JP2002061657A - 転がり軸受のエアオイル潤滑構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアオイル潤滑を使用した転がり軸受におい
て、運転中に生じる騒音の低減と、搬送エア量の削減を
可能にする。 【解決手段】 転がり軸受１の内輪２の外径面に斜面部
２ｂを設け、斜面部２ｂに隙間を持って沿うノズル部材
６を設ける。ノズル部材６に、エアオイルの吐出溝７を
円周方向に延びて設け、この吐出溝７内に開口するエア
オイルの吐出孔８を設ける。吐出孔８は、吐出したエア
オイルが内輪斜面部２ｂに直接に吹き付け可能なように
斜面部２ｂに向け、かつ斜面部２ｂに対して傾斜角度を
持たせる。

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、工作機械主軸用
の転がり軸受等に適用されるエアオイル給油による潤滑
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の主軸装置は、加工能率を上げ
るためますます高速化の傾向にある。このため、軸受の
潤滑も、搬送エアに潤滑用オイルを混合して、内輪転走
面に直接に噴きつけるエアオイル給油が増加しつつあ
る。図１４は、アンギュラ玉軸受における従来のエアオ
イル潤滑構造を示したものである。ハウジング５１の供
給口５２より供給される搬送エアと潤滑油は、外輪間座
５３に設けたエアオイル噴射孔５４から内輪５５の転走
面５５ａに向けて噴射される。噴射孔５４の孔径は、
１．２ｍｍ程度、搬送エアの圧力は約３kgf/ｃｍ2 であ
り、噴射孔５４の出口部でのエア速度はかなりの高速と
なっている。高速にする理由は、転動体５６が公転する
ことで生じる風圧に打ち勝って転走面５５ａに潤滑油を
到達させるためであり、高速回転になる程、エア速度を
速くする必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エア速度を速くするに
は、噴射孔５４の孔径を小さくする方法と、搬送エア圧
力を上昇させる方法が考えられる。しかし、噴射孔５４
の径は、ごみ等による目詰まりの防止のため、小さくす
ることが出来ず、そのため搬送エア圧力を上昇させて速
度を増すしかない。このように噴射孔５４からのエア速
度を増すことは、エア量の増加によるエネルギ消費の増
加と共に、転動体５６の公転が及ぼすエア流の遮断・貫
通の繰り返しによる騒音（風切り音）の問題が生じる。
昨今の環境，省エネ，省資源の観点から、これらの問題
の早期対策が望まれている。このように、工作機械主軸
用軸受の高速化要求に対して、利用が増えつつあるエア
オイル潤滑の騒音の低減と省エネ対策が大きな課題とな
っている。

【０００４】この発明の目的は、エアオイル潤滑を使用
した転がり軸受において、運転中に生じる騒音の低減
と、搬送エア量の削減を可能にする潤滑構造を提供する
ことである。この発明の他の目的は、低騒音化と共に、
高速運転時における軸受内部への潤滑油供給の確実を図
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のエアオイル潤
滑構造は、転がり軸受の内輪の外径面に、この内輪の転
走面に続く斜面部を設け、この斜面部に隙間を持って沿
うノズル部材を設け、このノズル部材に、前記斜面部に
対面して開口するエアオイルの吐出溝を円周方向に延び
て設け、前記ノズル部材に、前記吐出溝内に吐出口が開
口するエアオイルの吐出孔を設けたものである。搬送エ
アに混合された潤滑油であるエアオイルをノズル部材の
吐出孔から吐出させると、吐出されたエアオイルは、吐
出溝を通って内輪の斜面部とノズル部材間の隙間に導入
される。この隙間に導入されたエアオイルは、軸受運転
時にこの斜面部とノズル部材間の隙間で生じる負圧吸引
作用によって軸受内部へ導かれ、また斜面部に付着した
潤滑油の表面張力と、遠心力の斜面部大径側への分力に
より、軸受内部の転走面あるいは保持器内径面へ導かれ
る。このように、内輪の斜面部にエアオイルを供給し、
転動体の転走経路へは直接にエアオイルを噴出させない
ため、転動体の公転による風切り音の発生がなく、騒音
が低下する。また、エアの噴射によるオイル供給ではな
く、内輪の斜面部に供給されたエアオイルを内輪の回転
で軸受内に導くようにしたため、使用するエアは、内輪
の斜面部までオイルを搬送する役目で良く、使用量を減
らせる。そのため、エア量削減による省エネ効果も期待
できる。

