JP2997589B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents
転がり軸受装置Info
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- JP2997589B2 JP2997589B2 JP3315139A JP31513991A JP2997589B2 JP 2997589 B2 JP2997589 B2 JP 2997589B2 JP 3315139 A JP3315139 A JP 3315139A JP 31513991 A JP31513991 A JP 31513991A JP 2997589 B2 JP2997589 B2 JP 2997589B2
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
- F16C25/06—Ball or roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/525—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to temperature and heat, e.g. insulation
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、軸受装置、特に圧力
変化・温度変化を受ける転がり装置に関する。
変化・温度変化を受ける転がり装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術において、例えば総セラミッ
ク転がり軸受のように内輪と軸、又は外輪とハウジング
の材質が異なる転がり軸受装置が種々の温度、圧力の使
用条件下で使用されている。
ク転がり軸受のように内輪と軸、又は外輪とハウジング
の材質が異なる転がり軸受装置が種々の温度、圧力の使
用条件下で使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば総セラミック転
がり軸受のように内輪と軸との材質、又は外輪とハウジ
ングとの材質が異なる転がり軸受装置が種々の温度、圧
力の使用条件下で使用される場合、軌道輪、軸及びハウ
ジングの弾性係数差、膨張係数差により、軌道輪と軸及
びハウジングとの間の正負の締め代や軌道輪に加わる応
力が変化する。
がり軸受のように内輪と軸との材質、又は外輪とハウジ
ングとの材質が異なる転がり軸受装置が種々の温度、圧
力の使用条件下で使用される場合、軌道輪、軸及びハウ
ジングの弾性係数差、膨張係数差により、軌道輪と軸及
びハウジングとの間の正負の締め代や軌道輪に加わる応
力が変化する。
【０００４】しかし、軌道輪と軸及びハウジングとの間
の正負の締め代は、軸受精度上、適正値に維持する必要
があり、軌道輪の許容応力、特に総セラミック転がり軸
受の軌道輪の許容引張り応力には限度がある。従って、
そのような転がり軸受装置の使用温度・圧力の範囲は制
限される。
の正負の締め代は、軸受精度上、適正値に維持する必要
があり、軌道輪の許容応力、特に総セラミック転がり軸
受の軌道輪の許容引張り応力には限度がある。従って、
そのような転がり軸受装置の使用温度・圧力の範囲は制
限される。
【０００５】例えば、深度０乃至１０，０００ｍ位で使
用される深海艇における軸受装置のように温度・圧力の
使用範囲が広いと軌道輪とハウジング・軸との間の膨張
収縮関係で軌道輪の円周方向の引張応力が最大許容引張
応力２０ kgf／mm2 以上となったり、軌道輪の嵌合の締
め代に変化が生じ、その結果、十分な軸受精度が得られ
なくなったりする問題がある。
用される深海艇における軸受装置のように温度・圧力の
使用範囲が広いと軌道輪とハウジング・軸との間の膨張
収縮関係で軌道輪の円周方向の引張応力が最大許容引張
応力２０ kgf／mm2 以上となったり、軌道輪の嵌合の締
め代に変化が生じ、その結果、十分な軸受精度が得られ
なくなったりする問題がある。
【０００６】この発明は、例えば総セラミック転がり軸
受のように内輪と軸との間及び外輪とハウジングとの間
で材質が異なる転がり軸受装置を広範囲な温度・圧力の
