JP2019120375A - 転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】環状空間の潤滑油を排出する機能を高めることが可能となる転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受10は、回転軸8と一体回転する内輪11、外輪12、複数の円すいころ13、及び、内輪11の軸方向一方側に設けられ内輪11と共に回転する油排出部15を備えている。油排出部15は、内輪11と外輪12との間に形成されている環状空間29を部分的に覆う円板状の壁部16と、壁部16の側面18に設けられ内輪11と共に回転することによって回転軸8側に向かう径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油を流す複数の羽根部17とを有している。【選択図】 図1
Description
本発明は、転がり軸受に関する。
転がり軸受は、回転する軸を支持するために広く用いられている。転がり軸受は、内輪、外輪、及びこれら内輪と外輪との間に設けられている複数の転動体を有している。例えば、円すいころ軸受の場合(図11参照)、回転軸90と共に内輪91が回転すると、図11の左側から右側へと潤滑油98が流れるポンプ作用が発生することが知られている(例えば、特許文献1の段落0030参照)。ポンプ作用により、内輪91と外輪92との間に形成されている環状空間93の潤滑油98は、図11の右側へ排出される。環状空間93の潤滑油98が排出される方向を、図11では、矢印G1により示している。
図11に示すように、円すいころ軸受(転がり軸受)の下側の部分が、ハウジング99に溜められている潤滑油98に浸された状態にある場合、つまり、油浴潤滑にある円すいころ軸受(転がり軸受)の場合、ポンプ作用により環状空間93の潤滑油98が図11の右側の軸受外へ排出されても(例えば、ポンプ作用が弱い場合)その潤滑油98が環状空間93へ戻ることがある。このように潤滑油98が環状空間93へ戻る方向を、図11では、矢印G2により示している。
潤滑油98が環状空間93に戻り、環状空間93に潤滑油98が多く存在していると、撹拌トルクが増大する。撹拌トルクが増大すると、例えば軸受温度が上昇するという問題点がある。
なお、ポンプ作用は円すいころ軸受以外の転がり軸受でも発生する。また、ポンプ作用が発生しない転がり軸受においても、特に油浴潤滑の場合、内輪と外輪との間の環状空間に潤滑油が多く存在していると撹拌トルクが増大し、同じ問題点が生じる。
そこで、本発明は、環状空間の潤滑油を排出する機能を高めることが可能となる転がり軸受を提供することにある。
本発明の転がり軸受は、回転軸と一体回転する内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体、及び、前記内輪の軸方向一方側に設けられ当該内輪と共に回転する油排出部を備え、前記油排出部は、前記内輪と前記外輪との間に形成されている環状空間を部分的に覆う円板状の壁部と、前記壁部の側面に設けられ前記内輪と共に回転することによって前記回転軸側に向かう径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油を流す複数の羽根部と、を有している。
この転がり軸受によれば、内輪と共に油排出部が回転し、軸方向一方側の領域において、羽根部により潤滑油が回転軸側に向かう径方向内方に流れると、その潤滑油は例えば回転軸に当たって軸方向一方側へ流れることができ、その流れによって環状空間の潤滑油の軸方向一方側への排出が促進される。また、羽根部により潤滑油が径方向外方に流れる場合、その流れによって環状空間の潤滑油の軸方向一方側への排出が促進される。また、羽根部により潤滑油が軸方向一方に流れる場合、その流れによって環状空間の潤滑油の軸方向一方側への排出が促進される。このように、内輪が回転すると、軸方向一方側の領域において、羽根部により潤滑油が流れ、環状空間の潤滑油を軸方向一方側へ排出する機能を高めることが可能となる。
また、前記壁部に、周方向に間隔をあけて複数の前記羽根部が、前記側面から軸方向に突出して設けられており、前記羽根部の周方向一方側に向く第一側面が、潤滑油に推力を与えるための第一羽根面であり、前記羽根部の周方向他方側に向く第二側面が、潤滑油に推力を与えるための第二羽根面であるのが好ましい。この場合、内輪が一方向に回転した場合であっても、他方向に回転した場合であっても、潤滑油に推力を与えて潤滑油を前記のように流すことが可能となる。なお、第一羽根面を有する羽根部と第二羽根面を有する羽根部とは、同じあってもよく、異なっていてもよい。つまり、一つの羽根部が第一羽根面及び第二羽根面を有していてもよいし、一つの羽根部が第一羽根面と第二羽根面とのうちのいずれか一方のみを有していてもよい。
また、前記羽根部は、前記壁部の軸方向一方側へ臨む前記側面に設けられている構成とすることができる。この場合、羽根部は、油排出部の周囲の潤滑油を、径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に流す羽根面形状を有していればよく、これにより、環状空間の潤滑油を軸方向一方側へ排出することができる。
または、前記羽根部は、前記壁部の軸方向他方側へ臨む前記側面に設けられており、当該羽根部は、径方向外方に潤滑油を流す羽根面形状を有している構成とすることができる。この場合、油排出部の周囲の潤滑油は径方向外方に流れ、この流れにより、環状空間の潤滑油を軸方向一方側へ排出することができる。
