JP2008025617A - 円すいころ軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】軸受内部の油の撹拌抵抗を低減し、軸受トルクを低減する。
【解決手段】円すいころ軸受10において、内輪11には、貫通孔11bが、円周方向に複数、かつ、円周方向に等配に、中心線Oが軸受10の軸線Cに対して傾斜して設けられる。貫通孔11bは、内輪11のつば部11cの逃げ溝11dを内輪11の軸方向側方に連通することにより、軸受10内部の油を軸受10外部に抜け易くする。
【選択図】図1
【解決手段】円すいころ軸受10において、内輪11には、貫通孔11bが、円周方向に複数、かつ、円周方向に等配に、中心線Oが軸受10の軸線Cに対して傾斜して設けられる。貫通孔11bは、内輪11のつば部11cの逃げ溝11dを内輪11の軸方向側方に連通することにより、軸受10内部の油を軸受10外部に抜け易くする。
【選択図】図1
Description
本発明は、内輪及び外輪間に、保持器に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる円すいころ軸受に関し、詳しくは、部品点数及び組付工数を増大することなく、軸受内部の油の撹拌抵抗を低減するための構造に関する。
従来から円すいころ軸受は知られている。
円すいころ軸受は、内輪の外周面に形成された内輪軌道面及び外輪の内周面に形成された外輪軌道面間に、保持器に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる。円すいころ軸受は、コンパクトでありながら、大きなラジアル荷重及びアキシャル荷重を支持することができ、しかも高速回転での使用が可能であるため、広く使用されている。
しかし、一方で、玉軸受に比較すると、軸受のトルク損失が大きく、エネルギー節約の観点から、軸受トルクの低減が大きな課題となっている。
そこで、円すいころ軸受として、軸受内部の油の撹拌抵抗を低減することにより、軸受トルクの低減を図るものが知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
図6は、特許文献1で開示されている円すいころ軸受を示す断面図である。
図6を参照すると、円すいころ軸受100において、内輪101の小径側端部102は、円すいころ103の軸方向の移動を規制する小径鍔部104と、小径鍔部104の軸方向外方に連続し、小径鍔部104より小径の円筒部105とからなる。また、保持器106の小径側端部107は、径方向内方に折り曲げられた折曲げ部108を有する。折曲げ部108は、内輪101の円筒部105の外径に間隙をおいて対向しており、内輪101との間にラビリンスを形成する。ラビリンスにより、軸受100内への油流入量が低減され、これにより油の撹拌抵抗が低減される。
図7は、特許文献2で開示されている円すいころ軸受を示す断面図であり、図8は、図7の円すいころ軸受のL1位置での要部断面図、図9は、図7の円すいころ軸受のL2位置での要部断面図、図10は、図7の円すいころ軸受のL3位置での要部断面図である。
図7〜図10を参照すると、円すいころ軸受110において、内輪111の小鍔部112と外輪113の小径側端面における軸方向端部との間の潤滑油流路断面積A1(図8)と、円すいころ114の小径側端面における内輪111及び外輪113間の潤滑油流路断面積A2(図9)と、外輪113の大径側における軸方向端部と内輪111の大鍔部115との間の潤滑油流路断面積A3(図10)とは、次式の関係を満たす。すなわち、A1≦A2<A3である。
潤滑油流路断面積A1は、内輪111の小鍔部112において、内輪111と外輪113の間隙における保持器116を除いた断面積に相当する。また、潤滑油流路断面積A2は、円すいころ114の小径側において、内輪111及び外輪113の間隙における保持器116、円すいころ114及び小鍔部112の投影面積を除いた断面積に相当する。つまり、小鍔部112が壁となり、潤滑油流路断面積A2では、小鍔部112の投影面積も減じた流路面積となっている。更に、潤滑油流路断面積A3は、大鍔部115において、内輪111及び外輪113の間隙における保持器116と円すいころ114を除いた断面積に相当する。
このような円すいころ軸受110では、軸受110への潤滑油の入口側の流路断面積A1及びA2は、軸受110への潤滑油の出口側の流路断面積A3より小さくなっている。したがって、軸受110に入る潤滑油の油量Q1が、軸受110から出る潤滑油の油量Q2より小さくなり、軸受110内部に滞留する潤滑油量が小さくなる。これにより、円すいころ114の転動に伴って撹拌される潤滑油量が小さくなり、軸受110の損失トルクが低減される。
