JP2008256207A - 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の外周面には、外輪２０との間の環状開口部を開閉可能に塞ぐ誘導部材５０が取り付けられる。誘導部材５０の内周面と大つば１２の外周面との間には、内輪１０の小つば１５側から大つば１２側に向けて流れる潤滑油を大つば１２の外周面に沿って排出する排出口５３が設けられる。誘導部材５０は、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の流圧が所定値以下のときに環状開口部を閉じて潤滑油を排出口５３に向けて導くと共に、潤滑油の流圧が所定値を越えたときに、この潤滑油の流圧によって環状開口部を開く開閉体５５を有している。
【選択図】図５

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１０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１０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の小径側から大径側への流体の流れ（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側から軸受内部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軸受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、
前記内輪の大つばの外周面には、前記外輪との間の環状開口部を開閉可能に塞ぐ環状の誘導部材がその内周面で取り付けられ、
前記誘導部材の内周面と前記大つばの外周面との間には、前記内輪の小つば側から大つば側に向けて流れる潤滑油を排出する排出口が設けられる一方、
前記誘導部材には、前記潤滑油のうち、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の流圧が所定値以下のときに前記環状開口部を閉じて前記潤滑油を前記排出口に向けて導くと共に、前記潤滑油の流圧が所定値を越えたときに、この潤滑油の流圧によって前記環状開口部を開く開閉体を有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、内輪の小つば側に供給される潤滑油の供給量が多く、ポケットを通して外輪の内周面に向けて流れる潤滑油の流圧が所定値を越えたときには、ポケットを通して外輪の内周面に向けて流れる潤滑油が誘導部材の開閉体を開きながら排出される。また、内輪の小つば側に供給される潤滑油のうちの一部の潤滑油は保持器の内径面に沿って流れた後、誘導部材の排出口を通って排出される。このようにして、内輪の小つば側に供給される潤滑油の供給量が多く、円すいころ軸受内の潤滑油の通過油量が多い場合には、潤滑油が開閉体を開きながら排出されると共に、誘導部材の排出口からも排出されるため、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。
また、軸受回転時において、内輪の小つば側に供給される潤滑油の供給量が少なく、ポケットを通して外輪の内周面に向けて流れる潤滑油の流圧が所定値以下のときには、内輪の大つばの外周面と外輪との間の環状開口部が誘導部材の開閉体によって閉じられる。
このため、内輪の小つば側に供給される潤滑油の供給量が少ないときには、保持器のポケットを通して外輪の内周面側へ流れた潤滑油が誘導部材の内側面に案内されて内輪の大つばの外周面に向けて流れた後、誘導部材の排出口を通って排出される。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。
このようにして、潤滑油を流動案内することで、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。

請求項２に係る円すいころ軸受は、請求項１に記載の円すいころ軸受であって、
誘導部材の内周面と大つばの外周面とのうち、少なくとも一方の周面には、軸方向に延びる凹溝が形成され、
前記凹溝によって排出口が構成されていることを特徴とする。
前記構成によると、誘導部材の内周面と大つばの外周面とのうち、少なくとも一方の周面に凹溝を形成することによって排出口を容易に構成することができる。

請求項３に係る円すいころ軸受は、請求項１又は２に記載の円すいころ軸受であって、
誘導部材は、少なくとも開閉体が潤滑油の所定値を越えた流圧によって弾性変形することで環状開口部を開く弾性体によって形成されていることを特徴とする。
前記構成によると、誘導部材の開閉体を所要する弾性力を有する弾性体によって容易に形成することができ、構造が極めて簡単で安価に提供することが可能となる。

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５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は誘導部材の開閉体が閉じた状態を拡大して示す図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に基づく縦断面図である。図４は内輪の大つば外周面に誘導部材を取り付けた状態を示す図１の矢視ＩＶに基づく背面図である。図５は潤滑油の流圧によって誘導部材の開閉体が弾性変形されて開かれた状態を示す説明図である。