【０００６】この発明において、前記吐出口を、吐出し
たエアオイルが内輪の斜面部に直接に吹き付けられるよ
うに前記斜面部に向け、かつ斜面部に対して傾斜角度を
持って設けても良い。このように、エアオイルを内輪の
斜面部に直接に吹き付けるようにした場合、つまり吐出
口から吐出溝の内面に吹き付けるのではなく、内輪の斜
面部に吹き付けるようにした場合、斜面部にオイルが付
着し易く、また吹き付け力によってもエアオイルが軸受
内部へ流入する。吐出口の吐出方向の傾斜角度は、吐出
口から噴射されたエアが直接に内輪の斜面部に吹き付け
られ、かつ噴射流による転動体の風切り音への影響が大
きくならない範囲で決定する。この構造とすることによ
り、エアオイルは軸受内部へ流入し易くなり、内輪と転
動体との接触部への潤滑油供給が良好となる。

【０００７】この発明において、前記ノズル部材の先端
を、保持器の内径面と内輪の外径面の間における転動体
の近傍に位置させても良い。このように、ノズル部材の
先端を転動体の近傍に位置させることにより、エアオイ
ル中の潤滑油を、できるだけ転動体に近い位置に流入さ
せることができ、潤滑油供給の確実性が増す。

【０００８】この発明において、内輪の前記斜面部の傾
斜角度を、前記吐出孔から吐出されたエアオイル中の前
記斜面部に付着した潤滑油が、内輪の回転による遠心力
とオイルの表面張力によって前記転走面に供給される角
度とすることが好ましい。内輪の斜面部の傾斜角度は、
軸受サイズ、実用回転数、使用潤滑油によって適宜の値
に設定することが好ましく、これにより軸受内部への潤
滑油供給がより一層良好に行える。

【０００９】この発明において、前記転がり軸受はアン
ギュラ玉軸受であっても良い。アンギュラ玉軸受は、一
般に内輪の外径面の片側部分がカウンタボアとされるた
め、そのカウンタボアをエアオイル供給のための斜面部
に利用でき、エアオイル供給のために斜面部を特に形成
する必要がない。この発明において、前記転がり軸受は
円筒ころ軸受であっても良い。円筒ころ軸受において、
内輪が鍔無しのものである場合、内輪の転走面の両側に
おける内輪外径面はテーパ面とされているものが多い。
このような内輪形状の軸受である場合、そのテーパ面
を、エアオイル供給のための斜面部に利用でき、エアオ
イル供給のために斜面部を特に形成する必要がない。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態を図１
および図２と共に説明する。転がり軸受１は、内輪２と
外輪３の転走面２ａ，３ａ間に複数の転動体４を介在さ
せたものである。転動体４は、例えばボールからなり、
保持器５のポケット（図示せず）内に保持される。この
転がり軸受１の内輪２の外径面に、転走面２ａに続く斜
面部２ｂを設け、この斜面部２ｂに隙間δを持って沿う
ノズル部材６を設ける。斜面部２ｂは、内輪２の幅面か
ら転走面２ａに続いて設け、また内輪２の反負荷側（軸
受背面側）の外径面に設ける。転がり軸受１がアンギュ
ラ玉軸受である場合、内輪２のカウンタボアを設ける部
分の外径面が上記斜面部２ｂとされる。

