[go: up one dir, main page]

JP2015045397A - Rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing Download PDF

Info

Publication number
JP2015045397A
JP2015045397A JP2013178200A JP2013178200A JP2015045397A JP 2015045397 A JP2015045397 A JP 2015045397A JP 2013178200 A JP2013178200 A JP 2013178200A JP 2013178200 A JP2013178200 A JP 2013178200A JP 2015045397 A JP2015045397 A JP 2015045397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cage
rolling bearing
bearing according
rolling
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013178200A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
広道 國米
Hiromichi Kunimai
広道 國米
麻理子 和泉
Mariko Izumi
麻理子 和泉
坂口 智也
Tomoya Sakaguchi
智也 坂口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2013178200A priority Critical patent/JP2015045397A/en
Publication of JP2015045397A publication Critical patent/JP2015045397A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the reliability of a rolling bearing that is used while being immersed in an ambient fluid.SOLUTION: A rolling bearing includes: an inner race 2; an outer race 4; multiple rolling elements 6 disposed between a raceway surface 2a of the inner race 2 and a raceway surface 4a of the outer race 4; and a holder 8 having a pocket 10 for storing the rolling elements 6. The rolling bearing is used in an environment being immersed in an ambient fluid. A groove 14 is provided at an inner periphery of the holder 8 in a circumferential direction, and a hole 12 which penetrates from the groove 14 to an outer peripheral surface of the holder 8 is provided.

Description

この発明は転がり軸受に関するもので、限定する趣旨ではないが、たとえば極低温流体中で使用される転がり軸受に利用することができる。ここで、極低温流体とは、おおよそ1K〜100Kの温度領域の流体をいい、液体水素、液体酸素等が該当する。   The present invention relates to a rolling bearing and is not intended to be limited, but can be used for a rolling bearing used in a cryogenic fluid, for example. Here, the cryogenic fluid refers to a fluid in a temperature range of approximately 1K to 100K, and corresponds to liquid hydrogen, liquid oxygen, and the like.

ロケットエンジンのターボポンプ用軸受は、極低温、高速回転の環境で使用される。すなわち、ロケットエンジンのターボポンプが扱う液体推進剤は、−253℃程度の液体水素または−183℃程度の液体酸素などのいわゆる極低温流体である。そして、液体水素ターボポンプは、ロケットのタンクから極低温の液体水素を吸い込み、圧力を約300気圧まで上げる働きをする。また、液体酸素ターボポンプは、極低温の液体酸素を180気圧以上に加圧してエンジンの燃焼室に送り込む役割を果たす。   Bearings for rocket engine turbo pumps are used in an environment of extremely low temperature and high speed. That is, the liquid propellant handled by the turbo pump of the rocket engine is a so-called cryogenic fluid such as liquid hydrogen at about −253 ° C. or liquid oxygen at about −183 ° C. The liquid hydrogen turbo pump sucks cryogenic liquid hydrogen from the tank of the rocket and works to increase the pressure to about 300 atmospheres. The liquid oxygen turbopump plays a role of pressurizing cryogenic liquid oxygen to 180 atm or higher and feeding it into the combustion chamber of the engine.

ターボポンプ用軸受は、インペラ軸を支持するものであるため、そのような極低温流体にほぼ100%浸漬された状態で使用され、軸受内部にもその極低温流体が流れる。したがって、ターボポンプ用軸受では、一般的な油潤滑を採用することができないため、潤滑性を確保するため固体潤滑性を付与した保持器が開発されている。   Since the turbo pump bearing supports the impeller shaft, the turbo pump bearing is used in a state where it is substantially 100% immersed in such a cryogenic fluid, and the cryogenic fluid also flows inside the bearing. Therefore, since a general oil lubrication cannot be employed in a turbo pump bearing, a cage having a solid lubricity has been developed to ensure lubricity.

しかし、保持器には高速回転により大きなフープ応力が作用するため、何らかの補強が必要になる。保持器強度を確保するための従来技術として次のようなものがある。特許文献1(特公平2−20854号公報)には、ガラス繊維で強化した複合材料製軸受保持器が記載されている。また、特許文献2(特開2004−332899号公報)には、保持器を金属で形成するとともに、その表面に、ニッケルを主成分として四フッ化エチレン樹脂粉末を含有する無電解ニッケル複合めっき皮膜を設けた固体潤滑転がり軸受が記載されている。   However, since a large hoop stress acts on the cage due to high-speed rotation, some reinforcement is required. The following is a conventional technique for securing the cage strength. Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 2-20854) describes a bearing holder made of a composite material reinforced with glass fiber. Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-332899) discloses an electroless nickel composite plating film in which a cage is formed of a metal and the surface thereof includes nickel tetrafluoride ethylene resin powder as a main component. A solid lubricated rolling bearing is provided.

