JP2007162916A - Roller bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は保持器に代えて転動体間に間座を介在させたころ軸受に関する。 The present invention relates to a roller bearing in which a spacer is interposed between rolling elements instead of a cage.
特許文献1に、保持器に代えてころ間に間座を介在させたころ軸受が開示されている。この種のころ軸受は、軸受内により多くのころを組み込むことができ、高い負荷容量を発揮することができる。 Patent Document 1 discloses a roller bearing in which a spacer is interposed between rollers instead of a cage. This type of roller bearing can incorporate more rollers in the bearing and can exhibit a high load capacity.
本出願人は先に、図8および図9に示すように、隣り合うころ間に間座を介在させたころ軸受において、間座の軸方向両端にころ端面と向かい合う面をもった拡張部を設けて、間座の軸方向への動きを規制することを提案している(特願2005−253746)。この場合、使用するころの長さが変われば、その長さに合わせた専用の間座を製作する必要がある。また、間座の材質としては各種合成樹脂や高力黄銅等の金属が使用され、前者は射出成形によって、後者は鋳造や切削によって製作するのが一般的である。ここで、金属製間座の製作にあたっては、鋳造によれば寸法精度の管理が難しく、機能的には切削による製作が好ましいが、切削品は大量生産に不向きであるほか、形状の複雑さが相俟ってコストが非常に高くなる。 As shown in FIGS. 8 and 9, the applicant of the present invention, as shown in FIGS. 8 and 9, in the roller bearing in which the spacer is interposed between the adjacent rollers, the extension portion having a surface facing the roller end surface at both axial ends of the spacer. It is proposed to restrict the movement of the spacer in the axial direction (Japanese Patent Application No. 2005-253746). In this case, if the length of the roller to be used changes, it is necessary to manufacture a dedicated spacer according to the length. As the material of the spacer, various synthetic resins and metals such as high-strength brass are used, and the former is generally manufactured by injection molding and the latter is manufactured by casting or cutting. Here, in the production of metal spacers, it is difficult to manage the dimensional accuracy by casting, and it is preferable to manufacture by cutting functionally. However, the cut product is not suitable for mass production, and the complexity of the shape is not good. Together, the cost is very high.
また、本出願人は、図10に示すように、内輪または外輪に固定した環状の側板により間座の拡張部を支持させることで、間座の軸方向への動きを規制することを提案している(特願2005−253738)。この場合、間座の軸方向片端だけに拡張部を設け、その拡張部を側板で支持することで間座の軸方向への動きを規制できるため、ころ長さが変わっても同じ間座を兼用することもできる。しかし、側板は製造コストが高く、また、側板の固定対象となる内輪または外輪にも専用の加工が必要となるほか、軸受の運転中における潤滑油の攪拌抵抗を増大させる原因となる。
この発明の主要な目的は、ころ間に間座を介在させたころ軸受において、ころ長さが異なる軸受において間座の兼用を可能にし、さらには軸受の運転中における潤滑油の攪拌抵抗を軽減させることにある。 The main object of the present invention is to enable a roller bearing with a spacer between rollers to be used as a spacer in a bearing having a different roller length, and further reduce the agitation resistance of lubricating oil during the operation of the bearing. There is to make it.
この発明のころ軸受は、外輪と、内輪と、複数のころと、隣り合うころ間に介在させた間座とを有し、前記間座の片端に、前記ころの端面と向かい合う面と、軌道輪のつば側面と向かい合う面とを設けたことを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、ころ長さが異なる軸受において間座の兼用が可能となる。すなわち、間座の軸方向への動きはころ端面によって一方向に規制され、その逆方向は外輪つば側面または内輪つば側面によって規制されるため、前記拡張部を間座の軸方向両端に設ける必要がなく、その結果、ころ長さが変わっても間座を兼用することができる。 A roller bearing according to the present invention includes an outer ring, an inner ring, a plurality of rollers, and a spacer interposed between adjacent rollers, a surface facing the end face of the roller at one end of the spacer, and a raceway It is characterized in that a surface facing the collar side of the ring is provided. By adopting such a configuration, it becomes possible to share the spacer in the bearings having different roller lengths. That is, the movement of the spacer in the axial direction is regulated in one direction by the roller end face, and the opposite direction is regulated by the outer ring collar side face or the inner ring collar side face. As a result, even if the roller length changes, the spacer can also be used.
