(57)【要約】【課題】滞留しやすい箇所に存在する潤滑油を積極的に循環させて、軸受及び潤滑油の温度上昇を抑制することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】軸１０に固定される内輪２と、ハウジング２０に固定される外輪４と、内輪２の軌道面と外輪４の軌道面との間に配置される転動体６とを備え、ハウジング２０内の油溜り２２に貯留された潤滑油１９に浸漬されて潤滑される転がり軸受において、ハウジング２０は、油溜り２２の下部に設けられた排油孔２４と、排油孔２４を封止する栓体２６と、によって形成された凹部５０を有し、外輪４は、油溜り２２の潤滑油１９が通過するように凹部５０に対向する箇所に設けられた油通過孔４２を有し、吸引ノズル６０を、油通過孔４２から凹部５０側へ突出するように設けた。【選択図】図１
2020051545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に固定される内輪と、ハウジングに固定される外輪と、前記内輪の軌道面と前記外輪の軌道面との間に配置される転動体とを備え、前記ハウジング内の油溜りに貯留された潤滑油に浸漬されて潤滑される転がり軸受において、
前記ハウジングは、前記油溜りの下部に設けられた排油孔と、前記排油孔を封止する栓体と、によって形成された凹部を有し、
前記外輪は、前記油溜りの潤滑油が通過するように前記凹部に対向する箇所に設けられた油通過孔を有し、
吸引ノズルを、前記油通過孔から前記凹部側へ突出するように設けたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記吸引ノズルの前記凹部側へ突出する側壁部に、貫通孔を設けた請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
前記栓体が磁気栓で構成され、
前記吸引ノズルを、非磁性材料で構成した請求項１又は２に記載の転がり軸受。
【請求項４】
前記吸引ノズルの前記凹部側へ突出する側壁部に、フランジを設けた請求項１から３のいずれか１項に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受を潤滑油中に浸漬させることにより軸受の潤滑を行う油浴潤滑方式の転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
油浴潤滑方式の転がり軸受においては、軸受が回転することによって、潤滑油がハウジング内で循環する。このとき、軸受の発熱は潤滑油によって冷却され、その熱がハウジングなどを介して外部に放出されることで、潤滑油及び軸受が冷却される。
【０００３】
ところで、近年、長寿命化の強いニーズがあり、これに対応するため軸受の負荷容量の向上が望まれている。一方で、軸受の負荷容量を向上させると、回転トルクが増大するため、軸受や潤滑油が温度上昇しやすくなる。軸受や潤滑油の温度上昇は、軸受や潤滑油の短寿命に繋がるため、これらの温度上昇を抑制するための対策が必須となる。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、潤滑油の温度上昇を抑制するために、潤滑油の給油口と排油口を設け、円すいころ大端面側に適量の潤滑油を溜めるように排油口に排油比調節装置を設けて、効率よく円すいころ軸受を冷却する構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭４９−６８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
潤滑油や軸受の温度上昇を抑制する方法としては、上記特許文献１に記載されているような潤滑油の給油口と排油口を設ける方法のほか、ハウジング内の潤滑油を円滑に循環させて潤滑油による冷却効果を高める方法も考えられる。
【０００７】
しかしながら、潤滑油が封入されるハウジングの内面は、一般的に凹凸部などが設けられた複雑な形状に形成されているため、潤滑油が循環しにくい、あるいは循環せずに滞留する箇所が存在すると考えられる。
【０００８】
