JP2015206392A - Roller bearing with cage-shaped holder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、かご形保持器付ころ軸受に関し、特に、従来のかご形、もみ抜き形及びピンタイプ等の保持器付ころ軸受と同様に、ほぼ全業種の機械設備の回転軸の支えとして使用することができるかご形保持器付ころ軸受に関する。 The present invention relates to a roller bearing with a cage cage, and in particular, as a support for a rotating shaft of machinery equipment in almost all industries, as in the case of conventional cage bearings, machined and pin type roller bearings. The present invention relates to a roller bearing with a cage cage.
例えば、円錐ころ軸受に使用される従来の保持器としては、金属製又は樹脂製で、かご形、もみ抜き形、ピンタイプのものが殆どである。その中で、図4に示すようなプレス成形のかご形保持器が最も多く使用されている。このようなかご形保持器100は、各ポケットP内に円錐ころ(図示せず)を円周方向両側で保持する柱部101と、円錐ころの頭部を軸方向一方側で保持する大径側円環部102と、円錐ころの尾部を軸方向他方側で保持する小径側円環部103とを備えている。また、大径側円環部102と小径側円環部103とは、ポケットPを構成する面102a、103aが平面状に形成されている。さらに、図4(b)に示すように、円錐ころの転送面が接触する柱部101の面101aよりも外径側には、円錐ころから離れる方向に傾斜し、円錐ころが接触しない高さt1の非接触面101bが設けられる。
For example, most conventional cages used for tapered roller bearings are made of metal or resin, and are of a cage shape, a machined shape, or a pin type. Among them, a press-molded cage retainer as shown in FIG. 4 is most frequently used. Such a cage-
従来の円錐ころ軸受は、回転時に、円錐ころは保持器100のポケットP内の柱部101の面101a、大径側円環部102の面102a、及び小径側円環部103の面103aと接触して滑りながら自転と公転を行っている。もし、これらの接触部に油膜が形成されないか遮断される場合には、金属と金属との接触による摩耗、特に、比較的軟らかい保持器の摩耗が大きくなる。
When the conventional tapered roller bearing rotates, the tapered roller has a
さらに、例えば、円錐ころ軸受が鉄道車両の歯車装置に適用される場合には、振動と衝撃が著しい上、高速回転で使用されるため、高温による潤滑油粘度の低下が起こる。このため、繰り返し激しく叩かれながら滑っている保持器ポケットのころとの接触面、特に大径側円環部の面と小径側円環部の面が著しく摩耗されてしまうという問題がよくあった。この事象は特に上述の歯車装置小歯車軸に使われている中勾配又は急勾配(接触角が、例えば、14〜30°)の円錐ころ軸受において頻繁に発生している。 Furthermore, for example, when a tapered roller bearing is applied to a gear device of a railway vehicle, vibration and impact are significant, and since it is used at high speed rotation, the viscosity of the lubricating oil decreases due to high temperature. For this reason, there has been a problem that the contact surface with the roller of the cage pocket that is sliding while being repeatedly struck repeatedly, particularly the surface of the large-diameter side annular portion and the surface of the small-diameter side annular portion are significantly worn. . This phenomenon frequently occurs particularly in the medium-gradient or steep-gradient (contact angle is, for example, 14 to 30 °) tapered roller bearings used in the above-described gear device small gear shaft.
特許文献1に記載の円錐ころ軸受では、保持器の各ポケットの大径側円環部が、各円錐ころの大径側端面の曲率より大きい曲率の凹状円筒面を備え、大径側円環部と大径側端面との接触面積を増加させて、当該部位における接触面圧を低下させている。 In the tapered roller bearing described in Patent Document 1, the large-diameter side annular portion of each pocket of the cage includes a concave cylindrical surface having a curvature larger than the curvature of the large-diameter end surface of each tapered roller, and the large-diameter side annular ring The contact area between the portion and the large-diameter side end surface is increased to reduce the contact surface pressure at the site.
また、特許文献2に記載のころ軸受用保持器では、ポケット孔の周縁部全周を除く領域が、薄肉化されるように除去されることで、ポケット孔の周縁部が相対的に肉厚の厚肉部を形成し、軽量化を図りつつ、ポケット孔周縁部の耐疲労破壊性を向上している。 Moreover, in the roller bearing cage described in Patent Document 2, the peripheral portion of the pocket hole is relatively thickened by removing the region excluding the entire peripheral portion of the pocket hole so as to be thinned. Thus, the fatigue fracture resistance of the pocket hole peripheral portion is improved while reducing the weight.
