JP2008002495A - 自動調心ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器内径面の潤滑性を十分に発揮することができる自動調心ころ軸受の提供。
【解決手段】内外輪１、２の間に保持器４とフローティングリング５によって保持された２列のころ列からなる自動調心ころ軸受であって、前記フローティングリング５と対向する保持器４の内径面に、潤滑油を保持するための油溝７を設ける。これによって、高速回転によりその保持器４などに大きな遠心力が加わってもその油溝７に溜まった潤滑油が径方向外方に飛び散ってしまうようなことがなくなるため、保持器４内径面の潤滑性を十分に発揮することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般産業機械で特に高速性を要求される製紙機械などに用いられる自動調心ころ軸受に係り、特に、ころ列間にフローティングリング（案内輪）を配置して各ころを案内した自動調心ころ軸受に関するものである。

係る自動調心ころ軸受は、例えば図１０に示すように、外周面に複列の軌道面１ａ、１ｂを有する内輪１と、内周面にその内輪１の軌道面１ａ、１ｂに対向する球面状の軌道面２ａを有する外輪２と、これら内輪１および外輪２の複列の軌道面１ａ、１ｂ、２ａ間に転動自在に配置される複数のころ（転動体）３、３…と、これら各ころ３、３…をそれぞれ周方向に沿って所定の間隔を保って保持するための保持器４と、を備えた構成となっている。そして、これら各ころ３、３…が軌道面１ａ、１ｂ、２ａに沿って周方向に転動すると共に、外輪２の軌道面２ａ側で円弧状にずれてもころ３、３…の接触状態は変化しないため、取り付け誤差や衝撃荷重により内輪１や外輪２が傾斜しても、エッジロードの発生を防止できると共に、ラジアル負荷能力を大きくとることができるようになっている。

また、図示するようにこのような自動調心ころ軸受では、多くの場合ころ３、３…の軸方向端面を案内するためのフローティングリング５がころ列間に配置されており、このフローティングリング５によって各列のころ３、３…がスキューすることなく良好に転動できるようなっている。
ところで、このような構成をした従来の自動調心ころ軸受の多くは、内輪１または外輪２に形成された油穴６（図１０の場合は外輪２）を介してその間のころ３、３…や保持器４などに潤滑油を供給するようになっているが、高速回転や外部振動がかかる場合は、この油穴６から供給された潤滑油が周囲に飛び散ってしまい潤滑油不足を起こしてしまうことがある。この結果、特にフローティングリング５と保持器４との間の潤滑性が著しく悪化し、摩耗や振動を引き起こすことがある。

そのため、例えば以下の特許文献１では、フローティングリングの外径面と内径面にその円周方向に沿って潤滑剤移送溝を凹設し、この潤滑剤移送溝によって十分な量の潤滑剤を供給できるようにすることで特にその部分の摩耗や振動を抑制するようにしている。
また、以下の特許文献２では、保持器４の外周面に環状の突起を設け、保持器４の軸方向中央部から供給された潤滑油を効率的に保持器全体に行き渡らせることで、十分な潤滑性能が得られるようにしている。
特開平１１−２２５０号公報 特開２００１−２０８０７号公報

しかしながら、前記特許文献１の技術では、フローティングリングの外径面と内径面にそれぞれ潤滑油を十分に供給することは可能であるが、このフローティングリングや保持器が高速回転した場合、その遠心力によって特に外径面の潤滑剤移送溝側に供給された潤滑油が径方向外方に飛び散ってしまい、その部分の潤滑性能が低下することがある。
一方、前記特許文献２の技術では、保持器４の柱側に対しては十分に潤滑油を供給することは可能であるが、その保持器４の内径面にまで十分に行き渡らせることは難しい。
そこで、本発明はこのような課題を解決するための案出されたものであり、その目的は、特に保持器内径面の潤滑性を十分に発揮することができる自動調心ころ軸受を提供するものである。

前記課題を解決するために請求項１の発明は、
内外輪の間に保持器とフローティングリングによって保持された２列のころからなる自動調心ころ軸受であって、前記フローティングリングと対向する保持器の内径面に、潤滑油を保持するための油溝を設けたことを特徴とする自動調心ころ軸受である。
また、請求項２の発明は、
請求項１に記載の自動調心ころ軸受において、前記外輪の軸方向中央部に、前記内外輪の間に潤滑油を供給する油穴を形成したことを特徴とする自動調心ころ軸受である。
また、請求項３の発明は、
請求項１または２に記載の自動調心ころ軸受において、前記保持器は、一体型のくし型保持器であり、かつ、当該くし型保持器の内径面に形成される油溝は、当該内径面の軸方向中央部にその円周方向に沿って延びる長溝であることを特徴とする自動調心ころ軸受である。

