JP4727704B2 - 転がり軸受 - Google Patents
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Description
そこで、特許文献1の技術を発展させて、固定側軌道輪(例えば外輪)に接して設けられるグリース溜まりから固定側軌道輪の軌道面の付近まで連通する隙間を、その軌道面の周面に沿って形成し、グリース溜まりの基油を増稠剤の毛細管現象により前記隙間を経て軌道輪付近まで移動させるものを考えた。
しかし、このように増稠剤の毛細管現象を利用して基油を移動させる構造では、前記隙間の先端部すなわち軌道面の付近での油消費がない限り基油の移動がなく、急加速運転等に際しては潤滑油供給が間に合わず、安定した運転が望めない場合がある。
に隙間を介して対面し周壁で前記固定側軌道輪との間に流路を形成する隙間形成片を設け、前記流路に連通するグリース溜まりを設け、前記段差面と隙間形成片の先端との間の隙間を、グリースの基油を常時保油可能で、かつ軸受の回転で生じる基油の体積膨張および軌道面付近の空気流により前記基油を軌道面に供給可能な寸法としたことを特徴とする。
この構成の転がり軸受は、グリース溜まり、および固定側軌道輪の段差面と隙間形成片の周壁との間で形成された流路にグリースを充填して使用される。軸受内部には初期潤滑油としてのグリースを封入しておく。これにより、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および前記隙間の毛細管現象により、グリースの基油が流路から隙間に移動し、この毛細管現象と油の表面張力とが相まって隙間に基油が油状で保持される。軸受を運転すると、隙間に貯油されていた基油は、運転で生じる固定側軌道輪の温度上昇による体積膨張と、転動体の公転・自転で生じる空気流とにより隙間から吐出されて、固定側軌道輪の軌道面に付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。隙間から転動体接触部への基油の流入量は、隙間のギャップ量を毛細管現象が作用する範囲内で変更することにより調整できる。
この場合に、前記隙間は、軌道面に続く段差面と隙間形成片間に形成されたものであって、軌道面の至近箇所で転動体直下に位置しており、またグリースの基油が常に貯油保持されるため、つまり潤滑油が常時油の状態で軌道面の直ぐそばに保持されるため、停止時からの急加速運転においても、潤滑油の供給が迅速で確実に行われる。そのため、潤滑不良に起因する運転不調が少なくなり、安定した運転が望める。また、前記隙間のギャップ量を変えることで、潤滑油の供給量を調整でき、メンテナンスフリーでの軸受の高速運転、長寿命化が可能となる。
この構成の場合も、前記隙間は、軌道面に続く段差面と隙間形成片間に形成されたものであって、軌道面の至近箇所で転動体直下に位置しており、またこの隙間にグリースの基油が常に保持されるので、停止時からの急加速運転においても、潤滑油の供給が迅速で確実に行われる。この構成の場合は、基油の移動が、基油移動媒体の毛細管現象によってさらに促進されるので、グリース基油の移動が良好かつ確実となり、その移動量をさらに増加させることができる。また基油移動媒体の材質や円周長さ等を選定することで、グリース基油の供給量の調整が可能となり、軸受の運転条件に見合った調整がさらに容易になる。
この構成の場合、グリース溜まりからのグリース供給と、ミスト回収再生手段によるミスト化されたグリースの再利用とが行われ、これらの相乗効果により、軸受内に封入した
グリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーが達成される。
なお、一方にグリース溜りを設け、他方には、前記ミスト回収手段に代えて、非接触シールを設けてもよい。
グリース溜まり形成部品が、前記間座とグリース溜まり形成部品本体とでなる場合、グリース溜まりの形成が容易であるが、間座と固定側軌道輪との合わせ面において、グリース溜まりのグリースの基油が毛細管現象より漏れる恐れがある。この基油の漏れが、前記密封材によって防止される。このように、軸受外への基油の漏れが減少するため、潤滑に寄与される油量が増加することで、潤滑寿命の向上が図れる。
グリース溜まり形成部品が間座とグリース溜まり形成部品本体とで構成される場合、間座と固定側軌道輪とが分離構造となるため、組立性等で不都合が生じることがある。しかし、上記のように、前記間座に鍔部を設けて固定側軌道輪に嵌合させることで、非分離構造となり、組立性が向上する。また、鍔部と固定側軌道輪との嵌合部に介在させた密封材により、鍔部の抜け止めとグリース基油の軸受外への漏れの防止効果が得られる。そのため、間座と固定側軌道輪との非分離がより確実となり、またグリース基油が確実に外輪軌道面に供給できることから、軸受の高速化,潤滑寿命の延長が期待できる。
