JP2015218845A

JP2015218845A - 自動調心ころ軸受

Info

Publication number: JP2015218845A
Application number: JP2014104096A
Authority: JP
Inventors: 圭悟阿部; Keigo Abe
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2015-12-07

Abstract

【課題】案内輪の磨耗を抑制しつつ案内輪と転動体の間の潤滑状態を良好に維持し、これにより、摩耗、発熱及び振動を抑制することができ自動調心ころ軸受を提供する。
【解決手段】内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間で軸方向に２列に配列された複数の転動体と、前記転動体を周方向に所定間隔で保持するための保持器と、軸方向で前記２列に配列された転動体の間に位置する案内輪と、を備えた自動調心ころ軸受において、前記案内輪側面にはディンプル状の凹部が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、一般産業機械等の回転支持部に用いられる自動調心ころ軸受に関し、特に、高速性を要求される製紙機械やエレベーターの回転支持部に用いられる自動調心ころ軸受に関する。

従来のこの種の自動調心ころ軸受としては、例えば、図３に示すものが知られている（特許文献１参照）。この自動調心ころ軸受１０１は、複列軌道１０２ａ、１０２ａを有する内輪１０２と、複列一体の凹球面軌道１０３ａを有する外輪１０３との間に、転動体としての２列の球面ころ１０５、１０５が、一対の保持器１０４、１０４を介して周方向に転動可能に配設されている。内輪１０２の複列軌道１０２ａ、１０２ａ間の頂面１０２ｂ上には、潤滑成分を含有する合成樹脂を用いて形成された樹脂製案内輪１０６が設けられている。該案内輪１０６は、球面ころ１０５がスキューして球面ころ１０５の軸線が軸受の軸線に対して所定以上に傾こうとしたときに、球面ころ１０５の端面と当接してそれ以上球面ころ１０５が傾くのを防止するため、及び保持器１０４を案内するためのものである。

ところで、球面ころ１０５がスキューした場合は、すべり摩擦が発生するためこれによる発熱、潤滑剤への影響が懸念され、かかる球面ころのスキューを防止する為には、球面ころの端面と案内輪との間の隙間は小さいほうが好ましい。しかし、この隙間を小さくすればするほど、潤滑剤の流入が困難になってくる為、接触面の潤滑状態を良好に維持し続けるのが難しくなる。

特開２００５−２４０２６号公報

上述した特許文献１に記載の軸受は、案内輪１０６を潤滑成分を含有する合成樹脂を用いて形成された樹脂製としている。案内輪には大きい荷重が負荷されることは無いため、かかる樹脂製の案内輪を用いることにより、潤滑状態を良好に維持しようとするものである。

しかしながら、金属製の球面ころと樹脂製の案内輪とが互いにすべり接触していると、両部材の硬度差が大きいため樹脂製の案内輪側の磨耗が次第に進行して、球面ころと案内輪との間の隙間が拡大し、ひいては球面ころのスキュー防止効果が小さくなる恐れがある。

本発明は、かかる問題点に鑑み、球面ころと案内輪とがすべり接触状態にあっても案内輪のみが磨耗することを防止しつつ案内輪と転動体との間の潤滑状態を良好に維持し、これにより球面ころのスキューを防止し、発熱、摩耗、及び振動を抑制することができる自動調心ころ軸受を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間で軸方向に２列に配列された複数の転動体と、前記転動体を周方向に所定間隔で保持するための保持器と、軸方向で前記２列に配列された転動体の間に位置する案内輪と、を備えた自動調心ころ軸受において、
前記案内輪側面にはディンプル状の凹部が形成されている自動調心ころ軸受。

本発明によれば、案内輪側面にディンプル状の凹部が形成されているので、かかる凹部に潤滑剤を保持させることで、案内輪と転動体との間の潤滑性を向上させることができる。これにより、案内輪と転動体との間の摩耗を抑制することができ、球面ころのスキューを防止することで、結果的に発熱による軸受の温度上昇及び振動を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る自動調心ころ軸受を説明する断面図である。図１の案内輪の斜視断面図である。従来の自動調心ころ軸受の一例を説明する断面図である。

以下、本発明に係る自動調心ころ軸受の一実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、自動調心ころ軸受を説明する断面図、図２は図１の案内輪の軸線を含む面で切断した斜視断面図である。自動調心ころ軸受１（以下、単に「軸受」とも言う）は、内輪２と外輪３と、内輪２と外輪３との間で２列に配列され保持器４によって回動自在に保持される複数の球面ころ５と、を有する。

内輪２は、軸方向（図１中左右方向）中央側が凸となるように複列の軌道面２ａ、２ａが形成され、両軌道面２ａ、２ａの間の軸方向中央部には、ほぼ平坦な頂面２ｂが形成されている。軸方向両端部には、一対の鍔部２ｃ、２ｃが設けられ、球面ころ５が軸受外に脱落するのを防止している。

外輪３は、内周面に凹球面状の軌道面３ａが形成されている。また外周面の軸方向中央部には、潤滑剤注入穴３ｂが貫通して形成されており、該注入穴３ｂから軸受１内に潤滑剤が供給されるようになっている。

