JP2008051228A - 軸受、及び軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受内における潤滑油量を適量にコントロール可能で、軸受が損傷したり加工精度が低下したりするおそれがなく、ひいては潤滑油量の削減にもなる軸受、及び軸受装置を提供する。
【解決手段】外輪２に、その外周面から内周面（特に軌道溝２ｘ）まで貫通する複数の潤滑油流路ａ〜ｆを設ける。ここで、各潤滑油流路の開口位置は、玉４の転走方向と直交する幅方向で夫々異ならせている。そして、このような潤滑油流路のうちの少なくとも一つを潤滑油供給路とする一方、他の潤滑油流路の中から使用する潤滑油排出路を選択して潤滑油幅Ｌを調整することにより、軌道溝２ｘ内における潤滑油量を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば主軸等を回転可能に支持する軸受、及び該軸受への潤滑油等の供給／排出を制御する軸受装置に関するものである。

従来より、ハウジングに主軸を回転可能に支持する軸受に対し、潤滑油を供給して軸受の潤滑を行うことによって、回転動作の安定性の向上や、軸受の損傷防止等が図られており、一般的には、たとえば特許文献１に記載されているようなオイルエア方式が採用されている。

特開２００１−９０７３９号公報

ここで、従来から知られている軸受、及び該軸受の潤滑を行う軸受装置について、図４をもとに説明する。図４は、従来の軸受４１、及び軸受装置について示した説明図である。
主軸５１を回転可能に支持する軸受４１は、従来より周知のアンギュラ玉軸受であって、主軸５１の軸線方向に沿って複数個、ハウジング５２に取り付けられている。ハウジング５２には、各軸受４１へオイルエアを供給するための供給路４２、及び各軸受４１からオイルエアを排出するための排出路４３が設けられている。そして、図示しないオイルエア供給装置にてオイルエアを加圧状態で供給路４２内へ送り込み、ノズル状に形成された供給路４２の先端から各軸受４１の内輪あるいは転動体４１ａへ吹き付けるようにしてオイルエアを供給する一方、供給されたエアと潤滑油とは排出路４３からハウジング５２外へ排出する。
以上のようにして、従来の軸受装置は、軸受４１、４１・・の潤滑を行っていた。

近年、地球温暖化防止のため二酸化炭素の排出量の削減が求められており、潤滑油の消費量を削減することができる技術の開発等が望まれている。ここで、軸受へ供給する潤滑油量をただ削減しただけでは、軸受内における潤滑油量の不足により、軸受が損傷しかねない。逆に、軸受内において潤滑油量が不足しない一定量の潤滑油を定期的に供給するようにすると、潤滑油が供給過多となるおそれがあり、潤滑油の消費量の削減を望むことができない上、供給過多に起因して軸受で発熱が生じ、工作機械の加工精度に悪影響を及ぼしかねない。そのため、軸受内における潤滑油量を過不足のない適量にコントロールする必要がある。しかしながら、上記特許文献１のような軸受装置では、ノズル状に形成された供給路４２の先端から吹き付けるようにして各軸受４１内へ潤滑油（オイルエア）を供給するものであるため、真に軸受４１内へ供給される潤滑油量が一定となりにくく、軸受４１内、特に転動体４１ａの転走面に存在する潤滑油量をコントロールすることは困難である。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、軸受内における潤滑油量を適量にコントロール可能で、軸受が損傷したり加工精度が低下したりするおそれがなく、ひいては潤滑油量の削減にもなる軸受、及び軸受装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、外輪と内輪との間に転動体を備えてなる軸受であって、前記外輪に、前記転動体が転走する転走面の近傍へ連通する潤滑油流路を設け、該潤滑油流路を介して前記軸受内から潤滑油を排出可能としたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、潤滑油流路を複数設けるとともに、該潤滑油流路の転走面近傍での開口位置を、転動体の転走方向とは直交する幅方向で異ならせたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、潤滑油流路を複数設けるとともに、該潤滑油流路のうちの少なくとも一つを、前記軸受内へ潤滑油を供給するための潤滑油供給路としたことを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明のうち請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の軸受内における潤滑油量を制御するための軸受装置であって、前記軸受内へ潤滑油を供給するための供給手段と、潤滑油流路を介して前記軸受内から潤滑油を排出するための排出手段と、前記供給手段及び排出手段を適宜動作させるための制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、軸受内からの潤滑油の排出に用いる潤滑油流路を選択する選択手段を備えたことを特徴とする。

