JP2021032272A - 転がり軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転がり軸受装置において、油が外部に漏れるのを抑制することができると共に、軸受回転時における油の撹拌抵抗の増大を抑える。【解決手段】転がり軸受装置10は、外周に軌道を有する内方部材14と、内周に軌道を有する外方部材12と、内方部材14と外方部材12との間に介在し前記軌道を転動する複数の転動体16と、外方部材12と内方部材14との内の一方の軌道部材において転動体16よりも軸方向一方側に設けられ半固体状である潤滑剤に含まれる油の浸透及び滲み出しが可能である第一保持部材51を有する第一給油部50と、外方部材12と内方部材14との内の一方の軌道部材において転動体16よりも軸方向他方側に設けられ半固体状である潤滑剤に含まれる油の浸透及び滲み出しが可能である第二保持部材81を有する第二給油部80とを備える。【選択図】図2
Description
本発明は、転がり軸受装置に関する。
各種回転機器の軸受部の潤滑方式として、グリースのような半固体状である潤滑剤による方式が用いられている。グリースによる潤滑方式の場合、油を吐出するポンプ及び油を溜めるタンク等の付帯設備が不要であり、軸受部及びその周囲の構成の簡素化及びコンパクト化が可能となる。グリースによる潤滑が行われる回転機器の例として、ハブベアリング(ハブユニットともいう。)が挙げられる。ハブベアリングは、自動車において車輪を支持する車輪用の転がり軸受装置である。
グリースにより軸受部の潤滑を行うために、例えば外輪の肩部に繊維材又は多孔質材からなる油保持体が取り付けられている発明が提案されている。例えば、特許文献1には、前記のような油保持体に、油の他に、グリースを含浸させることが開示されている。
前記のように、油保持体に含浸させた油は、徐々に滲み出て、軌道に流れる。軌道に流れた油が多くなりすぎると、軸受が回転した際、転動体による油の撹拌抵抗が大きくなり、軸受のトルクが増大する原因となる。
また、軌道に流れた油が、軌道を通過して外部へ流出し、油保持体の油が枯渇すると、軌道において油膜切れが生じ、突然、トルクが増大し、また、焼き付きの原因となる。
また、軌道に流れた油が、軌道を通過して外部へ流出し、油保持体の油が枯渇すると、軌道において油膜切れが生じ、突然、トルクが増大し、また、焼き付きの原因となる。
そこで、本開示は、油が外部に漏れるのを抑制することができると共に、軸受回転時における油の撹拌抵抗の増大を抑えることが可能となる転がり軸受装置を提供することを目的とする。
本開示の転がり軸受装置は、外周に軌道を有する内方部材と、内周に軌道を有する外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間に介在し前記軌道を転動する複数の転動体と、前記外方部材と前記内方部材との内の一方の軌道部材において前記転動体よりも軸方向一方側に設けられ半固体状である潤滑剤に含まれる油の浸透及び滲み出しが可能である第一保持部材を有する第一給油部と、前記外方部材と前記内方部材との内の一方の軌道部材において前記転動体よりも軸方向他方側に設けられ半固体状である潤滑剤に含まれる油の浸透及び滲み出しが可能である第二保持部材を有する第二給油部と、を備える。
前記転がり軸受装置によれば、第一給油部(第一保持部材)側から油が軌道に供給され、軌道から第二給油部(第二保持部材)側に油が流出した場合に、その油を第二保持部材が吸収することができる。このため、油が外部に漏れるのを抑制することができる。また、軌道に油が多く供給された場合、その油を第二保持部材が吸収することも可能となる。このため、軸受回転時における油の撹拌抵抗の増大を抑えることが可能となる。
また、好ましくは、前記第一給油部は、前記軌道部材に取り付けられていると共に前記油の浸透及び滲み出しが可能である前記第一保持部材と、前記潤滑剤を前記第一保持部材に接した状態として溜める第一溜め部と、を有する。
この場合、第一溜め部の潤滑剤に含まれる油が第一保持部材に浸透し、第一保持部材に浸透した油は周囲に滲み出ることができ、その油は軌道に供給される。
これに対して、第一溜め部の潤滑剤に含まれる油以外の成分については、第一保持部材への侵入が阻害され、油以外の成分が軌道に到達するのを防ぐことができる。なお、油以外の成分が軌道と転動体との間に噛み込むと、一時的にトルクが増大する可能性がある。
以上より、前記構成によれば、油を軌道に供給することができ、潤滑性能を確保することが可能であると共に、油以外の成分が軌道に到達するのを防ぎ、トルクが増大するのを防止することが可能となる。また、第一保持部材及び第一溜め部の潤滑剤において、油の含有率が低下すると、周囲の油を吸収することが可能となる。
この場合、第一溜め部の潤滑剤に含まれる油が第一保持部材に浸透し、第一保持部材に浸透した油は周囲に滲み出ることができ、その油は軌道に供給される。
これに対して、第一溜め部の潤滑剤に含まれる油以外の成分については、第一保持部材への侵入が阻害され、油以外の成分が軌道に到達するのを防ぐことができる。なお、油以外の成分が軌道と転動体との間に噛み込むと、一時的にトルクが増大する可能性がある。
以上より、前記構成によれば、油を軌道に供給することができ、潤滑性能を確保することが可能であると共に、油以外の成分が軌道に到達するのを防ぎ、トルクが増大するのを防止することが可能となる。また、第一保持部材及び第一溜め部の潤滑剤において、油の含有率が低下すると、周囲の油を吸収することが可能となる。
