(57)【要約】      （修正有）【課題】油溜り部と潤滑油との回転速度の差を少なくして遠心力による給油圧を十分に得ることにより給油量を増加させて軸受の冷却効果を高め、給油量の見積もりを容易にし潤滑油量の予測精度を向上させることができる軸受給油構造を提供する。【解決手段】油溜り部６の内部に、潤滑油１を油溜り部６の回転に追従するように強制的に回転させるためのフィン部材８を設ける。【選択図】    図１
2005009515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受の内輪に半径方向に貫通する潤滑油孔と、その回転軸が前記転がり軸受の回転軸上に位置しその遠心力の作用により潤滑油を貯留する油溜り部と、該油溜り部と前記潤滑油孔とを連通する潤滑油供給路とが設けられ、遠心力の作用により発生する給油圧により、前記油溜り部の潤滑油を、前記潤滑油供給路と前記潤滑油孔を介して転がり軸受内部に供給する転がり軸受の潤滑構造であって、
前記油溜り部の内部に、潤滑油を前記油溜り部の回転に追従するように強制的に回転させるためのフィン部材が形成される、ことを特徴とする転がり軸受の潤滑構造。
【請求項２】
前記フィン部材は、半径方向及び軸方向に延びている、ことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受の潤滑構造。
【請求項３】
前記フィン部材は、周方向に複数設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受の潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速回転に用いられる転がり軸受の潤滑構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受は、潤滑油を供給することで軸受自身の潤滑と冷却を行うようになっている。転がり軸受に潤滑剤を供給する一般的な方式として、ジェット噴射方式や内輪給油方式が知られている。図４は、従来の転がり軸受の潤滑構造を説明する図であり、（ａ）はジェット噴射方式、（ｂ）は内輪給油方式を示している。この図において、転がり軸受２２は、内輪２２ａと、外輪２２ｂと、内輪２２ａと外輪２２ｂとの間に介装された複数の転動体２２ｃと、転動体２２ｃを保持する保持器２２ｄとを備えている。
【０００３】
図４（ａ）のジェット噴射方式は、ジェットノズル２５から潤滑油２１を軸受の内輪２２ａ側に向けて噴射するようにしたものである。このような潤滑構造では、軸受を潤滑した後の潤滑油２１は、図中矢印で示すように、軸受を通過して軸受室内に溜まり、図示しない排油ポンプによって外部に排出されるようになっている。しかしながら、このようなジェット噴射方式の潤滑構造では、潤滑油２１が軸受の保持器２２ｄの側面に当たって跳ね返ってしまい、また、その跳ね返りによってさらに供給が阻害されることとなり、潤滑油を軸受内部に円滑に供給することができないという問題がある。
【０００４】
一方、図４（ｂ）の内輪給油方式は、転がり軸受の内輪２２ａに半径方向に貫通する潤滑油孔２３と、その回転軸が転がり軸受の回転軸上に位置しその遠心力の作用により潤滑油２１を貯留する油溜り部２６と、油溜り部２６と潤滑油孔２３とを連通する潤滑油供給路２４とが設けられ、油溜り部２６に貯留される潤滑油２１を軸受２２の回転に伴って回転させ、これによる潤滑油の遠心力により給油圧を発生させ、潤滑油供給路２４と潤滑油孔２３を介して潤滑油２１を軸受内部に供給するようにしたものである。この内輪給油方式によれば、軸受内部に潤滑油を直接供給することができるので、上述したジェット噴射方式による潤滑構造に比べ潤滑油を円滑に供給することができる。なお、このような内輪給油方式に関する技術については、下記特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１６５１７８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した内輪給油方式の潤滑手段によっても、油溜り部２６と潤滑油２１の回転速度に差があるため、遠心力による給油圧を十分に得ることができず、このため、給油量を十分に得ることができない場合があるという問題があった。また、油溜り部と潤滑油との回転速度の差も明らかでないことから、給油量を見積もることが困難で、潤滑油量の予測精度が低いという問題があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の第１の目的は、油溜り部と潤滑油との回転速度の差を少なくして遠心力による給油圧を十分に得ることにより給油量を増加させて軸受の冷却効果を高めることにある。