JP2000120703A - 軸受装置およびスピンドル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械に使用されるスピンドル装置等にお
いて、高速回転する回転軸をその軸線方向への移動を許
容しつつ回転可能に軸支することができる軸受装置を提
供する。 【解決手段】 内外輪１１，１２間に配される複数の転
動体は、真球状に形成された転動ボール１０であって、
保持器１３により円周方向へ所定間隔をもって回転可能
に保持されるとともに、これら転動ボール１０が転動す
る内外輪１１，１２の軌道１１ａ，１２ａのうち、内輪
１１の軌道１１ａが直線状断面を有する直線軌道の形態
とされており、これにより、回転主軸１をその軸線方向
への移動を許容しつつ回転可能に軸支するとともに、転
動による摩擦熱の発生防止や潤滑油による高い潤滑性を
確保して、スピンドル装置の高速化に有効に対応でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は軸受装置およびス
ピンドル装置に関し、さらに詳細には、回転軸をその軸
線方向への移動を許容しつつ回転可能に軸支する軸受技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、工作機械の回転工具用スピンド
ル装置は、図７(a) に示すように、先端部ａに回転工具
（図示省略）が取り付けられる回転主軸ｂが、前後一対
の軸受ｃ，ｄにより回転可能に軸支されるとともに、こ
れら両軸受ｃ，ｄの間に、回転主軸ｂを回転駆動する駆
動モータｅが一体的に組み込まれてなるモータ内蔵型ス
ピンドル装置の形態とされている。

【０００３】ところで、回転主軸ｂを回転可能に軸支す
る前後一対の軸受ｃ，ｄのうち、後側の軸受ｄはいわゆ
るサポート軸受と称され、主として回転主軸ｂの軸方向
の伸び等を吸収し得る構造を備えている。

【０００４】すなわち、モータ内蔵型スピンドル装置に
おいては、その複雑な構造から、組付けによる累積誤差
や高速回転時に発生する熱による回転主軸ｂの熱膨張等
により、所定の軸方向寸法より１ｍｍ以上の寸法誤差を
生じることがある。このため、この種スピンドル装置に
は、回転主軸ｂの支持位置の変化や回転主軸の軸方向寸
法の変化を吸収する構造が必須であり、この役目を担っ
ているのが上記後側軸受つまりサポート軸受ｄである。

【０００５】この目的のため、サポート軸受ｄとして
は、従来、図７(b) に示すような構造を備えた円筒ころ
軸受が用いられている。

【０００６】この円筒ころ軸受ｄは、内輪（内側軌道
輪）ｆの外周軌道が２列の軌道溝ｇ，ｇを備えるととも
に、外輪（外側軌道輪）ｈの内周軌道ｉが直線状断面を
有する直線軌道の形態とされ、複数の円筒ころｊ，ｊ，
…がこれら両軌道ｇ，ｉを転動走行するように構成され
た複列円筒ころ軸受である。ｋは円筒ころｊ，ｊ，…を
円周方向へ所定間隔をもって回転可能に保持する保持器
を、またｌは外輪ｈに設けられた潤滑剤用の噴射孔をそ
れぞれ示している。

【０００７】そして、駆動モータｅにより回転駆動され
る回転主軸ｂに、発熱等による熱膨張が生じると、後側
のサポート軸受ｄにおいて、円筒ころｊ，ｊ，…の直線
軌道ｈに対する軸方向移動が許容される結果、上記回転
主軸ｂの軸方向寸法の変化（伸び）に追従して内外輪
ｆ，ｈの相対的な軸方向位置が変化し、これにより回転
主軸ｂの伸びを有効に吸収することとなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサポート軸受ｄの構造では、以下に述べるよ
うな問題があり、その改良が要望されていた。

