圆锥滚子轴承和轨道圈的制作方法

未命名 08-06 阅读:86 评论:0


1.本发明涉及一种圆锥滚子轴承和轨道圈。


背景技术:

2.在日本特开第2016-196944号公报中公开了一种圆锥滚子轴承,该圆锥滚子轴承仅在外圈轨道面的大径侧端部设置有沿内径方向突出的凸缘部。凸缘部具有相对于外圈轨道面的大径侧端部配置在径向的内侧的凸缘面和相对于凸缘面的小径侧端部配置在上述径向的外侧的凸缘背面。
3.但是,本发明人们通过研究的结果确认了,日本特开第2016-196944号公报所记载的圆锥滚子轴承在对轴承旋转时的振动进行抑制的方面存在改善的余地。


技术实现要素:

4.本发明的主要目的在于提供一种旋转时的振动被抑制的圆锥滚子轴承。
5.本发明的一实施方式的圆锥滚子轴承包括具有外圈轨道面的外圈和具有与外圈轨道面接触的滚动面的圆锥滚子。外圈轨道面相对于外圈的中心轴所成的角度为35
°
以上。在外圈形成有凸缘部,凸缘部比外圈轨道面的大径侧端部更向径向的内侧突出。凸缘部具有与圆锥滚子的大端面接触的凸缘面和配置在比凸缘面的小径侧端部更靠径向的外侧的位置的凸缘背面。凸缘面的表面粗糙度ra为0.32μm以下。凸缘背面的表面粗糙度ra为3.20μm以下。
6.在上述圆锥滚子轴承中,优选的是,凸缘面的表面粗糙度ra大于0.15μm,将凸缘面的表面粗糙度ra除以凸缘背面的表面粗糙度ra而得到的比率为0.20以上2.13以下。
7.在上述圆锥滚子轴承中,优选的是,凸缘面的表面粗糙度ra为0.15μm以下,将凸缘面的表面粗糙度ra除以凸缘背面的表面粗糙度ra而得到的比率为0.09以上1.00以下。
8.本发明的另一实施方式的圆锥滚子轴承包括具有外圈轨道面的外圈和具有与外圈轨道面接触的滚动面的圆锥滚子。外圈轨道面相对于外圈的中心轴所成的角度为35
°
以上。在外圈形成有凸缘部,凸缘部比外圈轨道面的大径侧端部更向径向的内侧突出。凸缘部具有与圆锥滚子的大端面接触的凸缘面和配置在比凸缘面的小径侧端部更靠径向的外侧的位置的凸缘背面。凸缘面的表面粗糙度ra为0.50μm以下。凸缘背面的表面粗糙度ra为2.50μm以下。
9.在上述圆锥滚子轴承中,将凸缘面的表面粗糙度ra除以凸缘背面的表面粗糙度ra而得到的比率为0.31以上3.33以下。本发明的上述以及其他目的、特征、局面以及优点将根据和附图相关联来理解的与本发明相关的下述详细说明而明确。
附图说明
10.图1是表示本实施方式的圆锥滚子轴承的局部剖视图。
图2是用于说明在本实施方式的圆锥滚子轴承的制造方法中,在将保持器和多个圆锥滚子的一体物装配到外圈的工序中实现的第一状态的局部剖视图。图3是用于说明在本实施方式的圆锥滚子轴承的制造方法中,在将保持器和多个圆锥滚子的一体物装配到外圈的工序中在图2所示的第一状态后实现的第二状态的局部剖视图。图4是用于说明在本实施方式的圆锥滚子轴承的制造方法中,在将保持器和多个圆锥滚子的一体物装配到外圈的工序中在图3所示的第二状态后实现的第三状态的局部剖视图。图5是外圈20的剖视图。图6是具有外圈20的滚动轴承100的剖视图。图7是表示外圈20的制造方法的工序图。图8是圆锥滚子轴承100a的剖视图。图9是圆锥滚子80的侧视图。
具体实施方式
11.以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下,将本实施方式的圆锥滚子轴承的沿着外圈的中心轴的方向简称为轴向,将相对于该中心轴的径向简称为径向,将相对于该中心轴的周向简称为周向。
12.(实施方式一)<圆锥滚子轴承的结构>如图1所示,本实施方式一的圆锥滚子轴承11包括外圈12、内圈13、多个圆锥滚子14和保持器15。
13.外圈12在内周面具有外圈轨道面12a。内圈13在外周面具有内圈轨道面13a。
14.多个圆锥滚子14中的每一个沿周向排列配置。多个圆锥滚子14中的每一个具有滚动面14a和大端面14b。多个圆锥滚子14中的每一个的滚动面14a分别与外圈轨道面12a和内圈轨道面13a接触。多个圆锥滚子14中的每一个的大端面14b与后述的外圈12的凸缘面12d接触。多个圆锥滚子14中的每一个以在周向上相邻的两个圆锥滚子14的间隔处于一定范围内的方式由保持器15保持。
15.在保持器15形成有用于收纳并保持多个圆锥滚子14中的每一个的多个兜孔。在保持器15的各兜孔形成有从各兜孔的内周面向兜孔的内侧突出的爪15d(参照图2)。在保持器15的大径侧形成有避免与外圈12的凸缘部12b之间产生干扰的切口部15e。
16.以下,对外圈12的详细结构进行说明。
17.外圈轨道面12a相对于外圈12的中心轴倾斜。外圈轨道面12a相对于外圈12中心轴所成的角度α(接触角)为35
°
以上。在图1中,虚线c1表示与外圈12的中心轴平行地延伸的假想直线。
18.在外圈12形成有比外圈轨道面12a的大径侧端部12al更向径向的内侧突出的凸缘部12b。在圆锥滚子轴承11中,仅在外圈12的大径侧形成有凸缘部12b,在内圈13没有形成凸缘部。凸缘部12b具有:在径向上位于最内侧的顶部12c;在轴向上相对于顶部12c配置在外圈轨道面12a侧的凸缘面12d;以及在轴向上相对于顶部12c配置在与凸缘面12d相反的一侧
的凸缘背面12e。
19.凸缘面12d与圆锥滚子14的大端面14b接触。凸缘面12d相对于外圈12的中心轴倾斜。凸缘面12d具有小径侧端部12ds和大径侧端部12dl。大径侧端部12dl例如经由磨削颈缩部(日文:研削
ぬすみ
部)与外圈轨道面12a的大径侧端部12al在轴向上相连。凸缘面12d的小径侧端部12ds在轴向上相对于凸缘面12d的大径侧端部12dl配置在与外圈轨道面12a的大径侧端部12al相反的一侧。
20.凸缘背面12e不与圆锥滚子14的大端面14b接触。凸缘背面12e在轴向上相对于凸缘面12d配置在与外圈轨道面12a相反的一侧。凸缘背面12e相对于外圈12的中心轴倾斜。凸缘背面12e具有小径侧端部12es和大径侧端部12el。小径侧端部12es例如经由倒角部与凸缘面12d的小径侧端部12ds在轴向上相连。凸缘背面12e的大径侧端部12el在轴向上相对于凸缘背面12e的小径侧端部12es配置在与外圈轨道面12a相反的一侧。凸缘背面12e相对于外圈12的中心轴所成的角度β例如为35
°
以上60
°
以下。在图1中,虚线c2表示与外圈12的中心轴平行地延伸的假想直线。
21.凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.32μm以下。“表面粗糙度ra”是jisb0601(2001年版)中定义的算术平均粗糙度ra。凸缘面12d的表面粗糙度ra例如为0.15μm以上。另外,凸缘面12d的表面粗糙度ra也可以小于0.15μm。
22.凸缘背面12e的表面粗糙度ra为3.20μm以下。优选的是,凸缘背面12e的表面粗糙度ra为2.50μm以下。更优选的是,凸缘背面12e的表面粗糙度ra为1.60μm以下。凸缘背面12e的表面粗糙度ra例如为0.15μm以上。另外,凸缘背面12e的表面粗糙度ra也可以小于0.15μm。
