(57)【要約】差動装置のような用途に使用するための複数列回転要素ベアリングアセンブリが提供される。回転要素ベアリングアセンブリは、少なくとも２つの内部レースウェイを画定する内部レースと、少なくとも２つの外部レースウェイを画定する外部レースと、少なくとも２列に形成された内部レースウェイと外部レースウェイの間に位置決めされた複数の回転要素とを備える。ベアリングアセンブリは、ベアリングが動作中に達成する最高温度を低減し、その最高温度において費やす時間を短縮する新規の潤滑システムを含む。潤滑システムは、強制潤滑システムに接続可能な強制された潤滑剤出入口と、該外面の１つから該径方向の内面へと延びた第２潤滑剤出入口と、第３潤滑剤出入口とを備えている。強制された潤滑システムは、潤滑剤を、強制された潤滑剤出入口を介してベアリングへと供給する。ベアリングは、使用に際して、潤滑剤内に部分的に浸される。第２潤滑剤出入口は、潤滑剤内に浸るようにベアリング上に位置決めされ、潤滑剤が第２潤滑剤出入口を介してベアリング内へと流れ、ベアリングの動作中に、実質的に均一なレベルの潤滑剤をベアリング内に保持する。第３潤滑剤出入口が、潤滑剤に浸らないよう、潤滑剤レベルよりも上に位置決めされている。ベアリングを取り付けている機械の付近の部品から放出された潤滑剤が、第３出入口を介してベアリング内に浸入することができる。最後に、外部レースは一体形成の単体要素として形成されており、外部レースの内面上に形成された外部レースと共に、使用時にベアリングを取り付けるための一体型フランジを含む。
2004522109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアリング軸周囲の回転を収容するためのベアリングアセンブリであって、前記ベアリングが、内部レースウェイを画定する内部レースと、外部レースウェイを画定する外部レースと、前記内部レースウェイと前記外部レースウェイの間に位置決めされた複数の回転要素とを備え、前記外部レースが、径方向の内面と、前面、径方向の外面、後面を含む外面とを備え、前記外部レースウェイが前記径方向の内面上に形成されており、前記外部レースがさらに、
潤滑剤を前記ベアリングへ強制供給するための強制潤滑システムに接続可能な強制された潤滑剤の出入口を備え、前記強制された潤滑剤の出入口が、前記外面の１つから前記径方向の内面へと延びた第１潤滑剤通路を画定し、
少なくとも１つの第２潤滑剤出入口をさらに備え、前記第２潤滑剤出入口が、前記外面の１つから前記径方向の内面へと延びた第２潤滑剤通路を画定するベアリングアセンブリ。
【請求項２】
前記外部レースがさらに、前記外面の１つから前記径方向の内面へと延びた、少なくとも１つの第３潤滑剤出入口を含む請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項３】
前記第３潤滑剤出入口が径方向に延びた出入口であり、前記第３潤滑剤出入口が前記径方向の外面から前記径方向の内面へと延びている請求項２に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの第３潤滑剤出入口が２つの潤滑剤出入口を備える請求項２に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第２潤滑剤出入口が、前記外部レースの前記前面および後面から前記外部レースの前記径方向の内面へと延びている請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項６】
前記強制された潤滑剤出入口が、前記外部レースの前記前面、後面から、前記外部レースの前記径方向の内面へと延びている請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項７】
