特開 2024-176658 転がり軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176658

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】転がり軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/66 20060101AFI20241212BHJP

   F16C 19/16 20060101ALI20241212BHJP

   F16N 7/32 20060101ALI20241212BHJP

   F16N 39/02 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

F16C33/66 Z

F16C19/16

F16N7/32 C

F16N39/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095383

(22)【出願日】2023-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(72)【発明者】

【氏名】杉山 彰悟

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 亘

(72)【発明者】

【氏名】村主 和憲

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA42

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA77

3J701CA06

3J701CA08

3J701FA31

3J701XB03

3J701XB26

3J701XB50

(57)【要約】

【課題】高速回転域で運転したときの温度上昇や回転トルクの上昇を低く抑えることが可能な転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】外輪５の軸方向端面を支持する環状の支持壁部１２と、軸受空間７に面するように支持壁部１２から径方向内側に延出するノズル壁部１３とをもち、ノズル壁部１３には、軸受空間７に潤滑油を噴射するノズル孔１８が形成されている軸箱３を有する転がり軸受装置において、ノズル孔１８の中心線方向が、軸方向に対して転動体８の進行方向に傾斜している。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外輪（５）と、前記外輪（５）の径方向内側に同軸に配置される内輪（６）と、前記外輪（５）の内周と前記内輪（６）の外周との間に形成される環状の軸受空間（７）に周方向に間隔をおいて組み込まれる複数の転動体（８）とを有する転がり軸受（２）と、
前記外輪（５）の軸方向端面を支持する環状の支持壁部（１２）と、前記軸受空間（７）に面するように前記支持壁部（１２）から径方向内側に延出するノズル壁部（１３）とをもち、前記ノズル壁部（１３）には、前記軸受空間（７）に潤滑油を噴射するノズル孔（１８）が形成されている潤滑油噴射部材（３）と、を有する転がり軸受装置において、
前記ノズル孔（１８）の中心線方向が、軸方向に対して前記転動体（８）の進行方向に傾斜していることを特徴とする転がり軸受装置。

【請求項2】

前記内輪（６）の外周には、前記転動体（８）が転がり接触する内輪軌道面（１５）が形成され、
前記ノズル孔（１８）の中心線の延長線上に前記内輪軌道面（１５）が位置する請求項１に記載の転がり軸受装置。

【請求項3】

前記ノズル孔（１８）の中心線方向の軸方向に対する前記転動体（８）の進行方向への傾斜角が２０°以上７０°以下に設定されている請求項１または２に記載の転がり軸受装置。

【請求項4】

前記ノズル壁部（１３）に、前記ノズル孔（１８）が周方向に間隔をおいて複数設けられている請求項１または２に記載の転がり軸受装置。

【請求項5】

前記ノズル孔（１８）は、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の内径をもつ断面丸形の孔である請求項１または２に記載の転がり軸受装置。

【請求項6】

前記ノズル孔（１８）の中心線方向は、軸方向に対して前記転動体（８）の進行方向に傾斜するとともに径方向内側にも傾斜しており、
前記ノズル壁部（１３）に、前記ノズル孔（１８）の中心線方向に垂直な平面を底面（２２）とする有底穴（２３）が形成され、
前記有底穴（２３）の前記底面（２２）に前記ノズル孔（１８）が開口している請求項１または２に記載の転がり軸受装置。

【請求項7】

前記ノズル壁部（１３）には、前記ノズル孔（１８）から周方向に離れた位置に、前記軸受空間（７）に圧縮空気を噴射するエアノズル孔（２４）が形成され、
前記エアノズル孔（２４）の中心線方向が、軸方向に対して前記転動体（８）の進行方向に傾斜している請求項１または２に記載の転がり軸受装置。

【請求項8】

前記ノズル壁部（１３）には、前記ノズル孔（１８）から周方向に離れた位置に、前記軸受空間（７）に潤滑油を噴射する第２ノズル孔（２８）が形成され、
前記第２ノズル孔（２８）の中心線方向は、軸方向に対して前記転動体（８）の進行方向とは逆向きに傾斜しており、
前記ノズル孔（１８）と前記第２ノズル孔（２８）のうち、前記ノズル孔（１８）のみに潤滑油を供給する状態と、前記第２ノズル孔（２８）のみに潤滑油を供給する状態とを切り替え可能な切替弁（３２）が設けられている請求項１または２に記載の転がり軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、転がり軸受に潤滑油を噴射する潤滑油噴射部材をもつ転がり軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

