JP3289711B2 - 円筒ころ軸受 - Google Patents
円筒ころ軸受Info
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- JP3289711B2 JP3289711B2 JP25835599A JP25835599A JP3289711B2 JP 3289711 B2 JP3289711 B2 JP 3289711B2 JP 25835599 A JP25835599 A JP 25835599A JP 25835599 A JP25835599 A JP 25835599A JP 3289711 B2 JP3289711 B2 JP 3289711B2
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- Japan
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- cylindrical
- cylindrical rollers
- cylindrical roller
- flanges
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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
- 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
- F16C19/24—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 radial load mainly
- F16C19/26—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 radial load mainly with a single row of rollers
-
- 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
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/585—Details of specific parts of races of raceways, e.g. ribs to guide the rollers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービン、
ジェットエンジン、マシニングセンタ等の工作機械等の
高速回転機械に組み込まれ、高速で回転する回転軸を支
承する為の円筒ころ軸受の改良に関する。
ジェットエンジン、マシニングセンタ等の工作機械等の
高速回転機械に組み込まれ、高速で回転する回転軸を支
承する為の円筒ころ軸受の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの回転軸等、各種回転部分
を支持する為に従来から、例えば特開平７−１２１１９
号公報等に記載された円筒ころ軸受が広く使用されてい
る。図１は、この公報に記載される等により従来から広
く知られている、円筒ころ軸受１の１例を示している。
この円筒ころ軸受１は、外周面に内輪軌道２を有する内
輪３と、内周面に外輪軌道４を有する外輪５と、上記内
輪軌道２と外輪軌道４との間に転動自在に設けられた複
数個の円筒ころ６と、この複数個の円筒ころ６を保持し
た状態で、上記内輪軌道２と外輪軌道４との間に回転自
在に設けられた保持器７とを備えている。
を支持する為に従来から、例えば特開平７−１２１１９
号公報等に記載された円筒ころ軸受が広く使用されてい
る。図１は、この公報に記載される等により従来から広
く知られている、円筒ころ軸受１の１例を示している。
この円筒ころ軸受１は、外周面に内輪軌道２を有する内
輪３と、内周面に外輪軌道４を有する外輪５と、上記内
輪軌道２と外輪軌道４との間に転動自在に設けられた複
数個の円筒ころ６と、この複数個の円筒ころ６を保持し
た状態で、上記内輪軌道２と外輪軌道４との間に回転自
在に設けられた保持器７とを備えている。
【０００３】内輪軌道２の両端部には１対の鍔８、８を
形成している。この鍔８、８同士の間隔は、上記円筒こ
ろ６の軸方向（図１の左右方向）に亙る長さ寸法よりも
僅かに大きい。従って上記各円筒ころ６は、これら１対
の鍔８、８により軸方向両側から挟まれ、軸方向への変
位を防止される。又、上記各円筒ころ６は転動面９と軸
方向両端面１０、１０との間に面取り部１１、１１を設
けている。
形成している。この鍔８、８同士の間隔は、上記円筒こ
ろ６の軸方向（図１の左右方向）に亙る長さ寸法よりも
僅かに大きい。従って上記各円筒ころ６は、これら１対
の鍔８、８により軸方向両側から挟まれ、軸方向への変
位を防止される。又、上記各円筒ころ６は転動面９と軸
方向両端面１０、１０との間に面取り部１１、１１を設
けている。
【０００４】上述の様に構成される円筒ころ軸受１の使
用時には、例えば上記内輪３を回転軸の中間部に外嵌固
定し、上記外輪５をハウジングに内嵌固定する。回転軸
の回転時には、上記複数個の円筒ころ６が転動する事
で、上記外輪５の内側で内輪３が回転する事を許容す
る。
用時には、例えば上記内輪３を回転軸の中間部に外嵌固
定し、上記外輪５をハウジングに内嵌固定する。回転軸
の回転時には、上記複数個の円筒ころ６が転動する事
で、上記外輪５の内側で内輪３が回転する事を許容す
る。
【０００５】ところで、円筒ころ軸受１の使用時には、
上記各円筒ころ６の中心軸と上記内輪３及び外輪５の中
心軸とが非平行になった状態のまま各円筒ころ６が回転
する、所謂スキューが発生する事が避けられない。この
様なスキューが発生した場合には、上記各円筒ころ６の
両端面外周縁部と上記各鍔８、８とが摺接する為、何ら
かの対策を施さない限り、潤滑不良等の悪条件下では、
上記各円筒ころ６の両端部及び上記各鍔８、８に著しい
摩耗を生じる場合がある。
上記各円筒ころ６の中心軸と上記内輪３及び外輪５の中
心軸とが非平行になった状態のまま各円筒ころ６が回転
する、所謂スキューが発生する事が避けられない。この
様なスキューが発生した場合には、上記各円筒ころ６の
両端面外周縁部と上記各鍔８、８とが摺接する為、何ら
かの対策を施さない限り、潤滑不良等の悪条件下では、
上記各円筒ころ６の両端部及び上記各鍔８、８に著しい
摩耗を生じる場合がある。
【０００６】特に、ピッチ円直径ｄm （mm）と回転数ｎ
（r.p.m.）との積であるｄm ・ｎが１５０万を越える様
な条件で使用される、高速円筒ころ軸受の場合には、異
常摩耗や焼き付き等の問題が発生し易くなる為、高速化
の障害になっている。とりわけ、潤滑剤の供給量を少な
くする微量潤滑が主流を占める工作機械の分野では、上
記問題が発生し易い。
（r.p.m.）との積であるｄm ・ｎが１５０万を越える様
な条件で使用される、高速円筒ころ軸受の場合には、異
常摩耗や焼き付き等の問題が発生し易くなる為、高速化
の障害になっている。とりわけ、潤滑剤の供給量を少な
くする微量潤滑が主流を占める工作機械の分野では、上
記問題が発生し易い。
【０００７】この為従来から、ジェットエンジン、ガス