【００１１】ノズル部材６は、その先端部６ａａを保持
器５の内径面と内輪２の外径面の間における転動体４の
近傍に位置させる。ノズル部材６は、リング状の部材で
あって、転がり軸受１に軸方向に隣接して設けられ、側
面の内径部から軸方向に伸びる鍔状部６ａを有してい
る。この鍔状部６ａは、内径面が内輪２の斜面部２ｂと
同一角度の傾斜面に形成されて、保持器５の直下まで伸
び、その先端がノズル部材６の前記先端部６ａａとな
る。ノズル部材６の鍔状部６ａと内輪２の斜面部２ｂと
の間の隙間δは、内輪２と軸との嵌合、および内輪２の
温度上昇と遠心力による膨張とを考慮し、運転中に接触
しない範囲で出来るだけ小さな寸法に設定される。

【００１２】ノズル部材６は、内輪斜面部２ｂに対面し
て開口するエアオイルの吐出溝７を有し、この吐出溝７
に吐出口８ａが開口する吐出孔８が設けられている。吐
出溝７は円周方向に延び、環状に形成されている。吐出
孔８は、ノズル部材６の円周方向の１か所または複数箇
所に設けられている。吐出孔８は、吐出したエアオイル
が内輪斜面部２ｂに直接に吹き付け可能なように、吐出
口８ａの吐出方向を斜面部２ｂに向け、かつ斜面部２ｂ
に対して吐出方向が傾斜角度βを持つように設けられて
いる。吐出溝７は、吐出孔８から斜面部２ｂへの直接の
吹き付けを阻害しない断面形状とされている。

【００１３】ノズル部材６は、軸受１の外輪３を取付け
たハウジング９に取付けられる。ノズル部材６のハウジ
ング９への取付けは、外輪間座１０を介して行っても、
直接に行っても良い。図１の例は、外輪間座１０を介し
て取付けた例であり、外輪間座１０の一側面の内径部に
形成した環状の切欠凹部１０ａに、ノズル部材６を嵌合
状態に設けてある。ノズル部材６の軸受外の部分の内径
面は、内輪間座１１に対して接触しない程度に近接して
いる。ノズル部材６をハウジング９に直接に取付ける場
合は、例えば図３に示すように設けられ、ノズル部材６
が外輪間座を兼ねるものとできる。

【００１４】ノズル部材６の吐出孔８は、その吐出口８
ａの近傍部８ｂが一般部よりも小径の絞り孔に形成され
ている。吐出孔８の入口は、ハウジング９からノズル部
材６にわたって設けられたエアオイル供給路１３に連通
している。エアオイル供給路１３は、ハウジング９にエ
アオイル供給口１３ａを有し、ハウジング９の内面にハ
ウジング部出口１３ｂを有している。ハウジング部出口
１３ｂは、外輪間座１０の外径面に設けられた環状の連
通溝１３ｃに連通し、連通溝１３ｃから、径方向に貫通
した個別経路１３ｄを介して、ノズル部材６の各吐出孔
８に連通している。エアオイル供給口１３ａは、圧縮し
た搬送エアに潤滑油を混合させたエアオイルの供給源
（図示せず）に接続されている。

【００１５】図２は、図１の実施形態にかかる転がり軸
受のエアオイル潤滑構造を応用したスピンドル装置の一
例を示す。このスピンドル装置は、工作機械に応用され
るものであり、主軸１５の端部に工具またはワークのチ
ャックが取付けられる。主軸１５は、軸方向に離れた複
数の転がり軸受１により支持されており、これらの転が
り軸受１に、図１の例のエアオイル潤滑構造が採用され
ている。各転がり軸受１の内輪２は主軸１５の外径面に
嵌合し、外輪３はハウジング９の内径面に嵌合してい
る。これら内外輪２，３は、内輪押さえ２５および外輪
押さえ２６により、ハウジング９内に固定されている。
ハウジング９は、内周ハウジング９Ａと外周ハウジング
９Ｂの二重構造とされ、内外のハウジング９Ａ，９Ｂ間
に冷却媒体流路１６が形成されている。内周ハウジング
９Ａは、その一部を図１に示したものであり、前記エア
オイル供給路１３およびそのエアオイル供給口１３ａが
設けられている。ハウジング９は、支持台１７に設置さ
れ、ボルト１８で固定されている。スピンドル装置に応
用する場合、外輪間座１０と内輪間座１１間の径方向隙
間部が、内輪斜面部２ｂの負圧吸引作用で負圧とならな
いように、大気開放孔をハウジング９に設けることが好
ましい。また、ハウジング９には、内径面における軸受
１の設置部近傍にエアオイル排出用溝２２が設けられ、
このエアオイル排出用溝２２から大気に開放されるエア
オイル排出用流路２３が設けられる。

