JP5211907B2 - 転がり軸受 - Google Patents

Description

本発明は、転がり軸受に関し、例えば、コンベアー用ローラーを支持するのに使用されれば好適な転がり軸受に関する。

従来、転がり軸受としては、回転体としての保持器の環状部が、内輪の外周面に対して摺動しているものがある。このような構成において、保持器の内輪に対する摺動面の摩耗が速くて、保持器の寿命が短くなることがある。また、保持器が内輪との摺動によって径方向の過度な振れが発生することがある。
特開２００６−７１０３１号公報

そこで、本発明の課題は、軌道輪の周面に摺動する回転体の摩耗を抑制でき、かつ、上記回転体の径方向の振れを抑制できる転がり軸受を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受は、
内周面に第１内周軌道面を有する外輪と、
外周面に第１外周軌道面を有する内輪と、
上記内輪の上記第１外周軌道面と、上記外輪の上記第１内周軌道面との間に配置された第１転動体と、
上記外周面に上記外周面の周方向に摺動する回転体と
を備え、
上記回転体が摺動する上記外周面の部分は、その部分に対して旋削工具を上記周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された複数の凹部を残すよう平滑化され、
上記各凹部が、上記回転体の摺動方向に延在し、
隣り合う二つの上記凹部の間の丘部の頂部が平滑化されていることを特徴としている。

上記回転体には、保持器およびガイドリングが含まれる。

本発明によれば、回転体が摺動する外周面の部分は、その部分に対して旋削工具を周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう平滑化されているから、上記部分に略周方向に延在する凹部を形成することができる。したがって、この凹部に、潤滑剤を取り込むことができ、かつ、上記凹部は、周方向、すなわち、回転体の摺動方向に延在しているから、この凹部から上記部分に径方向に対向する上記回転体の摺動面に、潤滑剤を円滑に供給することができる。したがって、上記回転体の摺動面の摩耗を抑制できて、回転体の寿命を長くすることができる。

また、上記凹部が、周方向、すなわち、回転体の摺動方向に延在しているとともに隣り合う凹部の間の丘部の頂部を平滑化しているから、上記部分に対する回転体の摺動を円滑にすることができる。したがって、回転体の径方向の振れを抑制することができる。

また、この発明の転がり軸受は、
内周面に軌道面を有する外輪と、
外周面に軌道面を有する内輪と、
上記内輪の上記軌道面と、上記外輪の上記軌道面との間に配置された転動体と、
上記内周面に上記内周面の周方向に摺動する回転体と
を備え、
上記回転体が摺動する上記内周面の部分は、その部分に対して旋削工具を上記周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された複数の凹部を残すよう平滑化され、
上記各凹部が、上記回転体の摺動方向に延在し、
隣り合う二つの上記凹部の間の丘部の頂部が平滑化されていることを特徴としている。

上記回転体には、保持器およびガイドリングが含まれる。

本発明によれば、回転体が摺動する内周面の部分は、その部分に対して旋削工具を周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう平滑化されているから、上記部分に略周方向に延在する凹部を形成することができる。したがって、この凹部に、潤滑剤を取り込むことができ、かつ、上記凹部は、周方向、すなわち、回転体の摺動方向に延在しているから、この凹部から上記部分に径方向に対向する上記回転体の摺動面に、潤滑剤を円滑に供給することができる。したがって、上記回転体の摺動面の摩耗を抑制できて、回転体の寿命を長くすることができる。

また、上記凹部が、周方向、すなわち、回転体の摺動方向に延在しているとともに隣り合う凹部の間の丘部の頂部を平滑化しているから、上記部分に対する回転体の摺動を円滑にすることができる。したがって、回転体の径方向の振れを抑制することができる。
また、一実施形態では、
上記外輪は、上記内周面に第２内周軌道面を有すると共に、上記内輪は、上記外周面に第２外周軌道面を有し、
上記内輪の上記第２外周軌道面と、上記外輪の上記第２内周軌道面との間に配置された第２転動体を備え、
上記第１転動体および上記第２転動体の夫々は、凸面ころであり、
上記内輪の上記第１外周軌道面と上記内輪の上記第２外周軌道面との間における上記内輪の外周側には、大鍔部が存在し、
上記回転体は、保持器であり、
上記回転体は、上記大鍔部の外周面を摺動するようになっており、
上記大鍔部の外周面は、ワークである環状部材を回転させて、刃部を軸方向に移動させて、上記環状部材における上記大鍔部の外周面に相当する面を旋削加工することによって形成されている。

