JP2587897Y2 - 転がり軸受 - Google Patents

転がり軸受

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JP2587897Y2
JP2587897Y2 JP1993003636U JP363693U JP2587897Y2 JP 2587897 Y2 JP2587897 Y2 JP 2587897Y2 JP 1993003636 U JP1993003636 U JP 1993003636U JP 363693 U JP363693 U JP 363693U JP 2587897 Y2 JP2587897 Y2 JP 2587897Y2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/46Cages for rollers or needles
    • F16C33/4617Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages
    • F16C33/4623Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the rollers, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/24Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly
    • F16C19/26Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for radial load mainly with a single row of rollers

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案に係る転がり軸受は、ガ
スタービンやジェットエンジン等の高速回転機械の回転
軸を支承する為に利用する。
【0002】
【従来の技術】回転軸を支承する為に従来から、図5〜
6に示す様な転がり軸受が広く使用されている。この転
がり軸受は、内周面に外輪軌道1を有する外輪2と、外
周面に内輪軌道3を有する内輪4と、円周方向に亙って
複数のポケット5、5を有し、上記外輪2の内周面と内
輪4の外周面との間に回転自在に設けられた保持器6
と、この保持器6のポケット5、5内に保持された状態
で、上記外輪軌道1と内輪軌道3との間に転動自在に設
けられた複数の転動体7、7とを備えている。従来の転
がり軸受の場合には、ポケット5、5の数と転動体7、
7の数とを一致させ、上記各ポケット5、5内に、それ
ぞれ1個ずつの転動体7、7を設けている。
【0003】この様な転がり軸受を、ガスタービンやジ
ェットエンジン等の高速回転機械に組み付ける場合、外
輪2をハウジングに固定し、内輪4を回転軸に外嵌し
て、内輪4を回転させる状態で使用する。
【0004】ところで、上述の様な高速回転機械の運転
時には、運転中の或る時間領域、若しくは全時間領域に
亙って、内輪4に加わる荷重が小さく、所謂軽荷重で運
転されるのが一般的である。この様に、転がり軸受が軽
荷重で運転されると、各転動体7、7の転動面と、外輪
軌道1及び内輪軌道3との接触圧が小さくなって、内輪
4が回転しても転動体7、7が転動しない場合が生じ
る。この結果、各転動体7、7の転動面が上記外輪軌道
1及び内輪軌道3に対して滑る、所謂スキッディングが
発生する。
【0005】この様なスキッディングが著しくなると、
当該滑り面にスキッディング損傷と呼ばれる摩耗が発生
し、転がり軸受の寿命を著しく縮めてしまう。この為に
従来から、次の〜の様な対策を施して、上記スキッ
ディング摩耗を防止していた。
【0006】外輪軌道と内輪軌道との間で一部の転動
体を加圧する、所謂予圧構造にする。この為に、外輪を
楕円形等、非円形に形成し、この外輪を弾性変形させて
円形にした状態で転動体を組み付ける。
【0007】転がり軸受の構成各部材の間に負のラジ
アル隙間を設ける。即ち、外輪と内輪とを同心に配置し
た場合に、外輪軌道と内輪軌道との間に形成される環状
の隙間の厚さ寸法(ラジアル方向に亙る寸法)を、転動
体の直径よりも僅かに小さくして、各部材を弾性変形さ
せつつ、転がり軸受を組み立てる。或は一部の転動体
(ころ)を中空円筒状に形成し、この中空円筒状の転動
体を弾性的に圧縮させつつ、外輪と内輪との間に組み付
ける。
【0008】保持器を内輪案内とする。即ち、保持器
の内周面と内輪の外周面とを近接させて、内輪の回転と
共に保持器が回転する様にし、この保持器に保持された
転動体の転動を促す。
【0009】
【考案が解決しようとする課題】本考案の転がり軸受
は、製作費を高くする事なく、優れた信頼性、耐久性を
