JP2003278771A

JP2003278771A - 転がり軸受装置

Info

Publication number: JP2003278771A
Application number: JP2002085943A
Authority: JP
Inventors: Shinji Fukuda; 晋治福田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】風切り音を低減するとともに、正常な潤滑機
能が安定して得られる転がり軸受装置を提供する。【解決手段】ガイド部材１０を外輪７に取り付けるこ
とにより外輪７を基準とした位置決めを行い、そのガイ
ド部１０ｂが内輪６の凹段部６ｂと同心状になるように
配置する。凹段部６ｂとガイド部１０ｂとの間に形成さ
れる通路Ｐは、軸受側面から軌道面６ａ側に通じてお
り、この通路Ｐに対して、外輪間座５の供給口５ａ１か
らオイルエアを噴出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑油を圧送供給
することによって強制潤滑される転がり軸受装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、高速回転体を支持する転がり軸受
に対して確実な潤滑を行うには、潤滑油を圧縮空気によ
り供給するオイルエア潤滑方式が一般に用いられてい
る。この場合のオイルエア供給構造としては、いわゆる
アンダーレース潤滑が採用されている。具体的には、例
えば、高速回転体と共に回転する内輪の軌道面近傍にノ
ズル（孔）を周方向に等配して設け、オイルエアを当該
ノズルに圧送し、噴出させる（例えば特開平１１−１８
２５６０号公報参照）。また、軌道面近傍の周方向に隙
間を形成して、オイルエアを当該隙間に圧送し、噴出さ
せるように構成してもよい（例えば特開２０００−２９
１６６４号公報参照）。この場合の隙間は、所定の形状
に加工した内輪と、これに隣接する部材とを互いに近接
して配置することにより形成される。隣接する部材とし
て典型的なものは、工作機等の主軸を一対のアンギュラ
軸受によって支持する場合における、これら一対のアン
ギュラ軸受によって挟持される外輪間座である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなオイルエア供給構造において、ノズルの場合に
は、孔からスポット的に吹き出るオイルエアを転動体が
横切ることにより激しい風切り音が発生し、これが騒音
となる。他方、隙間の場合には常に「風」が当たるた
め、風切り音は比較的小さいが、隙間の寸法を正確に設
定するには、内輪と、これに隣接する部材とが互いに正
確に位置決めされることが必要である。ところが、外輪
間座等の隣接する部材は軸受とは別個独立の部材であ
り、これらを組み立てた状態で正確に位置決めすること
は容易でない。従って、位置決めに正確さを欠く場合が
あり、隙間の寸法が変動する。隙間が所定値より大きく
なるとオイルエアの噴出速度が低下し、逆に小さくなる
と充分な量のオイルエアが出なくなる。すなわち、正常
な潤滑機能を安定して得ることは困難である。

【０００４】上記のような従来の問題点に鑑み、本発明
は、風切り音を低減するとともに、正常な潤滑機能が安
定して得られる転がり軸受装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、潤滑油の圧送
供給によって強制潤滑される転がり軸受装置において、
内外輪の一方を固定輪、他方を可動輪として、固定輪に
取り付けられ、可動輪の軌道面に連接する肩部に沿って
同心状に配置され、当該肩部との間に、軸受側面から前
記軌道面側に至る通路を形成するガイド部材と、前記通
路に潤滑油を圧送供給する潤滑油供給部材とを備えたも
のである（請求項１）。上記のように構成された転がり
軸受装置では、通路に圧送供給された潤滑油を含む流体
（例えばオイルエア）が可動輪の肩部の回転に追随して
流れ、周方向に均一に拡がって軌道面側に吹き出され
る。従って、転動する転動体に対して常に同じように流
体が吹き付けられ、風切り音を低減させる。また、固定
輪に取り付けられるガイド部材は、固定輪を基準として
位置決めされる。固定輪は、可動輪や転動体に対して正
確な位置関係を維持しているので、ガイド部材の加工精
度及び、ガイド部材が取り付けられる部分の加工精度を
一定レベルに確保することにより、ガイド部材を正確に
位置決めすることが可能となる。

【０００６】上記転がり軸受装置（請求項１）におい
て、ガイド部材は、固定輪としての外輪に取り付けられ
る基部と、その内周側に形成されて肩部を取り巻く略円
筒状のガイド部とを備え、このガイド部の内径は軌道面
側へ漸次拡径しているものであってもよい（請求項
２）。この場合、内輪が回転することにより、これに追
随して肩部の周りの流体が回転するように流れ、遠心力
が作用する。これにより通路内の流体は、ガイド部の内
壁に向けて拡がろうとする力を受け、この力は、ガイド
部の内径が漸次拡径してテーパ状になっていることによ
り、流体を軌道面側へ押し進める推進力の成分を生じ
る。従って、その推進力の分だけ、潤滑油供給部材から
の噴出速度を緩めることができる。また、上記推進力に
より、ガイド部の内壁に張り付いた油滴を軌道面側へ押
し出すことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態によ
る転がり軸受装置の断面図である。図において、転がり
軸受（本例ではアンギュラ玉軸受）１は、ハウジング２
に対して高速回転する工作機等の主軸３を回転自在に支
持する。転がり軸受１は、図示を省略した左方にも左右
対称に設けられており、これら一対の転がり軸受１によ
って主軸３が支持されている。一対の転がり軸受１の間
には、主軸３に外挿された内輪間座４と、ハウジング２
に内挿された外輪間座５とが設けられ、それぞれ、左右
一対の軸受１の内輪６及び外輪７によって挟持されてい
る。また、各間座４，５は互いに隙間Ｓ１を有して同心
状に配置されている。

