JP3540065B2 - 組合せ転がり軸受 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械主軸、圧縮機、ポンプ等に用いられる組合せ転がり軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のごとき機械に用いられる軸受は、その高速性及び負荷荷重の大きさの点から、アンギュラ玉軸受と４点接触玉軸受を組合せて使用される。図３乃至図８はその組合せの一例である。
【０００３】
このうち、図３乃至図５はアンギュラ玉軸受１の組合せ、図６及び図７はアンギュラ玉軸受１と４点接触玉軸受２との組合せ、図８は２つのアンギュラ玉軸受２と１つの４点接触玉軸受２との組合せである。
【０００４】
上記のごとき組合せ軸受において、潤滑油は各図に矢印Ａで示すように、外部の給油ノズルからその一端の軸受に供給され、順次下位の軸受に向けて通過させるようにしている（以下、給油ノズルに対して相対的に近い方の軸受を給油順位の高い軸受、遠い方の軸受を給油順位の低い軸受と称する）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごとき組合せ軸受は、従来は単独に設計製作されたものを単に組合せて使用されるだけであり、組合された軸受相互間の軸受空間についての考慮がなされていなかった。このため、潤滑油の給油について次のような問題があった。
【０００６】
ａ．例えば、図６のように、軸受１、２の突き合せ面において、給油順位の高い軸受２の外輪３の内径が、給油順位の低い軸受１の外輪３’の内径より大きいため、外輪３’の端面が半径方向内向きに突き出して突出段差４となる。この突出段差４は、潤滑油を軸受外部に跳ね返したり、或いはその段差４の部分で滞溜を生じさせる原因となる。
なお、同様の問題は図４の場合にも発生する。
【０００７】
図示を省略しているが、給油順位の低い軸受１の内輪６’の外径が順位の高い軸受２の内輪６の外径より大きい場合も、突き合わせ面で前記と同様の突出段差が生じ、同様の問題が生じる。
【０００８】
ｂ．図６のように、軸受１、２の突き合せ面において、両者の保持器５、５’相互が軸方向に接近しているため、潤滑油が流れ込み難くなり、順位の低い軸受１への通過を阻害する問題がある。
【０００９】
保持器５、５’に起因するこのような問題は、図３〜図８のすべての場合に共通していえることである。
【００１０】
この発明は以上のごとき点にかんがみ、組合せ転がり軸受における軸受空間を改良して潤滑効果を高めることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、２以上の転がり軸受の端面相互を突き合わせて同一軸線上に配置し、外部から潤滑油を軸方向の一方向に供給して給油順位の高い軸受から低い軸受に順に通過させるようにした組合せ転がり軸受において、以下の各要件を具備するようにしたものである。
【００１２】
▲１▼ 各軸受の突き合せ面において、給油順位の低い方の軸受の軌道輪の給油順位の高い方の軸受の軌道輪に対する半径方向の突出段差が、転動体の直径の５％以下であること。
【００１３】
▲２▼ 各軸受の突き合せ面において、両方の軸受の保持器間のすき間寸法を組合せ軸受の幅全体の５％以上としたこと。
【００１４】
▲３▼ 各軸受の突き合せ面において、軌道輪の対向面における各面取りを各軸受の端面から、前記保持器の外側面の位置に至る範囲にわたり形成したこと。
【００１５】
前記▲１▼の要件を充足させるために、両方の軸受の中心径に差をもたせた構成としたり、両方の軸受の転動体の直径に差をもたせた構成とすることができる。
【００１６】
また、前記▲２▼の要件を充足させるために、保持器を高剛性材料により形成し、可及的に薄肉とした構成としたり、標準軸受に比べ転動体の位置を軸方向外側にずらせた構成とすることができる。
【００１７】
【作用】
上記構成のように構成すると、軸受の突き合わせ面における軌道輪相互間の突出段差が小さくなるので、潤滑油の跳ね返りを防止すると共にその滞溜を防止することができる。
【００１８】
また、保持器相互間のすき間が大になり、潤滑油が流れ込みやすくなると共に、面取り幅が大きくなり、軸受内部の空間容積が大きくなる。このため軸受内を通過する油量が増大する。
【００１９】
【実施の形態】
図１に示した第１の実施の形態は、前述の図６の改良であり、４点接触玉軸受２とアンギュラ玉軸受１との組合せからなり、給油順位の高い軸受２と低い軸受１の各転動体７の各中心径Ｄ、Ｄ’の差を大に設定している。即ち標準軸受（従来のもの）に比べて給油順位の高い軸受２についてはその中心径Ｄを小さくして、低い軸受１の中心径Ｄ’については、これを大きく設定したものである。勿論、いずれか一方が標準軸受と同じ中心径であってもよい。
【００２０】
その結果、両軸受１、２の突き合わせ面において、給油順位の高い軸受２の外輪３に対する低い軸受１の外輪３’の突出段差ΔＨが小さくなる。実施例でこのΔＨを、転動体７の径の４％とすることができたが、５％を超えない程度であれば、潤滑油の流れに実質的な影響を与えない。