また、請求項４の発明は、
請求項１または２に記載の自動調心ころ軸受において、前記フローティングリングと対向する保持器の内径面に形成される油溝は、当該保持器の軸方向に延びる複数の平行状溝あるいは、当該保持器の周方向に蛇行するように延びるスパイラル形状溝、または、前記平行状溝と当該保持器の周方向に延びる円周溝とを組み合わせたヘリングボーン形状溝のいずれかであることを特徴とする自動調心ころ軸受である。
また、請求項５の発明は、
請求項４に記載の自動調心ころ軸受において、前記保持器は、ころ案内方式であることを特徴とする自動調心ころ軸受である。

請求項１の発明によれば、フローティングリングと対向する保持器の内径面に、潤滑油を保持するための油溝を設けたことから、高速回転によりその保持器などに大きな遠心力が加わってもその油溝に溜まった潤滑油が径方向外方に飛び散ってしまうようなことがなくなるため、保持器内径面の潤滑性を十分に発揮することができる。
請求項２の発明によれば、前記外輪の軸方向中央部に、前記内外輪の間に潤滑油を供給する油穴を形成したため、その保持器などに対して外輪側から潤滑油を供給することができる。

請求項３の発明によれば、前記保持器は、一体型のくし型保持器であり、かつ、当該くし型保持器の内径面に形成される油溝は、当該内径面の軸方向中央部にその円周方向に沿って延びる長溝であることから、この長溝の一部に潤滑油を供給すれば、この潤滑油がこの長溝を伝わってその保持器内面の全周に亘ってまんべんなく潤滑油が行き亘ることになる。

請求項４の発明によれば、保持器の内径面に形成される油溝として、具体的には当該保持器の軸方向に延びる複数の平行状溝あるいは、当該保持器の周方向に蛇行するように延びるスパイラル形状溝、または、前記平行状溝と当該保持器の周方向に延びる円周溝とを組み合わせたヘリングボーン形状溝とすれば、供給された潤滑油を良好に保持しつつ保持器の内径面全面に確実に行き渡らせることができる。

特に、請求項５の発明のように保持器が、ころ案内方式で案内されるような場合では、保持器の内径面とフローティングリングとが頻繁に接触することになるが、請求項４のような形態の油溝を形成すれば、フローティングリングとの接触によるその部分の摩耗を回避することができる。
なお、従来の保持器の案内方式には、ころ案内方式と軌道輪案内方式とがあり、ころ案内方式では、保持器の各ポケットところとの係合によって、保持器のラジアル方向の変位が制限され、また、軌道輪案内方式では、軌道輪（外輪または内輪）の案内面と保持器の案内面との接触によって、保持器のラジアル方向の変位が制限される。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る自動調心ころ軸受１０の実施の一形態を示したものである。
図示するようにこの自動調心ころ軸受１０は、外周面に複列の軌道面１ａ、１ｂを有する内輪１と、内周面に内輪１の軌道面１ａに対向する球面状の軌道面２ａを有する外輪２と、複列の軌道面１ａ、１ｂ、２ａ間にそれぞれ２つの列を成して転動自在に配置される複数のころ３、３…と、これら各ころ列のころ３、３…を保持するための保持器４と、から主に構成されている。

この保持器４は、図１および図２に示すように、軌道面１ａ、１ｂ、２ａ間の中央部にその周方向に沿って延びる環状部材４ａの両側にそれぞれ一定の間隔を隔てて複数の柱部４ｂ、４ｂ…をその軸方向に突出するように設けたものであり、これら隣接する柱部４ｂ、４ｂによって複数のポケット４ｃ、４ｃ…をその周方向に沿って形成すると共に、それら各ポケット４ｃ、４ｃ…に各列のころ３、３…をそれぞれ独立して収容することで環状部材４ａの両側にそれぞれ各ころ列を形成すると共に、各ころ列の各ころ３、３…をその周方向に沿って一定の間隔を隔てて転動自在に保持するようになっている。なお、図３に示すようにこの保持器４の各ポケット４ｃ、４ｃ…は各ころ列間でその周方向に半ピッチずつずれるように形成されており、各列のころ３、３…は環状部材４ａを挟んで交互に配置するようになっている。

また、図１に示すようにこの保持器４の内周面と、内輪１の外周面における軸方向中央部との間には、環状のフローティングリング５が回転自在に配置されており、各ころ列のころ３、３…の内面側に当接することで各ころ列を分けると共に各ころ列のころ３、３…を案内するようになっている。
また、図１に示すように、この外輪２の軸方向中央部には油穴６が形成されており、この油穴６を介してその間のころ３、３…や保持器４などに潤滑油を適宜供給するようになっている。

そして、本発明に係る自動調心ころ軸受１０にあっては、図１および図３に示すように、フローティングリング５と対向する保持器４の内径面に、供給された潤滑油を保持するための油溝７がその周方向に沿って環状の長溝状に形成されている。
従って、前記油穴６を介してこの保持器４の内径面の一部に潤滑油が達すると、この潤滑油がこの長溝状の油溝７に沿って流れ込んでその内部に保持されることになる。