そこで、本発明は、ハウジング内の滞留しやすい箇所に存在する潤滑油を積極的に循環させて、軸受及び潤滑油の温度上昇を抑制することができる転がり軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、軸に固定される内輪と、ハウジングに固定される外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に配置される転動体とを備え、ハウジング内の油溜りに貯留された潤滑油に浸漬されて潤滑される転がり軸受において、ハウジングは、油溜りの下部に設けられた排油孔と、排油孔を封止する栓体と、によって形成された凹部を有し、外輪は、油溜りの潤滑油が通過するように凹部に対向する箇所に設けられた油通過孔を有し、吸引ノズルを、油通過孔から凹部側へ突出するように設けたことを特徴とする。
【００１０】
このように、本発明に係る転がり軸受（以下、単に「軸受」と称する場合もある。）においては、吸引ノズルが油通過孔から凹部側へ突出するように設けられていることで、吸引ノズルによって凹部内の潤滑油を吸引して循環させることができるようになる。これにより、滞留の生じやすい凹部に存在する潤滑油を、積極的に循環させることができるようになり、これまで冷却媒体としてあまり機能していなかった潤滑油を冷却媒体として有効活用することができるようになる。その結果、軸受及び潤滑油の温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。
【００１１】
吸引ノズルの凹部側へ突出する側壁部に、貫通孔を設けてもよい。この場合、貫通孔からも潤滑油を吸引することができるようになるので、潤滑油をより効果的に循環させることができるようになる。
【００１２】
また、栓体が磁気栓で構成されている場合は、吸引ノズルを、非磁性材料で構成することが望ましい。吸引ノズルを非磁性材料で構成することにより、吸引ノズルが磁気栓の影響を受けて磁化することがないので、吸引ノズルの内周面に金属摩耗粉が吸着することによる吸引ノズルの目詰まり（流量低下）を回避することができる。
【００１３】
吸引ノズルが軸受内部に入り込んでしまうことを防止するため、吸引ノズルの凹部側へ突出する側壁部にフランジを設けてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、これまで冷却媒体として有効に機能していなかった凹部内の潤滑油を、吸引ノズルによって吸引して積極的に循環させることができるので、凹部内の潤滑油を冷却媒体として有効活用することができるようになり、軸受及び潤滑油の温度上昇を効果的に抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受の構成を示す断面図である。
【図２】吸引ノズルの作用を説明するための図である。
【図３】吸引ノズルの変形例を示す図である。
【図４】吸引ノズルの他の変形例を示す図である。
【図５】従来の転がり軸受の構成を示す断面図である。
【図６】従来の転がり軸受における潤滑油の挙動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、本発明の実施形態について説明する前に、図５に基づき、複列円すいころ軸受を用いた従来の転がり軸受の構成について説明する。
【００１７】
図５に示すように、転がり軸受１００は、軸１０を回転自在に支持するものであって、外周に軌道面を有する一対の内輪２、内周に複列の軌道面を有する外輪４、内輪２の軌道面と外輪４の軌道面との間に転動自在に配置された複列の転動体（ここでは円すいころ）６、各列の転動体６を円周方向で等間隔に保持する一対の保持器８を主要な構成要素としている。
【００１８】
内輪２は、軸１０に嵌合され、軸１０の肩部と軸１０の端部に形成したねじ部１４に締め込んだナット１６によって軸方向に位置決めされて固定されている。一方、外輪４は、ハウジング２０に固定されている。これにより、軸１０は、軸受１００によって回転自在に支持されている。
【００１９】
ハウジング２０の下部（底部）には、外輪４との間に潤滑油１９を貯留する油溜り２２が設けられている。潤滑油１９は、例えば、転動体６のピッチ円直径付近に油面が位置するように貯留されている。また、ハウジング２０の下部（底部）には、油溜り２２と連通する排油孔２４が設けられている。通常、排油孔２４は、栓体２６によって封止されている。栓体２６を取り外すと、排油孔２４が開放されることで、排油孔２４を通して潤滑油１９を外部に排出することが可能となる。また、外輪４の下部には、油溜り２２と連通する油通過孔４２が設けられている。
