JP2010090915A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、転がり軸受に関し、特に、保持器とその案内面との間にオイルエア潤滑方式等の圧縮空気を吹き付ける形式の転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly to a rolling bearing of a type in which compressed air such as an oil-air lubrication method is blown between a cage and a guide surface thereof.
一般に、円筒ころ軸受等の転がり軸受は、外輪と、この外輪の径方向内側に同心状に配置された内輪と、外輪及び内輪の間に転動可能に配置された複数の転動体と、複数の転動体の周方向間隔を保持する保持器とによって構成されている。また、転がり軸受の保持器の案内方式として、外輪案内、内輪案内、転動体案内の3つの方式が知られている。 In general, a rolling bearing such as a cylindrical roller bearing includes an outer ring, an inner ring disposed concentrically on the radially inner side of the outer ring, a plurality of rolling elements disposed so as to be capable of rolling between the outer ring and the inner ring, and a plurality of rolling elements. And a cage that holds the circumferential spacing of the rolling elements. In addition, as a guide method for the cage of the rolling bearing, three methods, an outer ring guide, an inner ring guide, and a rolling element guide, are known.
上記案内方式のうち転動体案内は、高速回転時に発生する遠心力による保持器の振れ回りや、転動体から受ける負荷による面圧の増大、滑り面の潤滑不足等が原因で保持器のポケットに発熱や焼き付きが生じやすくなり、耐久性の点で不利となる。これに対して、外輪案内や内輪案内(以下、これらを軌道輪案内と総称する)は、転動体案内と比べて高速回転時の耐摩耗性能が高いため、例えば工作機械の主軸支持用としても好適に使用できる。しかし、この軌道輪案内においても耐摩耗性能をより向上させることが望まれている。ここで、保持器と軌道輪との接触に伴う摩耗等をより少なくするためには、両者間の潤滑を適切に維持することが要求されるが、特に摩耗が生じやすい箇所において、その摩耗を抑制することが効果的である。 Among the above guide methods, the rolling element guide is placed in the cage pocket due to the swinging of the cage due to the centrifugal force generated during high-speed rotation, increased surface pressure due to the load received from the rolling element, insufficient lubrication of the sliding surface, etc. Heat generation and image sticking are likely to occur, which is disadvantageous in terms of durability. On the other hand, outer ring guides and inner ring guides (hereinafter collectively referred to as raceway guides) have higher wear resistance at high-speed rotation than rolling element guides. It can be used suitably. However, it is desired to further improve the wear resistance performance of this raceway guide. Here, in order to reduce the wear caused by the contact between the cage and the raceway, it is required to maintain proper lubrication between them. It is effective to suppress.
なお、下記特許文献1には、保持器と外輪との間に潤滑油を供給することによって両者の接触による摩耗や焼き付きを防止することが記載されている。
本発明は、保持器とその案内面との間の潤滑を適切に維持するとともに、特に摩耗が生じやすい箇所について、その摩耗を抑制することが可能な転がり軸受を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rolling bearing capable of appropriately maintaining lubrication between a cage and its guide surface and capable of suppressing the wear particularly at a portion where the wear is likely to occur.
本発明の転がり軸受は、環状の第1軌道面を有する第1軌道部材と、前記第1軌道面に対向する環状の第2軌道面を有する第2軌道部材と、前記第2軌道面に対して軸方向にずれた位置に配置された環状の案内面を有するとともに、前記第2軌道部材と一体又は別体に形成された案内部材と、前記第1軌道面と前記第2軌道面との間に転動可能に配置された複数の転動体と、前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するとともに、前記案内面に摺接可能に対向する被案内面を有する環状の保持器と、を備え、
前記案内部材に、潤滑油送給用の圧縮空気が流通する流路が形成され、前記流路が、圧縮空気の流通方向の下流側ほど軸方向内側に位置するように傾斜した部分と、当該部分の下流端において前記案内面と前記被案内面との間に圧縮空気を吐出する吐出口と、を有していることを特徴としている。
The rolling bearing according to the present invention includes a first race member having an annular first raceway surface, a second race member having an annular second raceway surface facing the first raceway surface, and the second raceway surface. An annular guide surface disposed at a position shifted in the axial direction, and a guide member formed integrally with or separately from the second track member, and the first track surface and the second track surface A plurality of rolling elements disposed so as to be capable of rolling therebetween, and an annular cage having a guided surface that holds the plurality of rolling elements at a predetermined interval in the circumferential direction and opposes the guide surface in a slidable manner With
The guide member is formed with a flow path through which compressed air for supplying lubricating oil flows, and the flow path is inclined so that the downstream side in the flow direction of the compressed air is positioned on the inner side in the axial direction, It has the discharge port which discharges compressed air between the said guide surface and the said to-be-guided surface in the downstream end of a part, It is characterized by the above-mentioned.