転がり軸受に潤滑油を噴射する潤滑油噴射部材をもつ転がり軸受装置として、例えば、特許文献１のものが知られている。特許文献１の転がり軸受装置は、外輪と、外輪の径方向内側に同軸に配置される内輪と、外輪の内周と内輪の外周との間に形成される環状の軸受空間に周方向に間隔をおいて組み込まれる複数の転動体とを有する転がり軸受と、その転がり軸受に隣接して配置された外輪間座（潤滑油噴射部材）とを有する。

【0003】

外輪間座は、転がり軸受の外輪の軸方向端面を支持する環状の支持壁部と、転がり軸受の軸受空間に面するように支持壁部から径方向内側に延出するノズル壁部とをもち、ノズル壁部には、転がり軸受の軸受空間に潤滑油を噴射するノズル孔が形成されている。ノズル孔は、ノズル孔の中心線方向が転動体の進行方向と直交する向きとなるように形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２－７６８１号公報

【特許文献2】特許第４４２４２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願の発明者らは、上記構成の転がり軸受装置を高速回転域（具体的にはｄｍｎ値（回転速度×軸受ピッチ径）が５０万を超える回転域）で運転したときに、転がり軸受（以下、単に「軸受」という）の温度や回転トルクが上昇する問題に直面した。そして、高速回転域で軸受の温度や回転トルクが上昇する原因を調査したところ、高速回転域では、外輪間座のノズル孔から軸受空間に噴射される潤滑油の流れが、軸受の転動体の移動を妨げる抵抗として作用し、その潤滑油の抵抗によって、軸受の温度上昇や回転トルクの上昇が生じていることが分かった。

【0006】

そこで、ノズル孔から噴射される潤滑油の流れが転動体の抵抗として作用するのを防ぐため、潤滑油を噴射するのではなく、特許文献２のように、軸受空間に潤滑油を滴下するノズルをもつ給油ユニットを軸受に隣接して配置するという方法も考えられるが、潤滑油を滴下するのでは、転動体と内輪の接触点を十分に冷却することが難しく、高速回転域での軸受の温度上昇を防ぐことができない。

【0007】

この発明が解決しようとする課題は、高速回転域で運転したときの温度上昇や回転トルクの上昇を低く抑えることが可能な転がり軸受装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の転がり軸受装置を提供する。
［構成１］
外輪と、前記外輪の径方向内側に同軸に配置される内輪と、前記外輪の内周と前記内輪の外周との間に形成される環状の軸受空間に周方向に間隔をおいて組み込まれる複数の転動体とを有する転がり軸受と、
前記外輪の軸方向端面を支持する環状の支持壁部と、前記軸受空間に面するように前記支持壁部から径方向内側に延出するノズル壁部とをもち、前記ノズル壁部には、前記軸受空間に潤滑油を噴射するノズル孔が形成されている潤滑油噴射部材と、を有する転がり軸受装置において、
前記ノズル孔の中心線方向が、軸方向に対して前記転動体の進行方向に傾斜していることを特徴とする転がり軸受装置。

【0009】

この構成を採用すると、ノズル孔の中心線方向が転動体の進行方向に傾斜しているので、ノズル孔から噴射される潤滑油の流れが、転動体の移動を妨げる抵抗となりにくい。そのため、高速回転域で運転したときの転がり軸受の温度上昇や回転トルクの上昇を低く抑えることが可能となる。

【0010】

［構成２］
前記内輪の外周には、前記転動体が転がり接触する内輪軌道面が形成され、
前記ノズル孔の中心線の延長線上に前記内輪軌道面が位置する構成１に記載の転がり軸受装置。