または、前記油排出部は、前記壁部の軸方向一方側へ臨む前記側面に設けられている第一の前記羽根部と、前記壁部の軸方向他方側へ臨む前記側面に設けられている第二の前記羽根部と、を有し、第一の前記羽根部は、前記内輪と共に一方向に回転することで、径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油を流す羽根面形状を有し、第二の前記羽根部は、前記内輪と共に一方向に回転することで、径方向外方に潤滑油を流す羽根面形状を有している構成とすることができる。この場合、内輪が一方向に回転すると、壁部の軸方向一方側の領域では、第一の羽根部により潤滑油が、径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に流れ、壁部の軸方向他方側の領域では、第二の羽根部により潤滑油が径方向外方に流れる。この流れにより、環状空間の潤滑油を軸方向一方側へ排出することができる。
または、前記羽根部は、前記壁部の軸方向他方側へ臨む前記側面に設けられており、当該羽根部は、径方向外方に潤滑油を流す羽根面形状を有している構成とすることができる。この場合、油排出部の周囲の潤滑油は径方向外方に流れ、この流れにより、環状空間の潤滑油を軸方向一方側へ排出することができる。
または、前記油排出部は、前記壁部の軸方向一方側へ臨む前記側面に設けられている第一の前記羽根部と、前記壁部の軸方向他方側へ臨む前記側面に設けられている第二の前記羽根部と、を有し、第一の前記羽根部は、前記内輪と共に一方向に回転することで、径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油を流す羽根面形状を有し、第二の前記羽根部は、前記内輪と共に一方向に回転することで、径方向外方に潤滑油を流す羽根面形状を有している構成とすることができる。この場合、内輪が一方向に回転すると、壁部の軸方向一方側の領域では、第一の羽根部により潤滑油が、径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に流れ、壁部の軸方向他方側の領域では、第二の羽根部により潤滑油が径方向外方に流れる。この流れにより、環状空間の潤滑油を軸方向一方側へ排出することができる。
また、前記外輪は、前記内輪の軸方向一方側の側面よりも更に軸方向一方側に向かって延びている延長筒部を有し、前記壁部と前記延長筒部との間に隙間が形成されているのが好ましい。この場合、環状空間から軸方向一方側へ排出された潤滑油が、再び環状空間へ戻るのを前記隙間によって抑制することができる。
また、前記羽根部は、次のような羽根面を有することができる。
前記羽根部は、径方向内側に向かうにしたがって前記内輪の回転方向と反対方向に延びている羽根面を有している。この場合、内輪が回転すると、軸方向一方側の領域において、潤滑油が、回転軸側に向かう径方向内方に流れる。
前記羽根部は、径方向外側に向かうにしたがって前記内輪の回転方向と反対方向に延びている羽根面を有している。この場合、内輪が回転すると、軸方向一方側の領域において、潤滑油が径方向外方に流れる。
前記羽根部は、前記壁部側である羽根基部から軸方向に向かって先端側となる羽根先部に向かうにしたがって前記内輪の回転方向と反対方向に延びて設けられている羽根面を有している。この場合、内輪が回転すると、軸方向一方側の領域において、潤滑油が軸方向一方に流れる。
前記羽根部は、径方向内側に向かうにしたがって前記内輪の回転方向と反対方向に延びている羽根面を有している。この場合、内輪が回転すると、軸方向一方側の領域において、潤滑油が、回転軸側に向かう径方向内方に流れる。
前記羽根部は、径方向外側に向かうにしたがって前記内輪の回転方向と反対方向に延びている羽根面を有している。この場合、内輪が回転すると、軸方向一方側の領域において、潤滑油が径方向外方に流れる。
前記羽根部は、前記壁部側である羽根基部から軸方向に向かって先端側となる羽根先部に向かうにしたがって前記内輪の回転方向と反対方向に延びて設けられている羽根面を有している。この場合、内輪が回転すると、軸方向一方側の領域において、潤滑油が軸方向一方に流れる。
本発明によれば、内輪が回転すると、軸方向一方側の領域において、羽根部により潤滑油が流れ、環状空間の潤滑油を軸方向一方側へ排出する機能を高めることが可能となる。
〔転がり軸受の説明〕
図1は、本発明の転がり軸受を備えている回転機器5の断面図である。本実施形態の転がり軸受10は、複列円すいころ軸受であり、ハウジング9内に設けられている回転軸8を回転可能に支持している。転がり軸受10の一部となる下側の部分が、ハウジング9内に溜められている潤滑油7に浸された状態にある。つまり、この転がり軸受10は、油浴潤滑式である。図1に示す転がり軸受(複列円すいころ軸受)10は、左右対称形状であり、図2は、図1に示す転がり軸受10の右側の軸受部の断面図である。なお、図2では、説明を容易とするために、図1に示す転がり軸受10の右側の軸受部を、独立した単列の転がり軸受10として示している。
図1は、本発明の転がり軸受を備えている回転機器5の断面図である。本実施形態の転がり軸受10は、複列円すいころ軸受であり、ハウジング9内に設けられている回転軸8を回転可能に支持している。転がり軸受10の一部となる下側の部分が、ハウジング9内に溜められている潤滑油7に浸された状態にある。つまり、この転がり軸受10は、油浴潤滑式である。図1に示す転がり軸受(複列円すいころ軸受)10は、左右対称形状であり、図2は、図1に示す転がり軸受10の右側の軸受部の断面図である。なお、図2では、説明を容易とするために、図1に示す転がり軸受10の右側の軸受部を、独立した単列の転がり軸受10として示している。
