JP2003049851A - 転がり軸受のエアオイル潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送エア量が少量であっても、ノズル部材と
軸箱との嵌合隙間から漏れを生じることがなく、組立性
を低下させることなく、エアオイルの漏れ防止が行える
ようにする。 【解決手段】 転がり軸受１を嵌合した軸箱９の内径面
に、上記転がり軸受１へエアオイルを吐出するノズル部
材６を嵌合させる。ノズル部材６の外径面に、軸箱９の
内径面に開口するエアオイル供給路１３と連通するエア
オイル流入口１４を設ける。ノズル部材６の外径面に
は、エアオイル流入口１４を囲む環状溝１９を設ける。
この環状溝１９の底部に、ノズル部材６におけるノズル
孔８と連通した連通路２０を設ける。環状溝１９内には
環状密封部材２１を嵌合させる。この環状密封部材２１
は、沈み込み状態ではノズル部材６の外径面から突出し
ないものとする。

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
装置に関する。

【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１９は、アンギュラ玉軸受における従来のエアオ
イル潤滑装置を示したものである。軸箱５１の供給口５
２より供給される搬送エアと潤滑油は、外輪間座５３に
設けたノズル部材５７のエアオイル噴射孔５４から内輪
５５の転走面５５ａに向けて噴射される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１９に示した従来の
エア潤滑装置では、軸箱５１への外輪間座５３の組み込
みを容易にするために、軸箱５１に対して外輪間座５３
は若干のすきま嵌めとされている。この構造によると、
大量のエアを使用する場合、供給口５２より供給される
ほとんどのエアオイルが噴射孔５４に流入する。しか
し、エアを少量にすると、上記嵌め合い部の隙間から外
輪間座５３の面取り部を経由してノズル部材５７の一端
に設けられた排油孔（図示せず）から流失する割合が大
きくなってしまう。近年、環境問題と低コスト化への対
応策として、エアの使用量の低減が求められており、ま
た少量のエア量によって軸受の潤滑を可能にする技術も
開発されている。このため、エア量を少量にする場合が
増えつつあり、そのような場合に上記のエアオイルの流
失が現実的に大きな課題となる。

【０００４】この発明の目的は、搬送エア量が少量であ
っても、ノズル部材と軸箱との嵌合隙間から漏れを生じ
ることなくエアオイルをノズル部材に供給でき、組立性
を低下させることなく、エアオイルの漏れ防止が行える
エアオイル潤滑装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の第１のエアオ
イル潤滑装置は、転がり軸受を嵌合した軸箱の内径面
に、上記転がり軸受へエアオイルを吐出するノズル部材
を嵌合させ、上記軸箱の内径面に開口するエアオイル供
給路と連通するエアオイル流入口を上記ノズル部材の外
径面に設け、上記ノズル部材の外径面に、上記エアオイ
ル流入口を囲む環状溝を設け、この環状溝の底部に上記
ノズル部材におけるノズル孔と連通した連通路を設け、
上記環状溝内に、沈み込む状態では上記ノズル部材の外
径面から突出せず、上記連通路から環状溝内に供給され
るエアオイルの圧力により外径側へ移動して上記軸箱の
内径面とノズル部材との隙間を密封する環状密封部材を
嵌合させたものである。この構成によると、ノズル部材
のエアオイル流入口を囲む環状溝に嵌合した環状密封部
材は、ノズル部材の組み込み時においてはノズル部材の
外径面より突出しない状態となっており、ノズル部材の
軸箱への組み込み時のかじり等を防止している。上記環
状溝はエアオイル供給路に連通路により連通しているた
め、ノズル孔に大気圧以上のエア流が導入されると、そ
のエア圧が環状密封部材に作用し、環状密封部材は軸箱
内径面に向かって押し出され、弾性変形してエアオイル
流入口の周囲の軸箱とノズル部材との隙間を密封する。
そのため、軸箱に対してノズル部材が若干の隙間嵌めと
なっていても、この隙間からエアオイルが漏れることが
なく、少量のエア流れでもエアオイルを確実にノズル孔
に供給することができる。

【０００６】この発明において、上記環状密封部材の上
記環状溝底面側に向く面である裏面は平坦面または凹面
であっても良い。このように平坦面または凹面にするこ
とにより、ノズル孔から連通路を経て環状溝内に流入す
るエアオイルの圧力が、環状密封部材をノズル部材の外
径側に押し出す力として効果的に作用することになる。
そのため、軸箱の内径面とノズル部材本体との隙間をよ
り一層確実に密封することができる。

【０００７】この発明において、上記ノズル部材が、外
輪間座と、この外輪間座の内周に設けられた切欠凹部に
嵌合するノズル部材本体とでなり、上記環状溝を上記外
輪間座の外径面に設けても良い。