【0011】

この構成を採用すると、転がり軸受の最も発熱しやすい部位である転動体と内輪の接触点を効果的に冷却することが可能となる。

【0012】

［構成３］
前記ノズル孔の中心線方向の軸方向に対する前記転動体の進行方向への傾斜角が２０°以上７０°以下に設定されている構成１または２に記載の転がり軸受装置。

【0013】

この構成を採用すると、ノズル孔の中心線方向の転動体の進行方向への傾斜角が２０°以上に設定されているので、ノズル孔から噴射される潤滑油の流れが、転動体の移動の抵抗となるのを効果的に抑制することができる。また、ノズル孔の中心線方向の転動体の進行方向への傾斜角が７０°以下に設定されているので、潤滑油がノズル孔から噴射されてから転がり軸受の内部の潤滑点に当たるまでの距離が短く抑えられ、ノズル孔から噴射された潤滑油が拡散しにくい。そのため、転がり軸受の内部の潤滑点に確実に潤滑油を当てることが可能となる。

【0014】

［構成４］
前記ノズル壁部に、前記ノズル孔が周方向に間隔をおいて複数設けられている構成１から３のいずれかに記載の転がり軸受装置。

【0015】

この構成を採用すると、転がり軸受の内部を特に効果的に冷却することが可能となる。

【0016】

［構成５］
前記ノズル孔は、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の内径をもつ断面丸形の孔である構成１から４のいずれかに記載の転がり軸受装置。

【0017】

この構成を採用すると、２．０ｍｍを超える内径をもつノズル孔を採用する場合よりも、ノズル孔から噴射される潤滑油の流速を高めることができ、ノズル孔から噴射される潤滑油の流速を、転がり軸受の転動体の進行速度に近くすることができる。そのため、高速回転域で運転したときの転がり軸受の温度上昇や回転トルクの上昇を効果的に抑えることが可能となる。なお、１．０ｍｍを下回ると、潤滑油の供給圧が増大するので、オイルポンプなどの潤滑油供給装置への負荷が増大し、潤滑油供給装置の破損や潤滑油の供給不足が生じる恐れがある。

【0018】

［構成６］
前記ノズル孔の中心線方向は、軸方向に対して前記転動体の進行方向に傾斜するとともに径方向内側にも傾斜しており、
前記ノズル壁部に、前記ノズル孔の中心線方向に垂直な平面を底面とする有底穴が形成され、
前記有底穴の前記底面に前記ノズル孔が開口している構成１から５のいずれかに記載の転がり軸受装置。

【0019】

この構成を採用すると、ノズル孔の中心線方向が転動体の進行方向に傾斜するとともに径方向内側にも傾斜しているので、ノズル孔から噴射される潤滑油の流れが、転動体の移動の抵抗となるのを抑制しつつ、内輪の外周を効果的に潤滑することができる。また、ノズル壁部に、ノズル孔の中心線方向と垂直な平面を底面とする有底穴が形成され、その有底穴の底面にノズル孔が開口しているので、内輪の外周の潤滑点に、安定して潤滑油を供給することが可能である。すなわち、ノズル孔の中心線方向を転動体の進行方向に傾斜させるとともに径方向内側にも傾斜させる場合、そのノズル孔を単にノズル壁部の表面に開口させることも可能であるが、そのようにしたのでは、ノズル孔の端部開口の形状が、ノズル孔の中心線方向に対して傾斜した方向を長軸方向とする楕円形状になるので、ノズル孔の端部開口の内部において潤滑油の噴射圧力に偏りが生じ、ノズル孔の中心線に沿って均一に潤滑油を噴射することができず、内輪の外周の潤滑点への潤滑油の供給が不安定となるおそれがある。これに対し、ノズル壁部に、ノズル孔の中心線方向と垂直な平面を底面とする有底穴を形成し、その有底穴の底面にノズル孔を開口させると、ノズル孔の端部開口の形状が、ノズル孔の中心線方向に対して直角な真円形状になるので、ノズル孔の端部開口の内部において潤滑油の噴射圧力に偏りが生じるのを防ぐことができる。そのため、ノズル孔の中心線に沿って均一に潤滑油を噴射することができ、内輪の外周の潤滑点に安定して潤滑油を供給することが可能となる。

【0020】

［構成７］
前記ノズル壁部には、前記ノズル孔から周方向に離れた位置に、前記軸受空間に圧縮空気を噴射するエアノズル孔が形成され、
前記エアノズル孔の中心線方向が、軸方向に対して前記転動体の進行方向に傾斜している構成１から６のいずれかに記載の転がり軸受装置。