このようにグリース溜まり形成用の軌道輪延長部を設けて上記間座に相当する部分を固定側軌道輪と一体化させた場合、別体の間座を設けた場合のような油漏れの生じる合わせ面が無くなる。そのため、上記合わせ面からのグリース基油の漏れの問題が生じない。また、間座相当部分を固定側軌道輪と一体化してグリース溜まりを形成したため、軸受の組立性が良好になると共に、部品点数の削減により、組立精度の向上が期待できる。
前記隙間形成片の先端部の端面に続く軸受空間側の周面は、転動体の中心を円弧中心とする断面円弧状の曲面としても良い。この場合も、この曲面と転動体との距離を0.2mm以下とすることが好ましい。
隙間形成片の先端部から吐出したグリース基油は、軸受潤滑油として使用されずに、グ
リース溜まりを形成する部品の外表面に付着しながら流出してしまうことがある。このような問題に対して、隙間形成片の先端部の転動体側の周面と転動体との隙間を、転動体に接触しない程度の極小隙間である0.2mm以下とすることで、上記のグリース溜まりを形成する部品の外表面に付着しながら流出してしまう油を、上記極小隙間の箇所で転動体表面に付着させ、潤滑油として有効利用することができる。そのため、軸受潤滑に寄与する油量が増加し、潤滑の信頼性の向上、潤滑寿命の長期化が図れる。
前記隙間形成片の先端部の軸受空間側の周面は、上記のようにテーパ面とすれば、上記の転動体表面に付着させる作用が得られる。上記隙間形成片の先端部の周面を上記のように断面円弧状の曲面とした場合は、この円弧状曲面の全体で転動体への油の転移が行われるため、上記テーパ面とした場合よりも効果的である。
このようにグリース溜まり形成部品の内径面の一部と内輪外径面の一部とを、小さな隙間を持ったテーパ面で対向させたものとすることで、グリース溜まり形成部品の外表面に付着しながら流出しようとするグリース基油は、上記対面部分で内輪外径面に付着する。内輪外径面に付着した油は、油の表面張力と回転による遠心力の作用でテーパ面上を軸受内部方向に付着しながら移動する。そのため、軸受外への流出油量が減少し、潤滑油に寄与する油量が増加することで、潤滑寿命の延長が図れる。
このように内輪テーパ面部におけるエッジを保持器の幅内または転動体の幅内に位置させることにより、前記内輪テーパ面部に付着しながら移動した油が、上記エッジから遠心力で垂直に飛散しても、保持器または転動体に捕捉され、軸受潤滑油として利用することができる。
このようにグリース溜まり形成部品の側壁部を傾斜面とすることで、軸受姿勢が縦向きである場合に、グリース溜まり形成部品の外径面を伝わって流出しようとする油を、より効果的に内輪のテーパ面部に付着させることができる。
前記接触楕円と干渉しなければ、前記段差面を固定側軌道輪の軌道面における転動体が転走する部分に近づけても、軸受の機能として支障が生じない。このように、固定側軌道輪の段差面の位置をできるだけ固定側軌道輪の軌道面の転走部分に近づけることで、グリース溜まりから隙間形成片を経て供給される潤滑油を効率良く軸受内に導入することができる。これにより固定側軌道輪の軌道面へのグリース基油の供給が確実となり、軸受潤滑の信頼性向上が期待できる。
また、この発明の他の転がり軸受は、固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、先端が前記段差面に隙間を介して対面し周壁で前記固定側軌道輪との間に流路を形成する隙間形成片を設け、前記流路に連通するグリース溜まりを設け、前記グリース溜りから前記隙間形成片の流路にグリースの基油が供給されることを促進させる基油移動媒体を介在させたため、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリー化、および安定した潤滑油供給が可能である。
段差面2bの軸受幅方向の位置は、図4に示すように、転動体3に対する接触楕円2eと干渉しない範囲で、この接触楕円2eに近接する位置としても良い。例えば、段差面2bの軸受幅方向の位置は、転動体3の略中心、あるいはこの中心よりも外輪背面側に位置させても、接触楕円2eと干渉しない位置であれば良い。この接触楕円2eは、軸受に作用する最大負荷時の応力範囲を示す楕円である。同図において、接触楕円2eは長軸長さがbの楕円として図示してある。
リース溜まり形成部品本体11と外輪位置決め間座10とは、接着剤により接着される。外輪位置決め間座10と外輪2との合わせ面には、図2のように密封材51が介在させてある。密封材51はOリングからなり、外輪位置決め間座10の上記合わせ面に形成された円周溝52内に嵌め込んである。これらにより、グリース漏れ防止が図られている。
