JP2006161943A - アンギュラ玉軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 工作機械主軸用等のグリース潤滑軸受として、高速化を達成することのできるアンギュラ玉軸受を提供する。
【解決手段】 シール５，６を有するグリース潤滑のアンギュラ玉軸受であって、保持器４の内径面４ａ１，４ａ２を、端面から中心Ｏ側へ向かって大径となる断面形状とする。【選択図】 図１

Description

この発明は、工作機械主軸用の転がり軸受等として用いられるグリース潤滑のアンギュラ玉軸受に関する。

工作機械主軸用の転がり軸受に適用される潤滑方法には、大別してグリース潤滑とエアオイル潤滑がある。グリース潤滑は、付帯設備が不要でありメンテナンスフリーであることから広く用いられている。これに対しエアオイル潤滑は、グリース潤滑が使用できない高速条件で用いられている。その理由は、エアオイル潤滑では、強制的に軸受外部から軌道輪および転動体に潤滑油を供給しているのに対して、グリース潤滑では、軸受内部に封入された潤滑剤が遠心力で外輪内径面に選択的に集合することから、内輪軌道面および転動体への潤滑剤の供給が不十分となるためである。
そこで、従来はオープン状態で使用されていたグリース潤滑軸受に、シールを付けることで、グリースの軸受外への飛散を防止することにより、高速化を達成することが試みられている。
なお、エアオイル潤滑では、保持器の内径寸法を端面側から転動体側へ向かって大径となるようにすることで、保持器の内径面側の空間に給油した潤滑油を転動体へ確実に供給するようにしたもの提案されている（例えば特許文献１，２）
特開２００１−１２４８１号公報 特開２００２−８９５７３号公報

上記のグリース潤滑軸受にシールを付けることで、軸受外へのグリースの飛散を防止して高速化を図る構造であっても、軸受を高速で使用すると、軸受内部のグリースが遠心力で外輪内表面に付着する。そのため、内輪軌道面並びに転動体表面への潤滑剤の供給が少なくなることから油膜が破断し、高速化を達成できないという問題点を有する。

この発明の目的は、工作機械主軸用等のグリース潤滑軸受として、高速化を達成することのできるアンギュラ玉軸受を提供することである。

この発明のアンギュラ玉軸受は、シールを有するグリース潤滑のアンギュラ玉軸受であって、保持器の内径面を、端面から中心側へ向かって大径となる断面形状としたことを特徴とする。
この構成によると、保持器の内径面が中心側へ向かって大径となる形状であるため、内輪の遠心力で移動した軸受内部の流体が保持器の内径面のポンプ作用により転動体側に誘導される。そのため、転動体がグリースを踏みつけた時に発生するオイルミストも、上記流体流れによって転動体に誘導されることになり、オイルミストを潤滑に積極的に利用することができる。そのため、工作機械主軸用軸受等のグリース潤滑軸受として、高速化を達成することができる。

この発明において、内輪の外径面を、端面から軌道溝側へ向かって大径となる断面形状としても良い。
この構成の場合、内輪の外径面が軌道溝側へ向かって大径となる形状であるため、内輪の遠心力で移動した軸受内部の流体が、保持器内径面と内輪の外径面とのポンプ作用により、シール側から転動体側に誘導される。そのため、オイルミストをより効率よく転動体に集めることができる。

前記シールの軸受内側の側面の断面形状は、内径側に向かって軸受中心に近づく形状としても良い。シールの側面が内径側に向かって軸受中心に近づく形状であると、シールの側面で転動体側へ向かう流体流れが円滑になる。そのため、オイルミストをより効率良く転動体に集めることができる。

この発明のアンギュラ玉軸受は、シール付きのグリース潤滑のアンギュラ玉軸受であって、保持器の内径面を、端面から中心側へ向かって大径となる断面形状としたため、軸受空間内の潤滑油ミストを転動体に有効に供給でき、工作機械主軸用等のグリース潤滑軸受として、高速化を達成することができる。

この発明の第１の実施形態を図１と共に説明する。同図はこの実施形態のアンギュラ玉軸受の断面図を示す。このアンギュラ玉軸受は、シール付きのグリース潤滑が適用されるものであって、内輪１の軌道溝１ａと外輪２の軌道溝２ａとの間に複数の転動体３が介在させてある。転動体３はボールからなり、保持器４で保持されている。内外輪１，２間の軸受空間の両端はシール５，６で密封され、軸受内部にグリースが封入される。シール５，６は外輪２に取付けられており、内径側端が内輪１の外径面に近接する非接触シールとされている。シール５は接触シールであっても良い。

