JP2014040844A

JP2014040844A - 転がり軸受

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Publication number: JP2014040844A
Application number: JP2012182079A
Authority: JP
Inventors: Junji Murata; 順司村田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2014-03-06
Anticipated expiration: 2032-08-21
Also published as: US20140056547A1; CN103629244A; CN103629244B; EP2700834B1; JP5928241B2; US8770847B2; EP2700834A1

Abstract

【課題】軌道面の周方向に等間隔に配設される多数の動圧発生用溝が原因となる転がり軸受の振動（振幅）を小さく抑えることができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】内輪１０と、外輪２０と、多数の転動体３１とを備える。内輪軌道面１２と、外輪軌道面２２とのうち、少なくとも一方の軌道面には多数の動圧発生用溝１５が周方向に等間隔に配設される。動圧発生用溝１５の数をＡとし、転動体３０の数をＺとし、自然数（１、２、３・・・）をｎとしたときに、「Ａ＝〔｛ｎ＋（ｎ＋１）｝／２〕×Ｚ」の関係となるように設定されている。
【選択図】図３

Description

この発明は転がり軸受に関する。

内輪と、外輪と、内輪の内輪軌道面と外輪の外輪軌道面との間に転動可能に配設された多数の転動体とを備えた転がり軸受において、軌道面に対し多数の動圧発生用溝を形成してトルク低減を図ることが考えられる。
また、特許文献１に開示されているように、軌道面の転動体に対する接触領域に、転動体の転がり方向に対して直交する方向の幅に相当する有限長さの多数の溝を配設することで、潤滑油が溝に保持されて流れ出難くして動圧を発生するように構成した転がり軸受が知られている。

特開２００９−１０８９６３号公報

ところで、転がり軸受においては、内輪や外輪の軌道面が真円に近づくように精密加工される。しかしながら、軌道面には、僅かではあるがうねりが生じ、このうねりによって軸受回転時に振動が発生する。
転がり軸受の振動（振幅）は、うねりの数が転動体の数の整数倍の数であるか、その整数倍の数に近い数である場合に大きくなる。
すなわち、うねりの数をＸとし、転動体の数をＺとし、自然数（１、２、３・・・）をｎとしたときに、「Ｘ＝ｎＺ」又は「Ｘ＝ｎＺ±１」の関係にあるときに、転がり軸受の振動（振幅）が大きくなる。

ここで、軌道面に多数の動圧発生用溝が周方向に等間隔に配設された場合、動圧発生用溝はうねりと同じような作用をする。
このため、動圧発生用溝の数をＡとし、転動体の数をＺとし、自然数（１、２、３・・・）をｎとしたときに、
「Ａ＝ｎＺ」又は「Ａ＝ｎＺ±１」
の関係に設定されると、転がり軸受の振動（振幅）が大きくなり、これによって、転がり軸受の低トルク化や耐久性に悪影響を及ぼすことが想定される。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、軌道面の周方向に等間隔に配設される多数の動圧発生用溝が原因となる転がり軸受の振動（振幅）を小さく抑えることができる転がり軸受を提供することである。

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る転がり軸受は、内輪と、この内輪の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設された外輪と、前記内輪の外周面に形成された内輪軌道面と前記外輪の内周面に形成された外輪軌道面との間に転動可能に配設された多数の転動体とを備えた転がり軸受であって、
前記内輪軌道面と、前記外輪軌道面とのうち、少なくとも一方の軌道面には多数の動圧発生用溝が周方向に等間隔に配設され、
前記動圧発生用溝の数をＡとし、前記転動体の数をＺとし、自然数（１、２、３・・・）をｎとしたときに、
「Ａ＝〔｛ｎ＋（ｎ＋１）｝／２〕×Ｚ」
の関係となるように設定されていることを特徴とする。
ここで、動圧発生用溝の数Ａは、小数点以下を四捨五入（又は切り上げ）して正の整数（自然数）とする。
また、多数とは、２つを含まず、３つ以上の数をいう。

