JP5874171B2 - Combined angular contact ball bearing - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受に関し、特にポンプに適用される組合せアンギュラ玉軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly to a combination angular contact ball bearing applied to a pump.
流体の移送等に用いられるポンプに用いられる転がり軸受としては、近年、寿命と保守期間を長くするために高負荷容量型のアンギュラ玉軸受が使用されている。図6は、アンギュラ玉軸受が使用されるポンプに作用する各荷重を示す説明図である。図6に示されるポンプ101において、軸方向一端に羽根車104が取り付けられた軸102は、深溝玉軸受107と、アンギュラ玉軸受111,121からなる背面合わせの組合せアンギュラ玉軸受110と、によって、ハウジング(簡略化のため図示を省略する)に対して回転自在に支持されている。軸102の自重Fwを支持するため、深溝玉軸受107にはラジアル荷重Fr1が、組合せアンギュラ玉軸受110にはラジアル荷重Fr2が作用している。
In recent years, high load capacity angular contact ball bearings have been used as rolling bearings used in pumps used for fluid transfer and the like in order to extend the life and maintenance period. FIG. 6 is an explanatory view showing each load acting on a pump in which the angular ball bearing is used. In the
不図示のモータを駆動すると、軸102と共に羽根車104が回転し、流体が移送される。このとき、羽根車104には遠心力Friがかかり、また、移送される流体の反作用として軸102にはアキシャル荷重Faがかかる。図6に示されるように、アキシャル荷重Faが図中左方向へとかかる場合、アキシャル荷重Faは組合せアンギュラ玉軸受110の一方のアンギュラ玉軸受111により支承され、他方のアンギュラ玉軸受121によっては支承されない。
When a motor (not shown) is driven, the
ここで、アンギュラ玉軸受111,121は軸方向に予圧を与えられているが、アキシャル荷重Faが大きい場合には、アキシャル荷重Faを支承しないアンギュラ玉軸受121の予圧が抜けてしまうことがある。アンギュラ玉軸受121の予圧が抜けてしまうと、アンギュラ玉軸受121の転がり接触部の面圧が低下する。このとき、アンギュラ玉軸受121の保持器が転動体案内方式である場合には、保持器自体の重量により拘束された玉と内輪との間ですべりが発生し、アンギュラ玉軸受121の内輪が空転するおそれがあり、また、玉、保持器、軌道輪に損傷が発生するおそれもある。
Here, the
このような問題に鑑み、従来、複列の玉を保持する単一の保持器を備えた複列アンギュラ玉軸受を用い、アキシャル荷重を支承しない側の玉についても単一の保持器によりアキシャル荷重を支承する側の玉と同様に公転させることにより、内輪と転動体との間のすべりを抑制することが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In view of such problems, conventionally, a double row angular contact ball bearing having a single retainer for retaining double rows of balls is used, and the axial load is also applied to the ball on the side not supporting the axial load by a single retainer. It is known that the sliding between the inner ring and the rolling element is suppressed by revolving in the same manner as the ball on the side that supports the bearing (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載された複列アンギュラ玉軸受は、組立、製造が困難であるという問題がある。また、特許文献1に記載された単一の保持器を組合せアンギュラ玉軸受に適用しようとしても、回転の位相を合わせることが困難であり、また移送中の振動等により保持器が外れてしまうおそれもある。 However, the double row angular contact ball bearing described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to assemble and manufacture. Further, even if the single cage described in Patent Document 1 is applied to the combined angular contact ball bearing, it is difficult to adjust the phase of rotation, and the cage may come off due to vibration during transfer or the like. There is also.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アキシャル荷重を支承しないアンギュラ玉軸受の内輪と転動体との間のすべりを抑制可能な組合せアンギュラ玉軸受を提供することである。 This invention is made | formed in view of the said situation, and is providing the combination angular contact ball bearing which can suppress the slip between the inner ring | wheel of an angular contact ball bearing which does not support an axial load, and a rolling element.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 内径面に外輪軌道を有する外輪と、
外径面に内輪軌道を有する内輪と、
前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配置される複数の転動体と、
前記転動体を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、
をそれぞれ備える第1及び第2のアンギュラ玉軸受を軸方向に隣接して組み合わせた組合せアンギュラ玉軸受であって、
前記第1のアンギュラ玉軸受はアキシャル荷重を支承し、前記第2のアンギュラ玉軸受は前記アキシャル荷重を支承せず、
少なくとも前記第2のアンギュラ玉軸受の前記保持器が内輪案内方式であり、
前記第2のアンギュラ玉軸受の前記保持器の内径面と、前記第2のアンギュラ玉軸受の前記内輪の外径面と、の少なくともいずれかに、一方向へ配列する凹部が形成されることを特徴とする組合せアンギュラ玉軸受。
(2) 前記凹部は、軸方向又は周方向に形成されることを特徴とする上記(1)に記載の組合せアンギュラ玉軸受。
(3) 前記凹部は、円形状又は楕円形状であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の組合せアンギュラ玉軸受。
(4) 前記第2のアンギュラ玉軸受の前記転動体が、セラミックにより形成されることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の組合せアンギュラ玉軸受。
(5) ポンプに適用されることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の組合せアンギュラ玉軸受。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) an outer ring having an outer ring raceway on the inner diameter surface;
An inner ring having an inner ring raceway on the outer diameter surface;
A plurality of rolling elements which are arranged to freely roll between the inner ring raceway and the outer ring raceway,
A holder for holding the rolling elements at a predetermined interval in the circumferential direction;
A combination angular contact ball bearing in which the first and second angular contact ball bearings each including
The first angular ball bearing bears an axial load, the second angular ball bearing does not bear the axial load,
At least the cage of the second angular ball bearing is an inner ring guide system;
A recess arranged in one direction is formed in at least one of the inner diameter surface of the cage of the second angular ball bearing and the outer diameter surface of the inner ring of the second angular ball bearing. Characteristic combination angular contact ball bearing.
