JP2002130303A - 軸受装置 - Google Patents
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Abstract
ることができる軸受装置を提供する。 【解決手段】内輪12の外周面12aを、外輪11の端
面より軸線方向外方に延在させ、かつ玉13に向かうに
つれて拡径する形状とし、エアと共に噴出し、内輪12
の外周面12aに対して供給された潤滑油を、遠心力に
より外周面12aを伝わって玉13に供給することで、
アンギュラコンタクト玉軸受10内部に供給される単位
時間当たりの潤滑油量を維持しつつ、風切り音の減少を
図ることができる。
Description
機械の主軸などを支持するために、例えばオイルエア・
オイルミスト潤滑などを用いて潤滑が行われる軸受装置
に関する。
リース潤滑と油潤滑とがある。グリース潤滑は、軸受に
封入したグリースを用いて潤滑を行うため、外部から供
給される潤滑油を用いて潤滑を行う油潤滑に比較する
と、一般的には、潤滑しようとする軸受周囲の構造を簡
素化でき、また軸受外部からの異物の混入を抑制できる
という点で優れているが、軸受内部を冷却しにくく高速
回転に対応しがたいという問題がある。
い温度の潤滑油を供給することで、軸受内部から積極的
に冷却し、それにより十分な潤滑油膜を形成することが
できる。油潤滑の1タイプであるオイルエア・オイルミ
スト潤滑は、圧縮エアにより潤滑油を軸受装置内部へと
搬送できるため、より効率よく潤滑が行えるという特徴
を有する。
・オイルミスト潤滑は、エアと共に潤滑油を噴出するノ
ズルを介して行われる。ところが、ノズルから噴出され
るエアにより、回転上昇に伴って風切り音(Z・Fc成
分)が顕著になるという問題が生じる。このため、オイ
ルエア・オイルミスト潤滑においては、ノズルの位置や
形状、数などを微妙に調整することで、騒音の低減を図
る試みがなされているが、未だ十分な静音化は図れてい
ないというのが現状である。
風切り音などの騒音を抑制し、より静音化を図ることが
できる軸受装置を提供することを目的とする。
く、本発明による軸受装置は、内輪と、外輪と、前記内
輪と前記外輪との間に、回転自在に配置された複数の転
動体と、を有する軸受装置において、前記内輪の外周面
を、前記外輪の端面より軸線方向外方に延在させ、かつ
前記転動体に向かうにつれて拡径する形状とし、エアと
共に噴出し、前記内輪の外周面に対して供給された潤滑
油は、遠心力により前記外周面を伝わって前記転動体に
供給されるようになっているものである。
オイルミスト潤滑における風切り音は、ノズルを側面か
ら軸受内部に向けて、高速回転する軸受内部に直接エア
と共に潤滑油を噴出することに起因して顕著に発生する
ことが判明した。しかしながら、ノズルを軸受内部に向
けなければ、風切り音は減少するものの、軸受内部に供
給される単位時間当たりの潤滑油量も減少してしまい、
効率的な潤滑を行えないという問題が生じる。
ば、前記内輪の外周面を、前記外輪の端面より軸線方向
外方に延在させ、かつ前記転動体に向かうにつれて拡径
する形状とし、エアと共に噴出し、前記内輪の外周面に
対して供給された潤滑油を、遠心力により前記外周面を
伝わって前記転動体に供給することで、軸受内部に供給
される単位時間当たりの潤滑油量を維持しつつ、風切り
音の減少を図ることができるのである。尚、ここでいう
内輪とは、例えば内輪と、それに隣接して配置される内
輪間座との組み合わせなども含むものである。
を前記外周面に対して供給する供給路を有し、前記供給
路の供給口には、エアだまりが形成されていると、軸受
内部に付与されるエア圧力を緩和させることができ、風
切り音をより低減できる。
前記外周面に対して供給する供給路を有し、前記供給路
の供給口と連通する空間には、エア抜き路が形成されて
いると、軸受内部に付与されるエア圧力を緩和させるこ
とができ、風切り音をより低減できる。このとき、前記
供給路の供給口に、エアだまりが形成されている場合に
は、エア抜き路とエアだまりとの配置の位相をずらすと
好ましい。
を前記外周面に対して供給する供給路を有し、前記供給
路を挟んで前記軸受装置の反対側には、前記軸受装置内
