JP2005221042A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、工作機械主軸等のグリース潤滑とされる潤滑機構付きの転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing with a lubrication mechanism for grease lubrication of a machine tool main shaft or the like.
工作機械主軸軸受の潤滑方法として、メンテナンスフリーで使用可能なグリース潤滑、搬送エアに潤滑オイルを混合してオイルをノズルより軸受内に噴射するエアオイル潤滑、軸受内に潤滑油を直接に噴射するジェット潤滑等の方法がある。最近の工作機械は、加工能率を上げるために、ますます高速化の傾向にあり、主軸軸受の潤滑も比較的安価で簡単に高速化が可能なエアオイル潤滑が多く用いられてきている。しかし、このエアオイル潤滑法は、付帯設備としてエアオイル供給装置が必要であることと、多量のエアを必要とすることから、コスト、騒音、省エネ、省資源の観点から問題がある。また、オイルの飛散によって環境を悪化させる問題もある。これらの問題点を回避するため、最近ではグリース潤滑による高速化が注目され始め、要望も多くなってきている。 As a lubrication method for machine tool spindle bearings, grease lubrication that can be used maintenance-free, air-oil lubrication in which lubricating oil is mixed with carrier air and oil is injected into the bearing from the nozzle, jet that injects lubricating oil directly into the bearing There are methods such as lubrication. In recent machine tools, in order to increase machining efficiency, there is a tendency for higher speed, and lubrication of main shaft bearings is also relatively inexpensive and air-oil lubrication that can be speeded up easily is often used. However, this air oil lubrication method has a problem from the viewpoint of cost, noise, energy saving, and resource saving because it requires an air oil supply device as ancillary equipment and requires a large amount of air. There is also a problem of deteriorating the environment due to the scattering of oil. In order to avoid these problems, recently, speeding up by grease lubrication has begun to attract attention, and requests have been increasing.
グリース潤滑は、軸受組立時に封入されたグリースのみで潤滑するため、高速運転すると、軸受発熱によるグリースの劣化や、軌道面、特に内輪での油膜切れのため、早期焼き付きに至ってしまうことが考えられる。特に、dn値が100万(軸受内径mm×回転数rpm )を超えるような高速回転領域では、グリース寿命を保証するのは困難である。 Since grease lubrication is performed only with the grease enclosed at the time of bearing assembly, high-speed operation may lead to premature seizure due to deterioration of the grease due to bearing heat generation and oil film breakage on the raceway surface, especially the inner ring. . In particular, it is difficult to guarantee the grease life in a high-speed rotation region where the dn value exceeds 1 million (bearing inner diameter mm × rotational speed rpm).
グリース寿命を延長させる手段として、新しい提案も紹介されている。一つには、外輪軌道面部にグリース溜まりを設けて高速長寿命を狙った提案(特許文献1)がある。またスピンドル外部に設けたグリース補給装置により、適宜軸受部に給脂して潤滑する提案(特許文献2)がある。
しかし、上記各提案例の技術は、エアオイル潤滑と同等の使用回転数(>dn値150万)や、またメンテナンスフリーを考えると満足できるものではない。 However, the technologies of the above proposed examples are not satisfactory when considering the number of rotations used (> dn value 1.5 million) equivalent to air-oil lubrication and maintenance-free.
この発明は、これらの課題を解消することを目的としたものであり、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる転がり軸受を提供するものである。 The present invention is intended to solve these problems, and provides a rolling bearing that can achieve high speed, long life, and maintenance-free operation using only the grease enclosed in the bearing. .
この発明の転がり軸受は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在した複数の転動体を有し、前記内輪が回転側、外輪が固定側となる転がり軸受において、前記軌道面に対する軸方向の一方に、内部に溜めたグリースを前記軌道面の付近へ補給する補給する新グリース供給手段を設け、他方に、軸受内のミストを回収し凝集状態として前記軌道面付近へ戻すミスト回収再供給手段を設けたことを特徴とする。 The rolling bearing according to the present invention includes an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the raceways of the inner and outer rings, wherein the inner ring is a rotating side and the outer ring is a fixed side. One of the axial directions is provided with a new grease supply means for replenishing grease accumulated in the vicinity to the vicinity of the raceway surface, and on the other side, the mist recovery for collecting the mist in the bearing and returning it to the vicinity of the raceway surface as an aggregated state A resupplying means is provided.
前記新グリース供給手段は、例えば、外輪に接して設けられて内部にグリース溜まりを形成したグリース溜まり形成部品と、前記外輪に設けられ前記グリース溜まりから外輪の軌道面の付近まで連通する隙間を、その軌道面の形成された周面に沿って形成する隙間形成片とを有し、上記隙間は、グリース溜まり無いのグリースの基油が増稠剤の毛細管現象により前記外輪の軌道面付近まで供給可能な程度の僅かなギャップ量のものとする。 The new grease supply means includes, for example, a grease reservoir forming part provided in contact with the outer ring and forming a grease reservoir therein, and a gap provided in the outer ring and communicating from the grease reservoir to the vicinity of the raceway surface of the outer ring, A gap forming piece formed along the circumferential surface on which the raceway surface is formed, and the gap is supplied with grease base oil to the vicinity of the raceway surface of the outer ring by capillary action of the thickening agent. The gap should be as small as possible.
前記ミスト回収再供給手段は、例えば、運転中に軸受内に発生するミストを回収する回収手段と、この回収手段で回収されたミストを内輪の回転による空気流を利用して凝集することで油状にし、軌道面に送る凝集送り手段とを備えるものとする。 The mist recovery and re-supply means is, for example, an oil by collecting the mist generated in the bearing during operation, and aggregating the mist recovered by the recovery means using an air flow generated by rotation of the inner ring. And aggregating and feeding means for feeding to the raceway surface.
