特開 2024-107745 転がり軸受

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024107745

(43)【公開日】2024-08-09

(54)【発明の名称】転がり軸受

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/34 20060101AFI20240802BHJP

   F16C 19/26 20060101ALI20240802BHJP

【ＦＩ】

F16C33/34

F16C19/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023011834

(22)【出願日】2023-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】嘉村 直哉

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA13

3J701AA14

3J701AA24

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA43

3J701AA52

3J701AA62

3J701BA04

3J701BA06

3J701BA09

3J701EA03

3J701FA31

3J701GA01

3J701GA60

3J701XB03

3J701XB14

3J701XB16

3J701XB17

(57)【要約】

【課題】外径面と面取り部とが交わる部位である面取り接続部付近の剥離を有効に防止できる転がり軸受を提供する。
【解決手段】軸方向端部に面取り部を有する転動体を備えた転がり軸受である。転動体外径面と面取り部とが交わる部位が剥離防止構造とされる。剥離防止構造は、交わる部位が連続な曲線で形成されることにより構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向端部に面取り部を有する転動体を備えた転がり軸受であって、
転動体外径面と前記面取り部とが交わる部位が剥離防止構造とされ、前記剥離防止構造は、転動体外径面を表す関数と面取り部を表す関数の端点の位置が交わる部位にて一致し、且つ交わる部位において微分可能である連続な曲線で形成されることにより構成されていることを特徴とする転がり軸受。

【請求項2】

前記転動体の前記面取り部のドロップ量が、面取り部における転動体外径面に沿った面取り長さの１／２０の位置で前記面取り長さの２％以下であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項3】

前記転動体の前記面取り部のドロップ量が、面取り部における転動体外径面に沿った面取り長さの１／１０の位置で前記面取り長さの４％以下であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項4】

前記転動体の前記面取り部のドロップ量が、面取り部における転動体外径面に沿った面取り長さの１／２０の位置で前記面取り長さの２％以下であるとともに、前記面取り部における外径面に沿った面取り長さの１／１０の位置で前記面取り長さの４％以下であることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受。

【請求項5】

前記転動体に、表面粗さを低下させる加工が施されてなることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の転がり軸受。

【請求項6】

軸方向端部に面取り部を有する転動体を備えた転がり軸受であって、
転動体外径面と前記面取り部とが交わる部位が剥離防止構造とされ、前記転動体外径面にはクラウニングが形成されるとともに、表面粗さを低下させる加工が施されて、前記転動体の前記面取り部のドロップ量が、前記面取り部のクラウニング部方向に沿った面取り長さの１／２０の位置でクラウニング部方向に沿った面取り長さの２％以下とすることによって、前記剥離防止構造を構成することを特徴とする転がり軸受。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転がり軸受に関し、特に、軸方向端部に面取り部を有する転動体を備えた転がり軸受に関する。

【背景技術】

【0002】

従来において、異物混入下でも十分な寿命（耐久性）を確保できるころ軸受の製造方法が開示されている（特許文献１）。この特許文献１のころ軸受の製造方法は、容器（バレル）内で各ころを衝突させる硬化処理に先立って、これら各ころも軸方向両端縁にＲ状の面取り部を形成する面取り加工を施すものである。このように、面取り加工を施すことによって、これら各ころの軸方向両端縁とこれら各ころの転動面とが衝突しても、この転動面に損傷を生じにくくでき、必要な硬度並びに強靭、疲労強度を十分に確保できるというものである。

【0003】

また、従来には、ころにクラウニング部を設け、このクラウニング部の表面粗さを、クラウニング部を除く部分の表面粗さと同等以上にした円筒ころがある（特許文献２）。このように、構成することによって、表面剥離などの表面損傷がころおよび支持対象部品に発生するのを抑制できるというものである。

