JP2017020616A - Four-point ball bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、4点接触玉軸受、特に、ポンプやコンプレッサ等に使用される4点接触玉軸受に関する。 The present invention relates to a four-point contact ball bearing, and more particularly to a four-point contact ball bearing used for a pump, a compressor, and the like.
従来、軸方向両側からのアキシアル荷重とラジアル荷重とを受ける単列玉軸受として、4点接触玉軸受が知られている。図6に示すように、4点接触玉軸受100では、一般に、外輪101と軸方向に二分割された2つの内輪102との間に、複数の玉103が保持器104により円周方向に所定の間隔で転動自在に保持される。外輪101の内周面と内輪102の外周面とには、異なる曲率中心を有する2つの円弧面101a1、101a2、102a1、102a2によって外輪軌道溝101a、内輪軌道溝102aがそれぞれ形成されている。
Conventionally, a four-point contact ball bearing is known as a single row ball bearing that receives an axial load and a radial load from both sides in the axial direction. As shown in FIG. 6, in the four-point contact ball bearing 100, generally, a plurality of
従来の4点接触玉軸受100は、負荷側・反負荷側ともに同じ接触角β1、β2を有する4点接触玉軸受100が使用されていた。これにより、負荷側・反負荷側のどちらでアキシアル荷重を支持する場合でも、同じ軸受性能を発揮する。 As the conventional four-point contact ball bearing 100, the four-point contact ball bearing 100 having the same contact angles β1 and β2 on both the load side and the anti-load side is used. As a result, the same bearing performance is exhibited regardless of whether the axial load is supported on the load side or the anti-load side.
また、従来の4点接触玉軸受としては、内輪軌道面及び外輪軌道面が、軸受中心に関して軸方向両側で曲率半径を互いに異ならせたり、接触角を互いに異ならせることで、軸方向両側で異なる円弧面を有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1では、内輪軌道面及び外輪軌道面を、軸方向両側で異なる円弧面に設計することで、純ラジアル荷重だけが働いた場合でも玉にスピン運動を常に起こし、潤滑不良を防止している。 Further, as a conventional four-point contact ball bearing, the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface are different on both sides in the axial direction by making the curvature radii different from each other in the axial direction with respect to the bearing center or making the contact angles different from each other. One having an arc surface is known (for example, see Patent Document 1). In Patent Document 1, the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface are designed to have different circular arc surfaces on both sides in the axial direction, so that even when a pure radial load is applied, the ball always causes a spin motion and prevents poor lubrication. ing.
ところで、4点接触玉軸受100がポンプやコンプレッサ用途である場合、主に荷重を受ける方向は一定であり、装置停止時等で反スラスト荷重が発生した場合のみ、反負荷側で荷重を支えることが求められる。 By the way, when the four-point contact ball bearing 100 is used for a pump or a compressor, the direction in which the load is mainly received is constant, and the load is supported on the anti-load side only when an anti-thrust load is generated when the device is stopped. Is required.
ここで、アキシアル荷重が負荷された状態で、高速回転する場合、玉103は、負荷側2点のみで接触した状態から、遠心力を受けて外輪外径側に押し付けられる。したがって、玉103は外輪軌道溝101aに倣って図6の玉移動方向(図中右上方向)に移動して外輪反負荷側に接近し、内輪負荷側の接触角β1が大きくなるといった変化が生じる。玉103が外輪101の反負荷側へ接近すると、反負荷側の円弧面101a2と玉103との接触が発生する。この時の外輪101と玉103の接触する角度はレストアングル(外輪側レストアングル)に相当する。
Here, when rotating at a high speed with an axial load applied, the
この状態においては、玉103の自転方向と反負荷側の外輪101の回転方向が異なることにより、外輪軌道溝101aの2つの円弧面101a1、101a2と玉103との両接触点における玉103の接触部での周速が異なるため、すべりが生じて摩耗や発熱が大きくなり、早期に軸受損傷に至る可能性がある。
In this state, since the rotation direction of the
特許文献1に記載の4点接触玉軸受は、4点での接触による使用を前提としており、接触角とアキシアル方向の荷重条件との関係については何ら記載されておらず、アキシアル荷重を受けた場合に、すべりが生じて摩耗や発熱が大きくなり、早期に軸受損傷に至ることが考えられる。 The four-point contact ball bearing described in Patent Document 1 is premised on the use by contact at four points, and there is no description about the relationship between the contact angle and the load condition in the axial direction. In some cases, slipping occurs and wear and heat generation increase, leading to bearing damage early.
