JP2008133898A - ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】ころ軸受の内部に潤滑油を供給する油穴を容易に設けることができ、かつ、潤滑油を効率的に供給し、潤滑及び冷却ができるようにする。
【解決手段】軌道輪２２の軌道面２２ａと内径面２２ｂとの間に、径方向に貫通する油穴３３を少なくとも一つ設ける。回転軸２５に設けた油供給路３４から、回転軸２５の全周にわたる環状油溝２８を伝って、油穴３３を通し、軌道面２２ａに潤滑油を供給して、直接にころ２３を潤滑、冷却させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ころ軸受への潤滑油の供給に関する。

高速で回転するころ軸受では、温度上昇を抑えつつ効率よく潤滑を行うために、軸受内部に潤滑油を供給する場合がある。

このような潤滑方式を採用したころ軸受としては、例えば特許文献１に記載の円筒ころ軸受が挙げられる。これは図７のような構造による。

この構造では外輪１と内輪２との間に、内輪２に支持された保持器４によって複数のころ３が保持され、内輪２は回転軸５に装着されている。この内輪２と回転軸５との間に、給油管６から油路７を通って供給された潤滑油を軸方向に流通可能な油溝８が設けてある。このような軸方向の油溝８が、内輪２の内径面２ａに等間隔に複数設けられており、それぞれに潤滑油が供給される。

油路７を通過した潤滑油は、油穴１３を通じて、ころ３を支持するつば１１と内輪の軌道面２ａとの間に設けられた、研削逃げ部１２に供給される。

また、潤滑油を供給する油穴１３の出口は、図７に示す研削逃げ部１２に設ける以外に、保持器４の内径面４ａとつば１１の外径面１１ａとの間に供給する場合もある。

このようなアンダーレース潤滑方式にすることで、油穴１３の出口から供給された潤滑油が、隣接する軌道面２ａに移るので、確実にころ３と接触して潤滑させることができるとともに、温度上昇しやすい内輪２を効率的に冷却することができる。

また、保持器４は高速回転するため、保持器４とその保持器４を案内する内輪２のつば１１との間の摺動速度は、場合によっては１００ｍ／ｓを超える。この摺動摩擦による摩耗や温度上昇を抑制するために、つば１１の外径面１１ａに油穴１３の出口を形成させて、この摺動面に潤滑油を供給して潤滑、冷却している。

特開平８−４７７５号公報

しかしながら、内輪２の研削逃げ部１２に油穴１３の出口を設けるのは、高い位置決め精度が必要なため、製造上特に手間がかかってしまう。これらの原因のため、図７のような構造の円筒ころ軸受はコストが高くなってしまう。

また、つば１１の外径面１１ａに油穴１３の出口を形成させて潤滑油を供給しても、それだけでは最大の発熱源であるころに向けて潤滑油を供給できないので、潤滑、冷却が不十分となってしまう。このため、その油穴１３だけでなく、別途ころに向けて潤滑油を供給する油穴を設ける必要があるので、製造上の手間がかかり、製造コストが高くなる。

そこでこの発明は、軸受内のころに向けて直接に潤滑油を供給可能な油穴を容易に設けることを目的とする。

この発明は、上記の課題を解決するため、内外の軌道輪の少なくともいずれか一方に、出口が軌道面にある油穴を少なくとも一つ設け、かつ、ころの全周に逃げ溝を形成し、ころが油穴の縁に当たらないようにしたのである。

このような油穴を内外の軌道輪のいずれか一方に設けることで、出口の開いた軌道面に直接に潤滑油を供給することができる。この油穴は、軌道面と内輪側の内径面又は外輪側の外径面とを貫通するものであるので、研削逃げ部に油穴を設ける場合よりも位置決め精度を緩和することができ、油穴の加工が容易となる。また、ころが通過する軌道面に油穴の出口が配置されるので、ころに直接潤滑油を供給することができ、ころを効率的に潤滑、冷却することが出来る。

軌道面からころに向けて直接に潤滑油を供給して冷却することにより、研削逃げ部から潤滑油を供給するよりもさらに冷却効率が高くなるので、保持器と軌道輪との間の摺動面を直接に潤滑、冷却する必要性が低下する。このため、つばの外径面又は内径面に設ける油穴を省略することができ、製造上の手間を省くことができる。また、並行する二つの研削逃げ部にそれぞれ設ける油穴を一つにまとめることができ、加工の手間を省くことができる。