特公平2−20854号公報Japanese Patent Publication No. 2-20854 特開2004−332899号公報JP 2004-332899 A

ロケットエンジンのターボポンプ用軸受では、高速回転で使用されるため、保持器に作用するフープ応力が増大する。そのため、保持器強度の信頼性が要求される。従来技術では、保持器自体の構造的補強はなされているが、周囲流体の影響は考慮されていない。   Since the bearing for a turbo pump of a rocket engine is used at a high speed, the hoop stress acting on the cage increases. For this reason, reliability of the cage strength is required. In the prior art, the cage itself is structurally reinforced, but the influence of the surrounding fluid is not considered.

そこで、この発明の課題は、周囲流体に浸漬された状態で使用される転がり軸受について、周囲流体の特性を利用して保持器強度の信頼性を向上させることにある。   Therefore, an object of the present invention is to improve the reliability of the cage strength by utilizing the characteristics of the surrounding fluid for the rolling bearing used in a state immersed in the surrounding fluid.

この発明は、当該軸受が周囲流体に浸漬されていることから、周囲流体が極低温流体である場合には油潤滑軸受では考慮されることのなかった当該周囲流体の影響を積極的に利用することにより、課題を解決した。
具体的には、ロケットの液体推進剤として使用される極低温流体はターボポンプで加圧されて相当高圧になる。このような高圧の周囲流体に浸漬されていることから油潤滑軸受とは異なる特性を示すことに着目するならば、従来技術に対して保持器強度の信頼性を向上させるためには、周囲流体の影響を考慮し、それが強度面で有効な働きをするような保持器形状の検討が必要になる。
Since the bearing is immersed in the surrounding fluid, the present invention positively utilizes the influence of the surrounding fluid that was not considered in the oil lubricated bearing when the surrounding fluid is a cryogenic fluid. This solved the problem.
Specifically, a cryogenic fluid used as a liquid propellant for a rocket is pressurized by a turbo pump to a considerably high pressure. In order to improve the reliability of the cage strength with respect to the prior art, it is necessary to pay attention to the fact that it exhibits different characteristics from oil-lubricated bearings because it is immersed in such a high-pressure ambient fluid. It is necessary to consider the shape of the cage so that it works effectively in terms of strength.

すなわち、この発明は、内輪と、外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に介在する複数の転動体と、転動体を収容するポケットを有する保持器とを具備し、周囲流体に浸漬された環境で使用される転がり軸受において、保持器の内周に円周方向溝を設け、前記溝から保持器の外周面まで貫通した穴を設けたことを特徴とする。 That is, the present invention includes an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between a raceway surface of the inner ring and a raceway surface of the outer ring, and a cage having a pocket for accommodating the rolling elements, In a rolling bearing used in an environment immersed in a cage, a circumferential groove is provided on the inner circumference of the cage, and a hole penetrating from the groove to the outer circumferential surface of the cage is provided.

保持器表面には静水圧の効果でほぼ均一の圧力が作用し、保持器の内周面は外周面よりも表面積が小さい。このように保持器の内周面と外周面では表面積に差があるため、外周面に作用する圧力の合力が内周面に作用する圧力の合力よりも小さく、保持器を収縮させる向きの力が発生する。この力により、高速回転時の保持器は膨張が抑制され、フープ応力が軽減される。しかし、保持器の内周面と外周面の表面積の差を大きくするのには限界がある。そこで、周囲流体の効果を利用し、保持器の外径面を昇圧、もしくは内径面を減圧し、保持器を圧縮させる向きの力を大きくすることで、保持器強度の信頼性が一層向上する。 A substantially uniform pressure acts on the cage surface due to the effect of hydrostatic pressure, and the inner circumferential surface of the cage has a smaller surface area than the outer circumferential surface. As described above, since the surface area is different between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cage, the resultant force of the pressure acting on the outer peripheral surface is smaller than the resultant force of the pressure acting on the inner peripheral surface, and the force for contracting the cage Will occur. This force suppresses expansion of the cage during high-speed rotation and reduces hoop stress. However, there is a limit to increasing the difference in surface area between the inner and outer peripheral surfaces of the cage. Therefore, by utilizing the effect of the surrounding fluid, increasing the force in the direction of compressing the cage by increasing the outer diameter surface of the cage or reducing the inner diameter surface further increases the reliability of the cage strength. .