【0004】

さらに、従来には、特許文献３に記載されているように、長寿命かつ高い耐久性を有する円すいころ軸受が提案されている。この場合の円すいころ軸受は、内輪軌道面に接触する接触部クラウニングと、内輪軌道面に接触しない非接触部クラウニングを設け、接触部クラウニングと非接触部クラウニングの形状は互いに異なる関数で表され、かつ両者が滑らかに接続される曲線（連続する曲線）となっており、非接触部クラウニングの曲率が接触部クラウニングの曲率より小さいように設定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９－１４１２６号公報

【特許文献2】特許第４０７５３６４公報

【特許文献3】特開２０２１－１０５４５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、円筒ころ軸受や円すいころ軸受のころには、転動面となる部分と軸方向両端縁が交わる部分に面取りを設ける（以下、面取り部と呼称）。この面取り部は、鍛造加工（冷間圧造加工、ヘッダー加工）や旋削加工でころの熱処理前に形成するのが一般的であり、また、特許文献１に記載のように、バレル研磨加工でもって、面取り部を加工していた。

【0007】

ところで、ころ軸受の使用時において、面取り部は内外輪の転動面と接触しない場合が多い。これは、特許文献２や特許文献３に記載されているように、ころ軸受の内外輪の転動面端部近傍やころの端部近傍にクラウニングが設けられることがあり、このような軸受を通常の荷重（設計時に想定している荷重）で使用する場合には軌道輪ところの転動接触面の端部は直接接触しないためである。しかしながら、ころにクラウニングを設けることは加工工数の増加や生産性の低下につながり、原価の上昇を招く。

【0008】

クラウニングを設けない場合や、図２１に示すように、クラウニングがあっても荷重条件によってはころの転動面の端部まで軌道輪の軌道面に接触する場合がある。この場合、図２０のように、転動面２やころ１の弾性変形により、面取り部４が軌道面３ａに接触する可能性もある。このとき、面取り部４の表面性状が適切でないと軌道輪３の軌道面３ａと油膜を介さずに接触（金属接触）する可能性があり、軌道輪３の表面起点損傷が発生するリスクがある。

【0009】

また、図２１のようにころ１の転動面２と面取り部４の境界５（以下、面取り接続部と呼称）が不連続な形状になっている場合には接続部が連続な形状になっている場合と比較してエッジ応力が上昇するため、軌道輪３およびころの端部に離が発生するリスクが増加する。

【0010】

そこで、本願では、外径面と面取り部とが交わる部位である面取り接続部付近の剥離を有効に防止できる転がり軸受を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の第１の転がり軸受は、軸方向端部に面取り部を有する転動体を備えた転がり軸受であって、転動体外径面と前記面取り部とが交わる部位が剥離防止構造とされ、前記剥離防止構造は、転動体外径面を表す関数と面取り部を表す関数の端点の位置が交わる部位にて一致し、且つ交わる部位において微分可能である連続な曲線で形成されることにより構成されていることをものである。

【0012】

本発明の第１の転がり軸受は、転動体において、転動体外径面と前記面取り部とが交わる部位が、連続な曲線で形成されることにより剥離防止構造とされるので、転動体外径面と前記面取り部とが交わる部位である面取り接続部付近の剥離を有効に防止できる。しかも、交わる部位が連続な曲線で形成されることにより、相手面（軸受内輪や軸受外輪の軌道面）の損傷（主に表面の圧痕形成、接触面下の塑性変形および組織変化）を防ぐことができる。

【0013】

前記転動体の前記面取り部のドロップ量が、面取り部における転動体外径面に沿った面取り長さの１／２０の位置で前記面取り長さの２％以下に設定することができる。このように設定することにより、連続な曲線を安定して形成することができる。

【0014】

前記転動体の前記面取り部のドロップ量が、面取り部における転動体外径面に沿った面取り長さの１／１０の位置で前記面取り長さの４％以下であるように設定することも可能である。このように設定することにより、連続な曲線をより安定して形成することができる。

【0015】

前記転動体の前記面取り部のドロップ量が、面取り部における転動体外径面に沿った面取り長さの１／２０の位置で前記面取り長さの２％以下であるとともに、面取り部における転動体外径面に沿った面取り長さの１／１０の位置で前記面取り長さの４％以下であるように設定できる。このように設定することにより、連続な曲線をより安定してより滑らかに形成することができる。

