JP2019168022A - Cylindrical roller bearing - Google Patents
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Description
この発明は、円筒ころ軸受、特に、高速回転に適した円筒ころ軸受に関するものである。 The present invention relates to a cylindrical roller bearing, and more particularly to a cylindrical roller bearing suitable for high-speed rotation.
航空機エンジン用など高速回転に適した円筒ころ軸受として、図5に示すように、外周面に内輪軌道11aを有し、ハウジング12の内側で高速回転する軸13を外嵌支持する内輪部材11と、内周面に外輪軌道14aを有し、上記ハウジング12に内嵌支持する外輪部材14と、上記内輪軌道11aと外輪軌道14aとの間に設けた複数の円筒ころ15と、円筒ころ15を周方向に均等に保持する保持器16と、上記内輪軌道11aを挟むように、内輪部材11と別体に設けられ、保持器16の内周面と円筒ころ15の軸方向の両端面を案内するつば輪17と、このつば輪17の円筒ころ15と反対側の面に設けられ、内周面に油受溝18aを設けた油受輪18とを備えたものがある(例えば、特許文献1)。
As a cylindrical roller bearing suitable for high-speed rotation, such as for an aircraft engine, as shown in FIG. 5, an
この図5に示す円筒ころ軸受は、つば輪17の内周面と内輪部材11の両側面との間に通油経路17aを設け、油受輪18に供給された潤滑油を、つば輪17の通油経路17aに引き込んで、矢印で示すように、円筒ころ15のころ面取り部を介して転動面に潤滑油を供給するアンダーレース潤滑を採用している。
In the cylindrical roller bearing shown in FIG. 5, an
さらに、高速回転が要求される円筒ころ軸受では、アンダーレース潤滑を向上させるために、油受輪18にジェットノズルから潤滑油を供給するようにしたものもある(例えば、特許文献2)。
Furthermore, in cylindrical roller bearings that require high-speed rotation, there is also a type in which lubricating oil is supplied to the
ところで、特許文献1で紹介されている円筒ころ軸受は、つば輪17をセラミック製にして、金属製の円筒ころ15の両端面との接触面、あるいは保持器16の内周面の案内面との接触面の摺動特性を改善することが記載されている。
By the way, in the cylindrical roller bearing introduced in
しかしながら、つば輪17をセラミック製にして、金属製の円筒ころ15の両端面との接触面、あるいは保持器16の内周面の案内面との接触面の摺動特性を改善したとしても、潤滑油の供給が滞るドライラン状態になると、つば輪17のすべり面に油膜が形成されず、油膜切れを起こすリスクがある。
However, even if the
一方、特許文献2で紹介されている円筒ころ軸受は、ジェットノズルから潤滑油を供給するので、高速回転でも潤滑効率が高いが、やはりドライラン時に油膜切れを起こして、すべり面に溶着による焼付きが発生するリスクがある。
On the other hand, the cylindrical roller bearing introduced in
そこで、この発明は、内輪軌道を挟むように、内輪部材と別体に設けられ、保持器の内周面と円筒ころの軸方向の両端面を案内するつば輪を設け、このつば輪の円筒ころと反対側の面に設けた油受輪とを備えたアンダーレース潤滑を採用する円筒ころ軸受において、潤滑油の供給が滞るドライラン状態になっても、つば輪のすべり面に潤滑油の供給を可能にして、高速性と信頼性を高めようとするものである。 Therefore, the present invention is provided with a collar ring that is provided separately from the inner ring member so as to sandwich the inner ring raceway, and that guides both the inner peripheral surface of the cage and both axial end surfaces of the cylindrical roller. In cylindrical roller bearings that employ under-race lubrication with an oil receiving ring provided on the opposite side of the roller, supply lubrication oil to the sliding surface of the collar ring even in a dry-run state where the supply of lubrication oil stagnate To improve the speed and reliability.