また、好ましくは、前記第二給油部は、前記軌道部材に取り付けられていると共に前記油の浸透及び滲み出しが可能である前記第二保持部材と、前記潤滑剤を前記第二保持部材に接した状態として溜める第二溜め部と、を有する。
この場合、第二保持部材及び第二溜め部の潤滑剤において、油の含有率が低い場合、周囲の油を吸収することが可能となる。また、第一給油部側から油が流出して第一給油部側の油の含有率が低下し、反対に、第二給油部側の油の含有率が高くなると、第二給油部側から、油が周囲に滲み出ることができ、その油は、軌道に供給される。
また、第二溜め部の潤滑剤に含まれる油以外の成分については、第二保持部材への侵入が阻害され、油以外の成分が軌道に到達するのを防ぐことができる。
この場合、第二保持部材及び第二溜め部の潤滑剤において、油の含有率が低い場合、周囲の油を吸収することが可能となる。また、第一給油部側から油が流出して第一給油部側の油の含有率が低下し、反対に、第二給油部側の油の含有率が高くなると、第二給油部側から、油が周囲に滲み出ることができ、その油は、軌道に供給される。
また、第二溜め部の潤滑剤に含まれる油以外の成分については、第二保持部材への侵入が阻害され、油以外の成分が軌道に到達するのを防ぐことができる。
また、好ましくは、軸受回転開始時において、前記第二溜め部に溜められる前記潤滑剤の油分離率は、前記第一溜め部に溜められる前記潤滑剤の油分利率よりも、高い。
この場合、潤滑剤が接している第一保持部材側から油が軌道に供給され、軌道から第二保持部材側に流出した場合に、その油を第二保持部材及び第二溜め部の潤滑剤が吸収しやすい。このため、油が第二給油部を通過して外部に漏れるのを防ぐ機能を高めることが可能となる。
第二保持部材及び第二溜め部の潤滑剤に油が浸透し、その潤滑剤の油分離率が所定値以下になると、第二溜め部の潤滑剤から第二保持部材を通じて油が滲み出ることができ、その油を軌道側に供給することが可能となる。また、その間、第一溜め部の潤滑剤の油分離率が高くなっている。すると、第二保持部材側から軌道を通じて第一保持部材側に流れた油を、第一保持部材及び第一溜め部の潤滑剤が吸収することができる。
このように第一給油部と第二給油部との間で、油の流れを発生させ、油が外部へ流出するのを防ぐことが可能となる。
この場合、潤滑剤が接している第一保持部材側から油が軌道に供給され、軌道から第二保持部材側に流出した場合に、その油を第二保持部材及び第二溜め部の潤滑剤が吸収しやすい。このため、油が第二給油部を通過して外部に漏れるのを防ぐ機能を高めることが可能となる。
第二保持部材及び第二溜め部の潤滑剤に油が浸透し、その潤滑剤の油分離率が所定値以下になると、第二溜め部の潤滑剤から第二保持部材を通じて油が滲み出ることができ、その油を軌道側に供給することが可能となる。また、その間、第一溜め部の潤滑剤の油分離率が高くなっている。すると、第二保持部材側から軌道を通じて第一保持部材側に流れた油を、第一保持部材及び第一溜め部の潤滑剤が吸収することができる。
このように第一給油部と第二給油部との間で、油の流れを発生させ、油が外部へ流出するのを防ぐことが可能となる。
また、好ましくは、前記転動体は、前記内方部材と前記外方部材との間に形成される環状空間に二列となって設けられていて、前記第一給油部は、一方の前記転動体の列と他方の前記転動体の列との間に設けられていて、前記第二給油部は、前記一方の転動体の列を挟んで前記第一給油部の反対側と、前記他方の転動体の列を挟んで前記第一給油部の反対側と、に設けられている。
この場合、一つの第一給油部から、一方の転動体の列及び他方の転動体の列それぞれに対して油の供給が可能となる。
そして、一方の転動体が接触する軌道を通過した油、及び、他方の転動体が接触する軌道を通過した油それぞれが、第二給油部の第二保持部材によって吸収される。
この場合、一つの第一給油部から、一方の転動体の列及び他方の転動体の列それぞれに対して油の供給が可能となる。
そして、一方の転動体が接触する軌道を通過した油、及び、他方の転動体が接触する軌道を通過した油それぞれが、第二給油部の第二保持部材によって吸収される。
本開示の転がり軸受装置によれば、油が外部に漏れるのを抑制することができると共に、軸受回転時における油の撹拌抵抗の増大を抑えることが可能となる。
〔転がり軸受装置について〕
図1は、転がり軸受装置の一例を示す断面図である。図1に示す転がり軸受装置10は、車輪用軸受装置である。車輪用軸受装置は、ハブベアリング又はハブユニットとも称され、車両(自動車)の車体に設けられている懸架装置に取り付けられ、車輪7を回転可能に支持する。図1に示す転がり軸受装置10が車体(懸架装置)に取り付けられた状態で、図1の右側が、車輪7側であり、車両アウタ側と称される。図1の左側が、車体中央側であり、車両インナ側と称される。
図1は、転がり軸受装置の一例を示す断面図である。図1に示す転がり軸受装置10は、車輪用軸受装置である。車輪用軸受装置は、ハブベアリング又はハブユニットとも称され、車両(自動車)の車体に設けられている懸架装置に取り付けられ、車輪7を回転可能に支持する。図1に示す転がり軸受装置10が車体(懸架装置)に取り付けられた状態で、図1の右側が、車輪7側であり、車両アウタ側と称される。図1の左側が、車体中央側であり、車両インナ側と称される。
本開示の転がり軸受装置10において、転がり軸受装置10の中心線Cに沿った方向が「軸方向」と定義される。この軸方向には、転がり軸受装置10の中心線Cに平行な方向も含まれる。本開示の転がり軸受装置10では、車両アウタ側が軸方向一方側となり、車両インナ側が軸方向他方側となる。また、中心線Cに直交する方向が「径方向」と定義され、中心線Cを中心とする周回方向が「周方向」と定義される。以下の説明では、軸方向一方側を「アウタ側」と称し、軸方向他方側を「インナ側」と称して説明する。