図2において、転がり軸受10は、内輪11、外輪12、及びこれら内輪11と外輪12との間に設けられている複数の円すいころ13を備えている。転がり軸受10は環状の保持器14を備えており、保持器14は複数の円すいころ13を周方向に沿って間隔をあけて保持している。転がり軸受10は、更に、内輪11の軸方向一方側に設けられている油排出部15を備えている。
図2に示す形態では、外輪12は、内輪11の軸方向一方側の側面25よりも更に軸方向一方側に向かって軸方向に延びている延長筒部20を有している。図2に示す延長筒部20は、円筒状の部材により構成されており、外輪12と別部材である。なお、延長筒部20は、外輪12と同じ部材により構成されていてもよい(つまり、外輪12の一部であってもよい)。延長筒部20は、油排出部15よりも更に軸方向一方側に延びて設けられている。延長筒部20の内径D3は、油排出部15(後述する円板状の壁部16)の外径D1よりも大きい(D3>D1)。油排出部15が有する壁部16と延長筒部20との間に隙間eが形成されている。なお、延長筒部20は、油排出部15の形態に応じて、省略することができる(図7参照)。
図2において、内輪11は、回転軸8に外嵌する環状の部材であり、回転軸8と一体回転する。内輪11は、軸方向一方側に、径方向外方へ突出している大鍔部22を有しており、軸方向他方側に、径方向外方へ突出している小鍔部23を有している。大鍔部22は、小鍔部23よりも外径が大きい。内輪11は、その外周側に、円すいころ13が転がり接触する(転動する)内軌道面21を有している。内軌道面21は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって縮径する形状を有している。
外輪12は、ハウジング9に取り付けられている環状の部材である。外輪12は、その内周側に、円すいころ13が転がり接触する(転動する)外軌道面24を有している。外軌道面24は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって縮径する形状を有している。
このような構成を備えている円すいころ軸受10(内輪11)が回転すると、内輪11と外輪12との間に形成されている環状空間29において、潤滑油7が軸方向他方側から軸方向一方側へ流れる作用(以下、この作用を「ポンプ作用」という。)が発生する。ポンプ作用は、内輪11及び保持器14の回転により潤滑油7が遠心力によって径方向外側へ移動し、更に、この潤滑油7が外軌道面24に沿って軸方向一方側へ移動することにより発生する。内輪11の小鍔部23側を「小端側」と呼び、内輪11の大鍔部22側を「大端側」と呼ぶと、ポンプ作用により、環状空間29の潤滑油7は小端側から大端側へ流れる。なお、図1に示す転がり軸受10の左側の軸受部も(左右対象であるが)図2に示す構成と同じであることから、ポンプ作用により、環状空間29の潤滑油7は小端側から大端側へ流れる。このため、内輪11が回転すると、ハウジング9の底部に溜められ環状空間29に存在している潤滑油7を、軸方向両側へ排出させる作用が生じる。
そして、図1に示す転がり軸受10において、右側の軸受部(図2参照)が有する内輪11の大端側に、油排出部15が設けられており、左側の軸受部においても、内輪11の大端側に油排出部15が設けられている。これら油排出部15により、環状空間29の潤滑油7を排出する機能を高めている。油排出部15の具体的構成及び機能について、以下、説明する。
図2において、油排出部15は、内輪11の大端側に設けられており、内輪11と共に回転する。油排出部15は、円板状の壁部16と、複数の羽根部17とを有している。図2に示す壁部16は、内輪11の側面25に固定されている円環板状の部材である。なお、壁部16は、内輪11と別体ではなく、と同じ部材により構成されていてもよい(つまり、内輪11の一部であってもよい)。壁部16の外径D1は、外輪12の内周面(外軌道面24)の軸方向一方側の端部における内径D2よりも小さい(D1<D2)。これにより、壁部16は、環状空間29を軸方向一方側から部分的に覆っており、環状空間29は、軸方向一方側の領域K1において、軸方向について一部、及び径方向外方に開放されている。なお、前記外径D1と前記内径D2との関係「D1<D2」は必須ではなく、前記外径D1は前記内径D2以上(D1≧D2)であってもよい。
羽根部17は、壁部16の軸方向一方側に向く側面18に設けられている。図3は、油排出部15の下半分を示す斜視図である。羽根部17は、周方向に間隔をあけて壁部16に複数設けられており、各羽根部17は側面18から軸方向に突出している。油排出部15の回転方向は、内輪11の回転方向と同じとなる。図3において、油排出部15の回転方向を実線の矢印R1で示しており、油排出部15の回転方向の反対方向を破線の矢印R2で示している。各羽根部17において、回転方向(矢印R1方向)の前方側に向く第一側面41が、潤滑油に推力を与えるための羽根面(第一羽根面)31となる。羽根面31は、径方向内側に向かうにしたがって、回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びている羽根面形状を有している。