この発明によれば、周囲流体に浸漬された軸受の回転時に、周囲流体は遠心力の影響を受け、保持器に施された穴を通じて内径側から外径側の向きに流れが生じる。それに対して、保持器内径側の保持器と内輪との間のすきま(内輪案内すきま)は狭まっているため、周囲流体が流入しにくい構造になる。その結果、2本の溝部の圧力が減圧され、保持器の内径側と外径側の圧力差が顕著になり、保持器を圧縮させる向きの力が大きくなる。したがって、保持器の膨張が抑制され、フープ応力が低減する。   According to the present invention, when the bearing immersed in the surrounding fluid rotates, the surrounding fluid is affected by the centrifugal force and flows from the inner diameter side to the outer diameter side through the hole provided in the cage. On the other hand, since the clearance (inner ring guide clearance) between the cage on the inner diameter side of the cage and the inner ring is narrowed, a structure in which ambient fluid does not easily flow is obtained. As a result, the pressure in the two grooves is reduced, the pressure difference between the inner diameter side and the outer diameter side of the cage becomes significant, and the force in the direction in which the cage is compressed increases. Accordingly, expansion of the cage is suppressed, and hoop stress is reduced.

(A)は転がり軸受の縦断面図、(B)は図1(A)の部分拡大図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view of a rolling bearing, (B) is the elements on larger scale of FIG. 1 (A). 貫通穴を通る保持器の横断面図である。It is a cross-sectional view of the cage passing through the through hole. 保持器を内径側から見た部分展開図である。It is the partial expanded view which looked at the retainer from the inner diameter side. (A)(B)は保持器の側面図である。(A) and (B) are side views of a cage. (A)(B)は転がり軸受の外輪を取り除いた図1(A)と類似の断面図である。(A) (B) is sectional drawing similar to FIG. 1 (A) which removed the outer ring | wheel of the rolling bearing. (A)は転がり軸受の外輪を取り除いた図1(A)と類似の断面図、(B)は常温時を示す部分拡大図、(C)は極低温時を示す部分拡大図である。(A) is sectional drawing similar to FIG. 1 (A) which removed the outer ring | wheel of the rolling bearing, (B) is the elements on larger scale which show the time of normal temperature, (C) is the elements on larger scale which show at the time of cryogenic temperature.

以下、ターボポンプ用のアンギュラ玉軸受に適用した場合を例にとり、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example a case where the present invention is applied to an angular ball bearing for a turbo pump.

図1(A)に示すように、アンギュラ玉軸受は、内輪2と、外輪4と、転動体6と、保持器8とを具備している。呼び接触角が0°を超え45°以下のラジアル玉軸受をアンギュラコンタクト玉軸受といい、3点接触、4点接触を除く単列および複列のこの種の軸受を略してアンギュラ玉軸受という。接触角とは、軸受の中心軸に垂直な平面(ラジアル平面)と転動体荷重(転動体と軌道輪との接触部に働く力)の合成力の作用線とのなす角をいう。図1(A)では接触角を符号αで表してある。   As shown in FIG. 1A, the angular ball bearing includes an inner ring 2, an outer ring 4, rolling elements 6, and a cage 8. A radial ball bearing having a nominal contact angle of more than 0 ° and 45 ° or less is called an angular contact ball bearing, and this type of single-row and double-row bearing excluding 3-point contact and 4-point contact is abbreviated as an angular ball bearing. The contact angle refers to an angle formed between a plane perpendicular to the center axis of the bearing (radial plane) and a line of action of a combined force of rolling element loads (force acting on the contact portion between the rolling elements and the raceway). In FIG. 1A, the contact angle is represented by the symbol α.

内輪2および外輪4ならびに転動体6の材料は、一例を挙げるならば、マルテンサイト系ステンレス鋼である。あるいは、転動体6についてはセラミックスを採用することもできる。また、内輪2の軌道面2aおよび外輪4の軌道面4aならびに転動体6の表面にPTFEスパッタ被膜を施してもよい。PTFEが転がり接触部分に転着して潤滑作用を行う。   For example, the material of the inner ring 2 and the outer ring 4 and the rolling element 6 is martensitic stainless steel. Alternatively, ceramics can be used for the rolling elements 6. Further, PTFE sputter coating may be applied to the raceway surface 2 a of the inner ring 2, the raceway surface 4 a of the outer ring 4, and the surfaces of the rolling elements 6. PTFE rolls to the rolling contact portion and performs a lubricating action.

内輪2は外周に軌道面2aを有し、外輪4は内周に軌道面4aを有し、内輪2の軌道面2aと外輪4の軌道面4aとの間に転動体6が介在している。内輪2は、軌道面2aの両側に肩2bを有し、保持器8は内輪2の両肩2bで案内される(内輪案内)。   The inner ring 2 has a raceway surface 2 a on the outer periphery, the outer ring 4 has a raceway surface 4 a on the inner periphery, and a rolling element 6 is interposed between the raceway surface 2 a of the inner ring 2 and the raceway surface 4 a of the outer ring 4. . The inner ring 2 has shoulders 2b on both sides of the raceway surface 2a, and the cage 8 is guided by both shoulders 2b of the inner ring 2 (inner ring guide).

