JP6861407B1 - bearing - Google Patents
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Abstract
【課題】球体や円柱体等の転がりを利用するベアリングは、可動(回転)部品からなる構造物であり、回転部品と回転部品を支える周辺部品とに接触があれば摩擦力が働く。摩擦力は熱エネルギーとして散逸することから、回転エネルギーロスとなる。従い、ベアリングに要求されるのは、エネルギーロス(摩擦力)を小さくすることであるので、転動体どうしの接触を抑制してエネルギーロスをより少なくする方法を提供する。【解決手段】外輪1、内輪2および球体や円柱体のような負荷を負担する転動体3をAとし、隣のA間に別種の転動体4をBとして1個あるいは複数個配置し、BとAとの接触は許容するが、Bと内輪あるいは外輪との接触を禁じることを特徴とするベアリング。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing utilizing rolling of a sphere or a cylinder, which is a structure composed of movable (rotating) parts, and a frictional force acts when the rotating parts and peripheral parts supporting the rotating parts are in contact with each other. Since the frictional force is dissipated as heat energy, it becomes a rotational energy loss. Therefore, since what is required of the bearing is to reduce the energy loss (friction force), a method of suppressing the contact between the rolling elements and reducing the energy loss is provided. SOLUTION: An outer ring 1, an inner ring 2 and a rolling element 3 that bears a load such as a sphere or a cylinder are designated as A, and one or a plurality of rolling bodies 4 of different types are arranged as B between adjacent A's, and B A bearing characterized in that contact between A and A is permitted, but contact between B and the inner ring or outer ring is prohibited. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、軸受けに関する。 The present invention relates to bearings.
球体や円柱体等の転がりを利用する軸受け(以下ベアリング)は、機械装置部品として各所に用いられている。ベアリングは可動(回転)部品からなる構造物であり、回転部品同志や回転部品を支える周辺部品に接触があれば摩擦力が働く。摩擦力は熱エネルギーとして散逸することから、回転エネルギーロスとなる。従い、ベアリングに要求されるのは、エネルギーロス(摩擦力)を小さくすることである。ベアリングの構造は、複数の球体などの転動体が内輪、外輪に挟まれて収納されており、さらにこの転動体同志が接触しないように保持器が備えられている。この構造において、保持器と転動体との接触もエネルギーロスを生むことから、保持器なしのベアリングが考案されている(文献1)。また、ベアリングとは要求機能は異なるが、ボールねじにおいても転動体が使用されることから、転動体(ボール)間の接触を避ける必要があり、接触による摩擦を抑制する方法が考案されている(文献2)。
文献1の方法は保持器を取り除いたことによる転動体同士の接触を、局所において転動体の動きに減速・加速を付与し、転動体間に距離を付与して避ける方法である。この方法では、局所部近傍では、確実に転動体間隔を保持できるが、局所部近傍以外の領域では転動体間隔を制御あるいは保持する手段を有しないため、あらゆる状況下において転動体間隔を確実に保持できる保証はない。
文献2はボールねじに関するものである。ボールねじはベアリングとは異なるが、球体の転動体を用いるベアリングと、転動体間の接触による摩擦力を減らしたい点で共通する。ベアリングもボールねじも転動体は全て同方向に回転するため転動体同志が接触すると、互いの回転を阻害するように作用し、ベアリングあるいはボールねじの性能低下に結び付く。そこで文献2では、隣り合う転動体(Aとする)間にAより幾分半径の小さい新たな転動体(Bとする)を配置し、Bがボールねじ溝およびナットねじ溝に接触しなければ、Bは両隣のAに挟まれ接触していてもBの接触面回転方向は両隣のAと同じ方向になるので摩擦は起こらないあるいは非常に小さいとしている。
The method of
文献2では、Bがねじ溝あるいはナットねじ溝と接触しないようにする方法が記載されていない。単にBを配置するだけでは、Bはねじ溝に接触する。文献2の方法をベアリングに応用するには、転動体Bが内輪あるいは外輪に接触しない(三点接触をしない)ように保持できなければならない。保持ができれば、ベアリングの大きな性能向上に結び付く。
転動体Bが内輪あるいは外輪に接触しないように保持する実施例を以下に示す。
図1は円柱体をBとした例である。B両端はベアリング側壁に設けた溝に沿って滑動する。この点では、Bが側壁に接触しているため三点接触にはなるが、側壁への接触面積を極力小さく(点接触)することにより摩擦力は下げられる。転動体Aがローラーの場合に適切である。Aがボールの場合は内外輪にボール滑動の溝を設けるのが一般であり、ボールの軸方向移動は抑制されるので、Bとして当該円柱体を使用しても良いが、図2のようにB外周にAと接する溝をもうけると軸方向荷重に対する耐力を上げることができる。図3はBとして球体を用いる方法であるが、球体に軸を通しベアリング側壁溝に沿って滑動させる。この方法は、Aとの接触点が1点のみであることから、Aの転動は良い。図4は2個の球体をあたかも団子の串刺し様にして、Aを両サイド方向から支える方法である。図5は図4を一体化したものである。図6は図2あるいは図5を2組ペアとし、Aと4点で接する方法である。図6、図7はローラーBあるいはボールBの保持器でありAとAの間に配置する。図1〜5は、ベアリング側壁を必要とするが、図6、7は2組のBペアを金具等で保持する。AがBを保持する形になるが、A、B間での回転方向は同じであり、互いの回転の抑制は起こらない。
なお、図6、図7の保持器の代わりに、上記のベアリング側壁に設けた二条の溝を使うこともできる。