さらに、軌道面に油穴の縁ができているので、仮にその縁部がころと接触するとその接触部分に応力が集中して油穴の縁部やころが損耗してしまう。そこで、その油穴に相対する位置にころの全周にわたって逃げ溝を設けることで、油穴の縁部ところとが直接接触して損耗することを避けることができる。

この発明にかかるころ軸受は、従来のアンダーレース潤滑方式の円筒ころ軸受に比べて製造が容易である。また、直接にころに潤滑油を供給できるので、効率的にころを潤滑し、冷却させる。

以下、この発明について説明する。この発明は、内外の軌道輪である外輪側の軌道輪２１と内輪側の軌道輪２２との間に複数のころ２３を有し、それらのころ２３を等間隔に保持する保持器２４を有し、その保持器２４を軌道輪２１、２２のつば３１で案内するころ軸受において、内外の軌道輪のいずれか一方に、出口が軌道面にある油穴３３を少なくとも一つ設け、ころ２３の油穴３３に相対する箇所に、全周にわたる逃げ溝を設けたころ軸受である。まず、内外の軌道輪のうち、内輪側の軌道輪２２に油穴３３を設けた実施形態について説明する。

図１に、この発明の円筒ころ軸受での実施形態を示す。この実施形態は、内輪側の軌道輪２２がつば３１を有し、保持器２４が軌道輪２２に支持されたＮ形円筒ころ軸受を、この発明の実施形態としたものである。この実施形態では、入口が内径面２２ｂに、出口が軌道面２２ａにあって軌道輪２２を貫通する油穴３３が設けられている。油穴３３は軌道面２２ａから内径面２２ｂへ径方向に貫通して設けると、穴自体を開けやすい。また、従来の研削逃げ部に油穴の出口を設ける場合よりも位置が厳密でなくてよいため、より加工しやすい。

また、上記の油穴３３は、軌道輪２２の軌道面２２ａの中で、軸方向の中央に設けてある。回転軸２５が横軸の場合、油穴３３の位置が軸方向の中央からどちらかに偏っていると、潤滑油の供給量が一方に偏るおそれがあるためである。

上記の油穴３３を通して、回転軸２５に接する内径面２２ｂ側から軌道面２２ａ上に潤滑油を供給する。供給された潤滑油は軌道面２２ａ上を転動するころ２３に接触して、ころ２３の転動面及び軌道輪２１の軌道面２１ａを潤滑させる。また、ころ２３は転動しているので、油穴３３の直線上にころ２３が無いときに供給された潤滑油は、遠心力や送油圧によって、ころ２３ところ２３との間にある保持器２４の柱の内径面２４ａに当たり、拡散するので、つば３１の表面にも潤滑油が供給される。

図２に、図１に記載の実施形態にかかる円筒ころ軸受の、径方向の断面図を示す。上記の油穴３３は、周方向に等間隔で複数設けてある。１つでも潤滑油の供給は可能であるが、複数設けてあると１つのみ設けてある場合よりも潤滑油をより確実に供給することができる。また、複数設ける箇所を等間隔にすることで、潤滑油をより均一に供給することが出来る。

上記の油穴３３に供給される潤滑油は、回転軸２５の内部から回転軸２５の外周面２５ａへと通じる油供給路３４を通して供給される。この油供給路３４は、複数設けてあっても良いが、図１の実施形態のように１本でもよい。

油供給路３４は、回転軸２５の外周面２５ａの全周にわたって設けられた、環状油溝２８と繋がっている。この環状油溝２８は、軌道輪２２の内径面２２ｂに開いた、油穴３３の入口と相対する箇所にある。この油供給路３４を通して回転軸２５内から供給された潤滑油は、この環状油溝２８を伝って全周に行き渡り、環状油溝２８に相対する箇所にある、複数設けられた油穴３３の全てに供給される。

また、ころ２３は、転動面の全周にわたって縮径させた溝である逃げ溝３６が設けてある。この逃げ溝３６は、軌道面２２ａに開いた油穴３３の出口に対向する箇所に設けてあり、その溝幅は油穴３３の孔径よりも広く、その溝の中央部分が油穴３３と対向する位置にある。すなわち、油穴３３の縁部３３ａは、ころ２３と直接接触はしない。ころ２３と軌道面２２ａとの接触部分には応力が集中するため、油穴３３の出口の縁部３３ａところ２３とが接触すると、油穴３３の縁部３３ａが破損するおそれがあるが、この逃げ溝３６により接触をさけて破損を防ぐことができる。また、この逃げ溝３６があることで、供給された潤滑油がこの逃げ溝３６を伝って軸受内で拡散しやすくなる。

