JPH1089352A - 円すいころ軸受 - Google Patents

円すいころ軸受

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JPH1089352A
JPH1089352A JP8247642A JP24764296A JPH1089352A JP H1089352 A JPH1089352 A JP H1089352A JP 8247642 A JP8247642 A JP 8247642A JP 24764296 A JP24764296 A JP 24764296A JP H1089352 A JPH1089352 A JP H1089352A
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弘 上野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小径側から大径側に潤滑油を円滑に流動させ
ることができ、潤滑性能の向上を図ることができる円す
いころ軸受を提供する。 【解決手段】 この円すいころ軸受は、保持器５の大径
側端部１２と内輪１の大径側端部８との間の第１隙間Ｄ
が、保持器５の小径側端部６と内輪１の小径側端部７と
の間の第２隙間Ｂよりも大きく設定されている。また、
第２隙間Ｂが保持器５の小径側端部６と外輪２の小径側
端部１３との間の第３隙間Ａよりも大きく設定されてい
る。また、第３隙間Ａを保持器５が外輪２に接触しない
範囲で保持器５が外輪２に近接するような値に設定し
た。潤滑油が排出される第１隙間Ｄを潤滑油が吸入され
る第２隙間Ｂよりも大きくしたから、潤滑油流れを円滑
にできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、潤滑油の流れを
コントロールして潤滑性能を向上できる円すいころ軸受
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の円すいころ軸受として
は、図７に示すものがある(実開昭５８−１５０６２０
号公報)。この円すいころ軸受は、保持器１０１の大径
側端部１０１Ａと内輪１０２の大径側端部１０２Ａとの
間の第１隙間Ｄが、保持器１０１の小径側端部１０１Ｂ
と内輪１０２の小径側端部１０２Ｂとの間の第２隙間Ｂ
よりも小さく設定されている。また、外輪１０３の小径
側端部１０３Ｂと保持器１０１の小径側端部１０１Ｂと
の間の第３隙間Ａが上記第２隙間Ｂよりも小さく設定さ
れている。
【０００３】上記円すいころ軸受は、回転時の遠心力で
もって潤滑油を上記第２隙間Ｂから隙間Ｃに向かって円
滑に流動させ、これにより潤滑性能を向上させることを
意図したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らによる潤滑油流れの確認実験によれば、上記第２隙
間Ｂから隙間Ｃに向かう矢印１０５のような流れは実質
的に存在しないことが判明した。したがって、上記従来
のような円すいころ軸受では、潤滑性能の向上を期待す
ることができない。
【０００５】そこで、この発明の目的は、潤滑油を小径
側から大径側にスムーズに流動させることができ、潤滑
性能の向上を図ることができる円すいころ軸受を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、次の実施
の形態で詳細に説明するような潤滑油流れに関する実験
を行うことによって、円すいころ軸受の回転時の潤滑油
の流れについて次の４つのことを確認した。
【０００７】 図４に示すように、回転時に、外輪の
小径側端部と保持器の小径側端部との間の第３隙間Ａか
ら潤滑油が排出される。
【０００８】 また、保持器の小径側端部と内輪の小
径側端部との間の第２隙間Ｂへ潤滑油が吸入される。
【０００９】 また、外輪の大径側端部と保持器の大
径側端部との間の隙間Ｃについては潤滑油の排出も吸入
もほとんど無い。
