JP2020159432A - 自動調心ころ軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受空間内へ円滑に潤滑剤を供給することができる自動調心ころ軸受を提供する。【解決手段】外輪２の球面軌道７と内輪３の複列の軌道８、８のそれぞれとの間に球面ころ４が組み込まれ、列ごとの球面ころ４が保持器５により保持され、内輪２の軌道８、８間の内輪３側に案内輪６が配置される自動調心ころ軸受である。案内輪６の内周面に複数の凹部１３が形成され、複数の凹部１３が、案内輪６の軸方向一方を向く第一外側面６ａに達する第一凹部１４と、軸方向他方を向く第二外側面６ｂに達する第二凹部１５とからなり、第一凹部１４と第二凹部１５が周方向に沿って交互に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械、鉄鋼設備、風力発電機等の各種産業機械装置の回転軸支持部に使用される自動調心ころ軸受に関する。

一般に、建設機械、鉄鋼設備、風力発電機等の各種産業機械装置の回転軸支持部には、大きな荷重が掛かる。このため、負荷容量が高く、振動、衝撃荷重を受けることができるころ軸受である自動調心ころ軸受が使用されている。

この自動調心ころ軸受は、二列一対の球面軌道を有する内輪と、球面軌道を有する外輪と、外輪の球面軌道と内輪の各列の球面軌道との間に介在する複列の球面ころと、各列の球面ころをそれぞれ周方向に保持するくし型の保持器と、各列の球面ころ間の内輪側に位置する案内輪とを備え、案内輪が各列の球面ころおよび保持器を案内するものである。

上記自動調心ころ軸受は、外輪の軸方向中央に設けられ、径方向に貫通する複数の油孔を有する。その油孔から内輪と外輪との間に形成される軸受空間内へ潤滑剤を供給している。潤滑剤により、内輪および外輪の球面軌道と球面ころとの間、並びに保持器と球面ころとの間が潤滑される。

また、各列の球面ころの端面と案内輪間および保持器と案内輪間を潤滑するために、案内輪に軸方向の貫通孔を設けたもの（特許文献１参照）や、案内輪の軸方向を向く外側面に周方向の溝を設けたもの（特許文献２参照）が開示されている。

特許文献１、２に記載された自動調心ころ軸受では、外輪の油孔から軸受空間内に供給される潤滑剤が、軸受の運転に伴う遠心力により軸受空間の径方向外側に滞留する。この結果、各列の球面ころ間の内輪側に位置する案内輪への潤滑剤の供給が不十分となるおそれがあった。

そこで、各列の球面ころ間の内輪側に位置する案内輪を備える自動調心ころ軸受において、内輪の軸方向中央に径方向に貫通する油孔を設けることが考えられる。これにより、各列の球面ころ間の内輪側に位置する案内輪へ潤滑剤を供給することができる。

特開２０１５−１３２３２０号公報 特開２０１５−２１８７８１号公報

しかしながら、内輪に油孔を設けた上述の自動調心ころ軸受では、油孔が内輪の外周面の二列の球面軌道の間に開口し、その開口部を案内輪が覆う状態となる。このため、内輪の油孔から潤滑剤を供給する際、案内輪により軸受空間内への潤滑剤の流入が阻害され、軸受空間内への潤滑剤の供給量が減少する。

そこで、この発明が解決すべき課題としては、軸受空間内へ円滑に潤滑剤を供給することができる自動調心ころ軸受を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、球面軌道を内周部に有する外輪と、複列の軌道を外周部に有する内輪と、前記外輪の球面軌道と前記内輪の複列の軌道のそれぞれとの間に組み込まれた複列の球面ころと、列ごとの前記球面ころを保持する保持器と、前記内輪の軌道間の前記内輪側に位置する案内輪とを備える自動調心ころ軸受において、前記内輪がその内周部と外周部間を貫通する油孔を有し、前記油孔が前記内輪の軌道間の外周部表面に位置する開口部を有し、前記案内輪が軸方向一方を向く第一外側面と、軸方向他方を向く第二外側面とを有し、前記案内輪の内周部が軸方向外向きに延び出す複数の凹部を有し、前記複数の凹部が前記第一外側面および第二外側面の少なくとも一方に達する状態にあり、前記案内輪の凹部が前記油孔の開口部の径方向外側に位置している構成を採用することができる。