【０００８】この発明における第２の発明のエアオイル
潤滑装置は、転がり軸受を嵌合した軸箱の内径面に、上
記転がり軸受へエアオイルを吐出するノズル部材を嵌合
させ、このノズル部材の外径面に設けられたエアオイル
流入口と連通するエアオイル供給路出口を、上記軸箱の
内径面に設け、上記エアオイル供給路出口の内周に、導
入されたエアオイルの圧力によって上記ノズル部材側へ
移動し、軸箱の内径面とノズル部材の外径面との隙間を
密封する環状密封部材を設けたものである。この構成に
よると、エアオイル供給路出口に配置された環状密封部
材は、ノズル部材の組み込み時においては軸箱の内径面
より突出しない状態となっており、ノズル部材の軸箱へ
の組み込み時のかじり等を防止している。軸箱のエアオ
イル供給路にエア流が導入されると、環状密封部材はノ
ズル部材の外径面に向かって押し出され、弾性変形して
軸箱とノズル部材との隙間を密封する。そのため、軸箱
に対してノズル部材が若干の隙間嵌めとなっていても、
この隙間からエアオイルが漏れることがなく、少量のエ
ア流れでもエアオイルを確実にノズル孔へ供給すること
ができる。

【０００９】この発明において、上記環状密封部材が弾
性体からなり、上記エアオイル供給路出口における上記
環状密封部材の内方に、この環状密封部材よりもエアオ
イルの受圧面積の大きな環状部品を内外方向へ移動自在
に嵌合させても良い。このように構成することにより、
エアオイルの圧力を十分に受ける環状部品を介して、エ
アオイル圧力が環状密封部材を押し潰すように作用する
ので、軸箱とノズル部材間の隙間の密封をより確実に行
うことができる。

【００１０】この発明における第３の発明のエアオイル
潤滑装置は、転がり軸受を嵌合した軸箱の内径面に、上
記転がり軸受へエアオイルを吐出するノズル部材を嵌合
させ、上記軸箱の内径面に開口するエアオイル供給路と
連通するエアオイル流入口を上記ノズル部材の外径面に
設けた転がり軸受のエアオイル潤滑装置において、上記
ノズル部材の外径面の全周または一部に、上記転がり軸
受側の端面に開口する弾性部材嵌合凹部を設け、この弾
性部材嵌合凹部に弾性部材を嵌合させ、この弾性部材に
上記エアオイル流入口を設けたものである。弾性部材
は、合成樹脂等からなるものである。この構成による
と、ノズル部材の軸箱への組み込み時においては、弾性
部材の外径面を軸箱内径より突出させず、緩み嵌め状態
として組み込むことができる。転がり軸受に予圧を与え
たときに、弾性部材が軸受外輪に押し付けられるように
しておくと、弾性部材が外径側へ弾性変形し、軸箱の内
径面に密接する。そのため、ノズル部材の組み込み作業
が容易に行え、また上記密接によって、弾性部材のエア
オイル流入口と軸箱のエアオイル供給路とを気密状態に
連通させることができる。したがって、搬送エア量が少
量であっても、ノズル部材と軸箱との嵌合隙間から漏れ
を生じることなくエアオイルをノズル部材に供給でき、
組立性を低下させることなく、エアオイルの漏れ防止が
行える。弾性部材は、軸受外輪に軸方向に押し付けられ
ることで、弾性部材嵌合凹部の底面にも密接状態となる
ため、弾性部材とノズル部材との接触部におけるエアオ
イルの漏れも防止される。

【００１１】この発明において、上記弾性部材嵌合凹部
の底面は、上記転がり軸受から離れる側が大径となるテ
ーパ形状を成すものとしても良い。このようにテーパ形
状とした場合、軸受外輪を弾性部材側へ相対的に移動さ
せて予圧を与えると、弾性部材は、弾性部材嵌合凹部の
テーパ状底面の外径側へ移動し、軸箱の内径面およびノ
ズル部材の弾性部材嵌合凹部の底面に対して密接状態と
なる。そのため、弾性部材と軸箱内径面との接触部、お
よび弾性部材とノズル部材との接触部でエアオイルが漏
れることが、より確実に防止される。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施形態を図１
〜図３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の外輪３を嵌合した軸箱９の内径面には、転が
り軸受１へエアオイルを吐出するノズル部材６が嵌合さ
れる。軸箱９には、その内径面にエアオイル供給路出口
１３ｂが開口するエアオイル供給路１３が設けられる。
エアオイル供給路１３は、軸箱９にエアオイル供給口１
３ａを有する。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。ノズル部材６の外径面には、
エアオイル供給路１３と連通するエアオイル流入口１４
が設けられ、さらにその外径面にはエアオイル流入口１
４を囲む環状溝１９が設けられる。ここでは環状溝１９
を図１（Ｂ）に示すように円形としているが、エアオイ
ル流入口１４の周囲で連続していれば良く、例えば方形
でも良い。この環状溝１９の底部には、ノズル部材６の
ノズル孔８と連通した連通路２０が設けられる。さら
に、環状溝１９内には、沈み込み状態ではノズル部材６
の外径面から突出せず、連通路２０から環状溝１９内に
供給されるエアオイルの圧力により外径側へ移動して、
軸箱９の内径面とノズル部材６との隙間ｄを密封する環
状密封部材２１が嵌合させてある。

【００１３】環状密封部材２１は、エアオイルに使用さ
れるエアの圧力で十分に変形を生じる弾性係数の小さい
材料、例えばゴム，軟質樹脂などからなる。環状密封部
材２１の断面形状は、図示の例では、環状溝１９の底面
側に向く面である裏面が平坦面となった形状とされ、詳
細には断面方形状とされている。

【００１４】ノズル部材６は、外輪間座１０と、この外
輪間座１０の内周に設けられた環状の切欠凹部１０ａに
嵌合するノズル部材本体１２とでなる。このように２部
材１０，１２でノズル部材６を構成することにより、ノ
ズル部材６の製作が容易になる。