に供給された潤滑油を排出する排出手段が形成されてい
ると、軸受内部にエアが貯留してしまうという不具合を
解消できる。
前記外周面に対して供給する供給路を有し、前記供給路
から供給された潤滑油を貯留する貯留部が形成されてい
ると、例えば起動時に発生しやすい、潤滑油膜が希薄な
状態での金属接触音を緩和させることができ、また供給
されるべき潤滑油が何らかのトラブルで供給されなくな
ったような場合でも、軸受焼き付きなどを回避できる。
施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明にか
かる第1の実施の形態による軸受装置の軸線方向断面図
である。図1において、軸受装置100は、不図示のハ
ウジングに取り付けられた外輪11と、不図示の軸に嵌
合された内輪12と、両輪11,12の間に転動自在に
配置された転動体である複数の玉13と、玉13を保持
する保持器14とを含むアンギュラコンタクト玉軸受1
0と、外輪11に隣接して不図示のハウジングに取り付
けられた潤滑油供給部材15と、内輪12に隣接して不
図示の軸に嵌合されたブッシュ16とから構成されてい
る。
(外方端)より右方に延在し、かつアンギュラコンタク
ト玉軸受10の内部に向かうにつれ拡径する外周面12
aを有している。一方、潤滑油供給部材15は、エア・
潤滑油供給源Pに接続されるよう半径方向外方に向かっ
て開口した導入路15aと、導入路15aより小径の供
給路15bと、潤滑油供給部材15の内周側に設けら
れ、供給路15bの供給口周囲に開口した周方向に連続
する溝であるエアだまり15cとを有している。エアだ
まり15cは、内輪12の外周面12aの図における右
端(外方端)に対向する位置に配置されている。エアだ
まり15cのアンギュラコンタクト玉軸受10側に隣接
して、内輪12の外周面12aに対してわずかな隙間を
持って対向する対向面15dが形成されている。
と、不図示のハウジングに対して不図示のシャフトが回
転する際に、エア・潤滑油供給源Pからエアが混在する
潤滑油が圧送され、潤滑油供給部材15の導入路15a
を介して、供給路15bに供給される。ここで、供給路
15bの内径が絞られているので、潤滑油は内輪12の
回転速度に応じた適量ずつ供給されるようになってい
る。
アだまり15c内の空間を通過して、内輪12の外周面
12aに付着する。このとき、外周面12aと潤滑油供
給部材15の対向面15dとの間の隙間が小さく形成さ
れているので、供給路15bから噴出する潤滑油が直接
アンギュラコンタクト玉軸受10内に飛びこむことが阻
止され、それにより騒音防止が図られている。一方、内
輪12が回転しているので、外周面12aに付着した潤
滑油は、遠心力によりそこを伝わって、内輪12の軌道
面12bに至り、玉13の外周面に付着して潤滑を行う
ようになっている。尚、玉13に供給される潤滑油の量
は、それが受ける遠心力、すなわち内輪12の回転数に
応じて増減するので、回転速度が高いときは比較的多量
の潤滑油を供給することで、焼き付きなどの不具合を抑
制し、一方、回転速度が低いときは比較的少量の潤滑油
を供給することで、撹拌抵抗の抑制や潤滑油の消費の抑
制を図ることができる。
部材15の内周側に、エアだまり15cを形成している
ので、供給路15bから潤滑油に混在して供給されるエ
アの圧力変動を緩和できる。エアだまり15cを設けな
い場合には、調整されないエア圧により、外周面12a
と潤滑油供給部材15の対向面15dとの間の隙間を介
してアンギュラコンタクト玉軸受10側に潤滑油が勢い
よく押し出される恐れもあるが、かかるエアだまり15
cを設けることで、潤滑油の伝達を内輪12の外周面1
2aにのみ制限し、より安定的な潤滑を行うことができ
る。
する。図2は、本実施の形態と類似するが、内輪の形状
と潤滑の形態が異なる比較例を示す断面図である。アン
ギュラコンタクト玉軸受10’は、内輪12’の外周面
が、軸受11より図における右端(外方端)から突出し
ておらず、また潤滑油供給部材15’は、エア・潤滑油
供給源Pに接続されたノズル15a’を有している。ノ
ズル15a’から噴射される潤滑油は、直接アンギュラ