【0016】

前記転動体に、表面粗さを低下させる加工が施されてなるものであってもよい。このように、表面粗さを低下させる加工が施されたものでは、相手面（軸受内輪や軸受外輪である軌道輪における転動接触面）のマイクロピッチングなどの表面起点損傷の発生を抑制することが可能である。ここで、マイクロピッチングは、周期的な接触応力の繰り返しによって生じる表面粗さ上における塑性流れによって、接触した表面に発生する微細なピッチングである。また、ピッチングとは材料が疲労破壊を起こし斑点状の微孔が生じる損傷のことである。

【0017】

本発明の第２の転がり軸受は、軸方向端部に面取り部を有する転動体を備えた転がり軸受であって、転動体外径面と前記面取り部とが交わる部位が剥離防止構造とされ、前記転動体外径面にはクラウニングが形成されるとともに、表面粗さを低下させる加工が施されて、前記転動体の前記面取り部のドロップ量が、面取り部のクラウニング部方向に沿った面取り長さの１／２０の位置でクラウニング部方向に沿った面取り長さの２％以下とすることによって、前記剥離防止構造を構成するものである。

【0018】

本発明の第２の転がり軸受は、面粗さを低下させる加工が施されて、転動体の面取り部のドロップ量が、面取り部のクラウニング部方向に沿った面取り長さの１／２０の位置で前記面取り長さの２％以下としているので、転動体外径面と面取り部とが交わる部位が不連続な曲線であっても、転動体外径面と前記面取り部とが交わる部位である面取り接続部付近の剥離を防止できる。

【発明の効果】

【0019】

本発明では、転動体外径面と面取り部とが交わる部位である面取り接続部付近の剥離を防止でき、耐久性に優れた転がり軸受を提供できる。しかも、相手面（軸受内輪や軸受外輪の軌道面）の損傷（主に表面の圧痕形成、接触面下の塑性変形および組織変化）を防ぐことができ、軸受全体の長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係る転がり軸受の簡略断面図である。

【図2】クラウニング部を有さないころと軌道輪との関係を示す簡略図である。

【図3】ころの要部拡大簡略図である。

【図4】クラウニング部を有するころと軌道輪との関係を示す簡略図である。

【図5】本発明に係る他の転がり軸受の簡略断面図である。

【図6】試験片Ａの面取り部の寸法を示す簡略図である。

【図7】試験片Ａの面取り部のドロップ量を示す図である。

【図8】試験片Ｂの面取り部の寸法を示す簡略図である。

【図9】試験片Ｂの面取り部のドロップ量を示す図である。

【図10】試験片Ａ－１の試験後の表面写真である。

【図11】試験片Ａ－２の試験後の表面写真である。

【図12】試験片Ａ－３の試験後の表面写真である。

【図13】試験片Ｂ－１の試験後の表面写真である。

【図14】試験片Ｂ－２の試験後の表面写真である。

【図15】試験片Ａ－１の相手材の試験後の表面写真である。

【図16】試験片Ａ－２の相手材の試験後の表面写真である。

【図17】試験片Ａ－３の相手材の試験後の表面写真である。

【図18】試験片Ｂ－１の相手材の試験後の表面写真である。

【図19】試験片Ｂ－２の相手材の試験後の表面写真である。

【図20】従来の欠点を示すころと軌道輪との関係を示す簡略図である。

【図21】従来の他の欠点を示すころと軌道輪との関係を示す簡略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下本発明の実施形態を図１～図１９に基づいて説明する。図１は、本発明に係る転がり軸受の簡略断面図を示し、この転がり軸受は円筒ころ軸受であって、外径面に軌道面１０を有する一方の軌道輪を構成する内輪１１と、内径面に軌道面１２を有する他方の軌道輪を構成する外輪１３と、内輪１１の軌道面１０と外輪１３の軌道面１２との間に介装される転動体としての円筒ころ１４と、円筒ころ１４を保持する保持器１５とを備える。この図例の円筒ころ軸受は、外輪１３の内径面に一対の鍔部１６，１６を有し、内輪１１の外径面に鍔部を有さない、いわゆるＮＵタイプの円筒ころ軸受である。