この構成では、案内輪の内周部にある凹部と内輪の軌道間の外周部表面とにより、第一外側面および第二外側面の少なくとも一方に開放する通路が形成される。案内輪の凹部が油孔の開口部の径方向外側に位置することにより油孔と通路が接続する。

この構成において、前記複数の凹部が第一凹部と第二凹部とからなり、前記第一凹部が前記第一外側面に達する状態であり、前記第二凹部が前記第二外側面に達する状態である構成を採用することができる。

この構成では、案内輪の第一凹部および第二凹部と、内輪の軌道間の外周部表面とにより、案内輪の第一外側面に開放する通路と、案内輪の第二外側面に開放する通路とがそれぞれ形成される。

前記複数の凹部が第一凹部と第二凹部とからなる場合において、前記第一凹部と第二凹部とが、周方向に沿って交互に配置されている構成を採用することができる。

この場合、案内輪の第一外側面に開放する通路と、案内輪の第二外側面に開放する通路とが周方向に交互に配置され、案内輪の軸方向両側へそれぞれに偏りなく潤滑剤を供給することができる。

前記構成において、それぞれの前記凹部が前記第一外側面および第二外側面に達する状態である構成を採用することができる。

この構成では、案内輪のそれぞれの凹部と内輪の軌道間の外周部表面とにより、案内輪の第一外側面および第二外側面に開放する通路が形成される。

この発明は、案内輪の凹部と内輪の軌道間の外周部表面とにより、案内輪の軸方向の外側面で開放する通路が形成される。油孔から通路を通る潤滑剤が案内輪の軸方向外側へ供給され、軸受空間内へ円滑に潤滑剤を供給することができる。

この発明に係る第一実施形態の自動調心ころ軸受の縦断面図 （ａ）同上の案内輪の縦断面図、（ｂ）同上の案内輪の一部を拡大した側面図、（ｃ）同上の案内輪の一部を拡大した平面図 同上の保持器と案内輪の一部を拡大した斜視図 同上の保持器を径方向外側から径方向内向きに見た一部を拡大した平面図 （ａ）同上の案内輪の他の形態の縦断面図、（ｂ）同上の案内輪の他の形態の一部を拡大した側面図、（ｃ）同上の案内輪の他の形態の一部を拡大した平面図 この発明に係る第二実施形態の自動調心ころ軸受の縦断面図 （ａ）同上の案内輪の縦断面図、（ｂ）同上の案内輪の一部を拡大した側面図、（ｃ）同上の案内輪の一部を拡大した平面図 同上の保持器を径方向外側から径方向内向きに見た一部を拡大した平面図 （ａ）同上の案内輪の他の形態の縦断面図、（ｂ）同上の案内輪の他の形態の一部を拡大した側面図、（ｃ）同上の案内輪の他の形態の一部を拡大した平面図

以下、この発明の第一実施形態に係る自動調心ころ軸受を図１〜図４に基づいて説明する。この実施形態の自動調心ころ軸受１は、外輪２と、外輪２の内側に同軸状に配置される内輪３と、外輪２と内輪３との間に組み込まれた球面ころ４と、その球面ころ４を保持する保持器５と、保持器５と内輪３との間に配置される案内輪６とを備えている。

ここで、「周方向」とは、特に言及しない限り、軸受中心軸周りの円周方向のことをいう。また、特に言及しない限り、軸受中心軸に沿った方向のことを単に「軸方向」といい、その中心軸に対し直角な方向のことを単に「径方向」という。

外輪２は、一体の環状部品からなる。外輪２は内周部に形成される単一の球面軌道７を有している。球面軌道７は、軸受の中心軸（図１中の一点鎖線参照）上の点から所定の曲率半径を有する球面に沿った形状をなしている。