この構成の転がり軸受は、グリース溜まり、およびグリース溜まり形成部品と外輪の軌道面の形成された周面との間で形成された隙間の全周にグリースを封入して使用される。軸受運転中は、新グリース供給手段によるグリース溜まり内のグリース供給と、ミスト回収再供給手段によるミスト化されたグリースの再利用とが行われ、両手段の相乗効果により、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーが達成される。 The rolling bearing of this configuration is used by enclosing grease in the entire circumference of a grease reservoir and a gap formed between the grease reservoir forming component and the peripheral surface on which the raceway surface of the outer ring is formed. During bearing operation, the grease in the grease reservoir is supplied by the new grease supply means and the misted grease is reused by the mist recovery and resupply means. Only use it to achieve high speed, long life and maintenance-free.
新グリース供給手段は、前記グリース溜まり形成部品および前記隙間形成片を設けた場合、次の作用を奏する。軸受内部には初期潤滑油としてグリースを封入しておく。これにより、グリース溜まりと外輪の軌道面における転動体接触部との間がグリースで繋がる。このようにグリースが繋がると、グリース中の増稠剤の毛細管現象により基油が浸透移動する。このため、転動体接触部で潤滑油として消費された分の基油が、グリース溜まりから上記隙間を経て転動体接触部に連続的に補給される。その結果、軸受の潤滑寿命は、グリース溜まりのグリース量で決定されることになり、グリース溜まりの容量を適宜設計することで、軸受内に封入したグリースだけを使用して、メンテナンスフリーでの高速化運転、長寿命化が達成される。なお、内輪に対面して上記隙間形成片を設けた場合、回転による遠心力を受けてグリースの供給過多となり、温度上昇の原因となる恐れがあるが、外輪に対面して隙間形成片を設けると、遠心力の影響を受けずに、上記のような毛細管現象によるグリース基油の供給が行われて、僅かな潤滑油で潤滑されることになる。そのため、攪拌抵抗がなく、温度上昇が安定になる。
隙間形成片は、必ずしも全周に設けなくても良いが、全周に連続して設けることで、外因の軌道面に全周から上記の毛細管現象による基油補給が行え、潤滑性に優れたものとできる。グリース溜まりについても、全周に連続して設けた場合は、基油補給の供給性に優れたものとなる。
When the grease reservoir forming part and the gap forming piece are provided, the new grease supply means has the following action. Grease is sealed inside the bearing as an initial lubricant. As a result, the grease reservoir and the rolling element contact portion on the raceway surface of the outer ring are connected by the grease. When the grease is thus connected, the base oil permeates and moves due to the capillary action of the thickener in the grease. For this reason, the base oil consumed as lubricating oil in the rolling element contact portion is continuously supplied from the grease reservoir to the rolling element contact portion through the gap. As a result, the lubrication life of the bearing is determined by the amount of grease in the grease reservoir, and by designing the capacity of the grease reservoir as appropriate, only the grease enclosed in the bearing is used and maintenance-free high speed is achieved. Operation and longer life are achieved. When the gap forming piece is provided facing the inner ring, excessive supply of grease is caused by centrifugal force due to rotation, which may cause a temperature rise, but the gap forming piece is provided facing the outer ring. Then, without being affected by the centrifugal force, the grease base oil is supplied by the capillary action as described above and is lubricated with a slight amount of lubricating oil. Therefore, there is no stirring resistance and the temperature rise is stable.
The gap forming piece does not necessarily have to be provided on the entire circumference, but by providing the gap continuously on the entire circumference, the base oil can be replenished to the outer raceway surface from the entire circumference by the above-mentioned capillary phenomenon, and has excellent lubricity. I can do it. If the grease reservoir is provided continuously over the entire circumference, the supply of base oil supply is excellent.
ミスト回収再供給手段は、前記回収手段および前記凝集送り手段を有するものとした場合、次の作用を奏する。グリース潤滑で軸受を運転するときに、内外輪軌道面のグリース基油等の付着油が転動体との接触によりミスト化し、軸受内で浮遊する。この浮遊するミストは、回収手段により回収され、さらに凝集送り手段により、内輪の回転による空気流や遠心力の利用によって油状に凝集させられ、内輪側より軌道面に送り返される。上記ミストは、そのままでは潤滑に供されないが、このように回収,凝集過程を経ることで、潤滑油として再利用される。そのため、グリース潤滑の長寿命化が得られる。また、従来の内輪回転で外部からグリース補給を行うものと異なり、封入されたグリースを循環使用し、僅かな潤滑油で潤滑を行うため、グリースの供給過多となって攪拌抵抗による温度上昇の原因となることがなく、回転の高速化が可能となる。
このように、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段は、共にグリス供給過多となることなく、微量潤滑による温度安定が得られる。
When the mist collection / resupply means includes the collection means and the aggregating and feeding means, the following action is achieved. When the bearing is operated with grease lubrication, the oil adhering to the raceway surface of the inner and outer rings becomes mist due to contact with the rolling elements and floats in the bearing. The floating mist is collected by the collecting means, and is further agglomerated into oil by the use of the air flow and centrifugal force generated by the rotation of the inner ring by the aggregating and feeding means, and sent back to the raceway surface from the inner ring side. The mist is not used for lubrication as it is, but is reused as lubricating oil through the collection and aggregation processes. Therefore, the life of grease lubrication can be extended. Also, unlike the conventional method of replenishing grease from the outside by rotating the inner ring, the enclosed grease is circulated and lubricated with a small amount of lubricating oil, which causes excessive supply of grease and the cause of temperature rise due to stirring resistance Therefore, the rotation speed can be increased.
As described above, both the new grease supply means and the mist recovery / resupply means do not cause excessive supply of grease, and can achieve temperature stability by a minute amount of lubrication.