図１と図２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の外周面端部寄り部分には、外輪２０との間の環状開口部を開閉可能に塞ぐ環状の誘導部材５０が取り付けられている。
誘導部材５０は、内径側の取付体５１と、外径側の開閉体５５とを備えて構成されている。

取付体５１は、金属材や合成樹脂材等の剛性を有する材料によって環状に形成され、その内周面において内輪１０の大つば１２の外周面に圧入固定される。
誘導部材５０の取付体５１の内周面と内輪１０の大つば１２の外周面との間には、内輪１０の小つば１５側から大つば１２側に向けて流れる潤滑油を大つば１２の外周面に沿って排出する排出口５３が設けられている。
この実施例１において、取付体５１の内周面には、同取付体５１の一側面から他側面にわたって軸方向に延びる複数個の凹溝５３ａが周方向に所定間隔を隔てて形成され、これら複数個の凹溝５３ａと大つば１２の外周面との協働によって貫通孔状をなす排出口５３が構成されている。

図３に示すように、誘導部材５０の取付体５１の外周面には、その肉厚（軸方向の厚さ）の略中央部において環状凹部５２が形成されており、この環状凹部５２に開閉体５５が取り付けられることで誘導部材５０が構成される。
この実施例１において、開閉体５５は、弾性変形可能な樹脂、ゴム等の弾性体によって環状に形成され、その根元部において、取付体５１の環状凹部５２に嵌合されて一体状に取り付けられる。
また、開閉体５５の外周部には、外輪２０の端面に当接することで内輪１０の大つば１２の外周面と外輪２０との間の環状開口部を開閉可能に塞ぐ当接部が形成されている。
そして、内輪１０の小つば１５側に供給されて大つば１２側に流れる潤滑油のうち、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の流圧が所定値以下のときには、開閉体５５が自身の弾性力によって環状開口部を閉じた状態に保持し、潤滑油の流圧が所定値を越えたときには、図５に示すように、潤滑油の流圧によって開閉体５５が弾性変形されて撓み、これによって環状開口部を開くように開閉体５５の弾性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、内輪１０の小つば１５側に供給される潤滑油の供給量が多く、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の流圧が所定値を越えたときには、図５の矢印Ｐに示すように、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が誘導部材５０の開閉体５５を弾性変形させて撓ませ、これによって開閉体５５を開きながら排出される。
また、軸受回転時において、内輪１０の小つば１５側に供給される潤滑油のうちの一部の潤滑油は、図５の矢印Ｑに示すように、保持器４０の内径面に沿って流れた後、誘導部材５０の排出口５３を通って排出される。
このようにして、内輪１０の小つば１５側に供給される潤滑油の供給量が多く、円すいころ軸受内の潤滑油の通過油量が多い場合には、潤滑油が開閉体５５を開きながら排出されると共に、排出口５３からも排出されるため、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。

軸受回転時において、内輪１０の小つば１５側に供給される潤滑油の供給量が少なく、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の流圧が所定値以下のときには、図３に示すように、内輪１０の大つば１２の外周面と外輪２０との間の環状開口部が誘導部材５０の開閉体５５によって閉じられる。
このため、内輪１０の小つば１５側に供給される潤滑油の供給量が少ないときには、図３の矢印Ｒに示すように、保持器４０のポケット４３を通して外輪２０の内周面側へ流れた潤滑油が誘導部材５０の開閉体５５及び取付体５１の内側面に沿って案内され、内輪１０の大つば１２の外周面に向けて誘導される。その後、潤滑油は内輪１０の大つば１２の外周面を経て誘導部材５０の排出口５３を通って排出される。この際、内輪１０の大つば１２の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、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、誘導部材５０によって内輪１０の大つば１２の外周面に向けて誘導案内することができる。これによって、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、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との間に対する潤滑油の供給不足が原因となる焼き付きの発生を防止することができる。

また、この実施例１において、誘導部材５０は、金属材や合成樹脂材等の剛性を有する材料よりなる取付体５１において、内輪１０の大つば１２の外周面に圧入されることによって、強固にかつ良好に固定される。
また、開閉体５５は、弾性変形可能な樹脂、ゴム等の所要する弾性力を有する弾性体によって容易に形成することができる。このようにして誘導部材５０を、取付体５１と開閉体５５とを備えて構成することによって、構造が極めて簡単で安価に提供することが可能となる。

