JP2008232255A - 円すいころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円すいころの大端面と内輪の大つばのころ案内面との間に対する潤滑油の流れを円滑化し、低トルク化及び耐焼き付き性の向上を図ることができる円すいころ軸受を提供する。
【解決手段】内輪１０、外輪２０、複数個の円すいころ３０及び保持器４０を有する。内輪１０の大つば１２側に対する外輪２０の端部には、保持器４０のポケット４３を通して外輪２０内周面に向けて流れる潤滑油を内輪１０の大つば１２外周面に向けて誘導する環状誘導部材５０が弾性体５１を介して開閉可能に取り付けられる。潤滑油の貫通油量が少ないときには環状誘導部材５０が弾性体５１の付勢力によって閉じ状態に配置される。潤滑油の貫通油量が多いときには、その潤滑油の流圧を受けて弾性体５１の付勢力に抗して外輪２０の端面２２から離反する開き状態に変位される。環状誘導部材５０の内径面と内輪１０の大つば１２外周面との間に潤滑油の排出口５３が形成される。
【選択図】図３

Description

この発明は円すいころ軸受に関する。

従来、円すいころ軸受は、図７に示すように、内輪２１０と外輪２２０の両軌道面２１１、２２１の間に転動可能に配設された複数個の円すいころ２３０の大端面２３２が内輪２１０の大つば２１２のころ案内面２１３に摺動案内され、複数個の円すいころ２３０の小端面２３３が内輪２１０の小つば２１５のころ案内面２１６に摺動案内され、両軌道面２１１、２２１の間に複数個の円すいころ２３０をそれぞれ保持するポケット２４３を有する保持器２４０が配設されている。
また、従来、潤滑油に含まれる異物が円すいころ軸受の内部に浸入することを防止するために、例えば、特許文献１に開示された構造のものが知られている。
これにおいては、内輪の小径側端部に、外輪の内周面に摺接するリップを有する第１のシールが固定されている。さらに、内輪の大径側端部に、外輪の端面に摺接するリップを有する第２のシールが固定されている。そして、第１のシールのリップを通過して円すいころ軸受内に流れ込んだ潤滑油が、第２のシールのリップを押し開いて排出されるようになっている。
特開平０１−１９３４１１号公報

図７に示すような円すいころ軸受においては、軸受回転時に、内輪２１０の小つば２１５側から大つば２１２側への流体の流れ（遠心力によるポンプ作用）が発生する。
このポンプ作用を利用して内輪２１０の小つば２１５側へ潤滑油が供給され、この潤滑油が内輪２１０の大つば２１２側から排出される。
ところが、高速回転時には、遠心力が大きくなり内輪２１０の小つば２１５側へ供給された潤滑油が、図７の矢印Ｐ’に示すように流れ、保持器２４０のポケット２４３を通して外輪２２０側へ逃げやすくなる。このことから、円すいころ２３０の大端面２３２と内輪２１０の大つば２１２のころ案内面２１３との間に対する潤滑油の供給量が不足することが想定される。
特に、機械装置のトルク損失の低減に対応して円すいころの低トルク化を図るために、潤滑油の供給量を軽減すると、円すいころ２３０の大端面２３２と内輪２１０の大つば２１２のころ案内面２１３との間に対する潤滑油の供給量が不足しやすくなり、焼き付きが発生する恐れがある。
また、特許文献１に開示された円すいころ軸受において、第２のシールのリップが閉じた状態にあるときには、軸受内に潤滑油が閉じこめられて滞留し、この滞留した潤滑油によって攪拌抵抗が増大され、トルク損失が生じるため、低トルク化に対応することができない。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、円すいころの大端面と内輪の大つばのころ案内面との間に潤滑油を効率よく供給することができ、低トルク化及び耐焼き付き性の向上を図ることができる円すいころ軸受を提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る円すいころ軸受は、内輪と外輪の両軌道面の間に転動可能に配設された複数個の円すいころの大端面が前記内輪の大つばのころ案内面に摺動案内され、前記両軌道面の間に前記複数個の円すいころをそれぞれ保持するポケットを有する保持器が配設された円すいころ軸受であって、
前記内輪の大つば側に対する前記外輪の端面には、前記内輪の小つば側から供給された潤滑油のうち、前記ポケットを通して前記外輪の内周面に向けて流れる潤滑油を前記内輪の大つば外周面に向けて誘導する環状誘導部材が弾性体を介して開閉可能に取り付けられ、
潤滑油の貫通油量が少ないときには前記環状誘導部材が弾性体の付勢力によって前記外輪の端面に接する閉じ状態に配置され、
潤滑油の貫通油量が多いときには、その潤滑油の流圧を受けて前記弾性体の付勢力に抗して前記外輪の端面から離反する開き状態に変位される構成にし、
前記環状誘導部材の内径面は、前記内輪の大つば外周面との間に所定の隙間を隔て、この隙間を潤滑油の排出口としていることを特徴とする。