外輪4はいわゆる肩おとし外輪で、接触角側(図1(A)では右側)に肩4bを有し、反対側の肩は落としてカウンターボア4cとしてある。   The outer ring 4 is a so-called shoulder outer ring, and has a shoulder 4b on the contact angle side (right side in FIG. 1A), and the opposite shoulder is dropped to form a counterbore 4c.

保持器8は窓形樹脂保持器であって、図2に示すように、円周方向に所定の間隔で配置した複数のポケット10を有し、各ポケット10は保持器8を半径方向に貫通した円筒面形状をしている。周囲流体が極低温流体の場合、保持器8に固体潤滑剤を付与してもよい。周知の固体潤滑剤のなかから選択して採用することができるが、使用実績に照らしPTFE系合成樹脂が好ましい。液体水素や液体酸素といった極低温流体に浸漬されるターボポンプ用軸受では、油は凍結してしまい潤滑剤として使用できないため、固体潤滑剤を採用している。   The cage 8 is a window-shaped resin cage, and has a plurality of pockets 10 arranged at predetermined intervals in the circumferential direction as shown in FIG. 2, and each pocket 10 penetrates the cage 8 in the radial direction. It has a cylindrical surface shape. When the surrounding fluid is a cryogenic fluid, a solid lubricant may be applied to the cage 8. Although it can select and employ | adopt from well-known solid lubricants, PTFE type synthetic resin is preferable in light of the use track record. In a turbo pump bearing that is immersed in a cryogenic fluid such as liquid hydrogen or liquid oxygen, the oil freezes and cannot be used as a lubricant, so a solid lubricant is employed.

図3に示すように、保持器8の内周には、ポケット10を挟んで2本の円周方向溝14が形成してある。円周方向溝14は、保持器8の軸方向で見てポケット10の両側に配置してある。そして、図1(B)からわかるように、各円周方向溝14の底面から保持器8の外周面まで半径方向に延びる貫通穴12が設けてある。貫通穴12の位置は、円周方向等配で、かつ、隣り合うポケット10の中間付近が好ましい。結果として、図示した例では、穴12の数はポケット10と同数となっている。   As shown in FIG. 3, two circumferential grooves 14 are formed on the inner periphery of the cage 8 with the pocket 10 interposed therebetween. The circumferential grooves 14 are arranged on both sides of the pocket 10 when viewed in the axial direction of the cage 8. As can be seen from FIG. 1B, through holes 12 extending in the radial direction from the bottom surface of each circumferential groove 14 to the outer peripheral surface of the cage 8 are provided. The positions of the through holes 12 are preferably equidistant in the circumferential direction and near the middle of adjacent pockets 10. As a result, in the illustrated example, the number of holes 12 is the same as the number of pockets 10.

保持器8の内周面と外周面とでは、直径差があるために、表面積に差が生じ、保持器に静水圧が作用する環境下では周囲流体から保持器8が受ける圧力の合力は、内径側よりも外径側が大きい。その結果、保持器8に縮径方向の力が作用して保持器8の内周面と内輪2の肩2bとの間のすきまが狭められ、流体が流入しにくくなる。しかも、軸受の回転に伴う遠心力の作用で、貫通穴12を通じて流体が外径側に流出する。したがって、円周方向溝14の内部圧力が低下する。このようにして、保持器の内周面と外周面の面積差のみによる従来の保持器の圧縮方向の力以上に保持器8に縮径方向の力が作用する。この縮径方向の力は、保持器8の拡径方向に作用するフープ応力に対抗し、フープ応力を抑制する働きをする。   Since there is a difference in diameter between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cage 8, a difference in surface area occurs, and in the environment where hydrostatic pressure acts on the cage, the resultant force of the pressure received by the cage 8 from the surrounding fluid is The outer diameter side is larger than the inner diameter side. As a result, a force in the diameter reducing direction acts on the cage 8 to narrow the clearance between the inner peripheral surface of the cage 8 and the shoulder 2b of the inner ring 2, and fluid does not easily flow. In addition, the fluid flows out to the outer diameter side through the through hole 12 by the action of the centrifugal force accompanying the rotation of the bearing. Therefore, the internal pressure of the circumferential groove 14 is reduced. In this way, the force in the diameter reducing direction acts on the cage 8 more than the force in the compression direction of the conventional cage due to only the area difference between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the cage. The force in the diameter reducing direction counteracts the hoop stress acting in the diameter expanding direction of the cage 8 and functions to suppress the hoop stress.