転がり軸受装置10は、外方部材(外輪部材ともいう。)12と、内方部材(内軸部材ともいう。)14と、外方部材12と内方部材14との間に設けられている複数の転動体16とを備える。本開示の転動体16は、玉である。転がり軸受装置10は、更に、内方部材14と外方部材12との間に形成される環状空間15を密封するアウタ側のシール部材28及びインナ側のシール部材29を有する。シール部材28,29それぞれは、外方部材12に固定されていて、図示しないが、内方部材14の一部又は内方部材14に取り付けられたスリンガに滑り接触するリップを有する。
外方部材12は、円筒形状である外輪本体部22と、外輪本体部22から径方向外方に向かって延びて設けられている固定用のフランジ部24とを有する。外輪本体部22の内周のアウタ側及びインナ側それぞれに、外側軌道面26が形成されている。外側軌道面26は、転動体16が転動(転がり接触)する軌道である。フランジ部24が車体側部材である懸架装置の一部に取り付けられる。これにより、外方部材12を含む転がり軸受装置10が車体に固定される。
内方部材14は、軸状のハブ軸32(内軸)と、ハブ軸32のインナ側に固定されている内輪34とを有する。ハブ軸32は、外方部材12の径方向内方に設けられている軸本体部36と、フランジ部38とを有する。軸本体部36は、軸方向に長い部分である。フランジ部38は、軸本体部36のアウタ側から径方向外方に向かって延びて設けられている部分である。フランジ部38に、ボルト穴39が形成されている。このボルト穴39に取り付けられるボルト8によって車輪7がフランジ部38に固定される。内輪34は、環状の部材であり、軸本体部36のインナ側の一部40に外嵌して固定されている。
軸本体部36の外周側に、転動体16が転動する軌道として軸軌道面42が形成されている。内輪34の外周面に、転動体16が転動する軌道として内輪軌道面44が形成されている。アウタ側の外側軌道面26と軸軌道面42との間に複数の転動体16が設けられている。インナ側の外側軌道面26と内輪軌道面44との間に複数の転動体16が設けられている。つまり、転がり軸受装置10は、二列の転動体16を備える。各列において、複数の転動体16は保持器18によって保持されている。以上より、外方部材12と内方部材14とは同心状に配置され、外方部材12に対して内方部材14が中心線Cを中心として回転する。
本開示の転がり軸受装置10は、半固体状の潤滑剤であるグリース56に含まれる基油によって潤滑される。特に、転動体16と各軌道との間、及び、転動体16と保持器18との摺接部が、給油対象となり、基油によって潤滑される。そのため、転がり軸受装置10は、更に、第一給油部50と第二給油部80とを備える。第二給油部80は、アウタ側及びインナ側それぞれに設けられている。
第一給油部50は、外方部材12と内方部材14との内の一方の軌道部材に設けられる。本開示では、固定輪となる外方部材12に第一給油部50は設けられている。第一給油部50は、グリース56に含まれる基油をアウタ側及びインナ側の外側軌道面26に供給可能である。外側軌道面26に供給された基油は、転動体16に付着し、更に、軸軌道面42及び内輪軌道面44に供給される。また、転動体16に付着した基油は、保持器18にも供給される。後に説明するが、第一給油部50は、外側軌道面26側から流れる基油を吸収することも可能である。
第二給油部80は、外方部材12と内方部材14との内の一方の軌道部材に設けられる。本開示では、固定輪となる外方部材12に第二給油部80は設けられている。2つの第二給油部80それぞれは、グリース56に含まれる基油を外側軌道面26に供給可能である。また、後に説明するが、第二給油部80は、外側軌道面26側から流れる基油を吸収することも可能である。
本開示では、アウタ側の第二給油部80は、アウタ側のシール部材28の隣に設けられている。インナ側の第二給油部80は、インナ側のシール部材29の隣に設けられている。なお、第二給油部80は、シール部材28(29)と一体構造を有していてもよい。また、本開示では、アウタ側の第二給油部80とインナ側の第二給油部80との構成は同じであり、各第二給油部80の構成は、第一給油部50の構成と同じである。第二給油部80と第一給油部50との構成は異なっていてもよい。
本開示では、第一給油部50は、取り付け部60を介して軌道部材(外方部材12)に設けられていて、第二給油部80は、取り付け部70を介して軌道部材(外方部材12)に設けられている。または、第一給油部50及び第二給油部80それぞれは、軌道部材(外方部材12)に直接的に取り付けられていてもよい。つまり、後述する第一保持部材51及び第二保持部材81が軌道部材(外方部材12)に直接的に接触して取り付けられていてもよい。
第一給油部50、第二給油部80、及び取り付け部60,70の具体的な構成及び機能については後に説明する。なお、第一給油部50と第二給油部80との内の一方又は双方は、回転輪側(外方部材14側)に設けられていてもよい。
グリース56は、基油及び増ちょう剤の他に添加剤を含む。グリース56の種類は、従来より転がり軸受の潤滑に用いられる種類が採用される。
〔第一給油部50、第二給油部80、及び取り付け部60について〕