この羽根部17を有する油排出部15が、内輪11と共に矢印R1方向に回転すると、軸方向一方側の領域K1(図2参照)において、羽根部17の周囲の潤滑油7が、回転軸8側に向かう径方向内方に流れる(図3において矢印A1)。このように潤滑油7が径方向内方に流れると、その潤滑油7は回転軸8の外周面に当たって軸方向一方側へ向きを変えて流れることができる(図3において矢印A2)。この潤滑油7の流れによって、壁部16の径方向外方側の空間の潤滑油7が減少し、この結果、環状空間29の潤滑油7を軸方向一方側へ排出することができる。
〔羽根部17の変形例〕
図4は、羽根部17の形態が異なる油排出部15の下半分を示す斜視図である。羽根部17は、壁部16の軸方向一方側に向く側面18に設けられている。複数の羽根部17は、周方向に間隔をあけて壁部16に設けられており、各羽根部17は、側面18から軸方向に突出している。図4において、油排出部15の回転方向を実線の矢印R1で示しており、油排出部15の回転方向の反対方向を破線の矢印R2で示している。各羽根部17において、回転方向(矢印R1方向)の前方側に向く第一側面41が、潤滑油に推力を与えるための羽根面(第一羽根面)31となる。羽根面31は、径方向外側に向かうにしたがって、回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びている羽根面形状を有している。
図4は、羽根部17の形態が異なる油排出部15の下半分を示す斜視図である。羽根部17は、壁部16の軸方向一方側に向く側面18に設けられている。複数の羽根部17は、周方向に間隔をあけて壁部16に設けられており、各羽根部17は、側面18から軸方向に突出している。図4において、油排出部15の回転方向を実線の矢印R1で示しており、油排出部15の回転方向の反対方向を破線の矢印R2で示している。各羽根部17において、回転方向(矢印R1方向)の前方側に向く第一側面41が、潤滑油に推力を与えるための羽根面(第一羽根面)31となる。羽根面31は、径方向外側に向かうにしたがって、回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びている羽根面形状を有している。
この羽根部17を有する油排出部15が、内輪11と共に矢印R1方向に回転すると、軸方向一方側の領域K1(図2参照)において、潤滑油7が、回転軸8側から遠のく(回転軸8から離れる)径方向外方に流れる(図4において矢印B)。このように潤滑油7が径方向外方に流れると、その潤滑油7は延長筒部20の内周面(ハウジング9の内周面)に当たって軸方向一方側へ向きを変えて流れることができる。この潤滑油7の流れによって、壁部16の径方向外方側の空間の潤滑油7が軸方向一方側へ流れて減少し、この結果、環状空間29の潤滑油7を軸方向一方側へ排出することができる。
なお、図4(及び図3)に示す各羽根部17は、軸方向から見ると、円弧形状であるが、直線形状であってもよい。
〔羽根部17の変形例〕
図5は、羽根部17の形態が異なる油排出部15の下半分を示す正面図である。図6は、この油排出部15の一部を示す斜視図である。図5及び図6に示す油排出部15においても、羽根部17は、壁部16の軸方向一方側に向く側面18に設けられている。複数の羽根部17は、周方向に間隔をあけて壁部16に設けられており、各羽根部17は、側面18から軸方向に突出している。油排出部15の回転方向を実線の矢印R1で示しており、油排出部15の回転方向の反対方向を破線の矢印R2で示している。図6に示すように、羽根部17は、壁部16側である羽根基部17aと、この羽根基部17aから軸方向に向かって先端側となる羽根先部17bとを有している。各羽根部17において、回転方向(矢印R1方向)の前方側に向く第一側面41が、潤滑油に推力を与えるための羽根面(第一羽根面)31となる。羽根面31は、羽根基部17aから羽根先部17bに向かうにしたがって回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びて設けられている羽根面形状を有している。
図5は、羽根部17の形態が異なる油排出部15の下半分を示す正面図である。図6は、この油排出部15の一部を示す斜視図である。図5及び図6に示す油排出部15においても、羽根部17は、壁部16の軸方向一方側に向く側面18に設けられている。複数の羽根部17は、周方向に間隔をあけて壁部16に設けられており、各羽根部17は、側面18から軸方向に突出している。油排出部15の回転方向を実線の矢印R1で示しており、油排出部15の回転方向の反対方向を破線の矢印R2で示している。図6に示すように、羽根部17は、壁部16側である羽根基部17aと、この羽根基部17aから軸方向に向かって先端側となる羽根先部17bとを有している。各羽根部17において、回転方向(矢印R1方向)の前方側に向く第一側面41が、潤滑油に推力を与えるための羽根面(第一羽根面)31となる。羽根面31は、羽根基部17aから羽根先部17bに向かうにしたがって回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びて設けられている羽根面形状を有している。
この羽根部17を有する油排出部15が、内輪11と共に矢印R1方向に回転すると、軸方向一方側の領域K1(図2参照)において、潤滑油7が、壁部16から遠のく軸方向一方に流れる。このように潤滑油7が軸方向一方に流れると、壁部16の径方向外方側の空間の潤滑油7が軸方向一方側へ流れて減少し、この結果、環状空間29の潤滑油7を軸方向一方側へ排出することができる。