ところで、特許文献1に記載の円錐ころ軸受では、円錐ころの大径側端面、及び保持器の大径側円環部の面を両方とも曲面に加工する必要があり、製造が複雑になるという課題がある。
また、特許文献2に記載のころ軸受においては、大径側円環部の面や小径側円環部の面が平面状に形成されており、上述したように、接触部に油膜が形成されないという課題が存在すると共に、保持器の加工が複雑であるという課題がある。
By the way, in the tapered roller bearing described in Patent Document 1, it is necessary to process both the large-diameter side end surface of the tapered roller and the surface of the large-diameter side annular portion of the cage into curved surfaces, which makes the production complicated. There are challenges.
Further, in the roller bearing described in Patent Document 2, the surface of the large-diameter side annular portion and the surface of the small-diameter side annular portion are formed in a flat shape, and as described above, no oil film is formed on the contact portion. There is a problem that the processing of the cage is complicated.
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持器の製造が容易で、潤滑性能をアップして耐摩耗性を向上することができるかご形保持器付ころ軸受を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide cage bearings with cage cages that can easily manufacture cages, improve lubrication performance, and improve wear resistance. Is to provide.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 外輪と、
内輪と、
前記外輪及び内輪の両軌道面間に配置される複数のころと、
円周方向に所定の間隔で設けられた複数の柱部と、前記複数の柱部の軸方向両端部をそれぞれ連結する一対の円環部と、を備えるかご形保持器と、
を有するかご形保持器付ころ軸受であって、
前記柱部及び前記一対の円環部には、前記ころが接触する接触面と、該接触面と径方向で連続し、前記ころから離れる方向に傾斜し、前記ころが接触しない非接触面と、がそれぞれ形成されることを特徴とするかご形保持器付ころ軸受。
(2) 前記一対の円環部における前記非接触面の前記接触面に対する傾斜角は、1°〜10°に設定され、
前記一対の円環部における前記非接触面は、前記保持器の板厚の1/5〜1/3、又は、前記柱部の非接触面の高さ以下に設定されることを特徴とする(1)に記載のかご形保持器付ころ軸受。
(3) 前記ころは、円錐ころ又は球面ころであって、
前記かご形保持器は、前記複数の柱部と、小径側の前記円環部と、大径側の前記円環部と、を備え、
前記大径側円環部は、前記非接触面が前記接触面よりも径方向外側に形成され、
前記小径側円環部は、前記非接触面が前記接触面よりも径方向内側に形成されることを特徴とする(1)又は(2)に記載のかご形保持器付ころ軸受。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) outer ring,
Inner ring,
A plurality of rollers disposed between both raceways of the outer ring and the inner ring;
A cage-type cage comprising a plurality of pillar portions provided at predetermined intervals in the circumferential direction, and a pair of annular portions respectively connecting axial end portions of the plurality of pillar portions;
A roller bearing with a cage cage having
The column part and the pair of ring parts are contacted with the roller, a non-contact surface that is continuous with the contact surface in the radial direction, is inclined in a direction away from the roller, and does not contact the roller. A roller bearing with a cage-type cage, wherein each is formed.
(2) The inclination angle of the non-contact surface with respect to the contact surface in the pair of annular portions is set to 1 ° to 10 °,
The non-contact surface in the pair of annular portions is set to be 1/5 to 1/3 of the plate thickness of the cage, or lower than the height of the non-contact surface of the column portion. A roller bearing with a cage cage as described in (1).
(3) The roller is a tapered roller or a spherical roller,
The cage retainer includes the plurality of column portions, the small-diameter-side annular portion, and the large-diameter-side annular portion,
The large-diameter side annular portion is formed such that the non-contact surface is radially outward from the contact surface,
The roller bearing with a cage-type cage according to (1) or (2), wherein the small-diameter-side annular portion has the non-contact surface formed radially inward of the contact surface.
本発明のかご形保持器付ころ軸受によれば、かご形保持器の柱部及び一対の円環部には、ころが接触する接触面と、該接触面と径方向で連続し、ころから離れる方向に傾斜し、ころが接触しない非接触面と、がそれぞれ形成される。したがって、ころの端面と円環部の非接触面との間には、くさび状の潤滑剤溜まりが形成され、ころの端面と接触面との間に該潤滑剤溜まりから潤滑剤を供給して、油膜が形成される。これにより、保持器の製造が容易でありながら、潤滑性能をアップして耐摩耗性を向上することができる。 According to the roller bearing with a cage retainer of the present invention, the pillar portion and the pair of annular portions of the cage retainer are in contact with the roller, and the contact surface is continuous with the contact surface in the radial direction. A non-contact surface that is inclined in a direction away from the roller and is not in contact with the roller is formed. Therefore, a wedge-shaped lubricant reservoir is formed between the end surface of the roller and the non-contact surface of the annular portion, and the lubricant is supplied from the lubricant reservoir between the end surface of the roller and the contact surface. An oil film is formed. Thereby, while it is easy to manufacture the cage, the lubrication performance can be improved and the wear resistance can be improved.