23.在凸缘面12d的表面粗糙度ra大于0.15μm且为0.32μm以下的情况下,优选的是,将凸缘面12d的表面粗糙度ra除以凸缘背面12e的表面粗糙度ra而得到的比率为0.20以上。更优选的是,上述比率为2.13以下。
24.在凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.15μm以下的情况下,优选的是,将凸缘面12d的表面粗糙度ra除以凸缘背面12e的表面粗糙度ra而得到的比率为0.09以上。更优选的是,上述比率为1.00以下。
25.外圈轨道面12a、滚动面14a和大端面14b各自的表面粗糙度ra例如为凸缘面12d的表面粗糙度ra以下。外圈轨道面12a的表面粗糙度ra例如为0.32μm以下。滚动面14a的表面粗糙度ra例如为0.32μm以下。大端面14b的表面粗糙度ra例如为0.32μm以下。
26.在圆锥滚子轴承11中,内圈13、多个圆锥滚子14和保持器15各自的结构不限于图1~图4所示的结构。
27.<圆锥滚子轴承的制造方法>圆锥滚子轴承11的制造方法包括:准备加工对象构件的工序(以下,称为准备工序);对在准备工序中准备的加工对象构件进行热处理的工序(以下,称为热处理工序);对在热处理工序中实施了热处理的加工对象构件实施精加工的工序(以下,称为精加工工序);以及对在精加工工序中形成的外圈12、内圈13及多个圆锥滚子14进行组装的工序(以下,称为组装工序)。
28.在准备工序中,通过实施热处理工序和精加工工序,准备成为外圈12、内圈13或多个圆锥滚子14的加工对象构件。构成加工对象构件的材料是钢。
29.热处理工序具有加热工序、冷却工序和回火工序。在加热工序中,加工对象构件在a1临界点以上的温度下保持规定时间。在加热工序之后,进行冷却工序。在冷却工序中,加工对象构件冷却至ms临界点以下的温度。回火工序在冷却工序之后进行。在回火工序中,加工对象构件在低于a1临界点的温度下保持规定时间。
30.在精加工工序中,作为精加工,对加工对象构件进行磨削、研磨和清洗。由此,形成外圈12、内圈13和多个圆锥滚子14。在用于将加工对象构件精加工为外圈12的精加工工序中,在加工对象构件中,分别对外圈12的待形成凸缘面12d的区域和应形成凸缘背面12e的区域进行研磨。研磨条件根据凸缘面12d和凸缘背面12e各自的表面粗糙度ra的设计值而设定。
31.在组装工序中,外圈12、内圈13和多个圆锥滚子14与保持器15一起组装。
32.具体而言,第一,多个圆锥滚子14中的每一个收纳在保持器15的兜孔中,多个圆锥滚子14和保持器15组装成一体物(以下,称为滚子-保持器组件)。
33.第二,将滚子-保持器组件装配到外圈12。此时,如图2所示,被设置成滚子-保持器组件的各圆锥滚子14的滚动面14a与外圈12的凸缘背面12e接触的状态。从该状态起,滚子-保持器组件沿轴向被进一步推向外圈12,从而使滚动面14a在凸缘背面12e上滑动,成为图3所示的状态。在图3所示的状态下,各圆锥滚子14的滚动面被推至保持器15的爪15d。从图3所示的状态开始,滚子-保持器组件沿轴向被进一步推向外圈12,从而如图4所示,滚子-保持器组件插入到外圈12中。这样,外圈12、多个圆锥滚子14和保持器15组装成一体物(以下,称为外圈-滚子-保持器组件)。
34.第三,将内圈13装配到外圈-滚子-保持器组件。通过以上方式,制造图1所示的圆锥滚子轴承11。
35.<圆锥滚子轴承的效果>本发明人们确认了,即使是通过上述精加工工序形成的外圈轨道面和滚动面各自的表面粗糙度ra为0.32μm以下的圆锥滚子轴承,在已固定外圈的状态下使内圈以2000rpm的旋转速度旋转时,圆锥滚子轴承有时也会振动,并且确认了上述振动也取决于外圈的凸缘面及凸缘背面各自的表面粗糙度ra。
36.具体而言,本发明人们确认了,在对凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.32μm以下且凸缘背面12e的表面粗糙度ra为3.20μm以下的圆锥滚子轴承11与凸缘面12d的表面粗糙度ra大于0.32μm且凸缘背面12e的表面粗糙度ra大于3.20μm的圆锥滚子轴承进行对比时,与后者相比,在前者中,上述振动能够得到抑制。详细情况在后文中描述。
37.更具体而言,在后述的评价试验中,确认了凸缘面12d的表面粗糙度ra越小,上述振动越小的倾向。在圆锥滚子轴承11中,由于外圈12的凸缘面12d与各圆锥滚子14的大端面14b接触,因此,可以认为,凸缘面12d的表面粗糙度ra的大小直接影响上述振动。
38.另一方面,在后述的评价试验中,确认了即使凸缘面12d的表面粗糙度ra小,在凸缘背面12e的表面粗糙度ra大的情况下,上述振动也比较大,如果凸缘背面12e的表面粗糙度ra不变小,则不能充分抑制上述振动。此外,本发明人们确认了,在上述振动比较大的圆锥滚子轴承的滚动面形成有损伤(凹凸)。对此,可以认为,在圆锥滚子轴承的制造方法的组装工序中将滚子-保持器组件装配到外圈时,由于滚动面在凸缘背面上滑动,因此,在凸缘背面的表面粗糙度大的情况下,由于上述滑动,在滚动面的表面会形成损伤,由此,上述振
动比较大。
39.此外,本发明人们确认了,与凸缘面12d的表面粗糙度ra大于0.32μm的圆锥滚子轴承相比,在凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.32μm以下的圆锥滚子轴承11中,耐烧结性较高。详细情况在后文中描述。
40.在圆锥滚子轴承11中,在凸缘面12d的表面粗糙度ra大于0.15μm且为0.32μm以下的情况下,优选的是,将凸缘面12d的表面粗糙度ra除以凸缘背面12e的表面粗糙度ra而得到的比率为0.20以上。在后述的评价试验中,确认了在上述比率小于0.20的圆锥滚子轴承中,在上述组装工序中将滚子-保持器组件装配到外圈时会产生钩卡,该装配的作业性(以下,称为装配性)较低。另一方面,确认了在上述比率为0.20以上的圆锥滚子轴承11中,在圆锥滚子轴承的制造方法的装配工序中将滚子-保持器组件装配到外圈时不会产生钩卡,装配性较高。即,在上述比率为0.20以上的圆锥滚子轴承11中,上述振动得到抑制,并且上述装配性得到改善。
41.另外,凸缘面12d的表面粗糙度ra大于0.15μm且为0.32μm以下的情况下,上述比率越大,凸缘背面12e的表面粗糙度ra越小。可以推测出,在上述比率大于2.13的情况下,相比凸缘背面12e的表面粗糙度ra,上述振动和上述装配性主要取决于凸缘面12d的表面粗糙度ra,仅通过减小凸缘背面12e的表面粗糙度ra,不易得到改善。即,就改善上述振动及上述装配性的观点而言,可以推测出,如果上述比率大于2.13,则成本效益会变低。
42.与此相对,可以推测出,如果凸缘面12d的表面粗糙度ra大于0.15μm且为0.32μm以下时的上述比率为2.13以下,则就改善上述振动及上述装配性的观点而言,成本效益会变高。
43.(实施方式二)<圆锥滚子轴承的结构>实施方式二的圆锥滚子轴承包括与实施方式一的圆锥滚子轴承11基本上相同的结构,并且起到相同的效果,不过,与圆锥滚子轴承11不同点在于,凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.50μm以下,凸缘背面12e的表面粗糙度ra为2.50μm。以下,主要对实施方式二的圆锥滚子轴承与实施方式一的圆锥滚子轴承11的不同点进行说明。