本発明のうち、請求項１及び４に記載の発明によれば、外輪に、転動体が転走する転走面の近傍へ連通する潤滑油流路を設け、該潤滑油流路を介して軸受内から潤滑油を排出可能としている。そのため、上記従来のものと比較して軸受からの潤滑油の排出量を正確にコントロールすことができ、ひいては軸受内における潤滑油量を適量に維持することができる。したがって、軸受内における潤滑油の過不足による軸受の損傷、加工精度の低下等といった事態を効果的に防止することができるるとともに、潤滑油量の削減をも図ることができる。
また、請求項２に記載の発明によれば、潤滑油流路を複数設けるとともに、潤滑油流路の転走面での開口位置を、転動体の転走方向とは直交する幅方向で異ならせているため、どの潤滑油流路を潤滑油排出路として使用するかにより、軸受内の潤滑油量が適量となるように潤滑油幅を調整することができる。したがって、簡易な構成で軸受内における潤滑油量の適量維持を実現することができる。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、潤滑油流路のうちの少なくとも一つを潤滑油供給路としているため、軸受内への潤滑油の供給量をも正確にコントロールすることができ、軸受内における潤滑油量の適量維持、及びそれに伴う上述したような効果をより一層顕著なものとすることができる。
加えて、請求項５に記載の発明によれば、軸受内からの潤滑油の排出に用いる潤滑油流路を選択する選択手段を備えている。したがって、回転軸の回転条件や軸受の設置条件等、各種条件に応じて軸受内における潤滑油の適量値が変わるような場合であっても、潤滑油排出路を適宜選択してやることにより軸受内における潤滑油量の調整を容易に行うことができ、汎用性に富む。

以下、本発明の一実施形態となる軸受、及び軸受装置について、図面をもとに説明する。尚、本実施形態においては、軸受をその一実施形態である玉軸受として説明する。

図１は、玉軸受１の外輪２部の一部断面を示した説明図であり、図２は、軸受装置の回路図である。尚、図２では、説明の便宜上、玉軸受１や潤滑油流路等を誇張又は一部省略して示している。
玉軸受１は、外輪２、内輪３、及び外輪２と内輪３との間に設けられる複数の玉（転動体）４とからなるものであって、外輪２の内周面及び内輪３の外周面には、玉４の軌道となる断面円弧状の軌道溝（転走面及びその近傍）２ｘ、３ｘが設けられている。また、外輪２には、その外周面から内周面（特に軌道溝２ｘ）まで貫通する複数の潤滑油流路ａ〜ｆが設けられており、各潤滑油流路は、玉４の転走方向と直交する幅方向で夫々異なる位置に開口している。そして、ここでは潤滑油流路ｃを潤滑油供給路（以下、供給路と称す）とし、その他の潤滑油流路を潤滑油排出路（以下、排出路と称す）としている。

供給路ｃには、潤滑油供給源１１に接続された供給管５が連結されており、供給ポンプ（供給手段）１２を駆動させると軌道溝２ｘ内（外輪２の内周面上）へ潤滑油を供給可能となっている。一方、排出路ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｆには、夫々排出管６が接続されており、排出ポンプ（排出手段）１３を駆動させると排出管６内が負圧となって、軌道溝２ｘ内の潤滑油を排出タンク１４へと吸い出す（排出する）ようになっている。尚、供給ポンプ１２及び排出ポンプ１３、１３・・は、玉軸受１が設置される回転軸装置２１の動作を制御するＮＣ装置（制御手段及び選択手段）２２による制御のもと、独立して動作可能となっている。

ここで、上述したような供給路ｃを介して潤滑油を供給し、排出路ａ〜ｆ（潤滑油流路ｃを除く）のいずれかから潤滑油を排出する際の玉軸受１内における潤滑油の状態について説明する。
供給路ｃを介して供給される潤滑油は、玉４の転走面周辺において一般的な流体同様の状態で広がる。つまり、軌道溝２ｘ内における潤滑油量は、図１においてＬで示す潤滑油幅に比例することとなり、軌道溝２ｘ内における潤滑油幅を制御することで、軌道溝２ｘ（すなわち玉軸受１）内における潤滑油量の制御が達成される。そこで、開口位置が幅方向で夫々異なる排出路ａ〜ｆ（ｃを除く）の中から使用する排出路を選択（たとえば、図１においては排出路ｂ、ｄを選択）し、潤滑油幅Ｌを調整することにより、軌道溝２ｘ内における潤滑油量の制御を行う。

以上、本発明にかかる玉軸受１及び軸受装置によれば、玉軸受１の外輪２に軌道溝２ｘ内へ連通する複数の潤滑油流路ａ〜ｆを設けており、該潤滑油流路を利用して軌道溝２ｘ内、すなわち玉軸受１内への潤滑油の供給／排出を行うようにしている。したがって、従来のものと比較すると、玉軸受１内への潤滑油の供給量及び玉軸受１内からの潤滑油の排出量を正確にコントロールすることができ、ひいては玉軸受１内における潤滑油の過不足による軸受の損傷、加工精度の低下等といった事態を効果的に防止することができる上、ひいては潤滑油の削減をも図ることができる。