この発明において、前記凝集送り手段が、内輪の外径面における軌道面の近傍に設けられて軌道面側が大径となる段差面、およびこの段差面の小径側端に続く内輪外径面部分と、この内輪外径面部分の外周および前記段差面に隙間を介して対向する内径面および先端面を有し前記外輪に対して固定状態に設けられる凝集隙間形成体とでなるものとしても良い。
この構成の場合、回収手段で回収され凝集送り手段の隙間に導入されたミストが、凝集隙間形成体の内径面に当たりながら移動することで互いの凝集を生じる。凝集されたミストは、油状となって凝集隙間形成体の内径面に付着し、この内径面を伝わって、内輪の段差面と凝集隙間形成体の先端面とで挟まれる隙間から軸受潤滑油として軸受内に吐出される。このため、内輪軌道面への潤滑供給が可能となる。
In this invention, the agglomeration feeding means is provided in the vicinity of the raceway surface on the outer diameter surface of the inner ring so that the raceway surface side has a large diameter, and the inner ring outer diameter surface portion following the small diameter side end of the step surface. The inner ring outer diameter surface portion and the stepped surface may have an inner diameter surface and a tip surface opposed to each other through a gap, and may be formed of an aggregated gap forming body provided in a fixed state with respect to the outer ring.
In the case of this configuration, the mist collected by the collecting means and introduced into the gap of the agglomeration feeding means moves while hitting the inner diameter surface of the agglomerated gap forming body, thereby causing each other to agglomerate. The agglomerated mist becomes oily and adheres to the inner diameter surface of the aggregation gap forming body, and travels along the inner diameter surface as a bearing lubricating oil from a gap sandwiched between the step surface of the inner ring and the front end surface of the aggregation gap formation body. It is discharged into the bearing. For this reason, lubrication can be supplied to the inner ring raceway surface.
この発明において、前記回収手段が、内輪の外径面に形成され軌道面側が大径となるテーパ面と、このテーパ面の外周に対向してこのテーパ面との間に環状でテーパ状断面形状のミスト回収空間を形成するミスト回収部品と、このミスト回収部品に設けられて軸受内のミスト浮遊空間からミスト回収空間に連通した連通路とでなるものとしても良い。
この構成の場合、軸受内に発生したミストが連通路を経てミスト回収空間に流入し、ミスト回収空間でのミストは、内輪テーパ面の回転によるポンピング作用でミスト回収空間の軸受内部方向へ吸い込まれて行く。このため、簡単な構成によりミスト回収が効率良く行われる。
In the present invention, the collecting means is formed in an annular tapered cross section between a tapered surface formed on the outer diameter surface of the inner ring and having a large diameter on the raceway surface, and the tapered surface facing the outer periphery of the tapered surface. The mist collecting part that forms the mist collecting space and a communication path that is provided in the mist collecting part and communicates from the mist floating space in the bearing to the mist collecting space.
In this configuration, the mist generated in the bearing flows into the mist collection space through the communication path, and the mist in the mist collection space is sucked into the bearing in the mist collection space by the pumping action by the rotation of the inner ring taper surface. Go. For this reason, mist collection | recovery is efficiently performed by simple structure.
この発明において、前記凝集送り手段が、内輪の外径面における軌道面の近傍に設けられて軌道面側が大径となる段差面、およびこの段差面の小径側端に続く内輪外径面部分と、この内輪外径面部分の外周および前記段差面に隙間を介して対向する内径面および先端面を有する凝集隙間形成体とでなり、前記回収手段が、内輪の外径面に形成され軌道面側が大径となるテーパ面と、このテーパ面の外周に対向してこのテーパ面との間で環状でテーパ状断面形状のミスト回収空間を形成するミスト回収部品と、このミスト回収部品に設けられて軸受内のミスト浮遊空間から前記ミスト回収空間に連通した連通路とでなり、前記凝集隙間形成体と前記ミスト回収部品を互いに一体の凝集隙間形成・ミスト回収部品としても良い。
上記凝集隙間形成体とミスト回収部品とは、それぞれ別体の部品としても良いが、互いに一体の凝集隙間形成・ミスト回収部品とすると、部品点数を削減でき、組付けの作業性も向上する。
In this invention, the agglomeration feeding means is provided in the vicinity of the raceway surface on the outer diameter surface of the inner ring so that the raceway surface side has a large diameter, and the inner ring outer diameter surface portion following the small diameter side end of the step surface. The outer ring surface portion of the inner ring and an agglomerated gap forming body having an inner diameter surface and a front end surface facing the step surface through a gap, and the recovery means is formed on the outer diameter surface of the inner ring. A tapered surface having a large diameter on the side, a mist collecting part that forms an annular, tapered cross-sectional mist collecting space between the tapered surface and the outer periphery of the tapered surface, and the mist collecting part. The mist floating space in the bearing may be a communication path communicating with the mist collection space, and the aggregation gap forming body and the mist collection component may be integrated with each other as an aggregation gap formation / mist recovery component.
The agglomerated gap forming body and the mist collecting part may be separate parts. However, if the agglomerated gap forming / mist collecting parts are integrated with each other, the number of parts can be reduced and the assembling workability can be improved.
この発明において、前記新グリース供給手段および前記ミスト回収再供給手段の両方またはいずれか片方が、外輪に対して軸方向に隣接して設けられて一部が外輪幅内に入るものであっても良い。
特に、新グリース供給手段が前記グリース溜まり形成部品を有するものであり、また前記ミスト回収再供給手段が前記回収手段を有するものである場合は、これら新グリース供給手段におけるグリース溜まり形成部品、およびミスト回収再供給手段における回収手段の両方またはいずれか片方が、外輪に対して軸方向に隣接して設けられて一部が外輪幅内に入るものであっても良い。
このように外輪に軸方向に隣接して設けることで、新グリース供給手段によるグリース供給作用領域や、ミスト回収再供給手段によるミスト回収作用領域を広く確保でき、それらの作用を効果的に行わせることができる。
In the present invention, either or both of the new grease supply means and the mist recovery / resupply means are provided adjacent to the outer ring in the axial direction, and a part thereof falls within the outer ring width. good.