【００１６】上記構成のエアオイル潤滑構造の作用を説
明する。図１のエアオイル供給口１３ａより供給された
エアオイルは、ノズル部材６の吐出孔８を経て内輪２の
斜面部２ｂに噴射される。斜面部２ｂに噴射されたエア
オイルは、次の形態で軸受１の潤滑に寄与する。 内輪斜面部２ｂとノズル部材６間の隙間を経て、吹き
付け力によって直接に軸受１の内部に流入する。 内輪斜面部２ｂに付着した潤滑油は、その表面張力と
遠心力による生じる斜面大径側への分力により、軸受１
の内部へ流入する。 円周溝状の吐出溝７に滞留するエアオイルは、内輪斜
面部２ｂとノズル部材６間の隙間で生じる負圧吸引作用
により軸受内部側へ流れ、ノズル部材６の先端部６ａａ
から遠心力により転動体４または保持器７の内径面に付
着し、軸受各部の潤滑油として寄与する。

【００１７】このように、内輪２の斜面部２ｂにエアオ
イルを供給し、転動体４の転走経路へは直接にエアオイ
ルを噴出させないため、転動体４の公転による風切り音
の発生がなく、騒音が低下する。また、エアの噴射によ
るオイル供給ではなく、内輪２の斜面部２ｂに供給され
たエアオイルを内輪２の回転で軸受１内に導くようにし
たため、使用するエアは、内輪２の斜面部２ｂまでオイ
ルを搬送する役目で良く、使用量を減らせる。そのため
エア量削減による省エネ効果も期待できる。また、この
実施形態の場合、エアオイルを内輪斜面部２ｂに直接に
吹き付けるため、斜面部２ｂにオイルが付着し易く、ま
た吹き付け力によってもエアオイルが軸受内部へ流入す
る。吐出孔８の吐出方向の傾斜角度βは、吐出孔８から
噴射されたエアが直接に内輪斜面部２ｂに吹き付けら
れ、かつ噴射流による転動体４の風切り音への影響が大
きくならない範囲で決定する。この構造とすることによ
り、エアオイルは軸受内部へ流入し易くなり、内輪２と
転動体４との接触部への潤滑油供給が良好となる。また
吐出孔８の出口部８ａが細径であるため、流速が増し、
吐出エア温度が下がる。この低温エアが近距離より内輪
２に吹き付けられるため、内輪温度の低減が期待でき
る。

【００１８】図４は、この発明のさらに他の実施形態
（第３の実施形態）を示す。この実施形態は、図１に示
す第１の実施形態において、次の構成を変えたものであ
る。違いを説明すると、外輪間座１０に設けられるエア
オイル供給路１３ｃ，１３ｄを、ノズル部材６の軸方向
の横側に配置し、ノズル部材６の吐出孔８の大部分を軸
方向と平行に設けている。吐出孔８における吐出溝７に
開口する吐出口８ａの近傍部８ｂは、内輪斜面部２ｂに
向くように傾斜させてある。これにより、図１の例と同
様に、吐出したエアオイルが内輪斜面部２ｂに直接に吹
き付け可能なように、吐出口８ａの吐出方向が斜面部２
ｂに向けられ、かつ斜面部２ｂに対して吐出方向が傾斜
角度βを持つようになされる。吐出孔８の吐出口近傍部
８ｂは、一般部よりも小径の絞り孔としてある。ノズル
部材６における吐出口８の入口部の周囲には、円周溝を
設けてＯリング等のシール部材３６を設け、外輪間座１
０とノズル部材８とをボルト等の締め付け具（図示せ
ず）で締め付け固定することにより、エアオイル供給路
１３ｄと吐出孔８との連通部からエアオイルが漏れるこ
とを防止している。