前記の課題を解決するために、この発明は、外周面に内輪軌道を有し、ハウジングの内側で高速回転する軸を外嵌支持する内輪部材と、内周面に外輪軌道を有し、上記ハウジングに内嵌支持される外輪部材と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に設けた複数の円筒ころと、これら複数の円筒ころを周方向に均等に保持する保持器と、上記内輪軌道を挟むように、内輪部材と別体に設けられ、保持器の内周面と円筒ころの軸方向の側面を案内するつば輪と、このつば輪の円筒ころと反対側の面に設けられ油受輪とを備える円筒ころ軸受において、前記つば輪を、多孔質体によって形成したことを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention has an inner ring raceway on the outer peripheral surface, an inner ring member that externally supports a shaft that rotates at high speed inside the housing, and an outer ring raceway on the inner peripheral surface, An outer ring member fitted and supported in a housing, a plurality of cylindrical rollers provided between the inner ring raceway and the outer ring raceway, a cage for holding the plurality of cylindrical rollers equally in the circumferential direction, and the inner ring raceway. A flange ring is provided separately from the inner ring member so as to be sandwiched, and guides the inner circumferential surface of the cage and the axial side surface of the cylindrical roller. A cylindrical roller bearing including a ring is characterized in that the collar ring is formed of a porous body.
前記複数の円筒ころを周方向に均等に配置する保持器は、前記つば輪の外径面によって案内される。 The cage for uniformly arranging the plurality of cylindrical rollers in the circumferential direction is guided by the outer diameter surface of the collar ring.
前記つば輪を形成する多孔質体は、鉄系の焼結金属に形成することが好ましい。 The porous body forming the collar ring is preferably formed on an iron-based sintered metal.
油受輪に向かって潤滑油を供給するジェットノズルを設けるようにしてもよい。 You may make it provide the jet nozzle which supplies lubricating oil toward an oil receiving ring.
前記油受輪の円筒ころ側に、前記つば輪の外径面に重なる内面側延長部を設け、この油受輪の内面側延長部によって高速回転時のフープ応力を受けるようにし、多孔質体によって形成されたつば輪に加わる応力を緩和するようにし、油受輪の内面側延長部に、径方向に貫通する給油口を設けるようにしてもよい。 Provided on the cylindrical roller side of the oil receiving ring is an inner surface side extension portion that overlaps the outer diameter surface of the collar ring, and the inner surface side extension portion of the oil receiving wheel is subjected to hoop stress during high-speed rotation, and is porous. The stress applied to the collar ring formed by the above may be relaxed, and an oil filler port penetrating in the radial direction may be provided in the inner surface side extension of the oil receiving ring.
以上のように、この発明に係る円筒ころ軸受は、つば輪を多孔質体によって形成し、つば輪の通油経路を通過する潤滑油の一部が、遠心力によって多孔質体のつば輪に常に染み込んで保持されるようにしている。 As described above, in the cylindrical roller bearing according to the present invention, the collar ring is formed of a porous body, and a part of the lubricating oil passing through the oil passage of the collar ring is converted into the collar ring of the porous body by centrifugal force. It is always soaked and held.
これにより、油受輪への給油が遮断されたドライラン時においても、つば輪に染み込んだ潤滑油が、つば輪と円筒ころの両端面との接触面、あるいはつば輪と保持器の内周面との接触面に、直接的に供給されるので、接触面での油膜形成を保持することができる。 As a result, even during dry running when the oil supply to the oil receiving wheel is shut off, the lubricating oil soaked into the collar ring is the contact surface between the collar ring and both end faces of the cylindrical roller, or the inner circumferential surface of the collar ring and the cage. Since the oil is directly supplied to the contact surface, oil film formation on the contact surface can be maintained.