隙間形成片先端部7aの端面に続く内径面は、転動体3に近接したテーパ面7aaとされ、このテーパ面7aaと転動体3との間に潤滑油が溜まり易くなるようにしている。テーパ面7aaと転動体3との距離d1は、テーパ面7aaに付着した油が転動体3の表面に転移可能な大きさの極小隙間とすることが好ましく、0.2mm以下としてある。隙間形成片7の基部7bは、先端部7aに比べて小径とされる。この基部7bの外径面と外輪2の内径面部分2cとで囲まれる部分はグリース溜まり9の一部となっており、このグリース溜まり9に前記流路14が連通している。
隙間形成片11の先端部の軸受空間側の周面は、上記のようにテーパ面7aaとする代わりに、図5に示すように、転動体3の中心を円弧中心とする断面円弧状の曲面7aa′としても良い。その場合も、この曲面7aa′と転動体3との距離d1′を0.2mm以下とすることが好ましい。このように断面円弧状の曲面7aa′とした場合は、この曲面7aa′の全体で転動体3への油の転移が行われるため、図2のようなテーパ面7aaとした場合よりも効果的である。
テーパ面7aaと円弧状曲面7aa′のいずれとした場合も、上記のように流出する油を転動体3に付着させることができるため、グリース溜まり9から隙間形成片7の先端を経て吐出されたグリース基油を潤滑油として無駄なく利用できて、軸受潤滑に寄与する油量が増加し、潤滑の信頼性の向上、潤滑寿命の長期化が図れる。
このように、軸受外への基油の漏れが減少するため、潤滑に寄与される油量が増加することで、潤滑寿命の向上が図れる。
る。
内輪1の幅は、図示のように、外輪2の軌道輪延長部2fを含む幅と同じ幅としても良く、また軌道輪延長部2fを有しない幅としても良い。
部が直接に外輪2の軌道面2aに流入して潤滑油として供されるが、一部の基油は軸受内に流入せず、周囲の空気流により、矢印のように、グリース溜まり形成部品6の外表面に付着しながら流れて内輪1の外径面へ移動する。内輪1の外径面には上記のようにテーパ面部1hが形成してあって、グリース溜まり形成部品6のテーパ面部6hと微小な隙間d2を介して重なるように対向している。
この構成の場合、内輪テーパ面部1hの大径側エッジ1haから飛散した油が、転動体3に直接に付着し、軸受の潤滑がより一層確実となる。
このように、グリース溜まり形成部品6の側壁部11bの外面11baを傾斜面とすることで、グリース溜まり形成部品6の外表面を伝わって流出する油をより効果的に内輪1の外径のテーパ面部1hに付着する。
周長さ等を選定することで、グリース基油の供給量の調整が可能となり、軸受の運転条件に見合った調整がさらに容易になる。
円筒部38aの外周のテーパ面は、凝集送り手段37によって凝集された油状のミストを効率良くミスト回収空間39に導く役割を担う。
なお、このようなミストの動きを促す構成として、内輪1の外径面は、段差面1cの小径端から幅面側にわたってテーパ面1bを形成し、途中の円筒面状の外径面部分1dを省略しても良い。
拌抵抗による温度上昇の原因となることがなく、回転の高速化が可能となる。
また、図1〜図11に示す各実施形態、および図13に示す実施形態において、図12の実施形態のように、基油移動媒体8を介在させても良い。
1a…軌道面
1h…テーパ面部
2…外輪
2a…軌道面
2b…段差面
2f…軌道輪延長部
3…転動体
4…保持器
6…グリース溜まり形成部品
6h…テーパ面部
7…隙間形成片
7aa…テーパ面
7aa′…曲面
8…基油移動媒体
9…グリース溜まり
10…外輪位置決め間座
10a…鍔部
11…グリース溜まり形成部品本体
14…流路
15…隙間
16…グリース供給手段
35…ミスト回収再生手段
51,53…密封材
d2…隙間
δ…隙間のギャップ量
Claims (16)
- 内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在した複数の転動体を有する転がり軸受において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、先端が前記段差面に隙間を介して対面し周壁で前記固定側軌道輪との間に流路を形成する隙間形成片を設け、前記流路に連通するグリース溜まりを設け、前記段差面と隙間形成片の先端との間の隙間を、グリースの基油を常時保油可能で、かつ軸受の回転で生じる基油の体積膨張および軌道面付近の空気流により前記基油を軌道面に供給可能な寸法としたことを特徴とする転がり軸受。
