WO2005093273A1

WO2005093273A1 - 自動調心ころ軸受

Info

Publication number: WO2005093273A1
Application number: PCT/JP2005/006529
Authority: WO
Inventors: Mikio Bekku
Original assignee: Nsk Ltd.
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2005-10-06
Also published as: EP1741944A1; JPWO2005093273A1; CN1938525A

Abstract

　球面ころ軸受において、保持器４のフランジ９は、従来に比べて、その最大径が増大してある。また、増径したフランジ９の片側面に、面積の広い球面ころ１個当たり１個の突起部２０が周方向に延在するように形成してある。面積の広い突起部２０は、その先端面が１個の球面ころ３の頭部側に、近接又は摺接しある。従って、保持器４のフランジ９は、球面ころ３の頭部側に、面積の広い突起部２０を備えていることから、球面ころ３の頭部に摺接又は接触する部分が多くなり、球面ころ３がスキューしようとする際、球面ころ３の姿勢をより一層安定的に制御することができる。

Description

自動調心ころ軸受

技術分野

本発明は、各種機械装置に組み込み、重量が比較的嵩む回転軸を支承する自動調心ころ軸受に関する。

明背景技術

書

図 1 0は、従来に係る自動調心ころ軸受の断面図である。

図 1 1 Aは、図 1 0に示した保持器の拡大断面図（図 1 3の X I a— X I a線に沿った断面図）であり、図 1 1 Bは、図 1 1 Aの丸で囲む部分 bの拡大断面図である。

図 1 2 Aは、図 1 1 Aの矢印 X I Iの矢視図であり、図 1 2 Β·は、図 1 2 Αの丸で囲む部分 Cの拡大図である。

図 1 3は、図 1 1 Aの矢印 X I I Iの矢視図である。

S動調心ころ軸受は、図 1 0に示すように、外輪 1と、内輪 2と、これら外内輪間に配置した 2列の球面ころ 3 , 3と、球面ころ 3 , 3を保持する保持器 4 , 4と、から構成してある。

外輪 1は、内周に単一円弧状の軌道面 5を有している。また、内輪 2は、その内周で、回転軸（図示略）に固定してあり、その外周には、外輪 1の軌道面 5に対向する 2つの円弧状軌道面 6， 6が、軸方向中央部に所定間隔をおいて、形成してある。，

外輪 1の軌道面 5と、内輪 2の軌道面 6 , 6との間とには、それぞれ、 2列の球面ころ 3 , 3が介装してある。これら 2列の球面ころ 3 , 3.は、それぞれ、保持器 4 , 4により保持してある。保持器 4は、球面ころ 3の略軸方向に延びる延在部 7と、軸方向外側で径方向内向きに延びる延在部 8と、軸受軸方向中央部で径方向外向きに延びるフランジ 9 (中央部）と、を一体的に有している。

図 1 2 A、図 1 2 B及び図 1 3にも示すよう、フランジ 9の片側面に、一対の突起部 1 0 , 1 0が互いに周方向に離間して形成してある。

一対の突起部 1 0 , 1 0は、その先端面が 1個の球面ころ 3の頭部、すなわち球面ころ 3の軸受内側の端面に、好ましくは当該端面の中心から軸受外輪側の部分に、近接又は摺接し、これにより、回転時に球面ころ 3がスキューした際、球面ころ 3の姿勢を制御して、球面ころ 3のスキューを防止している。

また、図 1 1 A、図 1 1 Bに示すように、突起部 1 0は、その背面側から押圧するプレス加工により形成してある。

図 1 0において、 Dm i nは外輪最小内径を、 Dm a xはフランジ 9の最大外径を示している。

図 2 0は、従来に係る自動調心ころ軸受の断面図である。

図 2 1は、図 2 0に示した保持器の拡大断面図（図 2 4の X X I—； X I線に沿った断面図）である。

図 2 2 Aは、図 2 1の丸で囲む部分 X X I I aの拡大断面図であり、図 2 2 B は、これらフランジを図 2 0に示すように互いに対向して配置した拡大断面図である。

図 2 3 Aは、図 2 1の矢印 X X I I I aの矢視図であり、図 2 3 Bは、図 2 3 Aの丸で囲む部分 bの拡大図である。

図 2 4は、図 2 1の矢印 X X I Vの矢視図である。

これら図 2 0乃至図 2 4に示す自動調心ころ軸受は、その基本的構造が上記の図 1 0乃至図 1 3に示すものと同様であり、相違する点についてのみ説明する。従来、高速回転等、苛酷な使用条件下で使用する自動調心ころ軸受では、軸受への給油のために、外輪 1の中央部に径方向に穿設した油孔 1 2を介して、給油する「循環給油法」を採用している。