また、本発明の第２の目的は、給油量の見積もりを容易にし潤滑油量の予測精度を向上させることができる軸受給油構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によれば、転がり軸受の内輪に半径方向に貫通する潤滑油孔と、その回転軸が前記転がり軸受の回転軸上に位置しその遠心力の作用により潤滑油を貯留する油溜り部と、該油溜り部と前記潤滑油孔とを連通する潤滑油供給路とが設けられ、遠心力の作用により発生する給油圧により、前記油溜り部の潤滑油を、前記潤滑油供給路と前記潤滑油孔を介して転がり軸受内部に供給する転がり軸受の潤滑構造であって、前記油溜り部の内部に、潤滑油を前記油溜り部の回転に追従するように強制的に回転させるためのフィン部材が形成される、ことを特徴とする転がり軸受の潤滑構造が提供される。
【０００９】
本発明のこのような構成によれば、油溜り部の内部に形成されるフィン部材により、油溜り部の内部の潤滑油を油溜り部の回転に追従させて回転させることができるので、油溜り部の回転速度と潤滑油の回転速度との差を少なくすることができる。従って、潤滑油に発生する遠心力が増大し、潤滑油量を増大させ軸受の冷却効果を高めることができる。
【００１０】
また、前記フィン部材は、半径方向及び軸方向に延びていることが好ましい。
【００１１】
このように構成することにより、潤滑油を回転させる強制力を増大させ油溜り部の回転数と潤滑油の回転数との差を効果的に少なくすることができる。これにより、潤滑油量を増大させ軸受の冷却効果を確実に高めることができる。また、油溜り部の回転速度に応じて潤滑油の遠心力が増大し給油量が決定されるので、給油量の見積もりが容易になり潤滑油量の予測精度を向上させることができる。
【００１２】
また、前記フィン部材は、周方向に複数配設けられることが好ましい。
【００１３】
フィン部材を周方向に複数設けることにより、潤滑油を回転させる強制力をさらに増大させ油溜り部の回転数と潤滑油の回転数との差を一層効果的に少なくすることができる。これにより、潤滑油量をさらに増大させ軸受の冷却効果をより確実に高めることができ、潤滑油量の予測精度もより向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る軸受給油構造の実施形態を示す図である。図中５は転がり軸受であり、内輪２ａと、外輪２ｂと、内外輪２ａ、２ｂ間に介装された複数の玉２ｃと、玉２ｃを保持する保持器２ｄとを有している。内輪２ａの径方向内側には潤滑油１を収容する油溜り部６が設けられており、この油溜り部６は、軸７を中心に周方向に延びる環状の空間を形成している。内輪２ａには半径方向に貫通する潤滑油孔３が周方向に複数形成され、これに対応して油溜り部６と潤滑油孔３とを連通する潤滑油供給路４が形成されている。
【００１６】
また、油溜り部６の内面には軸方向及び半径方向に延びる板状体のフィン部材８が形成されている。本実施形態では、このフィン部材８は、油溜り部６内部に周方向にわたって４枚設けられている。
【００１７】
この構成により、図中矢印方向から供給される潤滑油１は油溜り部６に流入すると、油溜り部６の回転に伴って回転する。このとき、潤滑油１はフィン部材８により強制的に回転させられるので、油溜り部６の回転速度と潤滑油１の回転速度との差をほぼなくすことができる。すなわち、潤滑油１はフィン部材８により強制的に回転させられることにより、油溜り部６の回転速度とほぼ同じ速度にまで加速され、これにより遠心力による給油圧が十分発生し、十分な給油量を得ることができる。なお、このことは、後述する試験により確認されている。従って、軸受の潤滑状態を改善でき、軸受の冷却効果を高めることができる。また、油溜り部の回転速度に応じて潤滑油の遠心力が増大し給油量が決定されるので、給油量の見積もりが容易になり潤滑油量の予測精度を向上させることができる。
【００１８】
なお、本実施形態では、フィン部材８は、その軸方向の一端部のみが油溜り部６の内面に接合されているが、これに限定されるものではなく、例えば、軸方向の前後端（図で左右端）や、軸７側の端部（図で下端）を接合するなど、油溜り部６の形状や寸法等により適宜接合位置を設定することが好ましい。また、フィン部材の数についても４枚に限定されるものではなく、形状についても方形に限定されるものではなく、油溜り部６の形状や寸法により適宜決定される。