使用条件で使用することを可能にする。
受のように内輪と軸との間及び外輪とハウジングとの間
で材質が異なる転がり軸受装置を広範囲な温度・圧力の
使用条件で使用することを可能にする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の転がり軸受装
置は、外輪とハウジングの材質、（又は内輪と軸との材
質）が異なり温度差・圧力差が大きい環境で使用される
転がり軸受装置であり、転がり軸受に隣接して設けられ
た圧力センサ、転がり軸受の外輪及びその取付箇所のハ
ウジングの温度である外輪側温度を検測する外輪側温度
センサ、（又は内輪及びその取付箇所の軸の温度である
内輪側温度を検測する内輪側温度センサ、）外輪に隣接
してハウジングに設けられた外輪側ヒータ、（又は内輪
に隣接して軸に設けられた内輪側ヒータ、）並びに圧力
センサ及び温度センサの検測信号が入力され、それらに
基づいて外輪側ヒータ（又は内輪側ヒータ）を作動制御
し、各部材の膨張・収縮差を抑止するように外輪側温度
（又は内輪側温度）を制御する制御装置から構成されて
いる。
置は、外輪とハウジングの材質、（又は内輪と軸との材
質）が異なり温度差・圧力差が大きい環境で使用される
転がり軸受装置であり、転がり軸受に隣接して設けられ
た圧力センサ、転がり軸受の外輪及びその取付箇所のハ
ウジングの温度である外輪側温度を検測する外輪側温度
センサ、（又は内輪及びその取付箇所の軸の温度である
内輪側温度を検測する内輪側温度センサ、）外輪に隣接
してハウジングに設けられた外輪側ヒータ、（又は内輪
に隣接して軸に設けられた内輪側ヒータ、）並びに圧力
センサ及び温度センサの検測信号が入力され、それらに
基づいて外輪側ヒータ（又は内輪側ヒータ）を作動制御
し、各部材の膨張・収縮差を抑止するように外輪側温度
（又は内輪側温度）を制御する制御装置から構成されて
いる。
【０００８】
【作用】軸、又ハウジングが回転駆動されている状態に
おいて、転がり軸受の使用箇所の圧力が圧力センサによ
り検測されると共に、転がり軸受の外輪及びその取付箇
所のハウジングの温度（以下外輪側温度という）が外輪
側温度センサにより検測され、内輪及びその取付箇所の
軸の温度（以下内輪側温度という）が内輪側温度センサ
により検測され、圧力センサ、外輪側温度センサ及び内
輪側温度センサの検測信号が制御装置に入力される。
おいて、転がり軸受の使用箇所の圧力が圧力センサによ
り検測されると共に、転がり軸受の外輪及びその取付箇
所のハウジングの温度（以下外輪側温度という）が外輪
側温度センサにより検測され、内輪及びその取付箇所の
軸の温度（以下内輪側温度という）が内輪側温度センサ
により検測され、圧力センサ、外輪側温度センサ及び内
輪側温度センサの検測信号が制御装置に入力される。
【０００９】制御装置は、予め、使用状態に対応する転
がり軸受の外輪側温度及び内輪側温度の各最適温度の演
算機能が具備されており、それに基づいて使用状態に対
応する最適温度が算出される。他方、外輪側温度センサ
及び内輪側温度センサにより検測された転がり軸受の外
輪側温度及び内輪側温度が夫々の最適温度と比較され
る。各最適温度が検測された温度より高い場合のみに夫
々のヒータが作動され、夫々の検測された温度が最適温
度に達するまで加熱される。
がり軸受の外輪側温度及び内輪側温度の各最適温度の演
算機能が具備されており、それに基づいて使用状態に対
応する最適温度が算出される。他方、外輪側温度センサ
及び内輪側温度センサにより検測された転がり軸受の外
輪側温度及び内輪側温度が夫々の最適温度と比較され
る。各最適温度が検測された温度より高い場合のみに夫
々のヒータが作動され、夫々の検測された温度が最適温
度に達するまで加熱される。
【００１０】
【実施例】この発明の実施例における転がり軸受装置を
図面に従って説明する。図１において、ラジアル玉軸受
の外輪１は、ハウジング２の内周面に段部２aとスペー
サ３とにより位置決めされて嵌着され、内輪４は、軸５
の外周面にスペーサ６，６とにより位置決めされて嵌着
されている。
図面に従って説明する。図１において、ラジアル玉軸受
の外輪１は、ハウジング２の内周面に段部２aとスペー