【０００８】上記転がり軸受１は、主軸３に外嵌された
上記内輪６及び、ハウジング２に内嵌された上記外輪７
の他、転動体８と、保持器９と、ガイド部材１０と、止
め輪１１とを備えている。内輪６の軌道面６ａと連接す
る肩部の一方側は、軌道面６ａより深い凹段部６ｂとし
て形成されている。凹段部６ｂの右端側は、軌道面６ａ
に対して至近位置に達している。一方、上記ガイド部材
１０は、外輪７の左端部内周側に設けられた周溝７ａに
取り付けられており、凹段部６ｂに沿って同心状に配置
されている。また、ガイド部材１０の抜け止め用に上記
止め輪１１が装着される。こうして、ガイド部材１０
は、外輪７における周溝７ａの位置を基準として位置決
めされる。外輪７は、そもそも、内輪６や転動体８に対
して正確な位置関係を維持している。従って、ガイド部
材１０の加工精度及び周溝７ａの加工精度を一定レベル
に確保することにより、容易に、ガイド部材１０を正確
に位置決めすることができる。また、ガイド部材１０
は、転がり軸受１の一部材として組み立てられる。従っ
て、その位置決め精度は、ハウジング２や主軸３への転
がり軸受１の装着や、各間座４，５の取付けには何ら影
響されない。

【０００９】上記ガイド部材１０は金属又は樹脂からな
り、周溝７ａに嵌着されるリング状の基部１０ａと、そ
の内周側に形成された略円筒状のガイド部１０ｂとを有
している。ガイド部材１０のガイド部１０ｂは、凹段部
６ｂに対して径方向に隙間を空けてこれを取り巻くこと
により、当該凹段部６ｂとの間に、周方向に連続し、か
つ、軸受側面から軌道面６ａ側に至る通路Ｐを形成して
いる。ガイド部１０ｂの内径は、軌道面６ａ側へ漸次拡
径しており、先端ほど肉厚が薄くなっている。ガイド部
材１０が正確に位置決めされることにより、先端部１０
ｂ１と、軌道面端部６ａ１と、転動体８との相互の位置
関係が正確に設定され、先端部１０ｂ１と軌道面端部６
ａ１との間に所定の隙間（例えば０．５〜１ｍｍ；供給
口５ａ１の直径の１〜３倍）Ｓ２を、安定して正確に設
けることができる。

【００１０】また、上記外輪間座５の内部には軸方向の
オイルエア供給路５ａと、これと連通した径方向へのオ
イルエア供給路５ｂ（内径小），５ｃ（内径大）が形成
されており、これによって外輪間座５は、通路Ｐにオイ
ルエアを圧送供給する潤滑油供給部材としての機能を備
えている。軸方向へのオイルエア供給路５ａの右端部に
形成された供給口５ａ１は、上記通路Ｐに向けて開口し
ている。また、径方向へのオイルエア供給路５ｃの上端
部は、ハウジング２に形成された周溝２ａに連通してい
る。この周溝２ａは、ハウジング２に形成されたオイル
エア供給路２ｂに連通している。オイルエア供給路２ｂ
に対して所定の圧力で供給されたオイルエアは、周溝２
ａを介してオイルエア供給路５ｃに送り込まれ、内径の
小さいオイルエア供給路５ｂにより絞られて、一定の流
速を付与され、オイルエア供給路５ａを通って供給口５
ａ１から噴出する。

【００１１】上記の、外輪間座５内のオイルエア供給路
５ａ〜５ｃ及び供給口５ａ１は、外輪間座５の周方向に
複数（例えば３箇所）等配されている。従って、複数の
供給口５ａ１から通路Ｐに向けてオイルエアが噴出す
る。ここで、供給口５ａ１は周方向において局所的にし
か設けられていないが、通路Ｐは周方向に連続してお
り、かつ、主軸３と共に高速回転する内輪６の凹段部６
ｂに追随してオイルエアが流れることにより、供給口５
ａ１から噴出したオイルエアは通路Ｐ内で均一に拡が
り、隙間Ｓ２から軌道面端部６ａ１近傍に向けて吹き出
される。従って、転動する転動体８に対して常に同じよ
うにオイルエアが吹き付けられ、風切り音が低減され
る。また、通路Ｐの出口すなわち隙間Ｓ２の寸法が安定
して正確さを維持することにより、正常な潤滑機能が安
定して得られる。なお、凹段部６ｂの右端側が軌道面６
ａの至近位置にまで達していることにより、軌道面６ａ
の潤滑がより確実に達成される。