以下、本発明の各実施形態に係るかご形保持器付ころ軸受について、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, a cage-type roller bearing with cage according to each embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態のかご形保持器付ころ軸受10は、円錐ころ軸受であり、内周面に円錐状の外輪軌道面11aを有する外輪11と、外周面に円錐状の内輪軌道面12aを有し、小径側に小鍔部12b、大径側に大鍔部12cを有する内輪12と、外輪軌道面11aと内輪軌道面12aとの間に転動自在に配置される複数の円錐ころ13と、円錐ころを円周方向に等間隔で保持するかご形保持器20と、を有する。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, a roller bearing 10 with a cage cage according to this embodiment is a tapered roller bearing, and includes an
図2に示すように、かご形保持器20は、円周方向に所定の間隔で設けられた複数の柱部21と、複数の柱部21の軸方向両端部をそれぞれ連結する大径側円環部22及び小径側円環部23と、を備える。そして、隣接する柱部21、21と、大径側円環部22及び小径側円環部23とは、円錐ころ13を保持するポケットPを画成する。
As shown in FIG. 2, the
図2(a)に示すように、かご形保持器20は、大径側円環部22から柱部21及び小径側円環部23に亘り、略一様の板厚tで、略直線状に傾斜して延び、小径側円環部23は、径方向内側に湾曲して先端部まで延びている。
As shown in FIG. 2A, the
図2(b)に示すように、ポケットPを画成する柱部21の周方向端面には、円錐ころ13の転送面が接触する接触面21aと、接触面21aと径方向外側で連続し、円錐ころ13から離れる方向に傾斜し、円錐ころ13が接触しない非接触面21bと、を有する。
As shown in FIG. 2B, the circumferential end surface of the
また、図2(c)に示すように、ポケットPを画成する大径側円環部22の軸方向端面には、円錐ころ13の端面である頭部が接触する接触面22aと、接触面22aと径方向外側で連続し、円錐ころ13から離れる方向に傾斜し、円錐ころ13が接触しない非接触面22bと、を有する。大径側円環部22の非接触面22bは、接触面22aに対して傾斜角Φが、1°〜10°に設定され、非接触面22bの高さa1は、保持器20の板厚tの1/5〜1/3、又は、柱部21の非接触面21bの高さt1以下に設定される。
Further, as shown in FIG. 2C, the axial end surface of the large-diameter side
さらに、図2(d)に示すように、ポケットPを画成する小径側円環部23の軸方向端面には、円錐ころ13の端面である尾部が接触する接触面23aと、接触面23aと径方向内側で連続し、円錐ころ13から離れる方向に傾斜し、円錐ころ13が接触しない非接触面23bと、を有する。小径側円環部23の非接触面23bは、接触面23aに対して傾斜角Φが、1°〜10°に設定され、非接触面23bの高さa2は、保持器20の板厚tの1/5〜1/3、又は、柱部21の非接触面21bの高さt1以下に設定される。
なお、接触面21a、22a、23aと非接触面21b、22b、23bは、いずれも平坦面であるが、接触面21a、22a、23aと非接触面21b、22b、23bとの境界部分は、バリが生じないように滑らかに湾曲させている。
また、本実施形態では、非接触面22b、23bの高さa1、a2は、柱部21の非接触面21bの高さt1と等しく設定されている。
さらに、大径側円環部22及び小径側円環部23の接触面22b、23bは、円錐ころの頭部又は尾部の対向する端面と略平行に形成されている。
Further, as shown in FIG. 2 (d), the axial end surface of the small-diameter-side
The contact surfaces 21a, 22a, 23a and the
In the present embodiment, the heights a1 and a2 of the
Furthermore, the contact surfaces 22b and 23b of the large-diameter side
したがって、円錐ころ13の頭部端面や尾部端面と大径側及び小径側円環部22、23の非接触面22b、23bとの間には、くさび状の潤滑剤溜まりGがそれぞれ形成され、円錐ころ13の頭部端面や尾部端面と接触面22a、23aとの間に該潤滑剤溜まりGから油やグリースなどの潤滑剤を供給して、油膜が常に形成される。これにより、潤滑性能をアップして保持器20のポケットPの耐摩耗性を向上することができる。
特に、本実施形態の円錐ころ軸受が鉄道車両等に組み込まれる場合には、冬場の初動運転時により効果的である。
Therefore, a wedge-shaped lubricant reservoir G is formed between the head end surface and tail end surface of the tapered
In particular, when the tapered roller bearing of the present embodiment is incorporated in a railway vehicle or the like, it is more effective during the initial operation in winter.