【００１９】この構成の場合、外輪間座１０の内径面部
３５とノズル部材６との嵌め合いはルーズとすることが
可能となる。図１の例と異なり、エアオイルの供給路１
３ｃ，１３ｄが、外輪間座１０とノズル部材６との嵌め
合い部を通過しないため、嵌め合い部は旋削加工でも可
能である。この実施形態におけるその他の構成，効果
は、図１に示す第１の実施形態と同じである。

【００２０】図５は、この発明のさらに他の実施形態
（第４の実施形態）を示す。この実施形態は、図１に示
す第１の実施形態において、転がり軸受１を円筒ころ軸
受１Ａに変えたものである。円筒ころ軸受１Ａは、外輪
３Ａが両鍔付きで、内輪２Ａが鍔無しのものとされ、内
外輪２Ａ，３Ａの転走面２ａ，３ａ間に、円筒ころから
なる複数の転動体４Ａが介在している。各転動体４Ａ
は、保持器５Ａに保持されている。内輪２Ａの外径面に
おける転走面２ａの両側部分は、転走面２ａに続く斜面
部２ｂ，２ｃとされている。ノズル部材６は、図１の例
と同じ構成の吐出孔８および吐出溝７を有しており、吐
出孔８の吐出溝７に開口する吐出口８ａは、吐出したエ
アオイルが内輪斜面部２ｂに直接に吹き付け可能なよう
に吐出方向が斜面部２ｂに向けられ、かつ斜面部２ｂに
対して吐出方向が傾斜角度β（図１）を持つようになさ
れている。

【００２１】内輪２Ａの転走面２ａの両側における斜面
部２ｂ，２ｃは、内輪鍔無し型の一般の円筒ころ軸受に
おいて内輪外径面に設けられるテーパ面と同じである。
このテーパ面を、エアオイル供給のための斜面部２ｂに
利用している。そのため、エアオイル供給のために斜面
部を特に形成する必要がない。この実施形態におけるそ
の他の構成，効果は、図１に示す第１の実施形態と同じ
である。

【００２２】図６および図７は、それぞれこの発明のさ
らに他の実施形態（第５の実施形態および第６の実施形
態を示す。これらの実施形態は、図５に示す第４の実施
形態において、円筒ころ軸受１Ａの保持器５Ａを、櫛型
の保持器５Ｂに代えたものである。図５の例の保持器５
Ａは、かご型であり、円筒ころからなる転動体４Ａを包
み込むポケット形状をしているが、櫛型の保持器５Ｂ
は、円筒ころからなる転動体４Ａの３方を囲み、一方は
開放されるポケット形状となっている。そのため、転動
体４Ａに対して保持器５Ｂが抜けてくる構造となってい
る。そのために、櫛型の保持器５Ｂの円環部の側面に接
するドーナッツ型の案内用側板１９を設けて保持器５Ｂ
が軸方向に抜けないようにしている。案内用側板１９
は、内輪２Ａおよび外輪３Ａのうちの鍔付き側の部材に
対して、ノズル部材６と反対側の鍔部において固定され
ている。具体的には、鍔部先端の軸受幅方向の外側部分
に全周に渡る切欠部を設け、その切欠部に案内用側板１
９の一部を嵌合させて、その鍔部に隣接する間座と鍔部
とで挟み込む状態に案内用側板１９を固定している。