この構成によれば、オイルエア潤滑方式等の潤滑油送給用の圧縮空気は、流路の傾斜した部分を流れることによって転がり軸受の軸方向内側へ向けて吐出口から吐出される。保持器の被案内面は、案内面の軸方向内側端縁(例えば、図1に符号11cで示す部分)に接触すると、この接触部分で摩耗が局所的に生じやすくなるが、本発明では、軸方向内側へ向けて流れる圧縮空気の圧力によって、保持器の被案内面が案内面の軸方向内側端縁に接触しにくくなり、しかも、この部分に潤滑油を積極的に供給することができるので、この部分における保持器の局所的な摩耗を抑制することが可能となる。
According to this configuration, compressed air for supplying lubricating oil, such as an oil-air lubrication method, is discharged from the discharge port toward the inner side in the axial direction of the rolling bearing by flowing through the inclined portion of the flow path. When the guided surface of the cage comes into contact with the inner edge of the guide surface in the axial direction (for example, a portion indicated by
前記案内面には、前記流路の傾斜した部分と直交する底面を有するとともにこの底面において前記吐出口が開口する環状溝が周方向に沿って形成されていることが好ましい。このような環状溝を形成することによって、この環状溝の底面に対して垂直に流路を穿孔することができるので、加工が容易となり、案内部材の製造を容易にすることができる。 Preferably, the guide surface has a bottom surface orthogonal to the inclined portion of the flow path, and an annular groove is formed along the circumferential direction at which the discharge port opens. By forming such an annular groove, the flow path can be perforated perpendicularly to the bottom surface of the annular groove, so that processing becomes easy and manufacture of the guide member can be facilitated.
また、前記環状溝は、流路と平行に延びる側壁面を有していることが好ましく、これによって環状溝の側壁面が軸方向内側へ向けた圧縮空気の流れを妨げることがない。 Moreover, it is preferable that the said annular groove has a side wall surface extended in parallel with a flow path, and the side wall surface of an annular groove does not prevent the flow of the compressed air which went to the axial direction inner side by this.
前記案内部材は、前記第2軌道部材に隣接して配置された間座であることが好ましい。間座は、第2軌道部材とは別体であるため、第2軌道部材とは異なる放熱性の高い材質としたり、第2軌道部材よりも体積(質量)を大きくして放熱性を高めたりすることも可能となる。そのため、保持器との接触による案内部材の温度上昇を抑制し、焼き付きを防止することが可能となる。 The guide member is preferably a spacer disposed adjacent to the second track member. Since the spacer is a separate body from the second race member, it is made of a material with high heat dissipation that is different from the second race member, or the volume (mass) is made larger than the second race member to improve the heat dissipation. It is also possible to do. Therefore, the temperature rise of the guide member due to contact with the cage can be suppressed, and seizure can be prevented.
本発明によれば、保持器とその案内面との間の潤滑を適切に維持しつつ、特に摩耗が生じやすい箇所について、その摩耗を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the wear particularly in a portion where the wear is likely to occur while appropriately maintaining the lubrication between the cage and the guide surface.