【００２１】
なお、軸受の種類によってはΔＨが０の場合（例えば図７参照）やマイナスの場合（例えば図３参照）があるが、これらの場合は油の跳ね返りや滞溜は生じないので特別の措置を施す必要がない。
【００２２】
いずれにしても、給油順位の低い軸受の軌道輪が高い方の軌道輪に対して半径方向の突出段差をもつことが滞溜の原因であるので、その段差を前述のように、転動体の中心径Ｄ、Ｄ’に差をもたせ、転動体７の直径の５％以下とすることが望ましい。
【００２３】
また、上記の突出段差を小さくするために、両方の軸受１、２の転動体７の直径に差をもたせてもよい。
【００２４】
次に、両方の軸受１、２の保持器５、５相互間のすき間ΔＧを大きくするため、その材料として高剛性材（例えば、ＳＡＥ４３４０等のニッケルクロムモリブデン鋼）を用いて薄肉とする方法をとることができる。これにより、潤滑油が流れ込みやすくなると共に、軸受内部の空間容積が増すので、潤滑油の通過量も増す。
【００２５】
なお、前記のすき間ΔＧを大きくするために、両方の軸受１、２又はそのいずれか一方の軸受の転動体７の中心位置を、標準軸受より軸方向外方にずらせる手段をとることもできる。
【００２６】
更に、空間容積を増やす他の手段として、両軸受１、２の突き合わせ面における外輪３、３’及び内輪６、６’又はこれらのいずれか一方の端面に形成する面取り８、８’の幅を大きくする手段がある。面取り８、８’の内端位置は、保持器５の外側面の位置までとするが、保持器５は前述のように薄肉とされ、或いは転動体７と共に軸方向外方にずれているので、面取り５の幅を可及的に大きくとることができる。面取り８、８’の幅が大きくなると、その分だけ空間容積が増大する。
【００２７】
なお、前述のように保持器５間のすき間ΔＧを大きくしたり、面取り８の幅を大きくして空間容積を大きくする対策は、前述の図３乃至図８のいずれの場合にも適用することができるが、図５のものに適用した例を図２に示す。
【００２８】
図２の場合は２つのアンギュラ玉軸受１の組合せであり、前述の場合と同様に給油順位の高い方の軸受１の転動体７の中心径Ｄを他方の軸受１の中心径Ｄ’より相対的に小さくすることにより外輪３、３’間の突出段差ΔＨを小さくすると共に、保持器５、５’を薄肉としてすき間ΔＧを大きくし、更に面取り８、８’の幅も大きくとっている。この場合も、前述の実施の形態のものと同様の作用がある。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は、以上のごときものであるから、次のような効果がある。
【００３０】
ａ．軌道輪相互間の半径方向の突出段差が小さいので、軸受外部に跳ね返される油量が減少し軸受内部に入る油量が増加する。
ｂ．給油順位の高い軸受から低い軸受に流入する油量が増加する。
ｃ．軸受内部に滞溜する油量が減少する。
ｄ．上記ａ〜ｃの結果として軸受の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の一部断面図
【図２】他の実施の形態の一部断面図
【図３】従来例の組合せ軸受の一部断面図
【図４】従来例の組合せ軸受の一部断面図
【図５】従来例の組合せ軸受の一部断面図
【図６】従来例の組合せ軸受の一部断面図
【図７】従来例の組合せ軸受の一部断面図
【図８】従来例の組合せ軸受の一部断面図
【符号の説明】
１ アンギュラ玉軸受
２ ４点接触玉軸受
３、３’ 外輪
４ 突出段差
５、５’ 保持器
６、６’ 内輪
７ 転動体
８、８’ 面取り

Claims (3)

  1. ２以上の転がり軸受の端面相互を突き合せて同一軸線上に配置し、外部から潤滑油を軸方向の一方向に供給して給油順位の高い軸受から低い軸受に順に通過させるようにした組合せ転がり軸受において、以下の各要件を具備することを特徴とする組合せ転がり軸受。
    １）各軸受の突き合せ面において、給油順位の低い方の軸受の軌道輪の給油順位の高い方の軸受の軌道輪に対する半径方向の突出段差が、転動体の直径の５％以下であること。
    ２）各軸受の突き合せ面において、両方の軸受の保持器間のすき間寸法を組合せ軸受の幅全体の５％以上としたこと。
    ３）各軸受の突き合せ面において、軌道輪の対向面における各面取りを各軸受の端面から、前記保持器の外側面の位置に至る範囲にわたり形成したこと。
    ４）前記１）の要件を充足させるために、両方の軸受の中心径に差をもたせたこと。
  2. 請求項１に記載の組合せ転がり軸受において、前記２）の要件を充足させるために、前記保持器を高剛性材料により形成し、可及的に薄肉としたことを特徴とする組合せ転がり軸受。
  3. 請求項１に記載の組合せ転がり軸受において、前記２）の要件を充足させるために、標準軸受に比べ転動体の位置を軸方向外側にずらせたことを特徴とする組合せ転がり軸受。
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