JPH0656517U - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】製作費を高くする事なく、優れた信頼性、耐久
性を有する構造を得る。 【構成】外輪２は内周面に外輪軌道１を有する。内輪４
は外周面に内輪軌道３を有する。上記外輪２の内周面と
内輪４の外周面との間に回転自在に設けた保持器６は、
円周方向に亙って複数のポケット５ａ、５ｂを有する。
ポケット５ａ、５ｂの数を転動体７、７の数よりも多く
し、内側に転動体７、７を保持していないポケット５
ｂ、５ｂを１つ置きに設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る転がり軸受は、ガスタービンやジェットエンジン等の高速回転 機械の回転軸を支承する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】

回転軸を支承する為に従来から、図５〜６に示す様な転がり軸受が広く使用さ れている。この転がり軸受は、内周面に外輪軌道１を有する外輪２と、外周面に 内輪軌道３を有する内輪４と、円周方向に亙って複数のポケット５、５を有し、 上記外輪２の内周面と内輪４の外周面との間に回転自在に設けられた保持器６と 、この保持器６のポケット５、５内に保持された状態で、上記外輪軌道１と内輪 軌道３との間に転動自在に設けられた複数の転動体７、７とを備えている。従来 の転がり軸受の場合には、ポケット５、５の数と転動体７、７の数とを一致させ 、上記各ポケット５、５内に、それぞれ１個ずつの転動体７、７を設けている。

【０００３】 この様な転がり軸受を、ガスタービンやジェットエンジン等の高速回転機械に 組み付ける場合、外輪２をハウジングに固定し、内輪４を回転軸に外嵌して、内 輪４を回転させる状態で使用する。

【０００４】 ところで、上述の様な高速回転機械の運転時には、運転中の或る時間領域、若 しくは全時間領域に亙って、内輪４に加わる荷重が小さく、所謂軽荷重で運転さ れるのが一般的である。この様に、転がり軸受が軽荷重で運転されると、各転動 体７、７の転動面と、外輪軌道１及び内輪軌道３との接触圧が小さくなって、内 輪４が回転しても転動体７、７が転動しない場合が生じる。この結果、各転動体 ７、７の転動面が上記外輪軌道１及び内輪軌道３に対して滑る、所謂スキッディ ングが発生する。

【０００５】 この様なスキッディングが著しくなると、当該滑り面にスキッディング損傷と 呼ばれる摩耗が発生し、転がり軸受の寿命を著しく縮めてしまう。この為に従来 から、次の〜の様な対策を施して、上記スキッディング摩耗を防止していた 。

【０００６】 外輪軌道と内輪軌道との間で一部の転動体を加圧する、所謂予圧構造にする。 この為に、外輪を楕円形等、非円形に形成し、この外輪を弾性変形させて円形に した状態で転動体を組み付ける。

【０００７】 転がり軸受の構成各部材の間に負のラジアル隙間を設ける。即ち、外輪と内輪 とを同心に配置した場合に、外輪軌道と内輪軌道との間に形成される環状の隙間 の厚さ寸法（ラジアル方向に亙る寸法）を、転動体の直径よりも僅かに小さくし て、各部材を弾性変形させつつ、転がり軸受を組み立てる。或は一部の転動体（ ころ）を中空円筒状に形成し、この中空円筒状の転動体を弾性的に圧縮させつつ 、外輪と内輪との間に組み付ける。

【０００８】 保持器を内輪案内とする。即ち、保持器の内周面と内輪の外周面とを近接させ て、内輪の回転と共に保持器が回転する様にし、この保持器に保持された転動体 の転動を促す。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の転がり軸受は、製作費を高くする事なく、優れた信頼性、耐久性を有 する構造を得る事を目的としている。

【００１０】 スキッディングを防止する為の従来構造の内、上記は、予圧の設定が微妙で 、予圧が過大になると、軌道面や転動面に早期に剥離が生じたり、或は焼き付き を生じ易くなる。この為、極めて高精度の加工が必要になり、転がり軸受の製作 費を高くしてしまう。