【０００９】すなわち、軸受の回転速度は、主にその内
部に生じる摩擦熱に起因する温度上昇によって制約を受
け、回転速度がある限度以上に達すると、軸受の焼付き
などによって継続運転ができなくなる事態を招く。この
ような焼付きに至るような発熱を生じさせないで運転で
きる回転速度は軸受の許容回転速度といわれ、その許容
値としては許容ｄ_m ｎ値が一般的に用いられる。このｄ
_m ｎ値はラジアル軸受にあっては下式により表される。

【００１０】ｄ_m ｎ≦ｆ₁ ・ｆ₂ ・ｆ₃ ・Ａ ここに、ｄ_m ：軸受の内径と外径の算術平均値（ｍｍ） ｎ：回転速度（ｒｐｍ） ｆ₁ ：軸受寸法による補正係数 ｆ₂ ：荷重の大きさによる補正係数 ｆ₃ ：合成荷重による補正係数 Ａ：許容回転速度を決める値

【００１１】この許容回転速度（許容ｄ_m ｎ値）は、軸
受の規格や具体的構造形式等によって異なるが、特に潤
滑方法に因るところが大きい。

【００１２】特に、上述したサポート軸受ｄの構造にお
いては、転動体として円筒ころｊが用いられているとこ
ろ、これら円筒ころｊ，ｊ，…と内外輪ｆ，ｈの軌道と
の接触は線接触になり、前側の軸受ｃのような点接触す
る玉軸受に比べて接触面積が大きく、これがため、転動
体ｊの転動による摩擦熱が発生しやすく、かつ外輪ｈの
噴射孔ｌから噴射供給される潤滑剤の廻りも劣る。この
結果、軸受の許容回転速度は比較的低くて、近時の高速
化された回転主軸ｂのサポート軸受としては、焼付きを
生じてしまうおそれがあり、その採用が困難であった。

【００１３】また、この種の円筒ころ軸受には金属製の
保持器が一般に使用されるため、やはり潤滑不良を起こ
して焼付きを生じるおそれがあり、この点からも回転主
軸ｂの高速回転化には対応が困難であった。

【００１４】これらの点に関して、後側のサポート軸受
ｄとして、潤滑性に優れるアンギュラ玉軸受を用いるこ
とも考えられるが、アンギュラ玉軸受は、ラジアル荷重
とアキシャル荷重の両者を負担するという構造上、軸受
内部では軸方向の自由度が得られないため、軸受外部で
軸方向への自由度を持たせる構造上の工夫が必要とな
り、構造が複雑化して、製造コストさらには製品コスト
の上昇を招くという新たな問題を生じてしまう。

【００１５】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、球状の転
動体を用いて、高速回転する回転軸をその軸線方向への
移動を許容しつつ回転可能に軸支することができる構造
を備えた軸受装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決解決するための手段】上記目的を達成する
ため、本発明の軸受装置は、内外軌道輪間に配される複
数の転動体が、球状転動体の形態とされるとともに、保
持器により円周方向へ所定間隔をもって回転可能に保持
され、これら球状転動体が転動する上記内外軌道輪の軌
道のうち、少なくとも一方が直線状断面を有する直線軌
道の形態とされていることを特徴とする。

【００１７】好適な実施態様として、上記内外軌道輪の
軌道のうち、一方の軌道が直線状断面を有する直線軌道
の形態とされるとともに、他方の軌道が円弧状断面を有
する軌道溝の形態とされる。あるいは、内外両軌道輪の
軌道が直線状断面を有する直線軌道の形態とされるとと
もに、上記内側軌道輪または外側軌道輪のいずれか一方
に、上記球状転動体の軸方向への移動を規制する規制手
段が設けられる。

【００１８】また、上記球状転動体がセラミック材料か
ら形成されるとともに、上記保持器が含油性フェノール
樹脂から形成される。

【００１９】本発明のスピンドル装置は、回転主軸を回
転可能に軸支する前後一対の軸受のうち、後側のサポー
ト軸受が上記軸受装置から構成されていることを特徴と
し、好適には、装置内部に駆動モータが一体的に組み込
まれてなるモータ内蔵型スピンドル装置である。