前記ベアリングが複数列の回転要素ベアリングであり、前記外部レースの前記内面が、少なくとも２つの外部レースウェイを画定し、前記内部レースの前記外面が少なくとも２つの内部レースウェイを画定し、前記回転要素が、前記内部レースウェイと外部レースウェイの間に少なくとも２列に形成され、前記強制された潤滑剤出入口と前記少なくとも１つの第２潤滑剤出入口が、前記外部レース径方向の内面の、前記複数列の回転要素間の一点へと延びている請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項８】
強制された潤滑剤出入口が１つのみであり、前記強制された潤滑剤出入口が、前記ベアリングへの１つの出口を備える請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項９】
前記強制された潤滑剤出入口と、前記少なくとも１つの第２潤滑剤出入口とが、前記外部レースの環状幅の約１／４にほぼ等しい直径を備える請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第２潤滑剤出入口が、２つまたはそれよりも多くの第２潤滑剤出入口を備えている請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項１１】
前記外部レースが一体型で、単一で、単体の要素であり、使用に際してベアリングを取り付けるための一体型のフランジと、前記外部レースウェイとを含む請求項１に記載のベアリングアセンブリ。
【請求項１２】
ベアリング軸周囲の回転を収容するための複数列回転要素ベアリングアセンブリであって、前記ベアリングが、少なくとも２つの内部レースウェイを画定する内部レースと、少なくとも２つの外部レースウェイを画定する外部レースと、前記内部レースウェイと外部レースウェイの間に位置決めされた複数の回転要素とを備え、前記回転要素が少なくとも２列に形成され、前記外部レースが径方向の内面と、前面、径方向の外面、後面を含む外面とを備え、前記少なくとも２つの外部レースウェイが前記径方向の内面上に形成され、前記外部レースがさらに、
潤滑剤を前記ベアリングへ強制供給するために、強制された潤滑剤出入口が強制潤滑システムに接続可能であり、前記強制された潤滑剤出入口が、前記外面の１つから、前記外部レースウェイ間の点にある前記径方向の内面へと延びた第１潤滑剤通路を画定し、
少なくとも１つの第２潤滑剤出入口が、前記外面の１つから、前記径方向の内面の２つの外部レースウェイ間の或る点へと延びる第２潤滑剤通路を画定しており、
少なくとも１つの第３潤滑剤出入口が、前記外面の１つから前記径方向の内面の前記２つの外部レースウェイ間の或る点へと延びている複数列回転要素ベアリングアセンブリ。
【請求項１３】
前記強制された潤滑剤出入口が、前記外部レースの前面、後面の１つから延びており、前記少なくとも１つの第２潤滑剤出入口が、前記外部レースの前記前面、後面の１つから延びており、前記第３潤滑剤出入口が、前記外部レースの前記径方向の外面から延びている請求項１２に記載の複数列回転要素ベアリングアセンブリ。
【請求項１４】
前記ベアリングが、強制された潤滑剤出入口を１つだけ備え、前記強制された潤滑剤出入口が、十分な潤滑剤が前記ベアリングへ流れることができる大きさになっている請求項１２に記載の複数列回転要素ベアリングアセンブリ。
【請求項１５】
前記強制された潤滑剤出入口と、少なくとも１つの第２潤滑剤出入口が、前記外部レースの環状幅の約１／４に等しい直径を備える請求項１４に記載の複数列回転要素ベアリングアセンブリ。
【請求項１６】
支持構造と、前記支持構造に取り付けた回転要素ベアリングと、前記支持構造に関連して回転するべく前記ベアリング内に受容された部材とを備えた機械において、前記回転要素ベアリングが、外部レースウェイを備えた外部レースと、内部レースウェイを備えた内部レースと、前記内部レースウェイと外部レースウェイ間に位置決めされた複数の回転要素とを具備し、前記機械が流動可能な潤滑剤の容器を含み、前記ベアリングが、少なくとも部分的に前記潤滑剤の容器内に所望の潤滑剤レベルまで浸され、前記ベアリング用の潤滑システムを備え、前記潤滑システムが、
強制された潤滑剤出入口が、前記ベアリングの外面から前記レースウェイの１つへと延びており、また、前記回転要素へと潤滑剤を供給するために、強制潤滑システムと接続可能であり、