タービン等に使用されるジェット潤滑下では、鍔の内側
面を傾斜させると共に、鍔及び円筒ころ端面の縁部を丸
める（隅Ｒを形成する）事が行なわれている。更には、
特開昭５６−１７４１５号公報に開示されている様に、
鍔の内側面の傾斜角度を途中で変化させたり、或は米国
特許第４０２７９３０号明細書に記載されている様に、
鍔の内側面を所定の曲率半径で湾曲した凸面とする事も
考えられている。これらの技術によれば、円筒ころがス
キューした場合に、この円筒ころの端部と鍔との間にく
さび効果によって潤滑油の膜を形成し、上記異常摩耗や
焼き付き等の発生を防止できる。又、円筒ころの動的不
釣り合い（アンバランス）を小さくして、スキュー自体
を発生しにくくする事も行なわれている。
タービン等に使用されるジェット潤滑下では、鍔の内側
面を傾斜させると共に、鍔及び円筒ころ端面の縁部を丸
める（隅Ｒを形成する）事が行なわれている。更には、
特開昭５６−１７４１５号公報に開示されている様に、
鍔の内側面の傾斜角度を途中で変化させたり、或は米国
特許第４０２７９３０号明細書に記載されている様に、
鍔の内側面を所定の曲率半径で湾曲した凸面とする事も
考えられている。これらの技術によれば、円筒ころがス
キューした場合に、この円筒ころの端部と鍔との間にく
さび効果によって潤滑油の膜を形成し、上記異常摩耗や
焼き付き等の発生を防止できる。又、円筒ころの動的不
釣り合い（アンバランス）を小さくして、スキュー自体
を発生しにくくする事も行なわれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】スキューに基づく異常
摩耗や焼き付きを防止する為の、上述の様な従来技術の
場合、より厳しい条件下では十分に対応できない。即
ち、工作機械の高性能化を図る為に、円筒ころ軸受によ
り回転自在に支持している主軸の回転速度をより高くす
る要望があり、この様な高速化に合わせて、回転抵抗低
減の為、上記円筒ころに供給する潤滑剤の量をより少な
くする事が望まれている。
摩耗や焼き付きを防止する為の、上述の様な従来技術の
場合、より厳しい条件下では十分に対応できない。即
ち、工作機械の高性能化を図る為に、円筒ころ軸受によ
り回転自在に支持している主軸の回転速度をより高くす
る要望があり、この様な高速化に合わせて、回転抵抗低
減の為、上記円筒ころに供給する潤滑剤の量をより少な
くする事が望まれている。
【０００９】又、大きなラジアル荷重を支承する為の円
筒ころ軸受は、全周に亙って一様に負荷を受ける状態で
使用される事はない。言い換えれば、使用時に円筒ころ
軸受は、その円周方向の一部がラジアル荷重を支承する
負荷圏となり、直径方向反対側はラジアル荷重を受けな
い非負荷圏となる。従って円筒ころ軸受の運転時に各円
筒ころは、公転運動に伴って、上記負荷圏と非負荷圏と
を交互に通過する。そして、これら各円筒ころは、この
うちの負荷圏に位置する間は、内輪軌道と外輪軌道との
間で強く挟持されるので、姿勢（スキュー角）は殆ど変
化せず、安定した状態のまま自転しつつ公転する。これ
に対して、上記非負荷圏に位置する上記各円筒ころは、
上記内輪軌道と外輪軌道とによる拘束を受けず、比較的
自由にその姿勢を変化させる。
筒ころ軸受は、全周に亙って一様に負荷を受ける状態で
使用される事はない。言い換えれば、使用時に円筒ころ
軸受は、その円周方向の一部がラジアル荷重を支承する
負荷圏となり、直径方向反対側はラジアル荷重を受けな
い非負荷圏となる。従って円筒ころ軸受の運転時に各円
筒ころは、公転運動に伴って、上記負荷圏と非負荷圏と
を交互に通過する。そして、これら各円筒ころは、この
うちの負荷圏に位置する間は、内輪軌道と外輪軌道との
間で強く挟持されるので、姿勢（スキュー角）は殆ど変
化せず、安定した状態のまま自転しつつ公転する。これ
に対して、上記非負荷圏に位置する上記各円筒ころは、
上記内輪軌道と外輪軌道とによる拘束を受けず、比較的
自由にその姿勢を変化させる。
【００１０】そして、上記非負荷圏に位置する間に上記
各円筒ころの姿勢が、これら各円筒ころの動的不釣り合
いにより発生するモーメントや、これら各円筒ころの公
転運動に伴うこれら各円筒ころのスキュー角の変動に伴
って発生するモーメントにより変化すると、これら各円
筒ころの自転運動及び公転運動が不安定になる。この結
果、これら各円筒ころの端面と鍔との間の摩擦が大きく
なり、前記異常摩耗や焼き付きが発生し易くなる。本発
明は、この様な厳しい条件（高速回転・微量潤滑）の下
でも、スキューに基づく異常摩耗や焼き付きを有効に防
止できる円筒ころ軸受を実現すべく発明したものであ
る。
各円筒ころの姿勢が、これら各円筒ころの動的不釣り合
いにより発生するモーメントや、これら各円筒ころの公
転運動に伴うこれら各円筒ころのスキュー角の変動に伴
って発生するモーメントにより変化すると、これら各円
筒ころの自転運動及び公転運動が不安定になる。この結
果、これら各円筒ころの端面と鍔との間の摩擦が大きく
なり、前記異常摩耗や焼き付きが発生し易くなる。本発
明は、この様な厳しい条件（高速回転・微量潤滑）の下
でも、スキューに基づく異常摩耗や焼き付きを有効に防
止できる円筒ころ軸受を実現すべく発明したものであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の円筒ころ軸受
は、前述した従来の円筒ころ軸受と同様に、外周面に円
筒形の内輪軌道を有する内輪と、内周面に円筒形の外輪
軌道を有する外輪と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に
転動自在に設けられた複数個の円筒ころと、上記内輪軌
道と外輪軌道とのうちの一方の軌道の両側に、これら各
円筒ころの長さ寸法よりも僅かに大きな間隔をあけて設
けられた１対の鍔とを備える。そして、上記外輪を静止
させ、上記内輪を回転させる状態で使用される。
は、前述した従来の円筒ころ軸受と同様に、外周面に円
筒形の内輪軌道を有する内輪と、内周面に円筒形の外輪
軌道を有する外輪と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に
転動自在に設けられた複数個の円筒ころと、上記内輪軌
道と外輪軌道とのうちの一方の軌道の両側に、これら各
円筒ころの長さ寸法よりも僅かに大きな間隔をあけて設
けられた１対の鍔とを備える。そして、上記外輪を静止
させ、上記内輪を回転させる状態で使用される。
【００１２】特に、本発明の円筒ころ軸受に於いては、
ジャイロモーメントＳを、上記各円筒ころの動的不釣り
合いにより発生するモーメントＵと、これら各円筒ころ
のスキュー角の変動に伴って発生するモーメントＣとの
和以上（Ｓ≧Ｕ＋Ｃ）としている。同時に、上記各円筒
ころがスキューしてこれら各円筒ころの端面と上記各鍔
の内側面とが摺接した状態で、上記各モーメントＳ、
Ｕ、Ｃに基づいて摺接点でこれら各円筒ころの端面と上
記各鍔の内側面とを互いに押し付け合う方向に作用する
力Ｑと、上記摺接点での滑り速度Ｖとの積Ｑ・Ｖを、６
０kgf・m/s 以下としている。
ジャイロモーメントＳを、上記各円筒ころの動的不釣り
合いにより発生するモーメントＵと、これら各円筒ころ
のスキュー角の変動に伴って発生するモーメントＣとの