内輪３は、二つである複列の軌道８、８を外周部に有する複列軌道輪である。それぞれの軌道８、８は、曲率半径を有する球面に沿った形状をなしている。

内輪３の外周部が軸方向両端部に鍔部３ａ、３ａを有する。鍔部３ａは二つの軌道８、８の軸方向外側に位置している。鍔部３ａの軸方向外側の端面は、内輪３の軸方向外端面と同一平面上に位置している。鍔部３ａの軸方向内側の端面は、球面ころ４の軸方向外側のころ端面に平行である。

内輪３は、内周部と外周部とを貫通する油孔９を有する。油孔９は内輪３の軌道８、８の間の外周部に位置する円形の開口部９ａを有する。油孔９は内輪３の周方向に複数箇所に設けられている。なお、油孔９は、内輪３の一箇所のみに設けてもよい。

球面ころ４は、そのころ中心軸を含む平面において、外輪２の球面軌道と点接触する母線形状の転動面４ａを有する。球面ころ４は外輪２の球面軌道７と内輪３の軌道８のそれぞれとの間に、周方向に間隔をおいて複列に組み込まれている。列ごとに組み込まれた球面ころ４が、保持器５により転動可能に保持されている。

保持器５は、二列の球面ころ４の間に位置する円環状の環状部１０と、環状部１０から軸方向外向きに延びる複数の柱部１１とを有する。環状部１０の軸方向両方向の外側面１０ａ、１０ａは、二列の球面ころ４の軸方向内側のころ端面４ｂに対向している。外側面１０ａところ端面とは平行であり、互いに接する状態となっている。

図３に示すように、柱部１１は、環状部１０のそれぞれの外側面１０ａ、１０ａに周方向等間隔に複数配置されている。環状部１０の一方の外側面１０ａから延び出す複数の柱部１１と、環状部１０の他方の外側面１０ａから延び出す複数の柱部１１とは、同数であって、半ピッチずつ周方向の位相がずれた状態となっている。

保持器５は、環状部１０および隣り合う柱部１１により形成される複数のポケット１２を有する。それぞれのポケット１２は一つの球面ころ４が収容されている。隣り合う柱部１１、１１の周方向を向く内面は、球面ころ４の転動面４ａに沿う球面状に形成される。

また、隣り合う柱部１１、１１の周方向を向く内面は、球面ころ４のころ中心軸を通る平面での断面形状が円弧となっている。この円弧の半径は、球面ころ４の転動面４ａの、ころ中心軸を通る平面での断面形状である円弧と同じ半径である。

保持器５は、隣り合う柱部１１の周方向を向く内面により球面ころ４を抱きかかえ可能となる。保持器５は、球面ころ４で案内される転動体案内形式となるくし型の保持器である。

案内輪６は、保持器５の環状部１０と、内輪３の軌道８、８間の外周部との間に配置される円環状部材である。図２に示すように、案内輪６は軸方向一方を向く第一外側面６ａと軸方向他方を向く第二外側面６ｂとを有する。第一外側面６ａおよび第二外側面６ｂは、各列の球面ころ４のころ端面４ｂに対向している。

図３に示すように、案内輪６の内周部には、径方向外向きに凹む凹部１３が周方向に等間隔に形成されている。それぞれの凹部１３は、軸方向外向きに延び出し、第一外側面６ａに達する第一凹部１４と、第二外側面６ｂに達する第二凹部１５とからなる。

それぞれの凹部１３の周方向の幅寸法が、油孔９の開口部９ａの直径（周方向の幅寸法）と同じ大きさである。それぞれの凹部１３の軸方向の最大の幅寸法が、油孔９の開口部９ａの直径（周方向の幅寸法）よりも大きくなっている。第一凹部１４と第二凹部１５とは周方向に沿って交互に配置されている。

