JPH11264420A - 転がり軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転がり軸受に主にラジアル荷重が負荷されて
も、軸受の劣化を防止しつつ潤滑剤を軸受内部に円滑に
供給することができる転がり軸受を提供する。 【解決手段】 転動体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給穴
を内輪又は外輪のいずれかの軌道輪に設けた転がり軸受
において、潤滑剤供給穴を、ラジアル荷重が負荷されな
い非負荷圏の中心から±60゜以内の範囲で複数箇所に設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主としてラジアル
荷重を受ける転がり軸受に関し、特に転がり軸受の劣化
を防止しつつ安定して潤滑剤を供給する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】転がり軸受への潤滑剤の供給を良好に行
う目的で、転がり軸受の軌道輪に軸受内部へ連通する小
穴を設け、この小穴を潤滑剤供給穴として用いる転がり
軸受がある。このような転がり軸受は、例えば外輪に潤
滑剤供給穴を設けたものにあっては、軌道輪の外周側か
ら内周側に貫通する小穴を通して潤滑剤を軸受内部に供
給する構成となっている。潤滑剤供給穴は、例えば図５
に示す複列の転がり軸受に対して設けられることが多
い。この潤滑剤供給穴51は、該潤滑剤供給穴51上でころ
52a,52bが転動することがないように、ころ52a,52bが転
動する軌道を避けて設けられている。

【０００３】また、図６に示す針状ころ軸受に対して
は、単列の場合であっても潤滑剤供給穴を設けたものが
ある。従来、この種の潤滑剤供給穴は、軸受の軌道輪に
その円周上の１箇所、又は円周上の対称的な位置に複数
箇所に設けていた。例えば、図６に示す針状ころ軸受に
あっては、軌道輪である外輪61の外周側から内周側に連
通する潤滑剤供給穴62a,62b,62c,62dを円周角で90゜毎
に合計４箇所に設けている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の転がり軸受にあっては、次のような問題を生じるこ
とになる。まず、潤滑剤供給穴が軌道輪上の１箇所だけ
に形成されている場合は、供給しようとする潤滑剤の量
が多いとき、潤滑剤供給のためにより大きな供給圧力が
必要となる。このため通常用いられる供給方式では十分
に潤滑剤を供給することができない可能性があり、より
高圧な潤滑剤供給装置が必要となる。また、軸受内部へ
の潤滑剤の供給を単一箇所から行うため、転動体全体に
均一に潤滑剤を拡散させることは難しい。

【０００５】一方、図６に示すように、潤滑剤供給穴62
a,62b,62c,62dが軸受中心に対して対称的に複数箇所に
形成されている場合は、大きなラジアル荷重が負荷され
た転動体63が外輪61軌道面上に開口した潤滑剤供給穴62
c上で転動する事態を構造上回避できないことがある。
これはつまり、外輪61の軌道面上に例えば円周角で90゜
毎に潤滑剤供給穴62a,62b,62c,62dを配設すると、ころ
がり軸受に大きなラジアル荷重Ｆｒが負荷された場合、
荷重が最大となるラジアル荷重Ｆｒの負荷方向付近にい
ずれかの潤滑剤供給穴（図では62c）が配置されること
になる。

【０００６】すると、潤滑剤供給穴62c位置において
は、転動体63が大きなラジアル力Ｆｒを受けながら軌道
面上に開口された潤滑剤供給穴62c上を転動し、その
際、潤滑剤供給穴62cの縁部で応力集中が生じて大きな
エッジ応力が発生する。これは、転動体が球形の場合も
円筒形状の場合と同様である。このとき生じるエッジ応
力は、軸受の摩耗や剥離を助長し、振動や騒音が発生し
易くなり、さらには軸受の寿命を短縮させる要因となる
可能性がある。

【０００７】上記の理由から、単列の転がり軸受に対し
ては、軌道面に設けられる潤滑剤供給穴上を転動体が転
動するため、大荷重を受ける場合は潤滑剤供給穴による
潤滑剤供給方式を採用することが困難であった。本発明
は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、
転がり軸受に大きなラジアル荷重が負荷されても、軸受
の劣化を防止しつつ円滑に潤滑剤の供給を行うことがで
きる転がり軸受を提供することを目的としている。