前記構成によると、軌道面に多数の動圧発生用溝が周方向に等間隔に配設された場合、動圧発生用溝はうねりと同じような作用をすることが想定される。
そこで、動圧発生用溝の数をＡとし、転動体の数をＺとし、自然数（１、２、３・・・）をｎとしたときに、「Ａ＝〔｛ｎ＋（ｎ＋１）｝／２〕×Ｚ」の関係となるように設定されている。
このため、多数の転動体のうち、一つの転動体が一つの動圧発生用溝に対応する位置に配置されたときには、他の転動体が他の動圧発生用溝から外れた位置に配置される。このため、全ての転動体が全ての動圧発生用溝に配置され、その後、全ての転動体が全ての動圧発生用溝から外れた位置にされる場合と比べ、転がり軸受の振動（振幅）を小さく抑えることができる。

請求項２に係る転がり軸受は、請求項１に記載の転がり軸受であって、
多数の動圧発生用溝は、軌道面のうちの多数の転動体に接触する接触領域の外側に隣接する非接触領域に配設されていることを特徴とする。

前記構成によると、軌道面の非接触領域に多数の動圧発生用溝が形成されることで、動圧発生用溝が原因となる振動発生を抑制しながら、動圧発生用溝の本来の機能を達成することができ、転がり軸受の低トルク化や耐久性の向上を図ることができる。

この発明の実施例１に係る転がり軸受の軸方向断面図である。同じく内輪軌道面を示す内輪の側面図である。同じく内輪軌道面に形成された多数の動圧発生用溝を拡大して示す側面図である。

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

この発明の実施例１を図面にしたがって説明する。
この実施例では転がり軸受が深溝玉軸受である場合を例示する。
図１に示すように、転がり軸受としての深溝玉軸受は、内輪１０と、外輪２０と、転動体としての多数（３つ以上）の玉３１と、保持器３５とを備えている。
内輪１０は、円筒状に形成され、その外周面１１の軸方向中央部には、円弧状の環状溝をなす内輪軌道面１２が形成されている。

図１に示すように、外輪２０は、内輪１０の外径寸法よりも大きい内径寸法を有する円筒状に形成され、内輪１０の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設される。この外輪２０の内周面の軸方向中央部には、円弧状の環状溝をなす外輪軌道面２２が形成されている。
多数の玉３１は、保持器３５によって保持された状態で内輪軌道面１２と外輪軌道面２２との間に転動可能に配設されている。

図２と図３に示すように、内輪軌道面１２及び外輪軌道面２２は、玉３１に接触する接触領域１３、２３と、その接触領域１３、２３の両端部外側に隣接して形成されかつ玉３１に接触しない非接触領域１４、２４とを有する。なお、図２と図３に示す二点鎖線の楕円は、玉３１との接触楕円４０を示し、接触領域１３、２３の軸方向の幅寸法は、接触楕円４０の長径寸法に相当する。

内輪軌道面１２と、外輪軌道面２２とのうち、少なくとも一方の軌道面には多数（３つ以上）の動圧発生用溝１５が周方向に等間隔に配設されている。
また、この実施例１において、多数の動圧発生用溝１５は、内輪軌道面１２のそれぞれの非接触領域１４にヘリンボーン形状をなして配設されている。
すなわち、多数の動圧発生用溝１５は、その外端が非接触領域１４の外側に開口し、内端が接触領域１３との境界部まで延びている。
さらに、多数の動圧発生用溝１５の内端は、内輪１０の回転方向の前側に位置し、外端が内輪１０の回転方向の後側に位置して傾斜溝に形成され、内輪１０が回転することで、多数の動圧発生用溝１５の内端に潤滑油の動圧が発生する。

また、動圧発生用溝１５の数（周方向の数）をＡとし、玉３１の数をＺとし、自然数（１、２、３・・・）をｎとしたときに、
「Ａ＝〔｛ｎ＋（ｎ＋１）｝／２〕×Ｚ」
の関係となるように設定されている。
ここで、動圧発生用溝１５の数Ａは、小数点以下を四捨五入（又は切り上げ）して正の整数（自然数）とする。