【００２０】本発明の軸受装置、例えば、上記のような
モータ内蔵型スピンドル装置の回転主軸を回転支持する
後側のサポート軸受として使用される軸受装置におい
て、駆動モータにより回転主軸が回転駆動されると、軸
受部の発熱等による熱膨張により、回転主軸は軸方向へ
の寸法変化つまり伸びを生じるところ、軸受装置の内外
軌道輪間に配される複数の転動体が、球状転動体の形態
とされるとともに、上記内外軌道輪の軌道のうちの少な
くとも一方が直線状断面を有する直線軌道の形態とされ
ており、これにより、内外軌道輪が上記回転主軸の伸び
に追従して軸方向へ相対的に移動し、この結果、軸受装
置内部で回転主軸の伸びが有効に吸収される。

【００２１】この場合、上記内外軌道輪間に配される転
動体が球状転動体であるから、これら球状転動体と内外
軌道輪の軌道との接触は点接触となり、転動体の転動に
よる摩擦熱の発生も円筒ころに比較して少なく、またオ
イルエア潤滑法等によって噴射される潤滑剤の廻りも良
好であり、軸受装置における許容回転速度の向上を図る
ことができる。

【００２２】また、転動体の構成材料として、比重が小
さくかつ耐熱性の高いセラミックを使用すれば、高速回
転時の焼付きを有効に防止でき、あるいは、保持器の構
成材料として、比重が小さく、含油性が有りかつ耐熱性
の高いフェノール樹脂を用いることにより、金属製保持
器を用いた場合よりも潤滑性に優れ、より高速回転に適
したものとなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００２４】実施形態１ 本発明に係るスピンドル装置が図１に示されており、こ
のスピンドル装置は、具体的には、研削盤等の工作機械
の主軸台に装置されるもので、先端部に回転工具が取り
付けられる回転主軸１と、装置内部に一体的に組み込ま
れた駆動モータ２とを主要部として備えるモータ内蔵型
スピンドル装置である。

【００２５】回転主軸１は、その前後位置を軸承する前
後一対の軸受３，４により、ハウジング５内に回転可能
に収容保持されており、その先端部に回転工具（図示省
略）を着脱可能に取り付ける工具取付部１ａを備えると
ともに、その中央部が駆動モータ２に駆動連結されてい
る。

【００２６】前側軸受３は、回転工具に近い位置にあっ
て回転主軸１を回転支持するもので、２個のアンギュラ
玉軸受３１，３２から構成され、回転主軸１に作用する
ラジアル荷重とアキシャル荷重の両荷重を負担する。ア
ンギュラ玉軸受３１，３２の具体的な構造は従来周知で
あり、詳細な説明は省略する。

【００２７】後側軸受４は、回転工具に遠い位置にあっ
て、回転主軸１をその軸線方向への移動を許容しつつ回
転可能に支持するいわゆるサポート軸受であって、図２
に示すような構造を備えてなる。

【００２８】このサポート軸受４は、転動体１０，１
０，…として真球状の球状転動体つまり転動ボールが用
いられた玉軸受の形態とされるとともに、回転側である
回転主軸１に取り付け固定される内輪（内軌道輪）１１
と、固定側であるハウジング５に取り付け固定される外
輪（外軌道輪）１２が相対的に軸方向へ移動可能な構造
とされている。

【００２９】具体的には、内輪１１の外周面に形成され
る軌道１１ａは、図示のごとく直線状断面を有する直線
軌道の形態とされるとともに、外輪１２の内周面に形成
される軌道１２ａは、転動ホール１０の曲率に対応した
曲率、つまり転動ホール１０の曲率よりも若干大きな曲
率の円弧状断面を有する深溝状の軌道溝の形態とされて
いる。これら内外輪１１，１２は軸受鋼から形成されて
いる。