少なくとも１つの第２潤滑剤出入口が、前記ベアリングの外面から前記レースウェイの１つへと延びており、前記少なくとも１つの第２潤滑剤出入口が、潤滑剤レベルの下になるように、また、前記潤滑剤内に浸って、潤滑剤が前記少なくとも１つの第２潤滑剤出入口を静的に通過して前記ベアリング内へと浸入できるように、前記ベアリング上に位置決めされている、改善。
【請求項１７】
前記改善が前記潤滑剤レベルの上に第３潤滑剤出入口を備え、前記第３潤滑剤出入口が、前記ベアリングの外面から延び、前記ベアリングの付近にある前記機械の他の部分から放出された潤滑剤を前記回転要素へと供給する請求項１６に記載の改善。
【請求項１８】
前記ベアリングが、少なくとも２つの外部レースウェイを具備する複数列回転要素ベアリングであり、前記外部レースが、外周外面と、前記ベアリングを前記支持構造に取り付けるための前記外面から延びたフランジと、径方向の内面とを備えた一体形成の単体要素であり、前記少なくとも２つの外部レースウェイが前記内面上に形成されている請求項１６に記載の改善。
【請求項１９】
前記潤滑システムが、前記外部レースの前記径方向の内面上の強制された潤滑剤出入口を１つだけ含む請求項１８に記載の改善。
【請求項２０】
複数列回転要素ベアリング用の外部レースであって、前記外部レースが、外周外面と、前記ベアリングを支持構造に取り付けるために前記外面から延びたフランジと、径方向の内面とを備えた一体形成で単体の要素であり、前記外部レースが、前記径方向の内面上に形成された少なくとも２つの外部レースウェイを備え、前記外部レースがさらに、
強制された潤滑システムに接続可能で、潤滑剤を前記ベアリングへと強制供給する強制された潤滑剤出入口を備え、前記強制された潤滑剤出入口が、前記外面の１つから前記径方向の内面へと延びた第１潤滑剤通路を画定し、
少なくとも１つの第２潤滑剤出入口が、前記外面の１つから前記径方向の内面へと延びた第２潤滑剤通路を備える外部レース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は概して回転要素ベアリングに関し、より詳細には、より低温でのベアリングの動作を可能にする改善された潤滑システムを備えた一体型のレースパッケージベアリングに関する。
【０００２】
（従来技術の説明）
制限されたスペース内により多くのベアリング定格を要する特定の用途では、２列式、４列式回転要素ベアリングのような複数列の回転要素ベアリングアセンブリが必要である。典型的な２列のテーパーローラベアリング１を図１に示す。ベアリング１は、カップキャリヤ３、ベアリング外部レースまたはカップ５、テーパーローラ７、内部レースまたはコーン９を備えている。或る用途において、カップキャリヤ３は、ベアリングを接続または取り付けるためのフランジを備えている。典型的に、複数列ベアリング用のカップキャリヤ３は、ベアリングカップ５とは別個に製造され、また、回転要素が対向して回転する外部レースを画定するベアリングカップがカップキャリヤ内に取り付けられている。図１に示すように、２列の回転要素用のベアリングカップは別個に形成される。そのため、カップキャリヤ３内に取り付けられる２つのリングまたはベアリングカップがある。
【０００３】
ベアリングカップとは別個にカップキャリヤを製造するには、いくつかの問題または欠点が伴う。特に、要求された許容誤差内で別個のベアリングカップキャリヤを製造することは困難である。さらに、別個のベアリングカップキャリヤは、運送後に、顧客が追加のアセンブリ工程を行う必要がある。さらに、別個に製造した部品を使用することで高い許容誤差の累積が生じ、これがより大きくなることで、多くの用途に受け入れられない正確性の低いベアリング設定範囲となってしまう。その結果、複数列ベアリングアセンブリを製造するべく２つの単列アセンブリを使用することは、時間がかかり、顧客にとって不便である。
【０００４】