次に、別の実施形態の例を図３に示す。これは図１の実施形態と同様に、Ｎ型円筒ころ軸受において、軌道輪２２の軌道面２２ａと内径面２２ｂとの間を径方向に貫通する油穴３３を設けたものであるが、環状油溝２８を、回転軸２５上ではなく、軌道輪２２の内径面２２ｂ上に、油穴３３に繋がるように設けた点が異なるものである。軸受内部への潤滑油の供給の仕方は図１の実施形態と同じく、回転軸２５の内部から油供給路３４を通じて環状油溝２８をつたって、周方向に複数設けられた油穴３３のそれぞれに供給されて、軌道輪２２の軌道面２２ａに供給されるものである。この実施形態では、回転軸２５の外周面２５ａに施す加工が油供給路３４のみとなるので、軌道輪２２を加工してもよいが回転軸２５への加工を最小限に留めたい場合に好適な実施形態である。

また、別の実施形態の例を図４に示す。これは図１の実施形態とは異なり、つば３１が軌道輪２１側に存在し、保持器２４が軌道輪２１に支持されたＮＵ型円筒ころ軸受において、軌道輪の一方として軌道輪２２に、穴の出口が軌道面２２ａにあって径方向に貫通する油穴３３を設けたものである。この実施形態でも同様に、回転軸２５内から油供給路３４を通じて供給された潤滑油が、環状油溝２８を伝ってそれぞれの油穴３３に分けられ、軌道面２２ａ上に供給され、同様にころ２３を潤滑、冷却させる。ただし、油穴３３の出口と保持器２４の柱２４ａとが離れているため、供給された潤滑油が保持器２４の柱の内径面２４ａに当たって跳ね返り、軸受全体を速やかに潤滑することは困難となる。

また、図４の実施形態において、環状油溝２８を回転軸２５の外周面ではなく、図３のＮ型円筒ころ軸受における実施形態のように軌道輪２２の内径面２２ｂに設けてもよい。

上記のように、円筒ころ軸受の種類に関わらず、油穴３３を、軌道輪２２の軌道面２２ａを貫通するように設けて回転軸２５内部から軌道面２２ａに潤滑油を供給する場合は、全ての油穴３３に潤滑油を行き渡らせるための環状油溝２８は、軌道輪２２と回転軸２５との対向面で、いずれか一方に設けるとよい。すなわち、油穴３３に繋がる軌道輪２２の内径面２２ｂか、油穴３３の内周側の入口に相対し、油供給路３４と繋がる回転軸２５の外周面２５ａかのいずれかに設ける。

次に外輪側の軌道輪２１に油穴３３を設けた実施形態の例を図５に示す。これは上記のＮＵ型円筒ころ軸受において、軌道輪２１に、出口が軌道面２１ａにあって径方向に貫通する油穴３３を設けたものである。油穴３３の入口は外径面２１ｂに設けてある。また、油穴３３の出口を設ける軌道輪２１の軌道面２１ａ上の位置は、軌道面２１ａの軸方向の中央である。回転軸２５が横軸の場合、図１の実施形態と同様に、中央からどちらかに偏っていると潤滑油の供給が一方に偏るおそれがあるためである。さらに、この油穴３３は、図６の径方向の断面図に示すように、軌道輪２１の周方向に複数設けられることで、軌道面２１ａに均一に潤滑油を供給することが可能となる。

上記の油穴３３の外径面２１ｂ側の入口に相対する箇所の、軌道輪２１に装着されたハウジング２９の内周面には、環状の環状油溝２８を設けてある。また、この環状油溝２８に通じる油供給路３４が、ハウジング２９の外部から環状油溝２８へと貫通している。すなわち、ハウジング２９の外部から供給された潤滑油は、ハウジングを貫通する油供給路３４を通じて、環状油溝２８へ供給される。環状油溝２８を伝って軌道輪２１の全周に行き渡った潤滑油は、油穴３３を通じて外径面２１ｂから軌道面２１ａへ送られ、ころ２３を潤滑、冷却させる。また、この実施形態では、保持器２４が軌道輪２１に保持されているので、ころ２３ところ２３との間にある保持器２４の柱に潤滑油が当たって跳ね返ることで、つば３１ところ２３との間も潤滑させることができる。