【００３０】上記内外輪１１，１２間に転動可能に介装
される転動ボール１０は、保持器１３の各ボールポケッ
ト１３ａに回転可能に保持されて、円周方向へ所定間隔
をもって配置されている。転動ボール１０は、比重が小
さくかつ耐熱性の高いセラミック材料で形成されるとと
もに、保持器１３は、比重が小さく、含油性が有りかつ
耐熱性の高い含油性フェノール樹脂から形成されてい
る。

【００３１】また、保持器１３のボールポケット１３ａ
は、図示のごとく下向きに先細状とされた小さなテーパ
状断面を有するとともに、その下端開口が上記転動ボー
ル１０の外径よりも僅かに小さな寸法とされている。そ
して、上記ボールポケット１３ａに対して、転動ボール
１０が上記下端開口の弾性変形により内径側からパチン
とワンタッチで嵌入されるとともに、一旦嵌入された転
動ボール１０が内径側へ脱落しないように構成されてい
る。これにより、転動ボール１０，１０，…と外輪１２
とは、保持器１３を介して一体的に組付けられたユニッ
ト構造とされている。

【００３２】このようにユニット構造とされた転動ボー
ル１０，１０，…、外輪１２および保持器１３は、外輪
１２がハウジング５の取付け凹部５ａに嵌挿されるとと
もに、外輪押え１４により押圧固定されて、ハウジング
５に組付けられている。

【００３３】一方、内輪１１は、回転主軸１の後端部１
ｂに嵌挿されるとともに、内輪ナット１５により締付け
固定されている。具体的には、内輪１１の内周面１１ｂ
が後方に向けて先細のテーパ面に形成されるとともに、
回転主軸１の後端部１ｂの外周面（軌道輪取付面）が上
記内輪１１の内周面１１ｂに対応したテーパ面とされて
いる。これにより、内輪ナット１５の締め込み具合によ
って、内輪１１の拡がり具合さらには直線軌道１１ａの
外径が微調整されて、転動ボール１０，１０，…と、内
輪１１の軌道１１ａとのスキマの調整が可能であり（μ
ｍオーダでの微調整が可能）、剛性も高まる。

【００３４】このような構造とされたサポート軸受４に
おいては、内輪１１の軌道が直線軌道１１ａとされてい
るので、内外輪１１，１２が軸方向へ相対的に移動する
ことができる。

【００３５】これにより、スピンドル装置の組付けに伴
う各構成部品間の累積誤差があっても、また高速回転時
に発生する熱により、回転主軸１が軸方向に膨張して寸
法変位を生じても、サポート軸受４の内輪１１が、転動
ボール１０，１０，…さらには外輪１２に対して軸方向
へ移動することができ、回転主軸１に関する軸方向の組
付け寸法誤差や寸法変位が有効に吸収され得る構成とさ
れている。

【００３６】駆動モータ２は、上記前後一対の軸受３，
４の間に配されており、具体的には、ステータ１５がハ
ウジング５の内周円筒部に固定されるとともに、これに
対応して、ロータ１６が回転主軸１の所定位置に固定さ
れてなり、これにより、ステータ１５の内径面とロータ
１６の内径面とが、所定の空隙１７をもって対向配置さ
れてなる。

【００３７】また、ハウジング５には、前後両軸受３，
４内部の潤滑および冷却を効果的に行うための潤滑油供
給路２０が配設されている。この供給路２０は、ハウジ
ング５内を貫通して設けられており、その先端２０ａが
上記軸受３，４の内部（図示のものにおいては、保持器
１３と内輪１１の間部分）に臨む噴射口とされるととも
に、その基端２０ｂが図外の潤滑油供給源に連通されて
いる。これにより、潤滑油供給源から供給される潤滑油
は、上記潤滑油供給路２０を介して、前後軸受３，４の
内部に噴射供給されて、軸受３，４の円滑な回転運動が
確保されるとともに、発熱が防止される。

【００３８】しかして、以上のように構成されたスピン
ドル装置においては、駆動モータ２により回転主軸１が
高速で回転駆動されて、先端部の工具取付部１ａに取り
付けられた回転工具（図示省略）が高速回転し、工作物
に対する加工が行われる。