上述の、保持器8の外径側の昇圧と内径側の減圧という現象を、より効果的に発生させることにより、フープ応力の抑制を促進することができる。以下、そのための具体的な構成について述べる。   Suppression of the hoop stress can be promoted by more effectively generating the above-described phenomenon of pressure increase on the outer diameter side and pressure decrease on the inner diameter side of the cage 8. Hereinafter, a specific configuration for that purpose will be described.

図4に示すように、保持器8の側面8aに複数の撹拌要素8bを設ける。各撹拌要素8bは、たとえば、保持器8の側面8aから突出した板状の突起の形態でも、あるいは、側面8aに形成した溝の形態であってもよい。要は、保持器8の回転に伴う遠心力の作用で、保持器8の内径側から外径側に向かう流体の流れを発生させることができればよい。そうすることにより、保持器8の側面8a付近の流体を積極的に外径側に移動させて保持器8の外径側を昇圧する。そのような撹拌要素8bの具体的な形状としては、放射状(図4(A))またはスパイラル形状(図4(B))が挙げられる。スパイラル形状の撹拌要素8bの場合、保持器8の回転に伴って保持器8の内径側から外径側に向かる流体の流れを起こすようにするため、図4(B)の反時計方向が回転方向となるようにする。   As shown in FIG. 4, a plurality of stirring elements 8 b are provided on the side surface 8 a of the cage 8. Each stirring element 8b may be, for example, in the form of a plate-like protrusion protruding from the side surface 8a of the cage 8, or in the form of a groove formed in the side surface 8a. In short, it is only necessary that the flow of fluid from the inner diameter side to the outer diameter side of the cage 8 can be generated by the action of the centrifugal force accompanying the rotation of the cage 8. By doing so, the fluid in the vicinity of the side surface 8a of the cage 8 is positively moved to the outer diameter side to increase the pressure on the outer diameter side of the cage 8. A specific shape of such a stirring element 8b includes a radial shape (FIG. 4A) or a spiral shape (FIG. 4B). In the case of the spiral-shaped stirring element 8b, the counterclockwise direction of FIG. 4B is set to cause a fluid flow from the inner diameter side to the outer diameter side of the cage 8 as the cage 8 rotates. Make the direction of rotation.

図5(A)と図5(B)は、内径がその長手方向に均一な貫通穴12とした場合と、保持器8の内径側から外径側に向かって内径が徐々に拡大する貫通穴12aとした場合を対比して示す。後者の場合、遠心力による貫通穴12a内の流体の流れが助長され、保持器8の内径側がさらに減圧される。   5 (A) and 5 (B) show a case where the through hole 12 has a uniform inner diameter in the longitudinal direction and a through hole in which the inner diameter gradually increases from the inner diameter side to the outer diameter side of the cage 8. Comparison is made with the case of 12a. In the latter case, the fluid flow in the through hole 12a by centrifugal force is promoted, and the inner diameter side of the cage 8 is further depressurized.

また、図6に示すように、保持器8を案内する内輪2の肩2bの端部に環状突縁を設け、保持器8の側面8aと環状突縁の内壁面2cとの間にすきまを設ける。なお、すきまの図示は省略してある。   Further, as shown in FIG. 6, an annular protruding edge is provided at the end of the shoulder 2b of the inner ring 2 that guides the cage 8, and a gap is provided between the side surface 8a of the cage 8 and the inner wall surface 2c of the annular protruding edge. Provide. The clearance is not shown.

軸受の組立時すなわち常温時には、図6(B)に示すように、保持器8の内径と内輪2の環状突縁の外径との間に「正」のすきまが存在する設定とし、これにより、組み付けを可能とする。   When the bearing is assembled, that is, at room temperature, as shown in FIG. 6B, a “positive” clearance exists between the inner diameter of the cage 8 and the outer diameter of the annular protrusion of the inner ring 2. , Enabling assembly.

運転時すなわち極低温時には、合成樹脂製保持器8の線膨張係数が金属製内輪2の線膨張係数よりも大きいため、図6(C)に示すように、保持器8の内径が内輪2の環状突縁の外径より小さくなる。したがって、保持器8は内輪2の環状突縁間にはまり、保持器8の側面8aと環状突縁の内壁面2cとの間にすきまが設けられる。このすきまも図示は省略してある。その結果、保持器8の内径側に流体が流入しにくくなり、保持器8の内径側が一層減圧される。   At the time of operation, that is, at an extremely low temperature, the linear expansion coefficient of the synthetic resin cage 8 is larger than the linear expansion coefficient of the metal inner ring 2, so that the inner diameter of the cage 8 is the inner ring 2 as shown in FIG. It becomes smaller than the outer diameter of the annular projecting edge. Accordingly, the cage 8 fits between the annular projecting edges of the inner ring 2, and a clearance is provided between the side surface 8a of the retainer 8 and the inner wall surface 2c of the annular projecting edge. This clearance is also not shown. As a result, it becomes difficult for fluid to flow into the inner diameter side of the cage 8, and the inner diameter side of the cage 8 is further depressurized.