和以上（Ｓ≧Ｕ＋Ｃ）としている。同時に、上記各円筒
ころがスキューしてこれら各円筒ころの端面と上記各鍔
の内側面とが摺接した状態で、上記各モーメントＳ、
Ｕ、Ｃに基づいて摺接点でこれら各円筒ころの端面と上
記各鍔の内側面とを互いに押し付け合う方向に作用する
力Ｑと、上記摺接点での滑り速度Ｖとの積Ｑ・Ｖを、６
０kgf・m/s 以下としている。
【００１３】上記各モーメントＳ、Ｕ、Ｃのうち、ジャ
イロモーメントＳは、上記各円筒ころの自転軸Ｘ回りの
慣性モーメントをＩX とし、これら各円筒ころの中心点
でこれら各円筒ころの自転軸Ｘに対し直交するＺ軸回り
の慣性モーメントをＩZ とし、これら各円筒ころの公転
角速度をωC とし、これら各円筒ころの自転角速度をω
B とし、これら各円筒ころのスキュー角をψとし、これ
ら各円筒ころが１回自転する間のスキュー角の変動を△
ψとし、これら各円筒ころの動的不釣り合いにより発生
する、これら各円筒ころの中心点でこれら各円筒ころ自
転軸に対し直交する軸回りのモーメントをＩU とした場
合に、 Ｓ＝ＩX ・ωC ・ωB ・ sinψ−（ＩX −ＩZ ）・ωC 2
・ sinψ・ cosψ で表される。又、上記各円筒ころの動的不釣り合いによ
り発生する、上記Ｚ軸回りのモーメントの最大値Ｕは、 Ｕ＝ＩU ・ωB 2 で表される。更に、上記各円筒ころがスキューする事に
よりこれら各円筒ころの端面と上記各鍔の内側面とが摺
接しつつこれら各円筒ころが自転する場合に、これら各
円筒ころのスキュー角の変動に伴って発生するモーメン
トの最大値Ｃは、 Ｃ＝ＩZ ・△ψ・ωB 2 で表される。
イロモーメントＳは、上記各円筒ころの自転軸Ｘ回りの
慣性モーメントをＩX とし、これら各円筒ころの中心点
でこれら各円筒ころの自転軸Ｘに対し直交するＺ軸回り
の慣性モーメントをＩZ とし、これら各円筒ころの公転
角速度をωC とし、これら各円筒ころの自転角速度をω
B とし、これら各円筒ころのスキュー角をψとし、これ
ら各円筒ころが１回自転する間のスキュー角の変動を△
ψとし、これら各円筒ころの動的不釣り合いにより発生
する、これら各円筒ころの中心点でこれら各円筒ころ自
転軸に対し直交する軸回りのモーメントをＩU とした場
合に、 Ｓ＝ＩX ・ωC ・ωB ・ sinψ−（ＩX −ＩZ ）・ωC 2
・ sinψ・ cosψ で表される。又、上記各円筒ころの動的不釣り合いによ
り発生する、上記Ｚ軸回りのモーメントの最大値Ｕは、 Ｕ＝ＩU ・ωB 2 で表される。更に、上記各円筒ころがスキューする事に
よりこれら各円筒ころの端面と上記各鍔の内側面とが摺
接しつつこれら各円筒ころが自転する場合に、これら各
円筒ころのスキュー角の変動に伴って発生するモーメン
トの最大値Ｃは、 Ｃ＝ＩZ ・△ψ・ωB 2 で表される。
【００１４】
【作用】上述の様に構成する本発明の円筒ころ軸受は、
ジャイロモーメントＳを、上記各円筒ころの動的不釣り
合いにより発生するＺ軸回りのモーメントの最大値Ｕ
と、これら各円筒ころのスキュー角の変動に伴って発生
するモーメントの最大値Ｃとの和以上としている為、ジ
ャイロモーメントＳが、上記各円筒ころの姿勢を安定に
保つ。又、上記各円筒ころの端面と各鍔の内側面との摺
接点で、これら各円筒ころの端面と上記各鍔の内側面と
を互いに押し付け合う方向に作用する力Ｑと、上記摺接
点での滑り速度Ｖとの積Ｑ・Ｖを、６０kgf・m/s 以下と
している。言い換えれば、上記ジャイロモーメントＳが
過度に大きくなる事を防止している為、上記摺接点での
摩擦を抑えて、異常摩耗や焼き付きの発生を防止でき
る。
ジャイロモーメントＳを、上記各円筒ころの動的不釣り
合いにより発生するＺ軸回りのモーメントの最大値Ｕ
と、これら各円筒ころのスキュー角の変動に伴って発生
するモーメントの最大値Ｃとの和以上としている為、ジ
ャイロモーメントＳが、上記各円筒ころの姿勢を安定に
保つ。又、上記各円筒ころの端面と各鍔の内側面との摺
接点で、これら各円筒ころの端面と上記各鍔の内側面と
を互いに押し付け合う方向に作用する力Ｑと、上記摺接
点での滑り速度Ｖとの積Ｑ・Ｖを、６０kgf・m/s 以下と
している。言い換えれば、上記ジャイロモーメントＳが
過度に大きくなる事を防止している為、上記摺接点での
摩擦を抑えて、異常摩耗や焼き付きの発生を防止でき
る。
【００１５】これらの点に就いて、以下に詳細に説明す
る。尚、以下の説明は、内輪３の外周面に鍔８、８を形
成した場合に就いて述べる。外輪５の内周面に鍔を形成
した場合でも同様である。先ず、ジャイロモーメントＳ
を、上記モーメントの最大値Ｕと、上記モーメントの最
大値Ｃとの和以上（Ｓ≧Ｕ＋Ｃ）として、上記各円筒こ
ろの姿勢を安定させる点に就いて説明する。尚、言い換
えれば本発明は、円筒ころがスキューする事により発生
するジャイロモーメントＳを、非負荷圏に位置する円筒
ころの姿勢を安定させる為の制御因子として積極的に利
用するものである。
る。尚、以下の説明は、内輪３の外周面に鍔８、８を形
成した場合に就いて述べる。外輪５の内周面に鍔を形成
した場合でも同様である。先ず、ジャイロモーメントＳ
を、上記モーメントの最大値Ｕと、上記モーメントの最
大値Ｃとの和以上（Ｓ≧Ｕ＋Ｃ）として、上記各円筒こ
ろの姿勢を安定させる点に就いて説明する。尚、言い換
えれば本発明は、円筒ころがスキューする事により発生
するジャイロモーメントＳを、非負荷圏に位置する円筒
ころの姿勢を安定させる為の制御因子として積極的に利
用するものである。
【００１６】本発明の対象となる、前述の図１に示す様
な円筒ころ軸受１の場合、前述した様に、内輪３の外周
面両端部に形成した１対の鍔８、８同士の間隔は、円筒
ころ６の軸方向に亙る長さ寸法よりも僅かに大きい。従
って、これら各円筒ころ６の軸方向両端面と上記鍔８、
８の内側面との間には若干の隙間が存在し、この隙間に
基づいて、上記各円筒ころ６は、スキューした状態で、
自転しつつ公転する。この様に上記各円筒ころ６が、ス
キューした状態で自転しつつ公転する結果、これら各円
筒ころ６が図２に示す様な歳差運動をして、これら各円
筒ころ６に、次の（１）式に示す様な大きさのジャイロ
モーメントＳが作用する。
な円筒ころ軸受１の場合、前述した様に、内輪３の外周
面両端部に形成した１対の鍔８、８同士の間隔は、円筒
ころ６の軸方向に亙る長さ寸法よりも僅かに大きい。従
って、これら各円筒ころ６の軸方向両端面と上記鍔８、
８の内側面との間には若干の隙間が存在し、この隙間に
基づいて、上記各円筒ころ６は、スキューした状態で、
自転しつつ公転する。この様に上記各円筒ころ６が、ス
キューした状態で自転しつつ公転する結果、これら各円
筒ころ６が図２に示す様な歳差運動をして、これら各円
筒ころ６に、次の（１）式に示す様な大きさのジャイロ
モーメントＳが作用する。
【００１７】 Ｓ＝ＩX ・ωC ・ωB ・ sinψ−（ＩX −ＩZ ）・ωC 2・ sinψ・ cosψ −−− （１） この（１）式中、ＩX は、図３に示す様に、上記各円筒
ころ６の自転軸Ｘ回りの慣性モーメント、ＩZ は、同じ
くこれら各円筒ころ６の中心点でこれら各円筒ころ６の
自転軸Ｘと直交するＺ軸回りの慣性モーメント、ωB
は、これら各円筒ころ６の自転角速度、ωC は、これら
各円筒ころ６の公転角速度、ψはこれら各円筒ころ６の