さらに、軸受の運転中における潤滑油の攪拌抵抗を軽減させることができる。すなわち、間座がころ転動面を広域にわたって覆うことがなく、ころの周囲にある潤滑油が出入りしやすくなるため、攪拌抵抗を減少させ、また、冷却効率も向上する。 Furthermore, the stirring resistance of the lubricating oil during the operation of the bearing can be reduced. That is, the spacer does not cover the roller rolling surface over a wide area, and the lubricating oil around the roller easily enters and exits, so that the stirring resistance is reduced and the cooling efficiency is improved.
前記形状は、間座を切削によって製作する場合にも有利な形状である。すなわち、まずは一体型のくし型保持器を形成した後、その柱部分を切り落とすことで間座を製作することができる。軸方向両端に拡張部をもつ間座に本手法を適用することは非現実的であるが、くし型保持器は単純なドリル加工によって間座となる柱部分を容易に形成できるため、切削による間座を安価に製作することができる。 The shape is also advantageous when the spacer is manufactured by cutting. That is, first, after forming an integrated comb cage, the spacer can be manufactured by cutting off the pillar portion. Although it is unrealistic to apply this method to spacers with extensions at both ends in the axial direction, the comb type cage can easily form the pillar part that becomes the spacer by simple drilling. The spacer can be manufactured at low cost.
請求項2の発明は、請求項1のころ軸受において、ころ径をDw、ころ本数をZ、円周方向すきまをSとしたとき、0.001×Dw×Z≦S≦0.01×Dw×Zの関係が成立することを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、軸受の運転中の間座やころの熱膨張に伴う円周方向すきまの消滅を回避しつつ、間座の挙動を安定させ、振動を抑えることができる。 According to a second aspect of the present invention, in the roller bearing of the first aspect, when the roller diameter is Dw, the number of rollers is Z, and the circumferential clearance is S, 0.001 × Dw × Z ≦ S ≦ 0.01 × Dw This is characterized in that the relationship of × Z is established. By adopting such a configuration, it is possible to stabilize the behavior of the spacer and suppress vibration while avoiding disappearance of the circumferential clearance due to thermal expansion of the spacer and the roller during operation of the bearing.
請求項3の発明は、請求項1または2のころ軸受において、前記拡張部の長さの最大値をL、ころ径をDwとしたとき、0.2×Dw≦L≦0.9×Dwの関係が成立することを特徴とするものである。下限を0.2×Dwとしたのは、拡張部をころの端面の面取りを避けた中心寄りの平坦部に接触させるためである。上限を0.9×Dwとしたのは、拡張部にて隣り合う間座同士が干渉しないようにするためである。 According to a third aspect of the present invention, in the roller bearing of the first or second aspect, when the maximum value of the length of the expansion portion is L and the roller diameter is Dw, 0.2 × Dw ≦ L ≦ 0.9 × Dw The relationship is established. The reason why the lower limit is set to 0.2 × Dw is to bring the extended portion into contact with the flat portion near the center that avoids chamfering of the end face of the roller. The reason why the upper limit is set to 0.9 × Dw is to prevent the adjacent spacers from interfering with each other in the extended portion.
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかのころ軸受において、前記間座がころのピッチ円の内径側から外径側まで延在し、前記間座のころ転動面と向き合う面がころ転動面を受け入れる凹形状であることを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、ころ転動面だけで間座の半径方向の動きを規制することができる。言い換えれば、間座をころで挟むだけで、内輪や外輪に接触させることなく、間座の半径方向の動きが規制できる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the roller bearing of any one of the first to third aspects, the spacer extends from the inner diameter side to the outer diameter side of the pitch circle of the roller and faces the roller rolling surface of the spacer. The surface has a concave shape for receiving the roller rolling surface. By adopting such a configuration, the movement of the spacer in the radial direction can be restricted only by the roller rolling surface. In other words, it is possible to regulate the movement of the spacer in the radial direction only by pinching the spacer with the rollers without contacting the inner ring or the outer ring.
