JP2005351301A - ころ軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】
摩擦熱を積極的に摩擦面から熱放散することによって、耐焼付き性能を向上したころ軸受を提供する。
【解決手段】
つば面に環状つばの周面から環状凹部に連通する複数の油溝を円周方向に配置すると共に、前記環状凹部から軸受の端部に通じる複数の貫通穴を前記環状つばに穿設する事によって課題の解決を図る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、耐焼付き性を向上したころ軸受に関する。
従来のころ軸受は、例えば、図４に示す円筒ころ軸受のように、内周軌道１１を有する外輪１と、内周軌道と対向する外周軌道２１を有する内輪２と、外輪１と内輪２の間に介装される複数の円筒ころ３とからなっている(図４に示す従来例では、円筒ころ３を保持する保持器は使用されない形式で、いわゆる総ころ型と呼ばれている)。外輪１は内周軌道１１の両端部に連設した一体の内方つば１２，１２を有している。内方つば１２，１２の内周軌道側の面は、後述するように円筒ころ端面と当接するつば面１４，１４となっている。
内輪２は、外周軌道２１の右端部(図４右方)に連設した一体の外方つば２２を有し、左端には別体のリングつば２３を有している。外方つば２２およびリングつば２３の外周軌道側の面は、後述するように円筒ころ端面と当接するつば面２４，２５となっている。
円筒ころ３は外周面３１と端面３２，３２とによって形成されていて、外輪１とは、外輪１内方つば１２，１２の間に組付けられ、内輪２とは、一体の外方つば２２と別体のリングつば２３とで軸方向に挟持されている。
円筒ころ軸受が、機械装置に取付けられて、稼動状態になったとき、ラジアル荷重、スラスト荷重を受ける。外輪がハウジング(図示略)に取付けられて固定され、内輪が軸(図示略)に取付けられて回転する場合、内輪がスラスト荷重Ｆ０を図４中右方向から受けると、スラスト荷重は内輪２の外方つば２２から円筒ころの右側端面３２に伝達され、さらに、円筒ころの左側端面３２から外輪１の左側内方つばのつば面１４に伝達される。円筒ころ３の外周面３１は外内輪の軌道とそれぞれころがり接触をするが、円筒ころ３の端面と外内輪のつば面１４，２４はすべり接触をする。ころがり接触に比べて、すべり接触は摩擦熱の発生が大きい。供給される潤滑油も高温になる。この高温になった潤滑油は、ころ外周面ところ端面とで閉塞状態に近くなる軸受内部に溜まりやすく、また、溜まった潤滑油は循環し難い状態になる。その結果熱放散が悪く、さらに温度が上昇して、焼付きの要因になる虞がある。
耐焼付き性能を向上させる提案がある。（例えば、実開平５-３８４２１号公報を参照）
実開平５-３８４２１号公報
特許文献１では、耐焼付き性の改善策として、対象は円すいころ軸受ではあるが、つば部と軌道面の間に設けられている環状凹部を油溜まりとして、ころに設けられたチャンファー(面取り)にさらに潤滑用凹部を加工することにより、十分な潤滑油量を確保しようとするものである。本発明は、温度上昇を防止し、耐焼付き性能を向上したころ軸受を提供することを目的とする。
本発明の目的を達成するために、本発明は、
外周軌道を有する内輪と、
前記外周軌道に対向する内周軌道を有する外輪と、
端面を有し前記内外周軌道間に介装された円筒ころと、
からなり、
前記内輪および前記外輪には、前記軌道に連設し、前記円筒ころの端面と当接してスラスト荷重を負荷できるつば面を設けた環状つばを有すると共に、前記軌道と前記つば面との稜線部に環状凹部を形成する円筒ころ軸受において、
