JPS63231021A - 転がり軸受の潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ジェットエンジン、ガスタービンエンジン
の主軸用軸受等として使用される転がり軸受の潤滑装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、ジェットエンジン主軸等の高温度で高速回転する
軸を支持する軸受として、たとえば第７図に示す深みぞ
玉軸受、または第８図に示す３点接触アンギュラ玉軸受
が使用されているが、これらの主軸用軸受の潤滑には、
いずれも内輪の内径面側から給油する方式のアンダーレ
ース潤滑機構を採用している。

第７図の深みぞ玉軸受は、それぞれ１個の外輪１と内輪
２、複数個の玉３および保持器４により構成され、軸体
６の外周面に設けられた油溝７に、図示しないノズルか
ら噴射した潤滑油を強制循環により流通させて、内輪２
を内径面側から冷却するとともに、油入５から軸受内部
へも給油できるようにしている。

また第８図の３点接触アンギュラ玉軸受は、１個の外輪
１．２個の合わせ内輪２ａ、２ｂ、複数個の玉３および
保持器４により構成され、軸体６の油溝７に供給した潤
滑油を内輪２ａ、　　２ｂに設けである油入５ａ、５ｂ
から軸受内部にも給油して、内輪２ａ、２ｂの内径面側
を冷却するとともに、保持器４の案内面と内輪、２ａ、
２ｂの保持器案内面とを潤滑するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の玉軸受においては、軸体６に多数の油溝７を設け
ることによって、内輪２の内径面側からの冷却効率を増
大させると、軸体６に対する内輪２のはめあい接触面積
が減少するため、内輪２のはめあい面におけるしめしろ
が不足した状態となって、フレッティングによる摩耗や
クリープによる滑りが起こりやすくなり、はめあい面に
損傷を与えるという問題がある。

また、３点接触アンギュラ玉軸受においては、内輪２ａ
、２ｂの各油入５ａ、５ｂが保持器４の端面よりも軸方
向内側に位置しているため、各油入５ａ、５ｂから保持
器４の案内面に吹き付けられた潤滑油は軸受外部に排出
されずに軸受内部に残留する量が多くなり、高速回転で
使用されるこの種の軸受では撹拌熱が発生して潤滑油の
温度が上昇し、高温潤滑油により軸受内部の冷却効率が
低下するだけでなく、潤滑性能の低下に伴って軸受寿命
が短くなるという問題がある。内輪２ａ４゜２ｂに対す
る冷却効率を増大させるために多数の油入５ａ、５ｂを
設けることは、内輪２ａ、　　２ｂの機械的強度が低下
して剛性上の問題が生ずるので好ましくなく、軸体６の
油溝７の数を多くすることは、内輪２ａ、　　２ｂのは
めあい面にフレッティングやクリープによる損傷が生ず
るおそれがあるため、好ましくないという問題がある。

この発明は、アンダーレース潤滑機構を備える転がり軸
受における上記の問題を解決するためになされたもので
あり、内輪の端面側から軸受内部に潤滑油を供給する機
構を備え、内輪のはめあい面におけるしめしろ不足を抑
制することができる転がり軸受の潤滑装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の転がり軸受の潤滑装置は、内輪はめあい面に
油溝が設けられた軸体の油溝を介して内輪の内径面側へ
給油する機構を備えた転がり軸受において、軸体の肩も
しくは内輪押え部材に接する内輪の少なくとも一方の軸
方向端面に、この端面の内周縁および外周縁にそれぞれ
開口する流入口および流出口をもつ油溝を設け、この油
溝の流入口を軸体の油溝に連通させている。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について、図面を参照して説明
する。

第１図は、この発明を深みぞ玉軸受に適用した実施例を
示す縦断側面図である。

この軸受１０は、それぞれ１個の外輪１）と内輪１２と
の間に、複数個の玉（転動体）１３が内輪案内形の保持
器１４に保持されて組み付けられており、軸体３０に嵌
合された内輪１２は、軸方向両側端面１５にそれぞれ内
輪押え部材３２を当接させて軸方向の位置決めがなされ
ている。軸体３０の外周面（内輪はめあい面）には、軸
方向に複数条の油溝３１が設けられている。

上記軸受の内輪１２の軸方向両側の端面１５には、端面
１５の内周縁と外周縁とにそれぞれ複数個所で開口する
流入口１７と流出口１８とを有する油溝１６が設けてあ
り、油溝１６の各流入口１７が軸体３０の対応する油溝
３１に連通している。

上記の油溝１６の深さは、溝底面を半径方向外側へ延長
した面が、保持器１４の案内面（内周面）に対して保持
器１４の軸方向端面よりもやや軸方向内側で交接する位
置となるように設定されている。図示した油溝１６は溝
全長に亘って同−深さになっているが、流入口１７側か
ら流出口１８側に向かって溝深さが漸次深くなるように
してもよい。