プレス加工により形成した突起部 1 0の背面側に、凹部 1 1が設けてある。図 2 2 Bに示すように、一対の凹部 1 1 , 1 1の間には、外輪 1の油孔 1 2から潤滑剤が流れ込むことができるようになつている。但し、一対の凹部 1 1， 1 1は、外径側から内径側に貫通していない。

このような従来技術は、例えば特開平 8— 2 9 6 6 5 3号公報により知られている。 '

しかしながら、図 1 0乃至図 1 3に示す自動調心ころ軸受では、突起部 1 0の表面積が比較的小さいことから、回転時に、球面ころ 3がスキューした際、球面ころ 3の頭部に摺接又は接触する部分が少なく、より一層の安定性をもたらすためには、突起部 1 0の面積を広くする必要かある。

また、厳しい条件（スラスト荷重が大きく、振動が大であり、異物混入潤滑等の条件）下では、突起部 1 0の摩耗が問題になるが、小さいため、早期に摩耗し易い。

さらに、図 2 0乃至図 2 4に示す自動調心ころ軸受では、一対の凹部 1 1 , 1 1は、外径側から内径側に貫通していないことから、潤滑剤が内輪 2の軌道面 6 側まで充分に行き届かないといったことがある。発明の開示

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、球面ころがスキューしょうとする際、球面ころの姿勢をより一層安定的に制御し、スキューを確実に防止し、軸受回転時の発熱や摩耗を軽減して、長寿命化を図ることができる自動調心ころ軸受を提供することを目的とする。

また、本発明は、内輪の軌道面へも潤滑剤を安定的に供給して、潤滑性能のより一層の向上を図り、軸受回転時の発熱や摩耗を軽減して、長寿命化を図ることができる自動調心ころ軸受を提供ることを目的とする。上記の目的を達成するため、本発明の第 1の態様による自動調心ころ軸受は、内周に円弧状の軌道を有する外輪と、

外周に外輪の内周軌道面に対向して配置した軌道面を有する内輪と、外輪の内周側軌道面と内輪の外周軌道面との間に介装した 2列の球面ころと、これら 2列の球面ころを保持する保持器と、からなる、自動調心ころ軸受において、

前記保持器のフランジは、前記球面ころの頭部側に、面積の広い突起部を備え- ていることを特徴とする。

本発明の第 1の態様による自動調心ころ軸受において、前記突起部は、プレス加工により、形成してあることが好ましい。

本発明の第 1の態様による自動調心ころ軸受において、前記突起部は、素材をプレス打ち抜き加工時に花びら形状に打ち抜くことにより、外径側に突出した花びら形状に形成してあることが好ましい。

本発明の第 1の態様による自動調心ころ軸受において、前記外輪の最小内径より、前記保持器のフランジ最大径が大きくなつた場合、前記保持器は、そのフランジ最大径部を一部削いだ形状に形成してあることが好ましい。

本発明の第 2の態様による自動調心ころ軸受は、内周に円弧状の軌道を有する外輪と、

外周に外輪の内周軌道面に対向して配置した軌道面を有する内輪と、

外輪の内周側軌道面と内輪の外周軌道面との間に介装した 2列の球面ころと、これら 2列の球面ころを保持する保持器と、からなり、

外輪の中央 ¾ ^こ、径方向に延びる給油用の油孔が形成してある、自動調心ころ軸受において、

前記保持器のフランジは、前記球面ころの頭部側に、突起部を備え、

当該突起部の背面に形成した凹部は、前記外輪の油孔に連通してあると共に、外径側から内径側まで貫通してあることを特徴とする。本発明の第 2の態様による自動調心ころ軸受において、前記突起部又は凹部は、プレス加工により、形成してあることが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、保持器のフランジは、球面ころの頭部側に、面積の広い突起部を備えていることから、球面ころの頭部に摺接（接触）する部分が多くなり、球面ころがスキュ一しょうとする際、球面ころの姿勢をより一層安定的に制御することができ、これにより、スキュ一を確実に防止し、軸受回転時の発熱や摩耗を軽減して、長寿命化を図ることができる。