図5及び図6に示す油排出部15は、内輪11が一方向に回転した場合であっても、他方向に回転した場合であっても、羽根部17の周囲の潤滑油7に推力を与えて潤滑油7を軸方向一方側へ流すことが可能となっている。そのために、図6に示すように、羽根部17は、壁部16の側面18から軸方向に突出して設けられていて、前記のとおり、この羽根部17の周方向一方側に向く第一側面41が、潤滑油に推力を与えるための第一羽根面31となっている。そして、この羽根部17の周方向他方側に向く第二側面42が、潤滑油に推力を与えるための第二羽根面32となっている。前記のとおり、油排出部15の回転方向が矢印R1方向である場合、第一羽根面31は、羽根基部17aから羽根先部17bに向かうにしたがってその回転方向(矢印R1方向)と反対方向である矢印R2方向に延びて設けられている羽根面形状を有している。これに対して、内輪11が反対方向に回転して、油排出部15の回転方向が矢印R2方向になる場合、第二羽根面32は、羽根基部17aから羽根先部17bに向かうにしたがってその回転方向(矢印R2方向)と反対方向である矢印R1方向に延びて設けられている羽根面形状を有している。これにより、油排出部15は、内輪11が一方向に回転した場合であっても、他方向に回転した場合であっても、羽根部17の周囲の潤滑油7に推力を与えて潤滑油7を軸方向一方側へ流すことが可能となる。
〔図3及び図4に示す油排出部15について〕
図3に示す油排出部15及び図4に示す油排出部15それぞれも、内輪11が一方向に回転した場合であっても、他方向に回転した場合であっても、羽根部17の周囲の潤滑油7に推力を与えて潤滑油7を径方向へ流すことが可能となっている。すなわち、既に説明したように、図3に示す油排出部15の場合、回転方向を矢印R1方向とすると、羽根部17の周方向一方側の第一羽根面31によって、その周囲の潤滑油7を回転軸8側に向かう径方向内方へ流すことができる。これに対して、回転方向が反対となって矢印R2方向となる場合、羽根部17は、その周方向他方側の側面42に第二羽根面32を有しており、この第二羽根面32は、径方向外側に向かうにしたがって、その回転方向(矢印R2方向)と反対方向となる矢印R1方向に延びている羽根面形状を有している。この第二羽根面32によれば、その周囲の潤滑油7を径方向外方へ流すことができる。この潤滑油7の流れによって、環状空間29の潤滑油7を軸方向一方側へ排出することができる。
図3に示す油排出部15及び図4に示す油排出部15それぞれも、内輪11が一方向に回転した場合であっても、他方向に回転した場合であっても、羽根部17の周囲の潤滑油7に推力を与えて潤滑油7を径方向へ流すことが可能となっている。すなわち、既に説明したように、図3に示す油排出部15の場合、回転方向を矢印R1方向とすると、羽根部17の周方向一方側の第一羽根面31によって、その周囲の潤滑油7を回転軸8側に向かう径方向内方へ流すことができる。これに対して、回転方向が反対となって矢印R2方向となる場合、羽根部17は、その周方向他方側の側面42に第二羽根面32を有しており、この第二羽根面32は、径方向外側に向かうにしたがって、その回転方向(矢印R2方向)と反対方向となる矢印R1方向に延びている羽根面形状を有している。この第二羽根面32によれば、その周囲の潤滑油7を径方向外方へ流すことができる。この潤滑油7の流れによって、環状空間29の潤滑油7を軸方向一方側へ排出することができる。
また、図4に示す形態の場合、既に説明したように、回転方向を矢印R1方向とすると、羽根部17の周方向一方側の第一羽根面31によって、その周囲の潤滑油7を径方向外方へ流すことができる。これに対して、回転方向が反対となって矢印R2方向となる場合、羽根部17は、その周方向他方側の側面42に第二羽根面32を有しており、この第二羽根面32は、径方向内側に向かうにしたがって、その回転方向(矢印R2方向)と反対方向となる矢印R1方向に延びている羽根面形状を有している。この第二羽根面32によれば、その周囲の潤滑油7を回転軸8側に向かう径方向内方へ流すことができる。この潤滑油7の流れによって、環状空間29の潤滑油7を軸方向一方側へ排出することができる。
〔他の形態を有する油排出部15について〕
図7は、他の形態の油排出部15を備えている転がり軸受10の断面図である。図7に示す転がり軸受10は、図2に示す転がり軸受10と比較して油排出部15が異なる。図7に示す油排出部15では、羽根部17が壁部16の軸方向他方側の側面19に設けられている。また、図7に示す転がり軸受10では、図2に示す延長筒部20が省略されている。また、ハウジング9の内周面形状も異なる。ハウジング9は段付き形状(拡大形状)を有しているのが好ましく、油排出部15の径方向外方側において、油排出部15とハウジング9の内周面9aとの間隔が広くなっている。
図7は、他の形態の油排出部15を備えている転がり軸受10の断面図である。図7に示す転がり軸受10は、図2に示す転がり軸受10と比較して油排出部15が異なる。図7に示す油排出部15では、羽根部17が壁部16の軸方向他方側の側面19に設けられている。また、図7に示す転がり軸受10では、図2に示す延長筒部20が省略されている。また、ハウジング9の内周面形状も異なる。ハウジング9は段付き形状(拡大形状)を有しているのが好ましく、油排出部15の径方向外方側において、油排出部15とハウジング9の内周面9aとの間隔が広くなっている。