【００２３】図６の例は、図５の例とは逆に内輪２Ａを
両鍔付きとして外輪３Ａを鍔無しとしてあり、図７の例
は図５の例と同様に内輪２Ａを鍔なしとして外輪３Ａを
両鍔つきとしてある。なお、図６および図７の実施形態
において、外輪間座１０に設けられるエアオイル供給路
１３ｃ，１３ｄは、図４の実施形態と同様に、ノズル部
材６の軸方向の横側に配置している。ノズル部材６の吐
出孔８は、入口部だけを軸方向と平行に設け、吐出孔８
の残り部分を斜面部２ｂに向くように傾斜させてある。
これら第５，第６の実施形態におけるその他の構成は、
図１に示す第１の実施形態と同じである。

【００２４】図８は、この発明のさらに他の実施形態
（第７の実施形態）にかかる転がり軸受のエアオイル潤
滑構造を示す。この例では、ノズル部材６Ａに設けた吐
出孔８が、吐出溝７内に軸方向に平行にエアオイルを噴
き出すように設けられている。吐出溝７は、吐出孔８に
対面する溝内側面が、噴き出されたエアオイルを内輪斜
面部２ｂ側へ案内できる傾斜面に形成されている。ノズ
ル部材６Ａは、ハウジング９の内径面に直接に取付けら
れ、外輪間座を兼用する。ノズル部材６Ａは、ハウジン
グに直接に取付ける代わりに、図１の例の外輪間座１０
に設けた切欠凹部１０ａに嵌合させて取付けるものとし
ても良い。この実施形態におけるその他の構成は、特に
説明した事項を除き、図１の例と同じである。この実施
形態における構成のノズル部材６Ａを設ける場合も、図
５の例と同様に、軸受１が円筒ころ軸受であっても良
い。

【００２５】図９は、図８の実施形態にかかる転がり軸
受のエアオイル潤滑構造を採用したスピンドル装置の一
例を示す。このスピンドル装置は、ノズル部材６Ａの吐
出孔８の構成が異なる他は、図２の例のスピンドル装置
と同じである。

【００２６】この実施形態の場合、エアオイル供給口１
３ａより供給されたエアオイルは、ノズル部材６Ａの吐
出孔８を経て円周溝状の吐出溝７に導かれる。ここで、
エアオイル中の潤滑油の一部は、内輪斜面部２ｂに付着
し、潤滑油の表面張力と、遠心力の斜面大径側への分力
とにより、内輪転走面２ａ側へ斜面部２ｂを付着しなが
ら流れ、内輪転走面２ａの潤滑を行う。また、吐出溝７
で内輪斜面部２ｂに付着しなかった潤滑油は、斜面部２
ｂの隙間δで生じる負圧吸引作用により、内輪斜面部２
ｂに対向するノズル部材６Ａの内径部を伝わりながら転
動体４側へ流れ、ノズル部材６Ａの先端６ａａで遠心力
により転動体４または保持器５の内径面に付着し、軸受
各部の潤滑に寄与することができる。

【００２７】内輪斜面部２ｂの傾斜角度αは、実用回転
数が高速になる程大きくする必要があり、また軸受サイ
ズ、使用潤滑油によって適正な範囲に設定する必要があ
る。目標とする高速運転条件ｄｎ２００万（φ１００mm
×２００００ｒｐｍ）とすれば、その角度は次の試験例
からわかるように概ね１３度であり、設計的にも十分加
工できる角度である。

【００２８】図１１は、斜面に油が付着し、その油が斜
面を付着しながら流れる特性について確認した結果を示
したものである。確認には、図１０に示す外径面が傾斜
面（斜面角度θ）となったリング状部材５０を用い、油
の供給にノズル５１を用いた。リング状部材５０は、小
径端の外径Ｒが５７mm、軸方向幅Ｂが１５mmの物を用い
た。確認方法は、工作機械主軸軸受の潤滑油としてよく
使用される粘度２２cSt の油を回転数毎に１０ｍｇ／ｈ
の量で斜面小径側に付着させ、その量の１００％が大径
側より飛散するところの斜面角度と回転数を見たもので
ある。同図より、角度を大きくとる程、斜面に付着した
流れが生じ易く、５度で１００００ｒｐｍ、９度で１５
０００ｒｐｍ、１３度で２００００ｒｐｍまでの斜面上
の付着流れが可能であることがわかる。