また、本発明によれば、突起部の背面に形成した凹部は、外輪の油孔に連通してあると共に、外径側から内径側まで貫通してあることから、外輪の油孔から供給した潤滑剤は、凹部の貫通部分を通して、内輪の軌道面へも安定的に供給することができ、これにより、潤滑性能のより一層の向上を図り、軸受回転時の発熱や摩耗を軽減して、長寿命化を図ることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1実施の形態に係る自動調心ころ軸受の断面図である。図 2 Aは、図 1に示した保持器の拡大断面図（図 3 Bの I I a— I I a線に沿つた断面図）であり、図 2 Bは、図 2 Aの丸で囲む部分 bの拡大断面図である。図 3 Aは、図 2 Aの矢印 I I I aの矢視図であり、図 3 Bは,、図 2 Aの矢印 I I l bの矢視図であり、図 3 Cは、図 3 Aの丸で囲む部分 cの拡大図である。図 4は、図 1に示した保持器の模式図である。

図 5は、本発明の第 2実施の形態に係る自動調心ころ軸受の断面図である。図 6 Aは、図 5に示した保持器の拡大断面図（図 7 Bの V I a— V I a線に沿つた断面図）であり、図 6 Bは、図 6 Aの丸で囲む部分 bの拡大断面図である。図 7 Aは、図 6 Aの矢印 V I I aの矢視図であり、図 7 Bは、図 6 Aの矢印 V I l bの矢視図であり、図 7 Cは、図 7 Aの丸で囲む部分 cの拡大図である。図 8は、保持器の素材プレス打ち抜き加工形状の模式図である。図 9は、図 5に示した保持器の模式図である。

図 10は、従来に係る自動調心ころ軸受の断面図である。

図 1 1 Aは、図 10に示した保持器の拡大断面図（図 13の X I a— X I a線に沿った断面図）であり、図 1 1 Bは、図 1 1 Aの丸で囲む部分 bの拡大断面図である。 .

図 12 Aは、図 1 1 Aの矢印 X I Iの矢視図であり、図 12Bは、図 12Aの丸で囲む部分 cの拡大図である。

図 13は、図 11 Aの矢印 X I I Iの矢視図である。

図 14は、本発明の第 3実施の形態に係る自動調心ころ軸受の断面図である。図 1 5は、図 14に示した保持器の拡大断面図（図 18の XV— XV線に沿つた断面図）である。

図 16Aは、図 15の丸で囲む部分 XV I aの拡大断面図であり >図 16Bは、フランジを図 14に示すように互いに対向して配置した拡大断面図である。

図 17 Aは、図 15の矢印 XV I I aの矢視図であり、図 17 Bは、フランジを図 14に示すように互いに対向して配置した拡大断面図であり、図 17 Cは、図 17 Aの丸で囲む部分 cの拡大図である。

図 18は、図 15の矢印 XV I I Iの矢視図である。

図 19は、本発明の第 3実施の形態に係る自動調心ころ軸受の断面図（図 18 の X I X— X I X線に沿った断面図）である。

図 20は、従来に係る自動調心ころ軸受の断面図である。

図 21は、図 20に示した保持器の拡大断面図（図 24の XX I— XX I線に沿った断面図）である。

図 22 Aは、図 21の丸で囲む部分 XX I I aの拡大断面図であり、図 22B は、これらフランジを図 20に示すように互いに対向して配置した拡大断面図である。

図 23 Aは、図 21の矢印 XX I I I aの矢視図であり、図 23 Bは、図 23 Aの丸で囲む部分 bの拡大図である。

図 2 4は、図 2 1の矢印 X X I Vの矢視図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態に係る自動調心ころ軸受を図面を参照しつつ説明する。

(第 1実施の形態）

図 1は、本発明の第 1実施の形態に係る自動調心ころ軸受の断面図である。図 2 Aは、図 1に示した保持器の拡大断面図（図 3 Bの I I a— I I a線に沿つた断面図）であり、図 2 Bは、図 2 Aの丸で囲む部分 bの拡大断面図である。図 3 Aは、図 2 Aの矢印 I l i aの矢視図であり、図 3 Bは、図 2 Aの矢印 I I l bの矢視図であり、図 3 Cは、図 3 Aの丸で囲む部分 cの拡大図である。図 4は、図 1に示した保持器の模式図である。

自動調心ころ軸受は、図 1に示すように、外輪 1と、内輪 2と、これら外内輪間に配置した 2列の球面ころ 3， 3と、球面ころ 3 , 3を保持する保持器 4， 4 と、から構成してある。