図４に示すように、第一凹部１４は、軸方向他方の縁部が油孔９の開口部９ａと同じ半径の半円状をなしている。第一凹部１４が油孔９の開口部９ａの径方向外側に位置する状態では、第一凹部１４の軸方向他方の縁部が油孔９の開口部９ａに一致する。

この状態では、案内輪６の第一凹部１４と内輪３の軌道８間に位置する外周部表面とにより、案内輪６の第一外側面６ａに開放する通路３０が形成される（図２（ｂ）参照）。

第二凹部１５は、軸方向一方の縁部が油孔９の開口部９ａと同じ半径の半円状をなしている。第二凹部１５が油孔９の開口部９ａの径方向外側に位置する状態では、第二凹部１５の軸方向一方の縁部が油孔９の開口部９ａに一致する。

この状態では、案内輪６の第二凹部１５と、内輪３の軌道８間に位置する外周部表面とにより、案内輪６の第二外側面６ｂに開放する通路３０が形成される。

この実施形態では、案内輪６の第一凹部１４および第二凹部１５により上記通路３０が形成される。通路３０と油孔９とが接続し、油孔９から供給される潤滑剤が通路３０を通り、外輪２と内輪３との間に形成される軸受空間内へ円滑に潤滑剤を供給することができる。

なお、案内輪６のそれぞれの凹部１３は、第一凹部１４および第二凹部１５を二つおきに配置したり、三つおきに配置したりしてもよい。また、第一凹部１４および第二凹部１５をランダムに配置してもよい。

また、凹部１３の周方向の幅寸法が油孔９の開口部９ａの直径（周方向の幅寸法）よりも大きいものであってもよい。

また、図５に示すように、例えば、案内輪６の内周部に形成される複数の凹部１３は、案内輪６の第一外側面６ａおよび第二外側面６ｂの両方にまで達するものであってもよい。図５に示すそれぞれの凹部１３と、内輪３の軌道８間に位置する外周部表面とにより、案内輪６の第一外側面６ａおよび第二外側面６ｂに開放する通路３１が形成される。

この通路３１と油孔９とが接続し、油孔９から供給される潤滑剤が通路３１を通り、外輪２と内輪３との間に形成される軸受空間内へ円滑に潤滑剤を供給することができる。

この発明の第二実施形態に係る自動調心ころ軸受を図６〜８に示す。第二実施形態において、内輪３が外周部に鍔部３ａを有していない点、保持器５が一対のかご型の保持器２０、２０である点で上述の第一実施形態と相違する。その他の構成において、第一実施形態と同じと考えられるものには、同一の符号を付してその説明を省略する。

図６に示すように、この実施形態の内輪３は、軸方向両端部に鍔部を有しておらず、軌道８、８が軸受端面にまで達するものである。

一対のかご型の保持器２０、２０は、それぞれ同一構成のものが採用されており、自動調心ころ軸受１への組み込みの向きが反対向きとなっているだけである。このため、軸方向一方側に組み込まれる保持器２０に関してのみ述べる。

保持器２０は、軸方向内側に位置する内側環状部２１と、軸方向外側に位置する外側環状部２２と、内側環状部２１と外側環状部２２との対向部分の間に配置される複数の柱部２３とを有するかご型の保持器である。

保持器２０は、内側環状部２１、外側環状部２２および隣り合う柱部２３、２３により形成される複数のポケット２４を有する。それぞれのポケット２４は一つの球面ころ４が収容されている（図８参照）。

保持器２０の内側環状部２１の軸方向外側面が、球面ころ４の軸方向内側のころ端面４ｂに平行に形成される。外側環状部２２の軸方向内側面が、球面ころ４の軸方向外側のころ端面に平行に形成されている。外側環状部２２は、柱部２３に対して径方向内向きに延び出している。外側環状部２２の内周部が内輪３の軌道８と径方向に対向し、接触している。

案内輪６は、一対の保持器２０のそれぞれの内側環状部２１と、内輪３の軌道８、８間の外周面との間に配置されている。案内輪６の内周部には、第一実施形態と同様に、径方向外向きに凹む凹部１３が周方向に等間隔に形成されている。

