JP2002130307A - 軸受装置 - Google Patents

軸受装置

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JP2002130307A JP2000328677A JP2000328677A JP2002130307A JP 2002130307 A JP2002130307 A JP 2002130307A JP 2000328677 A JP2000328677 A JP 2000328677A JP 2000328677 A JP2000328677 A JP 2000328677A JP 2002130307 A JP2002130307 A JP 2002130307A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】軸受内部への異物の侵入を効果的に抑制でき、
かつグリースの洩れだしを効果的に抑制できる軸受装置
を提供する。 【解決手段】密封装置２０は、固定輪間座２１と、回転
輪間座２２と、固定輪間座２１から回転輪間座２２に向
かって延在するが、非接触状態に維持される非接触シー
ル部２３とを有するので、軸受１０を開放型とすること
で、温度変化が生じても軸受１０内外に気圧変化が生じ
なくなり、異物の吸い込みが抑制され、また軸受１０の
両側に形成された密封装置２０により、グリースの洩れ
だしや外部からの異物の侵入を効果的に抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸や
モータの回転軸を、グリース潤滑状態で支持する軸受装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速機械の主軸など高速回転する軸を支
持するアンギュラ玉軸受や円筒ころ、円錐ころ軸受で
は、軸受に密封装置を設けることなく、使用される装置
側に、ラビリンスシールなどの密封装置を設けて、異物
の混入を防ぐことが一般的に行われている。これに対
し、密封装置を内蔵することで、内部に充填されたグリ
ースの洩れだしや異物の侵入を防ぐ軸受も開発されては
いるが、かかる密封装置を装備するため軸受は、幅広等
の特殊仕様となってしまう。また、放熱効果が低下して
グリース寿命を早める傾向にある。
【０００３】特に工作機械の揚合、加工精度に影響を与
える発熱を嫌うため、接触型のシールを使用することは
避けられており難しく、従ってラビリンスシールを多段
に設置することが多いという実状がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような観点から、
高速回転する工作機械の主軸やモーターの回転軸などを
支持するアンギュラ玉軸受や円筒ころ、円錐ころ軸受
は、放熱しやすい開放型軸受となっており、それ故加工
時の切削液や異物等が、軸やハウジングに設けられた密
封装置を越えて軸受内部に侵入した場合の影響を考慮す
る必要がある。また、軸受内部からのグリースの洩れだ
しも起こりやすく、軸受の潤滑状態が悪くなることもあ
る。
【０００５】そこで、異物の侵入を防ぐ為に、軸やハウ
ジングに多段のラビリンスシールなどの密封装置を設
け、さらに、エアの流れを利用したエアパージなどで機
械的に侵入を防ぐことが行われている。或いは、軸受自
体に非接触形のシールを設けることも行われている。し
かしながら、これらの場合は、ラビリンスシールなどの
非接触形シールが本来的に有する数百μｍ〜数ｍｍ程度
あいたスキマから異物が混入したり、グリースが洩れだ
したりして、密封効果が不十分であるという問題があ
る。
【０００６】このような問題は、接触形の密封装置を設
けた軸受によって解決できる場合もある。しかしなが
ら、上述したように密封装置を設けることによって、放
熱効果が低下し、また、軸受を組合せて使用した場合な
ど、軸受内部の温度変化に伴う内外圧力差が生じて、組
合せ軸受内部が低圧となったようなときには、外部から
切削液や異物を吸い込んでしまい、密封効果が維持でき
ないこととなる。軸受内部に切削液や異物が混入した
り、グリースが洩れだした場合には、軸受が早期損傷に
至る恐れがある。これを防止するためには、比較的短い
サイクルでのメンテナンスが必要となって、ランニング
コストを増大させることとなる。
【０００７】かかる問題点に鑑み、本発明は、軸受内部
への異物の侵入を効果的に抑制でき、かつグリースの洩
れだしを効果的に抑制できる軸受装置を提供することを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明の軸受装置は、内輪と、外輪と、前記内輪と
前記外輪との間に、回転自在に配置された複数の転動体
と、を有する軸受と、前記軸受の軸線方向両側に配置さ
れた密封装置とからなり、前記密封装置は、固定輪間座
と、回転輪間座と、前記固定輪間座と前記回転輪間座の
一方に取り付けられて、他方に向かって延在するが前記
他方に対して非接触状態に維持される非接触シール部と
を有するものである。
【０００９】
【作用】本発明の軸受装置は、内輪と、外輪と、前記内
輪と前記外輪との間に、回転自在に配置された複数の転
動体と、を有する軸受と、前記軸受の軸線方向両側に配
置された密封装置とからなり、前記密封装置は、固定輪
間座と、回転輪間座と、前記固定輪間座と前記回転輪間
座の一方に取り付けられて、他方に向かって延在するが
