JP2010156367A

JP2010156367A - 転がり軸受の潤滑冷却構造

Info

Publication number: JP2010156367A
Application number: JP2008333699A
Authority: JP
Inventors: Akira Ito; 昭伊藤
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-15

Abstract

【課題】必要な冷却能力を得ながら軸受における潤滑油の攪拌抵抗を減らすことができる転がり軸受の潤滑冷却構造を提供する。
【解決手段】転がり軸受の潤滑冷却構造１０Ａは、転がり軸受１の内部に潤滑油１１を供給する潤滑油供給手段（給油路１２）と、転がり軸受１の内輪２を貫通し冷却媒体１４を流すための冷却用通路１３と、を備える。冷却用通路１３の出口は、内輪２の側面に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の潤滑冷却構造に関する。

従来、転がり軸受の潤滑と冷却を行うための方法として、例えばジェット給油方式と内輪給油方式が知られている（例えば下記特許文献１を参照）。ジェット給油方式は、軸受の側方に設けられたノズルから潤滑油を軸受内部に向けて噴射するようにしたものである。内輪給油方式は、内輪に半径方向に貫通する給油穴を設け、給油穴を介して軸受内部に潤滑油を供給するようにしたものである。

図３に、内輪給油方式の潤滑構造の一例３０を示す。静止部３８と回転軸３６との間に転がり軸受３１が配置され、転がり軸受３１によって回転軸３６が回転可能に支持されている。転がり軸受３１は、内輪３２と、外輪３３と、内輪３２と外輪３３との間に配置された複数の転動体３４と、転動体３４を保持する保持器３５とを備えている。内輪３２において、半径方向に貫通する給油穴３９ａ、３９ｂが周方向の複数個所に設けられている。軸受３１と回転軸３６の間には中間部材３７が配置されており、中間部材３７には潤滑油４０を導入するための導入通路３７ａが設けられている。このような構造において、導入通路３７ａに導入された潤滑油４０は、内輪３２に形成された給油穴３９ａ、３９ｂを通って軸受３１の内部に供給される。

ジェット給油方式は、軸受の側方から潤滑油を供給するものであるため、ノズルから噴射された潤滑油が軸受付近の空気の流れで跳ね返されてしまうこともある。そのため、高速で多量の潤滑油を噴射する必要があり、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の動力損失が増えるという問題がある。一方、図３に示した内輪給油方式では、潤滑油４０を軸受３１の内部に直接供給するため、上述したジェット給油方式に比べ少量の潤滑油しか必要とせず、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の動力損失を減らすことができる。このため、ジェットエンジンなど発熱量が大きい高速回転用の軸受では内輪給油方式もよく適用されている。

特開２００５−９５１５号公報

軸受の効率を向上させるためには、潤滑油量を必要最小限とし、軸受による潤滑油の攪拌抵抗を減らすことが有効である。しかし、ジェットエンジンなど発熱量が大きい軸受では、必要な冷却能力を得るために、潤滑に必要な量以上の潤滑油を供給せざるを得ず、そのために潤滑油の攪拌抵抗による軸受の動力損失が大きくなるという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、必要な冷却能力を得ながら軸受における潤滑油の攪拌抵抗を減らすことができる転がり軸受の潤滑冷却構造を提供することを課題とする。

上記の問題を解決するため、本発明の転がり軸受の潤滑冷却構造は、以下の技術的手段を採用する。
（１）本発明の転がり軸受の潤滑冷却構造は、転がり軸受の内部に潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、前記転がり軸受の内輪を貫通し冷却媒体を流すための冷却用通路と、を備え、前記冷却用通路の出口が内輪の側面に設けられていることを特徴とする。

上記の本発明の構成によれば、冷却媒体は、冷却用通路を流れることで内輪を冷却した後、軸受の内部に供給されることなく内輪の側面に設けられた出口から軸受の外部に排出される。このため、冷却に必要な量の冷却媒体を供給しつつ、軸受の内部への潤滑油の供給量を、潤滑に必要十分な量にまで低減することができるので、必要な冷却能力を得ながら軸受における潤滑油の攪拌抵抗を減らすことができる。よって、軸受の効率を大幅に向上させることができる。