上記の実施形態でも、ころ２３の油穴３３の出口と相対する箇所に、全周にわたる逃げ溝３６を設けて、油穴３３の角部３３ａと軌道輪２１の軌道面２１ａとが接触しないようにしている。

さらにまた、別の実施形態として、図５の実施形態でハウジング２９の内周面２９ａに設けられていた環状油溝２８を、軌道輪２１の外径面２１ｂに設けたものが挙げられる。環状油溝２８を、軌道輪２１を貫く油穴３３と通じさせれば、図５の実施形態と同様の潤滑、冷却効果を発揮させることができる。この実施形態は特に、図５の実施形態に比べて、ハウジング２９に出来る限り加工を施したくない場合に有効である。

また、上記のＮ型円筒ころ軸受において、外輪側の軌道輪２１を貫通する油穴３３を設け、外径面２１ａのその油穴３３に繋がる位置か、又はハウジング２９の内周面２９ａのその油穴３３に相対する位置に環状油溝２８を設けても、同様に潤滑油を供給可能である。

上記のように、円筒ころ軸受の種類に関わらず、油穴３３を軌道輪２１の軌道面２１ａと外径面２１ｂとを貫通するように設けて、ハウジング２９の外部から潤滑油を供給する場合、全ての油穴３３に潤滑油を行き渡らせるための環状油溝２８は、軌道輪２１とハウジング２９との対向面で、いずれか一方の面に設けるとよい。すなわち、軌道輪２１の外径面２１ａの油穴３３に繋がる位置か、ハウジング２９の内周面２９ａの油穴３３に相対し、油供給路３４と繋がる位置かのいずれかに設ける。

これらの、外輪側の軌道輪２１に油穴３３を設ける実施形態は、回転軸２５側から潤滑油を供給できない場合に好適に実施できる。

上記の実施形態で挙げた円筒ころ軸受に限らず、円錐ころ軸受でも、同様に内外の軌道輪のいずれか一方に、出口が軌道面にあって貫通する油穴を少なくとも１つ設けることで、容易に軌道輪を加工でき、ころに確実に潤滑油を供給して潤滑、冷却可能なころ軸受とすることができる。

内輪側の軌道輪に油穴を設け、回転軸の外周面に環状油溝を設けたＮ型円筒ころ軸受の例を示す軸方向断面図 図１の実施形態のＡ−Ａ断面図 内輪側の軌道輪に油穴を設け、その内径面に環状油溝を設けたＮ型円筒ころ軸受の例を示す軸方向断面図 内輪側の軌道輪に油穴を設け、回転軸の外周面に環状油溝を設けたＮＵ型円筒ころ軸受の例を示す軸方向断面図 外輪側の軌道輪に油穴を設け、ハウジングの内周面に環状油溝を設けたＮＵ型円筒ころ軸受の例を示す軸方向断面図 図５の実施形態のＢ−Ｂ断面図 従来の円筒ころ軸受の例を示す軸方向断面図

符号の説明

１，２１ 外輪側の軌道輪
２１ａ 外輪側の軌道面
２１ｂ 外輪側の軌道輪の外径面
２，２２ 内輪側の軌道輪
２ａ，２２ａ 内輪側の軌道面
２ｂ，２２ｂ 内輪側の軌道輪の内径面
３ ころ
２３ 転動体
４、２４ 保持器
４ａ 保持器の内径面
２４ａ 保持器の柱の内径面側
５，２５ 回転軸
２５ａ 回転軸の外周面
６ 給油管
７ 油路
８ 油溝
２８ 環状油溝
９，２９ ハウジング
２９ａ ハウジングの内周面
１１，３１ つば
１１ａ つばの外径面
１２，３２ 研削逃げ部
１３，３３ 油穴
３３ａ 縁部
３４ 油供給路
３６ 逃げ溝

Claims (1)

1. 内外の軌道輪間に複数のころを有し、それらのころを等間隔に保持する保持器を有し、その保持器を前記軌道輪のつばで案内するころ軸受において、
   内外の軌道輪の少なくとも一方に、出口が軌道面にある油穴を少なくとも一つ形成し、前記ころの前記油穴に相対する箇所に、全周にわたる逃げ溝を形成したころ軸受。

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