In particular, when the new grease supply means has the grease reservoir forming part and the mist recovery and resupply means has the recovery means, the grease reservoir forming part and mist in these new grease supply means and Both or any one of the collection means in the collection / resupply means may be provided adjacent to the outer ring in the axial direction so that a part thereof falls within the width of the outer ring.
In this way, by providing the outer ring adjacent in the axial direction, it is possible to secure a wide area for supplying grease by the new grease supplying means and a mist collecting action area by the mist collecting and re-feeding means, and effectively perform these actions. be able to.
この発明において、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の両方またはいずれか片方が、外輪の幅内に収まるものであっても良い。
外輪の幅内に収めるようにすると、新グリース供給手段やミスト回収再供給手段が組付けられた一体の転がり軸受として取り扱えるので、この転がり軸受の機器への組立作業性が向上する。
In the present invention, the new grease supply means and / or the mist recovery / resupply means may be within the width of the outer ring.
If it fits within the width of the outer ring, it can be handled as an integrated rolling bearing in which new grease supply means and mist recovery / resupply means are assembled, so that the assembly workability of the rolling bearing to equipment is improved.
この発明において、内輪および外輪の両側に、前記新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の収容用の幅広げ部を設け、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の両方を、外輪の幅内に収めても良い。
このように新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段を共に外輪の幅内に収めると、これらの手段付きの一体の転がり軸受として取り扱えて、この転がり軸受の機器への組立作業性がより一層向上する。また、内輪および外輪は、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の収容用の幅広げ部を設けるため、これら新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段を収容する空間を軸受内に十分に確保することができる。
In the present invention, widening portions for accommodating the new grease supply means and the mist collection / resupply means are provided on both sides of the inner ring and the outer ring, and both the new grease supply means and the mist collection / resupply means are disposed within the width of the outer ring. You may fit in.
When the new grease supply means and the mist recovery / resupply means are both contained within the width of the outer ring in this way, they can be handled as an integrated rolling bearing with these means, and the assembly workability of the rolling bearing to equipment is further improved. To do. In addition, the inner ring and the outer ring are provided with a widened portion for accommodating the new grease supply means and mist collection / resupply means, so that a space for accommodating these new grease supply means and mist collection / resupply means is secured in the bearing. can do.
この発明において、前記転がり軸受は、工作機械の主軸の支持に用いたものであっても良い。
工作機械主軸は、加工効率向上のために高速回転と、加工精度確保のための軸受発熱防止と、稼働停止時間短縮による生産性向上等のためのメンテナンスフリー化が強く望まれる。そのため、この発明の転がり軸受を用いることで、この発明における軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できるという利点が効果的に発揮される。
In the present invention, the rolling bearing may be used for supporting a spindle of a machine tool.
For machine tool spindles, high-speed rotation to improve machining efficiency, prevention of bearing heat generation to ensure machining accuracy, and maintenance-free to improve productivity by shortening operation stop time are strongly desired. Therefore, by using the rolling bearing according to the present invention, the advantage that speeding up, long life, and maintenance-free can be achieved by using only the grease sealed in the bearing according to the present invention is effectively exhibited.