また、例えば特許文献3には、円すいころ軸受として、摩擦面において発生する摩擦熱を逃がして耐焼付性を向上させるものが開示されている。
図11は、特許文献3で開示されている円すいころ軸受を示す断面図である。
図11を参照すると、円すいころ軸受120の内輪121において、外周軌道122の大径軌道部122aとつば面123とが交わる稜線部には、環状凹部124が形成されており、環状凹部124には、貫通孔125が、中心線を軸方向に沿うように設けられる。貫通孔125は、環状凹部124を内輪121の軸方向側方に連通する。また、内輪121のつば面123には、半径方向の油溝126が、設けられる。油溝126は、環状凹部124と外周面127とを連通する。
このような円すいころ軸受120では、潤滑油は、つば面123の半径方向溝126から環状凹部124側に流れ、環状凹部124に一旦流入した後、貫通孔125を通って軸受外部へ流出する。潤滑油の流出により、つば面123と円すいころ128の大径端面128aとの当接による摩擦熱が放散される。
特開2005−69421号公報(第3〜4頁、第1図)
特開2004−76766号公報(第3〜5頁、第1図〜第4図)
特開2005−351301号公報(第5〜第6頁、第3図)
しかし、上述した従来の円すいころ軸受100(特許文献1)又は円すいころ軸受110(特許文献2)のいずれの場合も、内輪軌道面109付近の油は、鍔部に遮られて軸受100,110外部に出難いという問題があった。
また、上述した特許文献3記載の円すいころ軸受120では、貫通孔125が、中心線を軸方向に沿うように設けられる。つまり、貫通孔125の方向は、軸受120運転中に働く遠心力の方向である径方向外側に対して略垂直となる。したがって、貫通孔125を通る油は、軸受120運転中の遠心力によってはほとんど流動されず、油の高い流通性が得られないという問題があった。
本発明は、軸受内部の油を軸受外部に抜け易くすることができ、これにより軸受内部の油の撹拌抵抗を低減することができ、軸受トルクを低減することができる円すいころ軸受を提供することを目的としている。
本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 内輪の外周面に形成された内輪軌道面及び外輪の内周面に形成された外輪軌道面間に、保持器に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる円すいころ軸受において、
前記内輪には、前記内輪のつば部の逃げ溝から軸方向側方に貫通し、中心線が軸受の軸線に対して傾斜した貫通孔が、円周方向に少なくとも一つ形成されたことを特徴とする円すいころ軸受。
前記内輪には、前記内輪のつば部の逃げ溝から軸方向側方に貫通し、中心線が軸受の軸線に対して傾斜した貫通孔が、円周方向に少なくとも一つ形成されたことを特徴とする円すいころ軸受。
(2) 前記貫通孔は、中心線が内輪軌道面の仮想延長線と平行であることを特徴とする前記(1)記載の円すいころ軸受。
(3) 前記貫通孔は、中心線が内輪軌道面の仮想延長線に対して所定の角度をなすように、つば部外径側に傾斜されていることを特徴とする前記(1)記載の円すいころ軸受。
(4) 前記内輪には、第2の貫通孔が、中心線を前記貫通孔の中心線と交差するように設けられており、該第2の貫通孔は、前記貫通孔をつば部外径側に連通することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか記載の円すいころ軸受。
(5) 前記貫通孔は、円周方向に等配して複数設けられることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか記載の円すいころ軸受。
(6) 前記貫通孔は、つば部の逃げ溝側から内輪の軸方向側方側に向けて、口径が徐々に拡がるようにテーパ状に形成されることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか記載の円すいころ軸受。
前記(1)及び(2)記載の円すいころ軸受では、軸受内部の油が、貫通孔を介して軸受外部に抜け易くなる。この際、油は、軸受運転中に作用する遠心力によって、貫通孔内の流動を補助される。したがって、軸受内部に滞留する油量が低減され、軸受内部の油の撹拌抵抗が低減される。これにより、軸受トルクが低減される。
前記(3)記載の円すいころ軸受では、軸受運転中の貫通孔内において、油に作用する遠心力が増大される。遠心力の増大により、軸受内部の油が、貫通孔を介して軸受外部に更に抜け易くなり、軸受内部に滞留する油量が更に低減される。これにより、軸受内部の油の撹拌抵抗が更に低減され、軸受トルクが更に低減される。