【０００８】

【発明を解決するための手段】上記目的達成のために、
本発明は、軸受内部に潤滑剤を供給する潤滑剤供給穴
を、内輪又は外輪のいずれか一方の軌道輪に設けた転が
り軸受において、前記潤滑剤供給穴を、固定輪となる前
記内輪又は外輪のいずれか一方の前記軌道輪のラジアル
荷重が負荷されない非負荷圏の中心から±60゜以内の範
囲で複数箇所に設けるようにした。上記構成によれば、
ラジアル荷重を受ける負荷圏側の軌道面には潤滑剤供給
穴が存在しないため、転動体が円滑に転動する一方、ラ
ジアル荷重を受けない非負荷圏側の軌道面には潤滑剤供
給穴が複数存在するため、比較的低い供給圧力で安定し
て潤滑剤を軸受内部に供給されるようになる。

【０００９】ここで、上記転がり軸受の複数の潤滑剤供
給穴の円周方向中央位置の軌道輪端面にマークを付けて
おくことが好ましい。このマークは、非回転輪のクリー
プによる回り止めであるピン穴やキー溝とすることもで
きる。そして、このマークの存在により、軸受の組付け
時に潤滑剤供給穴の軸受円周上における位置が容易に認
識できるようになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明による実施形態を図
１〜図４に基づいて説明する。図１は、円筒ころ軸受の
断面を模式的に示した図である。まず、図１を用いて本
発明の概略的な内容を説明する。主にラジアル荷重を受
けるラジアル転がり軸受は、通常、温度上昇や焼き付き
等を防止するために内部すきま（軸受内部のガタ）を持
たせて使用される。例えば、内部すきまを持つ円筒ころ
軸受にラジアル方向（半径方向）の荷重Ｆｒを負荷する
と、内輪1と外輪2が荷重を受けた向きに接近して、荷重
方向片側のころ群が内外輪と接触し、ころ3と外輪2との
間に荷重Ｑi(i=1〜5)が作用する。一方、接触したころ
群と荷重負荷方向に対して反対側のころ群は、軸受に内
部すきまが存在するために内外輪2,3の双方に接触する
ことはない。したがって、ころ群から内外輪2,3に荷重
が負荷されることはない。ここにおいて、ラジアル荷重
Ｆｒによる荷重Ｑiを受ける範囲を負荷圏、荷重Ｑiを受
けない範囲を非負荷圏と呼ぶことにする。

【００１１】いま、外輪2を固定して内輪1を回転させる
場合を考えると、内輪１ところ3の回転に伴い、内輪1は
円周方向すべての軌道面位置において、ころ3との間で
荷重を受ける機会があるが、外輪2は負荷圏位置の軌道
面にだけ、ころ3からの荷重が作用する。つまり、停止
輪、即ち固定輪である外輪2の非負荷圏位置において
は、非負荷圏位置に存在するころ3と外輪軌道面との間
で作用する力は、遠心力以外は生じない。通常の転がり
軸受の使用条件においては、重力や回転遠心力によって
外輪2ところ3との間に発生する荷重は非常に小さいた
め、潤滑剤供給穴を固定輪側の非負荷圏範囲内に設けれ
ば、比較的大きなラジアル荷重を受ける場合であって
も、前述の摩耗や剥離等の不具合を生じることはない。

【００１２】また、負荷圏の範囲は、軸受のラジアル方
向のすきまとラジアル荷重Ｆｒの大きさによって変化す
るが、荷重の無負荷状態であって全てのころが軸受の内
外輪と接触するような、すきまが全く存在しないときに
は、負荷圏の範囲は軸受の下側180゜の範囲となり、ラ
ジアル方向のすきまが少しでも存在するときは、負荷圏
は常に荷重方向から±90゜の範囲より小さな範囲とな
る。

【００１３】通常、ラジアル転がり軸受の内部すきま
は、軸受の寸法等に応じて所定の範囲内に設定されてい
るため、非負荷圏の180゜の範囲内に潤滑剤供給穴を設
ければよい。しかし、ラジアル荷重に加えてアキシアル
荷重、又はモーメント荷重が軸受に負荷される場合は、
若干負荷圏が拡大する点、また、軸受の荷重方向に対す
る取り付け誤差や荷重負荷方向の僅かな変動等の存在を
考慮に入れると、非負荷圏とした180゜内に荷重が負荷
されることがある。そのため、非負荷圏を安全側に狭
め、固定輪である外輪の非負荷圏中心から±60゜の合計
120゜の範囲内に潤滑剤供給穴を配設することが好まし
い。また、潤滑剤の供給圧力をあまり高くせずに軸受内
に十分に潤滑剤を供給するためには、非負荷圏範囲内の
異なる位置に複数の潤滑剤供給穴を設ければよい。この
場合、潤滑剤供給穴の配設ピッチは等間隔であることが
好ましいが、例えば、非負荷圏範囲の中央部付近を密
に、中央部から離れるに従って粗に設定するといったよ
うに、より適切に潤滑剤供給が行えるように適宜変更し
てもよい。