【００１１】 又、は、ラジアル隙間の設定範囲が上記の場合よりも微妙で、やはり剥離 や焼き付きを防止する為には極めて高精度の加工が必要になり、製作費が嵩んで しまう。更に、中空の転動体を使用した場合には、この転動体の内径面の疲労が 転動面の疲労よりも著しくなり、この転動体が他の構成部材よりも早期に破損し 易く、転がり軸受の寿命を縮めてしまう。

【００１２】 更に、は、特に高精度の加工が必要ない代わりに、必ずしも十分な効果を得 られない。又、潤滑油供給の為の給油システム上の制約から、保持器の内輪案内 自体、採用出来ない場合が多い。

【００１３】 本考案の転がり軸受は、上述の様な事情に鑑みて考案されたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案の転がり軸受は、前述した従来の転がり軸受と同様に、内周面に外輪軌 道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、円周方向に亙って複数の ポケットを有し、上記外輪の内周面と内輪の外周面との間に回転自在に設けられ た保持器と、この保持器のポケット内に保持された状態で、上記外輪軌道と内輪 軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備えている。

【００１５】 特に、本考案の転がり軸受に於いては、上記保持器のポケットの数を上記転動 体の数よりも多くする事で、内側に転動体を保持していないポケットを設けた事 を特徴としている。

【００１６】

【作用】

上述の様に構成される本考案の転がり軸受により、例えばハウジングの内側に 回転軸を支承する際の作用自体は、従来の転がり軸受の場合と同様である。特に 、本考案の転がり軸受の場合には、次の(1) 〜(3) に示す様な、従来構造では得 られない作用効果を発揮する。

【００１７】 (1)転動体の数が減少し、慣性質量の減少、転がり抵抗の減少等に起因して回転 抵抗力が減少し、更に転動体１個に加わる荷重が増大する。この結果、各転動体 が十分に転動する事なく滑りながら内輪の周囲を回る、所謂公転滑りを生じにく くなる。

【００１８】 (2)転動体の数が減少する事で、転がり軸受内部での発熱量が減少する。この結 果、負のラジアル隙間に対する許容焼き付き限界が上昇し、多少の負のラジアル 隙間で転がり軸受を運転しても、焼き付きを生じにくくなる。

【００１９】 (3)総てのポケットに転動体を保持した場合に比べて、転動体の数が少ない分だ け繰り返し応力の数が減少し、軽荷重で運転した場合には寿命が延びる。

【００２０】

【実施例】

図１〜２は本考案の実施例を示している。この転がり軸受は、前述した従来の 転がり軸受と同様に、内周面に外輪軌道１を有する外輪２と、外周面に内輪軌道 ３を有する内輪４と、円周方向に亙って複数（図示の例では１２個）のポケット ５ａ、５ｂを有し、上記外輪２の内周面と内輪４の外周面との間に回転自在に設 けられた保持器６と、この保持器６のポケット５ａ、５ａ内に保持された状態で 、上記外輪軌道１と内輪軌道３との間に転動自在に設けられた複数の転動体７、 ７とを備えている。

【００２１】 特に、本考案の転がり軸受に於いては、上記各ポケット５ａ、５ｂの総てに転 動体７、７を保持せず、１つ置きのポケット５ａ、５ａに、それぞれ転動体７、 ７を保持している。即ち、ポケット５ａ、５ｂが１２個存在するのに対して、転 動体７、７は半分の６個だけ設け、転動体７、７を保持したポケット５ａと転動 体を保持していないポケット５ｂ、５ｂとを交互に配置している。

【００２２】 上述の様に構成される本考案の転がり軸受により、例えばハウジングの内側に 回転軸を支承する際の作用自体は、従来の転がり軸受の場合と同様である。特に 、本考案の転がり軸受の場合には、次の(1) 〜(5) に示す様な、従来構造、更に は、単に保持器６のポケットを減少させただけの構造では得られない作用効果を 発揮する。

【００２３】 (1)転動体７、７の数が減少し、慣性質量の減少、転がり抵抗の減少等に起因し て回転抵抗力が減少し、更に転動体７、７の１個当たりに加わる荷重が増大する 。この結果、各転動体７、７の転動面と外輪軌道１及び内輪軌道３との間に作用 する転がり摩擦力が十分になり、各転動体７、７が十分に転動する事なく滑りな がら内輪４の周囲を回る、所謂公転滑りを生じにくくなる。