【００３９】この場合、駆動モータ２による回転主軸１
の高速回転に伴って、駆動モータ２や前後軸受３，４の
部位が発熱し、これにより、回転主軸１は熱膨張して、
軸方向への寸法変化つまり伸びを生じることになるが、
この伸びは後側のサポート軸受４により有効に吸収除去
されることになる。

【００４０】すなわち、サポート軸受４は、前述したよ
うに、転動ボール１０，１０，…の転動する内輪１１の
軌道が直線軌道１１ａとされているので、回転主軸１に
伸びが生じても、内外輪１１，１２がこの伸びに追従し
て軸方向へ相対的に移動することができ、この結果、回
転主軸１の伸びはサポート軸受４内部で有効に吸収され
ることとなる。一方、回転主軸１が回転停止すると、次
第に冷却して、軸方向への寸法変化は上記と逆に縮み方
向への寸法変化となるが、この縮みもサポート軸受４の
上記と逆の動作により有効に吸収除去されることにな
る。

【００４１】また、サポート軸受４の転動体１０，１
０，…は、前側軸受３と同様の転動ボールであるから、
これら転動ボール１０，１０，…と内外輪１１，１２の
軌道１１ａ，１２ａとの接触は点接触となり、転動ボー
ル１０，１０，…の転動による摩擦熱の発生も比較的少
なく、またオイルエア潤滑法によって潤滑油供給路２０
を介して噴射される潤滑剤の軸受内部への廻りも良好で
あり、サポート軸受４における許容回転速度（前記の許
容ｄ_m ｎ値で表される）の向上が図られる。

【００４２】さらに、回転主軸１の高速回転により転動
ボール１０，１０，…に遠心力が働くところ、外輪１２
の軌道１２ａが軌道溝の形態とされていると、耐磨耗性
の点で有効である。

【００４３】また、転動ボール１０が耐熱性の高いセラ
ミック製とされて、高速回転時にも焼付きが起こりにく
いことに加えて、保持器１３も含油性が有りかつ耐熱性
に優れるフェノール樹脂製で、潤滑性に富んでおり、こ
の点からも高速回転に適した構造とされている。

【００４４】実施形態２ 本実施形態は図３に示されており、後側のサポート軸受
４の構造が改変されたもので、具体的には、内外輪１
１，１２が実施形態１と逆の構造とされている。

【００４５】すなわち、内輪１１の軌道１１ａが転動ボ
ール１０，１０，…に対応した円弧状断面を有する軌道
溝の形態とされるとともに、外輪１２の軌道１２ａが直
線状断面を有する直線軌道の形態とされている。

【００４６】また、保持器１３のボールポケット１３ａ
は、図示のごとく転動ボール１０の外径に対応した球面
に形成されるとともに、その上端開口が転動ボール１０
の外径よりも小さな寸法とされて、転動ボール１０が上
側へ脱落しないように構成されている。これにより、転
動ボール１０，１０，…と内輪１１とは、保持器１３を
介して一体的に組付けられたユニット構造とされてい
る。

【００４７】さらに、内輪１１の内周面１１ｂは同一径
の円筒面に形成されるとともに、回転主軸１の後端部１
ｂの外周面（軌道輪取付面）も上記内輪１１の内周面１
１ｂに対応した円筒面とされている。

【００４８】しかして、回転主軸１に関する軸方向の組
付け寸法誤差や寸法変位が生じても、サポート軸受４の
内輪１１と転動ボール１０，１０，…は、外輪１２に対
して軸方向へ移動することができ、これらの組付け寸法
誤差や寸法変位が有効に吸収され得る。その他の構成お
よび作用は実施形態１と同様である。

【００４９】実施形態３ 本実施形態は図４に示されており、後側のサポート軸受
４の構造が改変されたもので、具体的には、転動ボール
１０，１０，…が複数列平行に配された複列玉軸受の形
態とされている。