この発明の転がり軸受は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在した複数の転動体を有し、前記内輪が回転側、外輪が固定側となる転がり軸受において、前記軌道面に対する軸方向の一方に、内部に溜めたグリースを前記軌道面の付近へ補給する補給する新グリース供給手段を設け、他方に、軸受内のミストを回収し凝集状態として前記軌道面付近へ戻すミスト回収再供給手段を設けたため、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成することができる。 The rolling bearing according to the present invention includes an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the raceways of the inner and outer rings, wherein the inner ring is a rotating side and the outer ring is a fixed side. One of the axial directions is provided with a new grease supply means for replenishing grease accumulated in the vicinity to the vicinity of the raceway surface, and on the other side, the mist recovery for collecting the mist in the bearing and returning it to the vicinity of the raceway surface as an aggregated state Since the resupply means is provided, it is possible to achieve high speed, long life, and maintenance-free operation using only the grease sealed in the bearing.
この発明の第1の実施形態を図1ないし図4と共に説明する。図1において、この転がり軸受は、内輪1、外輪2、および内外輪1,2の軌道面1a,2a間に介在した複数の転動体3を有し、新グリース供給手段5と、ミスト回収再供給手段15とを設けたものである。内輪1は回転側輪、外輪2は固定側輪とされる。複数の転動体3は、保持器4に保持される。この転がり軸受はグリース封入のアンギュラ玉軸受であり、その軌道面1a,2aに対する軸方向の一方に新グリース供給手段5が、他方にミスト回収再供給手段15がそれぞれ設けられる。ここでは、ミスト回収再供給手段15が軸受背面側に設けられ、新グリース供給手段5が軸受正面側に設けられる。軸受正面側では新グリース供給手段5がシールを兼ねており、軸受正面側からのグリース漏れが防止される。軸受背面側ではミスト回収再供給手段15がシールを兼ねており、軸受背面側からのグリース漏れが防止される。図において、新グリース供給手段5における交差したハッチングで示す部分は、グリースの充填された部分を示す。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, this rolling bearing has a plurality of rolling
新グリース供給手段5は、外輪2に接して設けられて内部にグリース溜まり8を形成したグリース溜まり形成部品6と、外輪2に設けられ前記グリース溜まり8から外輪2の軌道面2aの付近まで連通する隙間14を、その軌道面2aの形成された周面に沿って形成する隙間形成片7とを有する。
The new grease supply means 5 is provided in contact with the
グリース溜まり形成部品6は、内部にグリース溜まり8を形成したリング状の部品であり、外輪2の正面側の幅面に接して設けられる。この例では、グリース溜まり形成部品6は、外輪2の正面側の幅面に接して設けられる外輪位置決め間座9と、この外輪位置決め間座9の内径面に嵌合される外向き溝形のグリース溜まり形成部品本体10とからなる。外輪位置決め間座9とグリース溜まり形成部品本体10とで挟まれる内部空間がグリース溜まり8とされる。外輪位置決め間座9は、外輪2と反対側端の内径面に、グリース溜まり形成部品本体10の側壁部10aの先端を嵌合させる係合用段差部9aを有している。グリース溜まり形成部品本体10は、グリース溜まり8にグリースを封入した後に上記側壁部10aを外輪位置決め間座9の係合用段差部9aに係合させ、この係合用段差部9aの内径面の止め環溝に係合する止め環(図示せず)により、外輪位置決め間座9に対して軸方向に固定される。グリース溜まり形成部品本体10における上記側壁部10aの外径面と、外輪位置決め間座9における係合用段差部9aとの間にはOリング等の密封部品(図示せず)を設け、また外輪位置決め間座9とこれに接する外輪2との隣接部の内径面には、Oリング等の密封部品13(図2)を設け、グリース漏れを防止している。
The grease
隙間形成片7は、外輪2の内径面2b(図2)に沿って隙間14を形成するリング状のものである。この隙間形成片7は、グリース溜まり形成部品本体10に一体に形成されている。すなわち、グリース溜まり形成部品本体10の軸受隣接側の側壁部10bにおける外径端部から一体に延びている。
The
図2に拡大して示すように、アンギュラ玉軸受では、正面側の外輪カウンターボア部の内径面2bが、転動体3の組込み性から幅面側を大径とするテーパ面とされている。上記隙間形成片7は、このテーパ面2bに沿って所定ギャップ量δの隙間14を形成するように、外輪軌道面2aの付近まで延びている。この隙間14はグリース溜まり8に連通している。隙間14のギャップ量δは、隙間14にグリースを充填したときにグリース状で保持される程度であれば良い。隙間形成片7の先端部7aは、転動体3に接触させない程度に転動体3に近接させる。この先端部7aの内径面は、転動体3側に向けて拡径する傾斜面7aaとされている。この傾斜面7aaは、軸受内部に封入したグリースが軸受運転時の遠心力で外輪内径部に向けて飛散するときに、その飛散グリースが隙間形成片7の先端部7aで堆積し易くなるようにしたものである。隙間形成片7の前記傾斜面7aaからグリース溜まり形成部品本体10における側壁部10bの外径端部に跨がる内径面7bは、保持器4との干渉を避けるために、外輪2の背面側内径面である保持器案内面2dよりも大径寸法とされている。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, in the angular ball bearing, the
図1において、ミスト回収再供給手段15は、運転中に軸受内に発生するグリースのミストを回収する回収手段16と、この回収手段16で回収されたミストを内輪1の回転による空気流を利用して凝集することで油状にし、軌道面1a,2aに送る凝集送り手段17とを備える。
In FIG. 1, a mist collection / resupply means 15 uses a collection means 16 for collecting grease mist generated in the bearing during operation, and uses the air flow generated by the rotation of the
前記回収手段16は、内輪1の外径面に形成されたテーパ面1bと、このテーパ面1bの外周に位置してテーパ面1bとの間にミスト回収空間19を形成するミスト回収部品18と、このミスト回収部品18に設けられて軸受内のミスト浮遊空間21から前記ミスト回収空間19に連通した連通路20とで構成される。内輪1の前記テーパ面1bは、内輪1の軸受背面側の外径面における幅方向端部の付近に設けられ、軌道面1a側が大径となるように形成されている。