上述の実施例の効果をまとめると次のとおりである。   The effects of the above-described embodiment are summarized as follows.

実施例の転がり軸受は、内輪2と、外輪4と、内輪2の軌道面2aと外輪4の軌道面4aとの間に介在する複数の転動体6と、転動体6を収容するポケット10を有する保持器8とを具備し、周囲流体に浸漬された環境で使用される転がり軸受を前提としている。そして、保持器8の内周に円周方向の溝14を設け、溝14から保持器8の外周面まで貫通した穴12を設けたものである。   The rolling bearing according to the embodiment includes an inner ring 2, an outer ring 4, a plurality of rolling elements 6 interposed between the raceway surface 2 a of the inner ring 2 and the raceway surface 4 a of the outer ring 4, and a pocket 10 that accommodates the rolling element 6. It is based on a rolling bearing that is used in an environment immersed in an ambient fluid. And the groove | channel 14 of the circumferential direction is provided in the inner periphery of the holder | retainer 8, and the hole 12 penetrated from the groove | channel 14 to the outer peripheral surface of the holder | retainer 8 is provided.

溝14は、保持器8の軸方向で見てポケット10の両側に溝14を配置することにより、溝14および穴12を通じて周囲流体を保持器8の内径側から外径側へ導く作用が保持器8の軸方向両側でバランスよく発揮される。 By arranging the grooves 14 on both sides of the pocket 10 when viewed in the axial direction of the cage 8, the groove 14 has the effect of guiding the surrounding fluid from the inner diameter side to the outer diameter side of the cage 8 through the grooves 14 and the holes 12. It is exhibited in a balanced manner on both axial sides of the vessel 8.

穴12は、保持器8の円周方向に等配とし、また、保持器8のポケット10と同数とするのが保持器8の回転バランス上好ましい。 It is preferable in terms of rotational balance of the cage 8 that the holes 12 are equally distributed in the circumferential direction of the cage 8 and the same number as the pockets 10 of the cage 8.

穴12は、隣り合ったポケット10の中間に配置するのが好ましい。ポケット10の周囲はポケットを形成するために薄肉となっていることから、ポケット10とポケット10の間の部分に穴12を設けることで、保持器8の強度低下を避けることができる。 The hole 12 is preferably arranged in the middle of the adjacent pockets 10. Since the periphery of the pocket 10 is thin in order to form a pocket, a reduction in strength of the cage 8 can be avoided by providing the hole 12 in a portion between the pocket 10 and the pocket 10.

保持器8の側面8aに撹拌要素8bを設けることにより、保持器8の回転に伴う遠心力の作用で、保持器8の内径側から外径側に向かう流体の流れを発生させ、保持器8の側面8a付近の流体を積極的に外径側に移動させて保持器8の外径側を昇圧することができる。撹拌要素8bはたとえば溝または突起の形態で、放射状またはスパイラル形状に配置することができる。   By providing the stirring element 8 b on the side surface 8 a of the cage 8, a fluid flow from the inner diameter side to the outer diameter side of the cage 8 is generated by the action of centrifugal force accompanying the rotation of the cage 8, and the cage 8 The fluid in the vicinity of the side surface 8a can be positively moved to the outer diameter side to increase the pressure on the outer diameter side of the cage 8. The stirring elements 8b can be arranged in a radial or spiral shape, for example in the form of grooves or protrusions.

穴12の内径を保持器8の外径に向かって徐々に大きくなるようすれば、遠心力による貫通穴12a内の流体の流れが助長され、保持器8の内径側がさらに減圧される。   If the inner diameter of the hole 12 is gradually increased toward the outer diameter of the cage 8, the flow of fluid in the through hole 12 a due to centrifugal force is promoted, and the inner diameter side of the cage 8 is further depressurized.