外輪 1は、内周に単一円弧状の軌道面 5を有している。また、内輪 2は、その内周で、回転軸（図示略）に固定してあり、その外周には、外輪 1の軌道面 5に対向する 2つの円弧状軌道面 6 , 6が、軸方向中央部に所定間隔をおいて、形成してある。

外輪 1の軌道面 5と、内輪 2の軌道面 6 , 6との間とには、それぞれ、 2列の球面ころ 3， 3が介装してある。これら 2列の球面ころ 3， 3は、それぞれ、保持器 4 , 4により保持してある。

各保持器 4は、球面ころ 3の略軸方向に延びる延在部 7と、軸方向外側で径方向内向きに延びる延在部 8と、軸受軸方向中央部で径方向外向きに延びるフランジ 9 (中央部）と、を一体的に有している。本実施の形態では、図 1に示すように、.フランジ 9は、図 1 0に示すような従来技術に比べて、その最大径 Dm a xが増大してある。その結果、後に詳述するように、外輪 1の最小内径 Dm i nより、フランジ 9の最大径 Dm'a xの方が大きくなる場合がある。

また、図 2 A、図 2 B及び図 3 A— 3 Cにも示すように、増径したフランジ 9 の片側面に、面積の広い球面ころ 1個当たり 1個の突起部 2 0が周方向に延在するように形成してある。

面積の広い突起部 2 0は、その先端面が 1個の球面ころ 3の頭部（本明細書中、球面ころ 3の頭部とは、球面ころ 3の軸受内側の端面を言う。）に、好ましくは当該端面の中心から軸受外輪側の部分に、近接又は摺接し、これにより、回転時に球面ころ 3がスキューした際、球面ころ 3の姿勢を制御して、球面ころ 3のスキューを防止している。 '

また、図 2 A、図 2 Bに示すように、面積の広い突起部 2 0は、その背面側から押圧するプレス加工により形成してある。

従って、保持器 4のフランジ 9は、球面ころ 3の頭部付近に、面積の広い突起部 2 0を備えていることから、球面ころ 3の頭部に摺接（接触）する部分が多くなり、球面ころ 3がスキュ一しょうとする際、球面ころ 3の姿勢をより一層安定的に制御することができ、これにより、スキュ一を確実に防止し、軸受回転時の発熱や摩耗を軽減して、長寿命化を図ることができる。

ところで、保持器 4のフランジ 9の最大径 Dm a Xは、軸受組立上、基本的に外輪 1の最小内径 Dm i nより小さくなければいけない。

しかし、保持器 4のフランジ 9のころ頭部付近に、面積の広い突起 2 0を備えることにより、外輪 1の最小内径 Dm i nより、フランジ 9の最大径 Dm a xの方が大きくなつた場合、図 4に示すように、フランジ 9の最大径部を一部削いだ形状、すなわち、例えば直径方向に向かい合う 2つの突起部それぞれの頂部を切欠いて切頭突起部 1 2 0 a、 1 2 0 bを形成し、これら切頭切欠部 1 2 0 a、 1 2 0 bの頂部間の距離 Lを外輪 1の最小内径 Dm i n未満（L <Dm i n ) にすれば、直角組みで軸受組立が可能になる。なお、サイズによっては、 1つの突起部 2 0のみ又は ?g方向に向かい合う 2つの突起部の対称位置を削げばよい。また、上記のように削がなくても、外輪 1を弾性変形させれば、直角組みで軸受組立が可能である。

(第 2実施の形態）

図 5は、本発明の第 2実施の形態に係る自動調心ころ軸受の断面図である。図 6 Aは、図 5に示した保持器の拡大断面図（図 7 Bの V i a— V i a線に沿つた断面図）であり、図 6 Bは、図 6 Aの丸で囲む部分 bの拡大断面図である。図 7 Aは、図 6 Aの矢印 V I l aの矢視図であり、図 7 Bは、図 6 Aの矢印 V I l bの矢視図であり、図 7 Cは、図 7 Aの丸で囲む部分 cの拡大図である。図 8は、保持器の素材プレス打ち抜き加工形状の模式図である。

図 9は、図 5に示した保持器の模式図である。

本実施の形態は、その基本的構造が上記の第 1実施の形態と同様であり、相違する点についてのみ説明する。

図 8に示すように、突起部 2 0は、素材をプレス打ち抜き加工時に花びら形状に打ち抜くことにより、外径側に突出した花びら形状に形成してある。これにより、プレス加工面を小さくでき、プレス押し力を軽減することができる。