【0021】

この構成を採用すると、エアノズル孔から噴射される圧縮空気で転がり軸受の内部を冷却することができるので、その分、ノズル孔から噴射する潤滑油の量を少なくし、潤滑油の消費量の低減に伴う軸受の回転トルク低減を見込むことができる。また、エアノズル孔の中心線方向が、軸方向に対して転動体の進行方向に傾斜しているので、エアノズル孔から噴射される圧縮空気が、転動体の進行方向前側に位置する潤滑油に当たって転動体の進行方向前側の潤滑油が減少するのを防止することができ、転がり軸受の内部の潤滑状態を良好に保つことができる。

【0022】

［構成８］
前記ノズル壁部には、前記ノズル孔から周方向に離れた位置に、前記軸受空間に潤滑油を噴射する第２ノズル孔が形成され、
前記第２ノズル孔の中心線方向は、軸方向に対して前記転動体の進行方向とは逆向きに傾斜しており、
前記ノズル孔と前記第２ノズル孔のうち、前記ノズル孔のみに潤滑油を供給する状態と、前記第２ノズル孔のみに潤滑油を供給する状態とを切り替え可能な切替弁が設けられている構成１から７のいずれかに記載の転がり軸受装置。

【0023】

この構成を採用すると、回転方向を逆回転に切り替えて使用するときにも、転がり軸受の温度上昇や回転トルクの上昇を低く抑えることが可能となる。

【発明の効果】

【0024】

この発明の転がり軸受装置は、ノズル孔の中心線方向が転動体の進行方向に傾斜しているので、ノズル孔から噴射される潤滑油の流れが、転動体の移動を妨げる抵抗となりにくい。そのため、高速回転域で運転したときの転がり軸受の温度上昇や回転トルクの上昇を低く抑えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】この発明の第１実施形態にかかる転がり軸受装置を示す断面図

【図2】図１に示す転がり軸受装置の軸箱を転がり軸受の側から見た図

【図3】図２のノズル孔の近傍の拡大図

【図4】図１のノズル孔の近傍の拡大図

【図5】図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図

【図6】この発明の第２実施形態を図２に対応して示す図

【図7】この発明の第３実施形態を図２に対応して示す図

【図8】図７のノズル孔および第２ノズル孔の近傍の拡大図

【図9】ノズル孔の中心線方向を転動体の進行方向に傾斜させた実施例の転がり軸受装置と、ノズル孔の中心線方向を転動体の進行方向と直交する向きとした比較例の転がり軸受装置とをそれぞれ高速回転させたときの転がり軸受の回転数と温度の対応関係を示す図

【図10】ノズル孔の中心線方向を転動体の進行方向に傾斜させた実施例の転がり軸受装置と、ノズル孔の中心線方向を転動体の進行方向と直交する向きとした比較例の転がり軸受装置とをそれぞれ高速回転させたときの転がり軸受の回転数と回転トルクの対応関係を示す図

【図11】図６に示すノズル孔からは潤滑油を噴射し、かつ、エアノズル孔は噴射を停止した条件で転がり軸受装置を高速回転させたときの転がり軸受の回転数と温度の対応関係と、図６に示すノズル孔から潤滑油を噴射し、かつ、エアノズル孔から圧縮空気を噴射した条件で転がり軸受装置を高速回転させたときの転がり軸受の回転数と温度とを示す図

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１に、この発明の第１実施形態にかかる転がり軸受装置を示す。この転がり軸受装置は、回転軸１を回転可能に支持する転がり軸受２と、転がり軸受２を収容する軸箱３とを有する。回転軸１は、図示しない原動機（電動モータ、エンジン等）で駆動される軸である。軸箱３は、図示しないボルトでハウジング４に固定されている。

【0027】

転がり軸受２は、外輪５と、外輪５の径方向内側に同軸に配置される内輪６と、外輪５の内周と内輪６の外周との間に形成される環状の軸受空間７に周方向に間隔をおいて組み込まれる複数の転動体８と、複数の転動体８を保持する保持器９とを有する。外輪５の内周と内輪６の外周との間で挟まれる軸受空間７の軸方向両端の開口は、シール部材等で密封せずに開放した状態とされている。なお、軸方向は、転がり軸受２の回転中心軸と平行な方向（つまり内輪６または外輪５の中心軸と平行な方向）である。内輪６は、回転軸１の外周に締め代をもって嵌合している。