サ３とにより位置決めされて嵌着され、内輪４は、軸５
の外周面にスペーサ６，６とにより位置決めされて嵌着
されている。
【００１１】実施例の転がり軸受装置には、例えば総セ
ラミックラジアル玉軸受が用いられており、外輪１、内
輪４及び玉７の材料は、Ｓi3Ｎ4を主体としたセラミッ
クスであり、保持器８の材料は、ＳＵＳ３１６である。
そして、ハウジング２の材料及び軸５の材料もＳＵＳ３
１６である。Ｓi3Ｎ4 及びＳＵＳ３１６の材料定数は下
記の通りである。 縦弾性係数Ｅ（ kgf／mm2 ） ポアソン比ν 線膨張係数α（１／℃） Ｓi3Ｎ4 ３２，０００ ０．２６ ３．２／１０6 ＳＵＳ３１６ ２０，４００ ０．３ １７／１０6
ラミックラジアル玉軸受が用いられており、外輪１、内
輪４及び玉７の材料は、Ｓi3Ｎ4を主体としたセラミッ
クスであり、保持器８の材料は、ＳＵＳ３１６である。
そして、ハウジング２の材料及び軸５の材料もＳＵＳ３
１６である。Ｓi3Ｎ4 及びＳＵＳ３１６の材料定数は下
記の通りである。 縦弾性係数Ｅ（ kgf／mm2 ） ポアソン比ν 線膨張係数α（１／℃） Ｓi3Ｎ4 ３２，０００ ０．２６ ３．２／１０6 ＳＵＳ３１６ ２０，４００ ０．３ １７／１０6
【００１２】ハウジング２には、玉軸受に隣接した内周
面に臨む圧力センサ９と、外輪１の外周面に接した外輪
側温度センサ10とが設けられていると共に、外輪１の外
周面を囲繞する位置でハウジング２内に外輪側ヒータ11
が埋設されている。
面に臨む圧力センサ９と、外輪１の外周面に接した外輪
側温度センサ10とが設けられていると共に、外輪１の外
周面を囲繞する位置でハウジング２内に外輪側ヒータ11
が埋設されている。
【００１３】軸５には、軸線方向の中心孔12が形成さ
れ、中心孔12には、内輪４に対応する位置に内輪側ヒー
タ13が嵌装されていると共に、内輪側ヒータ13に隣接し
た位置に内輪側温度センサ14が嵌装されている。
れ、中心孔12には、内輪４に対応する位置に内輪側ヒー
タ13が嵌装されていると共に、内輪側ヒータ13に隣接し
た位置に内輪側温度センサ14が嵌装されている。
【００１４】そして、圧力センサ９は、検測信号を制御
装置20の最適温度演算部に入力するように接続され、外
輪側温度センサ10及び内輪側温度センサ14は、夫々の検
測信号を制御装置20の温度判定部に入力するように接続
され、外輪側ヒータ11及び内輪側ヒータ13は、制御装置
20の温度判定部からの出力信号に基づいて加熱するよう
に制御装置20に接続されている。
装置20の最適温度演算部に入力するように接続され、外
輪側温度センサ10及び内輪側温度センサ14は、夫々の検
測信号を制御装置20の温度判定部に入力するように接続
され、外輪側ヒータ11及び内輪側ヒータ13は、制御装置
20の温度判定部からの出力信号に基づいて加熱するよう
に制御装置20に接続されている。
【００１５】外輪側ヒータ11で加熱すると、外輪１とハ
ウジング２との線膨張係数差によりハウジング２の孔径
と外輪１の外径との間隙が増大（締め代が減少）し、内
輪側ヒータ13で加熱すると、内輪４と軸５との線膨張係
数差により締め代が増大（間隙が減少）するように夫々
が膨張する。
ウジング２との線膨張係数差によりハウジング２の孔径
と外輪１の外径との間隙が増大（締め代が減少）し、内
輪側ヒータ13で加熱すると、内輪４と軸５との線膨張係
数差により締め代が増大（間隙が減少）するように夫々
が膨張する。
【００１６】転がり軸受の使用状態には、内輪側が回転
し、外輪側が固定である場合と、外輪側が回転し、内輪
側が固定である場合とがある。そして、前者の場合に
は、内輪４が軸５に締まり嵌め（正の締め代）され、外
輪１はハウジング２に滑り嵌め（負の締め代）されてお
り、後者の場合は、その逆である。
し、外輪側が固定である場合と、外輪側が回転し、内輪
側が固定である場合とがある。そして、前者の場合に
は、内輪４が軸５に締まり嵌め（正の締め代）され、外
輪１はハウジング２に滑り嵌め（負の締め代）されてお
り、後者の場合は、その逆である。
【００１７】上記の転がり軸受装置の作用について説明
する。この実施例においては、一応、軸５が回転軸であ