コンタクト玉軸受10’の内部に飛び込んで、内輪12
の外周面や玉13の表面に付着して潤滑を行うようにな
っている。
態とを同じ条件(20000回転/分)で動作させたと
きにおける騒音の周波数分析結果を示す図であり、横軸
に周波数、縦軸に音の強さをとっている。図3(a)に
示すように、比較例の場合には、3627Hzに風切り
音が発生している。これに対し、本実施の形態では、図
3(b)に示すように、同一周波数にピーク波形が無
く、すなわち風切り音が消失していることが判る。この
ように本実施の形態によれば、より静音化を図ることが
できる軸受装置を提供できるのである。
様な図である。図4に示す実施の形態である軸受装置2
00は、図1の実施の形態に対し、潤滑油供給部材の構
成のみが異なるので、それ以外の構成については、同一
符号を付して説明を省略する。
入路25a、供給路25b、エアだまり25c、対向面
25dについては、上述した実施の形態と同様な構成で
あるが、エア抜き路であるエアの排気溝25eを、潤滑
油供給部材25の図における左端(軸受側端)に設け内
外周を連通するようにした点が異なっている。エアの排
気溝25eは、供給路25bに対して、軸線回りに18
0度位相をずらして配置するのが好ましく、よって図4
においては点線で示されている。
エアだまり25cに噴出されたエアが、排気溝25eを
介して外部へと排出されるようになっているので、エア
だまり25cの圧力を下げることができる。エアだまり
25c内の圧力が上昇すると、内輪12の外周面12a
と、潤滑油供給部材25の対向面25dとの間の潤滑油
が加圧されて、アンギュラコンタクト玉軸受10の内部
に飛び込み、それにより騒音が発生する恐れがあるが、
排気溝25eを設けることによって、このような騒音を
抑制することができる。尚、排気溝25eの断面積、位
相、数は、軸受の設計回転数や供給路25bの数により
適宜決められるが、静止時の潤滑油落下を防止するに
は、水平方向より上方に設けられているのが好ましい。
様な図である。図5に示す実施の形態である軸受装置3
00も、図1の実施の形態に対し、潤滑油供給部材の構
成のみが異なるので、それ以外の構成については、同一
符号を付して説明を省略する。
入路35a、供給路35b、エアだまり35c、対向面
35dについては、上述した実施の形態と同様な構成で
あるが、エア抜き路であるエアの排気孔35eの位置が
異なっている。すなわち、排気孔35eは、導入路35
aより図における右方(アンギュラコンタクト玉軸受1
0から遠い側)に配置されて、潤滑油供給部材35の内
外周を連通している。
エアだまり35cに噴出されたエアが、排気孔35eを
介して外部へと排出されるようになっているので、エア
だまり35cの圧力を下げることができる。このとき、
エアの流れは、供給路35bからエアだまり35cを介
して、これと連通する潤滑油供給部材35とブッシュ1
6との間の環状空間を通過して、排気孔35eに至るよ
うになっており、従って内輪12の外周面12aと、潤
滑油供給部材35の対向面35dとの間の潤滑油を押し
出すように作用せず、それにより騒音の発生をより抑制
できる。尚、排気孔35eの径、位相、数は、軸受の設
計回転数や供給路35bの数により適宜決められるが、
静止時の潤滑油落下を防止するには、水平方向より上方
に設けられているのが好ましい。
様な図である。図6に示す実施の形態である軸受装置4
00は、図1の実施の形態に対し、内輪間座及び外輪間
座を設けている点のみが異なるので、それ以外の構成に
ついては、同一符号を付して説明を省略する。
純な短円筒形状であるが、内輪間座41は、アンギュラ
コンタクト玉軸受10側がえぐれており、図に示す断面
が円弧状にカットされたような外周面41aを有してい
る。排出手段である外周面41aは、不図示の軸と共に
回転することによって、いわゆるスリンガー効果に基づ
き負圧領域を形成し、アンギュラコンタクト玉軸受10
内部の潤滑油を強制的に吸い出すことができる。これに
より、アンギュラコンタクト玉軸受10内部の熱を積極
的に奪い、また温度の低い潤滑油の導入を促進し、それ
により軸受のを効率的に冷却することができる。尚、外