【００１５】上記環状溝１９は、外輪間座１０の外径面
に設けられる。ノズル孔８は、外輪間座１０側のノズル
孔８Ａと、これに続くノズル部材本体１２側のノズル孔
８Ｂとでなる。連通路２０は、ノズル孔８Ａの１か所ま
たは複数箇所から分岐させてある。なお、ノズル部材本
体１２は、外輪間座１０を介さず直接に軸箱９の内径面
に嵌合させても良い。この場合には、上記環状溝１９や
連通路２０もノズル部材本体１２に設ける。

【００１６】転がり軸受１の内輪２の外径面には、転走
面２ａに続く斜面部２ｂが設けられ、この斜面部２ｂに
所定の隙間を持って上記ノズル部材本体１２が沿わせて
ある。斜面部２ｂは、内輪２の幅面から転走面２ａに続
いて設けられ、また内輪２の反負荷側（軸受背面側）の
外径面に設けられる。転がり軸受１がアンギュラ玉軸受
である場合、内輪２のステップを設ける部分の外径面が
上記斜面部２ｂとされる。

【００１７】ノズル部材本体１２は、その先端部１２ａ
ａ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。ノズル部材本体１２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延びる鍔状部１
２ａを有している。この鍔状部１２ａ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本体１２の
上記先端部１２ａａとなる。ノズル部材本体１２の鍔状
部１２ａと内輪２の斜面部２ｂとの間の隙間は、内輪２
の軸との嵌合、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。ノズル部材本体１２の軸受外
の部分の内径は、内輪間座１１に対して接触しない程度
に近接している。

【００１８】ノズル部材本体１２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が開口するノズル孔８Ｂ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。ノズル孔８Ｂは、ノズル部材本体１２の円周方向
の１か所または複数箇所に設けられている。ノズル孔８
Ｂ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２
ｂ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、ノズル孔
８Ｂ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。ノズル孔８Ｂは、その吐出口８ａ
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。

【００１９】図３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装置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のエアオイル潤滑装置が採用されてい
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は軸箱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、軸箱９内に固定されている。軸箱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、上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。軸箱９
は、支持台１７に設置され、ボルト１８で固定されてい
る。軸箱９には、内径面における軸受１の設置部近傍に
エアオイル排気溝２２が設けられ、このエアオイル排気
溝２２から大気に開放されるエアオイル排気路２３が設
けられる。

【００２０】上記構成のエアオイル潤滑装置の作用を説
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のノズル孔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とノズル部材本体１２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
より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とノズル部材本体１２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
本体１２の先端部１２ａａ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。

【００２１】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。

【００２２】つぎに、軸箱９のエアオイル供給路１３と
ノズル部材６との連通部のシールにつき説明する。装置
組立時において、環状密封部材２１は、ノズル部材６の
外径面から突出しないように環状溝１９内に沈み込み状
態で嵌合させるので、軸箱９の内径面にノズル部材６を
嵌合させる組み付け作業において、環状密封部材２１が
噛み込むことがなく、組み付け作業性が悪くなることが
ない。また、軸箱９に対してノズル部材６は隙間嵌めと
するため、ノズル部材６の組み込みが容易である。

【００２３】運転開始時に、エアオイル供給路１３に導
入されたエア流は、そのほとんどがノズル部材６のノズ
ル孔８内に流入し、ノズル孔８内の圧力を増加させる。
したがって、図１において、運転開始直後には、環状密
封部材２１の下部は上部より高圧となる。このため、環
状密封部材２１は、環状溝１９から上方向に押し出さ
れ、軸箱９の内径面に接触する（図２）。環状密封部材
２１は、弾性率の低い材料で製作されているため、弾性
変形を生じ、軸箱９の内径面とノズル部材６の環状溝１
９内とに密着する。このように、環状密封部材２１が軸
箱９の内径面に密着して軸箱９の内径面とノズル部材本
体１２との隙間ｄを密封し、エア流の流路を密封する。
したがって、軸箱９に対してノズル部材６が若干の隙間
嵌めとなっていても、この隙間ｄからエアオイルが漏れ
ることはなく、少量のエア流れでもエアオイルを確実に
ノズル部材６のノズル孔８へ供給することができる。

【００２４】この実施形態では、環状密封部材２１を、
環状溝１９の底面側に向く面である裏面が平坦面となっ
た断面方形状としているので、ノズル孔８から連通路２
０を経て環状溝１９内に流入するエアオイルの圧力が、
環状密封部材２１をノズル部材６の外径側に押し出す力
として効果的に環状密封部材２１に作用することにな
り、上記隙間ｄをより確実に密封することができる。

【００２５】図４は、この発明の他の実施形態にかかる
転がり軸受のエアオイル潤滑装置を示す。この例は、上
記環状密封部材２１を、裏面が平坦面となった断面半円
状のものとしている。その他の構成は、図１および図２
に示した第１の実施形態と同じである。この実施形態の
場合も、環状密封部材２１の裏面が平坦面であるため、
ノズル孔８から環状溝１９内に流入するエアオイルの圧
力が、環状密封部材２１をノズル部材６の外径側に押し
出す力として効果的に作用する。また、環状密封部材２
１が断面半円状であるため、軸箱９の内径面に沿って圧
縮変形して密に接触し易く、高い密封性が得られる。