スキュー角で、正の値（＞０）である。又、図２中、Ｈ
は、上記各円筒ころ６が歳差運動をしている場合の角運
動量（ベクトル）を表している。又、ωC は、上述の様
に、上記各円筒ころ６の公転角速度である。
ころ６の自転軸Ｘ回りの慣性モーメント、ＩZ は、同じ
くこれら各円筒ころ６の中心点でこれら各円筒ころ６の
自転軸Ｘと直交するＺ軸回りの慣性モーメント、ωB
は、これら各円筒ころ６の自転角速度、ωC は、これら
各円筒ころ６の公転角速度、ψはこれら各円筒ころ６の
スキュー角で、正の値（＞０）である。又、図２中、Ｈ
は、上記各円筒ころ６が歳差運動をしている場合の角運
動量（ベクトル）を表している。又、ωC は、上述の様
に、上記各円筒ころ６の公転角速度である。
【００１８】一方、従来から知られていた円筒ころ軸受
１の通常の諸元では、この円筒ころ軸受１を、外輪５を
静止させ、内輪３を回転させる状態で使用する場合に
は、ω B ／（ωC ・ cosψ）＞１である。この為、外力
（ジャイロモーメントＳ以外の力）を考慮しなければ、
上記各円筒ころ６がスキューした場合にこのジャイロモ
ーメントＳは、これら各円筒ころ６がスキューしている
のと同じ向きに、即ち、スキューを助長し、スキュー角
ψを大きくしようとする向きに作用する。図４に、上記
各円筒ころ６がスキューした場合に上記ジャイロモーメ
ントＳがスキュー角ψを大きくしようとする向きに作用
する範囲｛１−ＩZ ／ＩX ≦ωB ／（ωC・ cosψ）｝
で、且つ、ＩZ ／ＩX ≧０の範囲を、斜線で示した。上
記図４は、横軸が上記各円筒ころ６の前記各慣性モーメ
ントＩX 、ＩZ の比ＩZ ／ＩX であり、縦軸がωB ／
（ωC ・ cosψ）である。
１の通常の諸元では、この円筒ころ軸受１を、外輪５を
静止させ、内輪３を回転させる状態で使用する場合に
は、ω B ／（ωC ・ cosψ）＞１である。この為、外力
（ジャイロモーメントＳ以外の力）を考慮しなければ、
上記各円筒ころ６がスキューした場合にこのジャイロモ
ーメントＳは、これら各円筒ころ６がスキューしている
のと同じ向きに、即ち、スキューを助長し、スキュー角
ψを大きくしようとする向きに作用する。図４に、上記
各円筒ころ６がスキューした場合に上記ジャイロモーメ
ントＳがスキュー角ψを大きくしようとする向きに作用
する範囲｛１−ＩZ ／ＩX ≦ωB ／（ωC・ cosψ）｝
で、且つ、ＩZ ／ＩX ≧０の範囲を、斜線で示した。上
記図４は、横軸が上記各円筒ころ６の前記各慣性モーメ
ントＩX 、ＩZ の比ＩZ ／ＩX であり、縦軸がωB ／
（ωC ・ cosψ）である。
【００１９】一方、上記各円筒ころ６には、前記Ｚ軸回
りに発生する動的不釣り合い（アンバランス）によるモ
ーメントＵV が、次の（２）式で表される大きさで、作
用する。 ＵV ＝Ｕ・cos （ωB ｔ） −−− （２） 又、この（２）式中、上記モーメントＵV の最大値であ
るＵは、次の（２）′式で表される。 Ｕ＝ＩU ・ωB 2 −−− （２）´ 尚、この（２）´式中、ＩU は、上記各円筒ころ６の動
的不釣り合いにより発生するモーメントを、ωB はこれ
ら各円筒ころ６の自転角速度を、それぞれ表している。
又、上記モーメントＩU は、次の（３）式で表される。 ＩU ＝（Ｍ6 ／２）・ｅ・Ｌ −−− （３） この（３）式中、Ｍ6 は上記各円筒ころ６の質量を、ｅ
は、図５に示す様に、これら各円筒ころ６の各重心が幾
何学的中心からずれており、そのずれ成分をこれら各円
筒ころ６の両端部に存在させたと仮定した状態での、こ
れら各円筒ころ６の半径方向の偏心量を、Ｌは、上記各
円筒ころ６の軸方向長さを、それぞれ表している。
りに発生する動的不釣り合い（アンバランス）によるモ
ーメントＵV が、次の（２）式で表される大きさで、作
用する。 ＵV ＝Ｕ・cos （ωB ｔ） −−− （２） 又、この（２）式中、上記モーメントＵV の最大値であ
るＵは、次の（２）′式で表される。 Ｕ＝ＩU ・ωB 2 −−− （２）´ 尚、この（２）´式中、ＩU は、上記各円筒ころ６の動
的不釣り合いにより発生するモーメントを、ωB はこれ
ら各円筒ころ６の自転角速度を、それぞれ表している。
又、上記モーメントＩU は、次の（３）式で表される。 ＩU ＝（Ｍ6 ／２）・ｅ・Ｌ −−− （３） この（３）式中、Ｍ6 は上記各円筒ころ６の質量を、ｅ
は、図５に示す様に、これら各円筒ころ６の各重心が幾
何学的中心からずれており、そのずれ成分をこれら各円
筒ころ６の両端部に存在させたと仮定した状態での、こ
れら各円筒ころ６の半径方向の偏心量を、Ｌは、上記各
円筒ころ６の軸方向長さを、それぞれ表している。
【００２０】更に、上記各円筒ころ６は、スキューする
事でその軸方向両端面外周縁部が、前記各鍔８、８の内
側面に押し付けられた状態のまま、自転しつつ公転す
る。この結果、上記各円筒ころ６には、これら各円筒こ
ろ６や上記各鍔８、８の形状誤差等に基づき、スキュー
角ψが変化する事に伴って発生するモーメントＣV が、
次の（４）式の様な大きさで作用する。 ＣV ＝Ｃ・cos （ωB ｔ＋θ） −−− （４） 尚、この（４）式中、θは、上記モーメントＵV に対す
る上記モーメントＣVの位相差を表している。又、この
（４）式中、上記モーメントＣV の最大値であるＣは、
次の（４）′式で表される。 Ｃ＝ＩZ ・△ψ・ωB 2 −−− （４）´ この（４）´式中、△ψは、上記各円筒ころ６が１回自
転する毎のスキュー角ψの変動量を、ωB はこれら各円
筒ころ６の自転角速度を、それぞれ表している。
事でその軸方向両端面外周縁部が、前記各鍔８、８の内
側面に押し付けられた状態のまま、自転しつつ公転す
る。この結果、上記各円筒ころ６には、これら各円筒こ
ろ６や上記各鍔８、８の形状誤差等に基づき、スキュー
角ψが変化する事に伴って発生するモーメントＣV が、
次の（４）式の様な大きさで作用する。 ＣV ＝Ｃ・cos （ωB ｔ＋θ） −−− （４） 尚、この（４）式中、θは、上記モーメントＵV に対す
る上記モーメントＣVの位相差を表している。又、この
（４）式中、上記モーメントＣV の最大値であるＣは、
次の（４）′式で表される。 Ｃ＝ＩZ ・△ψ・ωB 2 −−− （４）´ この（４）´式中、△ψは、上記各円筒ころ６が１回自
転する毎のスキュー角ψの変動量を、ωB はこれら各円
筒ころ６の自転角速度を、それぞれ表している。
【００２１】今、上記各円筒ころ６の両端面外周縁部が
上記各鍔８、８の内側面と接触した状態で自転している
ものと仮定し、これら各円筒ころ６が上記各鍔８、８か
ら受けるスキューモーメントをＴとすれば、これら各円
筒ころ６のスキュー角ψに関する以下の方程式が得られ
る。但し、前記内輪、外輪両軌道２、４から上記各円筒
ころ６に作用するスキューモーメントは、小さいものと
して無視する。 ＩZ ・（d2ψ／dt2 ）＝Ｓ＋ＵV −Ｔ −−− （５） 又、この（５）式の左辺は、 ＩZ ・（d2ψ／dt2 ）＝ＩZ ・d2／dt2 ｛△ψ・cos （ωB ｔ＋θ）｝ ＝ＩZ ・｛−△ψ・ωB 2 ・cos （ωB ｔ＋θ）｝ ＝−ＣV であるから、上記（５）式は、次の（６）式の様に書き
換えられる。 Ｔ＝Ｓ＋ＵV ＋ＣV −−− （６） 今、θ＝０、即ち、ＵV とＣV との位相が互いに一致し