図2は、第一給油部50、第二給油部80、及びその周囲を示す断面図である。第一給油部50の概略構成について説明する。第一給油部50は、第一保持部材51と、第一溜め部52とを有する。第一溜め部52は、グリース56を溜める領域である。第一保持部材51は、外方部材12(外輪本体部22)に取り付け部60を介して取り付けられている。本開示の第一保持部材51は、多孔質材からなり、第一溜め部52のグリース56に含まれている基油の浸透、及び、周囲の面への基油の滲み出しが可能である。第一保持部材51は、円筒状の固定部54と、一対の円環状の壁部55とを有する。
図2は、第一給油部50、第二給油部80、及びその周囲を示す断面図である。第一給油部50の概略構成について説明する。第一給油部50は、第一保持部材51と、第一溜め部52とを有する。第一溜め部52は、グリース56を溜める領域である。第一保持部材51は、外方部材12(外輪本体部22)に取り付け部60を介して取り付けられている。本開示の第一保持部材51は、多孔質材からなり、第一溜め部52のグリース56に含まれている基油の浸透、及び、周囲の面への基油の滲み出しが可能である。第一保持部材51は、円筒状の固定部54と、一対の円環状の壁部55とを有する。
図2に示す取り付け部60は、外方部材12と別部材である環状部材61により構成されている。環状部材61は、外方部材12に固定されていて、外方部材12と第一給油部50との間に介在している。本開示の環状部材61は、金属製であり、環状部材61の弾性変形を利用して外方部材12に密着して嵌合する。環状部材61は、圧入により外方部材12の内周側に取り付けられている。これにより、環状部材61と外方部材12とは軸方向及び周方向に相対移動が不能となる。なお、環状部材61と外方部材12とは接着剤によって接着されていてもよい。この場合、環状部材61と外輪本体部22との間に接着剤による接着層が介在する。
環状部材61は、円筒部62と凸部63とを有する。円筒部62は、円筒形状を有していて、外方部材12の内周側に密着して取り付けられている。凸部63は、薄板状の部分であり、円筒部62から径方向内方に延びて設けられている。図3は、環状部材61を軸方向から見た断面図であり、凸部63を含む部分における断面を示している。凸部63は、円筒部62の周方向に沿って間隔をあけて複数設けられている。円筒部62と凸部63とは、共通する一つの部材(金属部材)から構成されていることで、両者は一体となっている。
図2及び図3に示すように、第一保持部材51が有する固定部54に欠損部59が設けられている。欠損部59は、円筒状である固定部54を径方向に貫通する孔により構成されている。欠損部59に環状部材61の凸部63が挿入状となる。
図2において、環状部材61が有する円筒部62は、円筒状の部材であり、円筒部62の軸方向寸法は、第一保持部材51の軸方向寸法よりも大きい。円筒部62のアウタ側の端部は、第一保持部材51よりも、アウタ側の外側軌道面26側に位置している。また、円筒部62のインナ側の端部は、第一保持部材51よりも、インナ側の外側軌道面26側に位置している。円筒部62の軸方向の寸法は、アウタ側の外側軌道面26とインナ側の外側軌道面26との間の円筒内周面の軸方向の寸法と同じであるのが好ましい。円筒部62の内周面62bの軸方向端部側は、傾斜面となっている。その傾斜面は、軸方向端部に向かうにしたがって内径が大きくなる形状を有する。これは、基油を流れやすくするためである。
内周面62bの内の、第一保持部材51から円筒部62の端部までの間の表面45には、油が塗布されている。表面45に塗布されている油は、グリース56に含まれる基油と同じ種類であればよい。これにより、第一保持部材51と環状部材61の円筒部62との間において、基油の移動が行われやすい。なお、環状部材61は省略されていてもよく、その場合、外方部材12の内周面23の内の、第一保持部材51から外側軌道面26までの表面に、油(前記基油)が塗布されている。
第二給油部80の概略構成について説明する。第二給油部80は、第二保持部材81と、第二溜め部82とを有する。第二溜め部82は、グリース56を溜める領域である。第二保持部材81は、外方部材12(外輪本体部22)の軸方向の端部に取り付け部70を介して取り付けられている。本開示の第二保持部材81は、多孔質材からなり、第二溜め部82のグリース56に含まれている基油の浸透、及び、周囲の面への基油の滲み出しが可能である。第二保持部材81は、円筒状の固定部84と、一対の円環状の壁部85とを有する。このように、第二給油部80と第一給油部50とで基本構成は同じであるが、図2に示すように、大きさ、全体輪郭形状が異なる。
第二給油部80を外方部材12に取り付けるための構成(取り付け部70)についても、第一給油部50を取り付けるための構成(取り付け部60)と同様である。ただし、取り付け部70の軸方向寸法は、第二保持部材81の軸方向寸法よりも小さい。なお、第二給油部80は、直接、外方部材14に取り付けられていてもよい。
〔給油部50,80について〕
前記のとおり、第一給油部50と第二給油部80とは同じ構成を有する。ここでは、第一給油部50を代表して、その詳細な構成を説明する。第一給油部50についての説明を、第二給油部80についての説明として読み替えることができ、「第一」が「第二」と読み替えられる。
前記のとおり、第一給油部50と第二給油部80とは同じ構成を有する。ここでは、第一給油部50を代表して、その詳細な構成を説明する。第一給油部50についての説明を、第二給油部80についての説明として読み替えることができ、「第一」が「第二」と読み替えられる。
前記のとおり(図2参照)第一給油部50は、第一保持部材51と、第一溜め部52とを有する。本開示の第一保持部材51は、円環状であり、環状部材61の内周面に密着した状態にある。環状部材61の内周面のうち、軸方向両側の部分(表面45)は、第一保持部材51によって覆われておらず、露出している面である。