【００１０】 また、保持器の大径側端部と内輪の大
径側端部との間の第１隙間Ｄから潤滑油が排出される。
【００１１】本発明は、上記４つの実験結果に基づい
て、回転時の潤滑性能の向上を意図してなされたもので
ある。
【００１２】すなわち、請求項１の発明の円すいころ軸
受は、内，外輪間に複数の円すいころと、この円すいこ
ろを保持する保持器とを配設したオイル潤滑式の円すい
ころ軸受において、上記保持器の大径側端部と上記内輪
の大径側端部との間の第１隙間Ｄが、上記保持器の小径
側端部と上記内輪の小径側端部との間の第２隙間Ｂより
も大きく、上記第２隙間Ｂが、上記保持器の小径側端部
と上記外輪の小径側端部との間の第３隙間Ａよりも大き
く、上記第３隙間Ａを、上記保持器が上記外輪に接触し
ない範囲で保持器が外輪に近接するような値に設定した
ことを特徴としている。
【００１３】この請求項１の発明によれば、回転時に潤
滑油が排出される第１隙間Ｄを、回転時に潤滑油が吸入
される第２隙間Ｂよりも大きくした。したがって、第２
隙間Ｂから吸入した潤滑油を軸受内に滞らせることな
く、スムーズに第１隙間Ｄから排出させることができ
る。したがって、潤滑油の流れを円滑にして、潤滑性能
を向上させることができる。
【００１４】また、潤滑油が吸入される小径側の第２隙
間Ｂを、同じ小径側にあって潤滑油が排出される第３隙
間Ａよりも大きくしたから、円すいころを経由せずに第
２隙間Ｂから第３隙間Ａへ流れるの潤滑油の量を少なく
して、摺動部分への潤滑油供給量の増大を図れ、潤滑性
能の向上を図れる。
【００１５】また、上記第３隙間Ａを保持器と外輪とが
接触しない範囲で保持器が外輪に近接するような値にし
たから、第２隙間Ｂから吸入された潤滑油が円すいころ
を通過せずに第３隙間Ａから排出されてしまうことを防
げる。したがって、第２隙間Ｂから吸入した潤滑油を最
大限に軸受の摺動部分に導入でき、潤滑性能の向上を図
れる。
【００１６】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の円すいころ軸受において、上記第３隙間Ａを、０.１
乃至０.５ｍｍに設定されていることを特徴としてい
る。
【００１７】この請求項２の発明によれば、回転の保持
器と外輪との接触を防ぎつつ、上記第３隙間Ａから潤滑
油が排出されることを最大限に抑制して、潤滑に寄与し
ない第２隙間Ｂから第３隙間Ａへの無駄な潤滑油の流れ
を最小にできる。したがって、潤滑性能の向上を図れ
る。
【００１８】また、請求項３の発明によれば、請求項１
または２に記載の円すいころ軸受において、上記円すい
ころの小径側端面の中心の公転円の直径よりも、上記保
持器の小径側端部の内径側直径が小さくなるように設定
されていることを特徴としている。
【００１９】発明者らは、保持器の小径側端部の内径側
直径を円すいころの小径側端部中心の公転円直径よりも
小さく設定したときに、第２隙間Ｂから吸入される潤滑
油量が極大値を示すことを実験で確認することができ
た。したがって、請求項３の発明によれば、第２隙間Ｂ
の広げ過ぎによる潤滑油吸入量の減少を抑えることがで
き、潤滑性能の向上を図れる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
【００２１】図１に、この発明の円すいころ軸受の実施
の形態を示す。この実施形態は、内輪１と外輪２と、内
輪１と外輪２との間に配設された複数の円すいころ３を
備えている。この円すいころ３は、保持器５の窓５ａに
嵌め込まれている。保持器５は、内径側に屈曲した鍔部
６を小径側に有している。また、内輪１は小径側鍔７と
大径側鍔８を有している。また、上記円すいころ３は、
外輪２の軌道面１０と内輪１の軌道面１１とに沿って走
行することで公転しながら自転するようになっている。
【００２２】そして、上記保持器５の大径側端部１２と
上記内輪１の大径側端部としての大径側鍔８との間の第
１隙間Ｄが、上記保持器５の小径側端部としての鍔部６
と内輪１の小径側鍔７との間の第２隙間Ｂよりも大きく