【００２０】
ハウジング２０は、軸１０の端部（図の左側）を覆っており、下部には潤滑油が溜まる。また、これとは反対側のハウジング２０の端部（図の右側）には別のハウジング３６が取り付けられており、下部には潤滑油が溜まる。
【００２１】
ハウジング３６と軸１０との間には、油溝シール１８が形成されている。
【００２２】
続いて、上記従来の転がり軸受における潤滑油の挙動（循環経路）について説明する。
【００２３】
図６に示すように、軸１０が回転すると、これに伴って回転する内輪２、転動体６、保持器８によって潤滑油がかきあげられる。この作用によって、油溜り２２内の潤滑油は、図６中の矢印で示すように、外輪４の油通過孔４２から上方へ吸引され、油通過孔４２を通過して転動体６側へ流入する。また、外輪４の軸方向両端側からも潤滑油１９が転動体６側へ流入する。そして、転動体６側へ流入した潤滑油１９は、回転する内輪２、転動体６、保持器８によって上方に運ばれ、上部では遠心力の作用で両端側に流出すると共に、重力によって油溜り２２に向かって落下する。このようにして潤滑油１９が循環することで、潤滑油１９によって転がり軸受１００の熱が吸収され、その熱がハウジング２０などを介して外部に放出されることで、転がり軸受１００及び潤滑油１９の温度上昇が抑制される。
【００２４】
ところで、従来の構成においては、潤滑油が循環しにくい、あるいは循環せずに滞留する箇所がハウジング内に存在すると考えられる。このような箇所に存在する潤滑油は、転がり軸受を冷却する冷却媒体として有効に機能しないため、潤滑油による冷却効果を向上させるには、潤滑油が滞留しやすい箇所を特定して、その箇所における潤滑油を積極的に循環させる必要がある。
【００２５】
油溜り２２の下部に設けられた凹部５０（図５又は図６参照）では、潤滑油が滞留している。この凹部５０は、ハウジング２０の下部に設けられた排油孔２４と、排油孔２４を封止する栓体２６によって形成された空間部である。凹部５０に対向する位置には外輪４の油通過孔４２が配置されている。しかしながら、凹部５０は油通過孔４２の吸入口（下端部）から離れた位置に存在しているため、凹部５０内の潤滑油に対しては油通過孔４２の吸引力はあまり作用せず、そのせいで凹部５０内では潤滑油１９が滞留する傾向にあると考えられる。また、本発明者は、転がり軸受が回転により温度上昇した状態で、凹部５０内で滞留する潤滑油の温度と油通過孔４２の吸入口近傍の潤滑油の温度とを測定したところ、凹部５０内の潤滑油の温度は、油通過孔４２の吸入口近傍の潤滑油の温度よりも低いことがわかった。従って、凹部５０内に滞留する低温の潤滑油を積極的に循環させることができれば、潤滑油による冷却効果を高めることが可能である。
【００２６】
斯かる考えに基づき、本発明の実施形態に係る転がり軸受においては、次のような対策を講じている。以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受の構成について説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の一形態に係る転がり軸受の全体構成を示す断面図である。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態に係る転がり軸受１においては、ハウジング２０の下部にある凹部５０内の潤滑油１９を吸引するため、油通過孔４２に凹部５０側へ突出する吸引ノズル６０が設けられている。吸引ノズル６０は、円筒状の部材であり、油通過孔４２に対して圧入あるいはねじ込みなどにより固定されている。なお、吸引ノズル６０を設けている点以外は基本的に従来の構成と同様である。従って、図１において、図５と同一の機能もしくは形状の構成要素については、同一の符号を付すことによりその説明を省略する。
【００２９】