図7に示す転がり軸受10の場合、内輪11が油排出部15と共に回転すると、油排出部15が有する羽根部17の周囲の潤滑油7は、その羽根部17によって径方向外方に流れる(図7において矢印C1)。このために、羽根部17は、図4に示す羽根形状と同様の構成を備えている。ただし、図4に示す羽根部17よりも全長が短くなる。この羽根部17により潤滑油7が径方向外方に流れることで、環状空間29の潤滑油7を径方向外方へ排出し、更に、その潤滑油7は、ハウジング9の内周面9aに当たることで、軸方向一方側へ流れることができる(図7において矢印C2)。これにより、環状空間29の潤滑油7を軸方向一方側へ排出することができる。
以上のように、図2に示す形態では、羽根部17が、壁部16の軸方向一方側へ臨む側面18に設けられている。この場合、羽根部17は、回転軸8側へ向かう径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油7を流す羽根面形状を有していればよい。
これに対して、図7に示すように、羽根部17が、壁部16の軸方向他方側(環状空間29側)へ臨む側面19に設けられている場合、その羽根部17は径方向外方に潤滑油7を流す羽根面形状を有していればよい。
これに対して、図7に示すように、羽根部17が、壁部16の軸方向他方側(環状空間29側)へ臨む側面19に設けられている場合、その羽根部17は径方向外方に潤滑油7を流す羽根面形状を有していればよい。
〔他の形態を有する油排出部15について〕
図8は、更に別の形態の油排出部15を備えている転がり軸受10の断面図である。図2及び図7に示す各形態では、壁部16の片方の側面18(又は19)にのみ羽根部17が設けられている。図8に示す油排出部15は、壁部16の両側の側面18,19に羽根部17が設けられている。つまり、油排出部15は、壁部16の軸方向一方側へ臨む側面18に設けられている第一の羽根部17Aと、壁部16の軸方向他方側へ臨む側面19に設けられている第二の羽根部17Bとを有している。
図8は、更に別の形態の油排出部15を備えている転がり軸受10の断面図である。図2及び図7に示す各形態では、壁部16の片方の側面18(又は19)にのみ羽根部17が設けられている。図8に示す油排出部15は、壁部16の両側の側面18,19に羽根部17が設けられている。つまり、油排出部15は、壁部16の軸方向一方側へ臨む側面18に設けられている第一の羽根部17Aと、壁部16の軸方向他方側へ臨む側面19に設けられている第二の羽根部17Bとを有している。
第一の羽根部17Aは、図3、図4、及び図5(図6)に示す羽根部17のうちの一つと同じである。第二の羽根部17Bは、図4に示す羽根部17と同様の構成を備えている。ただし、図4に示す羽根部17よりも全長が短くなる。つまり、第一の羽根部17Aは、内輪11と共に一方向に回転することで、回転軸8側に向かう径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油7を流す羽根面形状を有している。第二の羽根部17Bは、内輪11と共に一方向に回転することで、径方向外方に潤滑油7を流す羽根面形状を有している。図8に示す油排出部15は、図2に示す油排出部15による機能と、図7に示す油排出部15による機能との双方を備えている。
〔前記各形態の転がり軸受10について〕
前記各形態の転がり軸受10では、油排出部15が有する羽根部17は、壁部16の軸方向に向く側面18(19)に設けられており、油排出部15が内輪11と共に回転することによって、羽根部17は、回転軸8側に向かう径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油7を流すことができる。前記各形態の転がり軸受10によれば、内輪11が回転すると、前記ポンプ作用によって環状空間29の潤滑油7が軸方向一方側へ流れると共に、この軸方向一方側の領域K1において(図2、図7参照)、羽根部17により潤滑油7が流れ、環状空間29の潤滑油7を軸方向一方側へ排出する機能を高めることが可能となる。この結果、油浴潤滑にある転がり軸受10において、排出された潤滑油7が環状空間29へ戻るのを抑制することができ、環状空間29の潤滑油量を少なくして撹拌トルクが大きくなるのを抑えることが可能となる。
前記各形態の転がり軸受10では、油排出部15が有する羽根部17は、壁部16の軸方向に向く側面18(19)に設けられており、油排出部15が内輪11と共に回転することによって、羽根部17は、回転軸8側に向かう径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油7を流すことができる。前記各形態の転がり軸受10によれば、内輪11が回転すると、前記ポンプ作用によって環状空間29の潤滑油7が軸方向一方側へ流れると共に、この軸方向一方側の領域K1において(図2、図7参照)、羽根部17により潤滑油7が流れ、環状空間29の潤滑油7を軸方向一方側へ排出する機能を高めることが可能となる。この結果、油浴潤滑にある転がり軸受10において、排出された潤滑油7が環状空間29へ戻るのを抑制することができ、環状空間29の潤滑油量を少なくして撹拌トルクが大きくなるのを抑えることが可能となる。
また、図3、図4、及び図5(図6)に示す各油排出部15の場合、壁部16に、周方向に間隔をあけて複数の羽根部17が、側面18から軸方向に突出して設けられている。そして、各羽根部17の周方向一方側に向く第一側面41が、潤滑油7に推力を与えるための第一羽根面31であり、各羽根部17の周方向他方側に向く第二側面42が、潤滑油7に推力を与えるための第二羽根面32となっている。このため、内輪11が一方向に回転した場合であっても、他方向に回転した場合であっても、潤滑油7に推力を与えて潤滑油7を前記のように流すことが可能となる。