有する構造を得る事を目的としている。
【0010】スキッディングを防止する為の従来構造の
内、上記は、予圧の設定が微妙で、予圧が過大になる
と、軌道面や転動面に早期に剥離が生じたり、或は焼き
付きを生じ易くなる。この為、極めて高精度の加工が必
要になり、転がり軸受の製作費を高くしてしまう。
【0011】又、は、ラジアル隙間の設定範囲が上記
の場合よりも微妙で、やはり剥離や焼き付きを防止す
る為には極めて高精度の加工が必要になり、製作費が嵩
んでしまう。更に、中空の転動体を使用した場合には、
この転動体の内径面の疲労が転動面の疲労よりも著しく
なり、この転動体が他の構成部材よりも早期に破損し易
く、転がり軸受の寿命を縮めてしまう。
【0012】更に、は、特に高精度の加工が必要ない
代わりに、必ずしも十分な効果を得られない。又、潤滑
油供給の為の給油システム上の制約から、保持器の内輪
案内自体、採用出来ない場合が多い。
【0013】本考案の転がり軸受は、上述の様な事情に
鑑みて考案されたものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本考案の転がり軸受は、
前述した従来の転がり軸受と同様に、内周面に外輪軌道
を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、円
周方向に亙って複数のポケットを有し、上記外輪の内周
面と内輪の外周面との間に回転自在に設けられた保持器
と、この保持器のポケット内に保持された状態で、上記
外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数
の転動体とを備えている。
【0015】特に、本考案の転がり軸受に於いては、上
記保持器のポケットの数を上記転動体の数よりも多く
し、これら各ポケットのうちの一部のポケットにのみ転
動体を転動自在に保持すると共に、残りのポケット内に
は部材を設けずに空の状態のままとして、これら残りの
ポケットが上記保持器の内周面と外周面とを連通させる
状態としている。
【0016】
【作用】上述の様に構成される本考案の転がり軸受によ
り、例えばハウジングの内側に回転軸を支承する際の作
用自体は、従来の転がり軸受の場合と同様である。特
に、本考案の転がり軸受の場合には、次の(1) 〜(3) に
示す様な、従来構造では得られない作用効果を発揮す
る。
【0017】(1)転動体の数が減少し、空のままのポケ
ットを設定した事に伴い、慣性質量の減少、転がり抵抗
の減少等に起因して回転抵抗力が減少し、更に転動体1
個に加わる荷重が増大する。この結果、各転動体が十分
に転動する事なく滑りながら内輪の周囲を回る、所謂公
転滑りを生じにくくなる。
【0018】(2)転動体の数が減少する事で、転がり軸
受内部での発熱量が減少する。この結果、負のラジアル
隙間に対する許容焼き付き限界が上昇し、多少の負のラ
ジアル隙間で転がり軸受を運転しても、焼き付きを生じ
にくくなる。
【0019】(3)総てのポケットに転動体を保持した場
合に比べて、転動体の数が少ない分だけ繰り返し応力の
数が減少し、軽荷重で運転した場合には寿命が延びる。
【0020】
【実施例】図1〜2は本考案の実施例を示している。こ
の転がり軸受は、前述した従来の転がり軸受と同様に、
内周面に外輪軌道1を有する外輪2と、外周面に内輪軌
道3を有する内輪4と、円周方向に亙って複数(図示の
例では12個)のポケット5a、5bを有し、上記外輪
2の内周面と内輪4の外周面との間に回転自在に設けら
れた保持器6と、この保持器6のポケット5a、5a内
に保持された状態で、上記外輪軌道1と内輪軌道3との
間に転動自在に設けられた複数の転動体7、7とを備え
ている。
【0021】特に、本考案の転がり軸受に於いては、上
記各ポケット5a、5bの総てに転動体7、7を保持せ
ず、1つ置きのポケット5a、5aに、それぞれ転動体
7、7を保持している。即ち、ポケット5a、5bが1
2個存在するのに対して、転動体7、7は半分の6個だ
け設け、転動体7、7を保持したポケット5aと転動体
を保持していないポケット5b、5bとを交互に配置し
ている。
【0022】上述の様に構成される本考案の転がり軸受
により、例えばハウジングの内側に回転軸を支承する際
の作用自体は、従来の転がり軸受の場合と同様である。
特に、本考案の転がり軸受の場合には、次の(1) 〜(5)
に示す様な、従来構造、更には、単に保持器6のポケッ
トを減少させただけの構造では得られない作用効果を発
揮する。
【0023】(1)転動体7、7の数が減少し、他の部材
を設けない空のままのポケット5b、5bを設定した事
に伴い、慣性質量の減少、転がり抵抗の減少等に起因し
て回転抵抗力が減少し、更に転動体7、7の1個当たり
に加わる荷重が増大する。この結果、各転動体7、7の