本開示の第一保持部材51は、前記のとおり、円筒状の固定部54と、一対の円環状の壁部55とを有する。環状部材61の凸部63が固定部54の欠損部59に嵌ることで、固定部54は環状部材61に固定される。壁部55は、固定部54の軸方向両側の端部それぞれから径方向に延びて設けられている。アウタ側の壁部55と、インナ側の壁部55とは同じ構成である。第一保持部材51の断面形状は、図2に示すようにU字状である。
固定部54と、2つの壁部55,55とによって囲まれる環状の空間が、第一溜め部52となる。第一溜め部52は、グリース56を溜める領域である。グリース56は、第一保持部材51の一部に接した状態となって、第一溜め部52に溜められている。図2に示すように、グリース56は、壁部55及び固定部54に接触した状態となって、第一溜め部52に装填されている。第一溜め部52は、アウタ側の壁部55を挟んで、アウタ側の転動体16と反対側に設けられている。また、第一溜め部52は、インナ側の壁部55を挟んで、インナ側の転動体16と反対側に設けられている。第一保持部材51及び第一溜め部52のグリース56は、内方部材14と非接触の状態にある。第一保持部材51は、保持器18と非接触の状態にある。
第一保持部材51に、グリース56が接触していると共に、油が予め含浸されている。第一保持部材51に予め含浸させる油は、グリース56に含まれる基油と同じ種類であればよい。これにより、第一溜め部52のグリース56と第一保持部材51との間において、基油の移動が行われやすい。
多孔質材からなる第一保持部材51は、焼結又は発泡により製造される。第一保持部材51は、連続する多数の微細空孔を有する。その空孔の直径(平均径)は、例えば、20マイクロメートル以上、200マイクロメートル以下に設定されるのが好ましい。空孔の直径が20マイクロメートル以上であることにより、基油の浸透及び滲み出しについて、第一保持部材51は所望の性能を有することができる。空孔の直径が200マイクロメートル以下であることにより、グリース56に含まれる増ちょう剤等を空孔に侵入し難くする機能が高まる。基油の保有量を確保するために、例えば、空孔率(体積率)は、50%以上、90%以下に設定されるのが好ましい。
本開示の第一保持部材51は多孔質材であるが、羊毛等の繊維材料を圧縮して所定形状に成型して得られた繊維体であってもよい。この場合においても、その第一保持部材51は、油の浸透及び滲み出しが可能である。しかし、第一保持部材51の一部の脱落及び品質安定性の観点から、第一保持部材51は多孔質材であるのが好ましく、焼結体又は発泡材により構成される。多孔質材からなる第一保持部材51の材質は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド等の高分子材、又は、金属材である。耐熱性を考慮すると、第一保持部材51は金属製の多孔質材であるのが好ましい。連続空孔を多数形成するために、第一保持部材51は、金属粉末を焼結によって成形した金属焼結材であるのが好ましい。
第一保持部材51の空孔の直径(平均径)及び空孔率は、前記のとおり設定されるのが好ましい。しかし、グリース56に含まれる基油の種類及び粘度、並びに、グリース56に含まれる増ちょう剤の種類及び量に応じて、空孔の直径(平均径)及び空孔率は設定される。空孔の直径(平均径)及び空孔率、基油の種類及び粘度、並びに、増ちょう剤の種類及び量の少なくとも1つのパラメータを調整することで、グリース56から第一保持部材51へ基油が浸透する量、及び、その基油が第一保持部材51から周囲へ滲み出る量の調整が可能となる。つまり、外側軌道面26への給油量の調整が可能となる。
図2に示す形態では、環状部材61の表面45(環状部材61が省略される場合は、外方部材12の内周面)に基油が予め塗布されている。そして、第一保持部材51及び第二保持部材81それぞれに基油が予め浸透している。第一保持部材51及び第二保持部材81それぞれは多孔質材からなる。
このため、第一保持部材51において、壁部55及び固定部54に接した状態にある第一溜め部52のグリース56から、毛細管現象によってグリース56の基油が第一保持部材51に浸透する。そして、環状部材61の表面45(又は、外方部材12の内周面23)に存在する基油の表面張力によって、第一保持部材51から基油を滲み出させることができる。そして、第一保持部材51側からの基油が外側軌道面26を通過して、第二保持部材81側に到達すると、その基油を、第二保持部材81が吸収することができる。
このため、第一保持部材51において、壁部55及び固定部54に接した状態にある第一溜め部52のグリース56から、毛細管現象によってグリース56の基油が第一保持部材51に浸透する。そして、環状部材61の表面45(又は、外方部材12の内周面23)に存在する基油の表面張力によって、第一保持部材51から基油を滲み出させることができる。そして、第一保持部材51側からの基油が外側軌道面26を通過して、第二保持部材81側に到達すると、その基油を、第二保持部材81が吸収することができる。
本開示の転がり軸受装置10では、第一給油部50において、グリース56から第一保持部材51への毛細管現象による基油の移動と、第一保持部材51からの基油の前記表面張力による移動とが、調和して生じる。よって、給油対象である外側軌道面26等に対して、基油の微量供給が可能となる。また、外側軌道面26等において基油が多くなると、その基油を第二給油部80側が吸収することできる。よって、外側軌道面26等の軌道において、基油が多くなりすぎず、適切な潤滑が可能となり、軸受回転による基油の撹拌抵抗の増加が抑えられる。