請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかのころ軸受において、前記間座が外輪内径面で案内されることを特徴とするものである。また、請求項6の発明は、請求項1ないし4のいずれかのころ軸受において、前記間座が内輪外径面で案内されることを特徴とするものである。間座は、上述のようにころで挟むだけでもよいが、外輪内径面や内輪外径面に案内させることによってその挙動が一層安定する。ここで、「外輪内径面」、「内輪外径面」とは、いずれも間座を半径方向に支持・案内できる面であればよく、たとえば、前者は外輪の軌道面やつば内径面を指し、後者は内輪の軌道面やつば外径面を指す。 According to a fifth aspect of the present invention, in the roller bearing according to any one of the first to fourth aspects, the spacer is guided by an inner surface of the outer ring. According to a sixth aspect of the present invention, in the roller bearing of any one of the first to fourth aspects, the spacer is guided by an inner ring outer diameter surface. As described above, the spacer may only be sandwiched between rollers, but its behavior is further stabilized by guiding it to the inner surface of the outer ring or the outer surface of the inner ring. Here, the “outer ring inner diameter surface” and the “inner ring outer diameter surface” may be any surfaces that can support and guide the spacer in the radial direction. For example, the former refers to the raceway surface of the outer ring and the inner diameter surface of the collar. The latter refers to the raceway surface of the inner ring and the outer diameter surface of the collar.
請求項7の発明は、請求項5のころ軸受において、前記間座の外輪内径面と向き合う面が、前記外輪内径面の曲率半径よりも小さい曲率半径の凸曲面であることを特徴とするものである。このような構成を採用することにより、いわゆる「くさび膜効果(運動方向に狭まっているくさび状のすきまに流体が粘性によって引き込まれて圧力すなわち負荷能力を発生する効果)」が得られ、間座の案内面における発熱や磨耗を軽減させることができる。ここで、「外輪外径面」とは、間座を半径方向に支持・案内できる面であればよく、たとえば、外輪の軌道面やつば内径面を指す。 According to a seventh aspect of the present invention, in the roller bearing of the fifth aspect, the surface of the spacer facing the inner ring surface of the outer ring is a convex curved surface having a radius of curvature smaller than the radius of curvature of the inner ring surface of the outer ring. It is. By adopting such a configuration, the so-called “wedge film effect (effect in which the fluid is drawn into the wedge-shaped gap narrowing in the movement direction by viscosity to generate pressure, that is, load capacity)” is obtained, and the spacer Heat generation and wear on the guide surface can be reduced. Here, the “outer ring outer diameter surface” may be any surface that can support and guide the spacer in the radial direction, and refers to, for example, the raceway surface and the inner diameter surface of the outer ring.
この発明によれば、ころ間に間座を介在させたころ軸受において、ころ長さが異なる軸受における間座の兼用が可能となる。さらに、軸受の運転中における潤滑油の攪拌抵抗が減少し、冷却効率も向上するため、許容回転数の高いころ軸受を提供することができる。 According to this invention, in the roller bearing in which the spacer is interposed between the rollers, the spacer can be used in the bearing having a different roller length. Furthermore, since the agitation resistance of the lubricating oil during the operation of the bearing is reduced and the cooling efficiency is improved, a roller bearing having a high allowable rotational speed can be provided.