た場合を考えると、上記（６）式は、 Ｔ＝Ｓ＋（Ｕ＋Ｃ）・cos （ωB ｔ） −−− （７） となる。即ち、上記各円筒ころ６が上記各鍔８、８から
受けるスキューモーメントＴは、これら各円筒ころ６が
１回自転する間に周期的に変動する。この様子を示した
ものが図６である。
上記各鍔８、８の内側面と接触した状態で自転している
ものと仮定し、これら各円筒ころ６が上記各鍔８、８か
ら受けるスキューモーメントをＴとすれば、これら各円
筒ころ６のスキュー角ψに関する以下の方程式が得られ
る。但し、前記内輪、外輪両軌道２、４から上記各円筒
ころ６に作用するスキューモーメントは、小さいものと
して無視する。 ＩZ ・（d2ψ／dt2 ）＝Ｓ＋ＵV −Ｔ −−− （５） 又、この（５）式の左辺は、 ＩZ ・（d2ψ／dt2 ）＝ＩZ ・d2／dt2 ｛△ψ・cos （ωB ｔ＋θ）｝ ＝ＩZ ・｛−△ψ・ωB 2 ・cos （ωB ｔ＋θ）｝ ＝−ＣV であるから、上記（５）式は、次の（６）式の様に書き
換えられる。 Ｔ＝Ｓ＋ＵV ＋ＣV −−− （６） 今、θ＝０、即ち、ＵV とＣV との位相が互いに一致し
た場合を考えると、上記（６）式は、 Ｔ＝Ｓ＋（Ｕ＋Ｃ）・cos （ωB ｔ） −−− （７） となる。即ち、上記各円筒ころ６が上記各鍔８、８から
受けるスキューモーメントＴは、これら各円筒ころ６が
１回自転する間に周期的に変動する。この様子を示した
ものが図６である。
【００２２】従って、上記各円筒ころ６が上記各鍔８、
８から受けるスキューモーメントＴが最大となるのは、
これら各円筒ころ６が上記各鍔８、８の間で最もスキュ
ーした状態で、これら各円筒ころ６がこれら各鍔８、８
から、それぞれスキュー角ψが小さくなる方向に押し戻
される場合で、且つ、これら各円筒ころ６が上記各鍔
８、８の間で最もスキューした状態で、これら各円筒こ
ろ６のアンバランスによるスキューモーメントＵV によ
って、これら各円筒ころ６が上記各鍔８、８に最も押し
付けられる場合である。又、上記各円筒ころ６が上記各
鍔８、８から受けるスキューモーメントＴが最小となる
のは、これら各円筒ころ６のスキュー角ψが最も小さく
なった状態で、これら各円筒ころ６のスキュー角ψが大
きくなる際に、これら各円筒ころ６が上記各鍔８、８か
ら離れる方向に、上記モーメントＣ V が上記各円筒ころ
６に作用する場合で、且つ、上記各円筒ころ６のスキュ
ー角ψが最も小さくなった状態で、これら各円筒ころ６
が上記各鍔８、８から離れる方向に、上記スキューモー
メントＵV が上記各円筒ころ６に作用する場合である。
８から受けるスキューモーメントＴが最大となるのは、
これら各円筒ころ６が上記各鍔８、８の間で最もスキュ
ーした状態で、これら各円筒ころ６がこれら各鍔８、８
から、それぞれスキュー角ψが小さくなる方向に押し戻
される場合で、且つ、これら各円筒ころ６が上記各鍔
８、８の間で最もスキューした状態で、これら各円筒こ
ろ６のアンバランスによるスキューモーメントＵV によ
って、これら各円筒ころ６が上記各鍔８、８に最も押し
付けられる場合である。又、上記各円筒ころ６が上記各
鍔８、８から受けるスキューモーメントＴが最小となる
のは、これら各円筒ころ６のスキュー角ψが最も小さく
なった状態で、これら各円筒ころ６のスキュー角ψが大
きくなる際に、これら各円筒ころ６が上記各鍔８、８か
ら離れる方向に、上記モーメントＣ V が上記各円筒ころ
６に作用する場合で、且つ、上記各円筒ころ６のスキュ
ー角ψが最も小さくなった状態で、これら各円筒ころ６
が上記各鍔８、８から離れる方向に、上記スキューモー
メントＵV が上記各円筒ころ６に作用する場合である。
【００２３】上述した様な各モーメントＳ、Ｕ、Ｃ同士
の間で、特許請求の範囲を満たす、Ｓ≧Ｕ＋Ｃなる関係
が成立した場合に就いて説明する。式（７）から常にＴ
≧０である為、円筒ころ６は一定の方向のスキュー角を
保ちながら常に鍔８、８に押し付けられている状態、即
ち、円筒ころ６は常に鍔８、８に案内されながら公転し
ている事になり、鍔８、８から離れる事がない。この様
に、上記各円筒ころ６が、上記鍔８、８に案内される事
によって、安定した状態のまま自転しつつ公転する為、
円筒ころ軸受１が、前述した様に非負荷圏を有する状態
で使用されても、この円筒ころ軸受１の運転を安定した
状態で行なえる。
の間で、特許請求の範囲を満たす、Ｓ≧Ｕ＋Ｃなる関係
が成立した場合に就いて説明する。式（７）から常にＴ
≧０である為、円筒ころ６は一定の方向のスキュー角を
保ちながら常に鍔８、８に押し付けられている状態、即
ち、円筒ころ６は常に鍔８、８に案内されながら公転し
ている事になり、鍔８、８から離れる事がない。この様
に、上記各円筒ころ６が、上記鍔８、８に案内される事
によって、安定した状態のまま自転しつつ公転する為、
円筒ころ軸受１が、前述した様に非負荷圏を有する状態
で使用されても、この円筒ころ軸受１の運転を安定した
状態で行なえる。
【００２４】即ち、この非負荷圏を通過する間中上記各
円筒ころ６は、その軸方向両端面を上記各鍔８、８の内
側面に押し付けたまま、自転しつつ公転し、同じ姿勢の
まま（スキュー角ψの方向を変えないまま）で、再び上
記負荷圏に入り込む。この為、上記各円筒ころ６が１回
公転する間に、これら各円筒ころ６の挙動が不安定にな
る事はない。
円筒ころ６は、その軸方向両端面を上記各鍔８、８の内
側面に押し付けたまま、自転しつつ公転し、同じ姿勢の
まま（スキュー角ψの方向を変えないまま）で、再び上
記負荷圏に入り込む。この為、上記各円筒ころ６が１回
公転する間に、これら各円筒ころ６の挙動が不安定にな
る事はない。
【００２５】尚、円筒ころ軸受１の運転時に、上記各円
筒ころ６のスキュー角ψを変える力となり得る要素とし
ては、前述した各モーメントＵV、ＣV の他に、内輪３と
外輪５とのミスアライメント、或は内輪軌道２又は外輪
軌道４の形状誤差（傾斜）等により誘発されるスキュー
モーメントも考えられる。但し、これらにより生じるス
キューモーメントは、本発明が対象としている様な、ｄ
m ・ｎが１５０万を越える様な高速で使用される場合に
は、上記各モーメントＳ、Ｕ、Ｃよりも遥かに小さい。
従って、上記ミスアライメントや形状誤差に基づくスキ
ューモーメントは考慮しなくても、特に問題とはならな
い。
筒ころ６のスキュー角ψを変える力となり得る要素とし
ては、前述した各モーメントＵV、ＣV の他に、内輪３と
外輪５とのミスアライメント、或は内輪軌道２又は外輪
軌道４の形状誤差（傾斜）等により誘発されるスキュー
モーメントも考えられる。但し、これらにより生じるス
キューモーメントは、本発明が対象としている様な、ｄ
m ・ｎが１５０万を越える様な高速で使用される場合に
は、上記各モーメントＳ、Ｕ、Ｃよりも遥かに小さい。
従って、上記ミスアライメントや形状誤差に基づくスキ
ューモーメントは考慮しなくても、特に問題とはならな
い。
【００２６】次に、上記各円筒ころ６の軸方向両端面と
上記各鍔８、８の内側面との摺接点でこれら各円筒ころ
６の端面とこれら各鍔８、８の内側面とを互いに押し付
け合う方向の力Ｑと、上記摺接点での滑り速度Ｖとの積
Ｑ・Ｖを、６０kgf・m/s 以下とし、上記摺接点での摩擦