The recovery means 16 includes a
ミスト回収部品18は、内輪1と同心状の円筒部18aと、この円筒部18aの一端部から外径側に延びる鍔状取付部18bとからなる断面概形がL字状の部材であって、外輪2の軸受背面側の幅面に接して設けられるリング状の回収部品固定部材22の内径面に鍔状取付部18bが接着固定されることにより、外輪2に対して軸方向に並べて設けられる。回収部品固定部材22へのミスト回収部品18の固定は、接着以外に止め輪などで行っても良い。このミスト回収部品18が内輪1の前記テーパ面1bの外周に対向して配置されることにより、テーパ面1bとミスト回収部品18の内径面18cとの間に、環状でテーパ状断面形状のミスト回収空間19が形成される。
The
具体的には、ミスト回収部品18の内径面18cは、軸受から離反する端部側を小径部18caとし、この小径部18caから軸受寄りの部分が小径部18caに対して段差をなす大径部18cbとされる。前記ミスト回収空間19は、内輪1のテーパ面1bと、内輪1の軸受背面側の幅面に接する内輪間座23の外径面23aと、ミスト回収部品18の内径面大径部18cbとで囲まれた空間である。ミスト回収部品18の内径面大径部18cbの粗度はRa2〜7程度で良い。これにより、ミスト回収部品18として、旋削加工品や鋼板によるプレス加工品、あるいは樹脂製の成形加工品を用いることができる。前記テーパ面1bの軸方向に対する傾斜角度α(図3)は、例えばα=5〜15°とされる。
Specifically, the
前記凝集送り手段17は、内輪1の外径面における軌道面1aの近傍に設けられた段差面1cと、この段差面1cの小径側端から前記テーパ面1bへと続く外径面部分1dと、凝集隙間形成体29とでなる。凝集隙間形成体29は、内輪外径面部分1dの外周および前記段差面1cにそれぞれ隙間δ,Cを介して対向する内径面18ccおよび先端面18dを有し、外輪1と共に固定状態に設けられるものであり、ミスト回収部品18の円筒部18aの先端側へ続く部分により構成される。前記凝集隙間形成体29とミスト回収部品18とで、凝集隙間形成・ミスト回収部品30が構成される。前記段差面1cは、軸受背面側で軌道面1aに続き、軌道面1a側が大径となる面であり、転動体3の幅内の部分、つまり転動体3の直下に設けられる。凝集送り手段17の隙間δ,Cのすきま量は、例えばδ=0.15〜0.3mm、C=0.2〜0.4mmとされる。
The agglomeration feeding means 17 includes a
凝集隙間形成体29における内輪段差面1cに対向する先端部の外径面には、付着グリースGが転動体3に接触可能なようにグリースGを付着状態に保持するテーパ面状のグリース付着保持面18eaが設けられている。前記ミスト回収部品18の円筒部18aは、外径面における軸受内の進入部分の略全体がテーパ面18eとされていて、前記グリース付着保持面18eaは、そのテーパ面18eの一部からなる。円筒部18aの外周のテーパ面18eは、凝集送り手段17によって凝集された油状のミストを効率良くミスト回収空間19に導く役割を担う。
On the outer diameter surface of the tip portion of the aggregation
ミスト回収部品18の円筒部18aにおけるテーパ面18eに続き軸受から離反する側の外径面は、内径側に凹陥した凹陥部18fとされ、この凹陥部18fから内径面大径部18cbに貫通して前記連通路20が形成されている。連通路20は、ミスト回収部品18の円周方向の複数箇所に形成された内外に貫通する貫通孔からなる。ミスト回収部品18の前記凹陥部18f、鍔状取付部18b、および回収部品固定部材22で囲まれる空間は、軸受内のミスト浮遊空間21に連続する空間であって、前記ミスト回収空間19の前段の回収空間である前段ミスト回収空間24を構成する。
The outer diameter surface of the
上記構成の転がり軸受によると、新グリース供給手段5によるグリース溜まり8内のグリース供給と、ミスト回収再供給手段15によるミスト化されたグリースの再利用とが行われ、両手段5,15の相乗効果により、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーが達成される。上記新グリース供給手段5の作用と、ミスト回収再供給手段15の具体的な作用を以下に説明する。
According to the rolling bearing having the above-described configuration, the grease in the
(新グリース供給手段5の作用)
軸受組立時に、グリース溜まり8および隙間14にはグリースを充填しておく。また、軸受内へは初期潤滑用としてのグリースを封入しておく。軸受を運転することで、軸受内に封入したグリースは遠心力で飛散し、一部が外輪軌道面2aおよび隙間形成片7の先端部7aに堆積する。ここにグリースが堆積することで、グリース溜まり8と外輪軌道面2aの転動体接触部2aa(図2)とが連通する。すなわち、グリース溜まり8と外輪軌道面2aの転動体接触部2aaとの間はグリースで繋がる。このため、グリース中の基油が増稠剤の毛細管現象により浸透移動し、転動体接触部2aaで潤滑油として消費された分の基油が、グリース溜まり8から隙間14を経て転動体接触部2aaに連続的に補給される。このことから、この軸受の潤滑寿命は、転動体接触部2aaでのグリース消費量と、グリース溜まり8でのグリース溜まり容量とで決定されることになる。
(Operation of new grease supply means 5)
When the bearing is assembled, the
このように、外輪軌道面2aの転動体接触部2aaで潤滑油として消費された分のグリース基油が、連続的に、しかも軸受全周から供給される。また、軸受の潤滑寿命はグリース溜まり8のグリース量で決定されるため、要求寿命に対応したグリース溜まり容量を設計することで、メンテナンスフリーでの高速運転長寿命化が可能となる。
In this way, the grease base oil that is consumed as the lubricating oil in the rolling element contact portion 2aa of the outer
この実施形態の転がり軸受における新グリース供給手段5によって得られる特長をまとめると、次の通りである。
1)メンテナンフリーで使用可能。
2)毛細管現象を利用した潤滑油供給であるため、消費された分が連続的に補給され、高速化が図れる。
3)要求寿命に応じたグリース溜まり8が設計可能となる。
4)グリース潤滑でエアオイル潤滑の回転領域まで高速化が図れ、エアオイル潤滑をこの潤滑方法に置き換えることで、コストの低減、騒音低減、省エネに効果が期待できる。
The features obtained by the new grease supply means 5 in the rolling bearing of this embodiment are summarized as follows.
1) Can be used without maintenance.
2) Since the lubricant is supplied using capillary action, the consumed amount is continuously replenished, and the speed can be increased.
3) The
4) Grease lubrication can increase the speed of air-oil lubrication, and replacing air-oil lubrication with this lubrication method can reduce costs, reduce noise, and save energy.