【００５０】すなわち、外輪１２の内周面に２列の軌道
溝１２ａ，１２ａが全周にわたって平行に配されるとと
もに、転動ボール１０，１０，…がこれら両軌道溝１２
ａ，１２ａに沿って転動走行する構造とされている。各
列の転動ボール１０，１０，…は、それぞれ保持器１３
のボールポケット１３ａ，１３ａ，…に回転可能に保持
されている。

【００５１】また、保持器１３のボールポケット１３ａ
の具体的構造は実施形態２と同様とされている。

【００５２】なお、軌道溝１２ａの配設数は、図示のよ
うな２列に限定されず、負担すべき荷重等を考慮して、
他の構成部品の形状寸法等との関係で適宜設定される。

【００５３】また、潤滑油供給路２０の先端２０ａは、
外輪１２における上記２列の軌道溝１２ａ，１２ａ間か
ら軸受内部に臨む噴射口２１に連通されている。その他
の構成および作用は実施形態１と同様である。

【００５４】実施形態４ 本実施形態は図５に示されており、後側のサポート軸受
４の構造が改変されたもので、具体的には、外輪１２が
分割構造とされている。

【００５５】すなわち、外輪１２が一対の外輪部材２
２，２３からなる２分割構造とされるとともに、両外輪
部材２２，２３の対向位置に軌道溝２２ａ，２３ａが設
けられている。これら両軌道溝２２ａ，２３ａにより、
転動ボール１０に対応したほぼ円弧状断面を有する深溝
状の軌道溝が形成されており、転動ボール１０はこれら
軌道溝２２ａ，２３ａを２点接触状態で転動可能とされ
ている。

【００５６】このような構造とされることにより、上記
両外輪部材２２，２３の相対的な軸方向位置を適宜調整
することで、転動ボール１０，１０，…と、内輪１１の
軌道１１ａとのスキマを調整することが可能である。

【００５７】これに対応して、実施形態２と同様、内輪
１１の内周面１１ｂが同一径の円筒面に形成されるとと
もに、回転主軸１の後端部１ｂの外周面（軌道輪取付
面）も上記内輪１１の内周面１１ｂに対応した円筒面と
されている。

【００５８】また、潤滑油供給路２０の先端２０ａは、
上記両外輪部材２２，２３間の隙間２４に連通されて、
この隙間２４から潤滑油が軸受内部へ噴射供給されるよ
うに構成されている。その他の構成および作用は実施形
態１と同様である。

【００５９】実施形態５ 本実施形態は図６に示されており、後側のサポート軸受
４の構造が改変されたもので、具体的には内外輪１１，
１２双方の軌道１１ａ，１２ａが直線軌道とされてい
る。

【００６０】すなわち、内外輪１１，１２の軌道１１
ａ，１２ａはいずれも、直線状断面を有する直線軌道の
形態とされて、両軌道１１ａ，１２ａが転動ボール１
０，１０，…の軸方向移動を許容する構造とされてい
る。

【００６１】これに対応して、外輪１２の軸方向両端面
には、保持器１３の最大軸方向移動範囲を規定する規制
蓋（規制手段）２５，２５がそれぞれ設けられており、
これにより、転動ボール１０，１０，…の軸方向への移
動が規制されて、転動ボール１０，１０，…の外輪１２
からの脱落分離が防止されている。なお、上記規制蓋２
５，２５は、内輪１１側に設けられても良い。

【００６２】また、潤滑油供給路２０の先端２０ａは、
上記外輪１２の軸方向端部に設けられた噴射口２６に連
通されて、この噴射口２６から潤滑油が軸受内部へ噴射
供給されるように構成されている。

【００６３】しかして、回転主軸１に関する軸方向の組
付け寸法誤差や寸法変位が生じても、サポート軸受４の
内輪１１が、転動ボール１０，１０，…さらには外輪１
２に対して軸方向へ移動することができ、これらの組付
け寸法誤差や寸法変位が有効に吸収され得る。その他の
構成および作用は実施形態１と同様である。