- 内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在した複数の転動体を有する転がり軸受において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、先端が前記段差面に隙間を介して対面し周壁で前記固定側軌道輪との間に流路を形成する隙間形成片を設け、前記流路に連通するグリース溜まりを設け、前記グリース溜りから前記隙間形成片の流路にグリースの基油が供給されることを促進させる基油移動媒体を介在させたことを特徴とする転がり軸受。
- 請求項2において、前記基油移動媒体が、紙または織布である転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、固定側の軌道輪が外輪である転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記軌道面に対して軸方向の一方に前記グリース溜まりを設け、他方に、軸受内のミストを回収し凝集状態として前記軌道面の付近へ戻すミスト回収再生手段を設けた転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、アンギュラ玉軸受であり、前記段差面は、軌道面における接触角が生じる方向と反対側の縁部に続いて設けた転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記グリース溜まりがグリース溜まり形成部品により形成されたものであり、このグリース溜まり形成部品が、前記固定側軌道輪に隣接して設けられた間座と、この間座の内周側および外周側のうちの軸受空間側に設けられたグリース溜まり形成部品本体とでなり、前記間座と前記固定側軌道輪との合わせ面に密封材を介在させた転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記グリース溜まりがグリース溜まり形成部品により形成されたものであり、このグリース溜まり形成部品が、前記固定側軌道輪に隣接して設けられた間座と、この間座の内周側および外周側のうちの軸受空間側に設けられたグリース溜まり形成部品本体とでなり、前記間座に、前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する鍔部を設け、この鍔部と固定側軌道輪との嵌合部に密封材を介在させた転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記固定側軌道輪に、グリース溜まり形成用の幅方向に延びる軌道輪延長部を設け、前記グリース溜まりを、前記軌道輪延長部とこの軌道輪延長部の軸受空間側に設けた一体のグリース溜まり形成部品とで形成した転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項9のいずれか1項において、前記隙間形成片の先端部の端面に続く軸受空間側の周面を、転動体に近接したテーパ面とし、このテーパ面と転動体との距離を0.2mm以下とした転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項9のいずれか1項において、前記隙間形成片の先端部の端面に続く軸受空間側の周面を、転動体の中心を円弧中心とする断面円弧状の曲面とし、この曲面と転動体との距離を0.2mm以下とした転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項11のいずれか1項において、前記固定側軌道輪が外輪であって、前記グリース溜まりが、外輪または外輪に隣接する間座の内周に設けられたグリース溜まり形成部品により形成されたものであり、このグリース溜まり形成部品の内周面と内輪の外周面とに、互いに微小隙間を介して対向しかつ軸受中心側が大径となるテーパ面部を設けた転がり軸受。
- 請求項12において、前記内輪の前記テーパ面部における大径側のエッジを、前記転動体を保持する保持器の幅内の内径側に位置させた転がり軸受。
- 請求項12において、前記内輪の前記テーパ面部における大径側のエッジを、転動体の軸受軸方向幅内に位置させた転がり軸受。
- 請求項12において、軸心を縦向きとして使用される転がり軸受であり、前記グリース溜まり形成部品が、軸受幅の中心側に向きかつ外径側端から前記隙間形成片が続く側壁部を有し、この側壁部の外面を、小径側が軸受幅の中心から離れる方向に傾斜する傾斜面とした転がり軸受。
- 請求項1ないし請求項15のいずれか1項において、前記固定側軌道輪の前記段差面の幅方向位置を、前記固定側軌道輪の転動体に対する接触楕円と干渉しない範囲でこの接触楕円に近接する位置とした転がり軸受。
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