JP2022163432A - rolling bearing - Google Patents
rolling bearing Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022163432A JP2022163432A JP2021068355A JP2021068355A JP2022163432A JP 2022163432 A JP2022163432 A JP 2022163432A JP 2021068355 A JP2021068355 A JP 2021068355A JP 2021068355 A JP2021068355 A JP 2021068355A JP 2022163432 A JP2022163432 A JP 2022163432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- inner ring
- outer ring
- rolling bearing
- rolling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
本発明は、転がり軸受に関する。 The present invention relates to rolling bearings.
特許文献1には、転がり軸受にエアオイルを噴射するノズルを設置して軸受内の転動体にオイルを供給して、少ない潤滑油量で高速回転時における軸受内部への潤滑油供給を図る方法が開示されている。
特許文献1に開示される潤滑油供給方法では、使用している転がり軸受はエアオイル潤滑用の内外綿に斜面を有する専用品であり、エアオイルを噴射するその斜面には、噴射ノズル部品と回転する内輪との間に接触を避けるための隙間が存在する。そのため、供給されたエアオイルが回転体の中へ入らず、その隙間から漏れ出てしまい、潤滑不良を起こす可能性がある。更に、転がり軸受を高速で回転させることによって、転動体が転動しながら外輪や内輪の軌道面と接触する転動面へのオイルの流入が極めて少なくなれば、転動面における油量不足を抑制できなくなる可能性がある。
In the lubricating oil supply method disclosed in
そこで、高速で回転する玉軸受の内部の潤滑状態を可視化できる試験機を製作し、従来技術の玉軸受を高速で回転させた場合の玉軸受内部の潤滑状態を観察した。評価試験に用いた玉軸受1は、型式6808に相当する形状で、外輪2のみ石英製とした可視化軸受である。玉軸受1の全体の構成を図3及び図4に示す。図3及び図4に示すように、玉軸受1は、透明な石英製の外輪2と、鋼材製の内輪3と、転動体である鋼球4と、鋼球4を周方向に間隔を空けて転動可能に保持する保持器5とを備える。
Therefore, we created a tester that can visualize the state of lubrication inside a ball bearing that rotates at high speed, and observed the state of lubrication inside the ball bearing when rotating a conventional ball bearing at high speed. The ball bearing 1 used in the evaluation test has a shape corresponding to type 6808, and is a visualization bearing in which only the
保持器5の形状を、図5、図6及び図7に示す。なお、保持器5の形状を明確にするために、図6では、保持器5のみの断面と鋼球4を示している。保持器5には、鋼球4を転動可能に保持するポケット6が軸方向一方側に形成されており、ポケット6は片側が開放した形状となっている。そして、保持器5の軸方向他方側の側面7は平坦となっている。なお、保持器の側面7には、軸方向に貫通する油通穴は形成されていない。
The shape of the
評価試験に用いた試験機の概略を図8に示す。水平方向に延びる回転軸8は2つの軸支持軸受9によって回転可能に支持され、モータ10によって回転される。回転軸8は玉軸受1の内輪3の内側に挿入されて固定されており、内輪3は回転軸8と一体となって回転する。玉軸受1の外輪2はハウジング11の内部に固定されている。玉軸受1の上方にはカメラ12が配置され、ハウジング11には玉軸受1の上方に観察用穴13が形成されているため、カメラ12は外輪2の最頂部を上方から撮影することができる。
FIG. 8 shows an outline of the testing machine used for the evaluation test. A horizontally extending
給油ノズル14は外輪2の最頂部と内輪3の間にオイルを供給し、玉軸受1より下方でハウジング11内に貯まったオイルは、オイルポンプ15によって回収されて循環する。オイルには、市販のATF(Automatic Transmission Fluid)であるトヨタオートフルードWSに蛍光剤であるクマリン-6を混入させたものを用いて、蛍光法によって油量分布を観察した。励起光には、波長405nmのLEDフラッシュ照明を用いた。
An
図9は玉軸受1の上面図である。外輪2が透明な石英製であるため、玉軸受1を上方から見ると、内輪3の軌道面3aや鋼球4の位置も確認することができる。図9の破線で囲まれた領域がカメラ12による観察領域である。観察領域は視野23.6mm×17.7mmである。LEDフラッシュ照明の1回発光あたりの時間を3μsecとして、その発光をカメラ12のフレームノート40fpsに合わせて照射することで、回転している玉軸受1の内部のオイル分布を観察した。玉軸受1への供給油量を100ml/minで一定として、玉軸受1に上方から付与したラジアル荷重も300Nで一定として、軸回転速度を約2000rpmと約20000rpmに変えて観察した。