【００１２】また、主軸３と共に内輪６が高速回転する
ことにより、凹段部６ｂの周りの流体（オイルエア）が
その粘性により追随して回転するように流れ、遠心力が
流体に作用する。これにより通路Ｐ内のオイルエアは、
ガイド部１０ｂの内壁１０ｂ２に向けて拡がろうとする
力を受け、この力は、ガイド部１０ｂの内径が漸次拡径
してテーパ状になっていることにより、オイルエアを軌
道面６ａ側へ押し進める推進力の成分を生じる。従っ
て、この推進力の分だけ、供給口５ａ１からの噴出速度
を緩めることができる。その結果、オイルエアの供給圧
力を低下させることができ、オイルエアの消費量を節減
することができる。また、上記推進力により、ガイド部
１０ｂの内壁１０ｂ２に張り付いた油滴を隙間Ｓ２に向
けて押し出すことができる。従って、供給された油分は
すべて軌道面６ａ側へ吹き出され、優れた潤滑効率が得
られる。

【００１３】なお、上記実施形態では内輪６の肩部の一
方を凹段部６ｂとしたが、これは必ずしも「段」でなく
てもよく、図２に示すような傾斜面６ｃとしてもよい。
この場合も、傾斜面６ｃの右端側は軌道面６ａの至近位
置に達していることが潤滑の確実性のためには好まし
い。但し、基本的には、軌道面６ａの至近位置に達する
凹段部６ｂや傾斜面６ｃの代わりに、アンギュラ軸受等
のカウンタボアをそのまま利用することも可能である。
また、上記実施形態における転がり軸受１はアンギュラ
軸受であるが、これ以外の転がり軸受に対しても同様な
潤滑構造の適用が可能である。また、上記実施形態とは
逆に、内輪が固定輪で外輪が可動輪である転がり軸受に
ついても、同様な潤滑構造の適用が可能であり、ガイド
部材１０の確実な位置決めや風切り音の低減に同様な作
用効果を得ることができる。また、上記実施形態ではオ
イルエア潤滑を行っているが、潤滑油を霧状にして圧送
するオイルミスト潤滑にも同様な構造の適用が可能であ
る。

【００１４】

【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下の
効果を奏する。請求項１の転がり軸受装置によれば、通
路に圧送供給された潤滑油を含む流体（例えばオイルエ
ア）が可動輪の肩部の回転に追随して流れ、周方向に均
一に拡がって軌道面側に吹き出されるので、転動する転
動体に対して常に同じように流体が吹き付けられ、風切
り音が低減される。また、固定輪に取り付けられるガイ
ド部材は、固定輪を基準として位置決めされ、固定輪
は、可動輪や転動体に対して正確な位置関係を維持して
いるので、ガイド部材の加工精度及び、ガイド部材が取
り付けられる部分の加工精度を一定レベルに確保するこ
とにより、容易に、ガイド部材を正確に位置決めするこ
とができる。従って、通路の正確な出口寸法を確保し
て、正常な潤滑機能を安定して得ることができる。

【００１５】請求項２の転がり軸受装置によれば、内輪
の回転によって肩部の周りの流体に遠心力が作用して、
通路内の流体はガイド部の内壁に向けて拡がろうとする
力を受ける。この力は、ガイド部の内径が漸次拡径して
テーパ状になっていることにより、流体を軌道面側へ押
し進める推進力の成分を生じるので、その分、潤滑油供
給部材からの噴出速度を緩めることができる。その結
果、潤滑油の供給圧力を低下させることができ、潤滑油
消費量を節減することができる。また、上記推進力によ
り、ガイド部の内壁に張り付いた油滴を軌道面側へ押し
出すことができるので、供給された油分はすべて軌道面
側に吹き出され、優れた潤滑効率が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による転がり軸受装置の断
面図である。

【図２】他の実施形態による転がり軸受装置の断面図で
ある。

【符号の説明】

１転がり軸受５外輪間座（潤滑油供給部材）６内輪６ａ軌道面６ｂ凹段部６ｃ傾斜面７外輪１０ガイド部材１０ａ基部１０ｂガイド部Ｐ通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潤滑油の圧送供給によって強制潤滑される
転がり軸受装置において、内外輪の一方を固定輪、他方
を可動輪として、固定輪に取り付けられ、可動輪の軌道面に連接する肩部
に沿って同心状に配置され、当該肩部との間に、軸受側
面から前記軌道面側に至る通路を形成するガイド部材
と、前記通路に潤滑油を圧送供給する潤滑油供給部材とを備
えたことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】前記ガイド部材は、固定輪としての外輪に
取り付けられる基部と、その内周側に形成されて前記肩
部を取り巻く略円筒状のガイド部とを備え、このガイド
部の内径は前記軌道面側へ漸次拡径している請求項１記
載の転がり軸受装置。