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に示す実施の形態は、NJタイプの円筒ころ軸受に適用した例であって、外輪12と、内輪14と、円筒ころ16と、間座18とで構成されている。この円筒ころ軸受はNJタイプで、外輪12は軌道の両側につば12aを有し、内輪14は軌道の片側につば14aを有している。円筒ころ16は、その転動面16aにて外輪12の軌道面および内輪14の軌道面を転動する。隣り合う円筒ころ16間に間座18が介在させてある。
The embodiment shown in FIG. 1 is an example applied to an NJ type cylindrical roller bearing, and includes an
図2に間座18の詳細を示す。間座18は、片端にころ16の端面16bと向かい合う面をもった拡張部18aが形成してあり、その外径側に外輪12のつば12aの内側面と向かい合う立ち上がり面18dが形成してある。拡張部18aがころ16の端面16bと接触することによって、また、立ち上がり面18dが外輪12のつば12aの内側面と接触することによって、軸受の軸方向における間座18の動きが規制される。
FIG. 2 shows details of the
間座18は、円筒ころ16の転動面16aと向かい合う面(以下、ころ接触面ともいう)18bが転動面16aを受け入れる凹形状をしている。ここでは、ころ接触面18bの断面形状が円筒ころ16の転動面16aの曲率半径よりも僅かに大きい曲率半径の凹円弧であるが、平坦面の組合せで凹形状のころ接触面18bを形成することもできる。ころ接触面18bは図3に一点鎖線で示すころピッチ円を跨いで、つまり、ころピッチ円の内径側から外径側まで、延在している。したがって、ころ16の転動面16aによって軸受半径方向における間座18の動きが規制される。
The
図4に示すように、拡張部18aの外周面(軸受に組み込んだ状態で半径方向外側を向く面)18cは部分円筒面となっている。言い換えれば、拡張部18aの外周面は凸曲面で、その曲率半径R1は外輪12のつば12aの内周面の曲率半径R2より小さい。これにより、軸受の回転中、間座18の拡張部18aを外輪12のつば12aの内周面で案内させるようになっていて、間座18の挙動が安定する。すなわち、間座18の拡張部18aの外周面18cを外輪12のつば12aの内周面で支持させることにより、間座18の半径方向の動きが規制されてその挙動が安定する。
As shown in FIG. 4, an outer peripheral surface (a surface facing outward in the radial direction when incorporated in the bearing) 18 c of the
また、軸受の回転中、間座18の拡張部18aの外周面18cにくさび膜効果が発生し、発熱や磨耗を軽減することができる。さらに、凸曲面(18c)の形成により、間座18の挙動が乱れても拡張部18aの外周面18cにおけるエッジ接触を回避することができる。なお、エッジ接触を避けるため、拡張部18aの軸受円周方向を向いた端縁には面取りを設けるのが望ましい。
Further, during the rotation of the bearing, a wedge film effect is generated on the outer
この実施の形態の軸受は、図6に示すように、円筒ころ16と間座18を外輪12の軌道面上に交互に配列していき、最後に組み込む円筒ころ16の両脇に位置する間座18を、配列済みの円筒ころ16の転動面16aの手前側に沿わせた状態で、最後の円筒ころ16を外輪12の軌道面に向かって挿入することで、両脇の間座18をスライドさせつつ、円筒ころ16を外輪12の軌道面上に組み込むことができる。
In the bearing of this embodiment, as shown in FIG. 6,
図7は間座を切削により製作する過程を示した例であり、くし型保持器を形成した後、その柱部分をたとえばワーヤーカットにより切り落とすことで間座を得ることができる。 FIG. 7 shows an example of a process of manufacturing the spacer by cutting. After forming the comb cage, the spacer can be obtained by cutting off the pillar portion by, for example, wire cutting.
間座18の材質を66ナイロン(ナチュラル)としてNJ2324E(φ120×φ260×86)に適用した場合について述べるならば、円筒ころ16のピッチ円上の円周方向すきまS(図5参照)は1.5mmであり、数式で表すとS=0.0026×Dw×Zである。また、間座18の最小部肉厚は1.8mmである。このとき、軸受の温度が100℃上昇しても、円筒ころ16と間座18の熱膨張の総和は1mm程度であり、円周方向すきまSが潰れることはなく、一般的な温度条件下での使用に耐えることができる。ちなみに、円筒ころ(軸受鋼)の線膨張係数は12.5×10-6(℃)、間座(66ナイロン(N))の線膨張係数は9×10-5(℃)である。また、間座18の端部をピッチ円接線方向に拡張した長さの最大値L(図3参照)は20mmであり、数式で表すとL=0.5×Dwである。このような設定としたとき、拡張部18aはころ16の面取りを越えた中心寄りでころ端面16bと接触し、また、隣り合う間座18が互いに干渉することはない。
If the material of the
12 外輪
12a つば
14 内輪
14a つば
16 円筒ころ
16a 転動面
16b 端面
18 間座
18a 拡張部
18b ころ接触面
18c 凸曲面
18d 立ち上がり面
12
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JP2012047199A (en) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Ntn Corp | Rolling bearing and retainer |
EP2713066A1 (en) | 2012-09-28 | 2014-04-02 | NTN-SNR Roulements | Spacing body for rollers and rolling bearing containing such a spacing body |
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