前記構成によると、軸受回転時において、遠心力によるポンプ作用によって内輪の小つば側から軸受内部に供給される潤滑油は大つば側へ流れる。
この際の潤滑油の貫通油量が少ないときには、環状誘導部材が弾性体の付勢力によって前記外輪の端面に接する閉じ状態に配置される。このため、内輪の小つば側から供給される潤滑油のうち、保持器のポケットを通して外輪の内周面に向けて流れる潤滑油は、閉じ状態にある環状誘導部材の内面に沿って誘導されて内輪の大つば外周面に向けて流れた後、環状誘導部材の内径面と内輪の大つば外周面との間の排出口を経て排出される。この際、内輪の大つば外周面に向けて流れる潤滑油によって大つばが冷却されると共に、潤滑油の一部が円すいころの大端面と内輪の大つばのころ案内面との間に流れて供給される。
このため、内輪の小つば側から供給される潤滑油の供給量が少なく、かつ遠心力が大きい高速回転時においても、円すいころの大端面と内輪の大つばのころ案内面との間に潤滑油を効率よく供給することができる。この結果、潤滑油の供給量を軽減して円すいころ軸受の低トルク化を図ることが可能となると共に、潤滑油の不足による焼き付きの発生を防止することができる。
また、潤滑油の貫通油量が多いときには、潤滑油の流圧を受けて環状誘導部材が弾性体の付勢力に抗して外輪の端面から離反する開き状態に変位される。これによって、潤滑油が環状誘導部材と外輪端面との隙間から円滑に排出されるため、軸受内に潤滑油が滞留することを抑制することができ、滞留する潤滑油の攪拌抵抗に起因するトルク損失を低減することができる。

次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。

（実施例１）
この発明の実施例１を図１〜図４にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る円すいころ軸受を示す縦断面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に基づく横断面図である。図３は軸受回転時の潤滑油の流れを示す説明図である。図４は軸受回転時の潤滑油の流圧によって環状誘導部材が外輪の端面から離反して開かれた状態を示す説明図である。

図１に示すように、円すいころ軸受は、内輪１０、外輪２０、複数個の円すいころ３０、保持器４０及び環状誘導部材５０を備えて構成されている。
内輪１０は、外周面に円すい状の軌道面１１が形成され、軌道面１１の両端部には大つば１２と小つば１５がそれぞれ形成されている。
外輪２０の内周面には、内輪１０の軌道面１１に対向して円すい状の軌道面２１が形成されている。そして、内輪１０と外輪２０の両軌道面１１、２１の間に複数の円すいころ３０が転動可能に配設されると共に、これら複数の円すいころ３０の大端面３２が内輪１０の大つば１２のころ案内面１３に摺動案内され、円すいころ３０の小端面３３が小つば１５のころ案内面１６に摺動案内されるようになっている。

図１と図２に示すように、内輪１０と外輪２０の両軌道面１１、２１の間に複数個の円すいころ３０をそれぞれ保持する保持器４０は、金属板のプレス加工によって形成されると共に、両軌道面１１、２１の間に組込可能な円すい状に形成される。
さらに、保持器４０は、大径側環状部４１と、小径側環状部４２と、これら両環状部４１、４２を連結しかつ複数個の円すいころ３０をそれぞれ個別に保持するポケット４３を区画形成する複数の柱部４４とを有し、全体として略円すい状に形成されている。

