JP2000170771A - ころ軸受 - Google Patents
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- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 4
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/34—Rollers; Needles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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-
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- F16C33/36—Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
- F16C33/366—Tapered rollers, i.e. rollers generally shaped as truncated cones
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
- F16C19/364—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工コストをさほど上昇させることなく、ま
た、ころの疲労破壊を生じることなく、モーメント負荷
に対応してエッジロードを吸収し、長寿命を達成するこ
とのできるころ軸受を提供する。 【解決手段】 ころ３の少なくとも一方の端面に凹所５
を形成するとともに、その凹所５の表面に、表面硬化処
理層５ａを形成することにより、ころ３を凹所５の形成
部位において径方向に撓みやすくしてエッジロードを吸
収し、かつ、その撓みに起因して凹所５の底部に引張外
部応力が繰り返し作用しても、表面硬化処理層５ａの形
成に伴って付与されている圧縮残留応力の存在により、
従来のような片振引張応力に起因した疲労破壊が生じる
ことを抑制することができる。
た、ころの疲労破壊を生じることなく、モーメント負荷
に対応してエッジロードを吸収し、長寿命を達成するこ
とのできるころ軸受を提供する。 【解決手段】 ころ３の少なくとも一方の端面に凹所５
を形成するとともに、その凹所５の表面に、表面硬化処
理層５ａを形成することにより、ころ３を凹所５の形成
部位において径方向に撓みやすくしてエッジロードを吸
収し、かつ、その撓みに起因して凹所５の底部に引張外
部応力が繰り返し作用しても、表面硬化処理層５ａの形
成に伴って付与されている圧縮残留応力の存在により、
従来のような片振引張応力に起因した疲労破壊が生じる
ことを抑制することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、転動体として円筒
ころや円錐ころを用いてなるころ軸受に関し、特に、高
荷重やモーメント負荷が作用する部位に用いるのに適し
たころ軸受に関する。
ころや円錐ころを用いてなるころ軸受に関し、特に、高
荷重やモーメント負荷が作用する部位に用いるのに適し
たころ軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】円筒ころ軸受や円錐ころ軸受等のころ軸
受においては、一般に、ころと内・外輪軌道面との接触
端部での応力集中を避けるために、ころの転走面ないし
は内・外輪の軌道面の母線に、中央部の外径寸法に比し
て端部側の外径寸法が僅かに小さくなるような加工を施
す、いわゆるクラウニング加工が施される。
受においては、一般に、ころと内・外輪軌道面との接触
端部での応力集中を避けるために、ころの転走面ないし
は内・外輪の軌道面の母線に、中央部の外径寸法に比し
て端部側の外径寸法が僅かに小さくなるような加工を施
す、いわゆるクラウニング加工が施される。
【０００３】このようなクラウニング加工による母線形
状において、特にモーメント負荷や高荷重に対応する形
状として、弾性接触理論に基づく対数曲線形状を採用す
る方法が知られている。しかしながら、ころないしは内
・外輪の軌道面にこのような対数曲線形状のクラウニン
グ加工を施すことは、加工コストが上昇してしまうとい
う問題がある。
状において、特にモーメント負荷や高荷重に対応する形
状として、弾性接触理論に基づく対数曲線形状を採用す
る方法が知られている。しかしながら、ころないしは内
・外輪の軌道面にこのような対数曲線形状のクラウニン
グ加工を施すことは、加工コストが上昇してしまうとい
う問題がある。
【０００４】そこで、従来、円筒ころの両端面や、円錐
ころの大端面側の端面に比較的大きな凹所を形成し、そ
の凹所形成位置においてころに径方向への可撓性を付与
し、モーメント負荷時等におけるエッジロードをころの
撓みで吸収するようにしたものが知られている（例えば
米国特許第３，７１３，７１２号、特開昭５５−１０１
４９号等）。
ころの大端面側の端面に比較的大きな凹所を形成し、そ
の凹所形成位置においてころに径方向への可撓性を付与
し、モーメント負荷時等におけるエッジロードをころの
撓みで吸収するようにしたものが知られている（例えば