別個のベアリング構成要素の使用も、複数列ベアリングでの必要な潤滑剤の供給を困難化させる。テーパーローラベアリングでは、ベアリング構成要素の配置が潤滑剤をローラの小端部から大端部へと汲み上げる。より高速の動作速度では、ベアリングは自己を汲み干す傾向にある。ベアリングがより高い速度で連続して動作するようにするには、外部ポンプシステムを用いて、複数列のベアリング間で潤滑剤を汲み上げる必要がある。典型的に、潤滑剤は、溝１５を介して複数の径方向の穴１３と流体連通した単一の出口１１を介して、ローラ３へと供給される。しかし、別個に製造した構成要素を備える複数列ベアリングでは、潤滑剤の解決法は限られている。別個に製造した構成要素を用いた場合、構成要素の完全性に妥協することなく、追加の、またはより直径の大きな穴といった潤滑性の強化を追加すると、ベアリングまたはカップキャリヤ内にはほとんど何も残らない。
【０００５】
（発明の概要）
差動装置のような用途に使用するための複数列回転要素ベアリングアセンブリが提供される。回転要素ベアリングアセンブリは、少なくとも２つの内部レースウェイを画定する内部レースと、少なくとも２つの外部レースウェイを画定する外部レースと、少なくとも２列に形成された内部レースウェイと外部レースウェイの間に位置決めされた複数の回転要素とを備える。ベアリングを、ローラを備えるものとして説明しているが、回転要素はローラ、ボール、またはこれ以外のタイプの回転要素であってよい。ベアリングアセンブリは、ベアリングが動作中に達成する最高温度を低減し、その最高温度において費やす時間を短縮する新規の潤滑システムを含む。潤滑システムは、強制された潤滑システムに接続可能な強制された潤滑剤出入口と、該外面の１つから該径方向の内面へと延びた第２潤滑剤出入口と、第３潤滑剤出入口とを備えている。
【０００６】
潤滑システムは、強制された潤滑システムおよび第２潤滑剤出入口または通路に接続可能な、強制された潤滑剤出入口または通路を含んでいる。強制された潤滑剤出入口と第２潤滑剤出入口は、ベアリングアセンブリの外面から径方向の内面の回転要素付近の点へと延びたチャネルを画定する。さらに、第３潤滑剤出入口または通路を設けることもできる。強制された潤滑システムは、潤滑剤を、強制された潤滑剤出入口を介してベアリングへと供給する。
【０００７】
機械に設置すると、ベアリングは、所望のレベルにまで、少なくとも部分的に潤滑剤内に浸される。第２潤滑剤出入口が、潤滑剤内に浸されるべく、潤滑剤レベルよりも下に位置決めされている。そのため、潤滑剤が、第２潤滑剤出入口を介してベアリング内に静的に流入し、第２潤滑剤出入口の存在により、実質的に一定レベルの潤滑剤がベアリング内に保持され、回転要素の潤滑を確実にする。ベアリングの第３潤滑剤出入口は潤滑剤レベルよりも上にある。機械の付近の部品からベアリングに向かって放出されたあらゆる潤滑剤が、第３潤滑剤出入口を介してベアリング内に浸入することができる。
【０００８】
強制された潤滑剤出入口と第２潤滑剤出入口は、外部レースの前後面の両方に形成された、また、回転要素間の外部レースの内面に沿って開口した軸上の出入口であることが好ましい。第３出入口は、外部レースの径方向の外面または側面上に形成され、回転要素間の外部レースの内面に沿って開口した径方向に延びた出入口であることが好ましい。
【０００９】
単一の強制された潤滑剤出入口または通路を設けることが好ましい。強制された潤滑剤出入口または通路は、１つのみのベアリングへの入口と、通路からの１つの出口とを、外面の内面上に備えている。これは、潤滑剤が強制的に流通させられる従来技術のベアリングの数個の穴と比較される。強制された潤滑剤の出入口は、従来型のベアリングアセンブリの強制された潤滑剤の出入口よりも直径が大きい。強制された潤滑剤の出入口のより大きなサイズを、第２、第３出入口と同様に容易なものとするために、外部レースを単体の一体型要素として形成する。これには、使用に際してベアリングを取り付けるための一体型フランジが含まれる。さらに、外部レースの内面上に外部レースウェイが形成される。したがって、別個のベアリングカップの使用が排除される。別個のベアリングカップの排除により、いくつかの部品をアセンブルすることによって生じる許容誤差の累積が十分に低減される。それはまた使用の全コストを低減する。ベアリングアセンブリ用の材料の実コストは、従来型のベアリングアセンブリ（図１に示されるようなもの）と比較して大幅には削減されない。しかし、本発明が提供する新規のアセンブリのより長い寿命と高い信頼性、そしてベアリングアセンブリの交換頻度の低さにより、全体の運転コストが削減される。