本発明の転がり軸受によれば、軌道輪の周面に摺動する回転体の摺動面に潤滑剤が行き渡りやすくて、上記回転体の摺動面の摩耗を抑制できる。また、回転体の径方向の振れを抑制できる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の転がり軸受の第１実施形態の自動調心ころ軸受の軸方向の断面図である。

この複列球面ころ軸受は、油穴１０の形成された外輪１、内輪３、転動体としての複数の第１凸面ころ５、転動体としての複数の第２凸面ころ６、回転体としての第１保持器８、および、回転体としての第２保持器９備える。

上記外輪１は、球面状の軌道面１１および球面状の軌道面１２を有している。一方、上記内輪３は、外周面に、軸方向に隣接して配置された軸線を含む断面において上記球面状の軌道面１１の半径と同じ半径の円弧状に形成された環状の第１軌道面１４、および軸線を含む断面において上記球面状の軌道面１２の半径と同じ半径の円弧状に形成された環状の第２軌道面１５を有している。上記内輪３は、第１軌道面１４と第２軌道面１５との間に大鍔部２０を有する一方、第１軌道面１４の大鍔部２０側とは反対側に第１小鍔部２１を有すると共に、第２軌道面１５の大鍔部２０側とは反対側に第２小鍔部２２を有している。上記大鍔部２０の外周面３０は、円筒状の形状を有している。

上記複数の第１凸面ころ５は、外輪１の軌道面１１と、内輪３の第１軌道面１４との間に、第１保持器８によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。また、上記複数の第２凸面ころ６は、外輪１の軌道面１２と、内輪３の第２軌道面１５との間に、第２保持器９によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記第１保持器８および第２保持器９の夫々は、くし状の形状を有している。上記第１保持器８は、第１凸面ころ５の第２凸面ころ６側に環状部２８を有する一方、第２保持器９は、第２凸面ころ６の第１凸面ころ５側に環状部２９を有している。環状部２８は、大鍔部２０の外周面３０の中央付近と径方向に略重なる位置に存在し、環状部２９と接触するかまたはわずかな隙間を介して、環状部２９に軸方向に対向するようになっている。上記環状部２８は、大鍔部２０の外周面３０におけるその外周面３０の中央よりも第１凸面ころ５側の部分に摺動するようになっている一方、環状部２９は、大鍔部２０の外周面３０におけるその外周面３０の中央よりも第２凸面ころ６側の部分に摺動するようになっている。すなわち、上記大鍔部２０の外周面３０は、環状部２８および環状部２９の案内面になっている。上記大鍔部２０の外周面３０は、以下に詳述するように、その外周面３０に対して旋削工具を周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面を研磨して平滑化されている。上記大鍔部２０の外周面３０は、回転体である第１および第２保持器８,９が摺動する内輪３の外周面の部分になっている。

上記内輪３は、以下のように形成されている。

先ず、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２、ＳＡＥ５２１００、ＳＵＪ３、ＳＵＪ５等）、または、マルテンサイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４４０Ｃ（ＳＡＥ５１４４０Ｃ、ＡＩＳＩ４４０Ｃ））等からなる熱処理前および切削加工前の環状部材を作成する。

次に、この環状部材に熱処理を施す。詳細には、マルテンサイト系ステンレス鋼を使用した場合には、１０００℃から１１００℃の範囲で、また、上述の材料のうちでマルテンサイト系ステンレス鋼以外の材料の場合には、７８０℃から８８０℃の範囲で、焼入れを行い、環状部材の組織のオーステナイト化を行う。続いて、空冷を行った後、水冷を行い、環状部材の冷却を行う。続いて、１５０℃から３８０℃の範囲で、焼き戻しを行って、環状部材を硬化させた後、空冷を行う。このようにして、熱処理を行う。

続いて、環状部材の旋削加工を行う。この旋削加工は、環状部材に対して刃部を軸方向移動可能に配置した後、ワークである熱処理を施した環状部材を、回転させて、刃部を軸方向に移動させて、内輪３の外周面に相当する面およびそれ以外の周面を旋削加工する。続いて、軌道面の軸方向断面に沿って揺動する砥石に対して、環状部材を回転して、内輪３の外周面における軌道面１４,１５に相当する部分の軌道面の研磨をそれぞれ行う。

最後に、環状部材の上記大鍔部２０に相当する部分に砥石を軸方向に揺動させながら径方向に定圧で押し付けることで凹部がなくならないよう隣り合う凹部の間の丘部の頂部を平滑化（回転体摺動面の研磨）する。

このようにして、上記内輪３を製造する。尚、軌道面の研磨と、大鍔部の外周面の回転体摺動面の研磨との順番は、入れ変わっても良い。また、詳述しないが、外輪は、内輪と同じ材料で製造されている。