【００２４】 例えば本考案者の試算によると、転動体７、７の数が１６個の場合に、保持器 ６の公転滑り率（実際の保持器の公転速度／全く滑りが発生しなかったと仮定し た場合の保持器の公転速度）とラジアル荷重との関係が図３の曲線ａで示す様に 変化するのに対して、転動体７、７の数が半分の８個の場合には、上記公転滑り 率が同図の曲線ｂで示す様に変化する。尚、試算の条件として、内輪４の内径は ４５mm、外輪２の外径は７５mm、転動体７、７の長さは８mm、直径は８mmとした 。

【００２５】 (2)転動体７、７の数が減少する事で、各部材２、４、７の弾性変形に起因する 発熱、並びに潤滑油の撹拌に起因する発熱が減少し、転がり軸受内部での発熱量 が減少する。この結果、負のラジアル隙間に対する許容焼き付き限界が上昇し、 多少の負のラジアル隙間で転がり軸受を運転しても、焼き付きを生じにくくなる 。

【００２６】 (3)総てのポケット５ａ、５ｂに転動体７、７を保持した場合に比べて、転動体 ７、７の数が少ない分だけ繰り返し応力の数が減少し、軽荷重で運転した場合に は、ラジアル隙間によっては寿命が延びる。

【００２７】 例えば本考案者の試算によると、転動体７、７の数が１６個の場合に、転がり 軸受の寿命とラジアル隙間との関係が図４の破線イで示す様に変化するのに対し て、転動体７、７の数が半分の８個の場合には、上記寿命が同図の実線ロで示す 様に変化する。尚、試算の条件として、内輪４の内径は４５mm、外輪２の外径は ７５mm、転動体７、７の長さは８mm、直径は８mm、ラジアル荷重は２０kgf とし た。

【００２８】 又、転動体７、７の数を減らすのに、保持器６中に転動体７、７を保持してい ないポケット５ｂ、５ｂを存在させている為、単に保持器６に設けるポケットの 数を減らした場合に比べて、次の(4) 〜(5) の様な作用効果を得られる。

【００２９】 (4)この保持器６の内周側に存在し、保持器６や転動体７、７が回転する事に対 する抵抗や発熱の原因となる潤滑油が、転動体７、７を保持していないポケット ５ｂ、５ｂを通じて保持器６の外周側に円滑に送られ、速やかに転がり軸受外に 排出される。この結果、上記 (1)での公転滑りの減少や、上記 (2)での発熱の減 少に寄与する。

【００３０】 (5)転動体７、７を保持していないポケット５ｂ、５ｂを存在させる分だけ、保 持器６の重量が減少し、慣性質量の低減による公転滑りの減少を図れる。この効 果は、特に内輪４の回転速度が急激に変化する場合に顕著である。

【００３１】

【考案の効果】

本考案の転がり軸受は、以上に述べた通り構成され作用する為、製作費を高く する事なく、優れた信頼性、耐久性を有する構造を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図。

【図２】図１の拡大Ａ−Ａ断面図。

【図３】ラジアル荷重と公転滑り率との関係を示す線
図。

【図４】転がり軸受の寿命とラジアル隙間との関係を示
す線図。

【図５】従来の転がり軸受の１例を示す断面図。

【図６】図５の拡大Ｂ−Ｂ断面図。

【符号の説明】

１ 外輪軌道 ２ 外輪 ３ 内輪軌道 ４ 内輪 ５、５ａ、５ｂ ポケット ６ 保持器 ７ 転動体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周
   面に内輪軌道を有する内輪と、円周方向に亙って複数の
   ポケットを有し、上記外輪の内周面と内輪の外周面との
   間に回転自在に設けられた保持器と、この保持器のポケ
   ット内に保持された状態で、上記外輪軌道と内輪軌道と
   の間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備えた転
   がり軸受に於いて、上記保持器のポケットの数を上記転
   動体の数よりも多くする事で、内側に転動体を保持して
   いないポケットを設けた事を特徴とする転がり軸受。