JP4211504B2 - 転がり軸受の潤滑構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速回転に用いられる転がり軸受の潤滑構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
転がり軸受は、潤滑油を供給することで軸受自身の潤滑と冷却を行うようになっている。転がり軸受に潤滑剤を供給する一般的な方式として、ジェット噴射方式や内輪給油方式が知られている。図4は、従来の転がり軸受の潤滑構造を説明する図であり、(a)はジェット噴射方式、(b)は内輪給油方式を示している。この図において、転がり軸受22は、内輪22aと、外輪22bと、内輪22aと外輪22bとの間に介装された複数の転動体22cと、転動体22cを保持する保持器22dとを備えている。
【0003】
図4(a)のジェット噴射方式は、ジェットノズル25から潤滑油21を軸受の内輪22a側に向けて噴射するようにしたものである。このような潤滑構造では、軸受を潤滑した後の潤滑油21は、図中矢印で示すように、軸受を通過して軸受室内に溜まり、図示しない排油ポンプによって外部に排出されるようになっている。しかしながら、このようなジェット噴射方式の潤滑構造では、潤滑油21が軸受の保持器22dの側面に当たって跳ね返ってしまい、また、その跳ね返りによってさらに供給が阻害されることとなり、潤滑油を軸受内部に円滑に供給することができないという問題がある。
【0004】
一方、図4(b)の内輪給油方式は、転がり軸受の内輪22aに半径方向に貫通する潤滑油孔23と、その回転軸が転がり軸受の回転軸上に位置しその遠心力の作用により潤滑油21を貯留する油溜り部26と、油溜り部26と潤滑油孔23とを連通する潤滑油供給路24とが設けられ、油溜り部26に貯留される潤滑油21を軸受22の回転に伴って回転させ、これによる潤滑油の遠心力により給油圧を発生させ、潤滑油供給路24と潤滑油孔23を介して潤滑油21を軸受内部に供給するようにしたものである。この内輪給油方式によれば、軸受内部に潤滑油を直接供給することができるので、上述したジェット噴射方式による潤滑構造に比べ潤滑油を円滑に供給することができる。なお、このような内輪給油方式に関する技術については、下記特許文献1に開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−165178号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した内輪給油方式の潤滑手段によっても、油溜り部26と潤滑油21の回転速度に差があるため、遠心力による給油圧を十分に得ることができず、このため、給油量を十分に得ることができない場合があるという問題があった。また、油溜り部と潤滑油との回転速度の差も明らかでないことから、給油量を見積もることが困難で、潤滑油量の予測精度が低いという問題があった。
【0007】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の第1の目的は、油溜り部と潤滑油との回転速度の差を少なくして遠心力による給油圧を十分に得ることにより給油量を増加させて軸受の冷却効果を高めることにある。また、本発明の第2の目的は、給油量の見積もりを容易にし潤滑油量の予測精度を向上させることができる軸受給油構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、転がり軸受の内輪に半径方向に貫通する潤滑油孔と、その回転軸が前記転がり軸受の回転軸上に位置しその遠心力の作用により潤滑油を貯留する油溜り部と、該油溜り部と前記潤滑油孔とを連通する潤滑油供給路とが設けられ、遠心力の作用により発生する給油圧により、前記油溜り部の潤滑油を、前記潤滑油供給路と前記潤滑油孔を介して転がり軸受内部に供給する転がり軸受の潤滑構造であって、
前記油溜り部の内部に、潤滑油を前記油溜り部の回転に追従するように強制的に回転させるためのフィン部材が形成されており、前記油溜り部は、軸を中心に周方向に延びる環状の空間を形成しており、前記フィン部材は、該フィン部材の半径方向外側端部と、前記油溜り部の半径方向外側の内周面との間に隙間が形成されるように、前記油溜り部の内部に配置されているか、又は、前記フィン部材の軸方向の一端部のみが油溜り部の内面に連結されている、ことを特徴とする転がり軸受の潤滑構造が提供される。
【0009】