【００６４】なお、上述した実施形態１〜５は、あくま
でも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発
明はこれらに限定されることなく、その範囲内で適宜設
計変更できる。

【００６５】例えば、図示の実施形態においては、転動
ボール１０および保持器１３の材質がそれぞれセラミッ
ク材料および含油性フェノール樹脂材料で構成されて、
軸受装置の軽量化や耐磨耗性の向上が図られているが、
これに限定されず他の材料で構成されても良い。

【００６６】また、本発明は図示の実施形態のような研
削盤等の工作機械の主軸台に装置されるモータ内蔵型ス
ピンドル装置のほか、他のスピンドル装置や回転装置の
軸受としても適用可能である。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の軸受装置
によれば、内外軌道輪間に配される複数の転動体が、球
状転動体の形態とされるとともに、保持器により円周方
向へ所定間隔をもって回転可能に保持され、これら球状
転動体が転動する上記内外軌道輪の軌道のうち、少なく
とも一方が直線状断面を有する直線軌道の形態とされて
いるから、以下に列挙するような種々の優れた効果が発
揮され、高速回転する回転軸をその軸線方向への移動を
許容しつつ回転可能に軸支することができる構造を備え
た軸受装置を提供することができる。

【００６８】(1) 例えば、モータ内蔵型スピンドル装置
の回転主軸を回転支持する後側のサポート軸受として使
用される軸受装置において、駆動モータにより回転主軸
が回転駆動されると、軸受部の発熱等による熱膨張によ
り、回転主軸は軸方向への寸法変化つまり伸びを生じる
ことになるが、上記内外軌道輪が上記回転主軸の伸びに
追従して軸方向へ相対的に移動する結果、軸受装置内部
で回転主軸の伸びが有効に吸収されることとなる。

【００６９】(2) また、上記内外軌道輪間に配される転
動体は球状転動体であるから、これら球状転動体と内外
軌道輪の軌道との接触は点接触となり、転動体の転動に
よる摩擦熱の発生も円筒ころに比較して少なく、またオ
イルエア潤滑法等によって噴射される潤滑剤の廻りも良
好であり、昇温の低減化も実現し、軸受装置における許
容回転速度の向上を図ることができ、近時のスピンドル
装置の高速化にも有効に対応することができる（許容回
転速度の特性試験の結果から、従来のこの種の軸受装置
においては許容ｄ_m ｎ値が２０，０００程度であったも
のが、本発明の軸受装置では１，５００，０００以上の
高速回転も可能であることが判明している）。

【００７０】(3) さらに、転動体の構成材料として、比
重が小さくかつ耐熱性に優れるセラミックを使用すれ
ば、軸受の耐熱性を向上でき、高速回転時の焼付きも有
効に防止できる。

【００７１】(4) 同様に、保持器の構成材料として、比
重が小さく、含油性が有りかつ耐熱性に優れる高いフェ
ノール樹脂を使用することにより、金属製保持器を用い
た場合よりも潤滑性に優れ、これにより、潤滑不良や摺
動部分の摩耗等によるトラブルを有効に防止して、軸受
の許容回転数を大幅に向上させることができ、ひいては
高速回転のスピンドル装置に適したものとなり、スピン
ドル装置の寿命の大幅な向上にも寄与する。

【００７２】(5) 構造簡単で、製造コストおよび製品コ
ストの低減化を図ることができる。特に、直線軌道を有
する軌道輪以外の構成部品については、市販品を使用す
ることも可能であり、このような構成を採用することに
より、大幅なコスト低減化が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１であるスピンドル装置を示
す側面断面図である。

【図２】同スピンドル装置における後側のサポート軸受
を拡大して示す側面断面図で、図２(a) はサポート軸受
単体を、また図２(b) はスピンドル装置に組み込まれた
状態をそれぞれ示す。