周面41aのカットは、図に示す断面において円弧状で
なく、直線であっても良い。
様な図である。図7に示す実施の形態である軸受装置5
00は、図5の実施の形態に対し、ブッシュの形状のみ
が異なるので、それ以外の構成については、同一符号を
付して説明を省略する。
内輪12から離れた位置において、周方向に連続する隆
起部56aが形成されている。従って、潤滑油供給部材
35の供給路35bから噴出された潤滑油は、潤滑油供
給部材35の内周面35fと、ブッシュ56の外周面5
6bとの間に形成される貯留部に貯留され、軸受装置5
00の静止時にも維持されることとなる。このように貯
留された潤滑油は、軸受装置500の起動時直後などに
おいて、供給路35bから噴出される潤滑油量が十分で
はないような状況下でも、内輪12の外周面12aの回
転と共に、遠心力に基づいて、直ちにアンギュラコンタ
クト玉軸受10に向かって供給されるため、焼き付きの
抑制などに効果がある。尚、隆起部56aの近傍に排気
溝35eを設けると、軸受装置500の動作時に効率的
にエアを排出する効果が期待できる。
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。たとえば、上述した実施の形態では、
いずれも潤滑油供給部材にエアだまりを設けた構成とな
っているが、エアだまりは必ずしも必須の構成ではな
く、比較的一定で低圧でのエア及び潤滑油が供給される
ような場合には、図8に示す潤滑油供給部材65のよう
に、エアだまりを設けることなく、供給路65bを直接
内輪12の外周面12aに対向させても良い。又、内輪
は必ずしも単一の部材から構成される必要はなく、図9
に示すように、軌道面のみを有する内輪部材72と、テ
ーパ状の外周面77aを有する内輪部材77とで、本発
明の内輪を形成するようにしても良い。
輪の外周面を、前記外輪の端面より軸線方向外方に延在
させ、かつ前記転動体に向かうにつれて拡径する形状と
し、エアと共に噴出し、前記内輪の外周面に対して供給
された潤滑油を、遠心力により前記外周面を伝わって前
記転動体に供給することで、軸受内部に供給される単位
時間当たりの潤滑油量を維持しつつ、風切り音の減少を
図ることができるのである。
置の軸線方向断面図である。
の形態が異なる比較例を示す断面図である。
件(20000回転/分)で動作させたときにおける騒
音の周波数分析結果を示す図である。
る。
る。
る。
る。
ある。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪と
の間に、回転自在に配置された複数の転動体と、を有す
る軸受装置において、 前記内輪の外周面を、前記外輪の端面より軸線方向外方
に延在させ、かつ前記転動体に向かうにつれて拡径する
形状とし、 エアと共に噴出し、前記内輪の外周面に対して供給され
た潤滑油は、遠心力により前記外周面を伝わって前記転
動体に供給されるようになっている軸受装置。 - 【請求項2】 前記軸受装置は、エアと共に潤滑油を前
記外周面に対して供給する供給路を有し、前記供給路の
供給口には、エアだまりが形成されている請求項1に記
載の軸受装置。 - 【請求項3】 前記軸受装置は、エアと共に潤滑油を前
記外周面に対して供給する供給路を有し、前記供給路の
供給口と連通する空間には、エア抜き路が形成されてい
る請求項1又は2に記載の軸受装置。 - 【請求項4】 前記軸受装置は、エアと共に潤滑油を前
記外周面に対して供給する供給路を有し、前記供給路を
挟んで前記軸受装置の反対側には、前記軸受装置内に供
給された潤滑油を排出する排出手段が形成されている請
求項1乃至3のいずれかに記載の軸受装置。 - 【請求項5】 前記軸受装置は、エアと共に潤滑油を前
記外周面に対して供給する供給路を有し、前記供給路か
ら供給された潤滑油を貯留する貯留部が形成されている
請求項1乃至4のいずれかに記載の軸受装置。
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DE (1) | DE10152954B4 (ja) |
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