JP2961983B2 - 非円形円筒ころ軸受及びその保持装置 - Google Patents
非円形円筒ころ軸受及びその保持装置Info
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Description
であるジェットエンジンやガスタービンなどのタービン
軸を支持するのに好適な非円形円筒ころ軸受、及びその
軸受を保持する軸受箱(ハウジング)の軸受保持装置の
改良に関する。
円筒ころ軸受の場合、転動体が軌道面をころがらずにす
べる現象に起因して、スキッディング損傷と呼ばれる摩
耗が発生することが知られている。従来、このスキッデ
ィング損傷の防止対策の一つとして、非円形軸受を使用
することが行われている。これは、普通できるかぎり真
円形に近づけた円形(以下、これを真円形という)に形
成される軌道輪のうちの特に外輪を、楕円あるいはおむ
すび形にひずませた円筒ころ軸受である(“潤滑”、第
28巻,第6号,(1983)435〜436参照)。
この非円形円筒ころ軸受には、その外輪の軌道面及び外
径面の形状の組合せにより、A,B,Cの三種のタイプ
がある。タイプAは外径が楕円で軌道が真円である。タ
イプBは外径も軌道も共に楕円である。タイプCは外径
が真円で軌道が楕円である。いずれも、外輪を歪ませて
ころを締めつけることにより、ラジアル予圧をかけてこ
ろ駆動力を増し、すべりを小さくしようとするもので、
それぞれ一長一短があるが、その予圧量が適切でないと
焼き付きや予圧抜けを生じるおそれがある。その点で、
タイプBのものは、ハウジングの真円形の軸受保持穴に
当該軸受を組み込んだとき、外輪は軸受保持穴の真円形
にならって楕円が若干もどるものの、なお予圧がかかる
短径側外輪とハウジングの間にすきまが残るため、運転
中の温度上昇に伴う過大荷重を逃がすことができる余裕
があり、最も多く使用されている。
スリーブを嵌めて使用する場合がある。その場合のスリ
ーブはあまり厚くなく剛性も小さい。したがって、非円
形の軸受外輪を組み込むと、外輪外径面の非円形がスリ
ーブに及んで、スリーブ外径も非円形になる。
来の非円形円筒ころ軸受にあっては、タイプA及びタイ
プBの場合には、ハウジングの真円形の軸受保持穴に組
み込まれた外輪外径(スリーブを使用した場合には、そ
のスリーブの外径。以下同じ)は非円形形状が残存して
いる。またタイプCの場合には真円の外輪外径が非円形
形状になる。すなわち、いずれのタイプの場合も、ハウ
ジングの真円形の軸受保持穴と円筒ころ軸受の非円形の
外径面とのはめあいとなり、その結果、運転中に片当た
りして外輪とハウジングとの接触面にフレッチングある
いはかじりが発生するという問題点があった。
受外径面との間に小さなすきまを設けて、そのすきまに
オイルを満たすオイルダンパを採用した構成の場合に
は、円周方向のすきまの大きさが不均一になるから、通
常の真円形円筒軸受におけるオイルダンパと同等の正常
な緩衝機能を確保することが難しく、軸受の振動が発生
しやすいという問題点があった。
してなされたものであり、非円形円筒ころ軸受を軸受保
持穴に嵌合せしめたときの外輪外径面と軸受保持穴の内
径面との形状を可及的に近似せしめて、両者間に形成さ
れる軸受すきまをほぼ均一に分布せしめることにより、
上記従来の問題点を解決することを目的としている。
外径面と軌道面とが共に同一位相の非円形に形成されて
なる外輪と、内径面と軌道面とが共に真円形に形成され
てなる内輪とを備え、かつ外輪が、軸受箱の真円形の軸
受保持穴に直接あるいはスリーブを介して保持される非
円形円筒ころ軸受に係り、外輪の外径面と真円形の軸受
保持穴の内径面との間もしくはスリーブの外径面と真円
形の軸受保持穴の内径面との間のすきまが全周にわたり
ほぼ均一となるように、外輪の外径面の非円形量が軌道
面の非円形量よりも小さく形成されている。
道面とが共に同一位相の非円形で、かつその非円形量が
同一に形成されてなる外輪と、内径面と軌道面とが共に
真円形に形成されてなる内輪とを備え、かつ外輪が、軸
受箱の軸受保持穴に直接あるいはスリーブを介して保持
される非円形円筒ころ軸受の保持装置に係り、外輪の外
径面と軸受保持穴の内径面との間もしくはスリーブの外
径面と軸受保持穴の内径面との間のすきまが全周にわた
りほぼ均一となるように、軸受保持穴が外輪と同一位相
で、かつ外輪の非円形量よりも小さい非円形量をもつた