上記第１実施形態の自動調心ころ軸受によれば、回転体である第１および第２保持器８,９の環状部２８,２９が摺動する内輪３の大鍔部２０の外周面（以下、摺動部という）３０は、その摺動部３０に対して研削工具を周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面に研磨をして平滑化されているから、上記摺動部３０に略周方向に延在する凹部（図示せず）を形成することができる。したがって、この凹部に、潤滑剤（潤滑油でもグリースでもどちらでも良い）を取り込むことができ、かつ、上記凹部は、周方向、すなわち、環状部２８,２９の摺動方向に延在しているから、この凹部から上記摺動部３０に径方向に対向する環状部２８,２９の摺動面に、潤滑剤を円滑に供給することができる。したがって、環状部２８,２９の摺動面の摩耗を抑制できて、第１および第２保持器８,９の寿命を長くすることができる。

また、上記凹部が、周方向、すなわち、環状部２８,２９の摺動方向に延在しているとともに隣り合う凹部の間の丘部の頂部を平滑化しているから、上記摺動部３０に対する回転体の摺動を円滑にすることができる。したがって、環状部２８,２８の径方向の振れを抑制できて、第１および第２保持器８,９の径方向の振れを抑制できる。

尚、上記第１実施形態の自動調心ころ軸受では、隣り合う凹部の間の丘部の頂部を平滑化するにあたり回転体摺動面の研磨を施したが、丘部の頂部を平滑化するにあたり回転体摺動面にラップ加工を施してもよい。

また、上記第１実施形態の自動調心ころ軸受では、第１球面ころ５を第１保持器８で保持すると共に、第２球面ころ６を第２保持器９で保持したが、この発明では、第１球面ころ５および第２球面ころ６を、一体の保持器で保持しても良く、この場合、保持器の中央部に存在する環状部の内周面の摩耗を抑制できる。

また、上記第１実施形態の自動調心ころ軸受では、内外輪の材料として、高炭素クロム軸受鋼、または、マルテンサイト系ステンレス鋼を使用した。しかしながら、この発明では、内外輪の材料として、はだ焼鋼（ＳＣｒ４１５、ＳＣｒ４１５Ｈ、ＳＣｒ４２０、ＳＣｒ４２０Ｈ、ＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４１５Ｈ、ＳＣＭ４２０、ＳＣＭ４２０Ｈ、ＳＮＣＭ４２０、ＳＮＣＭ８１５、ＫＣｒ４２５、ＳＡＥ５１２０、ＳＡＥ８６２０、ＳＡＥ８７２０、ＳＡＥ４３２０、ＳＡＥ４３２２Ｓ）を用いても良い。そして、これらの材料に、浸炭または浸炭窒化処理を施した後、焼入れおよび焼き戻しを行って、切削および平滑化前の材料を製造しても良い。

（第２実施形態）
図２は、本発明の転がり軸受の第２実施形態の自動調心ころ軸受の軸方向の断面図である。

第２実施形態の自動調心ころ軸受では、内輪１０３に大鍔部が存在しない一方、第１凸面ころ５と第２凸面ころ６とを、軸方向にガイドする回転体の一例としてのガイドリング１２０が存在する点と、第２凸面ころ５と第２凸面ころ６とが一体型もみ抜き保持器１０８によって保持されている点とが、第１実施形態の自動調心ころ軸受と異なる。

第２実施形態の自動調心ころ軸受では、第１実施形態の自動調心ころ軸受の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第２実施形態の自動調心ころ軸受では、第１実施形態の自動調心ころ軸受と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の自動調心ころ軸受と異なる構成および変形例についてのみ説明を行うことにする。

第２実施形態では、図２に示すように、内輪１０３は、第１軌道面１１４と第２軌道面１１５との間に鍔部を有さない一方、第１軌道面１１４の第２軌道面１１５側とは反対側に第１小鍔部１２１を有し、また、第２軌道面１１５の第１軌道面１１４側とは反対側に第２小鍔部１２２を有する構成になっている。

上記ガイドリング１３０は、第１球面ころ５と第２球面ころ６との間において、内輪１０３の外周面に摺動するようになっている。上記ガイドリング１３０は、第１球面ころ５および第２球面ころ６を軸方向に案内するようになっている。上記保持器１０８は、保持器１０８の軸方向の中央部に環状部を有している。保持器１０８の環状部１５０の内周面は、ガイドリング１２０の外周面によって案内されている。