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、高速運転における玉と反負荷側の外輪軌道溝との接触を抑制して、長期にわたり安定して運転可能な4点接触玉軸受を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to suppress contact between the ball and the outer ring raceway groove on the anti-load side in high speed operation, and can be stably operated over a long period of time. The object is to provide a contact ball bearing.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 内周面に形成された外輪軌道溝を有する外輪と、
外周面に形成された内輪軌道溝を有する内輪と、
前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝の間に転動自在に配置された複数の玉と、
前記複数の玉を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、
を有し、
静止状態において、前記玉をラジアル方向に押し付けたときに、前記玉は前記外輪軌道溝及び前記内輪軌道溝にそれぞれ2点で接触する4点接触玉軸受であって、
外輪側レストアングルは、内輪側レストアングルよりも小さいことを特徴とする4点接触玉軸受。
(2) 内周面に形成された外輪軌道溝を有する外輪と、
外周面に形成された内輪軌道溝を有する内輪と、
前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝の間に転動自在に配置された複数の玉と、
前記複数の玉を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、
を有し、
静止状態において、前記内外輪をスラスト方向に押し付けたときに、前記玉は前記外輪軌道溝及び前記内輪軌道溝に接触角を有して接触する4点接触玉軸受であって、
反負荷側の接触角は、負荷側の接触角よりも大きいことを特徴とする4点接触玉軸受。
(3) 反負荷側の前記外輪軌道溝径は、負荷側の前記外輪軌道溝径よりも大きいことを特徴とする(1)に記載の4点接触玉軸受。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) an outer ring having an outer ring raceway groove formed on the inner peripheral surface;
An inner ring having an inner ring raceway groove formed on the outer peripheral surface;
A plurality of balls arranged to roll freely between the outer ring raceway groove and the inner ring raceway groove;
A cage for holding the plurality of balls in a circumferential direction at a predetermined interval;
Have
In a stationary state, when the ball is pressed in the radial direction, the ball is a four-point contact ball bearing that contacts the outer ring raceway groove and the inner ring raceway groove at two points,
A four-point contact ball bearing characterized in that the outer ring side rest angle is smaller than the inner ring side rest angle.
(2) an outer ring having an outer ring raceway groove formed on the inner peripheral surface;
An inner ring having an inner ring raceway groove formed on the outer peripheral surface;
A plurality of balls arranged to roll freely between the outer ring raceway groove and the inner ring raceway groove;
A cage for holding the plurality of balls in a circumferential direction at a predetermined interval;
Have
In a stationary state, when the inner and outer rings are pressed in the thrust direction, the ball is a four-point contact ball bearing that contacts the outer ring raceway groove and the inner ring raceway groove with a contact angle,
A four-point contact ball bearing characterized in that the contact angle on the non-load side is larger than the contact angle on the load side.
(3) The four-point contact ball bearing according to (1), wherein the outer ring raceway groove diameter on the anti-load side is larger than the outer ring raceway groove diameter on the load side.