44.在实施方式二的圆锥滚子轴承中,凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.32μm以上0.50μm以下。
45.凸缘背面12e的表面粗糙度ra为2.50μm以下。优选的是,凸缘背面12e的表面粗糙度ra为1.60μm以下。第二表面粗糙度ra2例如为0.15μm以上。
46.优选的是,将凸缘面12d的表面粗糙度ra除以凸缘背面12e的表面粗糙度ra而得到的比率为0.31以上。更优选的是,上述比率为3.33以下。
47.(圆锥滚子轴承的制造方法)实施方式二的圆锥滚子轴承能够通过与实施方式一的圆锥滚子轴承11相同的制造方法制造。
48.<圆锥滚子轴承的效果>本发明人们确认了,在对凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.35μm以上0.50μm以下且凸缘背面12e的表面粗糙度ra为2.50μm以下的圆锥滚子轴承与凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.35μm以上0.50μm以下且凸缘背面12e的表面粗糙度ra大于2.50μm的圆锥滚子轴承进行
对比时,与后者相比,在前者中,上述振动能够得到抑制。
49.此外,本发明人们确认了,即使是凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.35μm以上0.50μm以下的圆锥滚子轴承,如果凸缘背面12e的表面粗糙度ra为2.50μm以下时,能够与圆锥滚子轴承11相同程度地抑制上述振动。详细情况在后文中描述。
50.在实施方式二的圆锥滚子轴承中,优选的是,将凸缘面12d的表面粗糙度ra除以凸缘背面12e的表面粗糙度ra而得到的比率为0.31以上。在后述的评价试验中,确认了在凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.35μm以上0.50μm以下且上述比率小于0.31的圆锥滚子轴承中,在上述组装工序中将滚子-保持器组件装配到外圈时会产生钩卡,该装配的作业性(以下,称为装配性)较低。另一方面,确认了在凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.35μm以上0.50μm以下且上述比率为0.31以上的圆锥滚子轴承中,在圆锥滚子轴承的制造方法的组装工序中将滚子-保持器组件装配到外圈时不会产生钩卡,装配性较高。即,在实施方式二的圆锥滚子轴承中,上述振动得到抑制,并且上述装配性得到改善。
51.此外,本发明人们确认了,与凸缘面12d的表面粗糙度ra大于0.50μm的圆锥滚子轴承相比,在凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.50μm以下的圆锥滚子轴承11中,耐烧结性较高。详细情况在后文中描述。
52.(圆锥滚子轴承的评价试验)以下,对圆锥滚子轴承的评价试验的结果进行说明。在本评价试验中,准备仅外圈的凸缘面和凸缘背面各自的表面粗糙度ra的组合彼此不同的多种(28种)试验品(圆锥滚子轴承),针对各试验品分别评价上述装配性、圆锥滚子的外观、振动性、凸缘的耐烧结性。
53.<试验品>各试验品的外圈的凸缘面的表面粗糙度ra被设为0.15μm、0.32μm、0.50μm和0.80μm中的任一个。各试验品的外圈的凸缘背面的表面粗糙度ra为0.15μm、0.32μm、0.80μm、1.60μm、2.50μm、3.20μm和6.30μm中的任一个。
54.<装配性的评价试验>为了评价各试验品的上述装配性,对将滚子-保持器组件装配到外圈的作业时有无钩卡及钩卡的程度进行了感官评价。按照图2至图4所示的步骤执行了装配作业。评价结果如表1所示。
55.【表1】
56.表1中的“装配性”栏所记载的“a”意味着没有感觉到钩卡,“b”意味着能够装配但感觉到钩卡,“c”意味着在上述作业中无法装配。
57.如表1所示,凸缘背面的表面粗糙度ra越小,本评价结果越良好。根据上述装配性
的评价结果,与凸缘背面的表面粗糙度ra相比,与凸缘面的表面粗糙度ra更强烈地相关。
58.无论凸缘面的表面粗糙度ra如何,凸缘背面的表面粗糙度ra为6.30μm的试验品的评价结果均为“c”。无论凸缘面的表面粗糙度ra如何,凸缘背面的表面粗糙度ra为2.50μm及3.20μm的试验品的评价结果均为“b”。无论凸缘面的表面粗糙度ra如何,凸缘背面的表面粗糙度ra为0.15μm、0.32μm、0.80μm和1.60μm的试验品的评价结果均为“a”。
59.<圆锥滚子外观的评价试验>用共焦点微分干涉显微镜以倍率200倍观察各试验品的圆锥滚子的滚动面,对损伤(凹凸)的有无及程度进行了评价。评价结果如上述表1所示。
60.表1中的“外观”栏所记载的“a”意味着没有确认到损伤,“b”意味着确认了微小的损伤,“c”意味着确认了比较大的损伤。更具体而言,“b”意味着损伤的最大宽度为0.1mm以下,“c”意味着损伤的最大宽度大于0.1mm。
61.如表1所示,确认了先前的评价试验的装配性的评价结果越高,本评价试验的外观的评价结果越良好。凸缘背面的表面粗糙度ra越小,圆锥滚子的滚动面的外观的评价结果越良好。根据圆锥滚子的滚动面的外观的评价结果,与凸缘的表面粗糙度ra相比,与凸缘面背面的表面粗糙度ra更强烈地相关。
62.无论凸缘面的表面粗糙度ra如何,凸缘背面的表面粗糙度ra为6.30μm的试验品的评价结果均为“c”。无论凸缘面的表面粗糙度ra如何,凸缘背面的表面粗糙度ra为2.50μm及3.20μm的试验品的评价结果均为“b”。无论凸缘面的表面粗糙度ra如何,凸缘背面的表面粗糙度ra为0.15μm、0.32μm、0.80μm和1.60μm的试验品的评价结果均为“a”。
63.<振动的评价试验>在本评价试验中,使用通过上述评价试验评价了装配性及外观的各试验品来评价了振动。具体而言,通过触感检查对在将各试验品的外圈固定于旋转试验机的状态下使内圈以2000rpm的旋转速度旋转时的振动的有无及振动的程度进行了评价。在触感检查中,多人(2人)的检查者分别接触与内圈嵌合的轴的外周面,并评价了振动。表1评价结果如上述表1所示。
64.表1中的“振动”栏所记载的“a”意味着各检查者未检测到振动,“b”意味着各检查者检测到微小的振动,“c”意味着各检查者检测到较大的振动。关于“b”和“c”的区别,若该振动按照在以中低速使用的工业机械中使用的圆锥滚子轴承所要求的规格而能被容许,则将各检查者判断的结果设为“b”,若该振动按照该规格而不能被容许,则将各检查者判断的结果设为“c”。
65.如表1所示,确认了凸缘背面的表面粗糙度ra越小,振动程度往往越小。
66.在凸缘面的表面粗糙度ra为0.80μm的各试验品中,在凸缘背面的表面粗糙度ra为3.20μm以上的试验品中确认了较大的振动,在凸缘背面的表面粗糙度ra为2.50μm的试验品中确认了微小的振动,但是在凸缘背面的表面粗糙度ra为1.60μm以下的各试验品中未检测到振动。
