軌道面は三角形状にしたが、二角
形状（楕円）または四角形状にしてもよい。また、構成
曲面は楕円の一部に限らず、サイクロイド等の曲線を用
いてもよい。

＜発明の効果＞ 以上より明らかなように、本発明は、上記の如く構成し
ているので、外輪軌道円周方向に連続したスムーズな曲
面が簡単に得られ、外輪軌道面に適当な厚みの潤滑油膜
が形成され、きしり音の発生が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図，第３図は
第１図の外輪軌道の輪郭の説明図である。 １……外輪、２……軌道、３……内輪、４……軌道、５
……円筒ころ、６……保持器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外輪軌道が多角形状の曲面からなり、上記
   多角形状の曲面は複数の構成曲面を一定の位相角度で配
   置して接続して形成され、上記構成曲面は隣り合った構
   成曲面同士の接続点で共通接平面を持つように形成さ
   れ、外輪加振力を減衰するように外輪軌道に潤滑油膜が
   形成されるようにしていることを特徴とする円筒ころ軸
   受。
2. 【請求項２】上記多角形状の曲面は三角形状の曲面であ
   り、上記構成曲面は楕円面の一部である特許請求の範囲
   第１項に記載の円筒ころ軸受。