【００２６】図５は、この発明のさらに他の実施形態に
かかる転がり軸受のエアオイル潤滑装置を示す。この例
では、上記環状密封部材２１を、裏面が凹面となった断
面円弧状のものとしている。その他の構成は、図１およ
び図２に示した第１の実施形態と同じである。この実施
形態では、環状密封部材２１の裏面を凹面としたため、
エアオイルの圧力が環状密封部材２１によって一層受け
易くなる。また、環状密封部材２１がエアオイル圧によ
って、断面が広がるように弾性変形し、環状溝１９の内
面に押し付けられる。そのため、密封性がさらに向上す
る。

【００２７】図６はこの発明における第２の発明に対応
する実施形態を示す。この実施形態は、図１および図２
に示した第１の実施形態において、環状溝１９，連通路
２０および環状密封部材２１を設けた構成に代えて、次
の構成を備えたものである。すなわち、ノズル部材６の
外径面に開口するノズル孔８のエアオイル流入口１４に
対向して軸箱内径面に開口したエアオイル供給路出口１
３ｂの内周に、軸箱９の内径面とノズル部材６の外径面
との隙間ｄを密封する環状密封部材３１を設ける。この
環状密封部材３１は、導入されたエアオイルの圧力によ
ってノズル部材６側へ移動し、軸箱９の内径面とノズル
部材６の外径面との隙間ｄを密封する部材である。

【００２８】エアオイル供給路出口１３ｂは、ノズル孔
８のエアオイル流入口１４と同心状に配置され、エアオ
イル流入口１４より大きく形成されている。環状密封部
材３１は、エアオイルに使用されるエアの圧力で十分に
変形可能な弾性係数の小さい材料、例えばゴム，軟質樹
脂等からなり、裏面が平坦面となった断面方形状のもの
とされている。なお、環状密封部材３１の外周面には、
エアオイル供給路出口１３ｂの内壁面での移動が円滑と
なるように、グリース等の潤滑剤を塗布しても良い。こ
の実施形態におけるその他の構成は、図１および図２に
示した第１の実施形態と同じである。

【００２９】この構成の場合、エアオイル供給を開始す
ると、エアオイル供給路１３のエアオイルの圧力によ
り、図７のように環状密封部材３１がノズル部材６の外
径面側に押し出される。これにより、環状密封部材３１
がノズル部材６の外径面におけるエアオイル流入口１４
の周囲に密着して、軸箱９の内径面とノズル部材６との
隙間ｄが密封される。したがって、軸箱９に対してノズ
ル部材６が若干の隙間嵌めとなっていても、この隙間ｄ
からエアオイルの漏れを生じることがなく、少量のエア
流れでもエアオイルを確実にノズル孔８へ供給すること
ができる。組立過程において、環状密封部材３１は、軸
箱９の内径面側に突出しないようにエアオイル供給路出
口１３ｂの内周に設けられるので、軸箱９の内径面にノ
ズル部材６を嵌合させる組み付け作業において、環状密
封部材３１が噛み込むことがなく、組み付け作業性が悪
くなることもない。

【００３０】図８は、この発明のさらに他の実施形態に
かかる転がり軸受のエアオイル潤滑装置を示す。この例
は、図７の実施形態において、環状密封部材３１を、外
径側に向く面である表面が平坦面となった断面半円状の
ものとしている。その他の構成は、図７に示した実施形
態と同じである。この実施形態では、環状密封部材３１
の裏面が平坦面であるため、エアオイル供給路１３のエ
アオイルの圧力が環状密封部材３１を押し出す力として
効果的に作用する。また、環状密封部材３１が断面半円
状であるため、ノズル部材６の外径面に沿って圧縮変形
して密に接触し易く、高い密封性が得られる。

【００３１】図９は、この発明のさらに他の実施形態に
かかる転がり軸受のエアオイル潤滑装置を示す。この例
は、図７の実施形態において、環状密封部材３１を、表
面が凹面となった断面円弧状のものとしている。その他
の構成は、図７に示した実施形態と同じである。この実
施形態では、エアオイルの圧力で環状密封部材３１がエ
アオイル供給路１３の内壁面に押し付けられるように拡
径する状態となるので、軸箱９とノズル部材６間の隙間
ｄの密封をより確実に行うことができる。

【００３２】図１０は、この発明のさらに他の実施形態
にかかる転がり軸受のエアオイル潤滑装置を示す。この
実施形態は、図７に示した実施形態において、エアオイ
ル供給路出口１３ｂの内周の環状密封部材３１の内方
に、この環状密封部材３１よりもエアオイルの受圧面積
の大きな剛体からなる環状部品３２を、内外方向つまり
ノズル部材６の外径面に対して接近・離反する方向へ移
動自在に嵌合させたものである。環状密封部材３１は断
面円形のものとしている。環状部品３２は、環状密封部
材３１の内径側に遊嵌するボス部３２ａと、環状密封部
材３１にエアオイル供給路出口１３ｂの上流側から被さ
るフランジ部３２ｂとを有するものとしている。その他
の構成は、図７に示した実施形態と同じである。