（２）また上記（１）の転がり軸受の潤滑冷却構造において、前記潤滑油供給手段は、前記内輪を半径方向に貫通する給油路を有する内輪給油方式の潤滑構造であり、前記冷却媒体は前記給油路に流す潤滑油と同じ潤滑油である。
上記の構成によれば、冷却用通路には給油路に流す潤滑油と同じ潤滑油を流すので、冷却用通路と給油路に潤滑油を供給するための給油構造を共通化でき、構造を簡単にできる。

（３）また上記（１）の転がり軸受の潤滑冷却構造において、前記潤滑油供給手段は、前記軸受の側方から噴射するジェット給油方式の潤滑構造であり、前記冷却媒体は前記給油路に流す潤滑油と同じ潤滑油である。

本発明の転がり軸受の潤滑冷却構造によれば、必要な冷却能力を得ながら軸受における潤滑油の攪拌抵抗を減らすことができる。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る転がり軸受の潤滑冷却構造１０Ａの構成を示す図であり、（Ａ）と（Ｂ）とでは異なる位相の断面を示している。
図１において、静止部８と回転軸６との間に転がり軸受１が配置され、転がり軸受１によって回転軸６が回転可能に支持されている。

転がり軸受１は、内輪２と、外輪３と、内輪２と外輪３との間に配置された複数の転動体４と、転動体４を保持する保持器５とを備えている。図１の軸受１は、転動体４が玉であり、玉軸受として構成されているが、本発明はこれに限られず、転動体４がコロであるコロ軸受として構成されてもよい。

内輪２には、内輪２の内周面と外周面を貫通する給油路１２が設けられている。図２（Ｂ）に示すように、給油路１２は、軸方向の中央に設けられ転動体４の直下で開口する第１油路１２ａと、第１油路１２ａの軸方向の両側に設けられ保持器５に対向する位置で開口する第２油路１２ｂとからなる。内輪２において、第１油路１２ａと第２油路１２ｂは、それぞれ、周方向に複数個設けられている。

軸受１と回転軸６の間には円筒状の中間部材７が配置されており、中間部材７には潤滑油１１を導入するための導入通路７ａが設けられている。中間部材７への潤滑油１１の導入は、図示しない潤滑油導入機構によって行われる。

このような構造において、中間部材７の導入通路７ａに導入された潤滑油１１は、内輪２に形成された給油路１２を通って軸受１の内部に供給される。これにより、軸受１の内部が潤滑される。軸受１を潤滑した潤滑油１１は、軸受１の側方から排出された後、回収・冷却・循環され再使用される。

このように、本実施形態において、転がり軸受１の内部に潤滑油１１を供給する潤滑油供給手段は、給油路１２を有する内輪給油方式の潤滑構造となっている。

なお、回転軸６の中に油路を形成し、この油路を通して中間部材７の導入通路７ａに潤滑油１１を導入する構成としてもよい。あるいは、中間部材７を省略し、回転軸６の中に油路を形成し、この油路の出口と内輪２の給油路１２の入口とを連結することで、潤滑油１１を給油路１２に供給する構成としてもよい。あるいは、中間部材７を省略し、内輪２の中に油路を形成し、この油路の出口と内輪２の給油路１２の入口とを連結することで、潤滑油１１を給油路１２に供給する構成としてもよい。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態の潤滑冷却構造１０Ａは、さらに、内輪２に形成された冷却用通路１３を備える。冷却用通路１３は、冷却媒体１４を流すための流路であり、内輪２を貫通して形成されている。冷却用通路１３の入口は、中間部材７の導入通路７ａに臨む位置において内輪２の内周面で開口している。冷却用通路１３の出口は、内輪２の側面において開口している。

冷却効果を高めるため、図１の構成例では、冷却用通路１３は、軸方向の両方の側において、第２油路１２ｂと干渉しない位置に周方向の複数個所に設けられている。

上記の構成において、潤滑油１１が中間部材７の導入通路７ａに導入されると、その一部が冷却用通路１３に流入し、内輪２を冷却した後、内輪２の側面に設けられた出口から排出される。すなわち、本実施形態では、冷却用通路１３を流れる冷却媒体１４は、給油路１２に流す潤滑油１１と同じ潤滑油である。内輪２から排出された冷却媒体１４（潤滑油１１）は、軸受１を潤滑した潤滑油１１と同様に、回収・冷却・循環され再使用される。