(2) The combination angular contact ball bearing according to (1), wherein the recess is formed in an axial direction or a circumferential direction.
(3) The combination angular contact ball bearing according to (1) or (2), wherein the concave portion is circular or elliptical.
(4 ) The combined angular contact ball bearing according to any one of (1) to ( 3 ), wherein the rolling element of the second angular contact ball bearing is formed of ceramic.
( 5 ) The combined angular contact ball bearing according to any one of (1) to ( 4 ) above, which is applied to a pump.
本発明の組合せアンギュラ玉軸受によれば、アキシャル荷重を支承しないアンギュラ玉軸受の保持器が内輪案内方式であるため、内輪の回転により保持器および転動体が駆動され、内輪と転動体との間のすべりを抑制することができる。 According to the combination angular contact ball bearing of the present invention, since the cage of the angular ball bearing that does not support the axial load is an inner ring guide system, the cage and the rolling element are driven by the rotation of the inner ring, and the gap between the inner ring and the rolling element is increased. Slip can be suppressed.
以下、本発明に係る組合せアンギュラ玉軸受の一実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、図3(D),(F),(G)、図4(D),(F),(G)、及び図5(C),(D),(E)は本発明の前提となる参考例である。 Hereinafter, an embodiment of a combination angular contact ball bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 3 (D), (F), (G), FIGS. 4 (D), (F), (G) and FIGS. 5 (C), (D), (E) are the premise of the present invention. This is a reference example.
図1は、本実施形態にかかる組合せアンギュラ玉軸受が適用されたポンプの断面図である。ポンプ1において、軸方向一端に羽根車4が取り付けられた軸2は、深溝玉軸受7と、第1のアンギュラ玉軸受11および第2のアンギュラ玉軸受21からなる組合せアンギュラ玉軸受10と、によって、ハウジング3に対して回転自在に支持されている。第1のアンギュラ玉軸受11および第2のアンギュラ玉軸受21は、背面合わせにされると共に、軸方向に締め付けられることにより予圧されている。このような組合せアンギュラ玉軸受10を用いて軸2を支持することにより、羽根車4の高精度な位置決めが実現でき、ポンプ1の効率を向上することができる。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a pump to which a combination angular contact ball bearing according to the present embodiment is applied. In the pump 1, the
図2は、図1のポンプ1に使用されている組合せアンギュラ玉軸受10の拡大図を示す。図2に示されるように、組合せアンギュラ玉軸受10は、第1のアンギュラ玉軸受11と、第2のアンギュラ玉軸受21と、からなる。 FIG. 2 shows an enlarged view of the combined angular ball bearing 10 used in the pump 1 of FIG. As shown in FIG. 2, the combined angular ball bearing 10 includes a first angular ball bearing 11 and a second angular ball bearing 21.