なお、本実施形態のかご形保持器20の材料は任意であり、金属製であっても、樹脂製であってもよい。特に、上述した形状を有するかご形保持器20が金属製の場合には、プレス加工によっても成形しやすく、また、削り加工でも容易に成形することができる。また、樹脂製の場合にも、金型の構造が非常に簡単で、容易に鋳造することができる。
Note that the material of the
また、大径側及び小径側円環部22、23と柱部21とを曲面状に繋ぐ隅部R(図2(a)参照)は、従来のものより曲率半径が大きくなり、プレス成形による塑性変形又は応力集中が生じ難いため、従来のものより隅部Rにおける応力が小さくなり、保持器20の強度を向上することができる。
さらに、円錐ころ13の頭部端面や尾部端面は平坦面であってもよいが、凸曲面に形成されてもよい。
Further, the corner radius R (see FIG. 2A) that connects the large-diameter side and small-diameter side
Further, the head end face and tail end face of the tapered
以上説明したように、本実施形態の円錐ころ軸受10によれば、かご形保持器20の柱部21及び大径側及び小径側の円環部22、23には、円錐ころ13が接触する接触面21a、22a、23aと、該接触面21a、22a、23aと径方向で連続し、円錐ころ13から離れる方向に傾斜し、円錐ころ13が接触しない非接触面21b、22b、23bと、がそれぞれ形成される。したがって、円錐ころ13の端面と円環部22、23の非接触面22b、23bとの間には、くさび状の潤滑剤溜まりGが形成され、円錐ころ13の端面と接触面22a、23aとの間に該潤滑剤溜まりGから潤滑剤を供給して、油膜が形成される。これにより、保持器20の製造が容易でありながら、潤滑性能をアップして耐摩耗性を向上することができる。
As described above, according to the tapered
また、大径側及び小径側円環部22、23における非接触面22b、23bの接触面22a、23aに対する傾斜角Φは、1°〜10°に設定され、大径側及び小径側円環部22、23における非接触面22b、23bは、保持器20の板厚tの1/5〜1/3、又は、柱部21の非接触面21bの高さt1以下に設定されるので、円錐ころ13の端面と円環部22、23の非接触面22b、23bとの間には、くさび状の潤滑剤溜まりGがより確実に形成され、円錐ころ13の端面と接触面22a、23aとの間の油膜が無くならないように、潤滑剤溜まりGから潤滑剤を供給することができる。
In addition, the inclination angle Φ of the
また、大径側円環部22では、非接触面22bが接触面22aよりも径方向外側に形成され、小径側円環部23では、非接触面23bが接触面23aよりも径方向内側に形成される。これは、例えば、円錐ころ軸受10が、鉄道車両用など、軸受箱(図示せず)内に収容されて利用される場合、軸受箱中の油が、図1の矢印Aに示すように上方に掻き上げられて軸受上方から降り注ぐ。このため、大径側円環部22の上方に位置する部分の潤滑剤溜まりGに油が供給され、また、小径側円環部23の下方に位置する部分の潤滑剤溜まりGに油が供給される。仮に、大径側円環部22及び小径側円環部23の両方で、外周面側に非接触面を設けると、円錐ころ軸受10の円錐形状に起因して、小径側円環部23側で油の補給が十分でないことが想定される。また、仮に、大径側円環部22及び小径側円環部23の両方で、内周面側に非接触面を設けると、円錐ころ軸受10の円錐形状に起因して、大径側円環部22側で油の補給が十分でないことが想定される。したがって、大径側円環部22の外周面側に非接触面22bを設け、小径側円環部23の内周面側に非接触面23bを設けることで、油膜を効果的に保持することができる。
Further, in the large-diameter side
図3は、本発明の第2実施形態に係る自動調心ころ軸受を示す断面図である。自動調心ころ軸受10aは、内周面に単一の中心を有する球状凹面である外輪軌道面11aを有する外輪11と、外周面の幅方向両側にそれぞれが外輪軌道面11aと対向する一対の内輪軌道面12a、12aを有する内輪12と、外輪軌道面11aと一対の内輪軌道面12a、12aとの間に、2列に転動自在に配置された複数の球面ころ13a、13aと、各列の球面ころ13a、13aを円周方向に等間隔で保持する一対のかご形保持器20を有する。
FIG. 3 is a sectional view showing a self-aligning roller bearing according to a second embodiment of the present invention. The self-aligning
各かご形保持器20は、円周方向に所定の間隔で設けられた複数の柱部21と、複数の柱部21の軸方向両端部をそれぞれ連結する大径側円環部22及び小径側円環部23と、を備え、第1実施形態と同様に、柱部21及び大径側及び小径側円環部22、23には、球面ころ13aが接触する接触面と、該接触面と径方向(即ち、柱部21と大径側円環部22では径方向外側、小径側円環部23では径方向内側)で連続し、球面ころ13aから離れる方向に傾斜し、球面ころ13aが接触しない非接触面と、がそれぞれ形成される。
なお、本実施形態のかご形保持器20は、大径側円環部から柱部21を介して小径側円環部23まで、一様の板厚で、半径方向に湾曲して形成されている。
Each
The
従って、本実施形態の自動調心ころ軸受10aにおいても、第1実施形態と同様に、保持器20のポケットP、即ち、柱部21の円周方向端面及び大径側及び小径側円環部22、23の軸方向端面を形成することで、保持器20の製造が容易でありながら、潤滑性能をアップして耐摩耗性を向上することができる。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
Therefore, also in the self-aligning
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.
尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and modifications, improvements, and the like can be made as appropriate.