前記つば面に、前記環状つばの周面から前記環状凹部に連通する複数の油溝を円周方向に配置すると共に、前記環状凹部から軸受の端面に通じる複数の貫通穴を穿設したことを特徴とする円筒ころ軸受を提供する。
また、本発明は、
円すい面の外周軌道を有する内輪と、
前記円すい面の外周軌道に対向する円すい面の内周軌道を有する外輪と、
端面を有し前記内外周軌道間に介装された円すいころと、
からなり、
前記内輪には、前記円すい面の外周軌道の大径部に連設し、前記円すいころの端面と当接してスラスト荷重を負荷できるつば面を設けた環状つばを有すると共に、前記外周軌道と前記つば面との稜線部に環状凹部を形成する円すいころ軸受において、
前記つば面に、前記環状つばの周面から前記環状凹部に連通する複数の油溝を円周方向に配置すると共に、前記環状凹部から軸受の端面に通じる複数の貫通穴を穿設したことを特徴とする円すいころ軸受を提供する。
本発明によれば、摩擦熱を摩擦面から放散して温度上昇を防止し、耐焼付き性を向上したころ軸受を提供することが出来る。
(実施形態１)
本発明の実施形態１を、図１、図２を参照しながら説明する。
図１は本発明を円筒ころ軸受に適用した場合であり、同図は中心線Ｘ−Ｘより上半分を示す断面図である。図２は図１において、矢視Ａ−Ａから見た要部の一部を示す拡大図である。
実施形態１の円筒ころ軸受Ｈ１は、外輪１ａと内輪２ａと、外内輪間に介装された円筒ころ３ａから構成されている。
外輪１ａは、円筒面の内周軌道１１ａと内周軌道１１ａの軸方向両端に連設された環状の半径方向の内方つば１２ａ，１２ａを有している。内方つば１２ａ，１２ａは半径方向内方に向く内周面１２１ａ，１２１ａと、軸方向軸受内側に向くつば面１４ａ，１４ａを有している。後述するように、つば面１４ａ、１４ａは円筒ころ端面と当接する。
内方つば１２ａ、１２ａの内周面１２１ａ、１２１ａは軸受の組立て状態でのころ中心線Ｙ−Ｙ(ＰＣＤと言う)までは到達しない高さになっている。
内周軌道１１ａとつば面１４ａ、１４ａが交わる稜線部には環状の凹部１５ａ、１５ａが形成されている。この凹部１５ａ、１５ａは、内周軌道１１ａおよびつば面１４ａ，１４ａを、それぞれ研削するときに、研削残りを回避するために必要となる。
つば面１４ａ、１４ａには、凹部１５ａ、１５ａと内周面１２１ａ、１２１ａとを連通する半径方向の油溝１４１ａ、１４１ａが複数本円周方向に配置されている。
さらに、この環状の凹部１５ａ、１５ａには軸受の外部と連通する貫通穴１６ａ、１６ａが円周方向に所定角おきに複数本穿設されている。
内輪２ａは、円筒面の外周軌道２１ａと外周軌道２１ａの一方端に連設された半径方向外向きに延びる環状の外方つば２２ａ（図中、右側）と他方端に配置された別体のリングつば２３ａを備えている。
外方つば２２ａは半径方向外方に向く外周面２２１ａと、軸方向軸受内側に向くつば面２４ａを有している。リングつば２３ａは半径方向外方に向く外周面２３１ａと、軸方向軸受内側に向くつば面２５ａとを有している。
外周面２２１ａとリングつば２３ａの外周面２３１ａは前述のＰＣＤには達しない高さになっている。
外周軌道２１ａと一体の外方つば２２ａのつば面２４ａが交わる稜線部には環状の凹部２６ａが形成されている。この環状凹部２６ａは、先述した外輪の場合と同様に外周軌道２１ａおよびつば面２４ａを研削するときに研削残りを回避するために必要となる。
別体のリングつば２３ａのつば面２５ａと外周軌道２１ａとの交わる稜線部に環状凹部２８ａを設けているが、環状凹部２８ａは先に述べた一体つばとは異なり、潤滑上の理由のみで設けている。