内輪2の端部外周に環状突縁を設け、保持器8の側面8bと環状突縁の内壁面2cとの間にすきまを設けることにより、運転時すなわち極低温時には、保持器8と内輪2の線膨張係数差によって、保持器8の内径が内輪2の環状突縁の外径より小さくなり、保持器8は内輪2の環状突縁間にはまる。その結果、保持器8の内径側に流体が流入しにくくなり、保持器8の内径側が一層減圧される。   By providing an annular projecting edge on the outer periphery of the end of the inner ring 2 and providing a clearance between the side surface 8b of the retainer 8 and the inner wall surface 2c of the annular projecting edge, the cage 8 and the inner ring 2 are operated during operation, that is, at extremely low temperatures. , The inner diameter of the cage 8 becomes smaller than the outer diameter of the annular projecting edge of the inner ring 2, and the retainer 8 fits between the annular projecting edges of the inner ring 2. As a result, it becomes difficult for fluid to flow into the inner diameter side of the cage 8, and the inner diameter side of the cage 8 is further depressurized.

周囲流体が極低温流体の場合、油は凍結してしまい潤滑剤として使用できないため、保持器8にPTFE系合成樹脂その他の固体潤滑剤を付与してもよい。
また、内輪2の軌道面2aおよび外輪4の軌道面4aならびに転動体6の表面にPTFEスパッタ被膜を施してもよく、そのような構成を採用することにより、PTFEが転がり接触部分に転着して潤滑作用を行う。
When the ambient fluid is a cryogenic fluid, the oil freezes and cannot be used as a lubricant. Therefore, PTFE synthetic resin or other solid lubricant may be applied to the cage 8.
Further, the PTFE sputter coating may be applied to the raceway surface 2a of the inner ring 2, the raceway surface 4a of the outer ring 4, and the surface of the rolling element 6. By adopting such a configuration, PTFE is rolled to the rolling contact portion. To lubricate.

内輪2および外輪4ならびに転動体6の材料はマルテンサイト系ステンレス鋼製とすることができる。あるいは、転動体6の材質をセラミックスとすることにより、セラミックスは鋼に比べて密度が約40%であるため遠心力の影響を受け難く、高速回転するターボポンプ用軸受の転動体の材料として有利である。   The material of the inner ring 2, the outer ring 4, and the rolling element 6 can be made of martensitic stainless steel. Alternatively, if the material of the rolling element 6 is ceramics, the density of the ceramics is approximately 40% compared to steel, so that it is less susceptible to centrifugal force and is advantageous as a rolling element material for turbo pump bearings that rotate at high speed. It is.

周囲流体は油であってもよく、その場合、当該転がり軸受は油潤滑下で運転する。言い換えるならば、当該転がり軸受は極低温流体を扱う用途でさえ使用することができるのであるから、油潤滑下でも当然に使用可能である。   The surrounding fluid may be oil, in which case the rolling bearing is operated under oil lubrication. In other words, since the rolling bearing can be used even for applications involving cryogenic fluids, it can naturally be used even under oil lubrication.

実施例の転がり軸受は、周囲流体が油であるものを除き、ロケットエンジンのターボポンプに使用することができる。当該ターボポンプ用転がり軸受は保持器強度について信頼性が高い。   The rolling bearing of the embodiment can be used for a turbo pump of a rocket engine except that the surrounding fluid is oil. The turbo pump rolling bearing is highly reliable in terms of cage strength.

以上、図面に例示した実施例に基づいてこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、特許請求の範囲を逸脱することなく種々の変形を加えて実施をすることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described based on the embodiments illustrated in the drawings, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the scope of the claims.

2 内輪
2a 軌道面
2b 肩
2c 環状突縁の内壁面
4 外輪
4a 軌道面
4b カウンターボア
6 転動体
8 保持器
8a 側面
8b 撹拌要素
10 ポケット
12 貫通穴
14 円周方向溝
2 inner ring 2a raceway surface 2b shoulder 2c inner wall surface of annular projecting edge 4 outer ring 4a raceway surface 4b counter bore 6 rolling element 8 cage 8a side surface 8b stirring element 10 pocket 12 through hole 14 circumferential groove

Claims (9)

