JP2009092147A - 転がり軸受の潤滑装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 軸受内部に入り込む潤滑油量を必要最小量にして、潤滑油の攪拌抵抗による発熱を抑えることができる転がり軸受の潤滑装置を提供する。
【解決手段】 転がり軸受1の外輪3に隣接する潤滑油導入体7に、転がり軸受1の内輪2の端面に向けて潤滑油を吐出するノズル11と、前記内輪2の端面に続く円筒面状をした内輪外径面2eに被さって、この内輪外径面2eとの間に軸方向に平行な隙間δを形成する環状鍔部9bとを設ける。前記内輪外径面2eにおける前記環状鍔部9bの先端よりも内輪軌道面側に離れた箇所に、軌道面部側が大径となる段差部2eaを設ける。
【選択図】 図2
【解決手段】 転がり軸受1の外輪3に隣接する潤滑油導入体7に、転がり軸受1の内輪2の端面に向けて潤滑油を吐出するノズル11と、前記内輪2の端面に続く円筒面状をした内輪外径面2eに被さって、この内輪外径面2eとの間に軸方向に平行な隙間δを形成する環状鍔部9bとを設ける。前記内輪外径面2eにおける前記環状鍔部9bの先端よりも内輪軌道面側に離れた箇所に、軌道面部側が大径となる段差部2eaを設ける。
【選択図】 図2
Description
この発明は、工作機械用主軸等の高速スピンドルの支持に用いられる転がり軸受の潤滑装置に関する。
工作機械主軸では加工能率を上げるため、ますます高速化の傾向にある。主軸の高速化に伴うトルクと発熱量の増加に対処するために、主軸軸受の潤滑に、搬送エアに潤滑油を混合したものをノズルより軸受内に吐出するエアオイル潤滑や、多量の油をノズルより軸受内に吐出するジェット潤滑が多く用いられるようになっている。しかし、これらの潤滑方法には、それぞれ次のような問題がある。
すなわち、エアオイル潤滑は、多量の高圧エアを必要とし、騒音も大きい。また、軸受の冷却作用が小さく、高速運転すると内外輪温度差が(内輪)>(外輪)のため予圧過大等を生じさせる恐れがある。
対して、ジェット潤滑は、軸受内に入った油の攪拌抵抗による動力損失が大きいため、パワーのあるモータが必要となり、主軸が大型化し、消費電力が多くなる。また、油の攪拌抵抗に起因する主軸の発熱量が多くなり、ワークの加工精度の低下につながる。
すなわち、エアオイル潤滑は、多量の高圧エアを必要とし、騒音も大きい。また、軸受の冷却作用が小さく、高速運転すると内外輪温度差が(内輪)>(外輪)のため予圧過大等を生じさせる恐れがある。
対して、ジェット潤滑は、軸受内に入った油の攪拌抵抗による動力損失が大きいため、パワーのあるモータが必要となり、主軸が大型化し、消費電力が多くなる。また、油の攪拌抵抗に起因する主軸の発熱量が多くなり、ワークの加工精度の低下につながる。
そこで、軸受内部に入る潤滑油量を制限することにより、油による攪拌抵抗を小さくした新しいジェット潤滑構造が提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1に開示される新ジェット潤滑構造は、図6に示すように、外輪間座等からなる潤滑油導入体7にノズル11を設け、このノズル11から吐出した潤滑油を内輪2の端面に当てて、内輪2を冷却するものである。内輪2を冷却した後の潤滑油は、その大半は軸受外に排出されるが、残りの一部が軸受潤滑用として、内輪2の外径面と潤滑油導入体7に設けられた環状鍔部9bとの間に形成される隙間δから、内輪2の軌道面2aに流入する。内輪2の外径面は傾斜面に形成され、潤滑油は表面張力で内輪外径面に沿いながら、内輪2の回転による遠心力で軌道面2a側へ流れる。この流れが、内輪2の外径面と環状鍔部9bとの間の隙間δにより制限される。つまり、上記隙間δを小さくして、軸受の潤滑に必要な少量の潤滑油しか軸受内部には入らないようにしている。このため、攪拌抵抗が小さくなり、軸受の動力損失も小さくなるのである。