【００２９】つぎに、図１の実施形態（吐出孔８から内
輪斜面部２ｂに直接にエアオイルを吹き付ける例）と、
図８の実施形態（吐出孔８から吐出溝７の内壁面にエア
オイルを吹き付けて内輪斜面部２ｂに導く例）との作用
を比較した実験結果を説明する。下記の実験結果からも
わかるように、図１の実施形態のように、ノズル部材６
の吐出孔８を、吐出エアオイルが内輪斜面部２ｂに直接
に吹き付け可能なものとした場合は、高速運転時におけ
る軸受内部への潤滑油供給の確実を図ることができ、軸
受１の耐焼付き性が向上し、より一層高速までの使用が
可能になる。

【００３０】図１２は、図２，図９のスピンドル装置を
使用し、図１の実施形態（第１実施形態）と図８の実施
形態（第７実施形態）の回転数と軸受温度の関係に付い
て比較した結果を示したものである。同一エアオイル供
給条件において、第７実施形態のノズル構造の場合１９
０００ｒｐｍにて軸受焼き付きに至ったのに対し、第１
実施形態のノズルでは２００００ｒｐｍの運転が可能で
あり、軸受温度上昇も低い（１７０００ｒｐｍ以上にお
いて）ことが判る。第７実施形態のノズルの焼き付き発
生は、潤滑油の不足に起因したものであると推測され、
第１実施形態のノズル構造を使用することで、軸受内へ
の潤滑油供給量が増加し、耐焼付き性の向上が認められ
た。

【００３１】図１３は、従来ノズル（図１４）と第１実
施形態（図１）のノズル構造の騒音特性比較を行った結
果例を示す。同図（Ａ）は第１実施形態の結果、同図
（Ｂ）は従来ノズルの結果をそれぞれ示す。これらの結
果は、回転数１４０００ｒｐｍの時のものである。従来
ノズルにおける４１５０Ｈｚのピークは、ノズルからの
吐出エア流を転動体４が通過することで生じる風切り音
の成分であり、転動体４の通過周期に一致している。第
１実施形態のノズル構造については、転動体通過周期の
ピークは認められるが、従来ノズルに比べ、２６ｄＢの
低減があった。騒音値（１４０００ｒｐｍ）で見ると、
従来ノズルが１０４ｄＢＡであるのに対し、第１実施形
態ノズルは８６ｄＢＡであり、騒音も大きく低減してい
る。

【００３２】なお、前記各実施形態は、単列のアンギュ
ラ玉軸受、および単列の円筒ころ軸受の場合につき説明
したが、この発明のエアオイル潤滑構造は、複列のアン
ギュラ玉軸受や、複列の円筒ころ軸受、その他の転がり
軸受一般に適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】この発明の転がり軸受のエアオイル潤滑
構造は、転がり軸受の内輪の外径面に、この内輪の転走
面に続く斜面部を設け、この斜面部に隙間を持って沿う
ノズル部材を設け、このノズル部材に、前記斜面部に対
面して開口するエアオイルの吐出溝を円周方向に延びて
設け、前記ノズル部材に、前記吐出溝内に吐出口が開口
するエアオイルの吐出孔を設けたため、エアオイル潤滑
を使用した転がり軸受において、運転中に生じる騒音の
低減と、搬送エア量の削減を可能にできる。前記吐出口
を、吐出したエアオイルが内輪の斜面部に直接に吹き付
け可能なように前記斜面部に向け、かつ斜面部に対して
傾斜角度を持って設けた場合は、低騒音化と共に、高速
運転時における軸受内部への潤滑油供給の確実を図るこ
とができる。これにより、軸受の耐焼付き性が向上し、
より一層高速までの使用が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態にかかる転
がり軸受のエアオイル潤滑構造の断面図、（Ｂ）はその
部分拡大図である。