第1のアンギュラ玉軸受11は、内径面12aに外輪軌道12bを有する外輪12と、内径面13aに内輪軌道13bを有する内輪13と、外輪軌道12bと内輪軌道13bとの間に転動自在に配置される複数の玉15と、玉15をそれぞれ収容する複数のポケット14bを有する保持器14と、を備える。第1のアンギュラ玉軸受11の保持器14は、転動体案内方式の保持器であり、軸2および内輪13の回転により回転する玉15により駆動されて回転する。
The first angular ball bearing 11 is rollable between an
第2のアンギュラ玉軸受21は、内径面22aに外輪軌道22bを有する外輪22と、外径面23aに内輪軌道23bを有する内輪23と、外輪軌道22bと内輪軌道23bとの間に転動自在に配置される複数の玉25と、玉25をそれぞれ収容する複数のポケット24bを有する保持器24と、を備える。第2のアンギュラ玉軸受21の保持器24は、内輪案内方式の保持器であり、軸2の回転により回転する内輪23により駆動されて回転する。
The second angular ball bearing 21 is rollable between an
ポンプ1において、軸2に連結された不図示のモータを駆動すると、軸2と共に羽根車4が回転し、流体がハウジング3の吸入側5から排出側6へと圧送される。このとき、反作用として、軸2には図中左方向へと向うアキシャル荷重Fa(図2参照)が加わる。このアキシャル荷重Faは、軸2を通して、第1のアンギュラ玉軸受11の内輪13に伝達される。このように、アキシャル荷重Faは、組合せアンギュラ玉軸受10の第1のアンギュラ玉軸受11により全て支承され、第2のアンギュラ玉軸受21によっては支承されない。
When a motor (not shown) connected to the
アキシャル荷重Faが過大になると、第2のアンギュラ玉軸受21にかけられている予圧が抜け、第2のアンギュラ玉軸受21の玉25と外輪軌道22bおよび内輪軌道23bとの間の転がり接触部の面圧が低下する。ここで、前述したように、第2のアンギュラ玉軸受21の保持器24は内輪案内方式の保持器であるため、軸2の回転により回転する内輪23により保持器24が駆動されて回転する。保持器24の回転により保持器24のポケット24aに収容されている玉25も駆動されるので、内輪23、保持器24および玉25がスムーズに回転し、内輪23と玉25との間のすべりを抑制することができる。
When the axial load Fa becomes excessive, the preload applied to the second angular ball bearing 21 is released, and the surface of the rolling contact portion between the
また、本実施形態の組合せアンギュラ玉軸受10において、第2のアンギュラ玉軸受21の保持器内径面24bを案内する内輪外径面23aには、周方向にわたって凸部31が形成されている。この凸部31によって、内輪23の駆動力が保持器24へと良好に伝達される。凸部31は、溝加工(切削加工)によって複数の凹部32を形成することにより設けられる。溝加工により形成される凹部32の形状は、軸方向に延びる直線状の溝形状(図4(A))や、軸方向に対して斜めに延びる直線状の溝形状(図4(B)(C))、軸方向に対して斜めに延びる格子溝形状(図4(D))、周方向に延びる直線状の溝形状(図4(E))、周方向に延びる波線状の溝形状(図4(F))、周方向に延びる格子溝形状(図4(G))など、種々の形状であってよい。第2のアンギュラ玉軸受21の内輪外径面23aにおいて、凹部32が形成されない部分が凸部31となり、凸部31によって内輪23の回転駆動力が保持器24へと良好に伝達される。
Further, in the combined angular
また、第2のアンギュラ玉軸受21の玉25は、セラミックにより形成されている。これにより玉25が軽量となっているので、保持器24の回転による駆動力が玉25に良好に伝達される。このため、内輪23、保持器24および玉25がスムーズに回転し、内輪23と玉25との間のすべりを抑制することができる。また、玉25がセラミックにより形成されていることにより玉25の硬度が向上するため、玉25の損傷を防止することができ、第2のアンギュラ玉軸受21の寿命を向上することができる。
The
このように、本実施形態の組合せアンギュラ玉軸受10においては、アキシャル荷重を支承する第1のアンギュラ玉軸受11の保持器14が転動体案内方式であると共に、アキシャル荷重を支承しない第2のアンギュラ玉軸受21の保持器24が内輪案内方式であり、第2のアンギュラ玉軸受21の保持器24を案内する内輪外径面23aに凸部31が形成されている。また、第2のアンギュラ玉軸受21の玉25は、セラミックにより形成されている。これにより、第1のアンギュラ玉軸受11にかかるアキシャル荷重が大きく、第2のアンギュラ玉軸受21の予圧が抜けてしまう場合でも、第2のアンギュラ玉軸受21の内輪23の回転による駆動力が保持器24に良好に伝達され、内輪23、保持器24および玉25がスムーズに回転し、内輪23と玉25との間のすべりを抑制することができる。また、これらの構成により、組合せアンギュラ玉軸受10の寿命を向上し、保守期間を延長することができる。
Thus, in the combination angular
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、変更、改良等が適宜可能である。例えば、凸部31は、第2のアンギュラ玉軸受21の内輪外径面23aの周方向にわたって、ローレット加工によって複数の凹部32を形成することにより設けられてもよい。ローレット加工により形成される凹部32の形状は、軸方向に延びる直線状の溝形状(図4(A))や、軸方向に対して斜めに延びる直線状の溝形状(図4(B)(C))、軸方向に対して斜めに延びる格子溝形状(図4(D))、周方向に延びる直線状の溝形状(図4(E))、周方向に延びる波線状の溝形状(図4(F))、周方向に延びる格子溝形状(図4(G))など、種々の形状であってよい。第2のアンギュラ玉軸受21の内輪外径面23aにおいて、凹部32が形成されない部分が凸部31となり、凸部31によって内輪23の回転駆動力が保持器24へと良好に伝達される。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like can be appropriately made. For example, the