特開2006−226486号公報
上記のように、内輪2の外径面と潤滑油導入体7に設けられた環状鍔部9bとの間に形成される隙間δからしか潤滑油が軸受内部に入らないようにすることで、軸受内部に入り込む潤滑油の量を制限することができる。しかし、それでもエアオイル潤滑と比べると、軸受内部に入り込む潤滑油の量はかなり多い。例えば、エアオイル潤滑では全潤滑油供給量0.03mL/5minであるのに対し、図6に示すジェット潤滑構造であっても、全潤滑油供給量(1〜2L/min)の10〜15%程度が軸受内部に入り込む。隙間δを狭くすれば、軸受内部に入り込む潤滑油の量を減らすことができるが、軸の熱膨張により内輪2と外輪3および潤滑油導入体7とが軸方向にずれて隙間δの寸法は変動するため、隙間δを余り小さくすることはできない。
図6のように転がり軸受1がアンギュラ玉軸受である場合は、転動体4´と内外輪2,3とが点接触であるため、潤滑油の攪拌抵抗の影響は比較的小さく、高速運転が可能である。しかし、転がり軸受1がころ軸受である場合は、転動体であるころと内外輪2,3とが線接触であるため、潤滑油の攪拌抵抗の影響を受け易く、軸受内部に入り込む潤滑油量が多いことは軸受の発熱に繋がる。そのため、軸受内部に入り込む潤滑油量をより制限する必要がある。更に円錐ころ軸受よりもより高速で用いられる円筒ころ軸受は軸受内部に入り込む潤滑油量をより制限する必要がある。
この発明の目的は、軸受内部に入り込む潤滑油量を必要最小量にして、潤滑油の攪拌抵抗による発熱を抑えることができる転がり軸受の潤滑装置を提供することである。
この発明の転がり軸受の潤滑装置は、転がり軸受の外輪に隣接する潤滑油導入体に、転がり軸受の内輪の端面に向けて潤滑油を吐出するノズルと、前記内輪の端面に続く円筒面状をした内輪外径面に被さって、この内輪外径面との間に軸方向に平行な隙間を形成する環状鍔部とを設け、前記内輪外径面における前記環状鍔部の先端よりも内輪軌道面側に離れた箇所に、軌道面部側が大径となる段差部を設けたことを特徴とする。
この構成によると、ノズルから吐出された潤滑油は内輪端面で受けられ、その潤滑油の一部が、円筒面状をした内輪外径面と環状鍔部との間の隙間を通って、内輪軌道面の側へ流れる。内輪外径面おける環状鍔部の先端よりも内輪軌道面側に離れた箇所に、軌道面部側が大径となる段差部が設けられているため、前記隙間から出た潤滑油の流れがこの段差部によって止められる。一部は遠心力により噴霧状となって軸受内部に入り込むが、大半は段差部で内輪外径面から離れて、内輪と外輪間の空間を通って軸受外部へ出る。そのため、軸受内部に入り込む潤滑油を必要最小量にすることができ、潤滑油の攪拌抵抗による発熱を抑えられる。発熱が抑えられると、内輪の温度上昇が少なく、内外輪の温度差が小さくなる。そのため、前記隙間寸法の減少量が抑えられて、隙間が過大な負すきま状態とならない。それにより、高速運転することが可能となる。
この発明において、前記転がり軸受の内輪軌道面と外輪軌道面との間に介在する転動体を保持器で保持し、この保持器は、少なくとも内径面の軸受端側部分が軸受端に近づくほど内径が大きくなるテーパ面として形成されたものであり、前記内輪外径面の段差部の外径方向に前記保持器のテーパ面が位置するようにしても良い。
このように、保持器に、内径面の軸受端側部分が軸受端に近づくほど内径が大きくなるテーパ面を形成し、前記内輪外径面の段差部の外径方向に前記テーパ面を位置させると、段差部で内輪外径面から離れた潤滑油が保持器のテーパ面に受けられ、遠心力により前記テーパ面に沿って潤滑油が軸受外へ円滑に運ばれるため、余分な潤滑油の排出が良好に行える。