図３と図４に示すように、内輪１０の大つば１２側に対する外輪２０の端面２２には、主として、内輪１０の小つば１５側から供給された潤滑油のうち、保持器４０のポケット４３を通して外輪２０の内周面に向けて流れる潤滑油を内輪１０の大つば１２の外周面に向けて誘導する環状誘導部材５０が弾性体５１を介して開閉可能に取り付けられている。
環状誘導部材５０は、金属板、合成樹脂板等の平板材により環状に形成され、その外径が外輪２０の外径と略同じ大きさで、内径が内輪１０の大つば１２の外径よりも大きく形成されている。そして、図３に示すように、外輪２０の端面２２に環状誘導部材５０が弾性体５１によって取り付けられた状態において、環状誘導部材５０の内径面は、内輪の大つば外周面との間に所定の隙間を隔て、この隙間を潤滑油の排出口５３としている。

また、この実施例１において、図３に示すように、外輪２０の端面２２と、この端面に対向する環状誘導部材５０の内面には、ばね格納凹部５５、５６がそれぞれ対向状に形成され、これらばね格納凹部５５、５６の底部に弾性体５１としての引張コイルばね５２の両端部が固定されている。
そして、円すいころ軸受に対する潤滑油の貫通油量が少ないときには、図３に示すように、環状誘導部材５０が引張コイルばね５２の付勢力によって外輪２０の端面２２に接する閉じ状態に配置される。この状態で、引張コイルばね５２は、外輪２０と環状誘導部材５０の両ばね格納凹部５５、５６内に格納される。
また、潤滑油の貫通油量が多いときには、図４に示すように、潤滑油の流圧を受けて引張コイルばね５２の付勢力（引張力）に抗して外輪２０の端面２２から離反する開き状態に変位されるように引張コイルばね５２の付勢力（引張力）が設定されている。

この実施例１に係る円すいころ軸受は上述したように構成される。
したがって、軸受回転時において、遠心力によるポンプ作用によって内輪１０の小つば１５側から軸受内部に供給される潤滑油は大つば１２側へ流れる。
この際の潤滑油の貫通油量が少ないときには、図３に示すように、環状誘導部材５０が引張コイルばね５２の付勢力によって外輪２０の端面２２に接する閉じ状態に配置される。このため、内輪１０の小つば１５側から供給される潤滑油のうち、保持器４０のポケット４３を通して外輪２０の内周面に向けて流れる潤滑油は、閉じ状態にある環状誘導部材５０の内面に沿って誘導されて内輪１０の大つば１２外周面に向けて図３の矢印Ｐに示すように流れた後、環状誘導部材５０の内径面と内輪１０の大つば１２外周面との間の排出口５３を経て排出される。この際、内輪１０の大つば１２外周面に向けて流れる潤滑油によって大つば１２が冷却されると共に、潤滑油の一部が円すいころ３０の大端面３２と内輪１０の大つば１２のころ案内面１３との間に流れて供給される。

前記したようにして、環状誘導部材５０によって潤滑油を誘導することで、内輪１０の小つば１５側から供給される潤滑油の供給量が少なく、かつ遠心力が大きい高速回転時においても、円すいころ３０の大端面３２と内輪１０の大つば１２のころ案内面１３との間に潤滑油を効率よく供給することができる。この結果、潤滑油の供給量を軽減して円すいころ軸受の低トルク化を図ることが可能となると共に、潤滑油の不足による焼き付きの発生を防止することができる。

また、潤滑油の貫通油量が多いときには、図４に示すように、内輪１０の小つば１５側から供給される潤滑油のうち、保持器４０のポケット４３を通して外輪２０の内周面に向けて流れる（図４の矢印Ｐ方向に流れる）潤滑油と、保持器４０の柱部４４の内径面に沿って流れる（図４の矢印Ｑ方向に流れる）潤滑油とが、環状誘導部材５０の内面側にそれぞれ当たる。そして、これら潤滑油の流圧を受けて環状誘導部材５０が引張コイルばね５２の付勢力に抗して外輪２０の端面２２から離反する開き状態に変位される。これによって、潤滑油が外輪２０の端面２２と環状誘導部材５０との間の隙間及び排出口５３から円滑に排出されるため、円すいころ軸受内に潤滑油が滞留することを抑制することができ、滞留する潤滑油の攪拌抵抗に起因するトルク損失を低減することができる。