(ミスト回収再供給手段15の作用)
グリース封入された軸受の内輪1が回転すると、内外輪1,2の軌道面1a,2aでは、転走する転動体3との接触でグリース中の基油の一部がミスト化して軸受内のミスト浮遊空間21に浮遊する。このようにして発生したミストは、転動体3の公転による気流により、軸受内で回転しながら図1中の矢印方向に移動し、回収部品固定部材22とミスト回収部品18とで囲まれて構成される前段ミスト回収空間24に流入する。前段ミスト回収空間24とミスト回収空間19とは連通路20で連通しているので、両空間24,19の圧力差により前段ミスト回収空間24のミストはさらにミスト回収空間19に流入する。
(Operation of Mist Collection / Resupply Unit 15)
When the
ミスト回収空間19内のミストは、内輪テーパ面1bの回転によるポンピング作用で、図4に拡大して示すようにミスト回収空間19の軸受内部方向に加速されながら吸い込まれて行く。このように、ミスト浮遊空間21に浮遊するミストを、簡単な回収手段16の構成により効率良く回収することができる。その結果、内輪外径面部分1dに対向するミスト回収部品18の内径面大径部8cbにミストがぶつかりながら移動して、ミストの凝集が生じる。
The mist in the
凝集されたミストは油状となって内径面大径部18cbに付着する。付着した油は、隙間δの空気流により軸受内部方向に移動し、ミスト回収部品18の円筒部18a先端の隙間Cより軸受潤滑油として軸受内に吐出される。
なお、このようなミストの動きを促す構成として、内輪1の外径面は、段差面1cの小径端から幅面側にわたってテーパ面1bを形成し、途中の円筒面状の外径面部分1dを省略しても良い。この場合、上記凝集隙間δは、テーパ状のミスト回収空間19の先端部からなる。
The agglomerated mist becomes oily and adheres to the inner diameter surface large diameter portion 18cb. The adhering oil moves toward the inside of the bearing by the air flow in the gap δ, and is discharged into the bearing as bearing lubricating oil from the gap C at the tip of the
As a configuration for promoting such mist movement, the outer diameter surface of the
径方向の吐出隙間Cを構成する内輪段差面1cは、内輪1の軌道面1aに続き転動体3の幅内に設けられているので、内輪軌道面1aへの油吐出がより効果的に行われる。ここでは、軸受内への油吐出を確実に行うため、図3および図4に交差したハッチングで示すように、凝集隙間形成体29の外径面からなるテーパ面状のグリース付着保持面18eaの全周にグリースGを付着させ、油吐出部の実隙間Cを小さくしている。ミスト回収部品18の外径面へのグリース付着は、グリースの初期封入状態で運転することで生じる堆積によるものとしても良い。
Since the inner
このように、この転がり軸受におけるミスト回収再供給手段15の潤滑作用では、グリース潤滑において運転中に生じる基油ミストを回収再利用するので、潤滑寿命の延長が可能となる。また、従来の内輪回転で外部からグリース補給を行うものと異なり、封入されたグリースを循環使用し、僅かな潤滑油で潤滑を行うため、グリースの供給過多となって攪拌抵抗による温度上昇の原因となることがなく、回転の高速化が可能となる。 Thus, in the lubricating action of the mist recovery / resupply means 15 in this rolling bearing, the base oil mist generated during operation in grease lubrication is recovered and reused, so that the lubrication life can be extended. Also, unlike the conventional method of replenishing grease from the outside by rotating the inner ring, the enclosed grease is circulated and lubricated with a small amount of lubricating oil, which causes excessive supply of grease and the cause of temperature rise due to stirring resistance Therefore, the rotation speed can be increased.
このように、この転がり軸受では、上記した新グリース供給手段5とミスト回収再供給手段15の両作用により、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる。また、これら新グリース供給手段5とミスト回収再供給手段15とは、いずれもグリス供給過多となることなく、微量潤滑による温度安定が得られる。 As described above, this rolling bearing achieves high speed, long life, and maintenance-free operation by using only the grease enclosed in the bearing by the action of the new grease supply means 5 and the mist recovery / resupply means 15 described above. it can. In addition, the new grease supply means 5 and the mist recovery / resupply means 15 are not excessively supplied with grease, and the temperature can be stabilized by a small amount of lubrication.
また、この実施形態では、新グリース供給手段5におけるグリース溜まり形成部品6、および前記ミスト回収再供給手段15における回収手段16の両方が外輪2に対して軸方向に隣接して設けられているので、外輪幅内に収める場合に比べて、新グリース供給手段5によるグリース供給作用領域や、ミスト回収再供給手段15によるミスト回収作用領域を広く確保でき、それらの作用を効果的に行わせることができる。グリース溜まり形成部品6および回収手段16のいずれか片方だけが、外輪2に対して軸方向に隣接して設けられる場合も、その作用領域を広く確保することができる。
In this embodiment, both the grease
図5は、上記実施形態のころがり軸受を用いた工作機械用スピンドル装置の例を示す。この工作機械用スピンドル装置では、上記転がり軸受の2個を、背面組み合わせとして用いている。2個の転がり軸受33,34は、ハウジング32内で主軸31の両端を回転自在に支持する。各転がり軸受33,34の内輪1は、内輪位置決め間座36および内輪間座37により位置決めされ、内輪固定ナット39により主軸31に締め付け固定されている。外輪2は、外輪位置決め間座9、外輪間座40および外輪押え蓋41,42によりハウジング32内に位置決め固定されている。ハウジング32は、ハウジング内筒32Aとハウジング外筒32Bとを嵌合させたものであり、その嵌合部に、冷却のための通油溝43が設けられている。
FIG. 5 shows an example of a spindle device for machine tools using the rolling bearing of the above embodiment. In the spindle device for machine tools, two of the rolling bearings are used as a back surface combination. The two rolling
主軸31は、その前側の端部31aに工具またはワーク(図示せず)を着脱自在に取付けるチャック(図示せず)が設けられ、後ろ側の端部31bは、モータ等の駆動源が回転伝達機構(図示せず)を介して連結される。モータは、ハウジング32に内蔵しても良い。このスピンドル装置は、例えばマシニングセンタ、旋盤、フライス盤、研削盤等の各種の工作機械に適用できる。
The
この構成のスピンドル装置によると、この実施形態の転がり軸受33,34における高速化、長寿命化、メンテナンスフリー化の作用が、効果的に発揮される。
According to the spindle device having this configuration, the rolling