【0028】

図４に示すように、軸箱３は、外輪５の外周に嵌合する筒部１０と、筒部１０の軸方向一端から径方向内側に延びる内向きフランジ１１とを有する。内向きフランジ１１は、外輪５の軸方向端面を支持する環状の支持壁部１２と、軸受空間７に面するように支持壁部１２から径方向内側に延出する環状のノズル壁部１３とを有する。

【0029】

外輪５の外周は、軸箱３の筒部１０の内周に隙間をもって嵌合している。転動体８は、ここでは玉である。外輪５の内周には、転動体８が転がり接触する断面円弧状の外輪軌道面１４が設けられている。内輪６の外周には、転動体８が転がり接触する断面円弧状の内輪軌道面１５が設けられている。内輪６は、転動体８が転がり接触する内輪軌道面１５に対してノズル壁部１３に近い側の内輪肩部とノズル壁部１３から遠い側の内輪肩部１６のうち、ノズル壁部１３に近い側の内輪肩部を除去して内輪カウンタボア部１７とした肩落とし内輪である。この転がり軸受２は、内輪６と転動体８の接触点と、外輪５と転動体８の接触点とを結ぶ直線が、半径方向内側から半径方向外側に向かってノズル壁部１３から軸方向に遠ざかるように傾斜するアンギュラ玉軸受である。

【0030】

ノズル壁部１３には、軸受空間７に潤滑油を噴射するノズル孔１８が形成されている。ノズル孔１８は、ノズル壁部１３の内部を、ノズル孔１８の中心線方向に真っ直ぐに延びる断面丸形の孔である。ノズル孔１８は、ノズル孔１８の中心線方向に沿って一定の内径を有する。ノズル孔１８の内径は、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の大きさに設定されている。ノズル孔１８の一端は、軸受空間７に向かって潤滑油を噴射するように開口し、ノズル孔１８の他端は、支持壁部１２の内部とノズル壁部１３の内部とを通って径方向に延びる給油孔１９に接続している。給油孔１９は、ノズル孔１８の断面積の５倍以上の断面積を有する。

【0031】

図１に示すように、給油孔１９は、ハウジング４に形成された油孔２０に連通している。油孔２０には、図示しないオイルポンプから送り出される潤滑油が供給される。ここで、油孔２０に潤滑油のみを供給することで、ノズル孔１８から潤滑油のみが噴射されるようにすることもできるが（ジェット潤滑）、油孔２０に圧縮空気と混合した状態で潤滑油を供給することで、ノズル孔１８から圧縮空気とともに潤滑油が噴射されるようにしてもよい（エアオイル潤滑）。潤滑油は、ＩＳＯ粘度グレード番号でＶＧ２～ＶＧ３２の粘度をもつものを使用することができる。軸受空間７のノズル壁部１３から遠い側の開口につながる空間には、軸受空間７から空気を引き込むことで、軸受空間７を通過した潤滑油を強制的に排出する潤滑油排出ポンプ（図示せず）が設けられている。

【0032】

図２に示すように、ノズル孔１８は、周方向に等間隔に複数（図では４つ）設けられている。図４、図５に示すように、各ノズル孔１８の中心線方向は、軸方向に対して転動体８の進行方向に傾斜するとともに、径方向内側にも傾斜している。なお、軸受が正逆両方向に回転する（つまり転動体８が周方向一方に進行するときと周方向他方に進行するときの両方がある）場合は、各ノズル孔１８の中心線方向は、使用頻度の高い軸受の回転方向に対応する転動体８の進行方向に傾斜させると、温度上昇や回転トルクを効果的に低減することができるので好ましい。

【0033】

図５に示すように、ノズル孔１８の中心線方向の軸方向に対する転動体８の進行方向への傾斜角（径方向から見たときの軸方向（図では上下方向）に対するノズル孔１８の中心線の傾斜角）は、２０°以上７０°以下（好ましくは３０°以上６０°以下）に設定されている。