図1は、本発明の実施形態に係る転がり軸受10の断面図である。転がり軸受10は、環状の外輪(第2軌道部材)11と、外輪11の内周側に同心状に配置された内輪(第1軌道部材)12と、外輪11と内輪12との間に配置された転動体としての複数の円筒ころ13と、これら円筒ころ13を周方向に所定間隔で保持するための保持器14とを備えている。なお、以下の説明において、軸方向外方(軸方向外側)とは、円筒ころ軸受10の軸方向中央から軸方向両側へ向かう方向をいい、軸方向内方(軸方向内側)とは、円筒ころ軸受10の軸方向両側から軸方向中央へ向かう方向をいう。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rolling bearing 10 according to an embodiment of the present invention. The rolling
外輪11は、軸受鋼等の合金鋼を用いて環状に形成された部材であり、その内周面には、円筒ころ13が転動する外輪軌道面11aが周方向に沿って形成されている。また、外輪軌道面11aの軸方向一側(図1の左側)には、径方向内方へ突出する外輪鍔部11bが形成され、この外輪鍔部11bの内周面は、保持器14を案内する案内面21とされている。案内面21は、外輪軌道面11aよりも内輪12側に配置されている。なお、この外輪鍔部11bは、円筒ころ13と軸方向に間隔をあけて配置されているが、円筒ころ13と接触することによって円筒ころ13の軸方向位置を規制するものであってもよい。
The
内輪12も、軸受鋼等の合金鋼を用いて環状に形成された部材であり、その外周面には、円筒ころ13が転動する内輪軌道面12aが外輪軌道面11aに対向するように形成されている。また、内輪12の外周部には、内輪軌道面12aの軸方向両側において径方向外方に突出する内輪鍔部12bが形成され、この内輪鍔部12bによって円筒ころ13の軸方向の移動が規制されている。
複数の円筒ころ13は、外輪軌道面11a及び内輪軌道面12a上を転動可能であり、これによって、外輪11及び内輪12は相対回転自在である。
The
The plurality of
外輪11の左側には外側間座15が軸方向に隣接して設けられ、外側間座15によって外輪11の軸方向位置が設定されている。また、内輪12の左側には内側間座16が軸方向に隣接して設けられ、この内側間座16によって内輪12の軸方向位置が設定されている。外側間座15は、外輪11よりも内径が小さく形成され、その内周面は内側間座16の外周面に接近している。なお、外輪11、内輪12、及び間座15,16の配置は左右逆としてもよい。
An
保持器14は、フェノール樹脂等の合成樹脂を用いて形成された円筒状の部材であり、複数の円筒ころ13を収容し各円筒ころ13を所定間隔で保持する複数のポケット14aが周方向に所定間隔で設けられている。保持器14は、外輪11と内輪12との間に、これら両輪11,12とほぼ同心となるように配置されている。保持器14の軸方向一方側(図1の左側)の外周面には、外輪11の案内面21に摺接可能に対向する被案内面22が設けられている。
The
外輪11と内輪12とが相対回転することによって保持器14と外輪11とが相対回転したとき、保持器14の被案内面22は外輪11の案内面21に摺接する。これにより、保持器14は、自己の回転中心が外輪11及び内輪12の回転中心とほぼ同一となるように案内面21によって案内される。したがって、外輪11は、保持器14の回転を案内するための案内部材として機能している。
When the
外側間座15及び外輪11には、円筒ころ軸受10に潤滑油を供給するための流路17a〜17cが形成されている。この流路17a〜17cは、外側間座15の外周面から径方向内方に向けて形成された第1流路17aと、この第1流路17bの径方向外側部分と外輪11の案内面21との間で斜めに傾斜して形成された第2流路17bと、第1流路17bの径方向内端部から内輪12と保持器14との間へ向けて形成された第3流路17cとからなる。第2流路17bは、外側間座15に形成された第1の部分17b1と、外輪11に形成された第2の部分17b2とからなり、第1の部分17b1は、第1流路17aの内周面と外側間座15の右側面において開口し、第2の部分17b2は、外輪11の左端面と内周面(案内面21)において開口している。また、第1〜第3流路17a〜17cは、周方向複数箇所(好ましくは3箇所以上)に形成されている。
In the
第1〜第3流路17a〜17cには、図示しない潤滑手段から潤滑油が送られる。この潤滑手段は、圧縮空気によって潤滑油を微量ずつ供給するオイルエア潤滑方式が採用されており、第1流路17aから第3流路17cを介して保持器14と内輪12との間に潤滑油を供給し、内輪12と円筒ころ13との間を潤滑する。また、潤滑手段は、第1流路17aから第2流路17bを介して外輪11と保持器14との間(案内面21と被案内面22との間)に潤滑油を供給し、主としてこれらの間の潤滑を行う。
Lubricating oil is sent to the first to
図2は、円筒ころ軸受10の要部(案内面21及び被案内面22の部分)を拡大して示す断面図である。第2流路17b(第2の部分17b2)は、径方向内方にいくに従い円筒ころ軸受10の軸方向内側(図2の右側)に向かうように傾斜して配置されている。言い換えると、第2流路17bは、圧縮空気の流通方向の下流側ほど軸方向内側に位置するように傾斜している。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the cylindrical roller bearing 10 (parts of the
また、外輪11の左端面には、底面30bと側壁面30aとを有する断面略V字状の環状溝30が形成され、この環状溝30の側壁面30aは第2流路17bと平行に形成され、底面30bは第2流路17bと垂直に形成されている。第2流路17bの第2の部分17b2の径方向外端(上流端)は、環状溝30の底面30bにおいて開口している。
An
このような環状溝30を設けることによって、外輪11に対して第2流路17bの第2の部分17b2を形成する場合に、底面30bに対して垂直に孔を形成すればよいため、加工を容易に行うことができる。また、図1に示すように、第2流路17bは、第1の部分17b1と第2の部分17b2とが環状溝30を介して接続されているため、両者の周方向の位置がずれていたとしても相互に連通することができる。したがって、外輪11と外側間座15との周方向の相対位置を考慮することなく軸等に組み付けることができる。なお、環状溝30は、外輪11の周方向全周ではなく、周方向に関して部分的に形成してもよい。