本実施形態において、転がり軸受１が回転すると、従来と同様に、転がり軸受１によって潤滑油がかきあげられ、油通過孔４２において潤滑油を上方へ吸引する吸引力が生じる。このとき、図２中の矢印で示すように、吸引ノズル６０によって、凹部５０内の潤滑油が油溜り２２内の潤滑油と一緒に吸引される。すなわち、吸引ノズル６０が凹部５０に対して近い位置に配置されていることで、凹部５０の近傍で吸引力を作用させることができ、凹部５０内の潤滑油を効果的に吸引することができる。これにより、凹部５０内の潤滑油は周囲の潤滑油と共に転動体６側へ運ばれ、上述の作用によって循環する。
【００３０】
このように、本実施形態に係る転がり軸受１によれば、凹部５０内の潤滑油を吸引して積極的に循環させることができるので、これまで冷却媒体としてあまり機能していなかった凹部５０内の低温の潤滑油を冷却媒体として有効活用することができるようになる。これにより、潤滑油による冷却効果が高められるので、転がり軸受１及び潤滑油の温度上昇を効果的に抑制することができるようになる。
【００３１】
ここで、吸引ノズル６０の油通過孔４２からの突出量Ａ（図１参照）を大きくするほど、吸引ノズル６０の先端部（下端部）が凹部５０に対して接近するので、凹部５０内の潤滑油を効果的に吸引することができるようになる。
【００３２】
吸引ノズル６０の材料は、ある程度の強度や耐熱性を有するものであればよい。ただし、排油孔２４を封止する栓体２６が、潤滑油１９中に浮遊する金属摩耗粉を吸着するために磁気を帯びた磁気栓で構成されている場合は、吸引ノズル６０の材料として、黄銅、ステンレス、樹脂などの非磁性材料を選択することが望ましい。吸引ノズル６０を非磁性材料で構成することにより、吸引ノズル６０が磁気栓の影響を受けて磁化することがないので、吸引ノズル６０の内周面に金属摩耗粉が吸着することによる吸引ノズル６０の目詰まり（流量低下）を回避することができる。
【００３３】
続いて、吸引ノズルの変形例について説明する。
【００３４】
図３に示す変形例では、吸引ノズル６０の凹部５０側へ突出する側壁部に、貫通孔６１が設けられている。このように構成することで、貫通孔６１からも潤滑油１９を吸引することができるようになり、その結果、潤滑油１９をより効果的に循環させることができるようになる。
【００３５】
図４に示す変形例では、吸引ノズル６０の凹部５０側へ突出する側壁部に、外径方向に突出するフランジ６２が設けられている。このように構成することで、凹部５０側から吸引ノズル６０を取り付けても、ノズル６０が軸受内に入り込んでしまうことを防止することができる。
【００３６】
以上のように、本発明によれば、吸引ノズルによって、滞留の生じやすい凹部に存在する潤滑油を吸引することで、これまで冷却媒体としてあまり機能していなかった潤滑油を積極的に冷却媒体として有効活用することができるようになる。これにより、潤滑油の循環効率が向上し、転がり軸受や潤滑油の温度上昇を効果的に抑制することができるので、転がり軸受の負荷容量を向上させても従来と同等程度の温度上昇に抑制することが可能となり、ひいては、長寿命化を実現できるようになる。また、本発明によれば、大幅な設計変更を伴うことなく、既存の転がり軸受に吸引ノズルを取り付けるだけの簡単な構成で、転がり軸受や潤滑油の温度上昇を抑制することができるので、低コストで負荷容量の大きい転がり軸受を提供することが可能となる。
【００３７】
なお、本発明は上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【００３８】
本発明に係る転がり軸受は、図１に示すような円すいころ軸受に限らず、ころ軸受、玉軸受のいずれの軸受であってもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１      転がり軸受
２      内輪
４      外輪
６      転動体
８      保持器
１０    軸
１９    潤滑油
２０    ハウジング
２２    油溜り
２４    排油孔
２６    栓体
３６    ハウジング
４２    油通過孔
５０    凹部
６０    吸引ノズル
６１    貫通孔
１００  転がり軸受
【図１】
2020051545.tif 000003
【図２】
2020051545.tif 000004
【図３】
2020051545.tif 000005
【図４】
2020051545.tif 000006
【図５】
2020051545.tif 000007
【図６】
2020051545.tif 000008