り、ハウジング２が固定されているものとする。従っ
て、内輪４が軸５に締まり嵌め（正の締め代）され、外
輪１はハウジング２に滑り嵌め（負の締め代）されてい
る。
する。この実施例においては、一応、軸５が回転軸であ
り、ハウジング２が固定されているものとする。従っ
て、内輪４が軸５に締まり嵌め（正の締め代）され、外
輪１はハウジング２に滑り嵌め（負の締め代）されてい
る。
【００１８】適宜の装置において、軸５が図示しないモ
ータで回転駆動される。その状態において、転がり玉軸
受の使用箇所の圧力が圧力センサ９により検測されると
共に、転がり玉軸受の外輪１及びその取付箇所のハウジ
ング２の温度Ｔo （以下外輪側温度という）が外輪側温
度センサ10により検測され、内輪４及びその取付箇所の
軸５の温度Ｔi （以下内輪側温度という）が内輪側温度
センサ14により検測され、圧力センサ９、外輪側温度セ
ンサ10及び内輪側温度センサ14の検測信号が制御装置20
に入力される。
ータで回転駆動される。その状態において、転がり玉軸
受の使用箇所の圧力が圧力センサ９により検測されると
共に、転がり玉軸受の外輪１及びその取付箇所のハウジ
ング２の温度Ｔo （以下外輪側温度という）が外輪側温
度センサ10により検測され、内輪４及びその取付箇所の
軸５の温度Ｔi （以下内輪側温度という）が内輪側温度
センサ14により検測され、圧力センサ９、外輪側温度セ
ンサ10及び内輪側温度センサ14の検測信号が制御装置20
に入力される。
【００１９】制御装置20は、予め、使用状態に対応する
転がり軸受の外輪側温度及び内輪側温度の各最適温度Ｔ
o0，Ｔi0の演算式による演算機能が具備されており、そ
れに基づいて使用状態に対応する最適温度Ｔo0，Ｔi0が
算出される。
転がり軸受の外輪側温度及び内輪側温度の各最適温度Ｔ
o0，Ｔi0の演算式による演算機能が具備されており、そ
れに基づいて使用状態に対応する最適温度Ｔo0，Ｔi0が
算出される。
【００２０】他方、外輪側温度センサ10及び内輪側温度
センサ14により検測された転がり軸受の外輪側温度Ｔo
及び内輪側温度Ｔi が夫々の最適温度Ｔo0，Ｔi0と比較
される。Ｔo ≧Ｔo0の場合には外輪側ヒータ11は作動し
ないで、Ｔi ≧Ｔi0の場合には内輪側ヒータ13は作動し
ないで、そのまま軸５の回転駆動が続行される。Ｔo ＜
Ｔo0の場合には外輪側ヒータ11が作動して、外輪側温度
が最適温度Ｔo0に達するまで加熱される。又、Ｔi ＜Ｔ
i0の場合には内輪側ヒータ13が作動して、内輪側温度が
最適温度Ｔi0に達するまで加熱される。
センサ14により検測された転がり軸受の外輪側温度Ｔo
及び内輪側温度Ｔi が夫々の最適温度Ｔo0，Ｔi0と比較
される。Ｔo ≧Ｔo0の場合には外輪側ヒータ11は作動し
ないで、Ｔi ≧Ｔi0の場合には内輪側ヒータ13は作動し
ないで、そのまま軸５の回転駆動が続行される。Ｔo ＜
Ｔo0の場合には外輪側ヒータ11が作動して、外輪側温度
が最適温度Ｔo0に達するまで加熱される。又、Ｔi ＜Ｔ
i0の場合には内輪側ヒータ13が作動して、内輪側温度が
最適温度Ｔi0に達するまで加熱される。
【００２１】最適温度Ｔo0，Ｔi0の演算について以下に
説明する。 （１）軸と内輪との嵌合による内輪に働く応力（大気圧
下） （ａ）２円筒の嵌合による円周方向に働く最大引張り応
力を適用する。 （ｂ）計算式 σmax ＝Ｐm ｛（Ｄ3 2＋Ｄ2 2）／（Ｄ3 2−Ｄ2 2）｝ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１） Ｐm ＝（Δｄeff ／Ｄ2 ） ÷〔｛（Ｄ3 2＋Ｄ2 2）／Ｅ2 （Ｄ3 2−Ｄ2 2）｝＋（ν2 ／Ｅ2 ） ＋｛（Ｄ2 2＋Ｄ1 2）／Ｅ1 （Ｄ2 2−Ｄ1 2）｝−（ν1 ／Ｅ1 ）〕‥（２） ∵Δｄeff ＝（Ｄ21−Ｄ22）＋（Ｄ21α1 −Ｄ22α2 ）ΔＴ ‥‥‥‥（３） ここで、 σmax ：最大引張り円周応力（ kgf／m
m2 ） Ｐm ：２円筒間の接触面圧（ kgf／mm2 ） Δｄeff ：締め代（mm） Ｅ1 ，Ｅ2 ：軸，内輪の縦弾性係数（ kgf／mm2 ） ν1 ，ν2 ：軸，内輪のポアソン比 Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ：軸内径，内輪内径，内輪軌道面径の
