JP6326726B2 - ころ軸受 - Google Patents

Description

本発明は、ころ軸受に関する。

従来、油潤滑で使用されるころ軸受においては、初期回転時や低温時に、内輪鍔部及び内輪軌道面ところとの接触部に潤滑油が補給され難く、焼き付きが発生し易いという問題があった。

そこで、特許文献１に記載の円錐ころ軸受においては、円錐ころの大端面を案内する内輪の大鍔面と、円錐ころが転動する内輪の軌道面と、の境界部分に、径方向の長さに比べて軸方向の長さが大きい扁平状の逃げ溝を設けることによって、潤滑油を逃げ溝に保持し、内輪の大鍔面と円錐ころの大端面との接触面に、徐々に供給する構成としている。これにより、円錐ころ軸受の寿命や、耐焼き付き性の向上を図っている。

また、特許文献２に記載の円錐ころ軸受においては、円錐ころの小径側端面に開口して所定深さを有する円孔からなる凹部が設けられている。凹部内には、円錐ころの公転に伴って生じる遠心力を受けた潤滑油が溜められ、軸受温度が上昇すると潤滑油が蒸発し、凹部から飛び出して軌道面や鍔面を潤滑する。このように、軸受の焼き付き防止を図っている。

特開２００６−３００１７６号公報 特開平７−２５９８６４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の円錐ころ軸受においては、逃げ溝が、周方向の全周に亘って設けられているため、内輪大鍔の有効幅が小さくなり、鍔強度もかなり小さくなる虞がある。

また、特許文献２に記載の円錐ころ軸受においては、円錐ころの小径側端面に設けられた凹部に潤滑油が貯留されるので、円錐ころの大径側端面と内輪大鍔面との接触部に潤滑油が供給され難く、内輪大鍔面を潤滑する効果が極僅かであり、上記接触部において焼き付きが発生する虞がある。

本発明は前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ころ軸受の耐焼き付き性を向上可能であると共に、内輪鍔部の強度低下を抑制可能なころ軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に、転動自在に配置される複数のころと、
を備えるころ軸受であって、
前記内輪の外周面には、前記内輪軌道面の軸方向両側に一対の内輪鍔部が形成され、
前記内輪軌道面と前記一対の内輪鍔部とを接続する一対の角部には、それぞれ周方向に
沿って内輪逃げ溝が凹設され、
前記内輪逃げ溝には、周方向に等分配され、潤滑油を貯留可能な複数の内輪油孔が形成され、
前記一対の内輪鍔部は、小径鍔部及び大径鍔部からなり、
前記大径鍔部側の前記内輪逃げ溝に形成された前記複数の内輪油孔は、延長方向が異なる二種類の内輪油孔が、周方向に交互に形成されることによって構成される
ことを特徴とするころ軸受。
（２） 前記二種類の内輪油孔の前記延長方向は、
一方が前記内輪軌道面と略平行に延びる方向であり、
他方が内周側且つ前記大径鍔部側に延びる方向である（１）に記載のころ軸受。
（３） 前記複数の内輪油孔の個数は、前記複数のころの個数以上に設定される
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載のころ軸受。
（４） 前記ころは、円錐ころ又は自動調心ころであり、
前記円錐ころ又は自動調心ころの、前記大径鍔部側の軸方向端面には、潤滑油を貯留可能なころ油孔が形成される
ことを特徴とする（１）〜（３）の何れか１つに記載のころ軸受。
（５） 複列ころ軸受又は多列ころ軸受である
ことを特徴とする（１）〜（４）の何れか１つに記載のころ軸受。

本発明のころ軸受によれば、自重によって内輪油孔に溜められた潤滑油は、内輪回転又はころ公転に伴って生じる遠心力や、自重、蒸発等によって内輪油穴から流出し、近傍の一対の内輪鍔部及び内輪軌道面ところとの接触部に流れ込む。そして潤滑油が上記接触部において油膜を形成することによって、良好な潤滑を確保することができるので、一対の内輪鍔部及び内輪軌道面の耐焼き付き性を向上させることが可能である。
特に、ころ軸受が、寒い冬季に車両や機械設備等に用いられる場合には、初期回転時に、一対の内輪鍔部及び内輪軌道面ところとの接触部に油膜を形成し易く、ある程度の軸受温度上昇まで、上記接触部に潤滑油を補給することができるので、初期回転時におけるころ軸受の焼き付き発生を防止することが可能である。
また、内輪油孔は、周方向に等分配するように形成されるので、内輪鍔部の有効幅を、内輪油孔を設けない場合と同程度に維持可能であると共に、内輪鍔部の強度低下を抑制することが可能である。