FIG. 9 is a top view of the ball bearing 1. FIG. Since the
転動面周辺の油量分布の観察結果を模式的に図10及び図11に示す。図10が軸回転速度を約2000rpm(厳密には1910rpm)とした場合の観察結果であり、図11が軸回転速度を約20000rpm(厳密には20200rpm)とした場合の観察結果である。図10及び図11は、鋼球4の位置を実線で、鋼球4の中心線を一点鎖線で、保持器5の位置を二点鎖線で記載している。鋼球4は、図10及び図11の右側に向かって公転している。図10及び図11には、給油ノズル14も描かれている。図10及び図11では、オイルが多く存在する領域ほど濃い灰色で示しており、白い部分にはオイルがほとんど存在していなかったことを示す。
10 and 11 schematically show the observation results of the oil amount distribution around the rolling surface. FIG. 10 shows the observation results when the shaft rotation speed is about 2000 rpm (strictly 1910 rpm), and FIG. 11 shows the observation results when the shaft rotation speed is about 20000 rpm (strictly 20200 rpm). 10 and 11, the positions of the
図10に示すように、軸回転速度が約2000rpmの低回転条件では、鋼球4の出口側(図10における鋼球4より左側)の付近を除いて全般的にオイルが充満していた。鋼球4の出口側ではオイルの少ない領域が認められているが、これは鋼球4の公転によって、オイルが排除されていることや、キャビテーションの発生によるものと推察される。
As shown in FIG. 10, under the low rotation condition of about 2000 rpm shaft rotation speed, oil was generally filled except for the vicinity of the exit side of the steel ball 4 (the left side of the
図11に示すように、軸回転速度が約20000rpmの高回転条件では、鋼球4及び保持器5の公転軌道部にはオイルが充満しておらず、オイルは公転軌道部の軸方向外側と境界付近に分布していた。これは高速では鋼球4の公転や保持器5の回転によってオイルが排除される速さがオイルの流入速度に対して過度に増大していることや、鋼球4の公転速度の増大に伴い、鋼球4の出口側(図11における鋼球4より左側)のキャビテーション領域が拡大していることの両者に起因するものと考えられる。なお、鋼球4の入口側(図11における鋼球4より右側)では、三角状にオイルの多い部分が存在していた。これは保持器5のU字状のポケット6の開口部において、内輪3側からオイルが供給されているものと考えられる。ただし、いずれにしても、低速度条件と比較して、高速度条件では、鋼球4の入口側や、外輪2との転がり面となる鋼球4の頂点部分のオイルが少なくなっており、油量不足が生じているものと判断される。摩擦トルク低減の観点では、転動面の油量が少ないほど良好な傾向であるが、摩耗や焼き付き防止の観点では、過度な油量不足を抑制することが必要となる。
As shown in FIG. 11, under high rotation conditions of about 20,000 rpm, the revolution raceway of the
このように、玉軸受1の内部の油量分布観察の結果、高速回転時には、高速回転する鋼球4や保持器5によってオイルがかき分けられると共に、それらの公転軌道部にオイルが流入する量が極めて少ないことが判明した。この場合、短時間の使用では、特許文献1に開示されている方策による保油性の向上で焼き付きや摩耗を抑制できるとしても、長時間にわたる使用条件では、いずれオイルが枯渇するため、焼き付きや摩耗を抑制できなくなるものと考えられる。したがって、高速回転の玉軸受で長時間の使用にわたって焼き付きや摩耗を抑制するには、外輪2及び内輪3の軌道内へのオイル流入を促進する必要があり、特許文献1に開示されているディンプルの付与だけでは対応が困難である。
Thus, as a result of observing the oil amount distribution inside the ball bearing 1, during high-speed rotation, the oil is pushed aside by the
そこで、本発明は、高速で回転しても、転動面における油量不足を抑制し、焼き付きや摩耗の発生を抑制できる転がり軸受を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a rolling bearing capable of suppressing insufficient amount of oil on the rolling surface and suppressing the occurrence of seizure and wear even when rotating at high speed.