を抑えて、異常摩耗や焼き付きの発生を防止する点に就
いて説明する。上述した様に、ジャイロモーメントＳ
を、それぞれ前述した各モーメントの最大値ＵとＣとの
和以上にすれば、これら各円筒ころ６の運動は安定し、
その面からは、上記異常摩耗や焼き付きの防止を図れ
る。但し、上記ジャイロモーメントＳが大き過ぎると、
上記各円筒ころ６の軸方向両端面を上記各鍔８、８の内
側面に押し付ける力Ｑが大きくなり過ぎる。
上記各鍔８、８の内側面との摺接点でこれら各円筒ころ
６の端面とこれら各鍔８、８の内側面とを互いに押し付
け合う方向の力Ｑと、上記摺接点での滑り速度Ｖとの積
Ｑ・Ｖを、６０kgf・m/s 以下とし、上記摺接点での摩擦
を抑えて、異常摩耗や焼き付きの発生を防止する点に就
いて説明する。上述した様に、ジャイロモーメントＳ
を、それぞれ前述した各モーメントの最大値ＵとＣとの
和以上にすれば、これら各円筒ころ６の運動は安定し、
その面からは、上記異常摩耗や焼き付きの防止を図れ
る。但し、上記ジャイロモーメントＳが大き過ぎると、
上記各円筒ころ６の軸方向両端面を上記各鍔８、８の内
側面に押し付ける力Ｑが大きくなり過ぎる。
【００２７】そして、この力Ｑが過大になる結果、次の
（８）式で表される、上記摺接点でのＱ・Ｖ値が大きく
なり、上記異常摩耗及び焼き付きが発生し易くなる。 Ｑ・Ｖ＝（Ｍ／Ｂ）・Ｖ −−−−−（８） 尚、この（８）式中、Ｑは、上記各円筒ころ６が図８〜
９に示す様にスキューし、これら各円筒ころ６の軸方向
両端面の外周縁部と上記各鍔８、８の内側面とが接触し
た場合に、接触点Ｇで発生する、互いに押し付け合う方
向の力（kgf ）を、Ｖは、この接触点Ｇでの、上記各円
筒ころ６の軸方向両端面外周縁部と上記各鍔８、８の内
側面との間の滑り速度（m/s ）を、それぞれ表してい
る。又、Ｍは、上記各円筒ころ６のスキュー角ψを小さ
くする方向に作用するスキューモメント（kgf・m ）で、
前述した各モーメントＳ、Ｕ、Ｃの和（Ｍ＝Ｓ＋Ｕ＋
Ｃ）である。又、Ｂは、図９に示す様に、上記各円筒こ
ろ６をスキューさせた場合に、これら各円筒ころ６端面
と鍔８の内側面とが当接する部分の長さ（ｍ）を、それ
ぞれ表している。
（８）式で表される、上記摺接点でのＱ・Ｖ値が大きく
なり、上記異常摩耗及び焼き付きが発生し易くなる。 Ｑ・Ｖ＝（Ｍ／Ｂ）・Ｖ −−−−−（８） 尚、この（８）式中、Ｑは、上記各円筒ころ６が図８〜
９に示す様にスキューし、これら各円筒ころ６の軸方向
両端面の外周縁部と上記各鍔８、８の内側面とが接触し
た場合に、接触点Ｇで発生する、互いに押し付け合う方
向の力（kgf ）を、Ｖは、この接触点Ｇでの、上記各円
筒ころ６の軸方向両端面外周縁部と上記各鍔８、８の内
側面との間の滑り速度（m/s ）を、それぞれ表してい
る。又、Ｍは、上記各円筒ころ６のスキュー角ψを小さ
くする方向に作用するスキューモメント（kgf・m ）で、
前述した各モーメントＳ、Ｕ、Ｃの和（Ｍ＝Ｓ＋Ｕ＋
Ｃ）である。又、Ｂは、図９に示す様に、上記各円筒こ
ろ６をスキューさせた場合に、これら各円筒ころ６端面
と鍔８の内側面とが当接する部分の長さ（ｍ）を、それ
ぞれ表している。
【００２８】この様な前提で、本発明者は、上記Ｑ・Ｖ
値が上記各円筒ころ６の軸方向端面及び上記各鍔８、８
の内側面の摩耗に及ぼす影響に就いて知る為の実験を行
なった。この結果、上記Ｑ・Ｖ値が６０kgf・m/s 以下
（Ｑ・Ｖ≦６０kgf・m/s ）であれば、上記各円筒ころ６
の軸方向両端面及び上記各鍔８、８の内側面に異常摩耗
や焼き付きが発生しない事が分った。そこで、上記各モ
ーメントＳ、Ｕ、Ｃ同士の関係で本発明の範囲を、Ｓ≧
Ｕ＋Ｃで、且つ、これら各モーメントの和（Ｓ＋Ｕ＋
Ｃ）によって発生するＱ・Ｖ値の上限を６０kgf・m/s と
した。
値が上記各円筒ころ６の軸方向端面及び上記各鍔８、８
の内側面の摩耗に及ぼす影響に就いて知る為の実験を行
なった。この結果、上記Ｑ・Ｖ値が６０kgf・m/s 以下
（Ｑ・Ｖ≦６０kgf・m/s ）であれば、上記各円筒ころ６
の軸方向両端面及び上記各鍔８、８の内側面に異常摩耗
や焼き付きが発生しない事が分った。そこで、上記各モ
ーメントＳ、Ｕ、Ｃ同士の関係で本発明の範囲を、Ｓ≧
Ｕ＋Ｃで、且つ、これら各モーメントの和（Ｓ＋Ｕ＋
Ｃ）によって発生するＱ・Ｖ値の上限を６０kgf・m/s と
した。
【００２９】図１１は、これら２通りの要件を満たす、
本発明の範囲を、斜格子で示している。この図１１の横
軸は、上記Ｑ・Ｖ値のうち、上記ジャイロモーメントＳ
により生じる部分を、同じく縦軸は、このＱ・Ｖ値のう
ち、それぞれ上記各モーメントＵとＣとの和（Ｕ＋Ｃ）
により生じる部分を、それぞれ表している。
本発明の範囲を、斜格子で示している。この図１１の横
軸は、上記Ｑ・Ｖ値のうち、上記ジャイロモーメントＳ
により生じる部分を、同じく縦軸は、このＱ・Ｖ値のう
ち、それぞれ上記各モーメントＵとＣとの和（Ｕ＋Ｃ）
により生じる部分を、それぞれ表している。
【００３０】尚、上記図１１で、斜格子で示した本発明
の範囲から外れる部分のうち、斜線で示した、（Ｕ＋
Ｃ）＞Ｓなる領域では、図１０（Ａ）に斜線で示した様
に、上記各円筒ころ６の端面が偏心摩耗する。即ち、
（Ｕ＋Ｃ）＞Ｓなる領域では、円筒ころ軸受１の運転に
伴って、上記各円筒ころ６が不安定な運動をするので、
これら各円筒ころ６の軸方向端面が、偏心摩耗する。こ
れに対して、上記図１１に梨地模様で示した、Ｓ≧Ｕ＋
ＣであるがＱ・Ｖ＞６０kgf・m/s なる領域では、上記円
筒ころ軸受１の運転に伴う上記各円筒ころ６の運動が安
定するので、これら各円筒ころ６の軸方向端面が、図１
０（Ｂ）に斜線で示す様に同心円状に摩耗する。但し、
同心円状に摩耗するにしても、Ｑ・Ｖ＞６０kgf・m/s で
ある限り、摩耗量は多くなり、焼き付きが発生する可能
性もある。
の範囲から外れる部分のうち、斜線で示した、（Ｕ＋
Ｃ）＞Ｓなる領域では、図１０（Ａ）に斜線で示した様
に、上記各円筒ころ６の端面が偏心摩耗する。即ち、
（Ｕ＋Ｃ）＞Ｓなる領域では、円筒ころ軸受１の運転に
伴って、上記各円筒ころ６が不安定な運動をするので、
これら各円筒ころ６の軸方向端面が、偏心摩耗する。こ
れに対して、上記図１１に梨地模様で示した、Ｓ≧Ｕ＋
ＣであるがＱ・Ｖ＞６０kgf・m/s なる領域では、上記円
筒ころ軸受１の運転に伴う上記各円筒ころ６の運動が安
定するので、これら各円筒ころ６の軸方向端面が、図１
０（Ｂ）に斜線で示す様に同心円状に摩耗する。但し、
同心円状に摩耗するにしても、Ｑ・Ｖ＞６０kgf・m/s で
ある限り、摩耗量は多くなり、焼き付きが発生する可能
性もある。
【００３１】本発明は、上記図１１の斜格子で示した領
域、即ち、Ｓ≧Ｕ＋Ｃで、且つＱ・Ｖ≦６０kgf・m/s と
する事により、上記円筒ころ軸受１の運転に伴う上記各
円筒ころ６の運動を安定させ、且つ、摩耗を抑えて焼き
付きの危険性を低くするものである。この様な、２つの
条件（Ｓ≧Ｕ＋Ｃ、Ｑ・Ｖ≦６０kgf・m/s ）を何れも満
たす円筒ころ軸受１としては、例えば、転動面の直径
（外径）Ｄよりも軸方向寸法Ｌが小さい（Ｌ／Ｄ＜
１）、所謂短寸ころを使用する事が考えられる。
域、即ち、Ｓ≧Ｕ＋Ｃで、且つＱ・Ｖ≦６０kgf・m/s と
する事により、上記円筒ころ軸受１の運転に伴う上記各