【図３】本発明の実施形態２に係るスピンドル装置にお
ける後側のサポート軸受を示す図２に対応した側面断面
図である。

【図４】本発明の実施形態３に係るスピンドル装置にお
ける後側のサポート軸受を示す図２に対応した側面断面
図である。

【図５】本発明の実施形態４に係るスピンドル装置にお
ける後側のサポート軸受を示す図２に対応した側面断面
図である。

【図６】本発明の実施形態５に係るスピンドル装置にお
ける後側のサポート軸受を示す図２に対応した側面断面
図である。

【図７】従来のスピンドル装置を示し、図７(a) は図１
に対応した側面断面図、図７(b) は後側のサポート軸受
を拡大して示す図２に対応した側面断面図である。

【符号の説明】

１ 回転主軸 ２ 駆動モータ ３ 前側軸受 ４ サポート軸受（後側軸受） ５ ハウジング １０ 転動ボール（転動体） １１ 内輪（内側軌道輪） １２ 外輪（外側軌道輪） １３ 保持器 ２２ 外輪部材 ２４ 規制蓋（規制手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA32 AA42 AA43 AA52 AA62 BA10 BA50 BA53 BA54 BA55 BA64 CA07 EA38 EA41 FA04 FA60 GA31

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内外軌道輪間に複数の転動体が転動可能
   に配されて、回転軸をその軸線方向への移動を許容しつ
   つ回転可能に軸支する軸受装置であって、 前記内外軌道輪間に配される複数の転動体は、球状転動
   体の形態とされるとともに、保持器により円周方向へ所
   定間隔をもって回転可能に保持され、 これら球状転動体が転動する前記内外軌道輪の軌道のう
   ち、少なくとも一方が直線状断面を有する直線軌道の形
   態とされていることを特徴とする軸受装置。
2. 【請求項２】 前記内側軌道輪の軌道が直線状断面を有
   する直線軌道の形態とされるとともに、前記外側軌道輪
   の軌道が円弧状断面を有する軌道溝の形態とされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 【請求項３】 前記内側軌道輪の軌道が円弧状断面を有
   する軌道溝の形態とされるとともに、前記外側軌道輪の
   軌道が直線状断面を有する直線軌道の形態とされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
4. 【請求項４】 前記内外軌道輪のうち軌道溝を有する側
   の軌道輪が軸方向へ二分割された分割構造とされている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載
   の軸受装置。
5. 【請求項５】 前記内外軌道輪の軌道が直線状断面を有
   する直線軌道の形態とされるとともに、前記内側軌道輪
   または外側軌道輪のいずれか一方に、前記球状転動体の
   軸方向への移動を規制する規制手段が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
6. 【請求項６】 前記内側軌道輪の内周面がテーパ面の形
   態とされるとともに、前記回転軸の軌道輪取付面が前記
   内側軌道輪の内周面に対応したテーパ面とされているこ
   とを特徴とする請求項１、２、３および５のいずれか一
   つに記載の軸受装置。
7. 【請求項７】 前記軌道溝が複数列平行に配されてなる
   ことを特徴とする請求項１、２、３および６のいずれか
   一つに記載の軸受装置。
8. 【請求項８】 前記球状転動体は、セラミック材料から
   形成されていることを特徴とする請求項１から７のいず
   れか一つに記載の軸受装置。
9. 【請求項９】 前記保持器は、含油性フェノール樹脂か
   ら形成されていることを特徴とする請求項１から８のい
   ずれか一つに記載の軸受装置。
10. 【請求項１０】 工作機械に装着され、回転主軸を備え
    てなるスピンドル装置であって、 前記回転主軸を回転可能に軸支する前後一対の軸受のう
    ち、後側のサポート軸受が請求項１から９のいずれか一
    つに記載の軸受装置から構成されていることを特徴とす
    るスピンドル装置。
11. 【請求項１１】 装置内部にビルトインモータが一体的
    に組み込まれてなることを特徴とする請求項１０に記載
    のスピンドル装置。