設定されている。
【００２３】また、上記第２隙間Ｂは、上記保持器５の
鍔部６と外輪２の小径側端部１３との間の第３隙間Ａよ
りも大きく設定されている。また、上記第３隙間Ａを、
０.１ｍｍ乃至０.５ｍｍに設定し、上記保持器５が上記
外輪２に接触しない範囲で保持器５が外輪２に近接する
ような値にした。
【００２４】また、上記円すいころ３の小径側端面１５
の中心の公転円の直径よりも、上記保持器５の鍔部６の
内径側直径が小さくなるように設定されている。
【００２５】上記構成の円すいころ軸受および比較例と
して上記隙間Ａ,Ｂ,Ｄおよび隙間Ｃを変えた例につい
て、潤滑油の流れを確かめるための実験を行った結果を
説明する。なお、上記隙間Ｃは、図１に示すように、保
持器５の大径側端部１２と外輪の大径側端部１７との間
の隙間である。
【００２６】この実験は、図６に示すように、上記円す
いころ軸受２０を、シャフト２１に固定したリング２２
と環状外枠２３との間に取り付けた状態で行った。上記
シャフト２１は両端のころ軸受２５と２６でもって外壁
２７と２８に対して支持されている。また、シャフト２
１の一端部２１ａはカップリング３０でモーター３１の
回転軸３２に連結されている。また、上記外壁２７と外
枠２３の間と上記外壁２８と外枠２３の間には、透明な
円筒状外周板３３Ａと３３Ｂが嵌め込まれている。上記
外壁２７,２８および外枠２３と外周板３３がチャンバ
ー３５を構成しており、このチャンバー３５内に潤滑油
３７が充填されている。このチャンバー３５は、上記円
すいころ軸受２０を境界とする室４０と４１とからな
る。
【００２７】また、図示しないが、上記透明な外周板３
３Ａには室４０に連通していて鉛直上方に延びる透明な
管が取り付けられており、上記外周板３３Ｂには室４１
に連通していて鉛直上方に延びる別の透明な管が取り付
けられている。
【００２８】この実験は、上記モーター３１を駆動し
て、上記室４０側の透明管の油面と上記室４１側の透明
管の油面との油面差を測定することによって、円すいこ
ろ軸受２０の小径側から大径側への油の流量つまりポン
プ能力の大きさを見積もるものである。
【００２９】この実験の結果を図２に示す。図２の特性
Ｃ０が上記実施形態の円すいころ軸受の特性であり、特
性Ｃ１は上記実施形態に比べて第３隙間Ａを広げた標準
軸受Ｘ１の特性である。また、特性Ｃ２は上記標準軸受
Ｘ１に比べて隙間Ｃを狭めた軸受Ｘ２の特性である。ま
た、特性Ｃ３は上記標準軸受Ｘ１に比べて第１隙間Ｄを
やや狭めた軸受Ｘ３の特性である。また、特性Ｃ４は上
記軸受Ｘ１に比べて第２隙間Ｂを狭めた軸受Ｘ４の特性
である。
【００３０】図２より分かるように、上記実施形態の特
性Ｃ０は回転数全域に亘って、油面差が最も大きく、ポ
ンプ能力が最も大きいから、小径側から大径側への潤滑
油の流量が最も大きくて、潤滑性能を最も大きくでき
る。そして、特性Ｃ１は、第３隙間Ａを広げたことによ
って油面差が小さくなったことを示す。これは、第３隙
間Ａからは潤滑油が排出されていることを示し、これ
は、所定のマーカーを用いた室４０内の潤滑油の流れの
観察によって確認できた。また、特性Ｃ２は、隙間Ｃを
狭めても油面差はほとんど変化しなかったことを示して
いる。この結果は、隙間Ｃが潤滑油のポンプ作用にほと
んど寄与していないことを示す。また、特性Ｃ３は、第
１隙間Ｄをやや狭めると油面差がやや小さくなったこと
を示す。この結果は、第１隙間Ｄから潤滑油が排出され
ていることを示す。また、特性Ｃ４は、第２隙間Ｂを狭
めると油面差が小さくなったことを示す。この結果は、
第２隙間Ｂから潤滑油が吸入されていることを示す。
【００３１】これらの実験結果から次の(i),(ii),(iii)
のことが分かる。
【００３２】(i) 回転時に潤滑油が排出される第１隙間
Ｄを、回転時に潤滑油が吸入する第２隙間Ｂよりも大き
くすることによって、第２隙間Ｂから吸入した潤滑油を
軸受内に滞らせることなく、スムーズに第１隙間Ｄから
排出できる。