67.在凸缘面的粗糙度ra为0.50μm的各试验品中,在凸缘背面的表面粗糙度ra为3.20μm以上的试验品中确认了较大的振动,但是在凸缘背面的表面粗糙度ra为2.50μm以下的各试验品中未检测到振动。
68.在凸缘面的粗糙度ra为0.32μm的各试验品中,在凸缘背面的表面粗糙度ra为6.30
μm的试验品中确认了较大的振动,但是在凸缘背面的表面粗糙度ra为3.20μm以下的各试验品中未检测到振动。
69.关于上述结果,可以认为,旋转时的振动不仅受到旋转时与大端面接触的外圈的凸缘面的表面粗糙度ra的影响,还受到旋转时与外圈轨道面接触的滚动面上的凹凸的影响。此外,可以认为,圆锥滚子的滚动面上的凹凸是在圆锥滚子轴承的制造方法的组装工序中将滚子-保持器组件装配到外圈时由于滚动面在凸缘背面上滑动而形成的。其结果是,可以认为,凸缘背面的表面粗糙度ra越大,形成的上述凹凸越大,上述振动越大。实际上,本评价试验的结果与凸缘面的表面粗糙度ra和上述圆锥滚子的滚动面的外观评价试验的结果这两者相关。
70.基于上述评价试验的结果,实施方式一和实施方式二的各圆锥滚子轴承的凸缘面和凸缘背面各自的表面粗糙度的组合被设定在各数值范围内,因此,振动得到抑制。
71.<烧结性的评价试验>在本评价试验中,使用通过上述评价试验评价了振动性的各试验品来评价了凸缘面的耐烧结性。在试验中使用上述旋转试验机。试验条件为转速:2000rpm(max),负载载荷:29.4kn,润滑油:vg320,供油温度:室温,润滑条件:油浴。评价了各试验品的外圈的凸缘面与大端面之间的烧结的有无及程度。评价结果如上述表1所示。
72.表1中的“耐烧结性”栏所记载的“a”意味着没有确认到烧结,“b”意味着在微小的区域中确认到烧结,“c”意味着在较大的区域中确认到烧结。
73.如表1所示,确认了凸缘面的耐烧结性与凸缘面的表面粗糙度ra强烈相关。
74.对以上各评价试验的结果进行综合判断得到的综合判定结果与上述表1一并表示。如表1所示,将与旋转时的振动相关的上述评价结果为“c”的试验品的综合判定结果设为“c”。此外,将耐烧结性的评价结果为“c”的试验品的综合判定结果设为“c”。将与旋转时的振动相关的上述评价结果为“a”且耐烧结性、装配性和外观各自的评价结果为“b”的试验品的综合判定结果设为“b”。
75.将旋转时的振动、装配性和外观各自的评价结果为“a”且耐烧结性的评价结果为“b”的试验品的综合判定结果设为“a”。
76.将与旋转时的振动相关的上述评价结果为“a”及耐烧结性为“a”但装配性及外观为“b”的试验品的综合判定结果设为“aa”。
77.将旋转时的振动、凸缘面的耐烧结性、装配性及外观的全部评价结果全部为“a”的试验品的综合判定结果设为“aaa”。
78.根据上述评价试验的结果,确认了实施方式一的圆锥滚子轴承11具备与综合判定结果为“aa”或“aaa”的各试验品相同的结构,因此,不易产生旋转时的振动,并且也不易产生凸缘面的烧结。
79.此外,在实施方式一的圆锥滚子轴承11中,在凸缘面12d的表面粗糙度ra大于0.15μm且为0.32μm以下的情况下,通过将凸缘面12d的表面粗糙度ra除以凸缘背面12e的表面粗糙度ra而得到的比率设为0.20以上,使其具备与综合判定结果为“aaa”的各试验品相同的结构。另外,在圆锥滚子轴承11中,在凸缘面12d的表面粗糙度ra为0.15μm以下的情况下,通过将凸缘面12d的表面粗糙度ra除以凸缘背面12e的表面粗糙度ra而得到的比率设为0.09以上,使其具备与综合判定结果为“aaa”的各试验品相同的结构。即,通过上述评价试验,确
认了在这样的圆锥滚子轴承11中,不仅不易产生旋转时的振动及凸缘面的烧结,而且装配性较高,并且外观良好。
80.另外,由于实施方式二的圆锥滚子轴承具备与综合判定结果为“b”或“a”的各试验品相同的结构,因此,确认了不易产生旋转时的振动。
81.此外,在实施方式二的圆锥滚子轴承中,通过将凸缘面12d的表面粗糙度ra除以凸缘背面12e的表面粗糙度ra而得到的比率设为0.31以上3.33以下,使其具备与综合判定结果为“a”的各试验品相同的结构。其结果是,确认了在这样的圆锥滚子轴承中,不仅不易产生旋转时的振动,而且装配性较高,并且外观良好。
82.(实施方式三)实施方式三的轨道圈例如是圆锥滚子轴承的外圈20。实施方式三的轨道圈不限于外圈20,但是以下,将外圈20设为实施方式三的轨道圈的示例进行说明。
83.<外圈20的结构>以下,对外圈20的结构进行说明。
84.图5是外圈20的剖视图。图5示出了与外圈20的中心轴a平行且穿过中心轴a的外圈20的截面。将沿着中心轴a的方向设为轴向。将与轴向正交且穿过中心轴a的方向设为径向。将沿着以中心轴a为中心的圆周的方向设为周向。如图5所示,外圈20具有第一端面20a、第二端面20b、内径面20c和外径面20d。
85.第一端面20a和第二端面20b是轴向上的外圈20的端面。第二端面20b是轴向上的第一端面20a的相反面。内径面20c沿周向延伸。内径面20c朝向中心轴a侧。
86.内径面20c具有轨道面20ca。轨道面20ca是与未图示的滚动体(后述的圆锥滚子40)接触的内径面20c的部分。内径面20c沿周向延伸。内径面20c在与中心轴a平行且穿过中心轴a的截面视图中相对于轴向倾斜。更具体而言,轨道面20ca以与径向上的外径面20d之间的距离随着从第一端面20a侧朝向第二端面20b侧而变小的方式倾斜。
87.接触角θ是轨道面20ca与中心轴a所成的角度。优选的是,接触角θ为35
°
以上55
°
以下。从另一个观点而言,轨道面20ca为陡坡形。在位于轨道面20ca与第二端面20b之间的内径面20c的部分形成有凸缘部10e。凸缘部10e朝向径向上的内侧突出。
88.外径面20d沿周向延伸。外径面20d朝向与中心轴a相反的一侧。从另一个观点而言,外径面20d是径向上的内径面20c的相反面。外圈20在外径面20d处与未图示的外壳嵌合。
89.外圈20由进行了淬火和回火的钢形成。外圈20例如由进行了淬火和回火且在jis规格中规定的高碳铬轴承钢形成。但是,外圈20的构成材料不限于此。
90.将外圈20的内径设为内径d1。内径d1是在径向上夹着中心轴a彼此相对的内径面20c的两个部分之间的距离。内径d1在径向上夹着中心轴a彼此相对的内径面20c的两个部分之间的距离为最小的位置处进行测定。
91.将外圈20的外径设为外径d2。外径d2是在径向上夹着中心轴a彼此相对的外径面20d的两个部分之间的距离。外径d2在径向上夹着中心轴a彼此相对的外径面20d的两个部分之间的距离为最大的位置处进行测定。将外径d2除以内径d1而得到的值为1.1以下。将外径d2除以内径d1而得到的值大于1.0。另外,从外径d2减去内径d1后除以2而得到的值例如为8mm以上18mm以下。
92.将外圈20的壁厚设为壁厚t。壁厚t是径向上的内径面20c与外径面20d之间的距离。另外,壁厚t根据轴向上的位置而变化。更具体而言,随着从第一端面20a侧朝向第二端面20b侧,壁厚t暂时变小,之后再次变大。将壁厚t的轴向上的最大值除以壁厚t的轴向上的最小值而得到的值为2.0以上。优选的是,将壁厚t的轴向上的最大值除以壁厚t的轴向上的最小值而得到的值为3.0以上。
93.外圈20偏差量为外径d2的2