【００１４】次に、前記潤滑剤供給穴の配置を単列の円
筒ころ軸受に適用した第１実施形態を説明する。本実施
形態に係る円筒ころ軸受の構成を図２(a),(b)に示す。
図２(a)は円筒ころ軸受の側面図で、図２(b)は図２(a)
のＡ−Ａ断面である。図２(a)によれば、円筒ころ軸受2
0の外輪21の外周面に、その軸方向中央部に環状溝22を
外周面全体に亘って形成している。この環状溝22の底面
から、外輪21がころ23と転がり接触する外輪軌道面21a
までを連通する潤滑剤供給穴を、潤滑剤供給穴24bを中
心として軸受中心からの円周角が60゜間隔となるように
合計３つ形成している。また、固定輪である外輪21の矢
印Ｂで示す側面部分、即ち、３つの潤滑剤供給穴24a,24
b,24cの中心に位置する潤滑剤供給穴24bの位置に対して
は、図３に示すように、軸受の組付けの際に潤滑剤供給
穴を位置合わせする目印となるマーク25を付けている。
図３は図２(a)におけるＢ方向の矢視図である。このマ
ーク25は、外輪の片端面側だけでなく両端面に付けても
よい。これにより、軸受の取付け時にマーク側か否かを
確認する必要がなくなり、取付け工程がより簡略化して
作業性が向上するようになる。

【００１５】さらに、固定輪である外輪21には、軸受使
用時のクリープによる軸受箱との相対的な回転を防止す
るために用いるピン穴（図示しない）を設けている。ピ
ン穴は、外輪の回り止めであり、キー溝であってもよ
い。また、ピン穴やキー溝をマークとして使用できるこ
とは言うまでもない。このように、潤滑剤供給穴24a,24
b,24cは、図１で説明したように固定輪である外輪21の
円周角120゜以下の弧の範囲内に設けられる。中心とな
る潤滑剤供給穴24b位置の外輪21側面にはマーク25が付
けられ、他の潤滑剤供給穴24a,24cはマーク25を中心と
する円周角±60゜の位置にそれぞれ配設されている。ま
た、マーク25は非負荷圏の中央位置に付けているが、負
荷圏の中央となるべき位置（前者の反対側の位置）に付
けてもよい。いずれにせよ、潤滑剤供給穴の円周位置が
容易に認識できる位置に付けてあればよい。

【００１６】ここにおいて、本実施形態の円筒ころ軸受
の寸法は、内径100ｍｍ、外径215ｍｍ、幅73ｍｍ、環状
溝22の幅を10ｍｍとし、潤滑剤供給穴の直径を6ｍｍと
して構成したものを一例として用いたが、勿論、ここに
例示した寸法以外であっても同様にして潤滑剤供給穴を
設ければよい。

【００１７】以上説明したように、潤滑剤供給穴を荷重
の非負荷圏の中央位置から±60゜の範囲内に配設するこ
とにより、非負荷圏に設けられた潤滑剤供給穴から潤滑
剤を軸受内部に安定して供給することができ、ラジアル
荷重が負荷された状態であっても、負荷圏内に潤滑剤供
給穴が存在しないために、ころの転動動作が円滑に行わ
れ、騒音や振動の発生を抑制することができる。また、
固定輪である外輪に設けられた図示しないピン穴は、使
用時のクリープによる軸受箱との相対回転を防止するこ
とができる。

【００１８】そして、マーク25を固定輪の側面に付ける
ことにより、転がり軸受の潤滑剤供給穴の位置が視認し
易くなる。そのため、転がり軸受を組付ける際に、ラジ
アル荷重が負荷されない位置か、仮に負荷されても荷重
の小さい位置に潤滑剤供給穴の位置を容易に且つ確実に
合わせることができると共に、軸受の組付け作業をより
簡略化することができる。さらに、潤滑剤供給穴が非負
荷圏の所定範囲内に複数個設けているため、１個の潤滑
剤供給穴から供給する場合と比較して、より多くの潤滑
剤量を比較的低い供給圧力で軸受内に導入することが可
能となる。そのため、特に高圧の供給装置を必要とする
ことなく、簡単な構成で、より確実に円滑な軸受の回転
動作を得ることができる。

【００１９】本実施形態においては、外輪21を静止させ
内輪26を回転させる場合を例示して説明したが、内輪26
を静止させ外輪21を回転させる場合においても、固定輪
である内輪26の非負荷圏範囲に潤滑剤供給穴を設けるこ
とにより同様な作用効果を得ることができる。