また、つば輪に作用するフープ応力を抑制するために、前記油受輪の円筒ころ側に、前記つば輪の外径面に重なる内面側延長部を設け、この油受輪の内面側延長部によって高速回転時のフープ応力を受けるようにして、多孔質体によって形成されたつば輪に加わる応力を緩和するようにしてもよい。油受輪の内面側延長部には、径方向に貫通する給油口が設けられ、油受輪への給油が遮断されたドライラン時においても、つば輪に染み込んだ潤滑油が、給油口から保持器との案内面、あるいはつば輪と円筒ころの両端面との接触面に直接的に供給され、つば輪のすべり面の油膜形成が保持されるので、高速回転時の信頼性がさらに向上する。 Further, in order to suppress the hoop stress acting on the collar ring, an inner surface side extension that overlaps the outer diameter surface of the collar ring is provided on the cylindrical roller side of the oil bearing ring, and the inner surface side extension of the oil bearing ring. Therefore, the stress applied to the collar ring formed by the porous body may be relieved by receiving a hoop stress during high-speed rotation. An oil supply port that penetrates in the radial direction is provided in the extension on the inner surface of the oil receiving wheel, so that the lubricating oil that has soaked into the collar ring is retained from the oil supply port even during a dry run when the oil supply to the oil receiving wheel is blocked. It is directly supplied to the guide surface with the container or the contact surface between the collar ring and both end faces of the cylindrical roller, and the oil film formation on the sliding surface of the collar ring is maintained, further improving the reliability at high speed rotation. .
以下、この発明に係る円筒ころ軸受の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of a cylindrical roller bearing according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1に示す実施形態の円筒ころ軸受は、外周面に内輪軌道1aを有し、ハウジング2の内側で高速回転する軸3を外嵌支持する内輪部材1と、内周面に外輪軌道4aを有し、上記ハウジング2に内嵌支持する外輪部材4と、上記内輪軌道1aと外輪軌道4aとの間に設けた複数の円筒ころ5と、この複数の円筒ころ5を周方向に均等に保持する保持器6と、上記内輪軌道1aを挟むように、内輪部材1と別体に設けられ、保持器6の内周面と円筒ころ5の軸方向の側面を案内するつば輪7と、このつば輪7の円筒ころ5と反対側の面に設けられ油受輪8とを備えている。
The cylindrical roller bearing of the embodiment shown in FIG. 1 has an
油受輪8の内周面には、供給された潤滑油を保持する油受溝8aを有する。
An
図1に示す円筒ころ軸受は、つば輪7の内周面と内輪部材1の両側面との間に通油経路7aを設け、油受輪8に供給された潤滑油を、つば輪7の通油経路7aに引き込んで、矢印で示すように、円筒ころ5のころ面取り部に潤滑油を供給するアンダーレース潤滑を採用している。
The cylindrical roller bearing shown in FIG. 1 is provided with an
そして、この発明においては、つば輪7を多孔質体によって形成し、つば輪7の通油経路7aを通過する潤滑油の一部が、遠心力によって多孔質体のつば輪7に常に染み込んで保持されるようにしている。
In the present invention, the collar ring 7 is formed of a porous body, and a part of the lubricating oil passing through the
これにより、油受輪8への給油が遮断されたドライラン時においても、つば輪7に染み込んだ潤滑油が、つば輪7と円筒ころ5の両端面との接触面、あるいはつば輪7と保持器6の内周面との接触面に、直接的に供給されるので、接触面での油膜形成を保持することができる。
As a result, even during a dry run in which oil supply to the oil receiving
図2に示す実施形態の円筒ころ軸受は、アンダーレース潤滑を採用している点は、図1に示す実施形態と同様であるが、図2に示す実施形態では、油受輪8への給油をジェットノズル9を用い、高速運転時での給油効率を向上させている。
The cylindrical roller bearing of the embodiment shown in FIG. 2 is similar to the embodiment shown in FIG. 1 in that it employs underlace lubrication. However, in the embodiment shown in FIG. The
図3に示す実施形態の円筒ころ軸受は、特に、高速回転で使用されるものであり、つば輪7に作用するフープ応力を抑制するために、前記油受輪8の円筒ころ5側に、前記つば輪7の外径面に重なる内面側延長部8bを設け、この油受輪8の内面側延長部8bによって高速回転時のフープ応力を受けるようにして、多孔質体によって形成されたつば輪7に加わる応力を緩和するようにしている。