本発明のこのような構成によれば、油溜り部の内部に形成されるフィン部材により、油溜り部の内部の潤滑油を油溜り部の回転に追従させて回転させることができるので、油溜り部の回転速度と潤滑油の回転速度との差を少なくすることができる。従って、潤滑油に発生する遠心力が増大し、潤滑油量を増大させ軸受の冷却効果を高めることができる。
【0010】
また、前記フィン部材は、半径方向及び軸方向に延びていることが好ましい。
【0011】
このように構成することにより、潤滑油を回転させる強制力を増大させ油溜り部の回転数と潤滑油の回転数との差を効果的に少なくすることができる。これにより、潤滑油量を増大させ軸受の冷却効果を確実に高めることができる。また、油溜り部の回転速度に応じて潤滑油の遠心力が増大し給油量が決定されるので、給油量の見積もりが容易になり潤滑油量の予測精度を向上させることができる。
【0012】
また、前記フィン部材は、周方向に複数配設けられることが好ましい。
【0013】
フィン部材を周方向に複数設けることにより、潤滑油を回転させる強制力をさらに増大させ油溜り部の回転数と潤滑油の回転数との差を一層効果的に少なくすることができる。これにより、潤滑油量をさらに増大させ軸受の冷却効果をより確実に高めることができ、潤滑油量の予測精度もより向上する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0015】
図1は、本発明に係る軸受給油構造の実施形態を示す図である。図中5は転がり軸受であり、内輪2aと、外輪2bと、内外輪2a、2b間に介装された複数の玉2cと、玉2cを保持する保持器2dとを有している。内輪2aの径方向内側には潤滑油1を収容する油溜り部6が設けられており、この油溜り部6は、軸7を中心に周方向に延びる環状の空間を形成している。内輪2aには半径方向に貫通する潤滑油孔3が周方向に複数形成され、これに対応して油溜り部6と潤滑油孔3とを連通する潤滑油供給路4が形成されている。
【0016】
また、油溜り部6の内面には軸方向及び半径方向に延びる板状体のフィン部材8が形成されている。本実施形態では、このフィン部材8は、油溜り部6内部に周方向にわたって4枚設けられている。
【0017】
この構成により、図中矢印方向から供給される潤滑油1は油溜り部6に流入すると、油溜り部6の回転に伴って回転する。このとき、潤滑油1はフィン部材8により強制的に回転させられるので、油溜り部6の回転速度と潤滑油1の回転速度との差をほぼなくすことができる。すなわち、潤滑油1はフィン部材8により強制的に回転させられることにより、油溜り部6の回転速度とほぼ同じ速度にまで加速され、これにより遠心力による給油圧が十分発生し、十分な給油量を得ることができる。なお、このことは、後述する試験により確認されている。従って、軸受の潤滑状態を改善でき、軸受の冷却効果を高めることができる。また、油溜り部の回転速度に応じて潤滑油の遠心力が増大し給油量が決定されるので、給油量の見積もりが容易になり潤滑油量の予測精度を向上させることができる。
【0018】
なお、本実施形態では、フィン部材8は、その軸方向の一端部のみが油溜り部6の内面に接合されているが、これに限定されるものではなく、例えば、軸方向の前後端(図で左右端)や、軸7側の端部(図で下端)を接合するなど、油溜り部6の形状や寸法等により適宜接合位置を設定することが好ましい。また、フィン部材の数についても4枚に限定されるものではなく、形状についても方形に限定されるものではなく、油溜り部6の形状や寸法により適宜決定される。
【0019】
【実施例】
本発明の軸受給油構造の効果を確認するため、以下の試験を実施した。
【0020】
図2は、本発明の実施例における転がり軸受の潤滑構造を示す図である、(b)は(a)におけるX−X断面図である。本実施例に係る軸受は舶用過給機に用いられるものであり、図中10は軸、11は4点接触玉軸受、12はアンギュラ玉軸受、13は円筒形状をなす中空の回転カップ、14は円板部材であり、回転カップ13、円板部材14及び軸10の軸端ナット30により囲まれる空間により油溜り部15が形成される。16、17は潤滑油を軸受内部に供給する潤滑油孔であり、軸受11、12の内輪の半径方向に貫通して周方向に複数設けられている。18は油溜り部15と給油穴16、17とを連通し、油溜り部15からの潤滑油を流通させる潤滑油供給路である。潤滑油供給路18は、円板部材14を貫通する流路18aと、軸受11、12に対応する部分の流路18bとから構成され、流路18aは軸10に対して傾斜して形成されており、油溜り部15側の一端は、流路18bに接続される他端よりも軸10の中心軸から離れた位置で油溜り部15に開口している。