一体外方つば２２ａの場合も、リングつば２３ａの場合も、つば面には、それぞれ、凹部２６ａ、２８ａと外周面３２ａ、２３１ａとを連通して半径方向に延びる油溝２４１ａ、２５１ａがそれぞれ複数本円周方向に配置されている。
さらに、これらの環状の凹部２４ａ、２８ａには軸受の端面に通じる貫通穴２７ａ、２９ａが円周方向に所定角をおいて複数本穿設されている。
なお、外輪１ａ、内輪２ａのつば面に設けられている油溝は半径方向に向かう溝に限らず、斜め溝、スパイラル溝などを適用できる。
外輪の内周軌道と内輪の内周軌道との間には円筒ころ３ａが多数介装されている。
各円筒ころ３ａは、外周面３１ａと両端部に有する端面３２ａ、３２ａとで構成される円筒体である。
次に、円筒ころ軸受Ｈ１として、機械装置に組みつけられた場合について説明する。
外輪１ａは、ハウジング(図示略)に取付けられて、固定され、内輪２ａは軸(図示略)に取付けられて回転する。その回転は、内周軌道と外周軌道間に介装されている円筒ころにより可能になる。
使用状態においては、ラジアル荷重とスラスト荷重が作用する。本発明においては、主に、耐焼付き性能を向上させることを目的とし、スラスト荷重に関する問題を解決するものであるから、スラスト荷重の作用を説明する。スラスト荷重Ｆ１が外部から内輪(図中、右方向)に作用すると、先ず、内輪の外方つば２２ａのつば面２４ａと円筒ころの右側端面３２ａが当接して荷重が円筒ころ３ａに伝達される。次に、その荷重は、円筒ころの左側端面３２ａより外輪の内方つば１４ａ(図中、左側)に伝達される。この伝達部では、すべり接触が行われているので、円筒ころ外周面３１ａと内外輪の軌道間のころがり接触に比べ摩擦が大きく、発熱が大きくなる。それぞれのつば面に設けられた半径方向溝から、環状凹部側に流れた潤滑油は凹部に一旦流入した後、貫通穴を通って軸受の端部へ流出し、その際、この摩擦熱を放散する。この循環を繰り返すことによって、潤滑油が高温にならず、軸受の温度上昇を制限し、焼付きに至らしめることはない。
なお、本発明は、円筒ころ端面とつば面に作用する外力によって生じる発熱に限らず、円筒ころのスキューによる摩擦力から発生する発熱の放散にも効果がある。
次に、図３を参照しながら、実施形態１の変形例について説明する。
図３は、本発明を円すいころ軸受に適用した場合である。
同図は、中心線Ｚ−Ｚより上半分の断面図である。
本変形例の円すいころ軸受Ｈ２は外輪１ｂと内輪２ｂと、外内輪間に介装された複数の円すいころ３ｂおよび該円すいころを保持する保持器５ｂとからなっている。
外輪１ｂは円すい面の内周軌道１１ｂと、内周軌道１１ｂの両端部に大径軌道部１１ｂ１と小径軌道部１１ｂ２とを有している。
内輪２ｂは外輪１ｂの内周軌道１１ｂに対向する円すい面の外周軌道２１ｂと、内周軌道１１ｂの大径軌道部１１ｂ１と小径軌道部１１ｂ２に対向する大径軌道部２１ｂ１と小径軌道部２１ｂ２をそれぞれ有している。
内輪２ｂは大径軌道部２１ｂ１側に大つば２２ｂを、小径軌道部２１ｂ２側には小つば２３ｂを一体に有している。
大つば２２ｂは半径方向外方に向く外周面２２１ｂと、軸方向軸受内側に向くつば面２４ｂを有している。大つば２２ｂの外周面２２１ｂは軸受の組み立て状態で円すいころの中心まで到達しない高さに設定されている。
小つば２３ｂは、後述する円すいころと保持器と内輪を組み付けた組立て体が、分解するのを防止するためのものである。
外周軌道に２１ｂの大径軌道部２１ｂ１とつば面２４ｂとが交わる稜線部には環状凹部２６ｂが形成されている。つば面２４ｂには、環状凹部２６ｂと外周面２２１ｂとを連通する半径方向の油溝２４１ｂが複数本所定角離隔して設けられている。さらに、環状凹部２６ｂには軸受の端部と連通する貫通穴２７ｂが所定角離隔して円周方向に複数穿設されている。