前記他方に対して非接触状態に維持される非接触シール
部とを有するので、軸受を開放型とすることで、温度変
化が生じても軸受内外に気圧変化が生じなくなり、異物
の吸い込みが抑制され、また軸受の両側に形成された密
封装置により、グリースの洩れだしや外部からの異物の
侵入を効果的に抑制できる。
【００１０】尚、遠心力などを利用することで、前記非
接触シール部を、停止時や低速回転時には、前記回転輪
間座に微接触させることも考えられ、それにより静止時
や低回転時には低下する非接触形シールのシール特性を
補って、より高いシール性を得ることが可能となる。
【００１１】尚、前記密封装置に、外部に対して開放し
た排油路及び排気路の少なくとも一方を設けていると好
ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明にか
かる第１の実施の形態による軸受装置を含む工作機械の
主軸近傍を示す軸線方向断面図である。外輪１１と、内
輪１２と、両輪１１，１２間で転動自在に配置された転
動体である複数の玉１３と、玉１３を保持する保持器１
４からなる軸受１０は、グリースが内部に充填されてお
り、また外輪１１をハウジング１に取り付け、内輪１２
を軸２に嵌合させている。
【００１３】軸受１０の軸線方向両側に、一対の密封装
置２０、２０が配置されている。密封装置２０，２０は
互いに同一構成を有するので、一方の密封装置２０につ
いてのみ説明する（以下、特に示さない限りにおいて同
じ）。密封装置２０は、ハウジング１に取り付けられた
固定輪間座２１と、軸２に嵌合された回転輪間座２２
と、固定輪間座２１の軸線方向端部近傍の内周に形成さ
れた周溝２１ｄ、２１ｄに取り付けられ、回転輪間座２
２に向かって延在する非接触シール部２３，２３とを有
している。非接触シール部２３，２３の内周端は、回転
輪間座２２に接触していない。
【００１４】密封装置２０の固定輪間座２１の一部に
は、半径方向外方へと延在する排油・排気路２１ａが形
成されている。排油・排気路２１ａは、ハウジング１に
形成された孔１ａを介して外部と連通している。軸受１
０と、密封装置２０，２０とは、間座２４，２５を介し
て、軸２の端部に螺合されたナット２６により押圧固定
されている。軸受１０と、密封装置２０，２０とで、軸
受装置を構成している。
【００１５】軸受１０を開放型としているので、軸受装
置の動作時において温度変化が生じても軸受１０内外に
気圧変化が生じなくなり、外部からの異物の吸い込みが
抑制され、また軸受１０の両側に形成された密封装置２
０，２０により、グリースの洩れだしや外部からの異物
の侵入を効果的に抑制できる。尚、密封装置２０，２０
の内部は、排油・排気路２１ａと、ハウジング１に形成
された孔１ａとを介して外部に対して開放されているの
で、非接触形シール部２３を超えて密封装置２０，２０
内に異物や水分などが侵入した場合でも、迅速にこれら
を排出することができる。
【００１６】尚、遠心力などを利用することで、非接触
シール部２３，２３を、停止時や低速回転時に、回転輪
間座２１に微接触（わずかなシール圧下で接触）させる
ことも考えられ、それにより静止時や低回転時には低下
する非接触形シール部２３，２３のシール特性を補っ
て、より高いシール性を得ることが可能となる。尚、非
接触シール部２３，２３を微接触させても静止時には発
熱はなく、低速時には発熱があってもわずかであるの
で、特に問題は生じないと考えられる。
【００１７】図２は、第２の実施の形態にかかる軸受装
置を示す図である。図２における実施の形態において
は、上述した実施の形態に対し、密封装置の回転輪間座
の形状が異なるのみであるので、共通する構成について
は、同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】図２に示す密封装置１２０においては、回
転輪間座１２２の外周面からフランジ部１２２ｂが固定
輪間座１２１に向かって延在している。フランジ部１２
２ｂの外周縁は、固定輪間座１２１に接触しておらず、
わずかなスキマを持って配置されている。このように、
本実施の形態によれば、非接触シール部２３に加えて、
密封装置１２０の内部に設けたフランジ部１２２ｂと、
固定輪間座１２１の内周面との間にラビリンスシール機
能を持たせることで、より密封効果を高めることができ
るようになっている。
【００１９】図３は、第３の実施の形態にかかる軸受装
置を示す図である。図３における実施の形態において
は、図２の実施の形態に対し、密封装置の固定輪間座及
び回転輪間座の形状が異なるのみであるので、共通する
構成については、同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】図３に示す密封装置２２０においては、回
転輪間座２２２の外周面から延在するフランジ部２２２
ｂに対して、わずかなスキマを持って並行しているが接
触しないようにして、固定輪間座２２１の内周面から、
フランジ部２２１ｂが回転輪間座２２２に向かって延在
している。フランジ部２２１ｂの内周縁も、回転輪間座
２２２に接触していない。このように、本実施の形態に
よれば、非接触シール部２３に加えて、密封装置２２０
の内部に設けたフランジ部２２１ｂ、２２２ｂにより、
スキマの狭いラビリンス空間をより長く形成すること
で、更に密封効果を高めることができるようになってい
る。
【００２１】加えて、本実施の形態によれば、固定輪間