【0022】

この軸受においては、図２に示すように、軸方向端部に面取り部２０を有するものであって、転動体外径面（ころ外径面）と面取り部２０とが交わる部位２１が剥離防止構造Ｍとされている。この場合、交わる部位２１を連続な曲線で形成することにより、剥離防止構造Ｍを構成している。ここで、連続な曲線とは，交わる部位２１において転動体外径面を表す関数と面取り部２０を表す関数の端点の位置が一致しており、かつ交わる部位２１において微分可能であることを意味する。

【0023】

この場合、転動体（ころ１４）の面取り部２０のドロップ量Ｄａが、面取り部２０の軸方向面取り長さ（面取り部２０におけるころ外径面１７に沿った面取り長さＬ）の１／２０の位置でこの面取り長さの２％以下であったり、さらには、面取り長さの０．５％以下であったりする。すなわち、面取り部２０の外径面に沿った長さをＬとしたときに、Ｌ／２０の位置で、ドロップ量Ｄａ２がＬ×０．０２以下であったり、ドロップ量Ｄａ２がＬ×０．００５以下であったりする。ここで、面取り部２０におけるころ外径面１７に沿ったとは、図３に示す外径面に沿った方向の延長線ＥをＸ軸方向とすると、ドロップ量Ｄａとは、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向の長さである。

【0024】

また、面取り部の軸方向面取り長さ（面取り部２０におけるころ外径面１７に沿った面取り長さ）の１／１０の位置で、面取り長さの４％以下であったり、面取り長さの１％以下であったりする。すなわち、面取り部２０の外径面に沿った長さをＬとしたときに、ドロップ量Ｄａ１がＬ×０．０４以下であったりする。ドロップ量Ｄａ１がＬ×０．０１以下であったりする。ドロップ量Ｄａも、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向の長さである。

【0025】

このようにドロップ量Ｄａを設定することによって、交わる部位２１を連続な曲線で形成することができる。特に、Ｌ／１０の位置でのドロップ量Ｄａ１と、Ｌ／２０の位置でのドロップ量Ｄａ２とを設定するのが好ましく、Ｌ／１０の位置でのドロップ量Ｄａ１の設定のみであっても、Ｌ／２０の位置でのドロップ量Ｄａ２のみであってもよい。

【0026】

また、ころ１４は、バレル加工やラッピング加工等で、面取り部２０の表面性状の改善（表面粗さの低下）を図るのが好ましい。ここで、バレル加工とは、バレル(タンブラー)と称する容器内に砥材とワークと工作液を入れて、回転または振動させて表面の仕上げを行う加工のことである。このため、バレル加工機には、回転バレル研磨機、機振動バレル研磨機、および遠心バレル研磨機等がある。これらのいずれを用いてもよい。また、ラッピング加工とは、遊離砥粒（研磨剤）を含んだ状態で摺動運動（すりあわせ）を行い、加工物を微少切削しながら研磨することによって、加工物をより平坦に仕上げていく遊離砥粒加工である。

【0027】

本発明によれば、交わる部位２１が連続な曲線で形成されることにより、転動体外径面（ころ外径面１７）と面取り部２０とが交わる部位２１である面取り接続部付近の剥離を有効に防止でき、耐久性に優れた転がり軸受を提供できる。

【0028】

転動体（ころ１４）の面取り部２０のドロップ量Ｄａが、面取り部２０のころ外径面１７に沿った面取り長さＬの１／２０の位置でこの取り長さの２％以下であるように設定することにより、連続な曲線を安定して形成することができる。