本発明に係る転がり軸受は、内周面に外側軌道が形成された外輪と、外周面に内側軌道が形成された内輪と、前記外側軌道と前記内側軌道との間に配置された転動体と、を備え、回転軸を中心として前記外輪と前記内輪とが相対的に回転可能な転がり軸受であって、 前記外輪又は前記内輪のいずれか一方の前記回転軸方向端部に、前記外輪と前記内輪との間から外部へ流出するオイルの流れを妨げる固定板を備え、前記固定板には、前記回転軸方向に貫通するオイル吸引口が形成されていることを特徴とする。 A rolling bearing according to the present invention comprises an outer ring having an outer raceway formed on its inner peripheral surface, an inner ring having an inner raceway formed on its outer peripheral surface, and rolling elements arranged between the outer raceway and the inner raceway. , wherein the outer ring and the inner ring are relatively rotatable about a rotation axis, wherein the outer ring and the A fixed plate is provided to prevent the flow of oil flowing out from between the inner ring and the fixed plate, and the fixed plate is formed with an oil suction port penetrating in the direction of the rotation axis.
本発明は、外輪と内輪との間に供給されたオイルをオイル吸引口から吸引して、オイル吸引口へ向かって流すことにより、転動面へのオイル流入を促進するため、高速で回転しても、転動面における油量不足を抑制し、焼き付きや摩耗の発生を抑制できる玉軸受を提供することができる。 According to the present invention, the oil supplied between the outer ring and the inner ring is sucked from the oil suction port and flowed toward the oil suction port, thereby promoting the inflow of the oil to the rolling surface. Even so, it is possible to provide a ball bearing that can suppress the shortage of the amount of oil on the rolling surface and suppress the occurrence of seizure and wear.
本発明に係る転がり軸受の一態様において、前記固定板に対して前記回転軸方向の反対側から前記外輪と前記内輪との間へ前記オイルが供給され、前記オイル吸引口は、前記外輪に対して前記内輪が回転して進む方向を周方向前側として、前記オイルの供給位置より周方向前側に45度以内の範囲で配置されていてもよい。 In one aspect of the rolling bearing according to the present invention, the oil is supplied between the outer ring and the inner ring from the opposite side of the fixed plate in the direction of the rotating shaft, and the oil suction port is provided with respect to the outer ring. Assuming that the direction in which the inner ring rotates and advances is the front side in the circumferential direction, the oil supply position may be arranged within a range of 45 degrees to the front side in the circumferential direction.
この態様によれば、高速回転時におけるオイルの流れを妨げないように効率よくオイルを流すことができる。 According to this aspect, the oil can flow efficiently so as not to hinder the oil flow during high-speed rotation.
本発明に係る転がり軸受の一態様において、前記固定板は、前記回転軸に対して略垂直となるように設けられていてもよい。 In one aspect of the rolling bearing according to the present invention, the fixed plate may be provided so as to be substantially perpendicular to the rotating shaft.
本発明は、高速で回転しても、転動面における油量不足を抑制し、焼き付きや摩耗の発生を抑制できる転がり軸受を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a rolling bearing capable of suppressing insufficient amount of oil on the rolling surface and suppressing the occurrence of seizure and wear even when rotating at high speed.