×
10-4
倍以下。外圈20的偏差量是沿周向测定壁厚t时的最大值与最小值之差。外圈20的偏差量是沿周向测定壁厚t并根据其最大值和最小值而计算出的。外圈20的偏差量在壁厚t为最小的轴向上的位置处进行测定。
94.将轨道面20ca的直径设为直径d3。直径d3是在径向上夹着中心轴a彼此相对的轨道面20ca的两个部分之间的距离。直径d3在轴向上的轨道面20ca的中央处进行测定。直径d3的最大值与直径d3的最小值之差(即,轨道面20ca的圆度)大于jis0级的上限值的1倍。轨道面20ca的圆度为jis0级的上限值的2倍以下。另外,jis0级的上限值在轨道面形成于内径面的情况(即,轨道圈为外圈的情况)下为轨道圈的外径的1
×
10-4
倍,在轨道圈形成于外径面的情况(即,轨道圈为内圈的情况)下为轨道圈的内径的1
×
10-4
倍。
95.将凸缘部10e的外圈20的内径设为内径d4。将外径d2除以内径d4而得到的值例如为1.05以下。
96.图6是具有外圈20的滚动轴承100的剖视图。图6示出了与中心轴a平行并且穿过中心轴a的滚动轴承100的截面。如图6所示,滚动轴承100除了具有外圈20之外,还具有内圈30、多个圆锥滚子40和保持器50。滚动轴承100例如是用于机器人或建筑机械的减速器的圆锥滚子轴承。
97.内圈30具有第一端面30a、第二端面30b、内径面30c和外径面30d。第一端面30a和第二端面30b是轴向上的内圈30的端面。第二端面30b是轴向上的第一端面30a的相反面。
98.内径面30c沿周向延伸。内径面30c朝向中心轴a侧。内圈30在内径面30c上与未图示的轴嵌合。外径面30d沿周向延伸。外径面30d朝向与中心轴a相反的一侧(即,是径向上的内径面30c的相反面)。
99.外径面30d具有轨道面30da。轨道面30da是与圆锥滚子40接触的外径面30d的部分。轨道面30da沿着周向。轨道面30da以与径向上的内径面30c之间的距离随着从第一端面30a侧朝向第二端面30b侧而变大的方式相对于轴向倾斜。内圈30以轨道面30da与轨道面20ca相对的方式配置在外圈20的径向的内侧。另外,在外径面30d没有形成凸缘部。
100.将内圈30的内径设为内径d5。内径d5是在径向上夹着中心轴a彼此相对的内径面30c的两个部分之间的距离。内径d5在径向上夹着中心轴a彼此相对的内径面30c的两个部分之间的距离为最小的位置处进行测定。将外径d2除以内径d5而得到的值例如为1.3以下。从外径d2减去内径d5后除以2而得到的值例如为20mm以上35mm以下。
101.多个圆锥滚子40在轨道面20ca与轨道面30da之间沿周向排列。圆锥滚子40的外周面与轨道面20ca及轨道面30da接触。圆锥滚子40在沿其中心轴的方向上具有大径端面和小径端面。圆锥滚子40的大径端面与凸缘部10e接触。保持器50以在周向上相邻的两个圆锥滚子40之间的间隔处于一定范围内的方式保持多个圆锥滚子40。
102.<外圈20的制造方法>以下,对外圈20的制造方法进行说明。
103.图7是表示外圈20的制造方法的工序图。如图7所示,外圈20的制造方法具有准备工序s1、淬火工序s2、回火工序s3和机械加工工序s4。
104.在准备工序s1中,准备加工对象构件。加工对象构件由与外圈20相同的钢形成。加工对象构件是环状的构件。淬火工序s2在准备工序s1之后进行。在淬火工序s2中,对加工对象构件进行淬火。更具体而言,淬火工序s2通过在构成加工对象构件的钢的a1临界点以上的温度下保持加热对象构件之后,冷却至构成加工对象构件的钢的ms临界点以下的温度来进行。
105.回火工序s3在淬火工序s2之后进行。在回火工序s3中,对加工对象构件进行回火。更具体而言,回火工序s3通过在低于构成加工对象构件的钢的a1临界点的温度下保持加工对象构件之后进行放冷来进行。在要制造将外径d2除以内径d1而得到的值为1.3以下的外圈20的情况下,有时,由于进行淬火工序s2及回火工序s3时的热历史,加工对象构件的形状会走样。另外,对加工对象构件进行的热处理不限于淬火工序s2和回火工序s3。
106.机械加工工序s4在回火工序s3之后进行。在机械加工工序s4中,在夹紧加工对象构件的基础上,对加工对象构件的表面进行机械加工(例如磨削、研磨等)。通过以上方式,制造图5所示的结构的外圈20。在机械加工完成并将外圈20从夹紧释放时,有时会发生轨道面20ca的圆度的走样。
107.<外圈20的效果>以下,对外圈20的效果进行说明。
108.如上所述,在外圈20中,将外径d2除以内径d1而得到的值为1.1以下。即,在外圈20中,壁厚t变小。另外,在外圈20中,在内径面20c形成有凸缘部10e,轨道面20ca为陡坡形(接触角θ为35
°
以上55
°
以下)。其结果是,在外圈20中,壁厚t的轴向上的最大值与最小值之差较大。因此,在外圈20中,在进行热处理之后以及进行机械加工之后,有时会发生形状的走样(特别是轨道面20ca中的圆度的走样)。更具体而言,直径d3的最大值与直径d3的最小值之差有时不能收敛在jis0级的范围内(超过jis0级的上限值)。
109.但是,根据本发明人们发现的见解,在直径d3的最大值与直径d3的最小值之差为jis0级的上限值的2倍以下的情况下,如果外圈20的偏差量为外径d2的2
×
10-4
倍以下,则在外圈20嵌合于外壳时,通过使外圈20的形状顺着外壳的形状,使直径d3的最大值与直径d3的最小值之差收敛在jis0级的范围内。因此,根据外圈20,即使在轨道面20ca的圆度因热处理或机械加工而走样的情况下,通过管理偏差量,也能够改善轨道面20ca的圆度。
110.<实施例>为了确认外圈20的效果,准备了多个样本。在这些样本中,改变了直径d3的最大值与直径d3的最小值之差和偏差量。将直径d3的最大值与直径d3的最小值之差超过jis0级的上限值的1倍且为2倍以下的情况设为条件1。将外圈的偏差量为外径d2的2
×
10-4
倍以下的情况设为条件2。在将这些样本紧固嵌合于外壳之后,再次测定直径d3的最大值与直径d3的最小值之差。嵌合样本的外壳的孔的圆度为jis规格中规定的it4,嵌合公差为jis规格中规定的m7。在这些样本中,将外径d2除以内径d1而得到的值设为1.09,将壁厚t的轴向上的最大值除以壁厚t的轴向上的最小值而得到的值设为4.0。
111.【表2】
112.表2中的“a”意味着在成为测定对象的全部样本嵌合于外壳之后的直径d3的最大值与直径d3的最小值之差为jis0级的上限以下。表2中的“b”意味着在成为测定对象的一部分样本嵌合于外壳之后的直径d3的最大值与直径d3的最小值之差超过jis0级的上限。表2中的“c”意味着在成为测定对象的全部样本嵌合于外壳之后的直径d3的最大值与直径d3的最小值之差超过jis0级的上限。
113.如表2所示,在满足条件1和条件2这两者的情况下,嵌合于外壳之后的直径d3的最大值与直径d3的最小值之差的评价为a。另一方面,在未满足条件1和条件2中的至少一方的情况下,嵌合于外壳之后的直径d3的最大值与直径d3的最小值之差的评价为b以下。
114.根据该比较,通过实验显而易见的是,即使在将外径d2除以内径d1而得到的值为1.1以下的情况下,如果满足条件1和条件2这两者,则在嵌入外壳时,以外圈20顺着外壳且轨道面20ca的圆度收敛在jis0级的范围内的方式得到改善。