なお、外輪側レストアングル及び内輪側レストアングルとは、静止状態において、玉をラジアル方向に押し付けた時に外輪軌道溝または内輪軌道溝と玉が接触する角度である。また、接触角は、外輪及び内輪をアキシアル方向に押し付けた時に外輪軌道溝及び内輪軌道溝が接触する角度である。 The outer ring side rest angle and the inner ring side rest angle are angles at which the ball contacts the outer ring raceway groove or the inner ring raceway groove when the ball is pressed in the radial direction in a stationary state. The contact angle is an angle at which the outer ring raceway groove and the inner ring raceway contact when the outer ring and the inner ring are pressed in the axial direction.
本発明の4点接触玉軸受によれば、外輪側レストアングルは、内輪側レストアングルよりも小さいので、アキシアル荷重が作用した状態で、高速回転で使用されたとしても、外輪軌道溝と玉との多点当りを防止することにより、すべりによる早期軸受損傷が防止でき、長寿命を達成することができる。 According to the four-point contact ball bearing of the present invention, the outer ring side rest angle is smaller than the inner ring side rest angle. Therefore, even if the outer ring raceway groove and the ball are By preventing multi-point contact, premature bearing damage due to sliding can be prevented, and a long life can be achieved.
また、反負荷側の接触角は、負荷側の接触角よりも大きいので、アキシアル荷重が作用した状態で、高速回転で使用されたとしても、外輪軌道溝と玉との多点当りを防止することにより、すべりによる早期軸受損傷が防止でき、長寿命を達成することができる。 Also, the contact angle on the anti-load side is larger than the contact angle on the load side, so even if it is used at high speed rotation with an axial load applied, it prevents multiple contact between the outer ring raceway groove and the ball. As a result, early bearing damage due to sliding can be prevented, and a long life can be achieved.
以下、本発明に係る4点接触玉軸受の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment of the four-point contact ball bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1及び図2に示すように、本実施形態の4点接触玉軸受10は、内周面に外輪軌道溝1aを有する単一の外輪1と、外周面に内輪軌道溝2aをそれぞれ有し、軸方向中間部で軸方向に二分割された2つの分割輪からなる内輪2と、外輪1及び内輪2との間に所定の間隔で転動自在に配置される複数の玉3と、複数の玉3を円周方向に所定の間隔で保持する外輪案内方式の保持器4と、を備える。外輪軌道溝1a、内輪軌道溝2aは、異なる曲率中心を有する2つの円弧面1a1、1a2、2a1、2a2によってそれぞれ形成されている。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the four-point contact ball bearing 10 of this embodiment has a single outer ring 1 having an outer
ここで、本実施形態の4点接触玉軸受10では、玉3と外輪軌道溝1aとをラジアル方向に相対的に移動させ、玉3を外輪軌道溝1aに押し付けたときの、玉3と外輪軌道溝1aとの接触点と玉中心Oを結ぶ直線Aと、玉中心Oを通って径方向に延びる軸受中心線Cとの成す角度を外輪側レストアングルαoとし、玉3と内輪軌道溝2aとをラジアル方向に相対的に移動させ、玉3を内輪軌道溝2aに押し付けたときの、玉3と内輪軌道溝2aとの接触点と玉中心を結ぶ直線Bと、軸受中心線Cとの成す角度を内輪側レストアングルαiとすると、外輪側レストアングルαoは、内輪側レストアングルαiよりも小さく設定される。具体的には、外輪軌道溝1aの各円弧面1a1、1a2は、溝曲率や溝径を互いに変えることなく左右対称とし、互いの外輪1側の溝中心ずれ量(曲率中心の軸方向ずれ量)を小さくしている。
なお、内輪軌道溝2aの各円弧面2a1,2a2も、玉中心を通って径方向に延びる軸受中心線Cに対して左右対称に形成されている。
Here, in the four-point contact ball bearing 10 of the present embodiment, the ball 3 and the outer ring when the ball 3 and the outer