【００３３】この実施形態では、受圧面積の大きい環状
部品３２により、エアオイル供給路１３内のエアオイル
の圧力を受け、この環状部品３２が環状密封部材３１を
押し潰すように作用するので、軸箱９とノズル部材６間
の隙間ｄの密封をより確実に行うことができる。環状部
品３２のボス部３２ａの先端は、エアオイル供給時には
軸箱９の内径面から突出するが、エアオイル遮断時には
環状密封部材３１の弾性復元作用によってボス３２ａの
先端はエアオイル供給路出口１３ｂ内に没入する。この
ため、組立・分解時に環状部品３２が引っ掛かることが
ない。

【００３４】なお、上記各実施形態では、軸受内に挿入
されたノズル部材６から内輪２の傾斜部２ｂにエアオイ
ルを噴射するノズル構造としたが、これに限らず、例え
ばノズル部材のノズル孔から軸受軌道面に対して直接に
エアオイルを噴射するノズル構造（例えば図１９の例）
の場合にも、この発明を適用することができる。

【００３５】図１１および図１２はこの発明における第
３の発明に対応する実施形態を示す。この実施形態は、
図１および図２に示した第１の実施形態において、環状
溝１９，連通路２０および環状密封部材２１を設けた構
成に代えて、次の構成を備えたものである。すなわち、
ノズル部材６の外径面の全周または一部に、転がり軸受
１側の端面に開口する弾性部材嵌合凹部３３を設ける。
この弾性部材嵌合凹部３３に弾性部材３４が嵌合し、こ
の弾性部材３４に、軸箱９側のエアオイル供給路出口１
３ｂに対向するエアオイル流入口１４が設けられる。弾
性部材嵌合凹部３３の底面は、転がり軸受１から離れる
側が大径となるテーパ形状を成す。弾性部材３４は、例
えば樹脂製とされ、その外径は、弾性部材嵌合凹部３３
に止まり嵌め程度に嵌合させたときに、弾性部材３４の
外径面と軸箱９の内径面との間に僅かな隙間が生じる大
きさとされている。また、弾性部材３４は、この嵌合状
態で、ノズル部材６の転がり軸受１側に向く端面（ただ
し、軸受外輪３の幅面に当接する端面部分）よりも軸方
向に長さδだけ突出するようにされている。上記ノズル
部材６の軸受外輪３に当接する端面部分は、この実施形
態では外輪間座１０となる部分に形成されている。この
実施形態におけるその他の構成は、図１および図２に示
した第１の実施形態と同じである。

【００３６】この構成の場合、図１１のように組み込み
過程において、ノズル部材６のテーパ状の弾性部材嵌合
凹部３３に弾性部材３４を嵌合させ、このノズル部材６
を転がり軸受１と一緒に軸箱９の内径面に組み込む。こ
の後、転がり軸受１に予圧を与える。上記組み込み時に
おいて、弾性部材３４は、ノズル部材６の外径面より小
径であり、弾性部材３４の嵌合したノズル部材６と軸箱
９とは径方向にルーズとなり、組み立てが容易に行え
る。この後、図１２のように、外輪３を外輪間座１０の
端面に押し当てることで軸受予圧を設定すると、弾性部
材３４は、長さδの突出部分が押し込まれ、外輪間座１
０の弾性部材嵌合凹部３３におけるテーパ状の底面と軸
箱９の内径面との間に構成されるくさび状空間に食い込
む。その結果、弾性部材３４と軸箱９の間、および弾性
部材３４と弾性部材嵌合凹部３３の底面の間に隙間がな
くなり、運転時にエアオイルをノズル孔８に通したとき
の漏れが抑えられる。また、コスト低減効果に関して、
外輪間座１０と軸箱９の嵌合面においてエアオイルを密
封する役割が不要となるため、外輪間座１０の外径公差
が広くなり、加工コストが低減する。

【００３７】図１３および図１４は、第３の発明におけ
る他の実施形態にかかる転がり軸受のエアオイル潤滑装
置を示す。この実施形態は、図１９に示した従来のエア
オイル潤滑軸受に、図１１および図１２に示したエアオ
イル潤滑装置を適用したものである。すなわち、外輪間
座を兼ねるノズル部材６に直接にノズル孔８が形成さ
れ、そのノズル部材６の外径面に弾性部材嵌合凹部３３
が設けられている。ノズル部材６は、軸受隙間内に突出
する鍔状部を有しておらず、ノズル孔８の吐出口８ａ
は、転がり軸受１の外部に位置している。軸箱９のエア
オイル供給路１３から供給されるエアオイルは、弾性部
材３４のエアオイル流入口１４を経て、ノズル孔８の吐
出口８ａから転がり軸受１の内輪２の転走面２ａに向け
て噴射される。その他の構成、例えば弾性部材嵌合凹部
３３がテーパ形状であること等は、図１１および図１２
に示す実施形態と同じである。

【００３８】図１５〜図１７は、それぞれこの発明のさ
らに他の実施形態を示す。まず、これら図１５〜図１７
の実施形態のグループの共通の特徴および課題を説明す
る。これらの実施形態グループに用いられている転がり
軸受１は、外輪３に、軸箱９内で転がり軸受１の位置決
めをする際に間座または蓋等によって押し込むためのフ
ランジ３ｂを設けたものである。フランジ３ｂは、外輪
２の外径面の一端に設けてある。転がり軸受１がアンギ
ュラ玉軸受である場合、例えば外輪３の内径面のカウン
タボア側の端部に上記フランジ３ｂが設けられる。外輪
３の外径面には、外輪間座１０，３７が隙間嵌め状態に
嵌合する。この外輪間座は、図１５の例のようにノズル
部材兼用の外輪間座１０であっても良く、また図１６，
図１７の例のようにノズル部材となる外輪間座ピースで
あっても良い。上記隙間嵌めの外輪間座１０，３７は、
ねじ、リベット等の固着具により上記フランジ３ｂに結
合し、外輪３と一体化する。