【００２０】次に、本発明を内輪側につばを有する単列
の円筒ころ軸受に適用した第２実施形態を説明する。本
実施形態における円筒ころ軸受を、図４(a),(b)に示
す。図４(a)は円筒ころ軸受の側断面を表しており、図
４(b)に示す円筒ころ軸受の軸方向中央部の断面におけ
るＣ―Ｃ断面を示している。図４に示すように、円筒こ
ろ軸受40は、内輪41につば41aを備え、内輪41と外輪42
の軌道面の軸方向形状、及びころ43の転動面の軸方向形
状は概ね円弧形状を呈している。そして、この円弧の曲
率半径は外輪軌道面から軸受軸心までの距離より大きく
設定されている。また、ころ43は保持器46により周方向
の間隔を一定に保持されている。

【００２１】この場合、固定輪である外輪42外周面の軸
方向中央部には、環状溝44を外周面の全体に亘って形成
すると共に、環状溝44の底面から外輪の軌道面までを連
通させた小穴、即ち、潤滑剤供給穴45を設けている。図
４に示すように、潤滑剤供給穴45a,45b,45c,45dは外輪4
2の円周角100゜の範囲内に等間隔で合計４箇所に設けて
いる。軸受の組付け時においては、この円周角100゜の
中心位置が非負荷圏の中心位置となるように組付ける。
上記の構成によれば、複数の潤滑剤供給穴45a,45b,45c,
45dが軸受の負荷圏内には存在せず、非負荷圏内に配設
されているので、軸受に大きなラジアル荷重が負荷され
ても負荷圏内のころ43の転動は円滑である一方、非負荷
圏内の潤滑剤供給穴45a,45b,45c,45dから潤滑剤が安定
して軸受内部に供給されるようになる。

【００２２】このように、本発明は内輪側につばを有す
る円筒ころ軸受40に対しても適用することができ、第１
実施形態の場合と同様な作用効果を奏することができ
る。また、外輪につばを有するころ軸受、内輪及び外輪
の双方につばを有するころ軸受、内輪及び外輪の双方に
つばを有しないころ軸受に対しても本発明を適用するこ
とは十分可能であり、さらに、玉軸受に対しても適用可
能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、転がり軸受に負荷され
る荷重の非負荷圏の固定輪である軌道輪に潤滑剤供給穴
を配設することにより、非負荷圏の中央から±60゜以内
の範囲に設けられた潤滑剤供給穴から潤滑剤を軸受内部
に安定して供給することができる。このため、ラジアル
荷重等が負荷された状態であっても、負荷圏内に潤滑剤
供給穴が存在しないために、ころが軌道面で円滑に転動
し、騒音や振動の発生を抑制することができる。

【００２４】また、組付け時の位置合わせ用のマークを
固定輪の側面に付けることにより、転がり軸受の潤滑剤
供給穴の位置を、ラジアル荷重が負荷されない位置か、
仮に負荷されても荷重の小さい位置に容易に且つ確実に
合わせることができ、軸受の組付け作業をより簡略化す
ることができる。

【００２５】さらに、潤滑剤供給穴を非負荷圏の120゜
の範囲内に複数箇所に亘って配設しているため、１個の
潤滑剤供給穴から供給する場合と比較して、より多くの
潤滑剤を比較的低い供給圧力で軸受内に導入することが
可能となり、より確実に円滑な軸受の回転動作を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略的内容を説明するための、ころ軸
受にラジアル力が負荷された様子を示す図。

【図２】第１実施形態における円筒ころ軸受の構成図。

【図３】図２の円筒ころ軸受のＢ方向矢視図。

【図４】第２実施形態における円筒ころ軸受の構成図。

【図５】従来のころ軸受の潤滑剤供給穴位置を示す軸受
断面図。

【図６】従来の針状ころ軸受の潤滑剤供給穴位置を示す
軸受け断面図。

【符号の説明】

1,26,41 内輪 2,21,42 外輪 3,23,43 ころ 24a,24b,24c,45a,45b,45c,45d 潤滑剤供給穴 Ｆｒ ラジアル荷重 Ｑ1,Ｑ2,Ｑ3,Ｑ4,Ｑ5 荷重

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受内部に潤滑剤を供給する潤滑剤供給
   穴を、内輪又は外輪のいずれか一方の軌道輪に設けた転
   がり軸受において、 前記潤滑剤供給穴を、固定輪となる前記内輪又は外輪の
   いずれか一方の前記軌道輪のラジアル荷重が負荷されな
   い非負荷圏の中心から±60゜以内の範囲で複数箇所に設
   けたことを特徴とする転がり軸受。