(57)【要約】【課題】  内輪軌道を挟むように、内輪部材と別体に設けられ、保持器の内周面と円筒ころの軸方向の両端面を案内するつば輪を設け、このつば輪の円筒ころと反対側の面に設け油受輪とを備えたアンダーレース潤滑を採用する円筒ころ軸受において、潤滑油の供給が滞るドライラン状態になっても、つば輪のすべり面に潤滑油の供給を可能にして、高速性と信頼性を高めようとするものである。【解決手段】  つば輪７を多孔質体によって形成し、つば輪７の通油経路７ａを通過する潤滑油の一部が、遠心力によって多孔質体のつば輪７に常に染み込んで保持されるようにし、油受輪８への給油が遮断されたドライラン時においても、つば輪７に染み込んだ潤滑油が、つば輪７と円筒ころ５の両端面との接触面、あるいはつば輪７と保持器６の内周面との接触面に、直接的に供給されるようにして高速性と信頼性を高めた。【選択図】図１
2019168022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道を有し、ハウジングの内側で高速回転する軸を外嵌支持する内輪部材と、内周面に外輪軌道を有し、上記ハウジングに内嵌支持される外輪部材と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に設けた複数の円筒ころと、これら複数の円筒ころを周方向に均等に保持する保持器と、上記内輪軌道を挟むように、内輪部材と別体に設けられ、保持器の内周面と円筒ころの軸方向の側面を案内するつば輪と、このつば輪の円筒ころと反対側の面に設けられ油受輪とを備える円筒ころ軸受において、前記つば輪を、多孔質体によって形成したことを特徴とする円筒ころ軸受。
【請求項２】
前記複数の円筒ころを周方向に均等に配置する保持器が、前記つば輪の外径面によって案内される請求項１記載の円筒ころ軸受。
【請求項３】
前記つば輪を形成する多孔質体が、鉄系の焼結金属からなることを特徴とする請求項１または２記載の円筒ころ軸受。
【請求項４】
油受輪に向かって潤滑油を供給するジェットノズルを設けた請求項１〜３のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【請求項５】
前記油受輪の円筒ころ側に、前記つば輪の外径面に重なる内面側延長部を設け、この油受輪の内面側延長部によって高速回転時のフープ応力を受けるようにし、多孔質体によって形成されたつば輪に加わる応力を緩和するようにし、油受輪の内面側延長部に、径方向に貫通する給油口を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、円筒ころ軸受、特に、高速回転に適した円筒ころ軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機エンジン用など高速回転に適した円筒ころ軸受として、図５に示すように、外周面に内輪軌道１１ａを有し、ハウジング１２の内側で高速回転する軸１３を外嵌支持する内輪部材１１と、内周面に外輪軌道１４ａを有し、上記ハウジング１２に内嵌支持する外輪部材１４と、上記内輪軌道１１ａと外輪軌道１４ａとの間に設けた複数の円筒ころ１５と、円筒ころ１５を周方向に均等に保持する保持器１６と、上記内輪軌道１１ａを挟むように、内輪部材１１と別体に設けられ、保持器１６の内周面と円筒ころ１５の軸方向の両端面を案内するつば輪１７と、このつば輪１７の円筒ころ１５と反対側の面に設けられ、内周面に油受溝１８ａを設けた油受輪１８とを備えたものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この図５に示す円筒ころ軸受は、つば輪１７の内周面と内輪部材１１の両側面との間に通油経路１７ａを設け、油受輪１８に供給された潤滑油を、つば輪１７の通油経路１７ａに引き込んで、矢印で示すように、円筒ころ１５のころ面取り部を介して転動面に潤滑油を供給するアンダーレース潤滑を採用している。
【０００４】
さらに、高速回転が要求される円筒ころ軸受では、アンダーレース潤滑を向上させるために、油受輪１８にジェットノズルから潤滑油を供給するようにしたものもある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０１−５８８１４号公報
【特許文献２】特開平１１−１３２２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１で紹介されている円筒ころ軸受は、つば輪１７をセラミック製にして、金属製の円筒ころ１５の両端面との接触面、あるいは保持器１６の内周面の案内面との接触面の摺動特性を改善することが記載されている。
【０００７】