公称値（mm） Ｄ21，Ｄ22：軸外径，内輪内径（mm） α1 ，α2 ：軸，内輪の線膨張係数（１／℃） ΔＴ：温度変化（℃）
説明する。 （１）軸と内輪との嵌合による内輪に働く応力（大気圧
下） （ａ）２円筒の嵌合による円周方向に働く最大引張り応
力を適用する。 （ｂ）計算式 σmax ＝Ｐm ｛（Ｄ3 2＋Ｄ2 2）／（Ｄ3 2−Ｄ2 2）｝ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１） Ｐm ＝（Δｄeff ／Ｄ2 ） ÷〔｛（Ｄ3 2＋Ｄ2 2）／Ｅ2 （Ｄ3 2−Ｄ2 2）｝＋（ν2 ／Ｅ2 ） ＋｛（Ｄ2 2＋Ｄ1 2）／Ｅ1 （Ｄ2 2−Ｄ1 2）｝−（ν1 ／Ｅ1 ）〕‥（２） ∵Δｄeff ＝（Ｄ21−Ｄ22）＋（Ｄ21α1 −Ｄ22α2 ）ΔＴ ‥‥‥‥（３） ここで、 σmax ：最大引張り円周応力（ kgf／m
m2 ） Ｐm ：２円筒間の接触面圧（ kgf／mm2 ） Δｄeff ：締め代（mm） Ｅ1 ，Ｅ2 ：軸，内輪の縦弾性係数（ kgf／mm2 ） ν1 ，ν2 ：軸，内輪のポアソン比 Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ：軸内径，内輪内径，内輪軌道面径の
公称値（mm） Ｄ21，Ｄ22：軸外径，内輪内径（mm） α1 ，α2 ：軸，内輪の線膨張係数（１／℃） ΔＴ：温度変化（℃）
【００２２】（２）等方圧力による収縮量 ｕ＝−（１−２ν）Ｐ・ｄ／Ｅ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（４） ここで、 ｕ：圧力による収縮量（mm） Ｐ：圧力（ kgf／mm2 ） ｄ：直径（mm）
【００２３】（３）等方圧力による収縮量の（３）式の
Δｄｅｆｆへの付加 Δｄｅｆｆ＝（Ｄ２１−Ｄ２２）＋（Ｄ２１α１−Ｄ２２α２）ΔＴ＋（ｕ１ −ｕ ） ‥‥‥‥‥（５） ここで、Ｕ１，Ｕ２：軸外径，内輪内径の圧力による収
縮量（ｍｍ）なお、外輪１とハウジング２との間にも雄
雌関係で上記の式、特に（５）式が成立適用される。
Δｄｅｆｆへの付加 Δｄｅｆｆ＝（Ｄ２１−Ｄ２２）＋（Ｄ２１α１−Ｄ２２α２）ΔＴ＋（ｕ１ −ｕ ） ‥‥‥‥‥（５） ここで、Ｕ１，Ｕ２：軸外径，内輪内径の圧力による収
縮量（ｍｍ）なお、外輪１とハウジング２との間にも雄
雌関係で上記の式、特に（５）式が成立適用される。
【００２４】上記の計算式を実施例におけるＳＵＳ３１
６の軸５が総セラミック玉軸受により回転自在にＳＵＳ
３１６のハウジング２に支承された転がり軸受装置の実
例に適用した計算例は、下記の通りである。セラミック
製の内輪の最大許容引張り円周応力σmax は、２０ kgf
／mm2 であるが、この実施例においては、安全率を考慮
してσmax ＝５ kgf／mm2 を適正値とし、これを目標値
として各温度における軸５と内輪４との間の締め代を管
理し、外輪１とハウジング２の孔径との間隙を所定値に
管理する。
６の軸５が総セラミック玉軸受により回転自在にＳＵＳ
３１６のハウジング２に支承された転がり軸受装置の実
例に適用した計算例は、下記の通りである。セラミック
製の内輪の最大許容引張り円周応力σmax は、２０ kgf
／mm2 であるが、この実施例においては、安全率を考慮
してσmax ＝５ kgf／mm2 を適正値とし、これを目標値
として各温度における軸５と内輪４との間の締め代を管
理し、外輪１とハウジング２の孔径との間隙を所定値に
管理する。
【００２５】そして、例えば常温２０℃での組立時にお
いては、軸５と軸受、即と内輪４との嵌着を容易にする
べく、例えば軸５の直径が２９．９９９mmであり、内輪
４の内径が３０．０００mmであるとする。そして、外輪
１は、外径６２mmのもので、ＪＩＳ標準ＰＯ級精度の６
２±０．０００〜６２−０．０１３mmであり、それに対
するハウジング２の孔径は、公差Ｈ７、即ち、６２＋
０．０３０〜６２±０．０００とする。そこで、径差
は、０．０００〜０．０４３の略中間値をとって０．０