そして、高速回転によりその保持器４などに大きな遠心力が加わってもその油溝７に溜まった潤滑油が径方向外方に飛び散ってしまうようなことがなくなるため、保持器４内面の潤滑性を十分に発揮することができる。
また、この長溝の一部に潤滑油を供給すれば、この潤滑油がこの長溝を伝わってその保持器４の内径面の全周に亘ってまんべんなく潤滑油が行き亘るため、良好な潤滑性を発揮することができる。

図７および図８はこのように保持器４の内径面に長溝状の油溝７を形成していない従来の軸受（従来品：自動調心ころ軸受番号２２３１０）と、同じ従来品の保持器４の内径面に長溝状の油溝７を形成した軸受（本発明品）との外輪温度（℃）の回転中の温度上昇の比較と、保持器４の内径面の摩耗量とを実際に測定して比較した試験結果を示したものである。

なお、これら各試験条件としては、ラジアル荷重Ｆｒ：１８．６ｋＮ、強制循環給油試験、潤滑油：ＶＧ６８、給油温度：４０℃一定とした。
この結果、先ず、図７に示すように外輪温度（℃）の温度上昇は、いずれも内輪の回転速度の上昇に伴って上昇するが、いずれの回転速度においても本発明品は従来品よりも低く、優れた温度特性を発揮した。

一方、図８に示す保持器４の内径面の摩耗量は、従来品では６０ｍｇを超えてしまったのに対し、本発明品の摩耗量は３０ｍｇと、従来品の半分以下であり、優れた耐摩耗性を発揮することができた。
このように本発明によれば、特に保持器４の内径面の潤滑性が向上して優れた温度特性および耐摩耗性を発揮することが可能となるが、このように保持器４の内径面の形成される油溝７としては図３の形態に限定されるものでなく、他の形態であっても良い。

例えば、図４に示すように保持器４の軸方向に延びる複数の平行状溝、あるいは、図５に示すようにこの保持器４の周方向に蛇行するように延びるヘリングボーン形状溝、または、図６に示すように図４の平行状溝と図３のように円周方向に延びる長溝とを組み合わせた形状の溝であっても前記と同様な効果を発揮することができる。
また、本実施の形態では、保持器４の案内方式としていわゆる軌道輪案内方式の例で示したが、図９に示すようにころが抜けることを防止したころ案内方式の一体型保持器の場合も同様にその保持器４の軸方向中央部内径面に油溝７を形成することで同様な効果を発揮することができる。

本発明に係る自動調心ころ軸受の実施の一形態を示す周方向拡大断面図である。 本発明に係る自動調心ころ軸受で用いる保持器の一例を示す斜視図である。 図２中Ａ部を示す部分拡大図である。 本発明に係る保持器の他の実施の形態を示す部分拡大斜視図である。 本発明に係る保持器の他の実施の形態を示す部分拡大斜視図である。 本発明に係る保持器の他の実施の形態を示す部分拡大斜視図である。 保持器の内径面に長溝状の油溝を形成していない従来の軸受（従来品）と、油溝を形成した軸受（本発明品）との外輪温度の回転温度上昇の比較試験結果を示すグラフ図である。 保持器の内径面に長溝状の油溝を形成していない従来の軸受（従来品）と、油溝を形成した軸受（本発明品）との保持器の摩耗量の比較試験結果を示すグラフ図である。 ころ案内方式の保持器を示す周方向拡大断面図である。 従来の自動調心ころ軸受の一例を示す周方向拡大断面図である。

符号の説明

１…内輪
２…外輪
３…ころ
４…保持器
５…案内輪
６…油穴
７…油溝
１０…自動調心ころ軸受

Claims (5)

1. 内外輪の間に保持器とフローティングリングによって保持された２列のころ列からなる自動調心ころ軸受であって、前記フローティングリングと対向する保持器の内径面に、潤滑油を保持するための油溝を設けたことを特徴とする自動調心ころ軸受。
2. 請求項１に記載の自動調心ころ軸受において、
   前記外輪の軸方向中央部に、前記内外輪の間に潤滑油を供給する油穴を形成したことを特徴とする自動調心ころ軸受。
3. 請求項１または２に記載の自動調心ころ軸受において、
   前記保持器は、一体型のくし型保持器であり、かつ、当該くし型保持器の内径面に形成される油溝は、当該内径面の軸方向中央部にその円周方向に沿って延びる長溝であることを特徴とする自動調心ころ軸受。
4. 請求項１または２に記載の自動調心ころ軸受において、
   前記フローティングリングと対向する保持器の内径面に形成される油溝は、当該保持器の軸方向に延びる複数の平行状溝あるいは、当該保持器の周方向に蛇行するように延びるスパイラル形状溝、または、前記平行状溝と当該保持器の周方向に延びる円周溝とを組み合わせたヘリングボーン形状溝のいずれかであることを特徴とする自動調心ころ軸受。
5. 請求項４に記載の自動調心ころ軸受において、
   前記保持器は、ころ案内方式で案内されることを特徴とする自動調心ころ軸受。

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