115.(实施方式四)对实施方式四的圆锥滚子轴承进行说明。将实施方式四的圆锥滚子轴承设为圆锥滚子轴承。<圆锥滚子轴承100a的结构>以下,对圆锥滚子轴承的结构进行说明。
116.图8是圆锥滚子轴承100a的剖视图。图8示出了穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面。图9是圆锥滚子80的侧视图。如图8和图9所示,圆锥滚子轴承100a具有内圈60、外圈70、多个圆锥滚子80和保持器90。圆锥滚子轴承100a用于负载高力矩载荷的用途。但是,圆锥滚子轴承100a的用途不限于此。
117.将外圈70的中心轴设为中心轴a1。将沿着中心轴a1的方向设为轴向。将与轴向正交的方向设为径向。径向穿过中心轴a1。将沿着以中心轴a1为中心的圆周的方向设为周向。
118.内圈60呈环状。内圈60具有宽度面60a、宽度面60b、内径面60c和外径面60d。
119.宽度面60a和宽度面60b是内圈60的轴向上的端面。宽度面60a朝向轴向上的一侧(图8中的左侧)。宽度面60b朝向轴向上的另一侧(图8中的右侧)。即,宽度面60b是宽度面60a的轴向上的相反面。
120.内径面60c和外径面60d沿周向延伸。内径面60c朝向中心轴a1侧。外径面60d朝向与中心轴a1相反的一侧。即,外径面60d是径向上的内径面60c的相反面。内圈60在内径面60c处与轴(未图示)嵌合。
121.外径面60d具有轨道面60da。轨道面60da是与后述的外周面80c接触的外径面60d的部分。轨道面60da沿周向延伸。在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,轨道面60da以随着从宽度面60a侧朝向宽度面60b侧而与径向上的内径面60c的距离变大的方式倾斜。
122.外圈70呈环状。外圈70具有宽度面70a、宽度面70b、内径面70c和外径面70d。
123.宽度面70a和宽度面70b是外圈70的轴向上的端面。宽度面70a朝向轴向上的一侧(图8中的左侧)。宽度面70b朝向轴向上的另一侧(图8中的右侧)。即,宽度面70b是宽度面70a的轴向上的相反面。
124.内径面70c和外径面70d沿周向延伸。内径面70c朝向中心轴a1侧。外圈70以内径面70c与外径面60d空开间隔并相对的方式配置在内圈60的径向上的外侧。外径面70d朝向与中心轴a1相反的一侧。即,外径面70d是径向上的内径面70c的相反面。外圈70在外径面70d处与外壳(未图示)嵌合。
125.内径面70c具有轨道面70ca。轨道面70ca是与后述的外周面80c接触的内径面70c的部分。轨道面70ca沿周向延伸。在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,轨道面70ca以随着从宽度面70a侧朝向宽度面70b侧而与径向上的外径面70d的距离变大的方式倾斜。轨道面70ca与轨道面60da空开间隔并相对。
126.在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,将轨道面70ca与中心轴a1所成的角度设为接触角θ1。优选的是,接触角θ1为35
°
以上55
°
以下。
127.在内径面70c设置有凸缘部70e。凸缘部70e在轴向上位于轨道面70ca与宽度面70b之间。凸缘部70e朝向径向上的内侧突出。凸缘部70e具有顶点70f。凸缘部70e在顶点70f处最向径向上的内侧突出。
128.凸缘部70e具有凸缘面70g和凸缘背面70h。凸缘面70g与后述的端面80b接触。凸缘面70g的一端经由颈缩部70i与轨道面70ca相连。凸缘面70g的另一端与顶点70f相连。凸缘背面70h在一端处与顶点70f相连。凸缘背面70h在另一端处与宽度面70b相连。从另一个观点而言,凸缘面70g与凸缘背面70h的棱线成为顶点70f。
129.在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,凸缘面70g以随着从轨道面70ca侧朝向顶点70f侧而与径向上的外径面70d之间的距离变大的方式倾斜。在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,凸缘背面70h以随着从顶点70f侧朝向宽度面70b侧而与径向上的外径面之间的距离变小的方式倾斜。
130.优选的是,在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,凸缘背面70h与轨道面70ca大致平行。凸缘背面70h与轨道面70ca平行是指凸缘背面70h与轨道面70ca所成的角度为5
°
以下。从另一个观点而言,优选的是,在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,凸缘背面70h与中心轴a1所成的角度为接触角θ1
±5°

131.将轴向上的顶点70f与宽度面70b之间的距离设为宽度w1。在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,将凸缘面70g的延长线和轨道面70ca的延长线相交的交点设为假想交点70j。将轴向上的顶点70f与假想交点70j之间的距离设为宽度w2。宽度w1为宽度w2的0.6倍以上1.2倍以下。优选的是,宽度w1为宽度w2的0.8倍以上1.0倍以下。优选的是,宽度w2为后述的直径d的0.125倍以上0.25倍以下。
132.圆锥滚子80配置在外径面60d与内径面70c之间。更具体而言,圆锥滚子80配置在
轨道面60da与轨道面70ca之间。多个圆锥滚子80在周向上排列。将圆锥滚子80的中心轴设为中心轴a2。
133.圆锥滚子80具有端面80a、端面80b和外周面80c。端面80a和端面80b是中心轴a2的方向上的端面。端面80b是端面80a的相反面,与凸缘部70e(凸缘面70g)接触。将端面80b的延长面和外周面80c的延长面相交的交线设为假想交线80d。将假想交线80d所形成的圆的直径设为直径d。直径d大于端面80a的延长面和外周面80c的延长面相交的假想交线所形成的圆的直径。即,端面80b是圆锥滚子80的大径端面。另外,直径d可以视作圆锥滚子80的大径端面的直径。外周面80c由圆锥面构成。外周面80c在一端处与端面80a相连,在另一端处与端面80b相连。
134.保持器90配置在外径面60d与内径面70c之间。保持器90以相邻的两个圆锥滚子80之间的距离处于一定范围内的方式保持多个圆锥滚子80。保持器90具有外径面90a。外径面90a与内径面70c空开间隔并相对。
135.在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,保持器90的外径面90a优选为与凸缘背面70h大致平行。外径面90a与凸缘背面70h大致平行是指外径面90a与凸缘背面70h所成的角度为5
°
以下。