【0034】

図４に示すように、ノズル孔１８は、ノズル孔１８の中心線の延長線上に内輪軌道面１５が位置するように軸方向（図では水平方向）に対して径方向内側に傾斜している。図では、ノズル孔１８の中心線の延長線が、内輪軌道面１５における外径が最小となる位置（軌道径の位置）に交わるようにノズル孔１８が形成されている。ノズル孔１８の中心線の延長線が、内輪軌道面１５よりもノズル壁部１３に近い側に形成される内輪カウンタボア部１７に交わるようにノズル孔１８を形成することも可能である。ノズル壁部１３の転がり軸受２に対向する側の側面は、径方向内側に向かって次第に軸受空間７から遠ざかるように傾斜するテーパ面２１とされている。テーパ面２１は、図４に示すように周方向から見たときにノズル孔１８の中心線と直角となるように傾斜している（すなわち、軸方向に対するノズル孔１８の中心線の径方向内側への傾斜角と、軸直角方向に対するテーパ面２１の傾斜角とが同じ大きさとされている）。

【0035】

図３～図５に示すように、テーパ面２１には、ノズル孔１８の中心線方向に垂直な平面を底面２２とする有底穴２３が形成されている。有底穴２３は、ノズル孔１８よりも大径の円形の穴であり、その有底穴２３の底面２２にノズル孔１８が開口している。

【0036】

この転がり軸受装置は、図５に示すように、ノズル孔１８の中心線方向が転動体８の進行方向に傾斜しているので、ノズル孔１８から噴射される潤滑油の流れが、転動体８の移動を妨げる抵抗となりにくい。そのため、高速回転域（具体的にはｄｍｎ値（回転速度×軸受ピッチ径）が５０万を超える回転域）で運転したときの転がり軸受２の温度上昇や回転トルクの上昇を低く抑えることが可能である。

【0037】

また、この転がり軸受装置は、図４に示すように、ノズル孔１８の中心線の延長線上に内輪軌道面１５が位置するので、転がり軸受２の最も発熱しやすい部位である転動体８と内輪６の接触点を効果的に冷却することが可能である。

【0038】

また、この転がり軸受装置は、図５に示すように、ノズル孔１８の中心線方向の転動体８の進行方向への傾斜角が２０°以上（好ましくは３０°以上）に設定されているので、ノズル孔１８から噴射される潤滑油の流れが、転動体８の移動の抵抗となるのを効果的に抑制することができる。また、ノズル孔１８の中心線方向の転動体８の進行方向への傾斜角が７０°以下（好ましくは６０°以上）に設定されているので、潤滑油がノズル孔１８から噴射されてから転がり軸受２の内部の潤滑点に当たるまでの距離が短く抑えられ、ノズル孔１８から噴射された潤滑油が拡散しにくい。そのため、転がり軸受２の内部の潤滑点に確実に潤滑油を当てることが可能である。

【0039】

また、この転がり軸受装置は、図２に示すように、ノズル孔１８が周方向に間隔をおいて複数設けられているので、図４に示す転がり軸受２の内部を特に効果的に冷却することが可能となっている。

【0040】

また、この転がり軸受装置は、図４に示すノズル孔１８として、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の内径をもつ断面丸形の孔を採用しているので、２．０ｍｍを超える内径をもつノズル孔１８を採用する場合よりも、ノズル孔１８から噴射される潤滑油の流速を高めることができ、ノズル孔１８から噴射される潤滑油の流速を、転がり軸受２の転動体８の進行速度に近くすることが可能となっている。そのため、高速回転域で運転したときの転がり軸受２の温度上昇や回転トルクの上昇を効果的に抑えることができる。なお、１．０ｍｍを下回ると、潤滑油の供給圧が増大するので、オイルポンプなどの潤滑油供給装置への負荷が増大し、潤滑油供給装置の破損や潤滑油の供給不足が生じる恐れがある。