この実施例１に係る転がり軸受としての深溝玉軸受は上述したように構成される。
したがって、内輪軌道面１２に多数の動圧発生用溝１５が周方向に等間隔に配設されることで、軸受回転時において、内輪１０が回転することで、多数の動圧発生用溝１５の内端に潤滑油の動圧が発生する。これによって、深溝玉軸受の低トルク化を良好に図ることができる。

また、内輪軌道面１２の周方向に等間隔に配設される多数の動圧発生用溝１５は、うねりと同じような作用をすることが想定される。
そこで、動圧発生用溝１５の数（周方向の数）をＡとし、玉３１の数をＺとし、自然数（１、２、３・・・）をｎとしたときに、
「Ａ＝〔｛ｎ＋（ｎ＋１）｝／２〕×Ｚ」
の関係となるように設定される。
このため、多数の玉３１のうち、一つの玉３１が一つの動圧発生用溝１５の内端に対応する位置に配置されたときには、他の玉３１が他の動圧発生用溝１５の内端から外れた位置に配置される。
すなわち、全ての玉３１が、全ての動圧発生用溝１５の内端に対応する位置に配置されることがないと共に、その後、全ての玉３１が全ての動圧発生用溝１５の内端から外れた位置にされることがない。
これによって、全ての玉３１が、全ての動圧発生用溝１５の内端に対応する位置に配置され、その後、全ての玉３１が全ての動圧発生用溝１５の内端から外れた位置にされる場合と比べ、深溝玉軸受の振動（振幅）を小さく抑えることができる。

また、この実施例１においては、内輪軌道面１２の非接触領域１４に多数の動圧発生用溝１５が形成されることで、接触領域１３に多数の動圧発生用溝１５が形成される場合と比べ、多数の動圧発生用溝１５が原因となる振動発生を抑制しながら、多数の動圧発生用溝１５本来の機能を達成することができる。これによって、深溝玉軸受の低トルク化や耐久性の向上を図ることができる。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施例１においては、内輪軌道面１２に、多数の動圧発生用溝１５が形成される場合を例示したが、内輪軌道面１２及び／又は外輪軌道面２２に、多数の動圧発生用溝が形成されてもこの発明を実施することができる。
また、多数の動圧発生用溝は、内輪軌道面１２及び／又は外輪軌道面２２の多数の玉３１に接触する接触領域１３、２３まで延びて配設されてもこの発明を実施することができる。
また、前記実施例１においては、転がり軸受が深溝玉軸受である場合を例示したが、アンギュラ玉軸受であってもよく、ころ軸受けであってもよい。
但し、転がり軸受がころ軸受である場合には、ころがクラウニング形状に形成される。

１０内輪
１２内輪軌道面（軌道面）
１３接触領域
１４非接触領域
１５動圧発生用溝
２０外輪
２２外輪軌道面（軌道面）
２３接触領域
２４非接触領域
３１玉（転動体）

Claims

内輪と、この内輪の外周に環状空間を隔てて同一中心線上に配設された外輪と、前記内輪の外周面に形成された内輪軌道面と前記外輪の内周面に形成された外輪軌道面との間に転動可能に配設された多数の転動体とを備えた転がり軸受であって、
前記内輪軌道面と、前記外輪軌道面とのうち、少なくとも一方の軌道面には多数の動圧発生用溝が周方向に等間隔に配設され、
前記動圧発生用溝の数をＡとし、前記転動体の数をＺとし、自然数（１、２、３・・・）をｎとしたときに、
「Ａ＝〔｛ｎ＋（ｎ＋１）｝／２〕×Ｚ」
の関係となるように設定されていることを特徴とする転がり軸受。
請求項１に記載の転がり軸受であって、
多数の動圧発生用溝は、軌道面のうちの多数の転動体に接触する接触領域の外側に隣接する非接触領域に配設されていることを特徴とする転がり軸受。