【００１９】
【実施例】
本発明の軸受給油構造の効果を確認するため、以下の試験を実施した。
【００２０】
図２は、本発明の実施例における転がり軸受の潤滑構造を示す図である、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。本実施例に係る軸受は舶用過給機に用いられるものであり、図中１０は軸、１１は４点接触玉軸受、１２はアンギュラ玉軸受、１３は円筒形状をなす中空の回転カップ、１４は円板部材であり、回転カップ１３、円板部材１４及び軸１０の軸端ナット３０により囲まれる空間により油溜り部１５が形成される。１６、１７は潤滑油を軸受内部に供給する潤滑油孔であり、軸受１１、１２の内輪の半径方向に貫通して周方向に複数設けられている。１８は油溜り部１５と給油穴１６、１７とを連通し、油溜り部１５からの潤滑油を流通させる潤滑油供給路である。潤滑油供給路１８は、円板部材１４を貫通する流路１８ａと、軸受１１、１２に対応する部分の流路１８ｂとから構成され、流路１８ａは軸１０に対して傾斜して形成されており、油溜り部１５側の一端は、流路１８ｂに接続される他端よりも軸１０の中心軸から離れた位置で油溜り部１５に開口している。
【００２１】
２０は厚さ０．１ｍｍの板状体のフィン部材であり、軸端ナット３０の外面に軸方向及び半径方向に延びるように立設されている。また、図２（ｂ）に示すように、このフィン部材２０はスポット溶接により周方向に４つ取り付けられている。
【００２２】
図中の矢印方向から供給される潤滑油１は油溜り部１５内に流入し、回転するフィン部材２０により強制的に回転させられる。強制的に回転させられる潤滑油１は、その遠心力により油溜り部１５の半径方向外側から溜まっていき、その油面が軸受１１、１３の内輪よりも内側になると遠心力により給油圧が発生し、潤滑油供給路１８と潤滑油孔１６、１７を介して軸受１１、１２の内部に潤滑油が供給され、潤滑が行われる。
【００２３】
図３は、本発明の実施例による試験結果を示したものであり、横軸に軸１０の回転数、縦軸に軸受１１、１２内部に流入する潤滑油量をとったものである。図中Ａは理論計算値、Ｂはフィン部材２０を取り付けなかった場合、Ｃはフィン部材２０を取り付けた場合を示す。
【００２４】
この図から明らかなように、フィン部材２０を取り付けた場合の給油量は、フィン部材２０を取り付けなかった場合の給油量に比べ約１．５倍となった。これにより、潤滑油１がフィン部材２０により油溜り部１５とほぼ同じ速度にまで加速され、遠心力による給油圧が十分発生し、十分な給油量を得られることが実証された。従って、軸受の潤滑状態を従来に比して大幅に改善でき、軸受の冷却効果を高めることができ、また、油溜り部の回転速度に応じて潤滑油の遠心力が増大し給油量が決定されるので、給油量の見積もりが容易になり潤滑油量の予測精度を向上させることができる。
【００２５】
なお、本発明の軸受給油構造は、上述した実施形態及び実施例のような玉軸受の給油構造に限定されず、ころ軸受の給油構造に適用することも可能であり、また、その他の高速回転機械に適用することも可能であり、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の軸受の給油装置によれば次のような優れた効果を享受できる。
（１）油溜り部の内部にフィン部材を設けることにより、潤滑油の回転速度は油溜り部の回転速度とほぼ同じ速度まで強制的に加速されることで、遠心力による給油圧が十分に発生し、十分な給油量を得ることができる。このため、軸受の潤滑状態を改善でき、軸受の冷却効果を高めることができる。
（２）油溜り部の内部の潤滑油の回転速度が油溜り部の回転速度と同じになるので、潤滑油の圧力の上昇を見積もることができ、潤滑油量の予測精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施例を示す図である。
【図３】本発明の試験結果の一例を示す図である。
【図４】従来の転がり軸受の潤滑構造を示す図である。
【符号の説明】
１  潤滑油
２  転がり軸受
２ａ  内輪
２ｂ  外輪
２ｃ  玉
２ｄ  保持器
３  潤滑油孔
４  潤滑油供給路
６  油溜り部
７  軸
８  フィン部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005009515.tif 000005
【図４】
2005009515.tif 000006