前記実施例１においては、取付体５１の内周面に複数個の凹溝５３ａが周方向に所定間隔を隔てて形成され、これら複数個の凹溝５３ａと大つば１２の外周面との協働によって貫通孔状をなす排出口５３が構成される場合を例示したが、取付体５１に多数個の円形、楕円形、四角形等の貫通孔を貫設して排出口を形成してもこの発明を実施することができる。
また、前記実施例１においては、誘導部材５０の取付体５１の外周面に形成された環状凹部５２に開閉体５５の根元部が嵌込まれて取り付けられるように構成したが、環状凹部５２を設けることなく、取付体５１の一側面にビス等の取付部材によって開閉体５５を取り付けてもこの発明を実施することができる。
また、前記実施例１においては、誘導部材５０を、剛性を有する取付体５１と、弾性体よりなる開閉体５５との二部品で構成される場合を例示したが、誘導部材５０を金属材や合成樹脂材によって一体に形成する（一部品で構成する）ことも可能である。
但し、誘導部材５０を金属材によって一部品で構成する場合においては、開閉体５５を弾性変形可能に薄肉状に形成される。
また、誘導部材５０を一部品で構成した場合には、誘導部材５０の内径側の部分（取付体５１に相当する部分）に潤滑油を排出する排出口が設けられる。

（実施例２）
この発明の実施例２を図６〜図８にしたがって説明する。
図６はこの発明の実施例２に係る円すいころ軸受における誘導部材の開閉体が閉じた状態を拡大して示す縦断面図である。図７は潤滑油の流圧によって誘導部材の開閉体が弾性変形されて開かれた状態を示す説明図である。図８は内輪の大つば外周面に誘導部材を取り付けた状態を示す背面図である。

図６〜図８に示すように、この実施例２においても、円すいころ軸受は、内輪１１０、外輪１２０、複数個の円すいころ１３０、保持器１４０及び誘導部材１５０を備えて構成されている。
また、内輪１１０の大つば１１２の外周面と、この大つば１１２の外周面に圧入によって取り付けられる誘導部材１５０の取付体１５１の内周面との嵌合面うち、少なくとも一方の嵌合面としての大つば１１２の外周面に、軸方向に延びる横断面矩形状の複数個の凹溝１５３ａが周方向に所定間隔を隔てて形成されている。そして、これら複数個の凹溝１５３ａと誘導部材１５０の取付体１５１の内周面との協働によって貫通孔状をなす排出口１５３が構成されている。

また、この実施例２において、誘導部材１５０は、合成樹脂材、ゴム材等の弾性体や金属材等によって形成されると共に、内径側の厚肉の取付体１５１と、外径側の薄肉の開閉体１５５と一体に備えて一部品によって構成されている。
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。

したがって、この実施例２においても実施例１とほぼ同様にして、軸受回転時において、内輪１１０の小つば１１５側に供給される潤滑油の供給量が多く、保持器１４０のポケット１４３を通して外輪１２０の内周面に向けて流れる潤滑油の流圧が所定値を越えたときには、図７の矢印Ｐに示すように、ポケット１４３を通して外輪１２０の内周面に向けて流れる潤滑油が誘導部材１５０の開閉体１５５を弾性変形させて撓ませ、これによって開閉体１５５を開きながら排出される。
また、軸受回転時において、内輪１１０の小つば１１５側に供給される潤滑油のうちの一部の潤滑油は、図７の矢印Ｑに示すように、保持器１４０の内径面に沿って流れた後、排出口１５３を通って排出される。

また、内輪１１０の小つば１１５側に供給される潤滑油の供給量が少ないときには、図６の矢印Ｒに示すように、保持器１４０のポケット１４３を通して外輪１２０の内周面側へ流れた潤滑油が誘導部材１５０の開閉体１５５及び取付体１５１の内側面に沿って案内され、内輪１１０の大つば１１２の外周面に向けて誘導される。その後、潤滑油は内輪１１０の大つば１１２の外周面を経てた後、排出口１５３を通って排出される。