なお、図3、図4、及び図5(図6)に示す各形態では、第一羽根面31を有する羽根部17と、第二羽根面32を有する羽根部17とは同じ一つの部材ある。つまり、図3、図4、及び図5(図6)に示す各形態では、一つの羽根部17が第一羽根面31及び第二羽根面32を有している。しかし、一つの油排出部15において、第一羽根面31を有する羽根部17と、第二羽根面32を有する羽根部17とは、異なっていてもよい。つまり、複数の羽根部17のそれぞれが、第一羽根面31と第二羽根面32とのうちのいずれか一方のみを有していてもよい。
前記各形態において、油排出部15は、円板状の壁部16を有しており、この壁部16の外径D1は、内輪11の軸方向一方側の端部(大鍔部22)の外径よりも大きい。このため、壁部16は、環状空間29を軸方向から覆うことができ、壁部16よりも軸方向一方側へ排出した潤滑油7が環状空間29に戻るのを、この壁部16によって抑制することができる。
更に、図2に示す形態の場合、外輪12は、軸方向一方側に向かって軸方向に延びている延長筒部20を有しており、壁部16と延長筒部20との間に隙間eが形成されている。この構成によれば、環状空間29から軸方向一方側へ排出された潤滑油7が、再び環状空間29へ戻るのを隙間eによって抑制することができる。
図1に示す転がり軸受10において、右側の軸受部が有する内輪11の大端側に、油排出部15が設けられており、左側の軸受部においても、内輪11の大端側に油排出部15が設けられている。つまり、複列円すいころ軸受である転がり軸受10の軸方向両側に油排出部15,15が設けられている。このため、内輪11が回転すると、内輪11と外輪12との間の環状空間29の潤滑油7は軸受外部へ排出され、油排出部15,15により、環状空間29において潤滑油7が(回転停止状態と比較して)少ない状態が維持される。このため、転がり軸受10の潤滑油7による撹拌トルク(撹拌抵抗)を低減することが可能となる。
〔その他について〕
羽根部17は、図示した形態以外であってもよい。例えば図9及び図10に示すように、羽根部17は、三角錐形状であってもよい。図9に示す羽根部17は、回転方向(矢印R1方向)の前方に第一羽根面31を有しており、この第一羽根面31は、径方向内側に向かうにしたがって回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びている羽根面形状を有している。この場合、矢印R1方向に回転すると、図3に示す形態と同様に、潤滑油7が、回転軸8側(図2参照)に向かう径方向内方に流れる。
羽根部17は、図示した形態以外であってもよい。例えば図9及び図10に示すように、羽根部17は、三角錐形状であってもよい。図9に示す羽根部17は、回転方向(矢印R1方向)の前方に第一羽根面31を有しており、この第一羽根面31は、径方向内側に向かうにしたがって回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びている羽根面形状を有している。この場合、矢印R1方向に回転すると、図3に示す形態と同様に、潤滑油7が、回転軸8側(図2参照)に向かう径方向内方に流れる。
また、図9に示す羽根部17は、回転方向が反対となって矢印R2方向となっても機能する。つまり、羽根部17は、周方向一方側の第一側面41に前記第一羽根面31を有していると共に、周方向他方側の第二側面42に第二羽根面32を有している。矢印R2方向が回転方向となる場合、第二羽根面32は、径方向内側に向かうにしたがってその回転方向と反対方向(矢印R1方向)に延びている羽根面形状を有している。これにより、矢印R2方向に回転すると、潤滑油7が、回転軸8側(図2参照)に向かう径方向内方に流れる。
図10に示す羽根部17は、回転方向(矢印R1方向)の前方に第一羽根面31を有しており、この第一羽根面31は、径方向外側に向かうにしたがって回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びている羽根面形状を有している。この場合、矢印R1方向に回転すると、図4に示す形態と同様に、潤滑油7が径方向外方に流れる。
また、図10に示す羽根部17は、回転方向が反対となって矢印R2方向となっても機能する。つまり、羽根部17は、周方向一方側の第一側面41に前記第一羽根面31を有していると共に、周方向他方側の第二側面42に第二羽根面32を有している。矢印R2方向が回転方向となる場合、第二羽根面32は、径方向外側に向かうにしたがってその回転方向と反対方向(矢印R1方向)に延びている羽根面形状を有している。これにより、矢印R2方向に回転すると、潤滑油7が径方向外方に流れる。
図9及び図10に示す羽根部17では、回転方向が矢印R1方向である場合、第一羽根面31は、羽根基部17aから羽根先部17bに向かうにしたがってこの回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びて設けられている羽根面形状も有している。このため、内輪11が回転すると、潤滑油7を軸方向に流す成分も生じさせることが可能となる。
また、回転方向が矢印R2方向となる場合、第二羽根面32は、羽根基部17aから羽根先部17bに向かうにしたがってこの回転方向と反対方向(矢印R1方向)に延びて設けられている羽根面形状も有している。このため、内輪11が回転すると、潤滑油7を軸方向に流す成分も生じさせることが可能となる。