The cylindrical roller bearing of the embodiment shown in FIG. 3 is particularly used at high speed rotation, and in order to suppress the hoop stress acting on the collar ring 7, on the
油受輪8の内面側延長部8bには、径方向に貫通する給油口8cが設けられ、油受輪8への給油が遮断されたドライラン時においても、つば輪7に染み込んだ潤滑油が、給油口8cから保持器6との案内面、あるいはつば輪7と円筒ころ5の両端面との接触面に直接的に供給され、つば輪7のすべり面の油膜形成が保持されるようになっている。
An
油受輪8の内面側延長部8bの外径面は、研磨加工を施すと共に、材料にM50材を用いて高温焼き戻し処理が行われている。これにより、つば輪7と保持器6とのすべり面における油膜形成率が向上し、すべり面の発熱による材料変質もなく、保持器6の案内面の機能を有する。
The outer diameter surface of the inner surface
以上の実施形態におけるつば輪7を形成する多孔質体としては、焼結金属を用いることが好ましい。焼結金属は、高速運転時にも染み込んだ潤滑油を問題なく供給することが可能である。 As the porous body forming the collar ring 7 in the above embodiment, it is preferable to use a sintered metal. Sintered metal can supply the soaked lubricating oil without problems even at high speed operation.
焼結金属が高速運転時にも染み込んだ潤滑油が問題なく供給されるということ確認するために、スピンドル主軸の先端に、潤滑油を染み込ませた円筒形状の焼結金属を取り付けて回転させ、その場合の経時的な「吐出率」を評価した試験結果を図4に示す。 In order to confirm that the lubricating oil soaked in the sintered metal even during high-speed operation can be supplied without problems, a cylindrical sintered metal soaked with the lubricating oil is attached to the tip of the spindle spindle and rotated. FIG. 4 shows the test results for evaluating the “ejection rate” with time.
図4の縦軸は「吐出率」が試験初期の含油量に対する吐出量の比率を示しており、焼結金属内のすべての油が吐出すると100%になる状態を示し、吐出率0%では油が全く出ていない状態を示している。この図4に示す試験結果では、焼結金属は数十分にわたり油を保持し、油が供給され続けるということを確認することができた。 The vertical axis in FIG. 4 indicates the ratio of the discharge amount to the oil content at the initial stage of the test, and shows a state where 100% is obtained when all the oil in the sintered metal is discharged. It shows a state where no oil is discharged. In the test results shown in FIG. 4, it was confirmed that the sintered metal retained oil for several tens of minutes and continued to be supplied.
また、つば輪7に用いる多孔質体は、鉄系の焼結金属を用いることが好ましい。これにより、線膨張係数が内輪部材1、円筒ころ5、保持器6などの周辺部品と同等になるため、温度変化時寸法変化の影響を緩和することができる。
The porous body used for the collar ring 7 is preferably an iron-based sintered metal. Thereby, since a linear expansion coefficient becomes equivalent to peripheral parts, such as the
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
1 :内輪部材
1a :内輪軌道
2 :ハウジング
3 :軸
4 :外輪部材
4a :外輪軌道
5 :円筒ころ
6 :保持器
7 :つば輪
7a :通油経路
8 :油受輪
8a :油受溝
8b :内面側延長部
8c :給油口
9 :ジェットノズル
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Claims (5)
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JP2018055524A JP2019168022A (en) | 2018-03-23 | 2018-03-23 | Cylindrical roller bearing |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114087289A (en) * | 2021-11-29 | 2022-02-25 | 中国航发哈尔滨轴承有限公司 | Aeroengine main shaft bearing assembly capable of improving lean oil resistance |
-
2018
- 2018-03-23 JP JP2018055524A patent/JP2019168022A/en active Pending
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