【００１０】
なお、本明細書では、複数の図面を通して、関連する参照符号を使用している。
【００１１】
（発明の詳細な説明）
以降の詳細な記述は、本発明を限定の方法ではなく例証の方法で例示するものである。この記述によって、当業者は本発明を製造および使用することが可能になることが明白であり、また、この記述は、現在、本発明を実施するのに最良と思われる形態について説明している。
【００１２】
本発明の２列式ベアリングアセンブリ２０は、図２から９に図示される。ベアリングアセンブリ２０は、内面３０と、前面２４を具備した外部レース２２を含む外面と、外面２６と、後面２８とを備えている。内面３０は、外部レースウェイを画定する、一対の対向するテーパーづけられた面３２を備えている。外部レースウェイ３２が相交わって角を成すことはなく、むしろ、概して軸面３４がレースウェイ３２の軸内端間に延在する。フランジ３６は、側面２６から外方へと延び、前面２４から若干後方へと離間している。フランジ３６は、その周囲に複数のボルト穴３８を備えている。
【００１３】
内部レース４０は一対のリング４２で構成されている。各々のリング４２は、内部レースウェイを画定するテーパーづけられた径方向の外面４４を備える。内部レースウェイ４４は、外部レースウェイ３２と相補的関係にある。
【００１４】
内部レースウェイ４４と外部レースウェイ３２の間には、複数のテーパーローラ４６が位置決めされており、内部および外部レースが相互に関連して回転できるようになっている。本発明をテーパーローラを用いて呈示し、説明しているが、円筒形ローラ、ボール、またはその他のタイプの回転要素を使用することもできる。
【００１５】
図１に示す、キャリヤとベアリングカップが、組み立てる必要のあるそれぞれ独立した部品である従来技術のベアリングアセンブリとは異なり、本発明の外部レース２２は、ベアリングの外部レースウェイを画定する一つの一体型の単体要素である。組み立てる必要のある２つまたはそれ以上の要素ではなく、機械工作した単体要素を設けることで、一対のアセンブリからの許容誤差の累積に関連する問題が排除される。さらに、外部レースアセンブリを形成するための部品アセンブリにかかる時間およびコストも排除される。典型的に、ベアリングカップがハウジングまたはキャリヤにしっかりと取り付けられている場合、取り付けによって少々の歪みが生じる。ベアリングカップがカップキャリヤ内に取り付けられている従来技術のデザインでは（図１に示す）、カップレースウェイが、真円の状態でないカップキャリヤ機械工作孔に適合する。カップレースウェイを、外部レース２２のような単体の外部レース内にカップキャリヤを一体に設けることで、レースウェイの同軸性が向上する。
【００１６】
回転中のベアリングの動作を促進するためには、ベアリングを潤滑する必要がある。使用中に、ベアリングは少なくとも部分的にオイルに、または流動可能な潤滑剤中に浸される。ベアリングは、オイルレベルＬの部分まで浸される。オイル（または他の潤滑剤）をベアリング内に導入するために、外部レース２２は外部レース２２の前面２４に強制された潤滑剤が通る出入口５０を含んでいる。強制された潤滑システムの潤滑剤ラインの出入口５０との接続を容易にするために、出入口５０は、図面に示すように皿穴に埋めるか、または、他の形態に形成することができる。出入口５０は、径方向の通路５４と連通する軸方向に延在する通路５２を有するＬ字型の通路またはチャネルを画定する。通路５２、５４の直径は概して均一である。径方向の通路５４は、外部レースウェイ３２とローラの列との間で、外部レース２２の径方向の内面３４に沿って開口している。従来技術によるベアリング１と異なり、強制された潤滑剤の出入口の径方向の通路５４から、外部レース２２の径方向の内面３４への出口は１つである。出入口５０は、オイルレベルＬよりも上に位置決めされ、潤滑剤を、通路５２、５４を介してベアリングへと強制供給するために潤滑剤の源を備える強制された潤滑システムと連通することが好ましい。