10 円錐ころ軸受(ころ軸受)
10a 自動調心ころ軸受(ころ軸受)
11 外輪
12 内輪
13 円錐ころ
13a 球面ころ
20 かご形保持器
21 柱部
22 大径側円環部
23 小径側円環部
P ポケット
10 Tapered roller bearings (Roller bearings)
10a Spherical roller bearing (Roller bearing)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
内輪と、
前記外輪及び内輪の両軌道面間に配置される複数のころと、
円周方向に所定の間隔で設けられた複数の柱部と、前記複数の柱部の軸方向両端部をそれぞれ連結する一対の円環部と、を備えるかご形保持器と、
を有するかご形保持器付ころ軸受であって、
前記柱部及び前記一対の円環部には、前記ころが接触する接触面と、該接触面と径方向で連続し、前記ころから離れる方向に傾斜し、前記ころが接触しない非接触面と、がそれぞれ形成されることを特徴とするかご形保持器付ころ軸受。 Outer ring,
Inner ring,
A plurality of rollers disposed between both raceways of the outer ring and the inner ring;
A cage-type cage comprising a plurality of pillar portions provided at predetermined intervals in the circumferential direction, and a pair of annular portions respectively connecting axial end portions of the plurality of pillar portions;
A roller bearing with a cage cage having
The column part and the pair of ring parts are contacted with the roller, a non-contact surface that is continuous with the contact surface in the radial direction, is inclined in a direction away from the roller, and does not contact the roller. A roller bearing with a cage-type cage, wherein each is formed.
前記一対の円環部における前記非接触面は、前記保持器の板厚の1/5〜1/3、又は、前記柱部の非接触面の高さ以下に設定されることを特徴とする請求項1に記載のかご形保持器付ころ軸受。 An inclination angle of the non-contact surface with respect to the contact surface in the pair of annular portions is set to 1 ° to 10 °,
The non-contact surface in the pair of annular portions is set to be 1/5 to 1/3 of the plate thickness of the cage, or lower than the height of the non-contact surface of the column portion. A roller bearing with a cage-type cage according to claim 1.
前記かご形保持器は、前記複数の柱部と、小径側の前記円環部と、大径側の前記円環部と、を備え、
前記大径側円環部は、前記非接触面が前記接触面よりも径方向外側に形成され、
前記小径側円環部は、前記非接触面が前記接触面よりも径方向内側に形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のかご形保持器付ころ軸受。 The roller is a tapered roller or a spherical roller,
The cage retainer includes the plurality of column portions, the small-diameter-side annular portion, and the large-diameter-side annular portion,
The large-diameter side annular portion is formed such that the non-contact surface is radially outward from the contact surface,
The roller bearing with a cage-type cage according to claim 1 or 2, wherein the non-contact surface of the small-diameter side annular portion is formed radially inward of the contact surface.
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---|---|---|---|---|
WO2023179820A1 (en) * | 2022-03-24 | 2023-09-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Tapered roller bearing and arrangement |
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2014
- 2014-04-18 JP JP2014086452A patent/JP2015206392A/en active Pending
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180206 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180807 |