非円形穴に形成されている。
と軌道面とが共に同一位相の非円形で、かつその非円形
量が同一に形成されてなる外輪と、内径面と軌道面とが
共に真円形に形成されてなる内輪とを備え、かつ前記外
輪が、軸受箱の真円の保持穴にスリーブを介して保持さ
れる非円形円筒ころ軸受の保持装置に係り、スリーブの
外径面と軸受保持穴の内径面との間のすきまが全周にわ
たりほぼ均一となるように、スリーブの外径面が、外輪
の非円形量よりも小さい非円形量とされ、かつ外輪の非
円形の位相と90°ずれて(外輪の非円形と直交して)
形成されている。
づけた円形である。
円形量を軌道面の非円形量よりも小さくしたことによ
り、軸受を軸受保持穴に組み込んだときの外輪外径の残
留非円形量が極めて小さくなって真円形に近づく。保持
穴も真円形であり、外輪の外周面と保持穴の内周面との
間のすきま(軸受すきま)の分布が全周にわたりほぼ均
一化される。そのため、運転時に片当たりが発生しな
い。
の非円形量と軌道面の非円形量とは同一であるが、軸受
保持穴が外輪と同一位相で、軸受を軸受保持穴に組み込
んだときの外輪の残留非円形に近似した非円形穴であ
り、外輪の外周面と保持穴の内周面との間のすきまの分
布は全周にわたりほぼ均一化される。よって運転時に片
当たりが発生しない。
にあっては、軸受を軸受保持穴に組み込むと外輪外径の
非円形量が変化するが、なお非円形のままである。その
残留非円形量の大きさは、軸受運転時の平均ラジアルす
きまの大きさに対応する。すなわち、平均ラジアルすき
まが負の大きな値から零に近い程、外輪外径の非円形量
は小さい。そして、僅かに負のラジアルすきまとしたと
きの残留非円形量が最小である。その後はほぼ直線的に
増大しており、ラジアルすきまが正の方向に大きい軸受
程、その外径の残留非円形量も大きい。ところで、その
軸受の初期平均ラジアルすきまを設定するに際しては、
各軸受構成部品の公差のばらつき等を考慮すると、運転
時に最悪でも負のすきまになることは避け、常に正のす
きまを確保することが必要である。そこで本発明者は、
非円形円筒ころ軸受における運転時の平均ラジアルすき
まを正のできるだけ小さい値の範囲に設定し、そのとき
外輪の外径非円形量の大きさをどのように設定すれば、
運転時の外輪外径面を真円に近づけることができるかを
検討した。その結果、外輪における外径面の非円形量を
軌道面の非円形量より小さくすることが有効であるとの
知見を得、また、外輪外径面と軌道面との非円形量が同
一のときは、軸受保持部材の保持穴の方を、その外輪の
非円形量より小さい非円形量の非円形穴とすることが有
効であるとの知見を得て、この発明をなすに到った。
に説明する。
施例の半断面図である。軸受形式は、内輪1がつばな
し、外輪2が両つば付きのNU形円筒ころ軸受であり、
3は円筒ころである。保持器は図示を省略している。内
輪1の寸法は、外径98.5mm,内径78mm,幅22mm、外輪2
の寸法は、外径125 mm,内径112 mm,幅18mm、ころ数は
16個である。内輪1は、その内径面1aと軌道面1bと
が共に真円形に形成されている。
にその外径面2aと軌道面2bとが共に同一位相の非円
形である楕円形に形成されている。その外径面2aの楕
円量(非円形量)S2 −S1 は、軌道面2bの楕円量T
2 −T1 より小さくしてある。これに対し比較例とし
て、上記実施例と同一サイズのNU形円筒ころ軸受であ
って、図3に示すように外輪の外径,軌道ともに同一位
相の楕円で、その楕円量が等しいBタイプの楕円形円筒
ころ軸受を用意した。このようなBタイプの場合、軸受
を軸受保持部材であるハウジングに組み込む以前の自由
状態で、すでに短径側に図示の負荷分布で予圧がかかっ
ている。そしてこれを図4に示すようにハウジング5の
軸受保持穴6に組み込むと、外輪2は真円形の軸受保持
穴6にならって楕円が若干もどり、外輪外径面2aの楕
円量S2 −S1 は減少する。しかし外輪外径の楕円形状
はなお残り、その短径をA1 ,長径をA2 としたとき|
A1 −A2 |で表される残留楕円量Eが認められる。し
たがって、ハウジングの軸受保持穴6と外輪外径面2a
との間のすきまCの分布は図示の如くに不均一になる。
軌道面2bの楕円量T2 −T1 は等しく0.4 mmとした。
一方、外輪外径面2aの楕円量S2 −S1 のほうは、比
較例のそれが軌道面2bの楕円量T2 −T1 に等しい0.