このように、保持器に、内径面の軸受端側部分が軸受端に近づくほど内径が大きくなるテーパ面を形成し、前記内輪外径面の段差部の外径方向に前記テーパ面を位置させると、段差部で内輪外径面から離れた潤滑油が保持器のテーパ面に受けられ、遠心力により前記テーパ面に沿って潤滑油が軸受外へ円滑に運ばれるため、余分な潤滑油の排出が良好に行える。
また、この発明において、前記ノズルは、転がり軸受を冷却する作用を併せ持つ潤滑油を吐出するようにしても良い。その場合、前記内輪の端面に円周溝を設け、この円周溝に向けて前記ノズルから潤滑用を吐出するのが好ましい。
潤滑油が転がり軸受を冷却する作用を併せ持つと、転がり軸受およびそれに支持され他軸を効率良く冷却することができる。内輪の端面に円周溝が設けられている場合は、ノズルから吐出された潤滑油が円周溝の底面で受け止められ、円周溝内に一時的に溜まるため、内輪を効果的に冷却することができる。
潤滑油が転がり軸受を冷却する作用を併せ持つと、転がり軸受およびそれに支持され他軸を効率良く冷却することができる。内輪の端面に円周溝が設けられている場合は、ノズルから吐出された潤滑油が円周溝の底面で受け止められ、円周溝内に一時的に溜まるため、内輪を効果的に冷却することができる。
さらに、この発明において、前記転がり軸受はころ軸受とすることができる。
転がり軸受がころ軸受である場合は、転動体であるころと内外輪とが線接触であるため、潤滑油の攪拌抵抗の影響を受け易い。そのため、転がり軸受がころ軸受である場合に本発明を適用すれば、軸受内部に入り込む潤滑油量を制限した効果が顕著に現れる。更に円錐ころ軸受よりもより高速で用いられる円筒ころ軸受に本発明を適用すれば、軸受内部に入り込む潤滑油量を制限した効果がより顕著に現れる。
転がり軸受がころ軸受である場合は、転動体であるころと内外輪とが線接触であるため、潤滑油の攪拌抵抗の影響を受け易い。そのため、転がり軸受がころ軸受である場合に本発明を適用すれば、軸受内部に入り込む潤滑油量を制限した効果が顕著に現れる。更に円錐ころ軸受よりもより高速で用いられる円筒ころ軸受に本発明を適用すれば、軸受内部に入り込む潤滑油量を制限した効果がより顕著に現れる。
この発明において、前記潤滑油導入体を前記転がり軸受の軸方向両側に設けても良い。
潤滑油導入体が転がり軸受の軸方向両側に設けられていると、転がり軸受への潤滑を良好に行える。また、潤滑油が転がり軸受を冷却する作用を併せ持つ場合には、内輪を軸方向の左右両側から冷却することができるため、冷却効果に優れ、しかも左右均等な冷却を行える。特に、転がり軸受が円筒ころ軸受である場合は、転動体である円筒ころと内輪の軌道面とが線接触するため、内輪が左右不均等に冷却されると、軌道面の左右部分における熱膨張差による外径差のため、円筒ころの面圧分布への影響が懸念される。面圧分布の偏りは、早期寿命につながる。左右均等な冷却を行うことができれば、上記問題を解消できる。
潤滑油導入体が転がり軸受の軸方向両側に設けられていると、転がり軸受への潤滑を良好に行える。また、潤滑油が転がり軸受を冷却する作用を併せ持つ場合には、内輪を軸方向の左右両側から冷却することができるため、冷却効果に優れ、しかも左右均等な冷却を行える。特に、転がり軸受が円筒ころ軸受である場合は、転動体である円筒ころと内輪の軌道面とが線接触するため、内輪が左右不均等に冷却されると、軌道面の左右部分における熱膨張差による外径差のため、円筒ころの面圧分布への影響が懸念される。面圧分布の偏りは、早期寿命につながる。左右均等な冷却を行うことができれば、上記問題を解消できる。
この発明において、前記転がり軸受が、工作機械の主軸軸受として用いられるものであっても良い。