【0029】

転動体（ころ１４）の面取り部２０のドロップ量Ｄａが、面取り部２０のころ外径面１７に沿った面取り長さＬの１／１０の位置でこの面取り長さＬの４％以下であるように設定することも可能である。このように設定することにより、連続な曲線をより安定して形成することができる。

【0030】

転動体（ころ１４）の面取り部２０のドロップ量Ｄａが、面取り部２０のころ外径面１７に沿った面取り長さＬの１／２０の位置でこの取り長さＬの２％以下であるとともに、面取り部２０のころ外径面１７に沿った面取り長さＬの１／１０の位置でこの面取り長さＬの４％以下であるように設定できる。このように設定することにより、連続な曲線をより安定してより滑らかに形成することができる。

【0031】

転動体（ころ１４）に、表面粗さを低下させる加工が施されてなるものであってもよい。このように、表面粗さを低下させる加工が施されたものでは、相手面（軸受内輪や軸受外輪である軌道輪における転動接触面）のマイクロピッチングなどの表面起点損傷の発生を抑制することが可能である。ここで、マイクロピッチングは、周期的な接触応力の繰り返しによって生じる表面粗さ上における塑性流れによって、接触した表面に発生する微細なピッチングである。また、ピッチングとは材料が疲労破壊を起こし斑点状の微孔が生じる損傷のことである。

【0032】

次に、図４が、ころ１４にクラウニング部２２を有する場合を示している。この場合、外径面１７のクラウニング部２２と面取り部２０とが交わる部位２１ａが剥離防止構造Ｍとされる。また、表面粗さを低下させる加工が施されている。表面粗さを低下させる加工は、前記したバレル加工やラッピング加工等で行うことになる。この場合、クラウニング部２２の曲率半径（クラウニング半径）をｒとし、面取り部２０の曲率半径（面取り半径）をＲとしたときに、ｒ＝１００Ｒ～２００００Ｒ程度としている。

【0033】

また、ドロップ量Ｄｂは、クラウニング部２２の延長線Ｅ１を基準とする。すなわち、面取り部２０のこの延長線Ｅに沿って長さをＬ１とし、クラウニング部２２と面取り部２０とが交わる交点２１ａからＬ１／２０の位置で、延長線Ｅ１からの面取り部２０での寸法（ドロップ量Ｄｂ２）が、Ｌ１×０．０２以下に設定され、さらには、Ｌ１×０．００５以下に設定される。この延長線Ｅ１は、クラウニング部２２を有さない場合のころ外径面１７の延長線Ｅに対して角度（傾き角）θで傾斜している。角度（傾き角）θとして、例えば、０．００５°～１．０°程度とされる。このため、クラウニング部２２の延長線Ｅ１をＸ´軸方向とした場合、この場合のドロップ量は、このＸ´軸方向と直交するＹ´軸方向の長さである。すなわち、延長線Ｅ1は、延長線Ｅに対してθだけ傾斜し、ドロップ方向つまり、Ｙ´軸方向がＹ軸方向に対して、θだけ傾斜している。

【0034】

面取り部２０のこの延長線Ｅ１に沿った長さをＬ１とし、クラウニング部２２と面取り部２０とが交わる交点２１ａからＬ２／１０の位置で、延長線Ｅ１からの面取り部までの寸法（ドロップ量Ｄｂ１）が、Ｌ１×０．０４以下に設定され、さらには、Ｌ１×０．０１以下に設定される。

【0035】

この場合も、Ｌ１／２０の位置で、Ｌ１×０．０２以下に設定されるものと、Ｌ１／１０の位置で、Ｌ１×０．０４以下に設定されるものとのいずれかであっても、両方の位置での設定でもよい。

【0036】

このように構成することによって、クラウニング部２２を有するものであっても、クラウニング部を有さない図２に示すころ軸受と同様の作用効果を奏することができる。

【0037】

次に図５は、円すいころ軸受を示し、この円すいころ軸受は、外周に円錐状の軌道面３０を有する内輪３１と、内周に円錐状の軌道面３２を有する外輪３３と、両軌道面３０，３２間に組込まれた複数の円すいころ３４と、この円すいころ３４を収容する保持器３５とを備える。この場合、内輪３１には、小径側鍔部３６と大径側鍔部３７とが形成されている。