それぞれの凹部１３は、軸方向外向きに延び出し、第一外側面６ａに達する第一凹部１４と、第二外側面６ｂに達する第二凹部１５とからなる。第一凹部１４と第二凹部１５とは周方向に沿って交互に配置されている。

図７、８に示すように、第一凹部１４が油孔９の開口部９ａの径方向外側に位置する状態では、第一凹部１４と内輪３の軌道８間に位置する外周部表面とにより、案内輪６の第一外側面６ａに開放する通路３０が形成される。

また、第二凹部１５が油孔９の開口部９ａの径方向外側に位置する状態では、第二凹部１５と、内輪３の軌道８間に位置する外周部表面とにより、案内輪６の第二外側面６ｂに開放する通路３０が形成される。

この実施形態では、案内輪６の第一凹部１４および第二凹部１５により上記通路３０が形成される。通路３０と油孔９とが接続し、油孔９から供給される潤滑剤が通路３０を通り、外輪２と内輪３との間に形成される軸受空間内へ円滑に潤滑剤を供給することができる。

また、この実施形態では、図９に示すように、例えば、案内輪６の内周部に形成される凹部１３は、案内輪６の第一外側面６ａおよび第二外側面６ｂの両方にまで達するものであってもよい。図９に示すそれぞれの凹部１３と、内輪３の軌道８間に位置する外周部表面とにより、案内輪６の第一外側面６ａおよび第二外側面６ｂに開放する通路３１が形成される。

１ 自動調心ころ軸受
２ 外輪
３ 内輪
３ａ 鍔部
４ 球面ころ
４ａ 転動面
４ｂ ころ端面
５、２０ 保持器
６ 案内輪
６ａ 第一外側面
６ｂ 第二外側面
７ 球面軌道
８ 軌道
９ 油孔
９ａ 開口部
１０ 環状部
１０ａ 外側面
１１ 柱部
１２ ポケット
１３ 凹部
１４ 第一凹部
１５ 第二凹部
２１ 内側環状部
２２ 外側環状部
２３ 柱部
２４ ポケット
３０、３１ 通路

Claims (4)

1. 球面軌道（７）を内周部に有する外輪（２）と、複列の軌道（８、８）を外周部に有する内輪（３）と、前記外輪（２）の球面軌道（７）と前記内輪（３）の複列の軌道（８、８）のそれぞれとの間に組み込まれた複列の球面ころ（４）と、列ごとの前記球面ころ（４）を保持する保持器（５）と、前記内輪（３）の軌道（８、８）間の前記内輪（３）側に位置する案内輪（６）とを備える自動調心ころ軸受において、
   前記内輪（３）がその内周部と外周部間を貫通する油孔（９）を有し、前記油孔（９）が前記内輪（３）の軌道（８、８）間の外周部表面に位置する開口部（９ａ）を有し、前記案内輪（６）が軸方向一方を向く第一外側面（６ａ）と軸方向他方を向く第二外側面（６ｂ）とを有し、前記案内輪（６）の内周部が軸方向外向きに延び出す複数の凹部（１３）を有し、前記複数の凹部（１３）が前記第一外側面（６ａ）および第二外側面（６ｂ）の少なくとも一方に達する状態にあり、前記案内輪（６）の凹部（１３）が、前記油孔（９）の開口部（９ａ）の径方向外側に位置している自動調心ころ軸受。
2. 前記複数の凹部（１３）が第一凹部（１４）と第二凹部（１５）とからなり、前記第一凹部（１４）が前記第一外側面（６ａ）に達する状態であり、前記第二凹部（１５）が前記第二外側面（６ｂ）に達する状態であることを特徴とする請求項１に記載の自動調心ころ軸受。
3. 前記第一凹部（１４）と第二凹部（１５）とが、周方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の自動調心ころ軸受。
4. それぞれの前記凹部（１３）が前記第一外側面（６ａ）および第二外側面（６ｂ）に達する状態であることを特徴とする請求項１に記載の自動調心ころ軸受。

Images