工作機械の主軸は、加工能率を上げるために高速化の傾向があり、その一方で、主軸の熱膨張は、加工精度の向上のために防止することが重要となる。そのため、この発明による、軸受内部へ入り込む潤滑油量を絞込み、潤滑油の攪拌抵抗により発熱を抑えるという効果、および潤滑油の安定した微量供給が行えるという効果が有効に発揮される。
工作機械の主軸は、加工能率を上げるために高速化の傾向があり、その一方で、主軸の熱膨張は、加工精度の向上のために防止することが重要となる。そのため、この発明による、軸受内部へ入り込む潤滑油量を絞込み、潤滑油の攪拌抵抗により発熱を抑えるという効果、および潤滑油の安定した微量供給が行えるという効果が有効に発揮される。
この発明の転がり軸受の潤滑装置は、転がり軸受の外輪に隣接する潤滑油導入体に、転がり軸受の内輪の端面に向けて軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を吐出するノズルと、前記内輪の端面に続く円筒面状をした内輪外径面との間に軸方向に平行な隙間を形成する環状鍔部とを設け、前記内輪外径面における前記環状鍔部の先端よりも内輪軌道面側に離れた箇所に、軌道面部側が大径となる段差部を設けたため、軸受内部に入り込む潤滑油量を必要最小量にして、潤滑油の攪拌抵抗による発熱を抑えることができる。
この発明の実施形態を図1ないし図3と共に説明する。図1はこの実施形態の転がり軸受の潤滑装置の断面図を示す。この転がり軸受の潤滑装置は、潤滑油導入体7から転がり軸受1に向けて多量の潤滑油をジェット吐出し、軸受の潤滑と冷却を同時に行うものである。転がり軸受1は、工作機械の主軸軸受として用いられるものであって、図2に拡大して示すように、内輪2と、外輪3と、これら内外輪2,3の軌道面2a,3a間に介在させた転動体である複数の円筒ころ4とを有する円筒ころ軸受である。これら円筒ころ4は、環状の保持器5により、円周方向に所定間隔を隔てて、この保持器5に設けられた各ポケット5a内で保持されている。外輪3は鍔無しであり、図示しない軸受箱内に固定される。
内輪2は、軌道面2aの両側に鍔2b,2bを有する鍔付き内輪であり、主軸25の外径面に嵌合する。内輪2の両端面には、円周溝6が設けられている。円周溝6は内輪2の端面に対して垂直な溝である。内輪端面における円周溝6よりも内径側の端面内径側部2cは、外輪3の端面と軸方向位置が同じであり、円周溝6よりも外径側の端面外径側部2dは、前記端面内径側部2cよりも軸方向内側に位置する。端面内径側部2dは、鍔2bの外端面に相当する。この端面内径側部2dに続く内輪2の外径面2e、すなわち鍔2bの外径面は円筒面状とされている。詳しくは、上記内輪外径面2eは、軸方向中央部に段差部2eaが設けられていて、この段差部2eaを境として軸方向外側部2ebよりも軸方向内側部2ecは若干径が大きくなっている。内輪2は、端面内径側部2cに接して設けた内輪間座20により、潤滑油導入体7が設けられている側の位置決めがされる。
潤滑油導入体7は、外輪3に隣接して配置される外輪間座部材8と、この外輪間座部材8に組み合わされたノズル形成部材9とでなり、外輪間座部材8により軸受箱(図示せず)内に固定される。外輪間座部材8とノズル形成部材9とは、円周方向の複数箇所でボルト10(図1、図3)により結合されている。加工等の制約が無ければ、潤滑油導入体7を、外輪間座部材8とノズル形成部材9とに分けずに一体ものとしてもよい。