【0038】

この円すいころ３４も、図２に示すように、軸方向端部に面取り部４０，４０を有するものであって、ころ外径面３８と面取り部４０，４０とが交わる部位４１が剥離防止構造Ｍとされている。この場合、交わる部位４１を連続な曲線で形成することにより、剥離防止構造Ｍを構成している。

【0039】

この場合、円すいころ３４の小径側及び大径側においても、交わる部位４１を連続な曲線で形成することにより、剥離防止構造Ｍを構成している。また、転動体（円すいころ３４）の面取り部４０のドロップ量Ｄａが、面取り部４０における外径面３８に沿った面取り長さＬの１／２０の位置で外径面３８に沿った面取り長さＬの２％以下としたり、さらには、面取り長さＬの０．５％以下であったりする。すなわち、面取り部４０の外径面３８に沿った長さをＬとしたときに、Ｌ／２０の位置で、ドロップ量Ｄａ２がＬ×０．０２以下であったり、ドロップ量Ｄａ２がＬ×０．００５以下であったりする。

【0040】

また、転動体（円すいころ３４）の面取り部４０のドロップ量Ｄａが、面取り部４０における外径面３８に沿った面取り長さＬの１／１０の位置で外径面３８に沿った面取り長さＬの４％以下としたり、さらには、面取り長さＬの１％以下であったりする。すなわち、面取り部４０の外径面３８に沿った長さをＬとしたときに、Ｌ／１０の位置で、ドロップ量Ｄａ１がＬ×０．０４以下であったり、ドロップ量Ｄａ１がＬ×０．０１以下であったりする。

【0041】

また、円すいころが、クラウニング部４２を有するものであってもよい。この場合、ドロップ量Ｄは、クラウニング部４２の延長線Ｅを基準とする。すなわち、面取り部４０のこの延長線Ｅに沿って長さをＬ１とし、クラウニング部４２と面取り部４０とが交わる交点２１ａからＬ１／２０の位置で、延長線Ｅからの面取り部４０までの寸法（ドロップ量ｂ２)が、Ｌ１×０．０２以下に設定され、さらには、Ｌ１×０．００５以下に設定される。

【0042】

面取り部４０のこの延長線Ｅに沿って長さをＬ１とし、クラウニング部４２と面取り部４０とが交わる交点２１ａからＬ１／１０の位置で、延長線Ｅからの面取り部４０までの寸法（ドロップ量ｂ１)が、Ｌ１×０．０４以下に設定され、さらには、Ｌ１×０．０１５以下に設定される。

【0043】

この場合も、Ｌ１／２０の位置でのドロップ量Ｄｂ２が、Ｌ１×０．０２以下に設定されるものと、Ｌ１／１０の位置でのドロップ量Ｄｂ１が、Ｌ１×０．０４以下に設定されるものとのいずれかであっても、両方の位置での設定でもよい。

【0044】

このため、図５に示すような円すいころ軸受であっても、転動体である円すいころ３４に対して剥離防止構造Mを設けているので、面取り接続部付近の剥離を防止でき、耐久性に優れた転がり軸受を提供できる。しかも、相手面（軸受内輪や軸受外輪の軌道面）の損傷（主に表面の圧痕形成、接触面下の塑性変形および組織変化）を防ぐことができ、軸受全体の長寿命化を図ることができる。

【0045】

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、転動体としての円筒ころや円すいころに対して、表面粗さを低下させる加工として、バレル加工やラッピング加工以外に、ショットブラスト（投射材と呼ばれる粒体を加工物（ワーク）に衝突させ、ワークの加工等を行う手法）であっても、砥石による研削加工であってもよい。

