JPH0712132A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
焼き付いたりする事を防止し、信頼性、耐久性の高い転
がり軸受を得る。 【構成】案内面10aを蒲鉾状の凸面とする。この結
果、保持器6が傾斜した場合にも、案内面10aと被案
内面11aとの間に、エッヂロードに基づいて過大な面
圧が加わらず、油膜12の破断防止を図れる。
Description
ガスタービン、ジェットエンジン等の高速回転機械の回
転支持部分を構成する為に利用する。
図5〜6に示す様な転がり軸受が広く使用されている。
これら図5〜6に記載した転がり軸受は何れも、外周面
に内輪軌道1を有する内輪2と、内周面に外輪軌道3を
有する外輪4と、上記内輪軌道1と外輪軌道3との間に
転動自在に設けられた複数個の転動体5と、この複数個
の転動体5を保持した状態で、上記内輪軌道1と外輪軌
道3との間に回転自在に設けられた保持器6とを備えて
いる。
と呼ばれるもので、合成樹脂又は金属により全体が円環
状に形成されている。この様な保持器6には、それぞれ
の内側に上記転動体5を転動自在に保持するポケット1
4を、円周方向に亙って複数個設けている。
5として玉を使用し、内輪2を二分割構造とすると共
に、保持器6の内周面両端部に設けた被案内面7、7
と、内輪2の外周面両端部で上記内輪軌道1から外れた
部分に設けた案内面8、8とを近接させたものである。
又、図6に示した第2例の構造は、転動体5としてころ
を使用し、内輪2の軸方向両端部内周面に鍔9、9を形
成して、両鍔9、9の間に上記転動体5を配置すると共
に、保持器6の外周面両端部に設けた被案内面7a、7
aと、外輪4の外周面両端部で上記外輪軌道3から外れ
た部分に設けた案内面8a、8aとを近接させたもので
ある。従来これら各被案内面7、7a及び各案内面8、
8aは、母線形状が直線である円筒面としていた。
動体5の転動に伴って、上記内輪2と外輪4との相対回
転を自在とする。例えば、外輪4を固定し、内輪2を回
転させる場合には、上記複数の転動体5は、上記内輪2
の周囲を自転しつつ公転する。この際に上記保持器6
は、上記案内面8、8aによって被案内面7、7aを案
内されつつ、上記転動体5の公転速度(上記内輪2の回
転速度の半分程度)と同じ速度で、上記内輪2の周囲を
回転する。
被案内面7、7aと上記各案内面8、8aとの間には滑
り摩擦が生じる。そこで、転がり軸受潤滑用の潤滑油の
一部を、上記各被案内面7、7aと上記各案内面8、8
aとの間に導いて、これら両面7、7a、8、8a同士
の間に油膜を形成し、転がり軸受使用時の摩擦抵抗の低
減を図ると共に、上記各面7、7a、8、8aの摩耗防
止を図っている。
構成され作用する転がり軸受に於いては、従来次に述べ
る様な解決すべき点があった。即ち、保持器6の重心位
置と回転中心位置とが完全に一致する事は稀であり、多
くの場合にはこれら両位置同士が僅かにずれている。
又、転がり軸受の運転時には内輪2、外輪4、保持器6
等の構成各部材の温度が、摩擦熱等に起因して上昇する
が、温度上昇が各部で不均一になる事が多い。
り軸受の作用時には、保持器6に加わる遠心力や熱膨張
差に起因し、図7〜8に誇張して示す様に保持器6が内
輪2及び外輪4に対し傾斜して、被案内面7、7aと案
内面8、8aとが非平行になる場合がある。この際に保
持器6は、内輪2の周囲でぶれる様な不均一な回転運動
をする。尚、各図は、前記各被案内面7、7aと各案内
面8、8aとが最も近付いた部分の断面を示している。
従って、図示しない直径方向反対位置でこれら各面7、
7a、8、8a同士の間隔は、図示の状態よりも大きく
なっている。
各被案内面7、7a及び各案内面8、8aを、母線形状
が直線である円筒面としていた為、これら被案内面7、
7aと案内面8、8aとが非平行になると、被案内面
7、7aの片端縁のみが案内面8、8aと当接し、当接
部に所謂エッヂロードが加わる。この様なエッヂロード
に基づく当接圧の過度の上昇により、当接部に存在する
油膜が破断し、上記被案内面7、7aと案内面8、8a
とが、油膜を介する事なく直接接触して、当接部に摩耗
や焼き付き等の不具合が生じ易くなる。本発明の転がり