136.内圈60、外圈70和圆锥滚子80例如由进行淬火和回火的钢形成。该钢例如由jis规格中规定的高碳铬轴承钢形成,更具体而言,由suj2、suj3、suj4或suj5形成。用于内圈60、外圈70和圆锥滚子80的钢可以彼此相同,也可以彼此不同。保持器90例如由树脂材料形成。
137.<圆锥滚子轴承100a的组装方法>以下,对圆锥滚子轴承100a的组装方法进行说明。
138.在进行圆锥滚子轴承100a的组装时,第一,外圈70与外壳嵌合。该嵌合通过将夹具推至宽度面70b来进行。第二,将多个圆锥滚子80安装于保持器90。有时将安装有多个圆锥滚子80的保持器90称为滚子保持器组件。
139.第三,以使圆锥滚子80与轨道面70ca接触的方式,将滚子保持器组件安装于外圈70。第四,在嵌合有内圈60的基础上,以圆锥滚子80与轨道面60da接触的方式插入轴。通过以上方式,圆锥滚子轴承100a的组装完成。
140.<圆锥滚子轴承100a的效果>以下,对圆锥滚子轴承100a的效果进行说明。
141.在圆锥滚子轴承100a中,在凸缘部70e处会施加较大的力矩载荷。特别是在接触角为35
°
以上55
°
以下的情况下,该力矩载荷会特别大。因此,为了能够承受该力矩载荷,需要提高凸缘部70e的刚度。
142.为了提高凸缘部70e的刚性,增大宽度w1是有效的。但是,由于凸缘背面70h以随着从顶点70f侧朝向宽度面70b侧而与径向上的外径面之间的距离变小的方式倾斜,因此,如果宽度w1变得过大,则宽度面70b的径向上的宽度变得过小。如上所述,由于外圈70通过将夹具推至宽度面70b而嵌合于外壳,因此,如果宽度面70b的径向上的宽度变得过小,则外圈70的组装性会降低。
143.在圆锥滚子轴承100a中,由于宽度w1为宽度w2的0.6倍以上,因此,凸缘部70e的力矩刚度得到改善。另外,在圆锥滚子轴承100a中,由于宽度w1为宽度w2的1.2倍以下,因此,确保了宽度面70b的径向上的宽度,也确保了外圈70的组装性。这样,根据圆锥滚子轴承
100a,能够兼顾凸缘部70e的刚度和外圈70的组装性。在宽度w1为宽度w2的0.8倍以上1.0倍以下的情况下,改善了凸缘部70e的力矩刚度,并且也进一步改善了外圈70的组装性。
144.在穿过中心轴a1且与中心轴a1平行的截面视图中,凸缘面70g以随着从宽度面70a侧朝向宽度面70b侧而与外径面70d之间的距离变大的方式倾斜。因此,宽度w2越大,凸缘部70e越向径向上的内侧突出。即,宽度w2越大,插入滚子保持器组件越困难。另一方面,如果宽度w22过小,则凸缘部70e的强度有时会不足。因此,在宽度w2为直径d的0.125倍以上0.25倍以下的情况下,能够确保凸缘部70e的强度,并且能够确保滚子保持器组件的组装性。
145.在凸缘背面70h与外径面90a(轨道面70ca)大致平行的情况下,在将滚子保持器组件安装于外圈70时,能够抑制凸缘背面70h对外径面90a造成干扰。另外,在这种情况下,由于凸缘背面70h成为安装滚子保持器组件时的引导机构、即起到与引入倒角(日文:
リードインチャンファ
)相同的功能,因此,能够进一步改善滚子保持器组件的组装性。
146.<凸缘部70e的力矩刚度和外圈70的组装性的评价>以下,对使宽度w1相对于宽度w2的比率变化时的凸缘部70e的力矩刚度及外圈70的组装性的评价进行说明。在该评价时,准备样本1至样本6。
147.如表3所示,在样本1至样本6中,将宽度w1除以宽度w2而得到的值(宽度w1
÷
宽度w2)发生变化。更具体而言,在样本1中,将宽度w1除以宽度w2而得到的值设为0.4,在样本2中,将宽度w1除以宽度w2而得到的值设为0.6。在样本3中,将宽度w1除以宽度w2而得到的值设为0.8,在样本4中,将宽度w1除以宽度w2而得到的值设为1.0。在样本5中,将宽度w1除以宽度w2而得到的值设为1.2,在样本6中,将宽度w1除以宽度w2而得到的值设为1.4。
148.【表3】样本宽度w1
÷
宽度w2凸缘部70e的力矩刚度外圈70的组装性10.4ca20.6ba30.8aa41.0aa51.2ab61.4ac
149.通过刚度提高效果的程度来评价样本1至样本6的凸缘部70e的力矩刚度。凸缘部70e的力矩刚度在针对必要刚度具有充分的刚度提高效果的情况下设为“a”,在没有剩余但认可了刚度提高效果的情况下设为“b”,在没有刚度提高效果的情况下设为“c”。关于外圈70的组装性,在充分确保了组装所需的宽度面70b且组装性良好的情况下设为“a”,在宽度面70b没有剩余但能够组装的情况下设为“b”,在不能组装的情况下设为“c”。
150.如表3所示,在样本2至样本6中,凸缘部70e的力矩刚度的评价为b以上。即,在将宽度w1除以宽度w2而得到的值为0.6以上的情况下,凸缘部70e的力矩刚度的评价为b以上。另外,在样本1至样本5中,外圈70的组装性的评价为b以上。即,在将宽度w1除以宽度w2而得到的值为1.2以下的情况下,外圈70的组装性的评价为b以上。这样,通过将宽度w1除以宽度w2而得到的值设为0.6以上1.2以下,能够兼顾凸缘部70e的力矩刚度和外圈70的组装性。
151.如表3所示,在样本3至样本6中,凸缘部70e的力矩刚度的评价为a。即,在将宽度w1除以宽度w2而得到的值为0.8以上的情况下,凸缘部70e的力矩刚度的评价为a。在样本1至
样本4中,外圈70的组装性的评价为a。即,在将宽度w1除以宽度w2而得到的值为1.0以下的情况下,外圈70的组装性的评价为a。这样,通过将宽度w1除以宽度w2而得到的值设为0.8以上1.0以下,凸缘部70e的力矩刚度得到进一步改善,并且外圈70的组装性得到进一步改善。
152.<凸缘部70e的强度和滚子保持器组件的组装性的评价>以下,对使宽度w2相对于直径d的比率变化时的凸缘部70e的强度及滚子保持器组件的组装性的评价进行说明。在进行该评价时,准备样本7至样本11。
153.如表4所示,在样本7至样本11中,将宽度w2除以直径d而得到的值(宽度w2
÷
直径d)发生变化。更具体而言,在样本7中,将宽度w2除以直径d而得到的值设为0.1,在样本8中,将宽度w2除以直径d而得到的值设为0.125。在样本9中,将宽度w2除以直径d而得到的值设为0.167,在样本10中,将宽度w2除以直径d而得到的值设为0.25。在样本11中,将宽度w2除以直径d而得到的值设为0.5。
154.【表4】样本宽度w2
÷
直径d凸缘部70e的强度滚子保持器组件的组装性70.1ca80.125ba90.167aa100.25ab110.5ac
155.通过是否满足所需强度来评价样本7至样本11的凸缘部70e的强度。凸缘部70e的强度在充分满足所需强度的情况下设为“a”,在没有剩余但满足所需强度的情况下设为“b”,在不满足所需强度的情况下设为“c”。通过是否能够向外圈70插入来评价样本7至样本11的滚子保持器组件的组装性。滚子保持器组件的组装性在能够无阻力地向外圈70插入的情况下设为“a”,在虽然有少许阻力但仍能够向外圈70插入的情况下设为“b”,在不能够向外圈70插入的情况下设为“c”。