The circular arc surfaces 2a1, 2a2 of the inner
これにより、図2に示すように、アキシアル荷重Faが作用した状態で、高速回転で使用されたとしても、外輪反負荷側となる円弧面1a2と玉3との隙間Sが大きくなり、遠心力によって玉3が反負荷側の外輪軌道溝1a(円弧面1a2)と接触することを抑制している。したがって、外輪軌道溝1aと玉3との多点当りを防止することができ、すべりによる早期軸受損傷が防止でき、長寿命を達成することができる。
As a result, as shown in FIG. 2, even when the axial load Fa is applied and used at high speed rotation, the clearance S between the circular arc surface 1a2 on the side opposite to the outer ring and the ball 3 is increased, and centrifugal force This prevents the ball 3 from coming into contact with the outer
なお、第1実施形態の4点接触玉軸受10では、外輪側レストアングルαoが、内輪側レストアングルαiよりも小さい場合、アキシアルガタが大きくなるため、アキシアル方向の位置決め精度が要求されるコンプレッサやポンプなどの用途においては、内輪側レストアングルαiを大きく設定してアキシアルすきまを最適値に調整する必要がある。例えば、αi−αo=0.1°〜3°であることが好ましい。
In the four-point
(第2実施形態)
本実施形態の4点接触玉軸受10は、図3〜図5に示すように、外輪側レストアングルαoを内輪側レストアングルαiよりも小さくすることに加えて、さらに、反負荷側の外輪軌道溝1a(円弧面1a2)の溝径を大きくすることで、反負荷側の接触角α2を、負荷側の接触角α1よりも大きくしている。これにより、負荷側に対しては極力すきまを小さくし、外輪反負荷側の円弧面1a2と玉3とのすきまSを大きくする。したがって、アキシアル方向のガタ増大を最小限としつつ、高速回転において玉3に遠心力が作用した時の、玉3と外輪1(外輪軌道溝1a)の2点当たりを抑制している。
なお、本実施形態でも、内輪軌道溝2aの各円弧面2a1,2a2は、玉中心を通って径方向に延びる軸受中心線Cに対して左右対称に形成される。
(Second Embodiment)
As shown in FIGS. 3 to 5, the four-point
In the present embodiment, the circular arc surfaces 2a1 and 2a2 of the inner
ここで、4点接触玉軸受10の内部設計は、式(1)で示される。
Here, the internal design of the four-point
式(1)から分かるように、反負荷側の外輪軌道溝1aの溝径を増大させると内部ラジアルすきまも増大し、反負荷側の接触角α2は大きくなる。その結果、負荷側接触角α1<反負荷側接触角α2となる。
As can be seen from the equation (1), when the groove diameter of the outer
一般的に、α2−α1は、5°以上とすることが、外輪1の2点当たりを抑制のために好ましい。
一方、負荷側接触角α1は、アキシアル荷重Faを適切に支持するため、通常20°〜40°に設定される。さらに、本発明が適用される高速回転用途では、高速条件でのはくり寿命低下を抑制するため、軽荷重で使用されることが一般的であるので、負荷側接触角α1は小さい方が好ましく、通常、20°〜30°に設定される。
Generally, α2−α1 is preferably set to 5 ° or more in order to suppress the two points of the outer ring 1.
On the other hand, the load side contact angle α1 is usually set to 20 ° to 40 ° in order to appropriately support the axial load Fa. Furthermore, in high-speed rotation applications to which the present invention is applied, the load-side contact angle α1 is preferably small because it is generally used with a light load in order to suppress a reduction in peeling life under high-speed conditions. Usually, it is set to 20 ° to 30 °.
また、反負荷側接触角α2を大きくしすぎると、玉3と溝の接触点が溝肩(例えば、内輪外径側の端部)に達してしまうので、反負荷側接触角α2は50°以下とすることが好適である。すなわち、α2−α1は、5°〜30°で設定されるのがよい。 If the anti-load side contact angle α2 is too large, the contact point between the ball 3 and the groove reaches the groove shoulder (for example, the end on the inner ring outer diameter side), so the anti-load side contact angle α2 is 50 °. The following is preferable. That is, α2-α1 is preferably set at 5 ° to 30 °.