しかしながら、つば輪１７をセラミック製にして、金属製の円筒ころ１５の両端面との接触面、あるいは保持器１６の内周面の案内面との接触面の摺動特性を改善したとしても、潤滑油の供給が滞るドライラン状態になると、つば輪１７のすべり面に油膜が形成されず、油膜切れを起こすリスクがある。
【０００８】
一方、特許文献２で紹介されている円筒ころ軸受は、ジェットノズルから潤滑油を供給するので、高速回転でも潤滑効率が高いが、やはりドライラン時に油膜切れを起こして、すべり面に溶着による焼付きが発生するリスクがある。
【０００９】
そこで、この発明は、内輪軌道を挟むように、内輪部材と別体に設けられ、保持器の内周面と円筒ころの軸方向の両端面を案内するつば輪を設け、このつば輪の円筒ころと反対側の面に設けた油受輪とを備えたアンダーレース潤滑を採用する円筒ころ軸受において、潤滑油の供給が滞るドライラン状態になっても、つば輪のすべり面に潤滑油の供給を可能にして、高速性と信頼性を高めようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するために、この発明は、外周面に内輪軌道を有し、ハウジングの内側で高速回転する軸を外嵌支持する内輪部材と、内周面に外輪軌道を有し、上記ハウジングに内嵌支持される外輪部材と、上記内輪軌道と外輪軌道との間に設けた複数の円筒ころと、これら複数の円筒ころを周方向に均等に保持する保持器と、上記内輪軌道を挟むように、内輪部材と別体に設けられ、保持器の内周面と円筒ころの軸方向の側面を案内するつば輪と、このつば輪の円筒ころと反対側の面に設けられ油受輪とを備える円筒ころ軸受において、前記つば輪を、多孔質体によって形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
前記複数の円筒ころを周方向に均等に配置する保持器は、前記つば輪の外径面によって案内される。
【００１２】
前記つば輪を形成する多孔質体は、鉄系の焼結金属に形成することが好ましい。
【００１３】
油受輪に向かって潤滑油を供給するジェットノズルを設けるようにしてもよい。
【００１４】
前記油受輪の円筒ころ側に、前記つば輪の外径面に重なる内面側延長部を設け、この油受輪の内面側延長部によって高速回転時のフープ応力を受けるようにし、多孔質体によって形成されたつば輪に加わる応力を緩和するようにし、油受輪の内面側延長部に、径方向に貫通する給油口を設けるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、この発明に係る円筒ころ軸受は、つば輪を多孔質体によって形成し、つば輪の通油経路を通過する潤滑油の一部が、遠心力によって多孔質体のつば輪に常に染み込んで保持されるようにしている。
【００１６】
これにより、油受輪への給油が遮断されたドライラン時においても、つば輪に染み込んだ潤滑油が、つば輪と円筒ころの両端面との接触面、あるいはつば輪と保持器の内周面との接触面に、直接的に供給されるので、接触面での油膜形成を保持することができる。
【００１７】
また、つば輪に作用するフープ応力を抑制するために、前記油受輪の円筒ころ側に、前記つば輪の外径面に重なる内面側延長部を設け、この油受輪の内面側延長部によって高速回転時のフープ応力を受けるようにして、多孔質体によって形成されたつば輪に加わる応力を緩和するようにしてもよい。油受輪の内面側延長部には、径方向に貫通する給油口が設けられ、油受輪への給油が遮断されたドライラン時においても、つば輪に染み込んだ潤滑油が、給油口から保持器との案内面、あるいはつば輪と円筒ころの両端面との接触面に直接的に供給され、つば輪のすべり面の油膜形成が保持されるので、高速回転時の信頼性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係る円筒ころ軸受の第１の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】この発明に係る円筒ころ軸受の第２の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】この発明に係る円筒ころ軸受の第３の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】潤滑油を染み込ませた円筒形状の焼結金属を取り付けて回転させた場合における経時的な吐出率を評価した試験結果を示すグラフである。