また、実施例２においては、内輪１１０の大つば１１２の外周面に対する誘導部材１５０の取付（固定）は、圧入の他、ねじの締め付け、溶接、かしめ等どのような取付手段によって取り付けてもよい。さらに、内輪１１０の大つば１１２の外周面の軸方向に延びる凹溝１５３ａの個数、大きさ、断面形状等は適宜に設定すればよく、例えば、大つば１１２の外周面の凹溝１５３ａの形状は、横断面矩形状の他に、図９に示すように、横断面凹円弧状に凹溝１５３ａ’を形成してもよく、横断面Ｖ字状、Ｕ字状等に形成してもよい。
また、前記実施例２において、誘導部材１５０は、内径側の厚肉の取付体１５１と、外径側の薄肉の開閉体１５５と一体に備えて一部品によって構成される場合を例示したが、実施例１で述べたように、取付体１５１と、開閉体１５５とを別個に形成してから一体状に連結してもよい。

なお、この発明は、前記実施例１及び２に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施可能である。
例えば、前記実施例１においては、誘導部材５０の内周面に、排出口５３を構成する凹溝５３ａが形成され、前記実施例２においては、大つば１１２の外周面に、排出口１５３を構成する凹溝１５３ａ（１５３ａ’）が形成される場合をそれぞれ例示したが、誘導部材５０（１５０）の内周面と、内輪１０（１１０）の大つば１２（１１２）の外周面との両嵌合面に、軸方向にそれぞれ延びる複数個の凹溝５３ａ（１５３ａ、１５３ａ’）を周方向に所定間隔を隔てて形成してもよい。

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。 同じく誘導部材の開閉体が閉じた状態を拡大して示す図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線に基づく縦断面図である。 同じく内輪の大つば外周面に誘導部材を取り付けた状態を示す図１の矢視ＩＶに基づく背面図である。 同じく潤滑油の流圧によって誘導部材の開閉体が弾性変形され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に係る円すいころ軸受における誘導部材の開閉体が閉じた状態を拡大して示す縦断面図である。 同じく潤滑油の流圧によって誘導部材の開閉体が弾性変形されて開かれた状態を示す説明図である。 同じく内輪の大つば外周面に誘導部材を取り付けた状態を示す背面図である。 内輪の大つばの外周面の凹溝の変更例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、１１０ 内輪
１２、１１２ 大つば
１３ ころ案内面
２０、１２０ 外輪
３０、１３０ 円すいころ
４０、１４０ 保持器
４３、１４３ ポケット
５０、１５０ 誘導部材
５１、１５１ 取付体
５３、１５３ 排出口
５３ａ、１５３ａ 凹溝
５５、１５５ 開閉体

Claims (3)

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、
   前記内輪の大つばの外周面には、前記外輪との間の環状開口部を開閉可能に塞ぐ環状の誘導部材がその内周面で取り付けられ、
   前記誘導部材の内周面と前記大つばの外周面との間には、前記内輪の小つば側から大つば側に向けて流れる潤滑油を排出する排出口が設けられる一方、
   前記誘導部材には、前記潤滑油のうち、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の流圧が所定値以下のときに前記環状開口部を閉じて前記潤滑油を前記排出口に向けて導くと共に、前記潤滑油の流圧が所定値を越えたときに、この潤滑油の流圧によって前記環状開口部を開く開閉体を有していることを特徴とする円すいころ軸受。
2. 請求項１に記載の円すいころ軸受であって、
   誘導部材の内周面と大つばの外周面とのうち、少なくとも一方の周面には、軸方向に延びる凹溝が形成され、
   前記凹溝によって排出口が構成されていることを特徴とする円すいころ軸受。
3. 請求項１又は２に記載の円すいころ軸受であって、
   誘導部材は、少なくとも開閉体が潤滑油の所定値を越えた流圧によって弾性変形することで環状開口部を開く弾性体によって形成されていることを特徴とする円すいころ軸受。

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