156.如表4所示,在样本8至样本11中,凸缘部70e的强度的评价为b以上。即,在将宽度w2除以直径d而得到的值为0.125以上的情况下,凸缘部70e的强度的评价为b以上。另外,在样本7至样本10中,滚子保持器组件的组装性的评价为b以上。即,在将宽度w2除以直径d而得到的值为0.25以下的情况下,滚子保持器组件的组装性的评价为b以上。这样,通过将宽度w1除以宽度w2而得到的值设为0.125以上0.25以下,能够兼顾凸缘部70e的强度和滚子保持器组件的组装性。
157.如上所述,对本发明的实施方式进行了说明,但是也可以对上述实施方式进行各种变形。另外,本发明的范围并不限定于上述实施方式。本发明的范围由权利要求书表示,包含了与权利要求书等同的意思及范围内的所有变更。应认为,虽然对本发明的实施方式进行了说明,但是本次公开的实施方式在所有点上均为例示,并不构成限制。本发明的范围是由权利要求书来表示的,意在包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。

技术特征:
1.一种圆锥滚子轴承,包括:外圈,所述外圈具有外圈轨道面;以及圆锥滚子,所述圆锥滚子具有与所述外圈轨道面接触的滚动面,所述外圈轨道面相对于所述外圈的中心轴所成的角度为35
°
以上,在所述外圈形成有凸缘部,所述凸缘部比所述外圈轨道面的大径侧端部更向径向的内侧突出,所述凸缘部具有与所述圆锥滚子的大端面接触的凸缘面和配置在比所述凸缘面的小径侧端部更靠径向的外侧的位置的凸缘背面,所述凸缘面的表面粗糙度(ra)为0.32μm以下,所述凸缘背面的表面粗糙度(ra)为3.20μm以下。2.如权利要求1所述的圆锥滚子轴承,其特征在于,所述凸缘面的表面粗糙度(ra)大于0.15μm,将所述凸缘面的表面粗糙度(ra)除以所述凸缘背面的表面粗糙度(ra)而得到的比率为0.20以上2.13以下。3.如权利要求1所述的圆锥滚子轴承,其特征在于,所述凸缘面的表面粗糙度(ra)为0.15μm以下,将所述凸缘面的表面粗糙度(ra)除以所述凸缘背面的表面粗糙度(ra)而得到的比率为0.09以上1.00以下。4.一种圆锥滚子轴承,包括:外圈,所述外圈具有外圈轨道面;以及圆锥滚子,所述圆锥滚子具有与所述外圈轨道面接触的滚动面,所述外圈轨道面相对于所述外圈的中心轴所成的角度为35
°
以上,在所述外圈形成有凸缘部,所述凸缘部比所述外圈轨道面的大径侧端部更向径向的内侧突出,所述凸缘部具有与所述圆锥滚子的大端面接触的凸缘面和配置在比所述凸缘面的小径侧端部更靠径向的外侧的位置的凸缘背面,所述凸缘面的表面粗糙度(ra)为0.50μm以下,所述凸缘背面的表面粗糙度(ra)为2.50μm以下。5.如权利要求4所述的圆锥滚子轴承,其特征在于,将所述凸缘面的表面粗糙度(ra)除以所述凸缘背面的表面粗糙度(ra)而得到的比率为0.31以上3.33以下。6.一种轨道圈,其特征在于,所述轨道圈包括沿以所述轨道圈的中心轴为中心的圆周的方向即周向延伸的内径面和外径面,所述内径面和所述外径面中的一者具有轨道面,将所述轨道圈的外径除以所述轨道圈的内径而得到的值为1.1以下,将沿所述中心轴方向即轴向上的所述轨道圈的壁厚的最大值除以所述轴向上的所述轨道圈的壁厚的最小值而得到的值为2.0以上,所述轨道面的直径的最大值与所述轨道面的直径的最小值之差大于jis0级的上限值
的1倍且为2倍以下,所述轨道圈的偏差量为所述轨道圈的外径的2
×
10-4
倍以下。7.如权利要求6所述的轨道圈,其特征在于,将所述轴向上的所述轨道圈的壁厚的最大值除以所述轴向上的所述轨道圈的壁厚的最小值而得到的值为3.0以上。8.如权利要求6所述的轨道圈,其特征在于,所述轨道圈是圆锥滚子轴承的外圈,所述内径面具有所述轨道面,所述轨道面与所述轴向所成的角度为35
°
以上55
°
以下。9.如权利要求8所述的轨道圈,其特征在于,所述轨道圈包括作为所述轴向上的端面的第一端面和第二端面,与所述轴向正交的方向即径向上的所述轨道面与所述外径面之间的距离随着从所述第一端面一侧朝向所述第二端面一侧而变小,在位于所述轨道面与所述第二端面之间的所述内径面的部分形成有在所述径向上向内侧突出的凸缘部。10.如权利要求6至9中任一项所述的轨道圈,其特征在于,所述轨道圈由进行了淬火和回火的钢形成。11.一种圆锥滚子轴承,包括:外圈;以及圆锥滚子,所述外圈具有:沿着以所述外圈的中心轴为中心的圆周的方向即周向延伸的内径面和外径面;以及作为沿着所述中心轴的方向即轴向上的端面的第一端面和第二端面,所述内径面包括轨道面,将所述外圈的外径除以所述外圈的内径而得到的值为1.1以下,将所述轴向上的所述外圈的壁厚的最大值除以所述轴向上的所述外圈的壁厚的所述轴向上的最小值而得到的值为2.0以上,所述轨道面的直径的最大值与所述轨道面的直径的最小值之差大于jis0级的上限值的1倍且为2倍以下,所述外圈的偏差量为所述外圈的外径的2
×
10-4
倍以下,所述轨道面与所述轴向所成的角度为35
°
以上55
°
以下,与所述轴向正交的径向上的所述轨道面与所述外径面之间的距离随着从所述第一端面一侧朝向所述第二端面一侧而变小,在位于所述轨道面与所述第二端面之间的所述内径面的部分形成有在所述径向上向内侧突出的凸缘部。12.如权利要求11所述的圆锥滚子轴承,其特征在于,所述圆锥滚子轴承还包括内圈,将所述外圈的外径除以所述内圈的内径而得到的值为1.3以下。13.一种圆锥滚子轴承,包括:外圈;以及
圆锥滚子,所述外圈具有第一内径面和第一外径面以及第一宽度面和第二宽度面,所述第一内径面和所述第一外径面沿周向延伸,所述第一宽度面和所述第二宽度面是轴向上的端面,所述第一内径面包括轨道面,所述轨道面以随着从所述第一宽度面一侧朝向所述第二宽度面一侧而与径向上的所述第一外径面的距离变小的方式倾斜,所述第一内径面包括朝向所述径向上的内侧突出的凸缘部,所述凸缘部在所述轴向上位于所述轨道面与所述第二宽度面之间,所述凸缘部具有与所述圆锥滚子的大径端面接触的凸缘面,在所述轴向上,所述凸缘部的顶点与所述第二宽度面之间的距离即第一宽度是所述顶点与所述凸缘面的延长线和所述轨道面的延长线相交的假想交点之间的距离即第二宽度的0.6倍以上1.2倍以下。14.如权利要求13所述的圆锥滚子轴承,其特征在于,所述外圈的中心轴与所述轨道面所成的角度即接触角为35
°
以上55
°
以下。15.如权利要求13所述的圆锥滚子轴承,其特征在于,所述第二宽度为所述大径端面的直径的0.125倍以上0.25倍以下。16.如权利要求13至15中任一项所述的圆锥滚子轴承,其特征在于,所述圆锥滚子轴承还包括保持器,所述保持器具有沿所述周向延伸的第二外径面,所述凸缘部具有与所述顶点和所述第二宽度面相连的凸缘背面,所述凸缘背面与所述轨道面及所述第二外径面中的至少一个大致平行。17.如权利要求13至15中任一项所述的圆锥滚子轴承,其特征在于,所述第一宽度为所述第二宽度的0.8倍以上1.0倍以下。

技术总结
圆锥滚子轴承(11)包括具有外圈滚道面(12a)的外圈(12)和具有与外圈滚道面(12a)接触的滚动面(14a)的圆锥滚子(14)。外圈轨道面(12a)相对于外圈(12)的中心轴所成的角度为35


技术研发人员:児玉知大 林康由 竹之内佐保子 脇坂贵司
受保护的技术使用者:NTN株式会社
技术研发日:2023.02.01
技术公布日:2023/8/5
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