〔本開示の転がり軸受装置10について〕
以上のように、本開示の転がり軸受装置10は、外方部材12に設けられている第一給油部50と第二給油部80とを備える。第二給油部80は、2つ設けられている。第一給油部50は、インナ側の転動体16よりもアウタ側に設けられている。一つの第二給油部80は、インナ側の転動体16よりもインナ側に設けられている。他の第二給油部80は、アウタ側の転動体16を挟んで、第一給油部50と反対側(アウタ側)に設けられている。第一給油部50は、グリース56に含まれる基油の浸透及び滲み出しが可能である第一保持部材51を有する。一つの第二給油部80及び他の第二給油部80それぞれは、グリース56に含まれる基油の浸透及び滲み出しが可能である第二保持部材81を有する。
以上のように、本開示の転がり軸受装置10は、外方部材12に設けられている第一給油部50と第二給油部80とを備える。第二給油部80は、2つ設けられている。第一給油部50は、インナ側の転動体16よりもアウタ側に設けられている。一つの第二給油部80は、インナ側の転動体16よりもインナ側に設けられている。他の第二給油部80は、アウタ側の転動体16を挟んで、第一給油部50と反対側(アウタ側)に設けられている。第一給油部50は、グリース56に含まれる基油の浸透及び滲み出しが可能である第一保持部材51を有する。一つの第二給油部80及び他の第二給油部80それぞれは、グリース56に含まれる基油の浸透及び滲み出しが可能である第二保持部材81を有する。
本開示の転がり軸受装置10では、第一給油部50は、外方部材12に(取り付け部60を介して)取り付けられている第一保持部材51と、グリース56を第一保持部材51に接した状態として溜める第一溜め部52とを有する。第一保持部材51は、基油の浸透及び周囲への滲み出しが可能である。
第一保持部材51は、前記のとおり、円筒状の固定部54と、固定部54から径方向に延びて設けられている壁部55とを有する。第一溜め部52は、アウタ側の壁部55を挟んでアウタ側の転動体16と反対側に設けられている。また、第一溜め部52は、インナ側の壁部55を挟んでインナ側の転動体16と反対側に設けられている。この構成により、固定部54と壁部55とによって区画される領域が、第一溜め部52となる。つまり、固定部54の内周面側であって、壁部55の転動体16と反対側の領域が、第一溜め部52となる。そして、固定部54の内周面、及び、壁部55の転動体16と反対側の側面に、グリース56が接する。
この構成により、第一溜め部52のグリース56に含まれる基油が、第一保持部材51に毛細管現象によって浸透する。図2の形態の場合、第一保持部材51に浸透した基油は、環状部材61の表面45に、基油の表面張力によって、滲み出ることができる。環状部材61が省略される場合、第一保持部材51に浸透した基油は、外方部材12の内周面23に、基油の表面張力によって、滲み出ることができる。そして、第一保持部材51から滲み出た基油は、環状部材61又は外方部材12を通じて、外側軌道面26に供給される。
これに対して、第一溜め部52のグリース56に含まれる油以外の成分、つまり、増ちょう剤(及び添加剤)については、第一保持部材51への侵入が阻害される。このため、油以外の成分が外側軌道面26に到達するのを防止することができる。よって、基油が第一保持部材51において詰まり難くなり、グリース56から外側軌道面26への基油の供給経路において、安定した給油性能が維持される。
アウタ側及びインナ側それぞれの第二給油部80は、外方部材12に(取り付け部70を介して)取り付けられている第二保持部材81と、グリース56を第二保持部材81に接した状態として溜める第二溜め部82とを有する。第二保持部材81は、基油の浸透及び周囲への滲み出しが可能である。
アウタ側及びインナ側ぞれぞれの第二給油部80の第二保持部材81は、前記のとおり、円筒状の固定部84と、固定部84から径方向に延びて設けられている壁部85とを有する。インナ側の第二給油部80において、インナ側の第二溜め部82は、アウタ側の壁部85を挟んでインナ側の転動体16と反対側に設けられている。アウタ側の第二給油部80において、アウタ側の第二溜め部82は、インナ側の壁部85を挟んでアウタ側の転動体16と反対側に設けられている。
この構成により、アウタ側及びインナ側それぞれの第二給油部80において、固定部84と壁部85とによって区画される領域が、第二溜め部82となる。つまり、固定部84の内周面側であって、壁部85の転動体16と反対側の領域が、第二溜め部82となる。そして、固定部54の内周面、及び、壁部55の転動体16と反対側の側面に、少なくともグリース56が接する。
第二保持部材81及び第二溜め部82のグリース56において、基油の含有率が低い場合、周囲の基油を吸収することが可能である。また、第二溜め部82のグリース56に含まれる油以外の成分、つまり、増ちょう剤(及び添加剤)については、第二保持部材81への侵入が阻害される。つまり、油以外の成分が外側軌道面26に到達するのを防止することができる。
本開示の転がり軸受装置10によれば、第一給油部50(第一保持部材51)から基油がインナ側の外側軌道面26に供給され、その外側軌道面26からインナ側の第二給油部80側に基油が流出した場合に、その基油をインナ側の第二保持部材81が吸収することができる。また、第一給油部50(第一保持部材51)から基油がアウタ側の外側軌道面26に供給され、その外側軌道面26からアウタ側の第二給油部80側に基油が流出した場合に、その基油をアウタ側の第二保持部材81が吸収することができる。