上記の本実施形態の構成によれば、冷却媒体１４は、冷却用通路１３を流れることで内輪２を冷却した後、軸受１の内部に供給されることなく内輪２の側面に設けられた出口から軸受１の外部に排出される。このため、冷却に必要な量の冷却媒体１４を供給しつつ、軸受１の内部への潤滑油１１の供給量を、潤滑に必要十分な量にまで低減することができるので、必要な冷却能力を得ながら軸受１における潤滑油１１の攪拌抵抗を減らすことができる。よって、軸受１の効率を大幅に向上させることができる。

また、冷却用通路１３には給油路１２に流す潤滑油１１と同じ潤滑油を流し、これが冷却媒体１４として機能するので、冷却用通路１３と給油路１２に潤滑油１１を供給するための給油構造を共通化でき、構造を簡単にできる。

［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係る転がり軸受の潤滑冷却構造１０Ｂの構成を示す図である。本実施形態において、内輪２には、軸受１の内部に給油するための給油路（図１で給油路１２に相当するもの）が設けられてない。代わりに、転がり軸受１の内部に潤滑油１１を供給する潤滑油供給手段として、給油ノズル１６が設けられている。

給油ノズル１６は、軸受１の側方から軸受１に向けて潤滑油１１を噴射するようになっている。これにより、噴射された潤滑油１１が軸受１の内部に供給され、軸受１の内部が潤滑される。軸受１を潤滑した潤滑油１１は、軸受１の側方から排出され後、回収・冷却・循環され再使用される。

このように、本実施形態において、転がり軸受１の内部に潤滑油１１を供給する潤滑油供給手段は、ジェット給油方式の潤滑構造となっている。

本実施形態の潤滑冷却構造１０Ｂにおいても、第１実施形態と同様に、内輪２に形成された冷却用通路１３を備えている。冷却用通路１３、及びその他の構成は、第１実施形態と同じであるので、説明を省略する。

冷却用通路１３に流す冷却媒体１４として、潤滑油以外のものを使用することも可能であるが、潤滑油を使用するのが好ましい。冷却媒体１４として潤滑油以外のものを使用した場合、潤滑油を回収・循環する際に、潤滑油１１と冷却媒体１４を分離する必要があるが、冷却媒体１４が潤滑油であれば、そのような分離が不要となる。

本実施形態によっても、冷却用通路１３を備えるので、冷却に必要な量の冷却媒体１４を供給しつつ、軸受１の内部への潤滑油１１の供給量を、潤滑に必要十分な量にまで低減することができる。したがって、必要な冷却能力を得ながら軸受１における潤滑油１１の攪拌抵抗を減らすことができ、これにより、軸受１の効率を大幅に向上させることができる。

なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明の第１実施形態に係る転がり軸受の潤滑冷却構造の構成を示す図である。本発明の第２実施形態に係る転がり軸受の潤滑冷却構造の構成を示す図である。従来の内輪給油方式の潤滑構造を示す図である。

符号の説明

１転がり軸受
２内輪
３外輪
４転動体
５保持器
６回転軸
７中間部材
７ａ導入通路
８静止部
１０Ａ、１０Ｂ転がり軸受の潤滑冷却構造
１１潤滑油
１２給油路
１２ａ第１油路
１２ｂ第２油路
１３冷却用通路
１４冷却媒体
１６給油ノズル

Claims

転がり軸受の内部に潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、
前記転がり軸受の内輪を貫通し冷却媒体を流すための冷却用通路と、を備え、
前記冷却用通路の出口が内輪の側面に設けられている、ことを特徴とする転がり軸受の潤滑冷却構造。
前記潤滑油供給手段は、前記内輪を半径方向に貫通する給油路を有する内輪給油方式の潤滑構造であり、
前記冷却媒体は前記給油路に流す潤滑油と同じ潤滑油である、請求項１記載の転がり軸受の潤滑冷却構造。
前記潤滑油供給手段は、前記軸受の側方から噴射するジェット給油方式の潤滑構造であり、
前記冷却媒体は前記給油路に流す潤滑油と同じ潤滑油である、請求項１記載の転がり軸受の潤滑冷却構造。