JPH08200379A

JPH08200379A - 軸受装置

Info

Publication number: JPH08200379A
Application number: JP7008605A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ishihara; 憲志石原; Hidetoshi Kanzaki; 英俊神嵜; Kazuyoshi Ogi; 一佳扇; Takao Sato; 孝夫佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1996-08-06
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: JP3415951B2

Abstract

(57)【要約】【目的】軸受装置で軸受内に保持されるグリースが
減少して早期に劣化する欠点を補い、グリースの定期的
な補給間隔を延長できる回転電機の軸受装置を提供す
る。【構成】回転電機の軸受装置で、外油切りと内油切
りのグリースポケットの軸受側開口部に、堰を設けてグ
リースを充填することにより、回転電機の運転経過と共
にグリースポケットのグリースから分離した油分が、外
油切りと内油切りのグリースポケットの軸受側開口部に
堰に沿って軸受外輪内径から軸受内へ流れ込み、軸受の
潤滑に寄与することによりグリースの補給間隔を延長す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は回転電機等に用いられ
るグリース補給タイプの軸受装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転電機の軸受装置の一例として
図５に示すように構成されたものがある。図５におい
て、１は軸、２は軸１に圧入された軸受、３は軸受２を
組込んだ軸受箱（ハウジング）、４は軸受２に充填ある
いは補給されたグリースの飛散を防止するために軸受の
外側に設けた外油切り、５は外油切り４と同様に軸受２
の内側に設けた内油切りである。内油切り５の内部空間
はグリースポケット５ａで半径方向に複数のセクター５
ｂを設けている。

【０００３】６は軸受箱３の外部から補給されたグリー
スが軸受２へ供給されるように軸受箱３に設けたグリー
スの通路である。７はグリース排出口、８は軸受箱３の
外部からグリースを補給するためのグリースニップル、
なお８ａはグリースニップル８と軸受箱３のグリース通
路６をつなぐ誘導管である。

【０００４】以上のような構造の軸受装置では、予め組
立時に軸受２と内油切り５のグリースポケット５ａおよ
び軸受箱３に設けたグリースの通路６にはグリースを充
填している。この状態で軸受装置を所定の回転数で運転
すると、軸受２内の余剰グリースは、軸受２の外側に設
けた外油切り４に飛散付着するものと、軸受２の外側下
部にある排出口７へ落下するものがあるため、軸受２内
に残った（付着した）少量のグリースで潤滑されること
になる。一般的にはこのままの状態で運転を継続する
と、軸受２内に残って潤滑に寄与しているグリースの劣
化が進みグリースの寿命に到達する。

【０００５】また、内油切り５のグリースポケット５ａ
に充填したグリースは、直接軸受装置の潤滑に寄与しな
いが軸受２の発熱等の影響を受け、グリースから分離し
た油分が軸受２内に流れ込み潤滑に寄与して軸受２内の
グリース寿命の延長に効果があると期待される。しか
し、実際には図６に示すように軸受メーカのカタログは
軸受２の内輪２ａおよび外輪２ｂの側面に接する軸１お
よび軸受箱３の肩の高さｈが、取外し工具などが当てら
れるような高さとするため軸受２の内輪２ａおよび外輪
２ｂの側面の厚さより小さく、軸受２の面取部分ｒと干
渉しないための最小寸法が表示されている。

【０００６】従って図５において、内油切り５の中心か
ら上側で分離した油分は、軸受２の内輪２ａ側に入ろう
とするが、内輪２ａの外径に比べ内油切り５のグリース
ポケット５ａの内周部５ｃ外径が低く、軸受２の回転に
よる遠心力で跳ね飛ばされる。さらに内油切り５の中心
から下側で分離した油分は、軸受２の外輪２ｂ側に入ろ
うとするが、内油切り５のグリースポケット５ａの外周
部５ｄ内径が、軸受２の外輪２ｂ内径が低いため軸受２
内に入り難く、内油切り５のグリースポケット５ａに充
填したグリースから、分離した油分ｆが軸受２内のグリ
ース寿命延長に十分活用されていなかった。