米国特許第３，７１３，７１２号、特開昭５５−１０１
４９号等）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にころの端面に凹所を形成してエッジロードを吸収する
構成においては、ころの強度面で問題がある。すなわ
ち、この種のころにおいては、長期の使用により凹所の
底部に亀裂が発生しやすく、ころと軌道面との接触端部
における応力集中の緩和に伴う寿命の向上を見込まれる
ものの、ころの疲労破壊に伴う寿命が短くなるという欠
点があった。
にころの端面に凹所を形成してエッジロードを吸収する
構成においては、ころの強度面で問題がある。すなわ
ち、この種のころにおいては、長期の使用により凹所の
底部に亀裂が発生しやすく、ころと軌道面との接触端部
における応力集中の緩和に伴う寿命の向上を見込まれる
ものの、ころの疲労破壊に伴う寿命が短くなるという欠
点があった。
【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、加工コストをさほど上昇させることなく、ま
た、ころの疲労破壊を生じることなく、モーメント負荷
に対応してエッジロードを吸収し、長寿命を達成するこ
とのできるころ軸受の提供を目的としている。
もので、加工コストをさほど上昇させることなく、ま
た、ころの疲労破壊を生じることなく、モーメント負荷
に対応してエッジロードを吸収し、長寿命を達成するこ
とのできるころ軸受の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のころ軸受は、内輪軌道面と外輪軌道面の間
に複数のころが転動自在に配置されてなるころ軸受にお
いて、各ころの少なくとも一方の端面に凹所が形成され
ているとともに、その凹所の表面に、表面硬化処理層が
形成されていることによって特徴づけられる（請求項
１）。
め、本発明のころ軸受は、内輪軌道面と外輪軌道面の間
に複数のころが転動自在に配置されてなるころ軸受にお
いて、各ころの少なくとも一方の端面に凹所が形成され
ているとともに、その凹所の表面に、表面硬化処理層が
形成されていることによって特徴づけられる（請求項
１）。
【０００８】ここで、本発明においては、ころ端面の凹
所表面に形成すべき表面硬化処理層を、ショットピーニ
ング処理により形成することが望ましい（請求項２）。
所表面に形成すべき表面硬化処理層を、ショットピーニ
ング処理により形成することが望ましい（請求項２）。
【０００９】本発明は、ころ端面に凹所を形成して、そ
の凹所形成部位においてころに径方向への可撓性を持た
せることによってエッジロードを吸収するとともに、そ
の凹所の存在に起因するころの耐疲労性の低減を抑制す
ることにより、所期の目的を達成しようとするものであ
る。
の凹所形成部位においてころに径方向への可撓性を持た
せることによってエッジロードを吸収するとともに、そ
の凹所の存在に起因するころの耐疲労性の低減を抑制す
ることにより、所期の目的を達成しようとするものであ
る。
【００１０】すわなち、ころ端面に凹所を形成した従来
のころ軸受において、ころ端面の凹所の底部に亀裂が生
じる原因は、軸受の回転時に凹所の底部に発生する片振
引張応力に起因する疲労である。
のころ軸受において、ころ端面の凹所の底部に亀裂が生
じる原因は、軸受の回転時に凹所の底部に発生する片振
引張応力に起因する疲労である。
【００１１】そこで、本発明においては、ころ端面に形
成した凹所の表面に、表面硬化処理層を形成することに
よって、同表面に圧縮残留応力を付与する。これによ
り、軸受の回転時にころ端面の凹所の底部近傍に繰り返
し引張荷重が作用しても、同部には片振引張応力は作用
せず、疲労破壊寿命が向上する。
成した凹所の表面に、表面硬化処理層を形成することに
よって、同表面に圧縮残留応力を付与する。これによ
り、軸受の回転時にころ端面の凹所の底部近傍に繰り返
し引張荷重が作用しても、同部には片振引張応力は作用
せず、疲労破壊寿命が向上する。
【００１２】ここで、材料に表面硬化処理層を形成する
方法には浸炭焼入れや浸炭窒化焼き入れ処理をはじめと
して種々の方法があるが、本発明においては、凹所の形
成部位におけるころの径方向への可撓性の付与の観点か
ら、浸炭焼入れや浸炭窒化焼き入れはころの撓み量を少
なくしてしまうが故に適さず、請求項２に係る発明のよ
うにショットピーニング処理を採用することがよい。
方法には浸炭焼入れや浸炭窒化焼き入れ処理をはじめと
して種々の方法があるが、本発明においては、凹所の形
成部位におけるころの径方向への可撓性の付与の観点か
ら、浸炭焼入れや浸炭窒化焼き入れはころの撓み量を少
なくしてしまうが故に適さず、請求項２に係る発明のよ
うにショットピーニング処理を採用することがよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について述べる。図１は本発明を円錐
ころ軸受に適用した実施の形態の軸方向断面図であり、
図２はその円錐ころ３の断面図である。外周に円錐面か
らなる軌道面１ａが形成された内輪１と、内周に同じく
円錐内面からなる軌道面２ａが形成された外輪２の間
に、転動自在の複数の円錐ころ３と、その各円錐ころ３