【0041】

また、この転がり軸受装置は、図３～図５に示すように、ノズル壁部１３に、ノズル孔１８の中心線方向と垂直な平面を底面２２とする有底穴２３が形成され、その有底穴２３の底面２２にノズル孔１８が開口しているので、内輪６の外周の潤滑点に、安定して潤滑油を供給することが可能となっている。すなわち、図５に示すように、ノズル孔１８の中心線方向を転動体８の進行方向に傾斜させるとともに、図４に示すように、ノズル孔１８の中心線方向を径方向内側にも傾斜させる場合、そのノズル孔１８を単にテーパ面２１に開口させることも可能であるが、そのようにしたのでは、ノズル孔１８の端部開口の形状が、ノズル孔１８の中心線方向に対して傾斜した方向を長軸方向とする楕円形状になるので、ノズル孔１８の端部開口の内部において潤滑油の噴射圧力に偏りが生じ、ノズル孔１８の中心線に沿って均一に潤滑油を噴射することができず、内輪６の外周の潤滑点への潤滑油の供給が不安定となるおそれがある。これに対し、図３～図５に示すように、ノズル壁部１３のテーパ面２１に、ノズル孔１８の中心線方向と垂直な平面を底面２２とする有底穴２３を形成し、その有底穴２３の底面２２にノズル孔１８を開口させると、ノズル孔１８の端部開口の形状が、ノズル孔１８の中心線方向に対して直角な真円形状になるので、ノズル孔１８の端部開口の内部において潤滑油の噴射圧力に偏りが生じるのを防ぐことができる。そのため、ノズル孔１８の中心線に沿って均一に潤滑油を噴射することができ、内輪６の外周の潤滑点に安定して潤滑油を供給することが可能となる。

【0042】

図６に、この発明の第２実施形態を示す。第１実施形態に対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。

【0043】

ノズル壁部１３には、周方向に等間隔に複数（図では２つ）のノズル孔１８が形成されている。また、ノズル壁部１３には、ノズル孔１８から周方向に離れた位置に、軸受空間７（図４参照）に圧縮空気を噴射する複数（図では２つ）のエアノズル孔２４が形成されている。各エアノズル孔２４は、周方向に隣り合うノズル孔１８同士の中間の位置に配置されている。エアノズル孔２４の中心線方向は、軸方向に対して転動体８の進行方向に傾斜するとともに径方向内側にも傾斜している。また、ノズル壁部１３のテーパ面２１には、エアノズル孔２４の中心線方向に垂直な平面を底面２５とする有底穴２６が形成され、その有底穴２６の底面２５にエアノズル孔２４が開口している。各エアノズル孔２４は、径方向に延びるエア供給孔２７に接続している。エア供給孔２７には、図示しないエアコンプレッサから送り出される圧縮空気が供給される。

【0044】

第２実施形態の転がり軸受装置は、エアノズル孔２４から噴射される圧縮空気で図４に示す転がり軸受２の内部を冷却することができるので、その分、ノズル孔１８から噴射する潤滑油の量を少なくし、潤滑油の消費量の低減に伴う軸受の回転トルク低減を見込むことができる。また、エアノズル孔２４の中心線方向が、軸方向に対して転動体８の進行方向に傾斜しているので、エアノズル孔２４から噴射される圧縮空気が、転動体８の進行方向前側に位置する潤滑油に当たって転動体８の進行方向前側の潤滑油が減少するのを防止することができ、転がり軸受２の内部の潤滑状態を良好に保つことができる。

【0045】

図７、図８に、この発明の第３実施形態を示す。第１実施形態に対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。

【0046】

図７に示すように、ノズル壁部１３には、ノズル孔１８から周方向に離れた位置に、軸受空間７に潤滑油を噴射する複数（図では４つ）の第２ノズル孔２８が形成されている。図８に示すように、第２ノズル孔２８の中心線方向は、軸方向に対して転動体８の進行方向とは逆向きに傾斜している。第２ノズル孔２８は、径方向に延びる第２給油孔２９に接続している。第２ノズル孔２８とその周辺の構成は、ノズル孔１８とその周辺の構成と周方向に対称の同一構成である。