【００３９】これらの実施形態グループにおける軸受
は、各種の回転部、特に、高速回転する工作機械に適用
されるアンギュラ玉軸受等とされる。共通の課題を説明
する。工作機械主軸に適用されるアンギュラ玉軸受は、
通常、外輪外径と軸箱内径の嵌め合いは、隙間嵌めで用
いられ、外輪端面を蓋または間座等で押し込むことによ
り軸方向の位置を決める。しかし、軸受のアキシアル方
向の押さえ代や、ボルトの締め付けトルクなどによって
は、軸受外輪転走面の真円度が崩れ、高速回転のとき、
振動や温度上昇の原因となることがある。これらの実施
形態グループは、このような課題を解決するものであ
る。すなわち、軸受外輪３に半径方向のフランジ３ｂを
設け、ここに、エアオイルのノズルを設けた外輪間座を
組付けている。また外輪間座と外輪外径面とは隙間嵌め
としている。この軸受ユニットを、軸箱９に組み込み、
位置決めする際に、外輪３に設けたフランジ３ｂまたは
外輪間座を押し込むことで、外輪転走面付近に歪みが発
生しない。そのため、振動，騒音の原因となる転走面の
真円度の崩れを防ぐことができる。

【００４０】これら図１５〜図１７の実施形態グループ
における転がり軸受のエアオイル潤滑装置では、エアオ
イルの漏れ防止の構成についての図示を省略したが、図
１ないし図１０に各実施形態に示した漏れ防止の構成、
例えば図１の連通路２０と環状密封部材２１、図６〜図
１０の環状密封部材３１、図１１の弾性部材嵌合凹部３
３と弾性部材３４の構成等は、図１５〜図１７の各実施
形態においても適用することができる。

【００４１】図１５〜図１７に示した個々の実施形態を
説明する。図１５の実施形態は、軸箱９のエアオイル供
給路１３より、外輪間座１０を兼ねるノズル部材６に形
成されたノズル孔８に供給されるエアオイルが、ノズル
孔８の吐出口８ａから内輪２の転走面２ａに向けて噴射
される。軸受１の外輪３には外径側に張り出すフランジ
部３ｂが一体形成されており、そのフランジ部３ｂを、
軸受外輪３を挟んで軸方向に配置される２つの外輪間座
１０，３６の端面でアキシアル方向に押さえることによ
り、外輪３が位置決めされる。外輪３のフランジ部３ｂ
を除く部分の外径面とその外径側に位置する外輪間座１
０であるノズル部材６の内径面との間には所定の正の隙
間ｄ１が与えられている。また、外輪３のノズル部材６
側に向く端面とこれに対向するノズル部材６の端面との
間にも所定の正の隙間ｄ２が与えられている。

【００４２】この軸受１では、外輪３に一体形成したフ
ランジ部３ｂを、外輪３を挟んで軸方向に並ぶ２つの外
輪間座６，３６の端面でアキシアル方向に押さえて外輪
３を位置決めするようにしているので、位置決め時に外
輪３の転走面３ａの真円度が崩れて、高速回転における
振動や温度上昇の原因になるのを防止することができ
る。

【００４３】図１６の実施形態における軸受１は、外輪
３に外径側に張り出すフランジ部３ｂが一体形成され、
このフランジ部３ｂに対して、ノズル部材となる外輪間
座ピース３７がビス３８により締結されている。ビス３
８によらず、リベットや溶接により一体化してもよい。
外輪間座ピース３７は、前記フランジ部３ｂに接続され
る横向き部３７ａと内径方向に延びる立向き部３７ｂと
からなる断面Ｌ字状の環状部材であって、外輪３のフラ
ンジ部３ｂを除く部分の外径面から一端面を覆うように
配置される。外輪間座ピース３７における横向き部３７
ａの内径面と外輪３の外径面との間には所定の正の隙間
ｄ１が与えられ、また立向き部３７ｂとこれに対向する
外輪３の端面との間にも所定の正の隙間ｄ２が与えられ
ている。軸箱９にはその内径面に開口するエアオイル供
給路出口１３ｂを有するエアオイル供給路１３が設けら
れ、前記外輪間座ピース３７の立向き部３７ｂには、そ
の外径面に開口するエアオイル流入口１４を有するノズ
ル孔８が設けられ、前記エアオイル供給路１３から供給
されるエアオイルがノズル孔８の吐出口８ａから内輪２
の転走面２ａに向けて噴射される。内輪２の幅寸法は、
外輪３と外輪間座ピース３７とを組み合わせた部材の幅
寸法に合わせて設定される。このアンギュラ玉軸受１の
外輪３の軸箱９への組付けにおいては、軸受１を挟んで
軸方向に配置される２つの外輪間座１０，３６の端面で
前記外輪間座ピース３７およびフランズ部３ｂをアキシ
アル方向に押さえることにより、外輪３が位置決めされ
る。