前記のとおり、第一保持部材51及び第一溜め部52のグリース56から基油が流出していて、これらの基油の含有率が低下し、これとは反対に、インナ側及びアウタ側それぞれにおいて、第二給油部80の基油の含有率が高くなると、第二給油部80(第二保持部材81)側から、基油が周囲に滲み出ることができ、その基油は、外側軌道面26に供給される。第二給油部80側から外側軌道面26に供給され、更にその外側軌道面26を通過した基油については、第一給油部50が吸収することができる。
このように、第一給油部50とインナ側の第二給油部80との間で、基油の流れを発生させ、基油が外部へ流出するのを防ぐことが可能となる。また、第一給油部50とアウタ側の第二給油部80との間で、基油の流れを発生させ、基油が外部へ流出するのを防ぐことが可能となる。更に、このような機能を高めるために、本開示の転がり軸受装置10は、次のように構成されている。
転がり軸受装置10の製造完了時において、つまり、軸受回転開始時において、アウタ側及びインナ側それぞれの第二溜め部82に溜められるグリース56の油分離率は、第一溜め部52に溜められるグリース56の油分利率よりも、高く設定されている。例えば、転がり軸受装置10の製造完了時において、第二溜め部82のグリース56の油分離率は、30%以上、40%以下に設定される。そして、第一溜め部52のグリース56の油分利率は、第二溜め部82のグリース56の油分離率よりも低い。
この構成によれば、グリース56が接している第一保持部材51側から基油が外側軌道面26に供給され、外側軌道面26から第二保持部材81側に流出した場合に、その基油を第二保持部材81及び第二溜め部82のグリース56が吸収しやすい。このため、基油が第二給油部80を通過して、環状空間15の外部に漏れるのを防ぐ機能を高めることが可能となる。
第二保持部材81及び第二溜め部82のグリース56に基油が浸透し、その潤滑剤の油分離率が所定値以下になると、第二溜め部82のグリース56から第二保持部材81を通じて基油が滲み出ることができ、その基油を外側軌道面26側に供給することが可能となる。また、その間、第一溜め部52のグリース56の油分離率が高くなっている。すると、第二保持部材81側から外側軌道面26を通じて第一保持部材51側に流れた基油を、第一保持部材51及び第一溜め部52のグリース56が吸収することができる。
このように第一給油部50と第二給油部80との間で、基油の流れを発生させ、基油が環状空間15の外部へ流出するのを防ぐことが可能となる。
このように第一給油部50と第二給油部80との間で、基油の流れを発生させ、基油が環状空間15の外部へ流出するのを防ぐことが可能となる。
図4は、グリース56の油分離率と、基油の移動速度との関係を示すグラフである。基油の移動速度は、油分離率の増加に伴い低下する。グリース56の油分離率が30%〜40%になると、基油の移動、つまり、グリース56からの基油の滲み出しがほぼ無くなる。そして、やがて、基油の移動速度がマイナスとなる。つまり、グリース56が基油を吸収する方向に、基油が移動する。そこで、初期設定として、第二溜め部82のグリース56の油分離率は、30%以上、40%以下に設定される。
図5は、図1に示す転がり軸受装置10の回転時間と、基油の累積供給量との関係を示すグラフである。ここでは、インナ側の外側軌道面26への基油の累積供給量について説明する。転がり軸受装置10が回転を開始し、所定時間が経過するまでは、時間経過と共に第一給油部50による基油の累積供給量(累積滲み出し量)は増加する。所定時間が経過すると、基油の累積供給量はほぼ一定となる。これは、第一給油部50及び第二給油部80による基油の供給と吸収とが平衡状態となるためであると推測される。なお、図5における三つのグラフ(折れ線)は、異なる転がり軸受装置10による実験結果を示している。
以上より、本開示の転がり軸受装置10によれば、外方部材12と内方部材14との間に形成されている環状空間15の基油が、その環状空間15から外部に漏れるのを抑制することができる。本開示では、アウタ側及びインナ側それぞれにシール部材28,29が設けられている。これにより、第二給油部80は、シール部材28,29と協働して、基油が外部に漏れるのを抑制することができる。また、アウタ側及びインナ側において、外側軌道面26に基油が多く供給された場合、その基油を第二保持部材81が吸収することも可能となる。よって、外側軌道面26の基油が多くならず、軸受回転時における基油の撹拌抵抗の増大を抑えることが可能となる。
本開示では、転動体16は、内方部材14と外方部材12との間に形成される環状空間15に、二列となって設けられている。第一給油部50は、一方(アウタ側)の転動体16の列と、他方(インナ側)の転動体16の列との間に設けられている。第二給油部80は、2つ設けられている。一つの第二給油部80は、アウタ側の転動体16の列を挟んで第一給油部50の反対側に設けられている。他の第二給油部80は、インナ側の転動体16の列を挟んで第一給油部50の反対側に設けられている。
この構成により、一つの第一給油部50から、アウタ側の転動体16の列及びインナ側の転動体16の列それぞれに対して基油の供給が可能となる。そして、アウタ側の転動体16が接触する外側軌道面26を通過した基油、及び、インナ側の転動体16が接触する外側軌道面26を通過した基油それぞれが、アウタ側及びインナ側の第二給油部80の第二保持部材81によって吸収される。