また、潤滑油流路ａ〜ｆを利用して潤滑油の供給／排出を行うにあたり、潤滑油流路ａ〜ｆのうちの少なくとも１つ（上記実施形態では潤滑油流路ｃ）を供給路とし、該供給路ｃを介して潤滑油を軌道溝２ｘ内へ供給する一方、軌道溝２ｘ内の潤滑油量が適量となるような潤滑油幅となるように、他の潤滑油流路のうちから潤滑油を排出する排出路を選択（上記実施形態では潤滑油流路ｂ、ｄ）し、該排出路ｂ、ｄから潤滑油を排出するようにしている。すなわち、複数の潤滑油流路ａ〜ｆの開口位置を外輪２の幅方向で異ならせているとともに、排出路として使用する潤滑油流路を選択・変更可能としているため、該排出路の選択・変更により玉軸受１内における潤滑油量を容易にコントロールすることができる。したがって、簡易な構成で玉軸受１内における潤滑油量の適量維持を実現することができる。

なお、本発明の軸受及び軸受装置に係る構成は、上記実施の形態に記載した態様に何ら限定されるものではなく、軸受、潤滑油の供給／排出に係る回路や制御等に係る構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

たとえば、上記実施形態では軸受を玉軸受としているが、外輪と内輪との間に転動体を介在させるような軸受であれば、転動体が円柱体であるころ軸受等といった他の軸受であっても何ら問題はない。
また、上記実施形態では、外輪に設けた潤滑油流路を利用して転走面近傍へ潤滑油を供給するように構成しているが、軸受への潤滑油の供給に関しては、従来の如くノズル等を用いて吹き付けるように供給するように構成してもよい。このようにノズル等により供給する構成を採用したとしても、上記実施形態に記載したようにして潤滑油幅を調整したりすることで、軸受内における潤滑油量の適量維持といった効果を図ることができる。

さらに、上記実施形態では、潤滑油流路を、外輪の外周面から内周面へと貫通するように設けているが、図３に示す如く、外輪２’の側面から内周面へと連通するような潤滑油流路としたり、該潤滑油流路と外周面から内周面側へと設けた潤滑油流路とを連結してＴ字状の潤滑油流路を形成したりする等、転走面近傍に開口するものであれば潤滑油流路の形状等は適宜変更することができる。
さらにまた、排出路として使用する潤滑油流路の切り換えを、上記実施形態では、駆動させる排出ポンプを異ならせることにより行っているが、切り換えバルブ（選択手段）等により排出ポンプと連結される排出管を切り換えるように構成することも可能である。

またさらに、外輪に設けられる潤滑油流路と供給管又は排出管との接続に関しては、供給管又は排出管を直接外輪に設けられた潤滑油流路に差し込むようにして接続してもよいし、回転軸装置のハウジングに第二潤滑油流路を設け、該第二潤滑油流路に供給管又は排出管を接続するようにしてもよい。
加えて、軸受に振動センサや温度センサ、音圧センサ等を設け、該センサにて検出された検出結果に応じて、潤滑油の供給の要否や排出路の選択等を行うようにすることも可能である。

玉軸受の外輪部の一部断面を示した説明図である。 軸受装置の回路図である。 潤滑油流路の変更例を示した説明図である。 従来の軸受、及び軸受装置について示した説明図である。

符号の説明

１・・玉軸受、２・・外輪、３・・内輪、２ｘ、３ｘ・・軌道溝、４・・玉、５・・供給管、６・・排出管、１１・・供給源、１２・・供給ポンプ、１３・・排出ポンプ、１４・・排出タンク、２１・・回転軸装置、２２・・ＮＣ装置。

Claims (5)

1. 外輪と内輪との間に転動体を備えてなる軸受であって、
   前記外輪に、前記転動体が転走する転走面の近傍へ連通する潤滑油流路を設け、該潤滑油流路を介して前記軸受内から潤滑油を排出可能としたことを特徴とする軸受。
2. 潤滑油流路を複数設けるとともに、該潤滑油流路の転走面近傍での開口位置を、転動体の転走方向とは直交する幅方向で異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の軸受。
3. 潤滑油流路を複数設けるとともに、該潤滑油流路のうちの少なくとも一つを、前記軸受内へ潤滑油を供給するための潤滑油供給路としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の軸受内における潤滑油量を制御するための軸受装置であって、
   前記軸受内へ潤滑油を供給するための供給手段と、潤滑油流路を介して前記軸受内から潤滑油を排出するための排出手段と、前記供給手段及び排出手段を適宜動作させるための制御手段とを備えたことを特徴とする軸受装置。
5. 軸受内からの潤滑油の排出に用いる潤滑油流路を選択する選択手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の軸受装置。

Images