【００４４】この実施形態では、外輪３に取り付ける外
輪間座ピース３７にノズル孔８を設けているので、別体
の外輪間座にノズル孔を形成する場合よりも装置全体を
小型化できる。また、外輪３と外輪間座ピース３７とを
組み合わせた部材の幅寸法に合わせて内輪２の幅寸法を
設定しているので、他の構造のアンギュラ玉軸受と互換
性が得られ、汎用性が高まる。

【００４５】図１７の実施形態は、図１６の実施形態に
おける外輪間座ピース３７に設けるノズル構造および内
輪２の構造を、図１および図２に示す実施形態と同様の
構成としている。その他の構成は図１６の実施形態と同
じである。

【００４６】図１８は、ノズルを設けない場合の参考提
案例である。この提案例は、図１５の実施形態におい
て、外輪間座兼用のノズル部材６を単なる外輪間座１０
に置き換えたものである。

【００４７】なお、上記各実施形態では、狭義のエアオ
イル潤滑の場合を示したが、この発明はオイルミスト潤
滑の場合でも上記と同様に適用可能である。特許請求の
範囲で言う「エアオイル」は、一般に言うエアオイルの
他に、オイルミストを含む意味である。

【００４８】

【発明の効果】この発明における第１の発明の転がり軸
受のエアオイル潤滑装置は、転がり軸受を嵌合した軸箱
の内径面に、上記転がり軸受へエアオイルを吐出するノ
ズル部材を嵌合させ、上記軸箱の内径面に開口するエア
オイル供給路と連通するエアオイル流入口を上記ノズル
部材の外径面に設け、上記ノズル部材の外径面に、上記
エアオイル流入口を囲む環状溝を設け、この環状溝の底
部に上記ノズル部材におけるノズル孔と連通した連通路
を設け、上記環状溝内に、沈み込み状態では上記ノズル
部材の外径面から突出せず、上記連通路から環状溝内に
供給されるエアオイルの圧力により外径側へ移動して上
記軸箱の内径面とノズル部材との隙間を密封する環状密
封部材を嵌合させたため、軸箱に対してノズル部材が若
干の隙間嵌めとなっていても、この隙間からエアオイル
が漏れることが防止でき、少量のエア流れでもエアオイ
ルを確実にノズル部材に供給することができる。そのた
め、組立性を低下させることなく、エア量が少量である
場合の漏れ防止性が高められる。上記環状密封部材の上
記環状溝底面側に向く面である裏面を平坦面または凹面
とした場合は、軸箱の内径面とノズル部材本体との隙間
をより一層確実に密封することができる。この発明にお
ける第２の発明の転がり軸受のエアオイル潤滑装置は、
転がり軸受を嵌合した軸箱の内径面に、上記転がり軸受
へエアオイルを吐出するノズル部材を嵌合させ、このノ
ズル部材の外径面に設けられたエアオイル流入口と連通
するエアオイル供給路出口を、上記軸箱の内径面に設
け、上記エアオイル供給路出口の内壁面に、導入された
エアオイルの圧力によって上記ノズル部材側へ移動し、
軸箱の内径面とノズル部材の外径面との隙間を密封する
環状密封部材を設けたため、軸箱に対してノズル部材が
若干の隙間嵌めとなっていても、この隙間からエアオイ
ルが漏れることが防止でき、少量のエア流れでもエアオ
イルを確実にノズル部材に供給することができる。その
ため、組立性を低下させることなく、エア量が少量であ
る場合の漏れ防止性が高められる。上記環状密封部材が
弾性体からなり、上記エアオイル供給路出口における上
記環状密封部材の内方に、この環状密封部材よりもエア
オイルの受圧面積の大きな環状部品を内外方向へ移動自
在に嵌合させた場合は、軸箱とノズル部材間の隙間の密
封をより一層確実に行うことができる。この発明におけ
る第３の発明の転がり軸受のエアオイル潤滑装置は、転
がり軸受を嵌合した軸箱の内径面に、上記転がり軸受へ
エアオイルを吐出するノズル部材を嵌合させ、上記軸箱
の内径面に開口するエアオイル供給路と連通するエアオ
イル流入口を上記ノズル部材の外径面に設けた転がり軸
受のエアオイル潤滑装置において、上記ノズル部材の外
径面の全周または一部に、上記転がり軸受側の端面に開
口する弾性部材嵌合凹部を設け、この弾性部材嵌合凹部
に弾性部材を嵌合させ、この弾性部材に上記エアオイル
流入口を設けたため、ノズル部材や弾性部材の組み込み
時は緩み状態、運転時は密着状態となり、組立性を低下
させることなく、エア量が少量である場合の漏れ防止性
が高められる。上記弾性部材嵌合凹部の底面が、上記転
がり軸受から離れる側が大径となるテーパ形状を成すも
のとした場合は、軸受予圧時に弾性部材が弾性部材嵌合
凹部の大径側へ軸方向移動することで、より密着が確実
となり、組立の容易性確保と、エアオイルの漏れ防止の
両立がより一層良好に行える。

【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装置の断面図、（Ｂ）は
（Ａ）におけるＩ−Ｉ矢視平面図である。