第二給油部80が有する第二保持部材81は、多孔質材により構成されている。インナ側の第二保持部材81において、インナ側の壁部85のインナ側の面は、封孔処理面であるのが好ましい。アウタ側の第二保持部材81において、アウタ側の壁部85のアウタ側の面は、封孔処理面であるのが好ましい。このような封孔処理面によれば、第二保持部材81に浸透している基油は、シール部材28,29側、つまり、環状空間15の外部側へより一層流出し難くなる。
〔その他〕
前記の形態では、第二給油部80は、シール28(29)と軸方向に並んで設けられている。図示しないが、第二給油部80は、シール28(29)の一部と一体となっていてもよい。
前記の形態では、転動体16は、玉であるが、ころであってもよい。
また、潤滑剤としてグリース56が用いられる場合について説明したが、油を含む半固体状である潤滑剤は、グリース56以外であってもよい。
前記の形態では、第二給油部80は、シール28(29)と軸方向に並んで設けられている。図示しないが、第二給油部80は、シール28(29)の一部と一体となっていてもよい。
前記の形態では、転動体16は、玉であるが、ころであってもよい。
また、潤滑剤としてグリース56が用いられる場合について説明したが、油を含む半固体状である潤滑剤は、グリース56以外であってもよい。
前記第一給油部50及び前記第二給油部80を、以上のように転がり軸受装置10に適用する他に、滑り軸受又は歯車にも適用可能である。
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は前述の実施形態に限定されるものではなく、この技術的範囲には特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
10:転がり軸受装置 12:外方部材(軌道部材) 14:内方部材(軌道部材) 15:環状空間 16:転動体 50:第一給油部 51:第一保持部材 52:第一溜め部 80:第二給油部 81:第二保持部材 82:第二溜め部
Claims (5)
- 外周に軌道を有する内方部材と、
内周に軌道を有する外方部材と、
前記内方部材と前記外方部材との間に介在し前記軌道を転動する複数の転動体と、
前記外方部材と前記内方部材との内の一方の軌道部材において前記転動体よりも軸方向一方側に設けられ半固体状である潤滑剤に含まれる油の浸透及び滲み出しが可能である第一保持部材を有する第一給油部と、
前記外方部材と前記内方部材との内の一方の軌道部材において前記転動体よりも軸方向他方側に設けられ半固体状である潤滑剤に含まれる油の浸透及び滲み出しが可能である第二保持部材を有する第二給油部と、
を備える、転がり軸受装置。 - 前記第一給油部は、
前記軌道部材に取り付けられていると共に前記油の浸透及び滲み出しが可能である前記第一保持部材と、
前記潤滑剤を前記第一保持部材に接した状態として溜める第一溜め部と、
を有する、請求項1に記載の転がり軸受装置。 - 前記第二給油部は、
前記軌道部材に取り付けられていると共に前記油の浸透及び滲み出しが可能である前記第二保持部材と、
前記潤滑剤を前記第二保持部材に接した状態として溜める第二溜め部と、
を有する、請求項2に記載の転がり軸受装置。 - 前記第二溜め部に溜められる前記潤滑剤の油分離率は、前記第一溜め部に溜められる前記潤滑剤の油分利率よりも、高い、請求項3に記載の転がり軸受装置。
- 前記転動体は、前記内方部材と前記外方部材との間に形成される環状空間に二列となって設けられていて、
前記第一給油部は、一方の前記転動体の列と他方の前記転動体の列との間に設けられていて、
前記第二給油部は、前記一方の転動体の列を挟んで前記第一給油部の反対側と、前記他方の転動体の列を挟んで前記第一給油部の反対側と、に設けられている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
Priority Applications (2)
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PCT/JP2020/027883 WO2021033470A1 (ja) | 2019-08-20 | 2020-07-17 | 転がり軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019150257A JP2021032272A (ja) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | 転がり軸受装置 |
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Family Applications (1)
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JP2019150257A Pending JP2021032272A (ja) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | 転がり軸受装置 |
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Country | Link |
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-
2019
- 2019-08-20 JP JP2019150257A patent/JP2021032272A/ja active Pending
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