【００３３】(ii) 潤滑油が吸入される小径側の第２隙
間Ｂを、同じ小径側にあって潤滑油が排出される第３隙
間Ａよりも大きくすることによって、軸受への潤滑油供
給量の増大を図れる。
【００３４】(iii) 第３隙間Ａを保持器と外輪とが接触
せずに近接するような値にすることによって、第２隙間
Ｂから吸入された潤滑油が円すいころ３を通らずに第３
隙間Ａから排出されてしまうことを防げる。
【００３５】したがって、この実施形態によれば、ポン
プ作用を最大に発揮させて、円すいころ３を通過する潤
滑油の流れが速く、異物の噛み込みを抑えて、軸受はく
りを抑えることができる。
【００３６】また、円すいころ３に常に新たな潤滑油を
供給でき、潤滑性能を向上させることができる。
【００３７】また、上記図６に示した実験において、上
記実施形態の円すいころ軸受の第２隙間Ｂを変化させた
ときの油面差を測定した結果を図３に示す。なお、図３
の実験では、モータの回転数は２５００ｒｐｍとした。
上記実施の形態では、第２隙間Ｂを１.５ｍｍに設定し
て、油面差が極大値になるようにした。図５(Ｂ)に示す
ように、第２隙間Ｂ＝１.５ｍｍに設定すれば、保持器
５の鍔部６の内径側直径Ｙ１が円すいころ３の小径側端
面１５の中心の公転円の直径Ｙ２よりも小さくなってい
る。そして、第２隙間Ｂを１.５ｍｍよりも大きくし
て、図５(Ｃ)に示すように設定した場合には、第２隙間
Ｂからの潤滑油の吸入量は極大値から減少する。また、
第２隙間Ｂを１.５ｍｍよりも小さくして、図５(Ａ)に
示すように設定した場合にも、第２隙間Ｂからの潤滑油
の吸入量は極大値から減少する。なお、このことは、モ
ータの回転数を変えても、同様に再現することが実験で
確かめられている。
【００３８】すなわち、この実施の形態によれば、第２
隙間Ｂを１.５ｍｍに設定して、円すいころ３の小径側
端面１５の中心の公転円の直径Ｙ２よりも上記保持器５
の鍔部６の内径側直径Ｙ１を小さく設定したことで、ポ
ンプ作用を極大にすることができたのである。
【００３９】尚、上記実施形態では、保持器５の小径側
端部を鍔部６で構成したが、上記小径側端部を厚肉部で
構成してもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の円すいころ軸受は、保持器の大径側端部と上記内輪
の大径側端部との間の第１隙間Ｄが、上記保持器の小径
側端部と上記内輪の小径側端部との間の第２隙間Ｂより
も大きく、上記第２隙間Ｂが、上記保持器の小径側端部
と上記外輪の小径側端部との間の第３隙間Ａよりも大き
く、上記第３隙間Ａを、上記保持器が上記外輪に接触し
ない範囲で保持器が外輪に近接するような値に設定した
ものである。
【００４１】この請求項１の発明によれば、回転時に潤
滑油が排出される第１隙間Ｄを、回転時に潤滑油が吸入
される第２隙間Ｂよりも大きくしたから、第２隙間Ｂか
ら吸入した潤滑油をスムーズに第１隙間Ｄから排出させ
ることができ、したがって、潤滑油の流れを円滑にし
て、潤滑性能を向上させることができる。
【００４２】また、潤滑油が吸入される小径側の第２隙
間Ｂを、同じ小径側にあって潤滑油が排出される第３隙
間Ａよりも大きくしたから、円すいころを通過せずに第
２隙間Ｂから第３隙間Ａへ流れるの潤滑油の量を少なく
して、摺動部分への潤滑油供給量の増大を図れ、潤滑性
能の向上を図れる。
【００４３】また、上記第３隙間Ａを保持器と外輪とが
接触せずに近接するような値にしたから、第２隙間Ｂか
ら吸入された潤滑油が円すいころを素通りして第３隙間
Ａから排出されてしまうことを防げる。したがって、第
２隙間Ｂから吸入した潤滑油を最大限に軸受の摺動部分
に導入でき、潤滑性能の向上を図れる。
【００４４】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の円すいころ軸受において、上記第３隙間Ａが０.１乃
至０.５ｍｍに設定されている。
【００４５】この請求項２の発明によれば、回転の保持