【図２】同エアオイル潤滑装置の使用状態を示す断面図
である。

【図３】同エアオイル潤滑装置を採用したスピンドル装
置の断面図である。

【図４】この発明の他の実施形態にかかる転がり軸受の
エアオイル潤滑装置の断面図である。

【図５】この発明のさらに他の実施形態にかかる転がり
軸受のエアオイル潤滑装置の断面図である。

【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかる転がり
軸受のエアオイル潤滑装置の断面図である。

【図７】同エアオイル潤滑装置の使用状態を示す部分拡
大断面図である。

【図８】この発明のさらに他の実施形態にかかる転がり
軸受のエアオイル潤滑装置の断面図である。

【図９】この発明のさらに他の実施形態にかかる転がり
軸受のエアオイル潤滑装置の断面図である。

【図１０】この発明のさらに他の実施形態にかかる転が
り軸受のエアオイル潤滑装置の断面図である。

【図１１】この発明のさらに他の実施形態にかかる転が
り軸受のエアオイル潤滑装置の組み立て過程を示す要部
拡大断面図である。

【図１２】同エアオイル潤滑装置の断面図である。

【図１３】この発明のさらに他の実施形態にかかる転が
り軸受のエアオイル潤滑装置の組み立て過程を示す要部
拡大断面図である。

【図１４】同エアオイル潤滑装置の断面図である。

【図１５】この発明のさらに他の実施形態にかかる転が
り軸受のエアオイル潤滑装置の断面図である。

【図１６】この発明のさらに他の実施形態にかかる転が
り軸受のエアオイル潤滑装置の断面図である。

【図１７】この発明のさらに他の実施形態にかかる転が
り軸受のエアオイル潤滑装置の断面図である。

【図１８】アンギュラ玉軸受の設置構造の参考提案例を
示す断面図である。

【図１９】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１…転がり軸受 ６…ノズル部材 ９…軸箱 １０…外輪間座 １０ａ…切欠凹部 １２…ノズル部材本体 １３…エアオイル供給路 １３ｂ…エアオイル供給路出口 １４…エアオイル流入口 １９…環状溝 ２０…連通路 ２１…環状密封部材 ３１…環状密封部材 ３２…環状部品 ３３…弾性部材嵌合凹部 ３４…弾性部材

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C011 FF06 3C048 CC04 DD13 EE02 3J101 AA02 AA32 AA42 AA54 AA62 BA77 CA07 CA08 FA13 FA32 GA31

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転がり軸受を嵌合した軸箱の内径面に、
   上記転がり軸受へエアオイルを吐出するノズル部材を嵌
   合させ、上記軸箱の内径面に開口するエアオイル供給路
   と連通するエアオイル流入口を上記ノズル部材の外径面
   に設け、上記ノズル部材の外径面に、上記エアオイル流
   入口を囲む環状溝を設け、この環状溝の底部に上記ノズ
   ル部材におけるノズル孔と連通した連通路を設け、上記
   環状溝内に、沈み込み状態では上記ノズル部材の外径面
   から突出せず、上記連通路から環状溝内に供給されるエ
   アオイルの圧力により外径側へ移動して上記軸箱の内径
   面とノズル部材との隙間を密封する環状密封部材を嵌合
   させた転がり軸受のエアオイル潤滑装置。
2. 【請求項２】 上記環状密封部材の上記環状溝底面側に
   向く面である裏面が平坦面または凹面である請求項１に
   記載の転がり軸受のエアオイル潤滑装置。
3. 【請求項３】 上記ノズル部材は、外輪間座と、この外
   輪間座の内周に設けられた切欠凹部に嵌合するノズル部
   材本体とでなり、上記環状溝は上記外輪間座の外径面に
   設けた請求項１または請求項２記載の転がり軸受のエア
   オイル潤滑装置。
4. 【請求項４】 転がり軸受を嵌合した軸箱の内径面に、
   上記転がり軸受へエアオイルを吐出するノズル部材を嵌
   合させ、このノズル部材の外径面に設けられたエアオイ
   ル流入口と連通するエアオイル供給路出口を、上記軸箱
   の内径面に設け、上記エアオイル供給路出口の内周に、
   導入されたエアオイルの圧力によって上記ノズル部材側
   へ移動し、軸箱の内径面とノズル部材の外径面との隙間
   を密封する環状密封部材を設けた転がり軸受のエアオイ
   ル潤滑装置。
5. 【請求項５】 上記環状密封部材が弾性体からなり、上
   記エアオイル供給路出口における上記環状密封部材の内
   方に、この環状密封部材よりもエアオイルの受圧面積の
   大きな環状部品を内外方向へ移動自在に嵌合させた請求
   項４に記載のエアオイル潤滑装置。
6. 【請求項６】 転がり軸受を嵌合した軸箱の内径面に、
   上記転がり軸受へエアオイルを吐出するノズル部材を嵌
   合させ、上記軸箱の内径面に開口するエアオイル供給路
   と連通するエアオイル流入口を上記ノズル部材の外径面
   に設けた転がり軸受のエアオイル潤滑装置において、上
   記ノズル部材の外径面の全周または一部に、上記転がり
   軸受側の端面に開口する弾性部材嵌合凹部を設け、この
   弾性部材嵌合凹部に弾性部材を嵌合させ、この弾性部材
   に上記エアオイル流入口を設けた転がり軸受のエアオイ
   ル潤滑装置。
7. 【請求項７】 上記弾性部材嵌合凹部の底面は、上記転
   がり軸受から離れる側が大径となるテーパ形状を成す請
   求項６に記載の転がり軸受のエアオイル潤滑装置。