第２図ないし第５図は、内輪端面１５の油溝１６の形状
を配置例とについて代表的なバクーンを示したものであ
る。

第２図では、内輪端面１５のほぼ中央に設けた同心状の
油溝１６ａの内周側および外周側からそれぞれ半径方向
の油溝１６ａ、１６ｂを円周方向に等間隔で互いに位相
を異ならせて分岐し、内周側の油溝１６ｂは端面１５の
内周縁に開口させ、外周側の油溝１６ｃは端面１５の外
周縁に開口させて、それぞれの開口部を流入口１７．流
出口１８としている。

第３図では、内輪端面１５に半径方向の油溝１６を円周
方向に等間隔で設けて、端面１５の内周縁と外周縁とに
おける各油溝１６の開口部をそれぞれ流入口１７．流出
口１８としている。

第４図では、内輪端面１５に半径方向に対して一定方向
に一定角度で傾斜する油溝１６を等間隔で設けて、端面
１５の内周縁と外周縁とにおける各油溝１６の開口部を
それぞれ流入口１７．流出口１８としている。

第５図では、内輪端面１５にスバラル状の油溝１６を円
周方向に等間隔で設けて、端面１５の内周縁と外周縁と
における各油溝１６の開口部をそれぞれ流入口１７．流
出口１８としている。

上記構成の軸受ｌＯの運転時において、図示しないノズ
ルから噴射された潤滑油を軸体３０の油溝３１に供給し
て循環させると、軸体３０の油溝３１に連通する内輪端
面１５の流入口１７から内輪端面１５の油溝１６に分流
した潤滑油が内輪端面１５の流出口１８から軸受内部に
噴出する。

これにより、内輪１２の内径面側が軸体３０の油溝３１
を流れる潤滑油によって冷却され、さらに内輪の端面１
５に設けた油溝１６を通る潤滑油により内輪端面側が冷
却されるとともに、内輪端面１５の流出口１８から軸受
内部に噴出した潤滑油は、その一部が保持器１４の案内
面に吹き付けられて、内輪１２の保持器案内面との間の
ずきま２０に入り内輪１２の外径面側を冷却し、また保
持器１４の案内面を潤滑した後、保持器１４の案内面に
吹き付けられずに噴出した大部分の潤滑油と合流して軸
受外部へ排出される。

第６図は、この発明を３点接触アンギュラ玉軸受に適用
した実施例を示す縦断側面図である。

この軸受１０は、１個の外輪１）と２個の合わせ内輪１
２ａ、１２ｂとの間に、複数個の玉１３が内輪案内形の
保持器１４に保持されて組み付けられている。この内輪
１２ａ、１２ｂは軸受の中心軸線を含む平面に対して直
交する平面によって２分割された背割形内輪であって、
合わせ面同士をつき合わせて軸体３０に嵌合されており
、それぞれ中心の異なる軌道みぞを有している。内輪１
２ａ、１２ｂの合わせ面とは反対側の軸方向外側端面１
５ａ、１５ｂは、軸体３０の肩３３に当接させて軸方向
の位置決めがなされている。軸体３０の軸受座（内輪は
めあい面）には、軸方向に複数条の油溝３１が設けられ
ている。

上記軸受の内輪１２ａ、１２ｂの軸方向外側端面１５ａ
、１５ｂには、端面１５ａ、１５ｂの内周縁と外周縁と
にそれぞれ複数個所で開口する流入口１７と流出口１８
とを有する油溝１６が設けてあり、油溝１６の各流入口
１７が軸体３０の対応する油溝３１に連通している。

内輪１２ａの油溝１６の深さは、第１図の実施例と同様
に、溝全長に亘って同−深さであり、溝底面を半径方向
外側へ延長した面が保持器１４の案内面（内周面）に対
して保持器１４の軸方向端面よりもやや軸方向内側で交
接する深さとなるように設定されている。

内輪１２ｂの油溝１６は、内輪１２ａの油溝１６の深さ
よりも浅くなっているが、流出口１８側の溝底面１９が
面取りされたわん曲面になっており、この溝底面１９の
保持器１４側への延長面が保持器１４の案内面に対して
保持器１４の軸方向端面よりもやや軸方向内側で交接し
ている。

上記構成の軸受１０における潤滑油の流通経路と潤滑お
よび冷却の作用については、第１図の実施例と同一であ
るから説明を省略する。

なお、この実施例では、内輪１２ａ、１２ｂの合わせ面
にもそれぞれ半径方向の油溝を合わせた油入３５が設け
てあり、この油入３５に供給される潤滑油によって内輪
１２ａ、１２ｂの軌道みぞを潤滑するようにしているが
、この油入３５は軸受の使用条件に応じて省略すること
もできる。