円すいころ３ｂは、円すい面の外周面３１ｂと大径端面３２ｂおよび小径端面３３ｂを有している。
保持器５ｂは、円すいころ３ｂを円周方向に等配に保持している。
円すいころ軸受として使用状態において、内輪２ｂがスラスト荷重Ｆ２を受けた場合、スラスト荷重は大つばのつば面２４ｂから円すいころの大径端面３２ｂに伝達され、さらに外輪１ｂの内周軌道面３１ｂに伝達される。外輪がハウジング(図示略)に固定されていると、最終的にはハウジングが負荷を受けることになる。
この当接状態はすべり接触であるから摩擦熱が発生して、ころがり接触である外内輪の軌道と円すいころの外周面間の転がり接触よりも発熱が大きい。
大つば２２ｂのつば面２４ｂと円すいころの大径端面３２ｂとの当接による熱の放散は、つば面２４ｂに設けられた半径方向溝２４１ｂから環状凹部２６ｂ側に流れた潤滑油が環状凹部に一旦流入した後、貫通穴２７ｂを通って軸受の端部へ流出し、その際、摩擦熱を放散する。
本発明の実施形態１を示す断面図である。 図１の矢視Ａ-Ａから見た要部拡大図である。 実施形態１の変形例を示す断面図である。 従来例を示す断面図である。
符号の説明
Ｈ１：円筒ころ軸受
Ｈ２：円すいころ軸受
１ａ，１ｂ：外輪
１１ａ，１１ｂ：内周軌道
１２ａ：内方つば
１２１ａ：内方つば内周面
１４ａ，２４ａ，２５ａ，２４ｂ：つば面
１４１ａ，２４１ａ，２５１ａ，２４１ｂ：油溝
１５ａ，２６ａ，２８ａ，２６ｂ：環状凹部
１６ａ，２７ａ，２９ａ，２７ｂ：貫通穴
２ａ，２ｂ：内輪
２１ａ，２１ｂ：外周軌道
２２ａ，２３ａ，２２ｂ，２３ｂ：外方つば
２２１ａ，２３１ａ，２２１ｂ：外方つば外周面
３ａ：円筒ころ
３ｂ：円すいころ
３２ａ，３２ｂ，３３ｂ：ころ端面
Ｆ１，Ｆ２：スラスト荷重

Claims (2)

  1. 外周軌道を有する内輪と、
    前記外周軌道に対向する内周軌道を有する外輪と、
    端面を有し前記内外周軌道間に介装された円筒ころと、
    からなり、
    前記内輪および前記外輪には、前記軌道に連設し、前記円筒ころの端面と当接してスラスト荷重を負荷できるつば面を設けた環状つばを有すると共に、前記軌道と前記つば面との稜線部に環状凹部を形成する円筒ころ軸受において、
    前記つば面に、前記環状つばの周面から前記環状凹部に連通する複数の油溝を円周方向に配置すると共に、前記環状凹部から軸受の端面に通じる複数の貫通穴を穿設したことを特徴とする円筒ころ軸受。
  2. 円すい面の外周軌道を有する内輪と、
    前記円すい面の外周軌道に対向する円すい面の内周軌道を有する外輪と、
    端面を有し前記内外周軌道間に介装された円すいころと、
    からなり、
    前記内輪には、前記円すい面の外周軌道の大径部に連設し、前記円すいころの端面と当接してスラスト荷重を負荷できるつば面を設けた環状つばを有すると共に、前記外周軌道と前記つば面との稜線部に環状凹部を形成する円すいころ軸受において、
    前記つば面に、前記環状つばの周面から前記環状凹部に連通する複数の油溝を円周方向に配置すると共に、前記環状凹部から軸受の端面に通じる複数の貫通穴を穿設したことを特徴とする円すいころ軸受。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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