【0047】

図７に示すように、複数の給油孔１９には給油経路３０が接続され、複数の第２給油孔２９には第２の給油経路３１が接続されている。給油経路３０と第２の給油経路３１は、切替弁３２を介してオイルポンプ３３に接続されている。切替弁３２は、オイルポンプ３３と給油経路３０を連通し、かつ、オイルポンプ３３と第２の給油経路３１の連通を遮断することでノズル孔１８のみに潤滑油を供給する状態と、オイルポンプ３３と給油経路３０の連通を遮断し、かつ、オイルポンプ３３と第２の給油経路３１を連通することで第２ノズル孔２８のみに潤滑油を供給する状態とを電気的操作により切り替え可能な電磁制御弁である。

【0048】

第３実施形態の転がり軸受装置は、図１に示す回転軸１を正転方向に回転させるときは、図７に示す切替弁３２の操作により、ノズル孔１８と第２ノズル孔２８のうち、ノズル孔１８のみから潤滑油を噴射して使用し、図１に示す回転軸１を逆転方向に回転させるときは、図７に示す切替弁３２の操作により、ノズル孔１８と第２ノズル孔２８のうち、第２ノズル孔２８のみから潤滑油を噴射して使用することができる。このように、回転方向を逆回転に切り替えて使用するときにも、図１に示す転がり軸受２の温度上昇や回転トルクの上昇を低く抑えることが可能である。

【0049】

ノズル孔１８の中心線方向を、軸方向に対して転動体８の進行方向に傾斜させることにより、高速回転域で運転したときの転がり軸受２の温度上昇と回転トルクの上昇を抑えることができることを確認するため、ノズル孔１８の中心線方向を、径方向から見て軸方向に対して転動体８の進行方向に４５°傾斜させた実施例の転がり軸受装置と、ノズル孔１８の中心線方向を、径方向から見て転動体８の進行方向と直交する向きとした比較例の転がり軸受装置とを準備し、それらの転がり軸受装置を高速回転させ、そのそれぞれの回転数における内輪６と外輪５の温度、およびそのそれぞれの回転数における内輪６の回転トルクを計測する試験を行なった。その試験結果を図９、図１０に示す。

【0050】

図９に示すように、軸受ｄｍｎ値が５０万以上の高速回転域において、実施例の内輪６および外輪５の温度（図に示す破線のグラフ）は、比較例の内輪６および外輪５の温度（図に示す実線のグラフ）よりも低くなっていることを確認することができる。また、図１０に示すように、軸受ｄｍｎ値が５０万以上の高速回転域において、実施例の内輪６の回転トルクは、比較例の内輪６の回転トルクよりも約２０％低減していることを確認することができる。

【0051】

また、図６に示すエアノズル孔２４から圧縮空気を噴射することで転がり軸受２の内部を冷却することができることを確認するため、図６に示すノズル孔１８からは潤滑油を噴射し、かつ、エアノズル孔２４は噴射を停止した条件で転がり軸受装置を高速回転させたときの内輪６と外輪５の温度、および、図６に示すノズル孔１８から潤滑油を噴射し、かつ、エアノズル孔２４から圧縮空気を噴射した条件で転がり軸受装置を高速回転させたときの内輪６と外輪５の温度をそれぞれ計測する試験を行なった。その試験結果を図１１に示す。

【0052】

図１１に示すように、エアノズル孔２４から圧縮空気を噴射した条件で転がり軸受装置を高速回転させたときの内輪６と外輪５の温度（図に示す破線のグラフ）は、エアノズル孔２４は噴射を停止した条件で転がり軸受装置を高速回転させたときの内輪６と外輪５の温度（図に示す実線のグラフ）よりも、大幅に低い温度となっていることを確認することができる。

【0053】

上記各実施形態では、図１に示すように、軸受空間７に潤滑油を噴射するノズル孔１８が形成された潤滑油噴射部材として、転がり軸受２を収容する軸箱３を例に挙げて説明したが、外輪５の外径と同じ外径をもち、外輪５に軸方向に隣接して配置される外輪間座を潤滑油噴射部材としてもよい。

【0054】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0055】

２ 転がり軸受
３ 軸箱（潤滑油噴射部材）
５ 外輪
６ 内輪
７ 軸受空間
８ 転動体
１２ 支持壁部
１３ ノズル壁部
１５ 内輪軌道面
１８ ノズル孔
２２ 底面
２３ 有底穴
２４ エアノズル孔
２８ 第２ノズル孔
３２ 切替弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】