２０mmとする。
いては、軸５と軸受、即と内輪４との嵌着を容易にする
べく、例えば軸５の直径が２９．９９９mmであり、内輪
４の内径が３０．０００mmであるとする。そして、外輪
１は、外径６２mmのもので、ＪＩＳ標準ＰＯ級精度の６
２±０．０００〜６２−０．０１３mmであり、それに対
するハウジング２の孔径は、公差Ｈ７、即ち、６２＋
０．０３０〜６２±０．０００とする。そこで、径差
は、０．０００〜０．０４３の略中間値をとって０．０
２０mmとする。
【００２６】上記のような転がり軸受装置において、常
温２０℃において組立後、常温で使用する場合を例示す
る。内輪の最大引張り円周応力σmax を５ kgf／mm2 に
留める内輪・軸間に与える締め代Δｄeff は０．００６
mmになる。そこで、締め代Δｄeff を−０．００１mmか
ら０．００６mmにするためには、内輪側ヒータ13により
内輪４及び軸５をΔＴ＝１７℃温度上昇させる。即ち３
７℃まで加熱して膨張させなければならない。そうする
ことにより、両者の膨張量差により所定の締め代が得ら
れる。即ち、内輪側温度の最適温度Ｔi0は３７℃とな
る。
温２０℃において組立後、常温で使用する場合を例示す
る。内輪の最大引張り円周応力σmax を５ kgf／mm2 に
留める内輪・軸間に与える締め代Δｄeff は０．００６
mmになる。そこで、締め代Δｄeff を−０．００１mmか
ら０．００６mmにするためには、内輪側ヒータ13により
内輪４及び軸５をΔＴ＝１７℃温度上昇させる。即ち３
７℃まで加熱して膨張させなければならない。そうする
ことにより、両者の膨張量差により所定の締め代が得ら
れる。即ち、内輪側温度の最適温度Ｔi0は３７℃とな
る。
【００２７】外輪１の外径とハウジング２の孔径との間
隙に関しては、組立時と使用時とに温度（常温）に差が
ないので、外輪１及びハウジング２に対する上記のよう
な温度制御は必要がないので、外輪側ヒータ11に対し作
動指令されない。
隙に関しては、組立時と使用時とに温度（常温）に差が
ないので、外輪１及びハウジング２に対する上記のよう
な温度制御は必要がないので、外輪側ヒータ11に対し作
動指令されない。
【００２８】次に、上記のような転がり軸受装置におい
て、地上で常温２０℃において組立てた上記のような転
がり軸受装置を深海艇において深度１００００ｍ、温度
０℃の海中で使用する場合を例示する。
て、地上で常温２０℃において組立てた上記のような転
がり軸受装置を深海艇において深度１００００ｍ、温度
０℃の海中で使用する場合を例示する。
【００２９】深度１００００ｍの海中で加わる等方圧力
は、約１０ kgf／mm2 であり、内輪・軸の材料のポアソ
ン比に差があるので、その加圧により内輪・軸間の締め
代は０．０１４mm減少する。そこで、締め代を０．００
６mmにするためには、内輪側ヒータ13により内輪４及び
軸５を４０．５℃まで加熱して両者に膨張差を与えなけ
ればならない。即ち、内輪側温度の最適温度Ｔi0は４
０．５℃となる。
は、約１０ kgf／mm2 であり、内輪・軸の材料のポアソ
ン比に差があるので、その加圧により内輪・軸間の締め
代は０．０１４mm減少する。そこで、締め代を０．００
６mmにするためには、内輪側ヒータ13により内輪４及び
軸５を４０．５℃まで加熱して両者に膨張差を与えなけ
ればならない。即ち、内輪側温度の最適温度Ｔi0は４
０．５℃となる。
【００３０】そして、外輪１の外径とハウジング２の孔
径との間隙に関しては、常温から０℃までの温度低下
（２０℃）による間隙（締め代）の変化分は、−０．０
１７mmとなり、深度１００００ｍの海中での圧力による
間隙（締め代）の変化分は、−０．００３mmとなる。従
って、両変化分の合計である−０．０２０mmの間隙（締
め代）の変化を補償するためには、外輪側ヒータ11によ
り外輪１及びハウジング２を２３．５℃まで加熱して両
者に膨張差を与えなければならない。即ち、外輪側温度
の最適温度Ｔo0は２３．５℃となる。
径との間隙に関しては、常温から０℃までの温度低下
（２０℃）による間隙（締め代）の変化分は、−０．０
１７mmとなり、深度１００００ｍの海中での圧力による
間隙（締め代）の変化分は、−０．００３mmとなる。従