内輪１０３の外周面における、第１軌道面１１４と第２軌道面１１５との間の部分、別の言葉でいうと、内輪１０３の外周面におけるガイドリング１３０に径方向に対向している部分は、その部分に対して旋削工具を内輪１０３の周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化されている。第２実施形態では、このようにして、回転体であるガイドリング１２０の内周面の摩耗を抑制する共に、ガイドリング１２０の径方向の振れを抑制するようにしている。

（第３実施形態）
図３は、本発明の転がり軸受の第３実施形態の玉軸受の軸方向の断面図である。

この玉軸受は、外輪３０１、内輪３０２、転動体の一例としての複数の玉３０３および回転体の一例としての保持器３０４を備える。

上記外輪３０１は、深溝型の軌道溝３１１を有し、内輪３０２は、深溝型の軌道溝３１２を有している。上記複数の玉３０３は、外輪３０１の軌道溝３１１と、内輪３０２の軌道溝３１２との間に、保持器３０４によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。上記保持器３０４は、第１環状部３５０と、第２環状部３６０と、複数の柱部（図示せず）とを有し、柱部は、第１環状部３５０と、第２環状部３６０とを連結している。上記複数の柱部は、第１環状部３５０の周方向に互いに間隔をおいて存在している。

上記第１環状部３５０の内周面は、内輪３０２の軌道溝３１２の軸方向の一方の側の第１肩部の外周面３４１に摺動する一方、第２環状部３６０の内周面は、内輪３０２の軌道溝３１２の軸方向の他方の側の第２肩部の外周面３４２に摺動するようになっている。

換言すると、上記第１肩部の外周面３４１は、第１環状部３５０の内周面を案内する一方、上記第２肩部の外周面３４２は、第２環状部３６０の内周面を案内するようになっている。

上記第１肩部の外周面３４１は、その外周面３４１に対して旋削工具を外周面３４１の周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化されている。また、上記第２肩部の外周面３４２は、その外周面３４２に対して旋削工具を外周面３４２の周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化されている。

第３実施形態では、このようにして、第１環状部３５０および第２環状部３６０の摩耗を抑制すると共に、保持器３０４の径方向の振れを抑制するようにしている。

尚、上記第３実施形態の玉軸受では、保持器として、二つの環状部と、その二つの環状部の間を連結する柱部を有する保持器３０４を使用した。しかしながら、この発明では、保持器として、環状部を一つのみしか有さない所謂冠形の保持器を採用しても良く、この場合において、その一つの環状部に径方向に対向する内輪の外周面に、その外周面に対して旋削工具を外周面の周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化を施しても良い。

尚、上記第１乃至第３実施形態の転がり軸受では、回転体である保持器８,９,やガイドリング１２０は、内輪３,１０３,３０２の外周面に摺動していた。しかしながら、この発明の転がり軸受では、回転体は、次に示す第４実施形態のように、外輪の内周面に摺動しても良い。

図４は、本発明の転がり軸受の第４実施形態の円筒ころ軸受の軸方向の断面図である。

この円筒ころ軸受は、外輪４０１、内輪４０２、転動体の一例としての複数の円筒ころ４０３および回転体の一例としての保持器４０４を備える。

上記外輪４０１は、円筒軌道面４１１を有し、内輪４０２は、円筒軌道面４１２を有している。上記複数の円筒ころ４０３は、外輪４０１の円筒軌道面４１１と、内輪４０２の円筒軌道面４１２との間に、保持器４０４によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。上記保持器４０４は、第１環状部４５０と、第２環状部４６０と、複数の柱部（図示せず）とを有し、柱部は、第１環状部４５０と、第２環状部４６０とを連結している。上記複数の柱部は、第１環状部４５０の周方向に互いに間隔をおいて存在している。

上記第１環状部４５０の外周面は、外輪４０１の円筒軌道面４１１の軸方向の一方の側の第１肩部の内周面４４１に摺動する一方、第２環状部４６０の外周面は、外輪４０１の円筒軌道面４１１の軸方向の他方の側の第２肩部の外周面４４２に摺動するようになっている。

換言すると、上記第１肩部の内周面４４１は、第１環状部４５０の外周面を案内する一方、上記第２肩部の内周面４４２は、第２環状部４６０の外周面を案内するようになっている。

上記第１肩部の内周面４４１は、その内周面４４１に対して旋削工具を内周面４４１の周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化されている。また、上記第２肩部の内周面４４２は、その内周面４４２に対して旋削工具を内周面４４２の周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化されている。