転動体としての球面ころ５（以下、単に「ころ」とも言う）は、外輪３の軌道面３ａと内輪２の各軌道面２ａとの間にそれぞれ配置され、保持器４によって回動自在に保持される。

保持器４は、軌道輪案内方式の黄銅もみ抜き保持器とされており、軸方向の略中央部に配置された環状部４ａと、該環状部４ａの軸方向両端部からそれぞれ軸方向外方に延びる柱部４ｂとを備えている。周方向に互いに隣り合う各柱部４ｂと環状部４ａとによってコ字状のポケット４ｃが形成され、該ポケット４ｃに球面ころ５が回動自在に保持されている。各ポケット４ｃに各列のころ５をそれぞれ独立して収容することで環状部４ａの両側にそれぞれ各ころ列を形成すると共に、各ころ列の各ころ５をその周方向に沿って一定の間隔を隔てて回動自在に保持するようになっている。

なお、図１の断面図において、左方の球面ころ５は柱部４ｂの手前側に見えているのに対し、右方の球面ころ５は柱部４ｂの奥側に見えている。これから明らかなように、この保持器４の各ポケット４ｃは、各ころ列間でその周方向に半ピッチずつずれるように形成されており、各列の球面ころ５は環状部４ａを挟んで交互に（千鳥状に）配置するようになっている。

案内輪６は炭素鋼（例えばＳ２５Ｃ）製で、軸方向で２列の球面ころ５、５の間、径方向で内輪２の頂面２ｂと保持器４の環状部４ａとの間に位置して設けられている。該案内輪６は、２列の球面ころ５と対向する一対の側面６ａ、６ａ、保持器４と対向する外周面６ｂ、及び内輪２と対向する内周面６ｃを有し、内輪２の頂面２ｂに案内されて回転可能とされている。また、外周面６ｂ上を保持器４が案内されるようになっている。

図２の斜視断面図から明らかなように、案内輪６の断面形状は略等脚台形状とされているが、一対の側面６ａ、６ａの外周面６ｂ寄りの部分には平行部６ａ１、６ａ１が形成されている。即ち、各側面６ａは、平行部６ａ１とテーパ部６ａ２とを有する。そして該テーパ部６ａ２にはディンプル状の凹部が形成されている。なお、図１から明らかなように、球面ころの端面は、該ディンプル状の凹部が形成されたテーパ部６ａ２と当接する。かかるテーパ部の表面粗さが大きすぎると、その表面が不均一となり、却って摩擦抵抗が大きくなってしまうので、ディンプルの径は0.1〜0.5mmのオーダーで、ディンプルの間隔は径の2倍以上、深さは5μm以内とするのが好ましい。

次に作動について説明する。

本実施形態の自動調心ころ軸受１は、内輪２が、例えば製紙用ロールを支持する軸（不図示）に取付けられ、外輪３がハウジング(不図示)に取付けられて使用される。軸とともに内輪２が回転すると、球面ころ５は内輪軌道面２ａと外輪軌道面３ａとの間を転動する。

このとき、外輪３の油注入穴３ｂから軸受１内に供給された潤滑剤は、球面ころ５と内輪軌道面２ａの間および球面ころ５と外輪軌道面３ａの間、案内輪６と内輪頂面２ｂの間および案内輪６と保持器４の環状部４ａの間に供給され、これらの接触面を潤滑性が良好な状態にもたらす。

また、軸受作動中に、潤滑剤が案内輪６のテーパ部６ａ２に形成されたディンプル状の凹部６ｄにも流入し貯留されたり、貯留された潤滑剤がディンプル状の凹部６ｄから流出する。このため、球面ころ５端面と案内輪６との間の潤滑状態が良好に維持される。また案内輪は炭素鋼製とされ、軸受鋼（例えばＳＵＪ２）製の球面ころとの硬度差を小さくできるため案内輪の磨耗を抑制できる。これらにより、結果的に発熱による軸受の温度上昇、及び振動を抑制することができる。

なお、本発明は、前述した実施形態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。例えば、ディンプル状の凹部は案内輪のテーパ部全域に均一に設ける必要はなく、球面ころ端面が当接する部分（案内輪内周面寄りの部分）を避けて設けてもよい。かかる構成により、潤滑状態を良好に維持しつつ案内輪の磨耗をより抑制することができる。また、凹部の形状は球状に限らず柱状であってもよい。
また、案内輪は保持器の外輪側に配置される外輪案内方式であってもよい。

１自動調心ころ軸受
２内輪
３外輪
４保持器
５球面ころ
６案内輪
６ｄディンプル状の凹部

Claims

内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間で軸方向に２列に配列された複数の転動体と、前記転動体を周方向に所定間隔で保持するための保持器と、軸方向で前記２列に配列された転動体の間に位置する案内輪と、を備えた自動調心ころ軸受において、
前記案内輪側面にはディンプル状の凹部が形成されていることを特徴とする自動調心ころ軸受。