前記各実施例においては、内輪の軸方向両側の外側端面
に油溝を設けた場合について説明したが、軸受の使用機
器、使用条件等によっては、内輪の何れか一方の外側端
面に油溝を設け、他方の外側端面の油溝を省略すること
もできる。

また、前記各実施側番′こおいては、玉軸受について説
明したが、この発明は玉軸受に限らず、円筒ころ軸受そ
の他の転がり軸受についても前記同様の構成にすること
ができる。

さらに、この発明は、保持器付き転がり軸受だけでなく
、保持器のない総玉軸受、総ころ軸受等についても適用
することができる。保持器のない転がり軸受においては
、内輪端面の油溝の深さ、流出口側の溝底面の面取り形
状を規制する必要はなく、任意の溝深さ、溝底面形状に
設定することができる。

〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明の転がり軸受の潤滑装置
は、内輪の少なくとも一方の軸方向端面に設けた油溝を
、軸体の内輪はめあい面の油溝に連通させて、軸体の油
溝を流れる潤滑油により内輪を内径面側から冷却すると
ともに、内輪端面の油溝を経て軸受内部に供給される潤
滑油により内輪を端面側および外径面側からも冷却する
構成にしているから、内輪に対する冷却効率が高く、内
輪の温度上昇が軽減される結果、内輪の熱膨張によりは
めあい面のしめしるが減少するのを抑制することができ
、フレッティングやクリープによるはめあい面の損傷を
防止することが可能となる。

また、この発明によれば、たとえ内輪のはめあい面のし
めしろが不足するような状態が生じた場合においても、
内輪端面とこれに接する軸体の肩もしくは内輪押え部材
の面との間は、内輪端面の油溝を流れる潤滑油によって
流体潤滑される面積部分だけ金属同士の接触面積が減少
しているので、かじり等の損傷を受けることが少なく、
内輪の軸体に対する直角度、同軸度が正確に維持され、
回転精度の低下を防止することができる。

また、この発明においては、内輪の端面に油溝を設けて
いるから、油入を設けた内輪に比べて機械的強度が高く
なり、剛性上の問題は生じない。

さらに、保持器付き転がり軸受にこの発明を適用した場
合は、内輪端面の油溝の溝底面の保持器端面に対する軸
方向位置を規制して、油清から軸受内部に供給された潤
滑油の大部分を内輪冷却後に軸受外部に排出するように
しているから、軸受内部での撹拌熱による潤滑油の温度
上昇が抑制され、高温潤滑油による冷却効率および潤滑
性能の低下、ひいては軸受寿命の低下を防止することが
可能となる。

さらにまた、この発明によれば、上記の各効果に加えて
、内輪の冷却が効率的に行われることにより軸受すきま
の変化を抑制する効果が併せて得られることと相まって
、とくに高速回転する転がり軸受にもっとも好適な潤滑
装置として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す縦断側面図、第２図な
いし第５図はそれぞれ内輪端面の油溝の形状、配置例を
示す上半部正面図、第６図はこの発明の他の実施例を示
す縦断側面図、第７図および第８図はそれぞれ従来の玉
軸受の潤滑装置を示す縦断側面図である。 図中、１０は玉軸受、１２は内輪、１２ａ、１２ｂは合
わせ内輪、１５は内輪の軸方向端面、１５ａ、１５ｂは
合わせ内輪の軸方向外側端面、１６は油溝、１７．１８
はそれぞれ油溝の流入口。 流出口、３０は軸体、３１は軸体の油溝、３２は内輪押
え部材、３３は軸体の肩である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸体の内輪はめあい面に設けられた油溝を介して
   軸体に嵌合された内輪の内径面側に潤滑油を供給する機
   構を備えた転がり軸受において、前記軸体の肩もしくは
   内輪押え部材に接する内輪の少なくとも一方の軸方向端
   面に、この端面の内周縁および外周縁にそれぞれ流入口
   および流出口が開口する油溝を設け、油溝の流入口を軸
   体の油溝に連通させたことを特徴とする転がり軸受の潤
   滑装置。
2. （２）転がり軸受が、内輪案内保持器付き軸受であって
   、内輪端面に設けられた油溝の深さが、溝底面の半径方
   向外側への延長面が保持器の軸方向端面よりもやや軸方
   向内側で保持器の案内面に交接する位置になる深さに設
   定されている特許請求の範囲第１項記載の転がり軸受の
   潤滑装置。
3. （３）転がり軸受が内輪案内保持器付き軸受であって、
   内輪端面に設けられた油溝の流出口側に面取りされた溝
   底面が設けられ、この溝底面の保持器側への延長面が保
   持器の軸方向端面よりもやや軸方向内側で保持器の案内
   面に交接している特許請求の範囲第１項記載の転がり軸
   受の潤滑装置。