転動面と外輪軌道1及び内輪軌道3との間に作用する転
がり摩擦力が十分になり、各転動体7、7が十分に転動
する事なく滑りながら内輪4の周囲を回る、所謂公転滑
りを生じにくくなる。
【0024】例えば本考案者の試算によると、転動体
7、7の数が16個の場合に、保持器6の公転滑り率
(実際の保持器の公転速度/全く滑りが発生しなかった
と仮定した場合の保持器の公転速度)とラジアル荷重と
の関係が図3の曲線aで示す様に変化するのに対して、
転動体7、7の数が半分の8個の場合には、上記公転滑
り率が同図の曲線bで示す様に変化する。尚、試算の条
件として、内輪4の内径は45mm、外輪2の外径は75
mm、転動体7、7の長さは8mm、直径は8mmとした。
【0025】(2)転動体7、7の数が減少する事で、各
部材2、4、7の弾性変形に起因する発熱、並びに潤滑
油の撹拌に起因する発熱が減少し、転がり軸受内部での
発熱量が減少する。この結果、負のラジアル隙間に対す
る許容焼き付き限界が上昇し、多少の負のラジアル隙間
で転がり軸受を運転しても、焼き付きを生じにくくな
る。
【0026】(3)総てのポケット5a、5bに転動体
7、7を保持した場合に比べて、転動体7、7の数が少
ない分だけ繰り返し応力の数が減少し、軽荷重で運転し
た場合には、ラジアル隙間によっては寿命が延びる。
【0027】例えば本考案者の試算によると、転動体
7、7の数が16個の場合に、転がり軸受の寿命とラジ
アル隙間との関係が図4の破線イで示す様に変化するの
に対して、転動体7、7の数が半分の8個の場合には、
上記寿命が同図の実線ロで示す様に変化する。尚、試算
の条件として、内輪4の内径は45mm、外輪2の外径は
75mm、転動体7、7の長さは8mm、直径は8mm、ラジ
アル荷重は20kgf とした。
【0028】又、転動体7、7の数を減らすのに、保持
器6中に転動体7、7を保持していないポケット5b、
5bを存在させている為、単に保持器6に設けるポケッ
トの数を減らした場合に比べて、次の(4) 〜(5) の様な
作用効果を得られる。
【0029】(4)この保持器6の内周側に存在し、保持
器6や転動体7、7が回転する事に対する抵抗や発熱の
原因となる潤滑油が、転動体7、7を保持していない
のままのポケット5b、5bを通じて保持器6の外周側
に円滑に送られ、速やかに転がり軸受外に排出される。
この結果、上記 (1)での公転滑りの減少や、上記 (2)で
の発熱の減少に寄与する。
【0030】(5)転動体7、7を保持していない空のま
まのポケット5b、5bを存在させる分だけ、保持器6
の重量が減少し、慣性質量の低減による公転滑りの減少
を図れる。この効果は、特に内輪4の回転速度が急激に
変化する場合に顕著である。
【0031】
【考案の効果】本考案の転がり軸受は、以上に述べた通
り構成され作用する為、製作費を高くする事なく、優れ
た信頼性、耐久性を有する構造を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の実施例を示す断面図。
【図2】図1の拡大A−A断面図。
【図3】ラジアル荷重と公転滑り率との関係を示す線
図。
【図4】転がり軸受の寿命とラジアル隙間との関係を示
す線図。
【図5】従来の転がり軸受の1例を示す断面図。
【図6】図5の拡大B−B断面図。
【符号の説明】
1 外輪軌道 2 外輪 3 内輪軌道 4 内輪 5、5a、5b ポケット 6 保持器 7 転動体

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
    面に内輪軌道を有する内輪と、円周方向に亙って複数の
    ポケットを有し、上記外輪の内周面と内輪の外周面との
    間に回転自在に設けられた保持器と、この保持器のポケ
    ット内に保持された状態で、上記外輪軌道と内輪軌道と
    の間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備えた転
    がり軸受に於いて、上記保持器のポケットの数を上記転
    動体の数よりも多くし、これら各ポケットのうちの一部
    のポケットにのみ転動体を転動自在に保持すると共に、
    残りのポケット内には部材を設けずに空の状態のままと
    して、これら残りのポケットが上記保持器の内周面と外
    周面とを連通させる状態とした事を特徴とする転がり軸
    受。
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JP5845662B2 (ja) * 2011-07-04 2016-01-20 日本精工株式会社 単列深溝型ラジアル玉軸受

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