突起部 2 0は外径側に突出した花びら形状に形成してある結果、図 5に示すように、外輪 1の最小内径 Dm i nより、フランジ 9の最大径 Dm a の方が大きくなつている。即ち、突起部 2 0の最大径は、第 1実施の形態より大きくなつている。

このような場合の軸受の組立は、上記の第 1実施の形態と同様に、図 9に示すように、フランジ 9の最大径部を一部削いだ形状にすれば、すなわち、直径方向に向かい合う 2つの突起部それぞれの頂部を削いで切頭突起部 1 2 0 a、 1 2 0 bを形成し、これら切頭切欠部 1 2 0 a、 1 2 0 bの頂部間の距離 Lを外輪 1の最小内径 Dm i n未満（L <Dm i n ) にすれば、直角組みで軸受組立が可能になる。なお、サイズによっては、 1つの突起部 2 0のみ、又は径方向に向かい合う突起部 2 0の対の対称位置を削げばよい。

以上から、本実施の形態においても、保持器 4のフランジ 9は、球面ころ 3の頭部側に、面積の広い突起部 2 0を備えており、しかも、突起部 2 0の最大径は、第 1実施の形態より大きくなつていること力 ^ら、球面ころ 3の頭部に摺接又は接触する部分が多くなり、球面ころ 3がスキュ一しょうとする際、球面ころ 3の姿勢をより一層安定的に制御することができ、これにより、スキューを確実に防止し、軸受回転時の発熱や摩耗を軽減して、長寿命化を図ることができる。

(第 3実施の形態）

図 1 4は、本発明の第 3実施の形態に係る自動調心ころ軸受の断面図である。図 1 5は、図 1 4に示した保持器の拡大断面図（図 1 8の X V— XV線に沿つた断面図）である。

図 1 6 Aは、図 1 5の丸で囲む部分 X V I aの拡大断面図であり、図 1 6 Bは、フランジを図 1 4に示すように互いに対向して配置した拡大断面図である。

図 1 7 Aは、図 1 5の矢印 X V I I aの矢視図であり、図 1 7 Bは、フランジを図 1 4に示すように互いに対向して配置した拡大断面図であり、図 1 7 Cは、図 1 7 Aの丸で囲む部分 cの拡大図である。

図 1 8は、図 1 5の矢印 X V I I Iの矢視図である。

図 1 9は、本発明の第 3実施の形態に係る自動調心ころ軸受の断面図（図 1 8 の X I X— X I X線に沿った断面図）である。

本実施の形態では、高速回転等、苛酷な使用条件下で使用する自動調心ころ軸受では、軸受への給油のために、外輪 1の中央部に径方向に穿設した油孔 1 2を介して、給油する「循環給油法」を採用している。フランジ 9の片側面に、面積の広い一対の突起部 3 0 , 3 0が互いに周方向に離間して形成してある。

プレス加工により形成した突起部 3 0の背面側に、凹部 3 1が設けてある。図 1 9に示すように、一対の凹部 3 1， 3 1の間には、外輪 1の油孔 1 2から潤滑剤が流れ込むことができるようになつている。

さて、本実施の形態では、図 1 6 B等に示すように、一対の凹部 3 1， 3 1は、外径側から内径側に貫通してある。

従って、図 1 9等に示すように、突起部 3 0の背面に形成した一対の凹部 3 1 , 3 1は、外輪 1の油孔 1 2に連通してあると共に、外径側から内径側まで貫通してあることから、外輪 1の油孔 1 2から供給した潤滑剤は、一対の凹部 3 1 , 3 1の貫通部分を通して、内輪 2の軌道面へも安定的に供給することができ、これにより、潤滑性能のより一層の向上を図り、軸受回転時の発熱や摩耗を軽減して、長寿命化を図ることができる。

また、本実施の形態では、一対の凹部 3 1 , 3 1が内径側まで貫通してある結果、突起部 3 0の表面積は、従来（図 2 0等）に比べて、大きくなつている。従って、保持器 4のフランジ 9は、球面ころ 3の頭部側に、面積の広い突起部 3 0を備えていることから、球面ころ 3の頭部に搢接又は接触する部分が多くなり、球面ころ 3がスキューしょうとする際、球面ころ 3の姿勢をより一層安定的に制御することができ、これにより、スキュ一を確実に防止し、軸受回転時の発熱や摩耗を軽減して、長寿命化を図ることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。