前記(4)記載の円すいころ軸受では、軸受内部の油が、貫通孔及び第2の貫通孔を介して、軸受外部に更に抜け易くなる。この際、第2の貫通孔内において、油は、貫通孔内よりも更に大きな遠心力の作用を受ける。したがって、軸受内部に滞留する油量が更に低減され、軸受内部の油の撹拌抵抗が更に低減される。これにより、軸受トルクが更に低減される。
前記(5)記載の円すいころ軸受では、軸受のバランス、特に軸受運転時の動的バランスが良好に保たれる。
前記(6)記載の円すいころ軸受では、つば部の逃げ溝側から内輪の軸方向側方側に向けての貫通孔のテーパ形状により、軸受内部の油が、貫通孔を介して軸受外部に更に抜け易くなる。
本発明の円すいころ軸受によれば、軸受内部の油を軸受外部に抜け易くすることができ、これにより軸受内部の油の撹拌抵抗を低減することができ、軸受トルクを低減することができる。
本発明により得られる円すいころ軸受は、例えば自動車の最終減速装置に好適に用いられ、最終減速装置において、内部の油を利用して潤滑されつつ使用される。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。
図1は、本発明の第1実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。
図1を参照すると、円すいころ軸受10は、内輪11の外周面に形成された内輪軌道面11a及び外輪12の内周面に形成された外輪軌道面12a間に、保持器(図示しない)に転動自在に保持された複数の円すいころ13を、周方向に所定の間隔をあけて組み込まれてなる。
内輪11には、貫通孔11bが、円周方向に複数、かつ、円周方向に等配に、中心線Oが軸受10の軸線Cに対して傾斜するとともに内輪軌道面11aの仮想延長線と略平行をなすように設けられる。貫通孔11bは、内輪11のつば部11cの逃げ溝11dを内輪11の軸方向側方に連通することにより、軸受10内部の油を軸受10外部に抜け易くする。
このような円すいころ軸受10では、軸受10内部の油は、貫通孔11bを介して軸受10外部に抜け易くなる。この際、油は、軸受10運転中に作用する遠心力によって、貫通孔11b内の流動を補助される。したがって、軸受10内部に滞留する油量が低減され、軸受10内部の油の撹拌抵抗が低減される。これにより、軸受トルクが低減される。
図2は、本発明の第2実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。
図2を参照すると、円すいころ軸受20において、内輪21の貫通孔21bは、中心線Oが軸受20の軸線Cに対して傾斜するとともに内輪軌道面21aの仮想延長線に対して所定の角度をなすように、つば部21c外径側に傾斜されている。これにより、軸受20運転中の貫通孔21b内において、油に作用する遠心力が増大され、軸受20内部の油が、貫通孔21bを介して軸受20外部に更に抜け易くなる。
その他の構成及び作用については、上記第1実施形態と同様である。
その他の構成及び作用については、上記第1実施形態と同様である。
図3は、本発明の第3実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。
図3を参照すると、円すいころ軸受30において、内輪31には、第2の貫通孔32が、中心線O2を貫通孔11bの中心線Oと交差するように設けられており、第2の貫通孔32は、貫通孔11bをつば部33外径側に連通する。
このような円すいころ軸受30では、軸受30内部の油が、貫通孔11b及び第2の貫通孔32を介して、軸受30外部に更に抜け易くなる。この際、第2の貫通孔32内において、油は、貫通孔11b内よりも更に大きな遠心力の作用を受ける。したがって、軸受30内部に滞留する油量が更に低減され、軸受30内部の油の撹拌抵抗が更に低減される。
その他の構成及び作用については、上記第1実施形態と同様である。
その他の構成及び作用については、上記第1実施形態と同様である。
図4は、本発明の第4実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。
図4を参照すると、円すいころ軸受40において、内輪41の貫通孔42は、軸受40の軸線Cに対して傾斜するとともに中心線Oが内輪軌道面21aの仮想延長線に対して第2実施形態よりも大きな所定の角度なすように、つば部21c外径側に更に傾斜されている。これにより、軸受40運転中の貫通孔42内において、油に作用する遠心力が更に増大され、軸受40内部の油が、貫通孔42を介して軸受40外部に更に抜け易くなる。
その他の構成及び作用については、上記第2実施形態と同様である。
その他の構成及び作用については、上記第2実施形態と同様である。