以下、図1及び図2を参照しながら、本開示の実施形態の転がり軸受20について説明する。図2は、図1におけるD-D線に沿った断面図である。図1及び図2に示すように、転がり軸受20は、外輪21、内輪22、転動体23及び保持器25を備える玉軸受である。外輪21の内周面21aには、球状の転動体23の表面に沿うような形状の外側軌道21bが形成される。内輪22の外周面22aには、転動体23の表面に沿うような形状の内側軌道22bが形成される。外輪21の外側軌道21b及び内輪22の内側軌道22bは、円環状の転がり軸受20の周方向に沿って所定の間隔で設けられる。転動体23は、外輪21の外側軌道21bと内輪22の内側軌道22bとで形成される空間内に転動可能な状態で保持される。また、保持器25は、外輪21と内輪22との間に配置され、複数の転動体23を周方向に所定の間隔で転動可能に保持する。転がり軸受20は、外輪21と内輪22との間で転動体23が転動することによって、外輪21及び内輪22の中心軸を回転軸として外輪21と内輪22とが相対的に回転可能な構成とされている。
Hereinafter, a rolling
転がり軸受20は、例えば、自動車用の駆動系ユニットや工作機械など、主に使用される回転方向が一方向に定まる用途に用いられる。転がり軸受20で主に使用される回転方向で内輪22を回転させると、図1において矢印で示すように内輪22が反時計回りに回転する。そして、転動体23も内輪22と同じ回転方向に公転し、保持器25も内輪22と同じ回転方向に回転する。以下、この回転により外輪21に対して内輪22が回転して進む方向を周方向前側とする。
The rolling
転がり軸受20は、オイルの流れを妨げるための固定板26を備える。固定板26は、転がり軸受20の回転軸方向端部から外輪21の内周面21aと内輪22の外周面22aとの間に配置された板状の部材である。固定板26は、外輪21と内輪22との間から外部へ流出するオイルの流れを妨げる位置に配置されている。固定板26は、円環状の部材とし、転がり軸受20の回転軸に略垂直となるように配置することが好適である。外輪21を固定して外輪21に対して内輪22を回転させる場合、固定板26は、外輪21の回転軸方向端部に固定することが好適である。この場合、固定板26は、内輪22とは接触せず、固定板26と内輪22の外周面22aとの間には隙間を設けることが好適である。内輪22を固定して内輪22に対して外輪21を回転させる場合、固定板26は、内輪22の回転軸方向端部に固定することが好適である。この場合、固定板26は、外輪21とは接触せず、固定板26と外輪21の内周面21aとの間には隙間を設けることが好適である。そして、固定板26には、回転軸方向に貫通するオイル吸引口26aが形成されている。
The rolling
転がり軸受20の固定板26と回転軸方向反対側には給油ノズル27が配置される。給油ノズル27は、外輪21の内周面21aと内輪22の内周面21aとの間へオイルを供給するために用いられる。
An
固定板26のオイル吸引口26aには、吸引配管28が挿入される。吸引配管28は不図示のオイルポンプへ接続される。給油ノズル27から供給されたオイルは、オイル吸引口26aからオイルポンプによって吸引される。そのため、給油ノズル27から供給されたオイルは、外輪21の内周面21aと内輪22の外周面22aとの間を給油ノズル27から吸引配管28の方向(図2における左側)へ向かって流れる。このとき、固定板26が設けられていることによって、オイル吸引口26aからオイルをオイルポンプで吸引する際にオイルを効果的に吸引することができる。したがって、外輪21の内周面21aと内輪22の外周面22aとの間のオイルの流量を増やすことができる。
A
外側軌道21bと内側軌道22bとの間に供給されたオイルは、外側軌道21bと転動体23の間、内側軌道22bと転動体23の間、周方向に隣り合う転動体23の間を通る。したがって、外輪21の内周面21aと内輪22の外周面22aとの間のオイルの流量を増やすことによって、外側軌道21bと転動体23との間及び内側軌道22bと転動体23の間のオイルの流量も増加し、外側軌道21bと転動体23との間や内側軌道22bと転動体23との間ヘオイルを効果的に供給することができる。このように転がり軸受20は、転動面にオイルを効果的に供給することができるため、高速回転時において、転動面における油量不足を抑制し、焼き付きや摩耗の発生を抑制することができる。
The oil supplied between the
なお、図1に示すように、オイル吸引口26aは、給油ノズル27によってオイルが供給されるオイル供給位置よりも角度θだけ周方向前側に設けることが好適である。角度θは、45度以内とすることが好適である。このようにオイル吸引口26aを給油ノズル27よりも周方向前側に設けることによって、転がり軸受20が高速回転する状態においてオイルの流れを妨げないように効率よくオイルを流すことができる。
As shown in FIG. 1, the
本発明は、上述した形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、本発明の構成は、玉軸受ではなく、ころ軸受に対しても適用できる。 The present invention is not limited to the forms described above, and can be implemented in various forms within the scope of the gist of the present invention. For example, the configuration of the present invention can be applied to roller bearings instead of ball bearings.