【０００７】一般に軸受２内のグリースが劣化寿命に到
達する前に新しいグリースをグリースガン（図示してい
ない）でグリースニップル８から補給する。グリースニ
ップル８から補給されたグリースは、軸受箱３に設けた
グリースの通路６を通って軸受２の内側に設けた内油切
り５を経て軸受２に流込み、軸受２内の劣化したグリー
スを押出し、入替って新しいグリースが軸受２の潤滑に
寄与することになる。この新しいグリースも軸受装置の
運転を継続することにより、時間と共に劣化が進み寿命
に至るので、その前に新しいグリースを補給するという
作業が定期的に繰返される。

【０００８】このように新しいグリースを補給する間隔
は、軸受構造・運転条件等に左右されるが、軸受装置の
メンテナンスフリーの観点から補給間隔の延長が期待さ
れている。このような観点から、グリースの補給期間の
延長についていろいろな試みが行われている。

【０００９】例えば、実開昭５４−１０１２３５号で
は、機械の発熱等により周囲温度に比べ高くなる部分に
補給用グリースを溜めたタンクを密着して設け、該グリ
ースタンクの底部に細い目の網を設け、高温のため流動
状になって網の目を通ったグリースをパイプおよび軸受
ハウジング内に設けた油道を通して、軸受転動部に補給
用として、供給する方法が提案されている。この供給法
は、周囲温度より高くなる部分にグリースタンクを設け
ても、一般的にタンク内のグリース温度は５０℃程度と
想定され、グリースタンクに接続したパイプやハウジン
グ内の油道を通過する流動性がないため、グリースを送
り出すための外力（例えば吐出ポンプ）が必要である。
また仮にタンクが１００℃前後の高温になりグリースか
ら分離した油がパイプやハウジング内の油道を通過して
流れ込み軸受の潤滑に寄与するとしても、タンクに新し
いグリースを補充するときにはタンク内に残っている油
分の減少したグリースを取り除く必要があるなどの不具
合があり、この方法ではグリース取換え作業等の増加が
考えられ補給間隔延長に十分な効果が期待できないのが
実情である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の軸
受装置では、軸受２内のグリースは軸受２の回転による
遠心力で軸受２の外へ飛散するため軸受２に付着してい
るグリースが少なく、回転機器の運転によるグリースの
劣化が早くなり短い間隔で新しいグリースを補給する必
要があるという不具合を有していた。

【００１１】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、軸受装置で軸受内に保持されるグリースが減少
して早期に劣化する欠点を補い、グリースの定期的な補
給間隔を延長できる回転電機の軸受装置を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の回転電機の軸受
装置は、軸受箱内の軸方向外側・内側に設けた外油切り
・内油切りに、グリースが軸方向内周側から軸受へ直接
流れ込むことを抑制する堰を設けて、外油切り・内油切
りのグリースポケットのグリースから分離した油分が堰
に沿って外油切り・内油切りの下部に流れ軸受内部に流
れ込むことにより、軸受内グリースと一緒になって潤滑
剤の劣化寿命を延長することにより軸受の潤滑に寄与す
るところに特徴を有するものである。

【００１３】

【作用】一般にグリースは基油（６０〜９５％）、増ち
ょう剤（５〜４０％）と数％の添加剤で構成され、増ち
ょう剤と分離した油分（基油）が軸受の転がり面や滑り
部分に薄い油膜を形成して、金属接触を防いで軸受の潤
滑に寄与している。

【００１４】グリースの基油と増ちょう剤の分離は、軸
受の回転による転がり面での剪断、遠心力、発熱による
温度上昇等により生じる。上記手段によれば、外油切り
・内油切りのグリースポケットに充填されたグリース軸
受の温度上昇により油の分離が生じて軸受内へ流れ込み
軸受の潤滑に寄与して寿命を延長する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例を示す軸受装置
の断面図、図２は図１の外油切りをＡ−Ａ断面から見た
図（矢視図）、図３は図１の内油切りをＢ−Ｂ断面から
見た図（矢視図）、図４は他の実施例で図２と同じく外
油切りをＡ−Ａ断面から見た図（矢視図）、図５は従来
の実施例を示す軸受装置の断面図、図６は軸受の取付関
係寸法を示す図。

【００１６】ここでは図５と異なる点を主として説明す
る。図１に示すように、軸１１に軸受１２を圧入して軸
受箱１３に組込み、軸受１２の外側に外油切り１４、内
側に内油切り１５を設け、注入したグリースが軸受箱１
３のグリース通路１６を通り軸受１２の潤滑に寄与した
後、外油切り１４に設けたグリース排出口１７から排出
する構成は従来例と同じである。