相互の周方向位置を規制すべく、各円錐ころ３を収容す
るポケット４ａが周方向に一定のピッチで形成されてな
る保持器４が配設されている。
好適な実施の形態について述べる。図１は本発明を円錐
ころ軸受に適用した実施の形態の軸方向断面図であり、
図２はその円錐ころ３の断面図である。外周に円錐面か
らなる軌道面１ａが形成された内輪１と、内周に同じく
円錐内面からなる軌道面２ａが形成された外輪２の間
に、転動自在の複数の円錐ころ３と、その各円錐ころ３
相互の周方向位置を規制すべく、各円錐ころ３を収容す
るポケット４ａが周方向に一定のピッチで形成されてな
る保持器４が配設されている。
【００１４】各円錐ころ３は、その外周の円錐面である
転走面３ａが内・外輪１，２の各軌道面１ａ，２ａに対
して転がり接触するとともに、大端面３ｂが内輪１の鍔
面１ｂにすべり接触して、内・外輪１，２間を案内され
る。
転走面３ａが内・外輪１，２の各軌道面１ａ，２ａに対
して転がり接触するとともに、大端面３ｂが内輪１の鍔
面１ｂにすべり接触して、内・外輪１，２間を案内され
る。
【００１５】さて、各円錐ころ３の大端面には、図２に
示すように、当該円錐ころ３の軸心を中心とする凹所５
が形成されている。また、この凹所５の表面には、ショ
ットピーニングによる表面硬化処理層５ａが形成されて
いる。
示すように、当該円錐ころ３の軸心を中心とする凹所５
が形成されている。また、この凹所５の表面には、ショ
ットピーニングによる表面硬化処理層５ａが形成されて
いる。
【００１６】以上の本発明の実施の形態によれば、各円
錐ころ３は、その大端面近傍の転走面が、凹所５の存在
によって径方向に撓みやすくなっているため、円錐ころ
３の大端面側の端部に作用するエッジロードは、ころ３
の径方向への撓みにより吸収され、モーメント負荷や高
荷重が作用しても軌道面１ａ，２ａ並びに転走面３ａの
大端面側の端部に応力が集中することがなく、これらの
面の疲労寿命が向上する。しかも、円錐ころ３の凹所５
の表面に表面硬化処理層５ａが形成されているため、長
期にわたって使用しても凹所５の底部に片振引張応力に
よる疲労に起因する亀裂が生じることがなく、ころの疲
労破壊寿命も向上する。
錐ころ３は、その大端面近傍の転走面が、凹所５の存在
によって径方向に撓みやすくなっているため、円錐ころ
３の大端面側の端部に作用するエッジロードは、ころ３
の径方向への撓みにより吸収され、モーメント負荷や高
荷重が作用しても軌道面１ａ，２ａ並びに転走面３ａの
大端面側の端部に応力が集中することがなく、これらの
面の疲労寿命が向上する。しかも、円錐ころ３の凹所５
の表面に表面硬化処理層５ａが形成されているため、長
期にわたって使用しても凹所５の底部に片振引張応力に
よる疲労に起因する亀裂が生じることがなく、ころの疲
労破壊寿命も向上する。
【００１７】なお、以上の実施の形態においては、本発
明を円錐ころ軸受に適用した例を示したが、本発明は円
筒ころ軸受にも適用し得ることは勿論であり、その場
合、図３に断面図を示すように、円筒ころ３０の両端面
のそれぞれに上記と同等の凹所５０を形成し、かつ、そ
の各凹所５０の表面に表面硬化処理層５０ａを形成した
構成を採用すればよい。
明を円錐ころ軸受に適用した例を示したが、本発明は円
筒ころ軸受にも適用し得ることは勿論であり、その場
合、図３に断面図を示すように、円筒ころ３０の両端面
のそれぞれに上記と同等の凹所５０を形成し、かつ、そ
の各凹所５０の表面に表面硬化処理層５０ａを形成した
構成を採用すればよい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ころの
端面に凹所を形成することにより、ころ端面での径方向
への可撓性を付与し、この撓みによってころ軸受の内・
外輪軌道面並びにころ転走面のエッジロードを吸収して
その疲労寿命を向上させることができ、しかも、ころ端
面の凹所の表面には、表面硬化処理層を形成して圧縮残
留応力を付与しているため、軸受の使用により凹所形成
部位においてころが径方向への撓みを繰り返しても、片
振引張疲労に起因する亀裂が生じる等の不具合も生じな
い。そして、このような効果は、ころや内・外輪軌道面
に対して複雑な加工や特殊な加工を要することなく達成
されるため、殆ど加工コストの上昇を伴うことなく達成
することができる。
端面に凹所を形成することにより、ころ端面での径方向
への可撓性を付与し、この撓みによってころ軸受の内・
外輪軌道面並びにころ転走面のエッジロードを吸収して
その疲労寿命を向上させることができ、しかも、ころ端
面の凹所の表面には、表面硬化処理層を形成して圧縮残
留応力を付与しているため、軸受の使用により凹所形成
部位においてころが径方向への撓みを繰り返しても、片
振引張疲労に起因する亀裂が生じる等の不具合も生じな
い。そして、このような効果は、ころや内・外輪軌道面
に対して複雑な加工や特殊な加工を要することなく達成
されるため、殆ど加工コストの上昇を伴うことなく達成
することができる。
【図１】本発明を円錐ころ軸受に適用した実施の形態の
軸方向断面図である。
軸方向断面図である。
【図２】図１の実施の形態における円錐ころ３の断面図
である。
である。
【図３】本発明を円筒ころ軸受に適用する場合に採用さ
れる円筒ころ３０の構造の一例を示す断面図である。