【００１７】
追加の第２潤滑剤出入口５６は、外部レースウェイ３２と、外部レース２２の前面２４との間の面３４の間に延在するＬ字形の第２通路を画定する。第２通路の直径は、概して均一である。図面には、３つの第２潤滑剤出入口５６を示している。しかし、所望であれば、そして用途によって必要であれば、１つ、２つ、または３つよりも多い第２潤滑剤出入口を設けることもできる。ベアリングがその用途において設置されている場合、第２潤滑剤出入口５６は、オイルレベルＬの下にくるように位置決めされる。後述するように、第２潤滑剤出入口と通路とによって、オイルが静的にベアリング内に入ることができ、これにより、ベアリング内に実質的に一定レベルのオイルを保持できるようになる。
【００１８】
さらに、径方向の第３潤滑剤出入口６０が設けられ、外部側面２６と、外部レース２２のレースウェイ３２間の表面３４との間に径方向に延在する第３通路を画定している。第３通路の直径も、概して均一である。２つの第３潤滑剤出入口６０が示されている。しかし、ベアリングを使用している特定の用途に必要な１つ、３つ、あるいはそれよりも多い第３潤滑剤出入口を設けることができる。第３潤滑剤出入口６０により、オイルがベアリング周囲の移動部品から放出され、第３通路内部に飛び散ることができ、強制されたオイルシステムが動作しない状態において、さらに多くのオイル潤滑を提供する。
【００１９】
一体型で単一で単体のカップキャリヤ／ベアリングカップを形成する外部レース２２は、径方向の内面３４と径方向の外面または側面２２との間の距離または環状幅ｄを具備する、増加した外部レース部分を提供する。このより長い距離によって、ベアリング構成要素の完全性を犠牲にすることなく、より高いオイル流量を許容するべく、ベアリング外部レース全体により大きな直径の潤滑剤出入口を設けることができるようになる。例えば、内径Ｄｉが約２５．０８２５ｃｍ（約９．８７５”）のベアリング外部レース（図６を参照）では、外径Ｄｏが約３４．２９ｃｍ（約１３．５”）、距離ｄが約４．５７２ｃｍ（約１．８”）である。強制された潤滑剤出入口５０の直径は約１．１４３ｃｍ（約０．４５”）であり、第２潤滑剤出入口５６と径方向の第３潤滑剤出入口６０の直径は約１．１９３８ｃｍ（約０．４７”）である。そのため、出入口の直径は、距離ｄ（またはＤｏ−Ｄｉ）の約４分の１に等しい。上記したサイズの出入口を備え、ベアリング前面上の３つの第２出入口の範囲は約３．２８９５ｃｍ２（約０．５ｉｎ２）であり、強制された潤滑剤出入口の範囲は約１．０３２ｃｍ２（約０．１６ｉｎ２）であり、また、２つの第３出入口で示された範囲は約２．２５７５ｃｍ２（約０．３５ｉｎ２）である。外径と出入口直径の割合は約３０：１であり、内径と出入口直径の割合は約２２：１である。上記した割合と同様に、様々なポートのサイズは、ベアリングのサイズ、潤滑剤の粘度、出入口の数を含むいくつかの要素によって異なる。例えば、第２、第３出入口５６、６０は、出入口の数が増えるに従ってより小型にすることができる。当然ながら、出入口５６、６０の許容可能な最小直径は、潤滑剤が出入口を確実に流れることができるように、潤滑剤の粘性によって制限される。
【００２０】