【００１７】軸受箱１３に設ける外油切り１４には、軸
受１２に接する側に開口部を持つグリースポケット１
８、グリースポケット１８の下部に接続したグリース排
出口１７、グリースポケット１８を円周方向に分離する
複数個のセクター１８ａ、グリースポケット１８の内周
部外径１８ｂより、グリースポケット１８の開口側ボス
部の端部１８ｃの全周を大きくした堰１８ｄを設ける。
堰１８ｄの上部約半周は円形に、下部約半周は台形状１
８ｅに構成し、台形状１８ｄ底辺の長さ（軸に直角方
向）はグリース排出口１７のグリースポケット１８側開
口部長さ（軸に直角方向）より大とする。

【００１８】グリース排出口１７のグリースポケット１
８側開口部は、グリースポケット１８の内側に突起を設
けた構成としている。内油切り１５には、軸受１２に接
する側に開口部を持つグリースポケット１９、このグリ
ースポケット１９を円周方向に分離する複数個のセクタ
ー１９ａ、グリースポケット１９の外周部の外径１９ｂ
より、グリースポケット１９の開口側ボス部の端部１９
ｃの全周を大きくした堰１９ｄを設ける。

【００１９】内油切り１５にはグリースポケット１９の
外側にグリース通路１６に対応する位置に切欠き１９ｅ
を設ける。内油切り１５に設けたグリースポケット１９
には、予め軸受１２に使用しているグリースと同じグリ
ースを充填している。新しく注入する（補給）グリース
は、軸受箱１３のグリース通路１６から内油切り１９の
切欠き１９ｅ、グリースポケット１９を経てグリースポ
ケット１９に設けた開口部１９ｂから軸受１２に補給さ
れる。

【００２０】外油切り１４，内油切り１５の軸受１２に
接するグリースポケット１８，１９の外周部１８ｆ，１
９ｆの内径の寸法は、軸受１２の外輪１２ｃ内径より小
さく構成している。

【００２１】上述のように構成された軸受装置を所定の
回転数で回転すると、軸受１２内のグリースは軸受１２
の回転に伴ない外油切り１５に飛散付着するものと、跳
ね飛ばされグリース排出口に落下するものがあり、軸受
１２内に残った少量のグリースが軸受１２の潤滑に寄与
することになる。軸受１２内に残ったグリースは遠心
力，剪断力，発熱等によりグリースから油分が分離し
て、この油分が軸受１２の潤滑に寄与するものである。
軸受装置の回転が長期間続くと軸受１２内のグリースの
劣化が進み、やがてグリースの寿命に達するが、本実施
例のように外油切り１４，内油切り１５のグリースポケ
ット１８，１９の軸受１２側開口部に堰１８ｄ，１９ｄ
を設け、且つ外油切り１４，内油切り１５のグリースポ
ケット１８，１９の外周部内径寸法１８ｆ，１９ｆを軸
受１２の外輪１２ｃ内径より小さく構成している。

【００２２】また、グリース排出口１７のグリースポケ
ット１８側開口部は、グリースポケット１８の内側に突
起１７ａを設けた構成としているため、軸受１２内のグ
リースが、軸受１２の回転に伴う遠心力，剪断力，発熱
等によりグリースの劣化が進む。しかし、内油切り１５
のグリースポケット１９とグリース外油切り１４のグリ
ースポケット１８に、軸受１２から飛散したグリースよ
り分離した油分が外油切り１４，内油切り１５のグリー
スポケット１８，１９の軸受１２側開口部に設けた堰１
８ｄ，１９ｄに沿って外油切り１４，内油切り１５の下
側へ流れ落ち、外油切り１４，内油切り１５のグリース
ポケット１８，１９下部から軸受１２の外輪１２ｃの内
径へ流れ込み、軸受１２内の劣化を始めたグリースの寿
命延長に寄与する。

【００２３】特に、外油切り１４のグリースポケット１
８に設けた堰１８ｄは、上部約半周が円形に、下部約半
周は台形状１８ｅに、グリース排出口１７のグリースポ
ケット１８側開口部は、グリースポケット１８の内側に
突起１７ａとして構成している。このため、従来なら軸
受１２から飛散して外油切りのグリースポケット１８に
付着したグリースから分離した油分は、グリース排出口
１７から排出されていたが、グリース排出口１７のグリ
ースポケット１８側開口部は、グリースポケット１８側
への突起１７ａによって、堰１８ｄを経て外油切り１４
の下部に達したグリースの油分は軸受１２の外輪内径１
２ｃへ流れ込み軸受１２内グリースの寿命延長に寄与す
る。