また、回転方向が矢印R2方向となる場合、第二羽根面32は、羽根基部17aから羽根先部17bに向かうにしたがってこの回転方向と反対方向(矢印R1方向)に延びて設けられている羽根面形状も有している。このため、内輪11が回転すると、潤滑油7を軸方向に流す成分も生じさせることが可能となる。
また、図3及び図4に示す羽根部17においても、第一羽根面31は、羽根基部17aから羽根先部17bに向かうにしたがって回転方向と反対方向(矢印R2方向)に延びて設けられている羽根面形状を有していてもよい。また、回転方向が矢印R2方向となる場合、第二羽根面32は、羽根基部17aから羽根先部17bに向かうにしたがってこの回転方向と反対方向(矢印R1方向)に延びて設けられている羽根面形状を有していてもよい。
また、前記各形態の転がり軸受10は、円すいころ13を転動体とする円すいころ軸受であるが、転がり軸受10は(ポンプ作用が発生しても、ポンプ作用が発生しなくても)他の形式であってもよく、例えば、玉軸受であってもよい。転動体は、玉である以外に、円筒ころであってもよい。図示しないが、玉軸受においても、内輪と外輪との間の環状空間に潤滑油が多く存在していると、撹拌トルクが増大するが、この内輪に前記のような各油排出部15を設けることで、環状空間の潤滑油を軸方向に排出することができる。この結果、撹拌トルクを小さくすることが可能となる。
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の転がり軸受は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
10:転がり軸受 11:内輪 12:外輪
13:円すいころ(転動体) 14:保持器 15:油排出部
16:壁部 17:羽根部 17a:羽根基部
17b:羽根先部 17A:第一の羽根部 17B:第二の羽根部
18:側面 19:側面 20:延長筒部
29:環状空間 31:羽根面 32:羽根面
41:第一側面 42:第二側面
13:円すいころ(転動体) 14:保持器 15:油排出部
16:壁部 17:羽根部 17a:羽根基部
17b:羽根先部 17A:第一の羽根部 17B:第二の羽根部
18:側面 19:側面 20:延長筒部
29:環状空間 31:羽根面 32:羽根面
41:第一側面 42:第二側面
Claims (9)
- 回転軸と一体回転する内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に設けられている複数の転動体、及び、前記内輪の軸方向一方側に設けられ当該内輪と共に回転する油排出部を備え、
前記油排出部は、
前記内輪と前記外輪との間に形成されている環状空間を部分的に覆う円板状の壁部と、
前記壁部の側面に設けられ前記内輪と共に回転することによって前記回転軸側に向かう径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油を流す複数の羽根部と、
を有している、転がり軸受。 - 前記壁部に、周方向に間隔をあけて複数の前記羽根部が、前記側面から軸方向に突出して設けられており、
前記羽根部の周方向一方側に向く第一側面が、潤滑油に推力を与えるための第一羽根面であり、
前記羽根部の周方向他方側に向く第二側面が、潤滑油に推力を与えるための第二羽根面である、請求項1に記載の転がり軸受。 - 前記羽根部は、前記壁部の軸方向一方側へ臨む前記側面に設けられている、請求項1又は2に記載の転がり軸受。
- 前記羽根部は、前記壁部の軸方向他方側へ臨む前記側面に設けられており、当該羽根部は、径方向外方に潤滑油を流す羽根面形状を有している、請求項1又は2に記載の転がり軸受。
- 前記油排出部は、前記壁部の軸方向一方側へ臨む前記側面に設けられている第一の前記羽根部と、前記壁部の軸方向他方側へ臨む前記側面に設けられている第二の前記羽根部と、を有し、
第一の前記羽根部は、前記内輪と共に一方向に回転することで、径方向内方、径方向外方、及び軸方向一方のうちの少なくともいずれかの方向に潤滑油を流す羽根面形状を有し、
第二の前記羽根部は、前記内輪と共に一方向に回転することで、径方向外方に潤滑油を流す羽根面形状を有している、請求項1又は2に記載の転がり軸受。 - 前記外輪は、前記内輪の軸方向一方側の側面よりも更に軸方向一方側に向かって延びている延長筒部を有し、前記壁部と前記延長筒部との間に隙間が形成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記羽根部は、径方向内側に向かうにしたがって前記内輪の回転方向と反対方向に延びている羽根面を有している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記羽根部は、径方向外側に向かうにしたがって前記内輪の回転方向と反対方向に延びている羽根面を有している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の転がり軸受。
- 前記羽根部は、前記壁部側である羽根基部から軸方向に向かって先端側となる羽根先部に向かうにしたがって前記内輪の回転方向と反対方向に延びて設けられている羽根面を有している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の転がり軸受。
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