図6は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は図1〜図4の実施形態の転がり軸受の潤滑構造において、内輪1の外径面部分1dとで凝集送り手段17の隙間δを構成する凝集隙間形成体29の内径面18ccに、円周方向に延びる油溜まり溝26を設けたものである。その他の構成は図1〜図4の実施形態の場合と同様である。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. This embodiment is the rolling bearing lubrication structure of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, and the
この実施形態では、ミスト回収空間19から凝集送り手段17の隙間δに移動したミストの凝集油が前記油溜まり溝26に一旦溜められるので、隙間Cから吐出される油滴が大きくなり、ミスト凝集油を潤滑油として軸受内に確実に供給できる。このほか、ミスト凝集油を確実に軸受内に供給する手段として、ミスト回収部品18の内径面大径部18cbおよび凝集隙間形成体29の内径面18ccの少なくとも片方に撥油剤を塗布し、凝集油の付着性を悪くすることで、軸受内への油供給を良好にしても良い。
In this embodiment, the mist aggregated oil that has moved from the
図7は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は図1〜図4の実施形態の転がり軸受の潤滑構造において、新グリース供給手段5を構成する隙間形成片7と一体のグリース溜まり形成部品6A、およびミスト回収再供給手段15を構成するミスト回収部品18を、外輪2の内径面に固定することにより、これらの両部品6,18を軸受内に組み込んだものである。すなわち、新グリース供給手段5は、外輪2の内径面2eにグリース溜まり形成部品6Aを配置することで、内外輪1,2間の軸受空間の内部にグリース溜まり8を形成している。この例では、図1〜図4の例の外輪位置決め間座9はグリース溜まり形成部品6Aの構成部品とされず、図1〜図4の例におけるグリース溜まり形成部品本体10に相当する単独の部品でグリース溜まり形成部品6Aが構成されている。グリース溜まり形成部品6Aは、外向き溝形の断面形状とされ、隙間形成片7が一体に設けられている。隙間形成片7およびこの隙間成形片7と外輪内径面2bとで構成される隙間14、およびその他の構成は図1〜図4の実施形態の場合と同様である。
FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention. This embodiment constitutes a grease
この実施形態では、新グリース供給手段5のグリース溜まり8や、ミスト回収再供給手段15のミスト回収空間19が小さくなるものの、グリース溜まり形成部品6Aを固定する外輪位置決め間座9や、ミスト回収部品18を固定する回収部品固定部材22を省略できるので、部品点数を低減できて転がり軸受の機器への組立作業性も向上する。
In this embodiment, although the
図8は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態も図7の実施形態と同様に、新グリース供給手段5を構成する隙間形成片7と一体のグリース溜まり形成部品6A、およびミスト回収再供給手段15を構成するミスト回収部品18を、外輪2の内径面に固定することにより、これらの両部品6A,18を軸受内に組み込んだものである。
FIG. 8 shows still another embodiment of the present invention. As in the embodiment of FIG. 7, this embodiment also includes a grease
特に、この実施形態では、外輪2の軌道面2aの中心から軸受背面側の幅面までの長さよりも、グリース溜まり形成部品6Aの配置側である軸受正面側の幅面までの長さを長くし、この長くした部分の外輪内径面2eに、グリース溜まり形成部品6Aを嵌合している。この場合に、内外輪1,2は同一幅寸法であり、規格寸法よりも幅寸法を大きくしており、その外輪2の幅寸法を増加した部分の内径面2eに、上記のようにグリース溜まり形成部品6Aを嵌合させている。内外輪1,2の幅寸法を長くした上記部分1A,2Aは新グリース供給手段5の収容用の幅広げ部となる。
In particular, in this embodiment, the length from the center of the
外輪2の軌道面2aに続く内径面2bの部分は、図1〜図4等に示すアンギュラ玉軸受と同じく、転動体3の組込性を考慮してテーパ面とされており、このテーパ面の内径面2bに続く円筒面状とした内径面2eに、グリース溜まり形成部品6Aを嵌合している。この内径面2eとグリース溜まり形成部品6Aとで挟まれる内部空間が、グリース溜まり8とされる。
グリース溜まり形成部品6Aにおける側壁部6bの外径端部に隙間形成片7が一体に形成され、この隙間形成片7が外輪2の内径面2bに沿って軌道面2aの近くまで延ばされて隙間14が形成されること、およびその隙間14のギャップ量については、図1〜図4の実施形態の場合と同様である。
グリース溜まり形成部品6Aの軸受外側の側壁部6aは外輪内径面2eに形成された係合用段差部2fに係合させ、この係合用段差部2fの内径面の止め環溝に係合する止め環25により軸方向に固定してある。
The portion of the
A
The
内輪1の幅寸法増加部分における内径面は、軌道面1aに隣接する内径面1bの部分よりも段差を持って小径とした小径面部1eとされる。この小径面部1e側にグリース溜まり形成部品6Aの内径部を張り出させることで、グリース溜まり8を広く確保している。
The inner diameter surface of the
また、ミスト回収部品8の配置側である軸受背面側の幅面までの長さも規格寸法よりも長くして、この長くした部分の外輪内径面2gにミスト回収部品18の鍔状取付部18bを嵌合させ、止め輪27等で軸方向の位置決めを図っている。この場合に、隙間δを構成する内輪外径面部分1dよりも小径の外径面部分1fがテーパ面1bから続けて幅面まで形成される。したがって、ミスト回収空間19は、内輪1のテーパ面1bおよび外径面部分1fと、ミスト回収部品18の内径面大径部18cbで囲まれて構成される。内外輪1,2の幅寸法を長くした上記部分1B,2Bはミスト回収再供給手段15の収容用の幅広げ部となる。
Further, the length to the width surface on the bearing back side, which is the arrangement side of the
図9,図10は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は図1〜図4に示す実施形態の潤滑構造を円筒ころ軸受に適用したものであり、内輪段差面1cは内輪1の鍔1gに設けられている。また、その段差面1cは、転動体3を保持する保持器4の幅内の位置に設けられている。さらに、ミスト回収部品8の円筒部8a先端側の外径面には保持器4との干渉を避ける段差面18gが形成されている。その他の構成は図1〜図4の実施形態の場合と同様である。
9 and 10 show still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the lubricating structure of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is applied to a cylindrical roller bearing, and an inner
1…内輪
1a…軌道面
1b…テーパ面
1c…段差面
1d…外径面部分
2…外輪
2a…軌道面
3…転動体
5…新グリース供給手段
6,6A…グリース溜まり形成部品
7…隙間形成片
8…グリース溜まり
14…隙間
15…ミスト回収再供給手段
16…回収手段
17…凝集送り手段
18…ミスト回収部品
18c…内径面
18d…先端面
19…ミスト回収空間
20…連通路
21…ミスト浮遊空間
29…凝集隙間形成体
30…凝集隙間形成・ミスト回収部品
1A,1B,2A,2B…幅広げ部
δ,C…隙間
DESCRIPTION OF
Claims (10)
The rolling bearing according to any one of claims 1 to 9, wherein the rolling bearing is used for supporting a main shaft of a machine tool.
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