軸受は、この様な不都合を解消すべく考えたものであ
る。
前述した従来の転がり軸受と同様に、外周面に内輪軌道
を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、円
周方向に亙って複数のポケットを有し、上記内輪軌道と
外輪軌道との間に回転自在に設けられた保持器と、上記
ポケット内に転動自在に保持された状態で上記内輪軌道
と外輪軌道とに当接する複数の転動体とを備えている。
そして、上記保持器の一方の周面を被案内面とし、上記
内輪の外周面と上記外輪の内周面との内の一方の周面の
一部でこの一方の周面に形成された軌道から外れた部分
を案内面としている。
記被案内面と案内面との内の少なくとも一方の面を、軸
方向に亙る母線形状が滑らかに湾曲している凸面とした
事を特徴としている。
合、運転時に保持器が傾斜しても、被案内面の端縁が案
内面に当接する事がなくなる。即ち、被案内面と案内面
との一方又は双方が滑らかな凸面である為、保持器が傾
斜した場合でもこの凸面が相手面と当接する事で、上記
端縁が相手面と当接する事を防止する。この結果、被案
内面と案内面との間に存在する油膜が破れにくくなっ
て、これら両面の摩耗及び焼き付き防止が図られる。
するが、本発明の特徴は被案内面又は案内面の形状に特
徴があり、その他の構成及び作用は前述した従来構造と
同様である。よって、従来構造と同等部分には同一符号
を付して重複する説明を省略し、以下、本発明の特徴部
分に就いて説明する。
外輪4の軸方向両端部内周面に形成した鍔9の内周面に
設けた案内面10aは、軸方向に亙る母線形状が滑らか
に湾曲し軸方向中央部が最も突出した(案内面10aの
軸方向中央部の内径が最も小さくなった)、蒲鉾状凸面
としている。そして、この案内面10aと、保持器6の
両端部外周面に設けた被案内面11aとを近接させてい
る。
の(1)式により求める。この(1)式中、θは保持器
6の最大傾斜角度、即ち、保持器6が最も傾斜した状態
でこの保持器6の中心軸と内輪2及び外輪4の中心軸と
がなす角度である。又、Lは上記案内面10aによる保
持器6の案内幅、即ち、鍔9の内端縁と保持器6の外端
縁との距離である。尚、図1は、保持器6の傾斜角度と
案内面10aの湾曲とを誇張して表している。 R=L/2・sinθ−−−(1)
の場合、運転時に保持器6が傾斜しても、被案内面11
aの中間部が案内面10aに対し、この案内面10aの
接線方向に当接する。即ち、上記被案内面11aの端縁
が上記案内面10aに当接する事がなくなる。この結
果、従来構造の様にエッヂロードが発生する事がなくな
り、上記被案内面11aと案内面10aとの当接圧を低
く維持できる。そして、これら両面11a、10a間に
存在する油膜12が破れにくくなって、これら両面の摩
耗及び焼き付き防止を確実に図れる。
上記(1)式で求められる値よりも大きくすると、保持
器6が大きく傾斜した場合に、この保持器6の端縁が上
記案内面10aに当接する可能性が生じる。反対に、上
記曲率半径Rを上記(1)式で求められる値よりもあま
り小さくすると、案内面10aと被案内面11aとの当
接圧が大きくなり過ぎる。即ち、上記曲率半径Rが上記
(1)式で求められる値から何れの方向にずれた場合で
も、上記油膜12が破れる可能性が大きくなる為、好ま
しくない。
いる。本実施例の場合、1対の半片13a、13bを組
み合わせる事で内輪2を構成する内輪二分割構造に、本
発明を適用した例を示している。各半片13a、13b
の外半部外周面に形成した案内面10b、10bはそれ
ぞれ、軸方向に亙る母線形状が滑らかに湾曲し軸方向中
央部が最も突出した(案内面10bの軸方向中央部の外
径が最も大きくなった)、蒲鉾状凸面としている。
て上記両半片13a、13bの熱膨張量に差が生じ、保
持器6が傾斜しても、上記各案内面10b、10bの一
部が各被案内面11b、11bに対して、各案内面10
b、10bの接線方向に接し、上記各被案内面11b、
11bの端縁が上記各案内面10b、10bに当接する
事がなくなる。この結果、従来構造の様にエッヂロード
が発生する事がなくなり、上記各被案内面11b、11
bと各案内面10b、10bとの当接圧を低く維持し、
これら両面11b、10b間に存在する油膜12を破れ