1 玉軸受、2 外輪、3 内輪、3a 軌道面、4 鋼球、5 保持器、6 ポケット、7 側面、8 回転軸、9 軸支持軸受、10 モータ、11 ハウジング、12 カメラ、13 観察用穴、14 給油ノズル、15 オイルポンプ、20 転がり軸受、21 外輪、21a 内周面、21b 外側軌道、22 内輪、22a 外周面、22b 内側軌道、23 転動体、25 保持器、26 固定板、26a オイル吸引口、27 給油ノズル、28 吸引配管。
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
前記外輪又は前記内輪のいずれか一方の前記回転軸方向端部に、前記外輪と前記内輪との間から外部へ流出するオイルの流れを妨げる固定板を備え、
前記固定板には、前記回転軸方向に貫通するオイル吸引口が形成されていることを特徴とする転がり軸受。 An outer ring having an outer raceway formed on its inner peripheral surface, an inner ring having an inner raceway formed on its outer peripheral surface, and rolling elements disposed between the outer raceway and the inner raceway; A rolling bearing in which the outer ring and the inner ring are relatively rotatable,
A fixing plate is provided at the rotational axis direction end of either the outer ring or the inner ring to prevent the flow of oil flowing out from between the outer ring and the inner ring,
A rolling bearing, wherein the fixed plate is formed with an oil suction port penetrating in the direction of the rotation axis.
前記固定板に対して前記回転軸方向の反対側から前記外輪と前記内輪との間へ前記オイルが供給され、
前記オイル吸引口は、前記外輪に対して前記内輪が回転して進む方向を周方向前側として、前記オイルの供給位置より周方向前側に45度以内の範囲で配置されていることを特徴とする転がり軸受。 A rolling bearing according to claim 1,
the oil is supplied between the outer ring and the inner ring from the opposite side of the fixed plate in the direction of the rotation axis;
The oil suction port is arranged within a range of 45 degrees or less to the front side in the circumferential direction from the oil supply position, with the direction in which the inner ring rotates relative to the outer ring as the front side in the circumferential direction. rolling bearing.
前記固定板は、前記回転軸に対して略垂直となるように設けられていることを特徴とする転がり軸受。
A rolling bearing according to claim 1 or 2,
A rolling bearing, wherein the fixed plate is provided so as to be substantially perpendicular to the rotating shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021068355A JP2022163432A (en) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | rolling bearing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021068355A JP2022163432A (en) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | rolling bearing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022163432A true JP2022163432A (en) | 2022-10-26 |
Family
ID=83742327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021068355A Pending JP2022163432A (en) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | rolling bearing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022163432A (en) |
-
2021
- 2021-04-14 JP JP2021068355A patent/JP2022163432A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7645074B2 (en) | Fluid-lubricated type tapered roller bearing device and vehicle pinion shaft supporting assembly | |
JP5098564B2 (en) | Cylindrical roller bearings and spindles for machine tools | |
JP2006194402A (en) | Rolling bearing device | |
JPH10299784A (en) | Lubricating device for rolling bearing device | |
JP5816061B2 (en) | Rolling bearing lubrication system | |
US20140369635A1 (en) | Tapered roller bearing and power transmission device using tapered roller bearing | |
JP2008291970A (en) | Rolling bearing device | |
US10520027B2 (en) | Tapered roller bearing | |
US11300155B2 (en) | Cage for a tapered roller bearing and tapered roller bearing | |
JP2010216546A (en) | Rolling bearing | |
JP2006071016A (en) | Retainer for ball bearing | |
JP2022163432A (en) | rolling bearing | |
JP5288029B2 (en) | Cylindrical roller bearings and spindles for machine tools | |
JP4370907B2 (en) | Ball bearing | |
JP2005321047A (en) | Retainer for bearing | |
JP2022164434A (en) | ball bearing | |
JP2022191885A (en) | ball bearing | |
JP2022163421A (en) | ball bearing | |
JP2022164460A (en) | rolling bearing | |
JP2022164447A (en) | ball bearing | |
JP2009168064A (en) | Conical roller bearing and differential | |
JP4527622B2 (en) | Rolling bearing lubrication system | |
JP2005337349A (en) | Bearing device and main spindle device using it | |
JP2009168140A (en) | Rolling bearing device | |
JP2010084889A (en) | Under-race lubrication ball bearing |