4 mmであるのに対して、実施例のものは0.3 mmとした。
それらの非円形円筒ころ軸受について、軸受の運転時の
平均ラジアルすきまの大きさと、軸受をハウジングの軸
受保持穴6に組み込んだ状態における残留楕円量E=|
A1 −A2 |とを求めてプロットしたところ、図5のグ
ラフグが得られた。ここで、グラフの横軸目盛りの値す
なわち運転時の平均ラジアルすきまを、正のできる限り
小さい値である0.020 〜0.050 mmの範囲に設定したとき
の、それぞれの軸受の外輪外径面2aの残留楕円量Eを
検討してみる。比較例の場合は、E=0.07〜0.15mmであ
る。これに対して実施例の残留楕円量Eの値は、外輪外
径面2aの楕円量S2 −S1 を比較例のそれより小さく
した差だけ減少する。
(0.4-0.3)=−0.03〜0.05 いま、両者の残留楕円量Eの中央値をとると比較例は0.
11である。これに対して実施例は0.01であり、比較例の
約1/10に減少して真円に近ずいている。図6は、上記実
施例の非円形円筒ころ軸受をハウジング5の真円形の軸
受保持穴6に組み込んだ状態での、その軸受保持穴6と
外輪外径面2aとの間のすきまCの均一な分布状態を模
式的に示したものである。
のように均一なすきま分布が得られる結果、この実施例
の非円形円筒ころ軸受によれば、高速軽荷重運転におけ
るスキッディング損傷防止効果に加えて、次のような効
果が得られる。従来のようなハウジングと軸受外径面と
の片当たりによるフレッチングやかじりの現象が起こり
にくくなる。また、その軸受すきまにオイルを満たして
オイルダンパとした場合には、非円形円筒ころ軸受を用
いても円形円筒ころ軸受の場合と同等の正常なダンパ機
能が得られる。
施例の軸受自体は、図3に示すBタイプの非円形円筒こ
ろ軸受と同じである。すなわち、内輪1はその内径面1
aと軌道面1bとがともに真円形であり、外輪2はその
外径面2aと軌道面2bとが共に同一位相の楕円形で、
かつその楕円量が同一になっている。
ハウジング5の軸受保持穴6Aは楕円穴に形成したもの
である。その軸受保持穴6Aの楕円量X2 −X1 は、外
輪2と同一位相で、かつ自由状態での外輪2の楕円量S
2 −S1 より小さい。詳しくは、外輪2を軸受保持穴6
Aに取付けたとき外輪2になお残る残留楕円量Eに合致
させた大きさの楕円量にしている。これにより、この第
2の実施例の非円形円筒ころ軸受にあっても、軸受保持
穴6Aに保持された状態では、外輪2の外径面2aと軸
受保持穴6Aの内周面との間のすきま分布は、全周にわ
たりほぼ均一となり、上記第1の実施例と同様の効果が
得られる。
軸受としてNU形円筒ころ軸受を用いたが、これに限定
されない。また、本発明は外輪にスリーブを嵌めて使用
する場合にも適用できるが、その場合は外輪外径面に代
えてスリーブ外径面とすればよい。上記スリーブを介し
て軸受を軸受箱の保持穴に保持する場合は、前記保持穴
が非円形でスリーブの外径面をあらかじめ真円に形成す
る場合と、保持穴が真円でスリーブの外径面をあらかじ
め非円形に形成する場合とがある。スリーブの外径面を
あらかじめ非円形とする場合は、その非円形量を外輪の
非円形量よりも小さくし、かつ外輪の非円形の位相より
も90°ずれて(外輪の非円形と直交して)形成され
る。
して楕円型円筒ころ軸受を採用した場合を述べたが、本
発明はこれに限定せず、おむすび型の円筒ころ軸受にも
適用できる。
筒ころ軸受は、軸受保持穴に嵌合した際の外輪外径面と
軸受保持穴の内径面との間のすきまが全周にわたりほぼ
均一に分布するように構成したため、従来の非円形円筒
ころ軸受における軸受保持穴と軸受外径面との片当たり
によるフレッチングやかじりが防止でき、且つオイルダ
ンパを採用した場合にも、真円形円筒ころ軸受の場合と
同等の正常なダンパ機能が確保できるという効果が得ら
れる。
る。
ある。
を模式的に示す正面図である。
けた状態を模式的に示す正面図である。
面楕円量と平均ラジアルすきまとの関係を表したグラフ
である。
軸受保持穴に取り付けた状態を模式的に示す正面図であ
る。
円形の軸受保持穴に取り付けた状態を模式的に示す正面
図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 外径面と軌道面とが共に同一位相の非円