An example of holding the rolling element B so as not to come into contact with the inner ring or the outer ring is shown below.
FIG. 1 is an example in which the cylindrical body is B. Both ends of B slide along the groove provided on the side wall of the bearing. At this point, since B is in contact with the side wall, it becomes a three-point contact, but the frictional force can be reduced by making the contact area with the side wall as small as possible (point contact). Suitable when the rolling element A is a roller. When A is a ball, it is common to provide a groove for ball sliding on the inner and outer rings, and the axial movement of the ball is suppressed. Therefore, the columnar body may be used as B, but as shown in FIG. By making a groove in contact with A on the outer circumference of B, the yield strength against axial load can be increased. FIG. 3 shows a method in which a sphere is used as B, and the shaft is passed through the sphere and slid along the bearing side wall groove. In this method, since there is only one contact point with A, the rolling of A is good. FIG. 4 shows a method in which A is supported from both sides by making two spheres as if they were skewered dumplings. FIG. 5 is an integrated version of FIG. FIG. 6 shows a method in which FIG. 2 or FIG. 5 is paired with two pairs and is in contact with A at four points. 6 and 7 are cages for rollers B or balls B, which are arranged between A and A. 1 to 5 require a bearing side wall, while FIGS. 6 and 7 hold two sets of B pairs with metal fittings or the like. A holds B, but the direction of rotation is the same between A and B, and mutual rotation is not suppressed.
Instead of the cages shown in FIGS. 6 and 7, the two grooves provided on the side wall of the bearing can also be used.
回転を伴う機械装置には、必ずベアリングが使用される。ベアリングのエネルギーロスを少しでも少なくする努力は、使用されるベアリングの多さを考えれば、トータルでは膨大なエネルギーロスの抑制となる。使用エネルギーの抑制はあらゆる産業の目標でもある。またエネルギー消費は環境問題とも密接であり、産業上の消費エネルギーの削減は喫緊の課題である。 Bearings are always used for rotating machinery. Efforts to reduce the energy loss of bearings as much as possible will result in a total reduction of enormous energy loss, considering the large number of bearings used. Controlling energy consumption is also a goal of every industry. Energy consumption is also closely related to environmental issues, and reducing industrial energy consumption is an urgent issue.
1 ベアリング外輪
2 ベアリング内輪
3 転動体A(負荷負担)
4 転動体B(AとAの接触防止)
5 保持器
6 ガイド溝付き側壁
1 Bearing outer ring
2 Bearing inner ring
3 Rolling body A (load burden)
4 Rolling element B (preventing contact between A and A)
5
Claims (1)
In the space created between the rolling element A that bears the load such as a sphere or a cylinder, the outer ring and the inner ring that hold the rolling element A from both sides in the radial direction, and the rolling element A and the adjacent rolling element A, the rolling element. Although contact with A is allowed , from the pair of rolling elements B1 and B2 arranged with the closest part of the rolling element A and the adjacent rolling element A sandwiched in the radial direction so as not to come into contact with the outer ring and the inner ring. Bearings characterized by being made.
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