【図５】従来の円筒ころ軸受を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明に係る円筒ころ軸受の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示す実施形態の円筒ころ軸受は、外周面に内輪軌道１ａを有し、ハウジング２の内側で高速回転する軸３を外嵌支持する内輪部材１と、内周面に外輪軌道４ａを有し、上記ハウジング２に内嵌支持する外輪部材４と、上記内輪軌道１ａと外輪軌道４ａとの間に設けた複数の円筒ころ５と、この複数の円筒ころ５を周方向に均等に保持する保持器６と、上記内輪軌道１ａを挟むように、内輪部材１と別体に設けられ、保持器６の内周面と円筒ころ５の軸方向の側面を案内するつば輪７と、このつば輪７の円筒ころ５と反対側の面に設けられ油受輪８とを備えている。
【００２１】
油受輪８の内周面には、供給された潤滑油を保持する油受溝８ａを有する。
【００２２】
図１に示す円筒ころ軸受は、つば輪７の内周面と内輪部材１の両側面との間に通油経路７ａを設け、油受輪８に供給された潤滑油を、つば輪７の通油経路７ａに引き込んで、矢印で示すように、円筒ころ５のころ面取り部に潤滑油を供給するアンダーレース潤滑を採用している。
【００２３】
そして、この発明においては、つば輪７を多孔質体によって形成し、つば輪７の通油経路７ａを通過する潤滑油の一部が、遠心力によって多孔質体のつば輪７に常に染み込んで保持されるようにしている。
【００２４】
これにより、油受輪８への給油が遮断されたドライラン時においても、つば輪７に染み込んだ潤滑油が、つば輪７と円筒ころ５の両端面との接触面、あるいはつば輪７と保持器６の内周面との接触面に、直接的に供給されるので、接触面での油膜形成を保持することができる。
【００２５】
図２に示す実施形態の円筒ころ軸受は、アンダーレース潤滑を採用している点は、図１に示す実施形態と同様であるが、図２に示す実施形態では、油受輪８への給油をジェットノズル９を用い、高速運転時での給油効率を向上させている。
【００２６】
図３に示す実施形態の円筒ころ軸受は、特に、高速回転で使用されるものであり、つば輪７に作用するフープ応力を抑制するために、前記油受輪８の円筒ころ５側に、前記つば輪７の外径面に重なる内面側延長部８ｂを設け、この油受輪８の内面側延長部８ｂによって高速回転時のフープ応力を受けるようにして、多孔質体によって形成されたつば輪７に加わる応力を緩和するようにしている。
【００２７】
油受輪８の内面側延長部８ｂには、径方向に貫通する給油口８ｃが設けられ、油受輪８への給油が遮断されたドライラン時においても、つば輪７に染み込んだ潤滑油が、給油口８ｃから保持器６との案内面、あるいはつば輪７と円筒ころ５の両端面との接触面に直接的に供給され、つば輪７のすべり面の油膜形成が保持されるようになっている。
【００２８】
油受輪８の内面側延長部８ｂの外径面は、研磨加工を施すと共に、材料にＭ５０材を用いて高温焼き戻し処理が行われている。これにより、つば輪７と保持器６とのすべり面における油膜形成率が向上し、すべり面の発熱による材料変質もなく、保持器６の案内面の機能を有する。
【００２９】
以上の実施形態におけるつば輪７を形成する多孔質体としては、焼結金属を用いることが好ましい。焼結金属は、高速運転時にも染み込んだ潤滑油を問題なく供給することが可能である。
【００３０】
焼結金属が高速運転時にも染み込んだ潤滑油が問題なく供給されるということ確認するために、スピンドル主軸の先端に、潤滑油を染み込ませた円筒形状の焼結金属を取り付けて回転させ、その場合の経時的な「吐出率」を評価した試験結果を図４に示す。
【００３１】
図４の縦軸は「吐出率」が試験初期の含油量に対する吐出量の比率を示しており、焼結金属内のすべての油が吐出すると１００％になる状態を示し、吐出率０％では油が全く出ていない状態を示している。この図４に示す試験結果では、焼結金属は数十分にわたり油を保持し、油が供給され続けるということを確認することができた。
【００３２】
また、つば輪７に用いる多孔質体は、鉄系の焼結金属を用いることが好ましい。これにより、線膨張係数が内輪部材１、円筒ころ５、保持器６などの周辺部品と同等になるため、温度変化時寸法変化の影響を緩和することができる。
【００３３】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１      ：内輪部材
１ａ    ：内輪軌道
２      ：ハウジング
３      ：軸
４      ：外輪部材
４ａ    ：外輪軌道
５      ：円筒ころ
６      ：保持器
７      ：つば輪
７ａ    ：通油経路
８      ：油受輪
８ａ    ：油受溝
８ｂ    ：内面側延長部
８ｃ    ：給油口
９      ：ジェットノズル
【図１】
2019168022.tif 000003
【図２】
2019168022.tif 000004
【図３】
2019168022.tif 000005
【図４】
2019168022.tif 000006
【図５】
2019168022.tif 000007