形に形成されてなる外輪と、内径面と軌道面とが共に真
円形に形成されてなる内輪とを備え、かつ前記外輪が、
軸受箱の真円形の軸受保持穴に直接あるいはスリーブを
介して保持される非円形円筒ころ軸受において、 前記外輪の外径面と真円形の軸受保持穴の内径面との間
もしくは前記スリーブの外径面と真円形の軸受保持穴の
内径面との間のすきまが全周にわたりほぼ均一となるよ
うに、前記外輪の外径面の非円形量が軌道面の非円形量
よりも小さく形成されていることを特徴とした非円形円
筒ころ軸受。 - 【請求項2】 外径面と軌道面とが共に同一位相の非円
形で、かつその非円形量が同一に形成されてなる外輪
と、内径面と軌道面とが共に真円形に形成されてなる内
輪とを備え、かつ前記外輪が、軸受箱の軸受保持穴に直
接あるいはスリーブを介して保持される非円形円筒ころ
軸受の保持装置において、 前記外輪の外径面と軸受保持穴の内径面との間もしくは
スリーブの外径面と軸受保持穴の内径面との間のすきま
が全周にわたりほぼ均一となるように、前記軸受保持穴
が前記外輪と同一位相で、かつ外輪の非円形量よりも小
さい非円形量をもつた非円形穴に形成されていることを
特徴とした非円形円筒ころ軸受の保持装置。 - 【請求項3】 外径面と軌道面とが共に同一位相の非円
形で、かつその非円形量が同一に形成されてなる外輪
と、内径面と軌道面とが共に真円形に形成されてなる内
輪とを備え、かつ前記外輪が、軸受箱の真円の保持穴に
スリーブを介して保持される非円形円筒ころ軸受の保持
装置において、 前記スリーブの外径面と軸受保持穴の内径面との間のす
きまが全周にわたりほぼ均一となるように、前記スリー
ブの外径面が、外輪の非円形量よりも小さい非円形量と
され、かつ外輪の非円形の位相と90°ずれて形成され
て形成されていることを特徴とした非円形円筒ころ軸受
の保持装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22612191A JP2961983B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 非円形円筒ころ軸受及びその保持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22612191A JP2961983B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 非円形円筒ころ軸受及びその保持装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0565918A JPH0565918A (ja) | 1993-03-19 |
JP2961983B2 true JP2961983B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=16840173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22612191A Expired - Fee Related JP2961983B2 (ja) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | 非円形円筒ころ軸受及びその保持装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2961983B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10337581A1 (de) * | 2003-08-16 | 2005-03-10 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Spielarmes Lager |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP22612191A patent/JP2961983B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0565918A (ja) | 1993-03-19 |
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