したがって、本実施形態の4点接触玉軸受10によれば、反負荷側の接触角α2は、負荷側の接触角α1よりも大きいので、アキシアル荷重が作用した状態で、高速回転で使用されたとしても、外輪軌道溝1aと玉3との多点当りを防止することにより、すべりによる早期軸受損傷が防止でき、長寿命を達成することができる。
Therefore, according to the four-point
尚、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、上記実施形態では、単一の外輪1と、軸方向に二分割された2つの分割輪からなる内輪2を有しているため、保持器4は、外輪案内方式のものが採用されているが、軸方向に二分割された2つの分割輪からなる外輪1と、単一の内輪2を用いる場合には、保持器4は、内輪案内方式であってもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
For example, in the above embodiment, the cage 4 has an outer ring guide type because it has a single outer ring 1 and an
1 外輪
1a 外輪軌道溝
1a1,1a2 円弧面
2 内輪
2a 内輪軌道溝
3 玉
4 保持器
10 4点接触玉軸受
A,B 直線
C 軸受中心線
O 玉中心
αo 外輪側レストアングル
αi 内輪側レストアングル
α1 負荷側接触角
α2 反負荷側接触角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
外周面に形成された内輪軌道溝を有する内輪と、
前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝の間に転動自在に配置された複数の玉と、
前記複数の玉を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、
を有し、
静止状態において、前記玉をラジアル方向に押し付けたときに、前記玉は前記外輪軌道溝及び前記内輪軌道溝にそれぞれ2点で接触する4点接触玉軸受であって、
外輪側レストアングルは、内輪側レストアングルよりも小さいことを特徴とする4点接触玉軸受。 An outer ring having an outer ring raceway groove formed on the inner peripheral surface;
An inner ring having an inner ring raceway groove formed on the outer peripheral surface;
A plurality of balls arranged to roll freely between the outer ring raceway groove and the inner ring raceway groove;
A cage for holding the plurality of balls in a circumferential direction at a predetermined interval;
Have
In a stationary state, when the ball is pressed in the radial direction, the ball is a four-point contact ball bearing that contacts the outer ring raceway groove and the inner ring raceway groove at two points,
A four-point contact ball bearing characterized in that the outer ring side rest angle is smaller than the inner ring side rest angle.
外周面に形成された内輪軌道溝を有する内輪と、
前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝の間に転動自在に配置された複数の玉と、
前記複数の玉を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、
を有し、
静止状態において、前記内外輪をスラスト方向に押し付けたときに、前記玉は前記外輪軌道溝及び前記内輪軌道溝に接触角を有して接触する4点接触玉軸受であって、
反負荷側の接触角は、負荷側の接触角よりも大きいことを特徴とする4点接触玉軸受。 An outer ring having an outer ring raceway groove formed on the inner peripheral surface;
An inner ring having an inner ring raceway groove formed on the outer peripheral surface;
A plurality of balls arranged to roll freely between the outer ring raceway groove and the inner ring raceway groove;
A cage for holding the plurality of balls in a circumferential direction at a predetermined interval;
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In a stationary state, when the inner and outer rings are pressed in the thrust direction, the ball is a four-point contact ball bearing that contacts the outer ring raceway groove and the inner ring raceway groove with a contact angle,
A four-point contact ball bearing characterized in that the contact angle on the non-load side is larger than the contact angle on the load side.
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Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109268386A (en) * | 2018-12-04 | 2019-01-25 | 中山市盈科轴承制造有限公司 | Nonstandard four point contact is usherd to seat roller bearing units |
CN109296631A (en) * | 2018-12-04 | 2019-02-01 | 中山市盈科轴承制造有限公司 | Nonstandard four point contacts roller bearing units |
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- 2015-07-14 JP JP2015140570A patent/JP2017020616A/en active Pending
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