図5は、本発明の第5実施形態である円すいころ軸受を示す要部断面図である。
図5を参照すると、円すいころ軸受50において、内輪51の貫通孔52は、中心線Oが軸受50の軸線Cに対して傾斜するとともに内輪軌道面11aの仮想延長線に沿うように、かつ、つば部53の逃げ溝11d側(油入口側)から内輪51の軸方向側方側(油出口側)に向けて、口径が徐々に拡がるようにテーパ状に形成されている。油入口側から油出口側に向けての貫通孔52のテーパ形状により、軸受50内部の油が、貫通孔52を介して軸受50外部に更に抜け易くなる。
その他の構成及び作用については、上記第1実施形態と同様である。
その他の構成及び作用については、上記第1実施形態と同様である。
以上のように上記各実施形態によれば、円すいころ軸受10,20,30,40,50の内輪11,21,31,41,51には、貫通孔11b,21b,42,52が、円周方向に複数、かつ、円周方向に等配に設けられる。貫通孔11b,21b,42,52は、内輪11,21,31,41,51のつば部11c,21c,33,53の逃げ溝11dを内輪11,21,31,41,51の軸方向側方に連通することにより、軸受10,20,30,40,50内部の油を軸受10,20,30,40,50外部に抜け易くする。
したがって、軸受10,20,30,40,50内部の油を軸受10,20,30,40,50外部に抜け易くすることができ、軸受10,20,30,40,50内部に滞留する油量を低減することができる。これにより、軸受10,20,30,40,50内部の油の撹拌抵抗を低減することができ、軸受トルクを低減することができる。また、摩擦面において発生する摩擦熱を、軸受10,20,30,40,50外部に効率よく放散することができ、軸受10,20,30,40,50の耐焼付性及び耐久性を向上させることができる。
10 円すいころ軸受
11 内輪
11a 内輪軌道面
11b 貫通孔
11c ツバ部
11d 逃げ溝
12 外輪
12a 外輪軌道面
13 円すいころ
C 軸受の軸線
O 貫通孔の中心線
11 内輪
11a 内輪軌道面
11b 貫通孔
11c ツバ部
11d 逃げ溝
12 外輪
12a 外輪軌道面
13 円すいころ
C 軸受の軸線
O 貫通孔の中心線
Claims (6)
- 内輪の外周面に形成された内輪軌道面及び外輪の内周面に形成された外輪軌道面間に、保持器に転動自在に保持された複数の円すいころを組み込まれてなる円すいころ軸受において、
前記内輪には、前記内輪のつば部の逃げ溝から軸方向側方に貫通し、中心線が軸受の軸線に対して傾斜した貫通孔が、円周方向に少なくとも一つ形成されたことを特徴とする円すいころ軸受。 - 前記貫通孔は、中心線が内輪軌道面の仮想延長線と平行であることを特徴とする請求項1記載の円すいころ軸受。
- 前記貫通孔は、中心線が内輪軌道面の仮想延長線に対して所定の角度をなすように、つば部外径側に傾斜されていることを特徴とする請求項1記載の円すいころ軸受。
- 前記内輪には、第2の貫通孔が、中心線を前記貫通孔の中心線と交差するように設けられており、該第2の貫通孔は、前記貫通孔をつば部外径側に連通することを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の円すいころ軸受。
- 前記貫通孔は、円周方向に等配して複数設けられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか記載の円すいころ軸受。
- 前記貫通孔は、つば部の逃げ溝側から内輪の軸方向側方側に向けて、口径が徐々に拡がるようにテーパ状に形成されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載の円すいころ軸受。
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Cited By (2)
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EP2175152A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-14 | United Technologies Corporation | Roller bearing |
EP2669541A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Tapered roller bearing arrangement for a direct drive generator of a wind turbine |
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