円筒ころ６の運動を安定させ、且つ、摩耗を抑えて焼き
付きの危険性を低くするものである。この様な、２つの
条件（Ｓ≧Ｕ＋Ｃ、Ｑ・Ｖ≦６０kgf・m/s ）を何れも満
たす円筒ころ軸受１としては、例えば、転動面の直径
（外径）Ｄよりも軸方向寸法Ｌが小さい（Ｌ／Ｄ＜
１）、所謂短寸ころを使用する事が考えられる。
【００３２】
【実施例】次に、本発明の効果を確認する為に行なった
実験に就いて説明する。実験は、図１２（Ａ）に示す様
な、転動面の直径（外径）Ｄと軸方向寸法Ｌと（Ｄ、Ｌ
に関しては図５参照）が等しい（Ｌ／Ｄ＝１）、円筒こ
ろ６ａとして所謂等長等径ころを使用し、本発明の範囲
からは外れた円筒ころ軸受１ａと、図１２（Ｂ）に示す
様な、転動面の直径（外径）Ｄよりも軸方向寸法Ｌが小
さい（Ｌ／Ｄ＜１）、円筒ころ６ｂとして所謂短寸ころ
を使用し、本発明の範囲に含まれる円筒ころ軸受１ｂと
を使用して行なった。尚、使用した円筒ころ軸受１ａ、
１ｂは、呼び番号がＮ１０１４に準ずるもので、外径が
１１０mm、内径が７０mm、幅が２０mmである。又、円筒
ころの数は何れも１８個とした。この様な各円筒ころ軸
受１ａ、１ｂを、それぞれ微量潤滑（オイルエア潤滑）
の下で内輪３を回転させ、焼き付きに至る回転数を測定
した。その結果を図１３に示す。
実験に就いて説明する。実験は、図１２（Ａ）に示す様
な、転動面の直径（外径）Ｄと軸方向寸法Ｌと（Ｄ、Ｌ
に関しては図５参照）が等しい（Ｌ／Ｄ＝１）、円筒こ
ろ６ａとして所謂等長等径ころを使用し、本発明の範囲
からは外れた円筒ころ軸受１ａと、図１２（Ｂ）に示す
様な、転動面の直径（外径）Ｄよりも軸方向寸法Ｌが小
さい（Ｌ／Ｄ＜１）、円筒ころ６ｂとして所謂短寸ころ
を使用し、本発明の範囲に含まれる円筒ころ軸受１ｂと
を使用して行なった。尚、使用した円筒ころ軸受１ａ、
１ｂは、呼び番号がＮ１０１４に準ずるもので、外径が
１１０mm、内径が７０mm、幅が２０mmである。又、円筒
ころの数は何れも１８個とした。この様な各円筒ころ軸
受１ａ、１ｂを、それぞれ微量潤滑（オイルエア潤滑）
の下で内輪３を回転させ、焼き付きに至る回転数を測定
した。その結果を図１３に示す。
【００３３】実験結果を示す図１３中、◇印は、特開平
１１−６５２６号公報に記載されている如き浸炭窒化鋼
製の等長等径ころを使用した場合の、□印は、この浸炭
窒化鋼製の短寸ころを使用した場合の、それぞれ実験結
果を示している。この実験から明らかな様に、短寸ころ
を使用すれば、外輪温度上昇が小さく、耐焼付性が向上
する。
１１−６５２６号公報に記載されている如き浸炭窒化鋼
製の等長等径ころを使用した場合の、□印は、この浸炭
窒化鋼製の短寸ころを使用した場合の、それぞれ実験結
果を示している。この実験から明らかな様に、短寸ころ
を使用すれば、外輪温度上昇が小さく、耐焼付性が向上
する。
【００３４】尚、円筒ころ軸受１に設ける１対の鍔８、
８の互いに対向する内側面を、これら両内側面同士の間
隔が直径方向外方に向かう程大きくなる方向に傾斜さ
せ、各円筒ころ６がスキューしてこれら各円筒ころ６の
端面外周縁部が上記各鍔８、８に当接した場合に、この
端面外周縁部が上記傾斜した内側面に当接する様にすれ
ば、油のくさび効果により摺接部に強固な油膜を形成す
る事が可能になる。この為、高速微量潤滑下でも、前述
した異常摩耗や焼き付きの発生をより有効に防止でき
る。
８の互いに対向する内側面を、これら両内側面同士の間
隔が直径方向外方に向かう程大きくなる方向に傾斜さ
せ、各円筒ころ６がスキューしてこれら各円筒ころ６の
端面外周縁部が上記各鍔８、８に当接した場合に、この
端面外周縁部が上記傾斜した内側面に当接する様にすれ
ば、油のくさび効果により摺接部に強固な油膜を形成す
る事が可能になる。この為、高速微量潤滑下でも、前述
した異常摩耗や焼き付きの発生をより有効に防止でき
る。
【００３５】最後に、上述した様な本発明の円筒ころ軸
受（Ｓ≧Ｕ＋Ｃ、且つ、Ｑ・Ｖ≦６０kgf・m/s なる条件
を満たす円筒ころ軸受）は、この円筒ころ軸受を構成す
る各部の寸法やこの円筒ころ軸受の運転条件等を、例え
ば、以下の様に規制する事により実施できる。 円筒ころの外径Ｄ（mm）×軸方向寸法Ｌ（mm） ： φ９×９ 円筒ころの軸方向両端面と両鍔の内側面との間 に存在する隙間の大きさ ： 約０．０４（mm） 内輪軌道又は外輪軌道からの鍔の高さｈ（図１） ： ２．６（mm） 鉛直面に対する鍔（外開き）の内側面の傾斜角度 ： 約４０（分） 円筒ころのアンバランス（ＩU ） ： ２０（mg・mm2）以下 円筒ころの軸方向端面の直角度 ： ０．００３（mm）以下 円筒ころ軸受の運転条件 ： ３００００（r.p.m.）以下
受（Ｓ≧Ｕ＋Ｃ、且つ、Ｑ・Ｖ≦６０kgf・m/s なる条件
を満たす円筒ころ軸受）は、この円筒ころ軸受を構成す
る各部の寸法やこの円筒ころ軸受の運転条件等を、例え
ば、以下の様に規制する事により実施できる。 円筒ころの外径Ｄ（mm）×軸方向寸法Ｌ（mm） ： φ９×９ 円筒ころの軸方向両端面と両鍔の内側面との間 に存在する隙間の大きさ ： 約０．０４（mm） 内輪軌道又は外輪軌道からの鍔の高さｈ（図１） ： ２．６（mm） 鉛直面に対する鍔（外開き）の内側面の傾斜角度 ： 約４０（分） 円筒ころのアンバランス（ＩU ） ： ２０（mg・mm2）以下 円筒ころの軸方向端面の直角度 ： ０．００３（mm）以下 円筒ころ軸受の運転条件 ： ３００００（r.p.m.）以下
【００３６】
【発明の効果】本発明の円筒ころ軸受は、以上に述べた
通り構成され作用する為、円筒ころ端面並びに鍔内側面
の摩耗防止並びに焼き付き防止を図って、円筒ころ軸受
を組み込んだ各種機械装置の耐久性、信頼性を向上させ
る事ができる。
通り構成され作用する為、円筒ころ端面並びに鍔内側面
の摩耗防止並びに焼き付き防止を図って、円筒ころ軸受
を組み込んだ各種機械装置の耐久性、信頼性を向上させ
る事ができる。
【図１】本発明の対象となる円筒ころ軸受の１例を示す
部分断面図。
部分断面図。
【図２】円筒ころ軸受の運転時に円筒ころに加わるジャ
イロモーメントを説明する為の模式図。
イロモーメントを説明する為の模式図。
【図３】円筒ころの慣性モーメントを説明する為の略
図。
図。
【図４】円筒ころがスキューした場合にジャイロモーメ
ントがスキュー角を大きくしようとする向きに作用する
範囲を示すグラフ。
ントがスキュー角を大きくしようとする向きに作用する
範囲を示すグラフ。
【図５】円筒ころの動的不釣り合いを説明する為の略
図。
図。
【図６】円筒ころに加わるジャイロモーメントとこの円
筒ころのスキュー角の変動に伴って発生するモーメント
との関係を示すグラフ。
筒ころのスキュー角の変動に伴って発生するモーメント
との関係を示すグラフ。
【図７】円筒ころがスキューした状態を示す部分断面
図。
図。
【図８】図７の上方から見た図。
【図９】図７の側方から見た図。
【図１０】円筒ころの端面の摩耗状態の２例を示す端面
図。
図。
【図１１】本発明の範囲を示す為のグラフ。
【図１２】本発明の効果を確認する為に行なった実験に
使用した円筒ころ軸受の２例を示す部分断面図。
使用した円筒ころ軸受の２例を示す部分断面図。
【図１３】本発明の効果を確認する為に行なった実験の
結果を示すグラフ。