また、凸部31は、第2のアンギュラ玉軸受21の内輪外径面23aの周方向にわたって、ディンプル加工によって複数の凹部32を形成することにより設けられてもよい。ディンプル加工により形成される凹部32の形状は、周方向に長い楕円形状(図5(A))や、軸方向に長い楕円形状(図5(B))、円形状(図5(C))、軸方向に対して斜め方向に長い楕円形状(図5(D)(E))など、種々の形状であってよい。また、複数の凹部32は、軸方向に並べる数を周方向で等しくして配置してもよく(図5(B)(D))、軸方向に並べる数を周方向で変えて配置してもよい(図5(A)(C)(E))。第2のアンギュラ玉軸受21の内輪外径面23aにおいて、凹部32が形成されない部分が凸部31となり、凸部31によって内輪23の回転駆動力が保持器24へと良好に伝達される。
Moreover, the
尚、前述した実施形態では、凸部31は第2のアンギュラ玉軸受21の内輪外径面23aに形成されていたが、第2のアンギュラ玉軸受21の保持器内径面24bに形成されてもよく、またはその両方に形成されていてもよい。また、前述した実施形態では、背面合わせの組合せアンギュラ玉軸受21について説明したが、同軸上に離れて配置された複数のアンギュラ玉軸受を用いてもよい。また、前述した実施形態では、アキシャル荷重を支承するアキシャル玉軸受に転動体案内方式の保持器を適用しているが、内輪案内方式など他の保持器を適用してもよい。アキシャル荷重を支承しないアキシャル玉軸受に内輪案内方式の保持器を適用することにより、アキシャル荷重を支承しないアキシャル玉軸受の予圧が抜ける場合であっても、内輪と玉との間のすべりを抑制することが可能となる。
In the above-described embodiment, the
本発明の組合せアンギュラ玉軸受は、ポンプ等に好適に利用可能である。 The combined angular contact ball bearing of the present invention can be suitably used for a pump or the like.
1 ポンプ
10 組合せアンギュラ玉軸受
11 第1のアンギュラ玉軸受
14 保持器
21 第2のアンギュラ玉軸受
23a 内輪外径面
24 保持器
25 玉
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
外径面に内輪軌道を有する内輪と、
前記内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に配置される複数の転動体と、
前記転動体を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、
をそれぞれ備える第1及び第2のアンギュラ玉軸受を軸方向に隣接して組み合わせた組合せアンギュラ玉軸受であって、
前記第1のアンギュラ玉軸受はアキシャル荷重を支承し、前記第2のアンギュラ玉軸受は前記アキシャル荷重を支承せず、
少なくとも前記第2のアンギュラ玉軸受の前記保持器が内輪案内方式であり、
前記第2のアンギュラ玉軸受の前記保持器の内径面と、前記第2のアンギュラ玉軸受の前記内輪の外径面と、の少なくともいずれかに、一方向へ配列する凹部が形成されることを特徴とする組合せアンギュラ玉軸受。 An outer ring having an outer ring raceway on the inner diameter surface;
An inner ring having an inner ring raceway on the outer diameter surface;
A plurality of rolling elements which are arranged to freely roll between the inner ring raceway and the outer ring raceway,
A holder for holding the rolling elements at a predetermined interval in the circumferential direction;
A combination angular contact ball bearing in which the first and second angular contact ball bearings each including
The first angular ball bearing bears an axial load, the second angular ball bearing does not bear the axial load,
At least the cage of the second angular ball bearing is an inner ring guide system;
A recess arranged in one direction is formed in at least one of the inner diameter surface of the cage of the second angular ball bearing and the outer diameter surface of the inner ring of the second angular ball bearing. Characteristic combination angular contact ball bearing.
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