典型的には、従来技術型の複数列回転要素ベアリングの潤滑溝１５と径方向の通路１３は、それぞれ約１．０１６ｃｍ（約０．４”）、約０．８００１ｃｍ（約０．３１５”）の直径を有する。そのため、径方向の通路１３は、ベアリング内に約０．５１６ｎ  ｃｍ２（約０．０８ｎ  ｉｎ２）の入口エリアを備え、ここで、ｎはベアリング内にある通路１３の数であり、入口エリアは約０．８３８５ｃｍ２（約０．１３ｉｎ２）である。潤滑剤入口エリアが、強制された潤滑剤出入口によって提供され、第２潤滑剤出入口（約４．２５７ｃｍ２（約０．６６ｉｎ２））は従来技術の潤滑剤入口エリア（約０．８３８５ｃｍ２（０．１３ｉｎ２））よりもはるかに大きい。理解できるように、１つの強制された潤滑剤出入口と第２潤滑剤出入口を組み合わせて使用することで、図１に示す従来技術型のベアリング１の潤滑システムと比較して、より多くの潤滑剤の流れをベアリング２０内に供給することができる。そのため、理解されるように、ベアリング２０の潤滑システムによって、従来型のベアリングの溝１４と複数穴１３とを具備する従来型のベアリングと比較して、潤滑剤がベアリングへとより容易に流れることが可能になる。さらに、従来型のベアリング溝１５と穴１３を形成することは、ベアリング２０の数本の通路を形成するよりも困難である。そのため、ベアリング２０の外部レース２２を製造するためのアセンブリコストが、従来型ベアリングのカップキャリヤの製造コストよりも低くなる。
【００２１】
最後に、レースウェイ３２、４４、ローラ４６のための非常に滑らかまたは上質の表面を形成する、全てのベアリングレース面とローラの表面仕上げが改善されている。これにより、特に薄い油膜状態の最中に表面から損傷が始まる機会が減少することで、ベアリングの性能が向上する。改善された表面仕上げは、超仕上げ工程によって、または、レースウェイとローラ間の回転接触のための非常に滑らかで上質の表面を製造する上で技術上知られている他の工程によって達成できる。
【００２２】
図９は、差動装置のような用途Ａに取り付けたベアリング２０を示す。図からわかるように、ベアリング２０は、外部レース２２の一体型フランジ３６のボルト穴３８（図２、図３）を通る複数のボルト７０によって、用途Ａの支持構造Ｓ内に取り付けられている。シャフト、または他の部材７２が、内部レース４０の中心内に受容され、これをプレート７４で覆ってもよい（シャフト７２とプレート７４は、図１でより明瞭に見ることができる）。用途Ａにおいて取り付けた場合、ベアリング２０はオイルまたは他の流動可能な潤滑剤の容器内に部分的に浸され、ここで、この用途では第２潤滑剤出入口５６がオイルレベルＬの下になり、径方向の第３潤滑剤出入口６０（図９には示していない）はレベルＬの上になる。ベアリング２０が適所にある場合、管（図示せず）によって強制された潤滑システムと接続している強制された潤滑剤出入口５０はオイルレベルＬよりも上になる。ベアリングがオイルの容器内に浸されている場合、オイルが、第２潤滑剤出入口を介してベアリング２０内に浸入し、オイルレベルＬの部分までベアリングを満たす。内部レース４０が外部レース２２に対して回転すると、強制された潤滑剤出入口５０を介してベアリング２０に入る潤滑剤と、第２、第３ポート５６、６０を介してベアリングに入る潤滑剤とが、ベアリングから強制排出され、ベアリングが少なくとも部分的に浸っているオイル容器内へと強制移動される。潤滑剤の流れは潤滑剤自身のレベルを規定する。そのため、オイルがベアリングから強制的に排出されると、オイルは、第２潤滑剤出入口５６を介してベアリング内へと戻る。そのため、ベアリングには常に適当なオイルが供給される。第３潤滑剤出入口６０により、潤滑剤が、ベアリングを包囲する用途Ａの移動部品から放出され、ベアリング２０に入り、さらなる潤滑を提供することができる。
【００２３】
強制された潤滑剤出入口５０は主要な潤滑剤出入口であるが、コールドスタート時、または強制潤滑システムが潤滑剤を汲み上げていない場合のように、第２潤滑剤出入口５６が主要な潤滑剤出入口となる時もある。つまり、コールドスタート時、およびこれ以外の、潤滑剤が強制された潤滑剤の出入口内に汲み上げられていない場合にも、潤滑剤が第２潤滑剤出入口を介してベアリング内に浸入することが可能である。そのため、コールドスタート時、およびこれ以外の、潤滑剤が強制された潤滑剤の出入口内に汲み上げられていない時を含む全ての動作中において、ベアリングは潤滑される。上述したように、第２潤滑剤出入口５６は潤滑剤レベルＬよりも下にある。第３潤滑剤出入口６０も、上述したようにベアリングの潤滑を容易にする。第３潤滑剤出入口６０を介してベアリング内に浸入する潤滑剤は、ベアリングが内部に設置されている隣接した部品から放出された潤滑剤から来ている。そのため、第３潤滑剤出入口６０は、バックアップ潤滑剤出入口としてとらえることができ、主要な潤滑剤出入口にはならない。