【００２４】軸受１２内のグリースが軸受装置の回転に
伴い、軸受１２の発熱や回転に伴う遠心力，剪断力の影
響を受けて劣化するのに対して、内油切り１５の空間に
設けたグリースポケット１８内のグリースは、軸受１２
の回転に伴う遠心力、剪断力の作用は受けず、軸受１２
の発熱による軸受１２の温度が軸受箱１３を介して伝わ
るだけであるため、グリースポケット１８内のグリース
からの油分分離は軸受１２内のグリースからの油分分離
より少ない。従って、グリースから同量の油分を分離す
るには、グリースポケット１８内のグリースからの油分
分離は軸受１２内のグリースからの油分分離より遅くな
る。

【００２５】一般に軸受１２内のグリース補給は、使用
する軸受１２の形式、大きさと回転数等により異なる
が、最も過酷な使用条件で考えると、グリースの劣化寿
命に対する余裕を見て、リチウム石鹸，ちょう度Ｎｏ．
１グリース（基油約９０ｗｔ％）の場合約２ケ月でグリ
ースの補給をしている。

【００２６】このような現状に対して本実施例のよう
に、外油切り１４，内油切り１５のグリースポケット１
８，１９に油分の流れを考慮したせき１８ｄ，１９ｄを
設け、且つ、グリースポケット１８，１９内に充填・飛
散したグリースから分離した油分が、堰１８ｄ，１９ｄ
に沿って軸受１２の外輪１２ｃ内径へ流れ込むことによ
り、軸受１２内の潤滑に有効な作用をする。

【００２７】グリースを高温に保持した場合のグリース
の油分分離のデータは少ないが、１００℃，７００時間
で５〜１５％の油分離がある。実際には軸受１２の運転
温度は１００℃以下であり、また軸受１２の温度に対し
て外油切り１４，内油切り１５に設けたグリースポケッ
ト１８，１９の温度は１０〜３０℃低いため、グリース
ポケット１９からの油分離は上述の５〜１５％よりかな
り下回る。従って、１ケ月で約１０％の油分離があると
すれば、３ケ月で３０％の油分が軸受１２の潤滑に寄与
することになり、グリースニップル２０，グリース誘導
管２１からの新しいグリースの補給を遅くすることがで
きる。

【００２８】また、グリース内の油分約４０％減少して
もそのまま使用が可能であるため、グリースポケット１
９内で約３０％油分の減少したグリースも十分に使用が
可能である。新しいグリースをグリース誘導管２２から
補給するとき、グリースポケット１９内に残っている油
分が約３０％減少したグリースも一緒にグリースポケッ
ト１９から軸受１２に押出され補給されるため、グリー
スポケット１９内のグリースは常に新しいグリースに入
替わることになる。

【００２９】このようにして外油切り１４，内油切り１
５に設けたグリースポケット１８，１９から、油分が分
離して軸受１２内部へ流込むことにより潤滑に寄与する
ことになる。

【００３０】一般にグリースの中の油分が４０〜６０ｗ
ｔ％になると、増ちょう剤から分離する油分が少なくな
り潤滑が困難になると言われている。上述のように最も
過酷な使用条件では、グリース寿命の余裕を見て約２ケ
月でグリースの補給をしているが、本実施例のようにグ
リースポケット１８から約１ケ月で１０ｗｔ％の油分が
分離する場合、グリース初期の油分が約９０ｗｔ％とし
て油分分離後の残存油分の限界を６０ｗｔ％とすれば分
離可能な油分は約３０ｗｔ％となる。

【００３１】これにより軸受１２内のグリースが劣化す
る約２ケ月の間に、グリースポケット１８，１９から約
２０ｗｔ％の油分が分離されて軸受１２の潤滑に寄与
し、軸受１２内のグリースの劣化寿命到達を抑制する。
さらにグリースポケット１８，１９のグリースから、残
りの約１０ｗｔ％の油分が１ケ月の間に分離して軸受１
２の潤滑に寄与できるため、軸受１２の寿命を約１ケ月
延長することができる。また、内油切り１５のグリース
ポケット１９にあって油分の減少したグリースは、次の
新しいグリース補給の時に軸受１２に押し出されるた
め、グリース補給時にグリースポケット１８には常に新
しいグリースが充填されることになる。