って、両変化分の合計である−０．０２０mmの間隙（締
め代）の変化を補償するためには、外輪側ヒータ11によ
り外輪１及びハウジング２を２３．５℃まで加熱して両
者に膨張差を与えなければならない。即ち、外輪側温度
の最適温度Ｔo0は２３．５℃となる。
【００３１】上記の実施例は、外輪１とハウジング２と
の材質が異なると共に、内輪４と軸５との材質が異なる
場合であるが、そのいずれか一方の部材間の材質相違の
場合の別の実施例もある。その別の実施例においては、
外輪側温度センサ10及び外輪側ヒータ11か、内輪側ヒー
タ13及び内輪側温度センサ14が不要となる。
の材質が異なると共に、内輪４と軸５との材質が異なる
場合であるが、そのいずれか一方の部材間の材質相違の
場合の別の実施例もある。その別の実施例においては、
外輪側温度センサ10及び外輪側ヒータ11か、内輪側ヒー
タ13及び内輪側温度センサ14が不要となる。
【００３２】
【発明の効果】この発明によれば、内輪と軸、又は外輪
とハウジングの材質が異なる転がり軸受装置を種々の温
度、圧力の使用条件下で使用しても、軌道輪、軸及びハ
ウジングの弾性係数差、膨張係数差による軌道輪と軸又
はハウジングとの間の正負の締め代や軌道輪に加わる応
力の変化を抑止し得るので、そのような転がり軸受装置
を精度を維持したまま広範囲な温度・圧力での使用条件
で使用することを可能にする。
とハウジングの材質が異なる転がり軸受装置を種々の温
度、圧力の使用条件下で使用しても、軌道輪、軸及びハ
ウジングの弾性係数差、膨張係数差による軌道輪と軸又
はハウジングとの間の正負の締め代や軌道輪に加わる応
力の変化を抑止し得るので、そのような転がり軸受装置
を精度を維持したまま広範囲な温度・圧力での使用条件
で使用することを可能にする。
【００３３】この発明による転がり軸受装置は、例え
ば、深度０乃至１０，０００ｍ位で使用される深海艇の
ように温度・圧力の使用範囲が広いものにも使用し得
る。
ば、深度０乃至１０，０００ｍ位で使用される深海艇の
ように温度・圧力の使用範囲が広いものにも使用し得
る。
【図１】この発明の実施例における転がり軸受装置の構
成図である。
成図である。
１ 外輪 ２ ハウジング ２a 段部 ３，６ スペーサ ４ 内輪 ５ 軸 ７ 玉 ８ 保持器 ９ 圧力センサ 10 外輪側温度センサ 11 外輪側ヒータ 12 中心孔 13 内輪側ヒータ 14 内輪側温度センサ 20 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 25/08 F16C 19/52
Claims (2)
- 【請求項１】 外輪とハウジングとの材質が異なり温度
差・圧力差が大きい環境で使用される転がり軸受装置で
あり、転がり軸受に隣接して設けられた圧力センサ、転
がり軸受の外輪及びその取付箇所のハウジングの温度で
ある外輪側温度を検測する外輪側温度センサ、外輪に隣
接してハウジングに設けられた外輪側ヒータ、並びに圧
力センサ及び温度センサの検測信号が入力され、それら
に基づいて外輪側ヒータを作動制御し、各部材の膨張・
収縮差を抑止するように外輪側温度を夫々制御する制御
装置から構成された転がり軸受装置。 - 【請求項２】 内輪と軸との材質が異なり温度差・圧力
差が大きい環境で使用される転がり軸受装置であり、転
がり軸受に隣接して設けられた圧力センサ、転がり軸受
の内輪及びその取付箇所の軸の温度である内輪側温度を
検測する内輪側温度センサ、内輪に隣接して軸に設けら
れた内輪側ヒータ、並びに圧力センサ及び温度センサの
検測信号が入力され、それらに基づいて内輪側ヒータを
作動制御し、各部材の膨張・収縮差を抑止するように内
輪側温度を制御する制御装置から構成された転がり軸受
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3315139A JP2997589B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 転がり軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3315139A JP2997589B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 転がり軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126145A JPH05126145A (ja) | 1993-05-21 |