にくくして、これら両面11b、10bの摩耗及び焼き
付き防止を確実に図れる。
bを組み合わせた内輪2を使用した場合には、これら両
半片13a、13bの間に△Tだけ温度差を生じると、
両半片13a、13bの外周面に形成した案内面10
b、10bの半径が、次の(2)式で表される△dだけ
異なる。 △d=α・D0 ・△T/2−−−(2) 尚、αは両半片13a、13bを構成する材料の線膨張
係数、D0 は常温時に於ける上記各案内面10b、10
bの直径である。
器6は次の(3)式で表される角度θだけ傾斜したま
ま、内輪2の周囲で回転する。尚、この(3)式中でW
は、左右1対の被案内面11b、11bと案内面10
b、10bとの当接部同士の距離である。 θ=tan-1 (△d/W)−−−(3)
b、10bの直径D0 を150mm、上記当接部同士の距
離Wを20mm、構成材料の線膨張係数αを12.5×1
0-6(1/℃)とした場合には、 θ=tan-1 (12.5×10-6×150/2 ×80/20)≒0.21
5(度) となる。従って、前記各案内面10b、10bの軸方向
に亙る母線形状の曲率半径R1 の最適値は、保持器6の
案内幅を6mmとすれば、前記(1)式より次の様に求ら
れる。 R=6/2・ sin0.215 °≒800(mm)
いる。本実施例の場合、外輪4の両端部内周面に形成し
た1対の鍔9aの内周面を案内面10cとし、保持器6
の両端部外周面を被案内面11cとしている。そして、
この被案内面11cを、蒲鉾状の凸面としている。本実
施例の場合も、転がり軸受の使用時に保持器6が傾斜し
ても、上記案内面10cと被案内面11cとの当接圧が
過大とならず、両面10c、11c間の油膜12の破断
を防止して、これら両面10c、11cの摩耗及び焼き
付き防止を図れる。
いる。本実施例の場合、内輪2の両端部外周面に設けた
案内面10d、10dと、保持器6の両端部内周面に設
けた被案内面11d、11dとを、何れも蒲鉾状の凸面
としている。本実施例の場合も、転がり軸受の使用時に
保持器6が傾斜しても、上記案内面10dと被案内面1
1dとの当接圧が過大とならず、両面10d、11d間
の油膜12の破断を防止して、これら両面10d、11
dの摩耗及び焼き付き防止を図れる。尚、本実施例の場
合、上記各面10d、11dそれぞれの曲率半径は、一
方の面のみを凸面とする場合に比べて大きく(平坦面に
近く)する。
は被案内面を構成する凸面の軸方向に亙る母線形状は、
途中で曲率が変化しない単一円弧に限定される事はな
い。例えば、凸面の外端寄り部分の曲率半径を小さくす
る事により、何らかの原因で保持器6の傾斜角度が異常
に大きくなった場合にも、各面にエッヂロードが加わる
事を確実に防止する事もできる。
り構成され作用するが、案内面及び被案内面の摩耗並び
に焼き付き防止を確実に図れる為、転がり軸受並びにこ
の転がり軸受を組み込んだ機械装置の耐久性及び信頼性
の向上を図れる。
当する部分断面図。
当する部分断面図。
Claims (1)
- 【請求項1】 外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周
面に外輪軌道を有する外輪と、円周方向に亙って複数の
ポケットを有し、上記内輪軌道と外輪軌道との間に回転
自在に設けられた保持器と、上記ポケット内に転動自在
に保持された状態で上記内輪軌道と外輪軌道とに当接す
る複数の転動体とを備え、上記保持器の一方の周面を被
案内面とし、上記内輪の外周面と上記外輪の内周面との
内の一方の周面の一部でこの一方の周面に形成された軌
道から外れた部分を案内面とした転がり軸受に於いて、
上記被案内面と案内面との内の少なくとも一方の面を、
軸方向に亙る母線形状が滑らかに湾曲している凸面とし
た事を特徴とする転がり軸受。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP17851993A Expired - Fee Related JP3480000B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 転がり軸受 |
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