結果を示すグラフ。
１、１ａ、１ｂ 円筒ころ軸受 ２ 内輪軌道 ３ 内輪 ４ 外輪軌道 ５ 外輪 ６、６ａ、６ｂ 円筒ころ ７ 保持器 ８ 鍔 ９ 転動面 １０ 端面 １１ 面取り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−106719（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−12119（ＪＰ，Ａ) 特開2000−170753（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−72153（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−26132（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 19/00 - 19/56 F16C 33/30 - 33/66
Claims (2)
- 【請求項１】 外周面に円筒形の内輪軌道を有する内輪
と、内周面に円筒形の外輪軌道を有する外輪と、上記内
輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個
の円筒ころと、上記内輪軌道と外輪軌道とのうちの一方
の軌道の両側に、これら各円筒ころの長さ寸法よりも僅
かに大きな間隔をあけて設けられた１対の鍔とを備え、
上記外輪を静止させ、上記内輪を回転させる状態で使用
される円筒ころ軸受に於いて、 上記各円筒ころの自転軸Ｘ回りの慣性モーメントをＩX
とし、これら各円筒ころの中心点でこれら各円筒ころの
自転軸Ｘに対し直交するＺ軸回りの慣性モーメントをＩ
Z とし、これら各円筒ころの公転角速度をωC とし、こ
れら各円筒ころの自転角速度をωB とし、これら各円筒
ころのスキュー角をψとし、これら各円筒ころが１回自
転する間のスキュー角の変動を△ψとし、これら各円筒
ころの動的不釣り合いにより発生する、これら各円筒こ
ろの中心点でこれら各円筒ころの自転軸に対し直交する
軸回りのモーメントをＩU とした場合に、 Ｓ＝ＩX ・ωC ・ωB ・ sinψ−（ＩX −ＩZ ）・ωC 2
・ sinψ・ cosψ で表されるジャイロモーメントＳを、 Ｕ＝ＩU ・ωB 2 で表される、各円筒ころの動的不釣り合いにより発生す
る、上記Ｚ軸回りのモーメントの最大値Ｕと、 Ｃ＝ＩZ ・△ψ・ωB 2 で表される、各円筒ころがスキューする事によりこれら
各円筒ころの端面と上記各鍔の内側面とが摺接しつつこ
れら各円筒ころが自転する場合に、これら各円筒ころの
スキュー角の変動に伴って発生するモーメントの最大値
Ｃとの和以上とすると共に、上記各円筒ころがスキュー
してこれら各円筒ころの端面と上記各鍔の内側面とが摺
接した状態で、上記各モーメントＳ、Ｕ、Ｃに基づいて
摺接点でこれら各円筒ころの端面と上記各鍔の内側面と
を互いに押し付け合う方向に作用する力Ｑと、上記摺接
点での滑り速度Ｖとの積Ｑ・Ｖを、６０kgf・m/s 以下と
した事を特徴とする円筒ころ軸受。 - 【請求項２】 １対の鍔の互いに対向する内側面が、こ
れら両内側面同士の間隔がこれら各鍔の直径方向に関す
る先端側に向かう程大きくなる方向に傾斜しており、各
円筒ころがスキューしてこれら各円筒ころの端面外周縁
部が上記各鍔に当接した場合に、この端面外周縁部が上
記傾斜した内側面で且つ上記各鍔の先端縁よりも基端に
寄った部分に当接する、請求項１に記載した円筒ころ軸
受。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25835599A JP3289711B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 円筒ころ軸受 |
| GB0022159A GB2355770B (en) | 1999-09-13 | 2000-09-11 | Cylindrical roller bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25835599A JP3289711B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 円筒ころ軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001082464A JP2001082464A (ja) | 2001-03-27 |
| JP3289711B2 true JP3289711B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=17319090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25835599A Expired - Lifetime JP3289711B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 円筒ころ軸受 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289711B2 (ja) |
| GB (1) | GB2355770B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2008002659A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Ntn Corp | 高速回転用単列円筒ころ軸受 |
| JP5654798B2 (ja) * | 2010-07-30 | 2015-01-14 | 住友重機械工業株式会社 | ローラのリテーナ及び揺動内接噛合型の歯車装置 |
| KR20170092611A (ko) * | 2015-01-08 | 2017-08-11 | 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 | 파동발생기 및 파동기어장치 |
| CN113530678B (zh) * | 2021-06-14 | 2022-05-06 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种双转子航空发动机中介轴承偏斜角确定及控制方法 |
-
1999
- 1999-09-13 JP JP25835599A patent/JP3289711B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-09-11 GB GB0022159A patent/GB2355770B/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB0022159D0 (en) | 2000-10-25 |
| GB2355770A (en) | 2001-05-02 |
| JP2001082464A (ja) | 2001-03-27 |
| GB2355770B (en) | 2002-01-16 |
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