By providing such an
図2に示すように、第2流路17b(第2の部分17b2)は、その径方向内端(下流端)が案内面21において開口し、この開口が圧縮空気の吐出口17b’とされている。第2流路17bは、案内面21に対しても傾斜して配置されているため、吐出口17b’は軸方向に長い楕円形状となる。第2流路17bを流通し、吐出口17b’から吐出された圧縮空気は、被案内面22に吹き付けられる。そして、圧縮空気は、案内面21と被案内面22との間を流れるとともに当該間に潤滑油を供給する。
As shown in FIG. 2, the
第2流路17bを流れる圧縮空気は、第2流路17bの傾斜によって円筒ころ軸受10の軸方向内側へ向けて吐出口17b’から流出する。このように軸方向内側へ向けて流出する多量の圧縮空気の圧力によって、図1に示すように、保持器14の被案内面22が外輪鍔部11bの軸方向内側角部(案内面21の軸方向内側端縁)11cに接触することが少なくなり、この部分11cにおいて保持器14が局所的に摩耗するのを抑制することができる。また、軸方向内側へ向けて流れる多量の圧縮空気によって、潤滑油の供給量も多くなるので、当該部分11cにおける保持器14の摩耗をより抑制することができるとともに、円筒ころ13と外輪軌道面11aとの間にも積極的に潤滑油を供給することができる。
The compressed air flowing through the
さらに、吐出口17b’から圧縮空気を吐出することによって案内面21と被案内面22との接触面圧が低くなるので、保持器14の回転抵抗を低減できるとともに、案内面21と被案内面22との接触に伴う摩耗や焼き付きを抑制することができる。
Further, since the contact surface pressure between the
図3は本発明の第2の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
本実施形態では、外輪11は、内輪12よりも軸方向の長さが短く、軸方向一端(図3の右端)において内輪12と軸方向の位置が一致しているが、軸方向他端(左端)において内輪12よりも軸方向に後退している。外輪11の左側に設けられた外側間座15は、外輪11に軸方向に隣接する部分15aにおいて内径が大きく、外輪11から軸方向に離れた部分15bにおいて内径が小さく形成され、当該部分15bは保持器14の軸方向外側(図3の左側)に配置され、その内周面は内側間座16の外周面に接近している。また、外輪11に隣接する部分15aの内周面21は、外輪軌道面11aよりもやや径方向内側(内輪12側)に配置され、保持器14の被案内面22が摺接可能に対向する案内面21とされている。
FIG. 3 is a sectional view of a rolling bearing according to the second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the
外側間座15には、円筒ころ軸受10に潤滑油を供給するための第1〜第3流路17a〜17cが形成されている。第1流路17a及び第3流路17cは第1の実施形態と同様であるが、第2流路17bは外側間座15に対して1本の流路として形成されている点で第1の実施形態と異なっている。
In the
図4は第2の実施形態に係る転がり軸受の要部の拡大断面図である。本実施形態において、案内面21には、底面31bと側壁面31aとを有する断面略V字状の環状溝31が周方向に沿って形成されている。この環状溝31の側壁面31aは第2流路17bと平行に形成され、底面31bは第2流路17bに垂直に形成されている。したがって、外側間座15に対して第2流路17bを形成する場合に、底面31bに対して垂直に孔を形成すればよいので、加工を容易に行うことができる。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the rolling bearing according to the second embodiment. In the present embodiment, an
第2流路17bを流れる圧縮空気は、第2流路17bの傾斜によって軸方向内側へ向けて吐出口17b’から流出する。そのため、第1実施形態と同様に、保持器14の被案内面22が外側間座15の外輪11側の内周角部(案内面21の軸方向内側端縁)15eに接触することが少なくなり、この部分15eにおいて保持器14が局所的に摩耗するのを抑制することができる。また、軸方向内側へ向けて流れる多量の圧縮空気によって、潤滑油の供給量も多くなるので、当該部分15eにおける保持器14の摩耗をより抑制することができるとともに、円筒ころ13と外輪軌道面11aとの間にも積極的に潤滑油を供給することができる。また、本実施形態では、環状溝31の側壁面31aが第2流路17bと平行に形成されているので、この側壁面31aが圧縮空気の軸方向内側への流れの妨げになることもない。
The compressed air flowing through the
本実施形態では、保持器14を案内する案内面21が、外輪11とは別体の外側間座15に形成されているので、この外側間座15の材質を外輪11とは異なる放熱性の高いものとしたり、外側間座15の体積(質量)を大きくし、放熱性を高めたりすることも可能となる。このように外側間座15の放熱性を高めることによって、保持器14との接触による外側間座15の温度上昇を抑制し、保持器14の焼き付きを防止することが可能となる。
In the present embodiment, since the
外側間座15に形成された案内面21は、外輪軌道面11aよりも径方向内側、すなわち内輪12側(内輪軌道面12a側)に配置されているので、案内面21を保持器14の被案内面22に近づけることができ、保持器14の被案内面22を径方向外側へ大きく張り出すような特殊な形状とすることなく保持器14を案内することができる。
Since the
本発明は、上記各実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。例えば、第1の実施形態において、第2の実施形態で示した環状溝31を案内面21に形成してもよい。また、第1の実施形態において、外側間座15に形成された第2流路17bの第1の部分17b1は、傾斜することなく軸方向に沿うように形成してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed in design. For example, in the first embodiment, the
