JP2006316846A - 転がり軸受 - Google Patents

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Abstract

【課題】潤滑油を確実に保持して保持器案内面での焼付きを防止でき、ドライラン条件でも一定時間焼き付かずに使用可能な転がり軸受を提供することである。
【解決手段】外向きと内向きの対向する保持器案内面のうち、内向きの保持器案内面である外輪４の内径面４ｂに、潤滑油を保持する油溝としての複数本の環状溝６を設け、各環状溝６の開口幅を１ｍｍとすることにより、各環状溝６に保持された潤滑油が軸受回転の遠心力で流出するのを防止するとともに、狭い開口幅での潤滑油の表面張力によって、各環状溝６が下向きになっても潤滑油が流出しないようにし、潤滑油を各環状溝６に確実に保持して保持器案内面での焼付きを防止でき、ドライラン条件でも一定時間焼き付かずに使用可能なものとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、保持器が外輪または内輪で案内される転がり軸受に関する。
保持器が外輪または内輪で案内される転がり軸受は、保持器を案内する保持器案内面が、保持器外径面と外輪内径面または内輪外径面と保持器内径面のように、外向きと内向きで対向する円周面で形成されている。保持器がこのような保持器案内面で案内される転がり軸受では、希薄潤滑条件下で回転軸が高速回転すると、外向きと内向きで対向する保持器案内面間に十分な潤滑油が供給されず、保持器案内面で焼付きが生じることがある。
前記保持器案内面での焼付きを防止する手段としては、ころ軸受を対象として、外向きと内向きの対向する保持器案内面の少なくとも一方に潤滑油を溜める凹部を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたものでは、潤滑油を溜める凹部の実施形態として、周方向等間隔に設けたキャビティや、周方向や軸方向に延びる溝が開示されており、溝の場合は、溝の深さと幅が２ｍｍとされている。
また、ジェット機やヘリコプタ等の航空機エンジンの主軸等を支持するもののように、高い安全性が要求され、高速で回転する回転軸を支持する転がり軸受では、非常事態を想定した給油遮断のドライラン条件で、例えば３０秒以上焼き付かずに使用可能なことが要求されている。
特開２００３−１９４０６６号公報（第１−５図）
特許文献１に記載されたころ軸受は、潤滑油を溜める凹部であるキャビティや溝が広く開口しているので、この凹部が下向きになると溜められた潤滑油が流出する。また、凹部を外向きの保持器案内面である保持器外径面または内輪外径面に設けた場合は、軸受回転の遠心力によっても凹部に溜められた潤滑油が流出する。このため、保持器案内面の凹部に潤滑油を確実に保持できず、上述した保持器案内面での焼付きを確実に防止できない問題がある。したがって、高い安全性が要求され、高速で回転する航空機エンジンの主軸等を支持するもののように、ドライラン条件でも一定時間焼き付かずに使用可能なことが要求される転がり軸受には使用できない。
そこで、本発明の課題は、潤滑油を確実に保持して保持器案内面での焼付きを防止でき、ドライラン条件でも一定時間焼き付かずに使用可能な転がり軸受を提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明は、内輪と外輪の間に複数の転動体が保持器に保持され、前記保持器が、保持器外径面と外輪内径面とに設けられるか、または内輪外径面と保持器内径面とに設けられる外向きと内向きの対向する保持器案内面で案内される転がり軸受において、前記外向きと内向きの対向する保持器案内面のうち、少なくとも内向きの保持器案内面に潤滑油を保持する油溝を設け、この油溝の開口幅を２ｍｍ未満とした構成を採用した。
すなわち、外向きと内向きの対向する保持器案内面のうち、少なくとも内向きの保持器案内面に潤滑油を保持する油溝を設け、この油溝の開口幅を２ｍｍ未満、好ましくは１．５ｍｍ未満とすることにより、油溝に保持された潤滑油が軸受回転の遠心力で流出するのを防止するとともに、狭い開口幅での潤滑油の表面張力によって、油溝が下向きになっても潤滑油が流出しないようにし、潤滑油を油溝に確実に保持して保持器案内面での焼付きを防止でき、ドライラン条件でも一定時間焼き付かずに使用可能なものとした。
前記油溝を前記内向きの保持器案内面に沿って周方向に延びる環状溝とすることにより、油溝の長さを長くして多くの潤滑油を保持することができる。
前記環状溝を複数本設けることにより、さらに多くの潤滑油を保持することができる。
前記油溝の深さを前記油溝の開口幅よりも深くすることによっても、多くの潤滑油を保持することができる。
上述した各転がり軸受は、高い安全性が要求され、高速で回転する航空機エンジンの主軸を支持するものに好適である。
本発明の転がり軸受は、外向きと内向きの対向する保持器案内面のうち、少なくとも内向きの保持器案内面に潤滑油を保持する油溝を設け、この油溝の開口幅を２ｍｍ未満、好ましくは１．５ｍｍ未満とすることにより、油溝に保持された潤滑油が軸受回転の遠心力で流出するのを防止するとともに、狭い開口幅での潤滑油の表面張力によって、油溝が下向きになっても潤滑油が流出しないようにしたので、潤滑油を油溝に確実に保持して保持器案内面での焼付きを防止でき、ドライラン条件でも一定時間焼き付かずに使用可能なものとすることができる。