器と外輪との接触を防ぎつつ、上記第３隙間Ａから潤滑
油が排出されることを最大限に抑制して、潤滑に寄与し
ない第２隙間Ｂから第３隙間Ａへの潤滑油の流れを最小
にできる。したがって、潤滑性能の向上を図れる。
【００４６】また、請求項３の発明によれば、請求項１
または２に記載の円すいころ軸受において、上記円すい
ころの小径側端面の中心の公転円の直径よりも、上記保
持器の小径側端部の内径側直径が小さくなるように設定
されている。
【００４７】発明者らは、保持器の小径側端部の内径側
直径を円すいころの小径側端部中心の公転円直径よりも
小さく設定したときに、第２隙間Ｂから吸入される潤滑
油量が極大値を示すことを実験で確認することができた
から、請求項３の発明によれば、第２隙間Ｂの広げ過ぎ
による潤滑油吸入量の減少を抑えることができ、潤滑性
能の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の円すいころ軸受の実施の形態の要
部断面図である。
【図２】 上記実施形態および比較対象例の潤滑油流れ
確認実験結果を示す特性図である。
【図３】 第２隙間Ｂの所定値において油面差が極大値
を示すことを確認した実験結果を示す特性図である。
【図４】 上記潤滑油流れ確認実験結果から判明した各
第３隙間Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄでの潤滑油の流れの方向を示す模
式図である。
【図５】 図５(Ａ)は上記実施形態よりも第２隙間Ｂが
小さく設定された様子を示す模式図であり、図５(Ｂ)は
上記実施形態と同様に第２隙間Ｂ＝１.５ｍｍに設定さ
れた様子を示す模式図であり、図５(Ｃ)は上記実施形態
よりも第２隙間Ｂが大きく設定された様子を示す模式図
である。
【図６】 上記潤滑油流れ確認実験の実験装置を示す要
部断面図である。
【図７】 従来の円すいころ軸受の要部断面図である。
【符号の説明】
１…内輪、２…外輪、３…円すいころ、５…保持器、５
ａ…窓、６…鍔部、７…小径側鍔、８…大径側鍔、１
０,１１…軌道面、１２…大径側端部、１３…小径側端
部、１５…小径側端面、１７…大径側端部、２０…円す
いころ軸受、Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ…隙間。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内,外輪間に複数の円すいころと、この
    円すいころを保持する保持器とを配設したオイル潤滑式
    の円すいころ軸受において、 上記保持器の大径側端部と上記内輪の大径側端部との間
    の第１隙間Ｄが、上記保持器の小径側端部と上記内輪の
    小径側端部との間の第２隙間Ｂよりも大きく、上記第２
    隙間Ｂが、上記保持器の小径側端部と上記外輪の小径側
    端部との間の第３隙間Ａよりも大きく、 上記第３隙間Ａを、上記保持器が上記外輪に接触しない
    範囲で保持器が外輪に近接するような値に設定したこと
    を特徴とする円すいころ軸受。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の円すいころ軸受におい
    て、 上記第３隙間Ａが、０.１乃至０.５ｍｍに設定されてい
    ることを特徴とする円すいころ軸受。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の円すいころ軸
    受において、 上記円すいころの小径側端面の中心の公転円の直径より
    も、上記保持器のつばの内径側直径が小さいことを特徴
    とする円すいころ軸受。
JP24764296A 1996-09-19 1996-09-19 円すいころ軸受 Expired - Fee Related JP4031073B2 (ja)

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