上記各実施形態において、被案内面22、案内面21、第2流路17bは、円筒ころ13を挟んで軸方向両側に設けてもよい。ただし、本発明は、軸方向片側のみに被案内面22、案内面21等を設けている円筒ころ軸受10において、保持器14の被案内面22が案内面21の軸方向内側端縁11c,15eに接触するのを防止するうえで非常に有用である。
In each of the above embodiments, the guided
本発明は、保持器の案内形式が内輪案内とされた転がり軸受にも適用することができる。また、本発明は、玉軸受、針状ころ軸受、円すいころ軸受等の円筒ころ軸受以外の転がり軸受にも採用することができる。また、上記実施形態では、潤滑手段としてオイルエア潤滑方式を例示しているが、本発明は、圧縮空気を用いて潤滑油を送給する潤滑方式であれば特に限定されず、例えば圧縮空気によってミスト状の潤滑油を供給するオイルミスト潤滑方式等の他の潤滑方式を採用することができる。 The present invention can also be applied to a rolling bearing in which the guide type of the cage is an inner ring guide. The present invention can also be applied to rolling bearings other than cylindrical roller bearings such as ball bearings, needle roller bearings, and tapered roller bearings. In the above embodiment, an oil-air lubrication system is exemplified as the lubrication means, but the present invention is not particularly limited as long as it is a lubrication system that supplies compressed oil using compressed air. Other lubrication methods such as an oil mist lubrication method for supplying a solid lubricating oil can be employed.
10 円筒ころ軸受
11 外輪
12 内輪
13 円筒ころ
14 保持器
15 外側間座
17b 第2流路
17b’ 吐出口
21 案内面
22 被案内面
31 環状溝
31a 側壁面
31b 底面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1軌道面に対向する環状の第2軌道面を有する第2軌道部材と、
前記第2軌道面に対して軸方向にずれた位置に配置された環状の案内面を有するとともに、前記第2軌道部材と一体又は別体に形成された案内部材と、
前記第1軌道面と前記第2軌道面との間に転動可能に配置された複数の転動体と、
前記複数の転動体を周方向所定間隔に保持するとともに、前記案内面に摺接可能に対向する被案内面を有する環状の保持器と、を備え、
前記案内部材に、潤滑油送給用の圧縮空気が流通する流路が形成され、
前記流路が、圧縮空気の流通方向の下流側ほど軸方向内側に位置するように傾斜した部分と、当該部分の下流端において前記案内面と前記被案内面との間に圧縮空気を吐出する吐出口と、を有していることを特徴とする転がり軸受。 A first track member having an annular first track surface;
A second track member having an annular second track surface facing the first track surface;
A guide member that has an annular guide surface disposed at a position offset in the axial direction with respect to the second track surface, and that is formed integrally with or separately from the second track member;
A plurality of rolling elements arranged to be capable of rolling between the first raceway surface and the second raceway surface;
An annular cage having a guided surface that holds the plurality of rolling elements at predetermined intervals in the circumferential direction and faces the guide surface so as to be slidable,
The guide member is formed with a flow path through which compressed air for supplying lubricating oil flows.
Compressed air is discharged between the guide surface and the guided surface at the downstream end of the portion where the flow path is inclined to the inner side in the axial direction toward the downstream side in the flow direction of the compressed air. And a discharge bearing.
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