外輪２の内径面のうち、軌道溝２ａから一端面までは、外輪２に転動体３を組み込むためのカウンタボア内径面２ｂ１とされ、軌道溝２ａから他端面までは平坦面２ｂ２とされている。この平坦面２ｂ２で保持器４が案内される。保持器４の内径面は、幅方向の中央部分となる内径面４ａ３が平坦面で、その両側の部分となる内径面４ａ１，４ａ２が、端面から中心Ｏ側へ向かって大径となる断面形状とされている。これら内径面４ａ１，４ａ２の端面から中心Ｏ側へ向かう傾斜角度は、軸受内部の流体流れの状態に応じて設計される。保持器４の中央部分の内径面４ａ３の幅は、転動体３の直径よりも狭い幅とされている。なお、外輪２にカウンタボア内径面２ｂ１を設ける代わりに、内輪１にカウンタボア外径面を設けても良い。

この構成のアンギュラ玉軸受によると、保持器４の内径面４ａ１，４ａ２が端面から中心Ｏ側へ向かって大径となるように形成されているので、内輪１の遠心力で移動した軸受内部の流体が保持器４の内径面４ａ１，４ａ２のポンプ作用により転動体３側に誘導される。このため、転動体３がグリースを踏みつけた時に発生するオイルミストも、上記流体流れによって転動体３に誘導されることになり、オイルミストを潤滑に積極的に利用することができる。また、シール５，６が設けられているため、グリースの軸受外への飛散が防止され、保持器４の内径面形状による上記ポンプ作用と相まって、上記オイルミストを転動体３へ有効に供給できる。そのため、工作機械主軸用等のグリース潤滑軸受として、高速化を達成することができる。

図２は、この発明の他の実施形態を示す。このアンギュラ玉軸受は、図１の実施形態において、内輪１の外径面１ｂ１，１ｂ２が、端面から軌道溝１ａ側へ向かって大径となる断面形状とされている。これら外径面１ｂ１，１ｂ２の端面から中心Ｏ側へ向かう傾斜角度は、軸受内部の流体流れの状態に応じて設計される。その他の構成は図１の場合と同じである。

この実施形態のアンギュラ玉軸受では、保持器４の内径面４ａ１，４ａ２が中心Ｏ側へ向かって大径となる傾斜面とされているだけでなく、内輪１の外径面１ｂ１，１ｂ２も軌道溝１ａ側に向かって大径となる傾斜面とされているので、内輪１の遠心力で移動した軸受内部の流体が、保持器４の内径面４ａ１，４ａ２と内輪１の外径面１ｂ１，１ｂ２とのポンプ作用により転動体３側に効率良く誘導される。このため、オイルミストをより効率良く転動体３に集めることができる。

図３は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このアンギュラ玉軸受は、図２の実施形態において、シール５，６の軸受内側の側面５ａ，６ａの断面形状が、内径側に向かって次第に軸受中心に近づくテーパ状または曲面状の形状とされている。シール側面５ａ，６ａの傾斜角度は、軸受内部の流体流れの状態に応じて設計される。その他の構成は図２の場合と同じである。

この構成のアンギュラ玉軸受の場合、図２の例と同様に、保持器４の内径面４ａ１，４ａ２が中心Ｏ側へ向かって大径となる傾斜面とされ、内輪１の外径面１ｂ１，１ｂ２も軌道溝１ａ側に向かって傾斜面とされていて、内輪１の遠心力で移動した軸受内部のオイルミスト等の流体が、保持器４の内径面４ａ１，４ａ２と内輪１の外径面外径面１ｂ１，１ｂ２とのポンプ作用で転動体３側に誘導される。このとき、シール側面５ａ，６ａが上記のように内径側に向かって次第に軸受中心に近づく形状とされているため、転動体３側へ向かう流体流れが円滑になる。このため、オイルミストをより一層効率良く、転動体３に集めることができる。

この発明の第１の実施形態にかかるアンギュラ玉軸受の断面図である。 この発明の他の実施形態にかかるアンギュラ玉軸受の断面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかるアンギュラ玉軸受の断面図である。

符号の説明

１…内輪
１ａ…軌道溝
１ｂ１，１ｂ２…内輪外径面
２…外輪
４…保持器
４ａ１，４ａ２…保持器内径面
５，６…シール
５ａ，６ａ…シール内側面

Claims (3)

1. シールを有するグリース潤滑のアンギュラ玉軸受であって、保持器の内径面を、端面から中心側へ向かって大径となる断面形状としたことを特徴とするアンギュラ玉軸受。
2. 請求項１において、内輪の外径面を、端面から軌道溝側へ向かって大径となる断面形状としたアンギュラ玉軸受。
3. 請求項１または請求項２において、前記シールの軸受内側の側面の断面形状を、内径側に向かって軸受中心に近づく形状としたアンギュラ玉軸受。

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