【００３２】（他の実施例）図１は、外油切り１４，内
油切り１５にグリースポケット１８，１９を設け、グリ
ースポケット１８，１９の軸受１２開口側ボス部の端部
１８ｃ，１９ｃの全周を大きくした堰１８ｄ，１９ｄを
設ける方法で説明したが、軸受１２開口側ボス部の端部
１８ｃ，１９ｃとグリースポケット１８を円周方向に分
離する複数個のセクター１８ａ，１９ａの間に溝を設け
ても同様の効果が期待できる。また、外油切り１４の
グリースポケット１８に軸受１２から飛散したグリース
の付着性を向上させるため、グリースポケット１８を円
周方向に分離する複数個のセクター１８ａを設けて説明
したが、セクター１８ａを設けず軸受１２開口側ボス部
の端部１８ｃの全周を大きくした堰１８ｄを設けるだけ
でも同様の効果が期待できる。

【００３３】なお、グリースからの油分の分離量はグリ
ースの種類，硬さ，使用温度等により異なるので、グリ
ースが硬い，使用温度が低い等、油分の分離が小さいと
予測されるときには、外油切り１４，内油切り１５にグ
リースポケット１８，１９にヒータを入れて、グリース
からの油分分離を調整することもできる。

【００３４】

【発明の効果】以上の記述で明らかなように本発明の回
転電機の軸受装置によれば、外油切りと内油切りのグリ
ースポケットの軸受側開口部に、堰を設けてグリースを
充填することにより、回転電機の運転経過と共にグリー
スポケットのグリースから分離した油分が、外油切りと
内油切りのグリースポケットの軸受側開口部に堰に沿っ
て軸受外輪内径から軸受内へ流れ込み、軸受の潤滑に寄
与することによりグリースの補給間隔を延長することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す軸受装置の断面図、

【図２】図１の外油切りをＡ−Ａ断面から見た図、

【図３】図１の内油切りをＢ−Ｂ断面から見た図、

【図４】他の実施例で外油切りをＡ−Ａ断面から見た
図、

【図５】従来の実施例を示す軸受装置の断面図、

【図６】軸受の取付関係寸法を示す図。

【符号の説明】

２，１２…軸受，２ｂ，１２ｂ…軸受
外輪，３，１３…軸受箱，４，１４…外
油切り，５，１５…内油切り，５ｂ…グリ
ースセクター，５ｃ，１８ｂ，１９ｂ…グリースポケッ
ト開口側内周部外径，５ｄ，１８ｆ，１９ｆ…グリース
ポケット開口側外周部内径，７，１７…排出口，
１７ａ…グリースポケット側突起，１８ａ…グ
リースセクター，１８ｃ，１９ｃ…グリースポケット開
口側ボス部端部，１８ｄ，１９ｄ…堰，１８
ｅ…台形状堰，１９ｅ…グリースポケット切欠き。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤孝夫東京都港区芝浦一丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転電機で転がり軸受に定期的にグリー
スを補給して潤滑する軸受装置において、軸受の外側に
設けた外油切り及び内側に設けた内油切りのグリースポ
ケット軸受側開口部のボス端部に夫々堰を設けたことを
特徴とする軸受装置。
【請求項２】グリースの排出側に設ける油切りにおい
て、グリースポケット軸受側開口部のボス端部に設ける
堰は、上半分は円形で、下半分は台形として構成した請
求項１記載の軸受装置。
【請求項３】グリースの非排出側に設ける油切りにお
いて、グリースポケット軸受側開口部のボス端部に設け
る堰は、全周円形として構成した請求項１記載の軸受装
置。
【請求項４】グリースの排出側に設ける油切りにおい
て、グリース排出口のグリースポケット軸受側開口部の
周囲に出張りを設けた請求項１記載の軸受装置。
【請求項５】軸受の外側，内側に設け軸受外輪側面に
接して軸受の内・外側に有する内油切り，外油切りのグ
リースポケットの外周部内径は、軸受外輪側面の内径寸
法と等しいか、または小さくした請求項１記載の軸受装
置。