内輪と、外輪と、内輪の軌道面と外輪の軌道面との間に介在する複数の転動体と、転動体を収容するポケットを有する保持器とを具備し、周囲流体に浸漬された環境で使用される転がり軸受において、
前記保持器の内周に円周方向の溝を設け、前記溝から前記保持器の外周面まで貫通した穴を設けた転がり軸受。
In an environment immersed in an ambient fluid, comprising an inner ring, an outer ring, a plurality of rolling elements interposed between the raceway surface of the inner ring and the raceway surface of the outer ring, and a cage having a pocket for accommodating the rolling elements. In the rolling bearing used,
The rolling bearing which provided the groove | channel of the circumferential direction in the inner periphery of the said holder | retainer, and provided the hole penetrated from the said groove | channel to the outer peripheral surface of the said holder | retainer.
前記溝は、前記保持器の軸方向で見てポケットの両側に位置する請求項1の転がり軸受。 The rolling bearing according to claim 1, wherein the groove is located on both sides of the pocket when viewed in the axial direction of the cage. 前記穴は、隣り合ったポケットの中間に位置する請求項1または2の転がり軸受。 The rolling bearing according to claim 1, wherein the hole is located between adjacent pockets. 前記保持器の側面に溝または突起の形態をした撹拌要素を設けた請求項1から請求項3のいずれか1項の転がり軸受。   The rolling bearing according to any one of claims 1 to 3, wherein a stirring element in the form of a groove or a protrusion is provided on a side surface of the cage. 前記穴は前記保持器の外径に向かって内径が徐々に大きくなっている請求項1から請求項4のいずれか1項の転がり軸受。   The rolling bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein an inner diameter of the hole gradually increases toward an outer diameter of the cage. 前記内輪の端部外周に環状突縁を設け、前記保持器の側面と前記環状突縁の内壁面との間にすきまを設けた請求項1から請求項5のいずれか1項の転がり軸受。   The rolling bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein an annular projecting edge is provided on an outer periphery of an end portion of the inner ring, and a gap is provided between a side surface of the cage and an inner wall surface of the annular projecting edge. 前記周囲流体は極低温流体で、前記保持器に固体潤滑剤を付与した請求項1から請求項6のいずれか1項の転がり軸受。   The rolling bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein the surrounding fluid is a cryogenic fluid, and a solid lubricant is applied to the cage. 前記内輪の軌道面および前記外輪の軌道面ならびに前記転動体の表面にPTFEスパッタ被膜を施した請求項1から請求項7のいずれか1項の転がり軸受。   The rolling bearing according to any one of claims 1 to 7, wherein a PTFE sputter coating is applied to a raceway surface of the inner ring, a raceway surface of the outer ring, and a surface of the rolling element. ロケットエンジンのターボポンプに使用する請求項1から請求項8のいずれか1項の転がり軸受。   The rolling bearing according to any one of claims 1 to 8, which is used for a turbo pump of a rocket engine.
JP2013178200A 2013-08-29 2013-08-29 Rolling bearing Pending JP2015045397A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013178200A JP2015045397A (en) 2013-08-29 2013-08-29 Rolling bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013178200A JP2015045397A (en) 2013-08-29 2013-08-29 Rolling bearing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015045397A true JP2015045397A (en) 2015-03-12

Family

ID=52671041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013178200A Pending JP2015045397A (en) 2013-08-29 2013-08-29 Rolling bearing

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015045397A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180007813A (en) * 2016-07-14 2018-01-24 한화테크윈 주식회사 Rolling bearing
CN118622840A (en) * 2024-08-13 2024-09-10 慈兴集团有限公司 Low wear radial contact bearings

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180007813A (en) * 2016-07-14 2018-01-24 한화테크윈 주식회사 Rolling bearing
KR102138764B1 (en) * 2016-07-14 2020-07-28 한화에어로스페이스 주식회사 Rolling bearing
CN118622840A (en) * 2024-08-13 2024-09-10 慈兴集团有限公司 Low wear radial contact bearings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5752385B2 (en) Rolling bearing device
WO2012046749A1 (en) Sliding part
US20150323000A1 (en) Five-axial groove cylindrical journal bearing with pressure dams for bi-directional rotation
EP2463536B1 (en) High-pressure fuel pump
WO2017146047A1 (en) Roller bearing for extremely low-temperature environments
JP2018150892A (en) Bearing unit
US8360657B2 (en) Hydrodynamic tapered roller bearings and gas turbine engine systems involving such bearings
JP2012247026A (en) Cylindrical roller bearing
US20090060706A1 (en) Ball bearing and pump for cryogenic use
JP2015045397A (en) Rolling bearing
CN102105653B (en) Use of a rolling-element bearing for bearing rotating components in vacuum devices and vacuum device
JP2012007686A (en) Rolling bearing device
WO2017082205A1 (en) Roller bearing for very low temperature environments
US20180363500A1 (en) Non-symmetric ball bearing system for a turbocharger
JP2015209863A (en) Angular ball bearing
JP6540281B2 (en) Double row ball bearing
US10634152B2 (en) Multi-bearing design for shaft stabilization
JP2002147462A (en) Rolling bearing
JP2018178875A (en) Bearing and bearing unit
JP2014101985A (en) Roller bearing and pump device for liquefied gas
US20170058954A1 (en) Shaft seal having transitional contact
JP2017166627A (en) Angular ball bearing
JP2007224976A (en) Thrust roller bearing
WO2017043445A1 (en) Rolling bearing for extremely low temperature environments
JP2018150989A (en) Bearing unit