| JP2997589B2 true JP2997589B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=18061880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3315139A Expired - Fee Related JP2997589B2 (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 転がり軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997589B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9733153B2 (en) * | 2013-10-31 | 2017-08-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Device for measuring force in the rolling bearing by means of a sensor layer |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19944652B4 (de) * | 1999-09-17 | 2005-08-25 | Skf Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Walzenanordnung und Lageranordnung für eine Walzenanordnung |
| JP2007009950A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Jtekt Corp | Ｖ型プーリ式無段変速機 |
| DE102013001116B4 (de) * | 2013-01-23 | 2015-09-03 | Audi Ag | Radlager für die rotatorische Lagerung einer Radnabe eines Fahrzeugs |
| DE102013001114B4 (de) * | 2013-01-23 | 2015-09-03 | Audi Ag | Radlager für die rotatorische Lagerung einer Radnabe eines Fahrzeugs |
| CN116890264B (zh) * | 2023-09-11 | 2023-12-15 | 季华实验室 | 一种轴承内外圈的温度测量方法及相关设备 |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP3315139A patent/JP2997589B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9733153B2 (en) * | 2013-10-31 | 2017-08-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Device for measuring force in the rolling bearing by means of a sensor layer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05126145A (ja) | 1993-05-21 |
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Legal Events
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