第３実施形態では、このようにして、第１環状部４５０および第２環状部４６０の摩耗を抑制すると共に、保持器４０４の径方向の振れを抑制するようにしている。

上記第４実施形態では、単列の円筒ころ軸受において、保持器の環状部を案内する外輪の内周面に、旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化を施した。しかしながら、この発明では、単列または複列の円筒ころ軸受において、回転体（保持器、ガイドリング等）が摺動する軌道輪（外輪および内輪のうちの少なくとも一方）の周面（外周面および内周面のうちの少なくとも一方）に、その周面に旋削工具をその周面の周方向に相対移動させて、旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化を施しても良い。また、単列または複列の玉軸受において、回転体（保持器、ガイドリング等）が摺動する軌道輪（外輪および内輪のうちの少なくとも一方）の周面（外周面および内周面のうちの少なくとも一方）に、その周面に旋削工具をその周面の周方向に相対移動させて、旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化を施しても良い。また、単列または複列の円錐ころ軸受において、回転体（保持器、ガイドリング等）が摺動する軌道輪（外輪および内輪のうちの少なくとも一方）の周面（外周面および内周面のうちの少なくとも一方）に、その周面に旋削工具をその周面の周方向に相対移動させて、旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化を施しても良い。

尚、上記第１乃至第４実施形態では、回転体が摺動する軌道輪の周面に、旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化を施した。しかしながら、この発明では、回転体が摺動する軌道輪の周面に加えて、軌道輪の軌道面以外の箇所の一部または全部に旋削加工により形成された凹部を残すよう回転体摺動面の研磨あるいはラップ加工により平滑化を施しても良いことは、言うまでもない。

本発明の転がり軸受の第１実施形態の自動調心ころ軸受の軸方向の断面図である。 本発明の転がり軸受の第２実施形態の自動調心ころ軸受の軸方向の断面図である。 本発明の転がり軸受の第３実施形態の玉軸受の軸方向の断面図である。 本発明の転がり軸受の第４実施形態の円筒ころ軸受の軸方向の断面図である。

１ 第１外輪
２ 第２外輪
３,１０３,３０２,４０２ 内輪
５ 第１球面ころ
６ 第２球面ころ
８ 第１保持器
９ 第２保持器
２０ 大鍔部
３０ 大鍔部の外周面
１２０ ガイドリング
３０１,４０１ 外輪
３０３ 玉
３０４,４０４ 保持器
４０３ 円筒ころ
４４１ 第１肩部の内周面
４４２ 第２肩部の内周面

Claims (3)

1. 内周面に第１内周軌道面を有する外輪と、
   外周面に第１外周軌道面を有する内輪と、
   上記内輪の上記第１外周軌道面と、上記外輪の上記第１内周軌道面との間に配置された第１転動体と、
   上記外周面に上記外周面の周方向に摺動する回転体と
   を備え、
   上記回転体が摺動する上記外周面の部分は、その部分に対して旋削工具を上記周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された複数の凹部を残すよう平滑化され、
   上記各凹部が、上記回転体の摺動方向に延在し、
   隣り合う二つの上記凹部の間の丘部の頂部が平滑化されていることを特徴とする転がり軸受。
2. 内周面に軌道面を有する外輪と、
   外周面に軌道面を有する内輪と、
   上記内輪の上記軌道面と、上記外輪の上記軌道面との間に配置された転動体と、
   上記内周面に上記内周面の周方向に摺動する回転体と
   を備え、
   上記回転体が摺動する上記内周面の部分は、その部分に対して旋削工具を上記周方向に相対回転させることにより旋削加工し、その旋削加工により形成された複数の凹部を残すよう平滑化され、
   上記各凹部が、上記回転体の摺動方向に延在し、
   隣り合う二つの上記凹部の間の丘部の頂部が平滑化されていることを特徴とする転がり軸受。
3. 請求項１に記載の転がり軸受において、
   上記外輪は、上記内周面に第２内周軌道面を有すると共に、上記内輪は、上記外周面に第２外周軌道面を有し、
   上記内輪の上記第２外周軌道面と、上記外輪の上記第２内周軌道面との間に配置された第２転動体を備え、
   上記第１転動体および上記第２転動体の夫々は、凸面ころであり、
   上記内輪の上記第１外周軌道面と上記内輪の上記第２外周軌道面との間における上記内輪の外周側には、大鍔部が存在し、
   上記回転体は、保持器であり、
   上記回転体は、上記大鍔部の外周面を摺動するようになっており、
   上記大鍔部の外周面は、ワークである環状部材を回転させて、刃部を軸方向に移動させて、上記環状部材における上記大鍔部の外周面に相当する面を旋削加工することによって形成されていることを特徴とする転がり軸受。

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