れる円筒ころ３０の構造の一例を示す断面図である。
１ 内輪 １ａ 軌道面 １ｂ 鍔面 ２ 外輪 ２ａ 軌道面 ３ 円錐ころ ３ａ 転走面 ３ｂ 大端面 ４ 保持器 ４ａ ポケット ５ 凹所 ５ａ 表面硬化処理層 ３０ 円筒ころ ５０ 凹所 ５０ａ 表面硬化処理層
Claims (2)
- 【請求項１】 内輪軌道面と外輪軌道面の間に複数のこ
ろが転動自在に配置されてなるころ軸受において、上記
各ころの少なくとも一方の端面に凹所が形成されている
とともに、その凹所の表面に、表面硬化処理層が形成さ
れていることを特徴とするころ軸受。 - 【請求項２】 上記表面硬化処理層が、ショットピーニ
ング処理により形成されたものであることを特徴とする
請求項１に記載のころ軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10350921A JP2000170771A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | ころ軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10350921A JP2000170771A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | ころ軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000170771A true JP2000170771A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18413819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10350921A Pending JP2000170771A (ja) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | ころ軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000170771A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004016285A1 (de) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Fag Kugelfischer Ag | Keramikwälzkörper für ein Wälzlager und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE102006052044A1 (de) * | 2006-11-04 | 2008-05-08 | Ab Skf | Kegelstumpfartiger Wälzkörper und Kegelrollenlagerung mit den Wälzkörpern |
| DE102006052045A1 (de) * | 2006-11-04 | 2008-05-08 | Ab Skf | Kegelrollenlagerung |
| JP2010510456A (ja) * | 2006-11-22 | 2010-04-02 | シャエフラー カーゲー | 特に風力伝動装置でシャフトを支承するためのラジアルころ軸受 |
-
1998
- 1998-12-10 JP JP10350921A patent/JP2000170771A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004016285A1 (de) * | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Fag Kugelfischer Ag | Keramikwälzkörper für ein Wälzlager und Verfahren zu dessen Herstellung |
| DE102006052044A1 (de) * | 2006-11-04 | 2008-05-08 | Ab Skf | Kegelstumpfartiger Wälzkörper und Kegelrollenlagerung mit den Wälzkörpern |
| DE102006052045A1 (de) * | 2006-11-04 | 2008-05-08 | Ab Skf | Kegelrollenlagerung |
| WO2008052717A1 (de) * | 2006-11-04 | 2008-05-08 | Ab Skf | Kegelstumpfartiger wälzkörper und kegelrollenlagerung mit den wälzkörpern |
| JP2010510456A (ja) * | 2006-11-22 | 2010-04-02 | シャエフラー カーゲー | 特に風力伝動装置でシャフトを支承するためのラジアルころ軸受 |
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