第１実施形態に係る円錐ころ軸受の部分断面図である。 第１実施形態における内輪の部分平面図である。 第２実施形態に係る自動調心ころ軸受の部分断面図である。 第２実施形態における内輪の部分平面図である。 第３実施形態に係る円筒ころ軸受の部分断面図である。 第３実施形態における内輪の部分平面図である。

以下、本発明に係るころ軸受の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態に係る円錐ころ軸受１が示されている。この円錐ころは、鉄道車両、自動車、建設機械、鉄鋼圧延機等の各種産業機器の回転軸を回転支持するために好適に用いられる。

円錐ころ軸受１は、内周面に外輪軌道面１１を有する外輪１０と、外周面に内輪軌道面２１を有する内輪２０と、外輪軌道面１１と内輪軌道面２１との間に転動自在に配置される複数の円錐ころ３０と、複数の円錐ころ３０を周方向に所定の間隔で保持する保持器４０と、を備える。

図２も参照し、内輪２０の外周面には、内輪軌道面２１の軸方向両側に一対の内輪鍔部２２、２３（小径鍔部２２及び大径鍔部２３）が形成されている。これら小径鍔部２２及び大径鍔部２３は、それぞれ円錐ころ３０の小径側端面３１及び大径側端面３２（軸方向端面）に滑り接触し、当該円錐ころ３０を軸方向に位置決めする。

また、内輪２０の外周面において、内輪軌道面２１と小径鍔部２２及び大径鍔部２３とを接続する一対の角部には、それぞれ周方向に沿って内輪逃げ溝２４、２５が凹設される。これら内輪逃げ溝２４、２５には、周方向に等分配され、潤滑油を貯留可能な円孔形状の複数の内輪油孔２６、２７が形成される。

複数の内輪油孔２６、２７は、その直径が内輪逃げ溝２４、２５の幅よりも小さく設定されると共に、その個数がそれぞれ複数の円錐ころ３０の個数以上に設定される。

また、小径鍔部２２側の内輪逃げ溝２４に形成された複数の内輪油孔２６は、内周側且つ小径鍔部２２側（図１中、左下方向）に延長するように形成される。したがって、内輪油孔２６から流出する潤滑油は、近傍の小径鍔部２２及び内輪軌道面２１と円錐ころ３０との接触部における潤滑に寄与する。

また、大径鍔部２３側の内輪逃げ溝２５に形成された複数の内輪油孔２７は、延長方向が異なる二種類の内輪油孔２７Ａ、２７Ｂが、周方向に交互に形成されることによって構成される。より具体的に、一方の内輪油孔２７Ａは、内輪軌道面２１と略平行に延びるのに対し、他方の内輪油孔２７Ｂは、内周側且つ大径鍔部２３側（図１中、右下方向）に延びる。一方の内輪油孔２７Ａから流出する潤滑油は、内輪軌道面２１と円錐ころ３０との接触部における潤滑に寄与し、他方の内輪油孔２７Ｂから流出する潤滑油は、大径鍔部２３と円錐ころ３０との接触部における潤滑に寄与するので、これら接触部における良好な潤滑が維持される。また、これら二種類の内輪油孔２７Ａ、２７Ｂを周方向に交互に形成することよって、複数の内輪油孔２７を構成するので、内輪２０の強度の低下を抑制することが可能である。

円錐ころ３０の大径側端面３２（頭部面）には、潤滑油を貯留可能な円孔形状のころ油孔３３が形成される。ころ油孔３３は、円錐ころ３０の軸心Ｃに沿って延びている。

なお、本実施形態では、内輪油孔２６、２７及びころ油孔３３は、円孔形状とされているが、特に形状は限定されず、直径、深さ等も特に限定されない。すなわち、内輪油孔２６、２７及びころ油孔３３の形状は、所望の潤滑条件を満たすように、適宜定めればよい。