【0046】

また、円筒ころ軸受として、実施形態では、外輪両鍔付き（ＮＵ形）を示したが、これに限らず、内輪両鍔付き（Ｎ形）、外輪両鍔付き（ＮＵ形）、内輪両鍔付き・外輪片鍔付き（ＮＦ形）、内輪片鍔付き・外輪両鍔付き（ＮＪ形）、内輪両鍔のうち片側が別体の鍔輪・外輪両鍔付き（ＮＵＰ形）など、種々の公知の軸受形式が採用できる。

【0047】

複列円筒ころ軸受であっても、複列円すいころ軸受であってもよく、さらには、針状ころを用いた針状ころ軸受であってもよい。転がり軸受としては、種々の一般機械、電気機械、産業機械、輸送機械又は車両等にも使用可能である。

【実施例0048】

面取り接続部の形状と仕上げ加工を変えたＳＵＪ２製のころ（以下、試験片と呼称）を作製し、転動疲労試験を実施した。試験片寸法は外径(直径)１２ｍｍ、試験片Ａと試験片Ｂは面取り接続部の形状が異なる。試験片Ａ（Ａ－１～Ａ－３）は、図６に示すように面取り接続部２１が不連続な曲線で構成されている。この場合、面取り部２０の面取り長さＬを１．２ｍｍとし、面取り部２０の曲率半径Ｒ＝３ｍｍとしている。また、試験片Ｂ（Ｂ－１、Ｂ－２）は、図８に示すように、面取り接続部２１が連続な曲線で構成されている。この場合、面取り部２０の面取り長さＬを１．５ｍｍとし、面取り部２０の曲率半径Ｒ＝３ｍｍとしている。

【0049】

図６に各試験片Ａの面取り接続部の寸法を示し、図８に各試験片Ａの面取り部の形状を示す。図７に各試験片Ｂの面取り接続部の寸法を示し、図９に各試験片Ｂの面取り部の形状を示す。これらの試験片と、軸受軌道輪を模したφ２０ｍｍの相手材を接触させ、転動疲労試験後に相手材の転動接触面の損傷状態を観察した。表１に試験片Ａ－１、試験片Ａ－２，及び試験片Ａ－３の試験条件と試験片の詳細を示す。

【表1】

【0050】

試験片Ａ－１、試験片Ａ－２，及び試験片Ａ－３は、試験片中央での圧力Ｐmaxを３２００ＭＰａとし、試験回数を１０⁶回とし、相手負荷回数を（３×１０⁵）回とし、潤滑材をタービン油（ＶＧ５６）を使用し、油膜パラメータΛを３以上とし、面取り接続部を不連続とし、Ｌ／２０位置でのドロップ量を、－０．０３５２ｍｍ（Ｌの２．９３％）とし、Ｌ／１０位置でのドロップ量を、－０．０７２９ｍｍ（Ｌの６，０７％）とした。試験片Ａ－１はヘッダ加工のままで、試験片Ａ－２はショットブラスト加工を行い、試験片Ａ－３はラッピング加工を行った。また、試験片Ａ－１の面取り部の表面粗さＲａを０．８μｍとし、試験片Ａ－２の面取り部の表面粗さＲａを１．３μｍとし、試験片Ａ－３の面取り部の表面粗さＲａを０．７μｍとした。相手材の軌道面の表面粗さＲａを０．０４μｍとした。

【0051】

また、表２に試験片Ｂ－１、及び試験片Ｂ－２の試験条件と試験片の詳細を示す。
試験片Ｂ－１、及び試験片Ｂ－２は、試験片中央での圧力Ｐmaxを３２００ＭＰａとし、試験回数を１０⁶回とし、相手負荷回数を（３×１０⁵）回とし、潤滑材をタービン油（ＶＧ５６）を使用し、油膜パラメータΛを３以上とし、面取り接続部を連続とし、Ｌ／２０位置でのドロップ量を、－０．０００９１ｍｍ（Ｌの０．０６％）とし、Ｌ／１０位置でのドロップ量を、－０．００３７５ｍｍ（Ｌの０．２５％）とした。試験片Ｂ－１は研削加工を行い、試験片Ｂ－２はショットブラスト加工を行った。また、試験片Ｂ－１の面取り部の表面粗さＲａを０．２μｍとし、試験片Ｂ－２の面取り部の表面粗さＲａを１．３μｍとした。相手材の軌道面の表面粗さＲａを０．０４μｍとした。