【図２】同エアオイル潤滑構造を採用したスピンドル装
置の断面図である。

【図３】この発明の第２の実施形態にかかる転がり軸受
のエアオイル潤滑構造の断面図である。

【図４】この発明の第３の実施形態にかかる転がり軸受
のエアオイル潤滑構造の断面図である。

【図５】この発明の第４の実施形態にかかる転がり軸受
のエアオイル潤滑構造の断面図である。

【図６】この発明の第５の実施形態にかかる転がり軸受
のエアオイル潤滑構造の断面図である。

【図７】この発明の第６の実施形態にかかる転がり軸受
のエアオイル潤滑構造の断面図である。

【図８】この発明の第７の実施形態にかかる転がり軸受
のエアオイル潤滑構造の断面図である。

【図９】同エアオイル潤滑構造を採用したスピンドル装
置の断面図である。

【図１０】斜面角度と付着流れの限界回転数の実験に使
用した設備の説明図である。

【図１１】斜面角度と付着流れの限界回転数の関係を示
す実験例のグラフである。

【図１２】第１実施形態および第７実施形態における回
転数と外輪温度との関係を示すグラフである。

【図１３】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ第１実施形態お
よび従来例における騒音特性を示すグラフである。

【図１４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１…転がり軸受 １Ａ…転がり軸受 ２…内輪 ２Ａ…内輪 ２ａ…転走面 ２ｂ…斜面部 ３…外輪 ３Ａ…外輪 ４…転動体 ５…保持器 ６…ノズル部材 ６Ａ…ノズル部材 ７…吐出溝 ８…吐出孔 ８ａ…吐出口 ９…ハウジング １０…外輪間座 １３…エアオイル供給路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 敬一 三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 エヌ ティエヌ株式会社内 (72)発明者 小林 梅光 三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 エヌ ティエヌ株式会社内 (72)発明者 梅本 武彦 三重県桑名市大字東方字尾弓田3066 エヌ ティエヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA13 AA32 AA42 AA52 AA54 AA62 BA53 BA56 BA71 BA77 CA06 CA07 CA08 FA01 FA32 FA33 GA31

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転がり軸受の内輪の外径面に、この内輪
   の転走面に続く斜面部を設け、この斜面部に隙間を持っ
   て沿うノズル部材を設け、このノズル部材に、前記斜面
   部に対面して開口するエアオイルの吐出溝を円周方向に
   延びて設け、前記ノズル部材に、前記吐出溝内に吐出口
   が開口するエアオイルの吐出孔を設けた転がり軸受のエ
   アオイル潤滑構造。
2. 【請求項２】 前記吐出口を、吐出したエアオイルが内
   輪の斜面部に直接に吹き付けられるように前記斜面部に
   向け、かつ斜面部に対して傾斜角度を持って設けた請求
   項１記載の転がり軸受のエアオイル潤滑構造。
3. 【請求項３】 前記ノズル部材の先端を、保持器の内径
   面と内輪の外径面の間における転動体の近傍に位置させ
   た請求項１または請求項２記載の転がり軸受のエアオイ
   ル潤滑構造。
4. 【請求項４】 内輪の前記斜面部の傾斜角度を、前記吐
   出孔から吐出されたエアオイル中の前記斜面部に付着し
   た潤滑油が、内輪の回転による遠心力とオイルの表面張
   力によって前記転走面へ流れる角度とした請求項１ない
   し請求項３のいずれかに記載の転がり軸受のエアオイル
   潤滑構造。
5. 【請求項５】 前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であ
   る請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の転がり軸
   受のエアオイル潤滑構造。
6. 【請求項６】 前記転がり軸受が円筒ころ軸受である請
   求項１ないし請求項４のいずれかに記載の転がり軸受の
   エアオイル潤滑構造。