【0021】
20は厚さ0.1mmの板状体のフィン部材であり、軸端ナット30の外面に軸方向及び半径方向に延びるように立設されている。また、図2(b)に示すように、このフィン部材20はスポット溶接により周方向に4つ取り付けられている。
【0022】
図中の矢印方向から供給される潤滑油1は油溜り部15内に流入し、回転するフィン部材20により強制的に回転させられる。強制的に回転させられる潤滑油1は、その遠心力により油溜り部15の半径方向外側から溜まっていき、その油面が軸受11、13の内輪よりも内側になると遠心力により給油圧が発生し、潤滑油供給路18と潤滑油孔16、17を介して軸受11、12の内部に潤滑油が供給され、潤滑が行われる。
【0023】
図3は、本発明の実施例による試験結果を示したものであり、横軸に軸10の回転数、縦軸に軸受11、12内部に流入する潤滑油量をとったものである。図中Aは理論計算値、Bはフィン部材20を取り付けなかった場合、Cはフィン部材20を取り付けた場合を示す。
【0024】
この図から明らかなように、フィン部材20を取り付けた場合の給油量は、フィン部材20を取り付けなかった場合の給油量に比べ約1.5倍となった。これにより、潤滑油1がフィン部材20により油溜り部15とほぼ同じ速度にまで加速され、遠心力による給油圧が十分発生し、十分な給油量を得られることが実証された。従って、軸受の潤滑状態を従来に比して大幅に改善でき、軸受の冷却効果を高めることができ、また、油溜り部の回転速度に応じて潤滑油の遠心力が増大し給油量が決定されるので、給油量の見積もりが容易になり潤滑油量の予測精度を向上させることができる。
【0025】
なお、本発明の軸受給油構造は、上述した実施形態及び実施例のような玉軸受の給油構造に限定されず、ころ軸受の給油構造に適用することも可能であり、また、その他の高速回転機械に適用することも可能であり、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軸受の給油装置によれば次のような優れた効果を享受できる。
(1)油溜り部の内部にフィン部材を設けることにより、潤滑油の回転速度は油溜り部の回転速度とほぼ同じ速度まで強制的に加速されることで、遠心力による給油圧が十分に発生し、十分な給油量を得ることができる。このため、軸受の潤滑状態を改善でき、軸受の冷却効果を高めることができる。
(2)油溜り部の内部の潤滑油の回転速度が油溜り部の回転速度と同じになるので、潤滑油の圧力の上昇を見積もることができ、潤滑油量の予測精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す図である。
【図2】本発明の実施例を示す図である。
【図3】本発明の試験結果の一例を示す図である。
【図4】従来の転がり軸受の潤滑構造を示す図である。
【符号の説明】
1 潤滑油
2 転がり軸受
2a 内輪
2b 外輪
2c 玉
2d 保持器
3 潤滑油孔
4 潤滑油供給路
6 油溜り部
7 軸
8 フィン部材
Claims (3)
- 転がり軸受の内輪に半径方向に貫通する潤滑油孔と、その回転軸が前記転がり軸受の回転軸上に位置しその遠心力の作用により潤滑油を貯留する油溜り部と、該油溜り部と前記潤滑油孔とを連通する潤滑油供給路とが設けられ、遠心力の作用により発生する給油圧により、前記油溜り部の潤滑油を、前記潤滑油供給路と前記潤滑油孔を介して転がり軸受内部に供給する転がり軸受の潤滑構造であって、
前記油溜り部の内部に、潤滑油を前記油溜り部の回転に追従するように強制的に回転させるためのフィン部材が形成されており、
前記油溜り部は、軸を中心に周方向に延びる環状の空間を形成しており、
前記フィン部材は、該フィン部材の半径方向外側端部と、前記油溜り部の半径方向外側の内周面との間に隙間が形成されるように、前記油溜り部の内部に配置されているか、又は、前記フィン部材の軸方向の一端部のみが油溜り部の内面に連結されている、ことを特徴とする転がり軸受の潤滑構造。 - 前記フィン部材は、半径方向及び軸方向に延びている、ことを特徴とする請求項1に記載の転がり軸受の潤滑構造。
- 前記フィン部材は、周方向に複数設けられる、ことを特徴とする請求項2に記載の転がり軸受の潤滑構造。
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JP2538801Y2 (ja) | 軸受の潤滑装置 |
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