座２２１の外周面には周溝２２１ｃが形成されており、
ここにＯ−リング２３０を配置することで、外部から異
物などが、ハウジング１と密封装置２２０の外周面との
間のスキマを通って侵入することを抑制できる。一方、
回転輪間座２２２の内周面には周溝２２２ｃが形成され
ており、ここにＯ−リング２３１を配置することで、外
部から異物などが、軸２と密封装置２２０の内周面との
間のスキマを通って侵入することを抑制できる。
【００２２】図４は、第４の実施の形態にかかる軸受装
置を示す図であり、図４（ａ）は、断面図、図４（ｂ）
は半径方向外方から見た図である。図４における実施の
形態においては、図１の実施の形態に対し、密封装置の
形状が異なるのみであるので、共通する構成について
は、同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】図４（ａ）において、密封装置３２０の固
定輪間座３２１には、その外周面の片側（軸受１０より
遠い側）にのみ、周溝３２１ｄが形成され、ここに非接
触シール部３２３が取り付けられている点のみが異な
る。非接触シール部３２３の構成自体は、上述した実施
の形態と同様である。又、密封装置３２０の固定輪間座
３２１は、図４（ｂ）に示すように、円弧状の切欠３２
１ａを軸受１０側端面に形成しており、密封装置３２０
が軸受１０と当接した状態でも、切欠３２１ａが軸受１
０の外輪との間にスキマを形成することで、潤滑油や異
物を排出する排油路もしくは排気路として機能するよう
になっている。
【００２４】図５は、第５の実施の形態にかかる軸受装
置を示す図であり、図５（ａ）は、断面図、図５（ｂ）
は半径方向外方から見た図である。図５における実施の
形態においては、図４の実施の形態に対し、軸受をダブ
ルとしたことのみが異なっているので、その他の構成に
ついては同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】図６は、第６の実施の形態にかかる軸受装
置を示す図であり、図６（ａ）は、断面図、図６（ｂ）
は半径方向外方から見た図である。図６における実施の
形態においては、図５の実施の形態に対し、軸受を円筒
ころ軸受４１０とした点のみが異なるので、その他の構
成については同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈さ
れるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることは
もちろんである。例えば、非接触シールは、回転輪間座
側に取り付けられて、固定輪間座側に接触しない位置ま
で延在させるようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】本発明の軸受装置は、内輪と、外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に、回転自在に配置された複
数の転動体と、を有する軸受と、前記軸受の軸線方向両
側に配置された密封装置とからなり、前記密封装置は、
固定輪間座と、回転輪間座と、前記固定輪間座と前記回
転輪間座の一方に取り付けられて、他方に向かって延在
するが前記他方に対して非接触状態に維持される非接触
シール部とを有するので、軸受を開放型とすることで、
温度変化が生じても軸受内外に気圧変化が生じなくな
り、異物の吸い込みが抑制され、また軸受の両側に形成
された密封装置により、グリースの洩れだしや外部から
の異物の侵入を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第１の実施の形態による軸受装
置を含む工作機械の主軸近傍を示す軸線方向断面図であ
る。
【図２】第２の実施の形態にかかる軸受装置を示す図で
ある。
【図３】第３の実施の形態にかかる軸受装置を示す図で
ある。
【図４】第４の実施の形態にかかる軸受装置を示す図で
あり、図４（ａ）は、断面図、図４（ｂ）は半径方向外
方から見た図である。
【図５】第５の実施の形態にかかる軸受装置を示す図で
あり、図５（ａ）は、断面図、図５（ｂ）は半径方向外
方から見た図である。
【図６】第６の実施の形態にかかる軸受装置を示す図で
あり、図６（ａ）は、断面図、図６（ｂ）は半径方向外
方から見た図である。
【符号の説明】
１０、４１０ 軸受 ２０，１２０，２２０，３２０ 密封装置 ２１，１２１，２２１，３２１ 固定輪間座 ２２，１２２，２２２，３２２ 回転輪間座 ２３，１２３，２２３，３２３ 非接触シール部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪と
    の間に、回転自在に配置された複数の転動体と、を有す
    る軸受と、 前記軸受の軸線方向両側に配置された密封装置とからな
    り、 前記密封装置は、固定輪間座と、回転輪間座と、前記固
    定輪間座と前記回転輪間座の一方に取り付けられて、他
    方に向かって延在するが前記他方に対して非接触状態に
    維持される非接触シール部とを有する軸受装置。
  2. 【請求項２】 前記密封装置に、外部に対して開放した
    排油路及び排気路の少なくとも一方を設けている請求項
    １に記載の軸受装置。
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