以上説明したように、第１実施形態の円錐ころ軸受１によれば、自重によって内輪油孔２６、２７に溜められた潤滑油は、内輪回転又はころ公転に伴って生じる遠心力や、自重、蒸発等によって内輪油孔２６、２７から流出し、近傍の小径鍔部２２、大径鍔部２３及び内輪軌道面２１と円錐ころ３０との接触部に流れ込む。そして潤滑油が上記接触部において油膜を形成することによって、良好な潤滑を確保することができるので、小径鍔部２２、大径鍔部２３及び内輪軌道面２１の耐焼き付き性を向上させることが可能である。
特に、円錐ころ軸受１が、寒い冬季に車両や機械設備等に用いられる場合には、初期回転時に、小径鍔部２２、大径鍔部２３及び内輪軌道面２１と円錐ころ３０との接触部に油膜を形成し易く、ある程度の軸受温度上昇まで、上記接触部に潤滑油を補給することができるので、初期回転時における円錐ころ軸受１の焼き付き発生を防止することが可能である。
また、内輪油孔２６、２７は、周方向に等分配するように形成されるので、小径鍔部２２、大径鍔部２３の有効幅を、内輪油孔２６、２７を設けない場合と同程度に維持可能であると共に、小径鍔部２２、大径鍔部２３の強度低下を抑制することが可能である。

また、複数の内輪油孔２６、２７の個数は、それぞれ複数の円錐ころ３０の個数以上に設定されるので、それぞれの内輪油孔２６、２７に貯留された潤滑油が、少なくとも１つ以上の円錐ころ３０と内輪２０との接触部における潤滑に寄与し、円錐ころ軸受１の耐焼き付き性をより向上させることが可能である。

また、複数の内輪油孔２６、２７に加えて、ころ油孔３３が形成されるので、小径鍔部２２、大径鍔部２３及び内輪軌道面２１の耐焼き付き性をさらに向上させることが可能である。

大径鍔部２３側の内輪逃げ溝２５に形成された複数の内輪油孔２７は、延長方向が異なる二種類の内輪油孔２７Ａ、２７Ｂが、周方向に交互に形成されることによって構成されるので、一方の内輪油孔２７Ａから流出する潤滑油は、内輪軌道面２１と円錐ころ３０との接触部における潤滑に寄与し、他方の内輪油孔２７Ｂから流出する潤滑油は、大径鍔部２３と円錐ころ３０との接触部における潤滑に寄与するので、これら接触部における良好な潤滑を維持することが可能である。また、複数の内輪油孔２７が、単一種類の油孔によって構成される場合に比べて、内輪２０の強度の低下を抑制することが可能である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る自動調心ころ軸受１Ａについて、図３及び図４を用いて説明する。自動調心ころ軸受１Ａは、第１実施形態の円錐ころ軸受１と基本的構成を同一とするため、同一又は相当部分には同一符号を付すことによりその説明を省略する。

自動調心ころ軸受１Ａは、外輪軌道面１１と内輪軌道面２１との間に、転動自在に配置される複数の球面ころ３０Ａを有する。外輪軌道面１１及び内輪軌道面２１は、球面ころ３０Ａの外周面に対応した曲面を有する。この自動調心ころ軸受１Ａにおいても、第１実施形態の円錐ころ１と同様に、内輪油孔２６、２７及びころ油孔３３が設けられる。

このように、本実施形態の自動調心ころ軸受１Ａは、第１実施形態の円錐ころ軸受１と実質的に同一の構成を有するので、同様の効果を奏し、優れた耐焼き付き性を発揮可能である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る円筒ころ軸受１Ｂについて、図５及び図６を用いて説明する。円筒ころ軸受１Ｂは、第１及び第２実施形態の円錐ころ軸受１、自動調心ころ軸受１Ａと基本的構成を同一とするため、同一又は相当部分には同一符号を付すことによりその説明を省略する。

円筒ころ軸受１Ｂは、外輪軌道面１１と内輪軌道面２１との間に、転動自在に配置される複数の円筒ころ３０Ｂを有する。内輪２０の外周面には、内輪軌道面２１の軸方向両側に一対の内輪鍔部２８、２８が形成される。これら一対の内輪鍔部２８、２８は、それぞれ円錐ころ３０Ｂの軸方向一方側端面３４及び軸方向他方側端面３５に滑り接触し、円錐ころ３０を軸方向に位置決めする。