【表2】

【0052】

図１０に試験片Ａ－１の試験後の表面写真を示し、図１１に試験片Ａ－２の試験後の表面写真を示し、図１２に試験片Ａ－３の試験後の表面写真を示している。これらの表面写真からわかるように、試験片Ａ－１、Ａ－２では面取り接続部付近に長さ２００μｍ以上の離が発生した。試験片Ａ－３には２０μｍ程度の微小離が散見されるが、転動部品としての機能に支障を来すものではないと考える。なお、試験片Ａ－３で大きい剥離が発生しなかったのは、ラッピング加工によって面取り接続部の角が取れて応力集中が緩和されたためである。

【0053】

図１３に試験片Ｂ－１の試験後の面取り接続部近傍の表面写真を示し、図１４に試験片Ｂ－２の試験後の面取り接続部近傍の表面写真を示す。試験片Ｂ－１、Ｂ－２には離は発生しなかった。試験片Ｂ－１、Ｂ－２で離が発生しなかったのは、面取り接続部が連続的な曲線で形成されているため、応力集中が緩和されたためである。

【0054】

図１５に試験片Ａ－１の相手材の試験後の表面写真を示し、図１６に試験片Ａ－２の相手材の試験後の表面写真を示し、図１７に試験片Ａ－３の相手材の試験後の表面写真を示している。また、図１８に試験片Ｂ－１の相手材の試験後の表面写真を示し、図１９に試験片Ｂ－２の相手材の試験後の表面写真を示す。各観察箇所は試験片の面取り接続部が接触する位置の近傍である。

【0055】

試験片Ａ－１、Ａ－２を使用した試験では、相手材の表面に面取り部の接触によって塑性変形（圧痕）と面荒れが生じていた。この面荒れは負荷回数の増加とともに亀裂に変化し、最終的に離に至る。試験片Ａ－３を使用した試験では、相手材の表面に面取り部の接触によって塑性変形（圧痕）が生じていたが、亀裂の発生は認められなかった。

【0056】

試験片Ｂ－１を使用した試験では高面圧に起因する塑性変形（圧痕）がわずかに発生しているが、面荒れは生じていない。試験片Ｂ－２を使用した試験では高面圧に起因する塑性変形（圧痕）がわずかに発生しており、かつ表面起点損傷につながる微小き裂の発生が認められた。圧痕深さは（試験片Ｂ－１、Ｂ－２）＜（試験片Ａ－１、Ａ－２、Ａ－３）であった。

【0057】

以下、試験結果についてまとめると、
（イ）面取り接続部を試験片Ｂ－１、Ｂ－２のような連続的な曲線で形成すれば相手面（ 軸受内外輪の軌道面）の圧痕形成を最小限にすることができる。
（ロ）少なくとも、試験片Ａ－３のようにラッピング加工等によって面取り接続部の不連 続な形状を緩和することで圧痕形成を軽減でき、面取り接続部付近の離を抑制で きる。
（ハ）面取り部の表面粗さを研削やラッピング加工等で低下させることで、相手面（軸受 内外輪の軌道面）のマイクロピッチングなどの表面起点損傷の発生を抑制できる

【符号の説明】

【0058】

１４ 転動体（ころ）
１７ 転動体外径面（ころ外径面）
２２ クラウニング部
３０，３２ 軌道面
３１ 内輪
３３ 外輪
３５ 保持器
３８ 転動体外径面（ころ外径面）
４０，４０ 面取り部
４１ 交わる部位（接続部）
４２ クラウニング部
Ｄａ、Ｄａ１，Ｄａ２
Ｄｂ、Ｄｂ１，Ｄｂ２
Ａ 試験片
Ｂ 試験片
Ｍ 剥離防止構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】