【００２４】
本発明のベアリング２０と従来のベアリング１の温度比較を図１０に示す。図１０における曲線は、時間経過に従ったベアリングの最高温度を示す。ここで、
本発明のベアリング２０のピーク温度は、従来のベアリング１が達するピーク温度よりも十分に低いことがわかる。さらに、このピーク温度に費やされる時間は、本発明のベアリング２０の方が従来のベアリングよりも短い。温度ピークを低く保ち、継続時間を短くすることが重要である。ベアリングが大きな温度ピークを経験したり、またはベアリングが長い時間高温に維持されると、ベアリングの有効寿命が短縮されたり、ベアリングが早期に作動不能になる可能性がある。図１０のグラフに見られるように、ベアリング２０の潤滑システムは、ベアリングが達成した最高温度を低減するだけでなく、この最高温度で費やす時間も短縮する。従って、少なくとも過度の動作温度によりベアリングが早期に作動不能になる可能性が低減される。
【００２５】
様々な寸法および比率を表す上で「約」という用語を使用している。用語「約」は１０％の余地を含む。従って、「約１」という表現は０．９から１．１を含むものである。
【００２６】
本発明の範囲から逸脱しない限り、上述の構造に様々な変更を加えることができ、上述の説明に含まれる、または添付の図面に示した全ての事項は、限定の意味ではなく例証的なものとして解釈されるものである。例えば、本発明を、２列のテーパーローラベアリングに関連して説明したが、１列のベアリング、または３列あるいはそれ以上の列のベアリングを備えるベアリング、もしくは、ボール、円筒形、球状等のような別の回転要素を備えるベアリングに適用することが可能である。さらに、出入口５０、５６、６０を介するローラの潤滑は、図１のベアリングのような、別個のカップキャリヤおよびベアリングカップを備えたベアリングで達成することができる。用途によって、強制された潤滑剤の出入口５０、第２潤滑剤出入口５６を、外部レース２２の前面２４ではなく後面２８から延ばすことができる。所望であれば、第３潤滑剤出入口６０を削除することができる。ベアリング２０は、機械内に、概して垂直方向に設置するものとして説明した。しかし、ベアリングを概して水平方向に設置することも可能である。この場合には、第３潤滑剤出入口６０をベアリングの前面２４に設け、第２潤滑剤出入口５６をベアリングの径方向の外面または側面２６に設ける。潤滑剤は、強制された潤滑剤の出入口５６を介して汲み上げられるため、強制された潤滑剤出入口の位置をベアリングのあらゆる外面上に配置して、強制された潤滑剤の出入口５０と強制された潤滑システムとの接続を容易なものとすることができる。これらの例は単に例証である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来技術による２列式回転要素ベアリングアセンブリの断面図である。
【図２】
本発明による２列式回転要素ベアリングアセンブリの平面図である。
【図３】
図２の線３−３に沿った、回転要素ベアリングアセンブリの断面図である。
【図４】
一体型の取り付けフランジと外部レースウェイとを備えた、一体型で、単一で、単体の回転要素ベアリングアセンブリの外部レースの平面図である。
【図５】
図４の線５−５に沿った断面図である。
【図６】
図４の線６−６に沿った断面図である。
【図７】
一体の外部レースの第１斜視図である。
【図８】
一体の外部レースの第２斜視図である。
【図９】
或る用途に採用された、回転ベアリングアセンブリの斜視図である。
【図１０】
図１の従来技術によるベアリングアセンブリと、本発明によるベアリングアセンブリとの最高温度と時間プロットを比較する表である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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