内輪軌道面２１と一対の内輪鍔部２８、２８とを接続する一対の角部にそれぞれ凹設された内輪逃げ溝２４、２５には、周方向に等分配され、潤滑油を貯留可能な円孔形状の複数の内輪油孔２６、２７が形成される。軸方向一方側の内輪油孔２６は、内周側且つ軸方向一方側（図５中、左下方向）に延長するように形成され、他方の内輪油孔２７は、内周側且つ軸方向他方側（図５中、右下方向）に延長するように形成される。

外輪１０の内周面には、外輪軌道面１１の軸方向他方側に外輪鍔部１２が形成される。外輪鍔部１２は、円筒ころ３０Ｂの軸方向他方側端面３５に滑り接触し、円錐ころ３０を軸方向に位置決めする。外輪軌道面１１と外輪鍔部１２とを接続する角部には、周方向に沿って外輪逃げ溝１３が形成される。外輪逃げ溝１３には、周方向に等分配され、潤滑油を貯留可能な円孔形状の複数の外輪油孔１４が形成される。

以上説明したように、本実施形態の円筒ころ軸受１Ｂによれば、複数の内輪油孔２６、２７に加えて、複数の外輪油孔１４が形成されるので、円筒ころ軸受１Ｂの耐焼き付き性をさらに向上させることが可能である。

また、複数の外輪油孔１４の個数は、複数の円錐ころ３０の個数以上に設定されるので、外輪油孔１４に貯留された潤滑油が、少なくとも１つ以上の円錐ころ３０と外輪１０及び内輪２０との接触部における潤滑に寄与し、円錐ころ軸受１の耐焼き付き性をより向上させることが可能である。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良などが可能である。

例えば、上述の実施形態においては単列のころ軸受を示したが、本発明は複列ころ軸受や多列ころ軸受にも適用可能であり、ラジアル軸受やスラスト軸受にも適用可能である。

１ 円錐ころ軸受（ころ軸受）
１Ａ 自動調心ころ軸受（ころ軸受）
１Ｂ 円筒ころ軸受（ころ軸受）
１０ 外輪
１１ 外輪軌道面
１２ 外輪鍔部
１３ 外輪逃げ溝
１４ 外輪油孔
２０ 内輪
２１ 内輪軌道面
２２ 小径鍔部（内輪鍔部）
２３ 大径鍔部（内輪鍔部）
２４、２５ 内輪逃げ溝
２６、２７ 内輪油孔
２８ 内輪鍔部
３０ 円錐ころ（ころ）
３０Ａ 球面ころ（ころ）
３０Ｂ 円筒ころ（ころ）
３１ 小径側端面
３２ 大径側端面（軸方向端面）
３３ ころ油孔
３４ 軸方向一方側端面
３５ 軸方向他方側端面
４０ 保持器
Ｃ 軸心

Claims (5)

1. 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
   外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
   前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に、転動自在に配置される複数のころと、
   を備えるころ軸受であって、
   前記内輪の外周面には、前記内輪軌道面の軸方向両側に一対の内輪鍔部が形成され、
   前記内輪軌道面と前記一対の内輪鍔部とを接続する一対の角部には、それぞれ周方向に沿って内輪逃げ溝が凹設され、
   前記内輪逃げ溝には、周方向に等分配され、潤滑油を貯留可能な複数の内輪油孔が形成され、
   前記一対の内輪鍔部は、小径鍔部及び大径鍔部からなり、
   前記大径鍔部側の前記内輪逃げ溝に形成された前記複数の内輪油孔は、延長方向が異なる二種類の内輪油孔が、周方向に交互に形成されることによって構成される
   ことを特徴とするころ軸受。
2. 前記二種類の内輪油孔の前記延長方向は、
   一方が前記内輪軌道面と略平行に延びる方向であり、
   他方が内周側且つ前記大径鍔部側に延びる方向である請求項１に記載のころ軸受。
3. 前記複数の内輪油孔の個数は、前記複数のころの個数以上に設定される
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のころ軸受。
4. 前記ころは、円錐ころ又は自動調心ころであり、
   前記円錐ころ又は自動調心ころの、前記大径鍔部側の軸方向端面には、潤滑油を貯留可能なころ油孔が形成される
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のころ軸受。
5. 複列ころ軸受又は多列ころ軸受である
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のころ軸受。

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