前記油溝を内向きの保持器案内面に沿って周方向に延びる環状溝とすることにより、油溝の長さを長くして多くの潤滑油を保持することができる。
前記環状溝を複数本設けることにより、さらに多くの潤滑油を保持することができる。
前記油溝の深さを油溝の開口幅よりも深くすることによっても、多くの潤滑油を保持することができる。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態を示す。この転がり軸受は、図１に示すように、内輪２が軌道溝２ａの中央で分割され、転動体としてのボール３が外輪４の軌道溝４ａと１点、内輪２の軌道溝２ａと２点で接触する３点接触玉軸受１であり、ボール３を保持する保持器５が、その外径面５ａと外輪４の軌道溝４ａの両側の内径面４ｂとに設けられた外向きと内向きの対向する保持器案内面で案内されるようになっている。なお、分割された一方の内輪２には、軸受引き抜き用の鍔部２ｂが設けられている。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、前記保持器５の内向きの保持器案内面となる外輪４の軌道溝４ａの両側の内径面４ｂには、潤滑油を保持する油溝としての周方向に延びる環状溝６が、旋削加工によって３本ずつ形成されている。これらの各環状溝６の断面は略矩形断面とされ、その開口幅は１ｍｍ、深さはその２倍の２ｍｍとされている。したがって、各環状溝６に保持された潤滑油は、軸受回転の遠心力で流出することはなく、かつ、各環状溝６が下向きになっても表面張力によって流出しないようになっている。なお、環状溝６はメタルソー加工や放電加工等で形成してもよい。
図３は、上述した３点接触玉軸受１を使用したジェット機のエンジンを示す。このエンジンはターボファンエンジンであり、空気を吸入するファン１１と、吸入される空気の一部を圧縮する圧縮機１２と、圧縮された空気に燃料を噴射して燃焼させる燃焼室１３と、燃焼ガスで高速回転するタービン１４とで基本的に構成されており、３点接触玉軸受１によって２箇所で支持された主軸１５に、圧縮機１２のロータとタービン１４が取り付けられている。
図４および図５は、第２の実施形態を示す。図４に示すように、この転がり軸受も第１の実施形態のものと同様の３点接触玉軸受１であり、ボール３を保持する保持器５が、内輪２の軌道溝２ａの両側の外径面２ｃと保持器５の内径面５ｂとに設けられた外向きと内向きの対向する保持器案内面で案内されるようになっている点が異なる。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、前記保持器５の内向きの保持器案内面となる保持器５の内径面５ｂには、油溝としての周方向に延びる環状溝６が２本ずつ設けられている。これらの環状溝６も、第１の実施形態のものと同様に、旋削加工によって略矩形断面に形成され、その開口幅は１ｍｍ、深さは２ｍｍとされている。
上述した各実施形態では、転がり軸受を３点接触玉軸受としたが、本発明に係る転がり軸受は、他の玉軸受やころ軸受等の他の転がり軸受に適用することもできる。
また、上述した各実施形態では、保持器案内面で潤滑油を保持する油溝を周方向に延びる複数本の環状溝とし、その断面形状を矩形状としたが、この油溝は内向きの保持器案内面に設けられ、その開口幅が２ｍｍ未満、好ましくは１．５ｍｍ未満であればよく、油溝の本数や延びる方向は任意に設計することができる。
第１の実施形態の転がり軸受を示す縦断面図 ａ、ｂは、それぞれ図１の外輪を示す一部省略断面図と一部切欠き斜視図 図１の転がり軸受を使用したジェット機のエンジンを示す概略縦断面図 第２の実施形態の転がり軸受を示す縦断面図 ａ、ｂは、それぞれ図４の保持器を示す一部省略断面図と一部切欠き斜視図
符号の説明
１ ３点接触玉軸受
２ 内輪
２ａ 軌道溝
２ｂ 鍔部
２ｃ 外径面
３ ボール
４ 外輪
４ａ 軌道溝
４ｂ 内径面
５ 保持器
５ａ 外径面
５ｂ 内径面
６ 環状溝
１１ ファン
１２ 圧縮機
１３ 燃焼室
１４ タービン
１５ 主軸

Claims (5)

  1. 内輪と外輪の間に複数の転動体が保持器に保持され、前記保持器が、保持器外径面と外輪内径面とに設けられるか、または内輪外径面と保持器内径面とに設けられる外向きと内向きの対向する保持器案内面で案内される転がり軸受において、前記外向きと内向きの対向する保持器案内面のうち、少なくとも内向きの保持器案内面に潤滑油を保持する油溝を設け、この油溝の開口幅を２ｍｍ未満としたことを特徴とする転がり軸受。
  2. 前記油溝を前記内向きの保持器案内面に沿って周方向に延びる環状溝とした請求項１に記載の転がり軸受。
  3. 前記環状溝を複数本設けた請求項２に記載の転がり軸受。
  4. 前記油溝の深さを前記油溝の開口幅よりも深くした請求項１乃至３のいずれかに記載の転がり軸受。
  5. 前記転がり軸受が航空機エンジンの主軸を支持するものである請求項１乃至４のいずれかに記載の転がり軸受。
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