（実施例２）
この発明の実施例２を図５と図６にしたがって説明する。
図５はこの発明の実施例２に係る円すいころ軸受の軸受回転時の潤滑油の流れを示す説明図である。図６は軸受回転時の潤滑油の流圧によって環状誘導部材が外輪の端面から離反して開かれた状態を示す説明図である。
図５と図６に示すように、この実施例２においては、外輪２０の端面２２に環状誘導部材５０を付勢する弾性体５１として、圧縮コイルばね５５が用いられた場合を例示するものである。

すなわち、この実施例２において、外輪２０の端面２２には環状誘導部材５０を遊嵌状に貫通して複数本のねじ軸５６が、その先端の雄ねじ部５７においてねじ込まれることで取り付けられている。これらねじ軸５６の頭部５６ａと環状誘導部材５０の間に弾性体５１としての圧縮コイルばね５５が介装されている。
そして、円すいころ軸受に対する潤滑油の貫通油量が少ないときには、環状誘導部材５０が圧縮コイルばね５５の付勢力によって外輪２０の端面２２に接する閉じ状態に配置される（図５参照）。
また、潤滑油の貫通油量が多いときには、その潤滑油の流圧を受けて圧縮コイルばね５５の付勢力（圧縮力）に抗して外輪２０の端面２２から離反する開き状態に変位されるように圧縮コイルばね５５の付勢力（圧縮力）が設定されている（図６参照）。
この実施例２のその他の構成は実施例１と同様にして構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
したがって、この実施例２においても、実施例１と略同様の作用効果を奏する。

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではない。
例えば、前記実施例１においては、外輪２０の端面２２に環状誘導部材５０を付勢する弾性体５１として引張コイルばね５２が用いられ、前記実施例２においては、弾性体５１として圧縮コイルばね５５が用いられる場合を例示したが、コイルばねに代えて板バネや、ゴム弾性を有する弾性体を用いも可能である。

この発明の実施例１に係る円すいころ軸受を示す縦断面図である。 同じく図１のＩＩ−ＩＩ線に基づく横断面図である。 同じく軸受回転時の潤滑油の流れを示す説明図である。 同じく軸受回転時の潤滑油の流圧によって環状誘導部材が外輪の端面から離反して開かれた状態を示す説明図である。 この発明の実施例２係る円すいころ軸受の軸受回転時の潤滑油の流れを示す説明図である。 軸受回転時の潤滑油の流圧によって環状誘導部材が外輪の端面から離反して開かれた状態を示す説明図である。 従来の円すいころ軸受を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ 内輪
１２ 大つば
１３ ころ案内面
２０ 外輪
３０ 円すいころ
４０ 保持器
４３ ポケット
５０ 環状誘導部材
５２ 引張コイルばね（弾性体）
５３ 排出口
５５ 圧縮コイルばね（弾性体）

Claims (1)

1. 内輪と外輪の両軌道面の間に転動可能に配設された複数個の円すいころの大端面が前記内輪の大つばのころ案内面に摺動案内され、前記両軌道面の間に前記複数個の円すいころをそれぞれ保持するポケットを有する保持器が配設された円すいころ軸受であって、
   前記内輪の大つば側に対する前記外輪の端面には、前記内輪の小つば側から供給された潤滑油のうち、前記ポケットを通して前記外輪の内周面に向けて流れる潤滑油を前記内輪の大つば外周面に向けて誘導する環状誘導部材が弾性体を介して開閉可能に取り付けられ、
   潤滑油の貫通油量が少ないときには前記環状誘導部材が弾性体の付勢力によって前記外輪の端面に接する閉じ状態に配置され、
   潤滑油の貫通油量が多いときには、その潤滑油の流圧を受けて前記弾性体の付勢力に抗して前記外輪の端面から離反する開き状態に変位される構成にし、
   前記環状誘導部材の内径端は、前記内輪の大つば外周面との間に所定の隙間を隔て、この隙間を潤滑油の排出口としていることを特徴とする円すいころ軸受。

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