ノズル形成部材9には、転がり軸受1の内輪2の円周溝6に潤滑油を吐出するノズル11が、円周方向の2箇所に形成されている(図3)。このノズル11に潤滑油を供給する給油路12が、外輪間座部材8およびノズル形成部材9に形成されている。給油路12は、外輪間座部材8の外径面に形成された半円周状溝部12aと、この半円周状溝部12aの両端から内径側に向けて延びる径方向部12bと、この径方向部12bの先端部からノズル11に向けて軸方向に延びる軸方向部12cとでなる。ノズル11は、その吐出口が軸心側に向く傾斜角度とされている。その吐出口の延長線上に、前記円周溝6の開口部の径方向ほぼ中心が位置している。
ノズル形成部材9の内径は、ノズル11が形成されている円周方向箇所9aを除き、内輪間座20の外径よりも大きくなっていて、ノズル形成部材9と内輪間座20との間に間隙部21が形成されている(図1)。この間隙部21に続き、外輪間座部材8と内輪間座20との間にも間隙部22が形成されている(図1)。そして、外輪間座部材8側の間隙部22と外輪間座部材8の外径面とを連通する排油孔23が、円周方向の1箇所に設けられている(図3(D))。また、外輪間座部材8の外輪3と接する側の端面における前記排油孔23と同じ円周方向箇所に、切欠き状の排油孔24が設けられている(図3(D))。
潤滑油導入体7のノズル形成部材9は、外輪間座部材8に接する側と反対側の端面に軸方向に延びる環状鍔部9bが形成されている。この環状鍔部9bの先端の軸方向位置は、前記内輪外径面2eにおける段差部2eaよりも外側とされている。環状鍔部9bの内径面9baは円筒面状であり、前記内輪外径面2eにおける軸方向外側部2ebと隙間δを介して対向している。この隙間δの大きさは、軸方向全域にわたって一定とされ、例えば0.2〜0.6mm程度が望ましい。また、前記段差部2eaの段差量は、δ+0.5mm程度が望ましい。
保持器5は、内径面の軸受端側部分が軸受端に近づくほど内径が大きくなるテーパ面5bとして形成されている。前記内輪外径面2eの段差部2eaの外径方向に、上記テーパ面5bが位置している。
この構成の転がり軸受の潤滑装置によると、潤滑油導入体7の外径側から給油路12を経て導入された冷却媒体兼用の潤滑油が、ノズル10から内輪2の円周溝6に向けて噴出される。円周溝6で受け止められた潤滑油により、内輪2が冷却される。円周溝6で受け止められた潤滑油の一部は、内輪2と環状鍔部9bとの間の隙間δに入る。残りは、潤滑油導入体7と内輪間座20との間隙部21,22を通って、排油孔23から外部へと排出される。
隙間δに入った潤滑油は、内輪軌道面2a側へ流れる。隙間δから出た後も、さらに内輪外径面2eに沿って軌道面2a側へ流れようとするが、その先に段差部2eaがあるため、流れが妨げられる。段差部2eaに到達した潤滑油は、遠心力により外径方向に飛散する。飛散した潤滑油は保持器5のテーパ面5bで受けられる。テーパ面5bは軸受端に近づくほど内径が大きくなるテーパ面であるため、潤滑油は遠心力によりテーパ面5bに沿って軸受端側へ流れる。そして、排油孔24から外部へと排出される。
内輪2および保持器5は高速回転しているため、内輪2の外径面2eや保持器5のテーパ面5bを流れる潤滑油の多くは噴霧状態となる。この噴霧状態となった潤滑油の一部が軸受内部に巻き込まれて軸受の潤滑に寄与することになる。
内輪2および保持器5は高速回転しているため、内輪2の外径面2eや保持器5のテーパ面5bを流れる潤滑油の多くは噴霧状態となる。この噴霧状態となった潤滑油の一部が軸受内部に巻き込まれて軸受の潤滑に寄与することになる。
このように、内輪外径面2eに段差部2eaを設けることにより、軸受内部に入り込む潤滑油の量をかなり絞り込むことができる。つまり、必要最小量の潤滑油しか軸受内部に入り込まないようにできる。軸受内部に入り込む潤滑油量を絞り込むことで、回転時における軸受内部の潤滑油による攪拌抵抗を小さくすることができ、軸受の発熱が抑えられる。発熱が抑えられると、内輪の温度上昇が少なく、内外輪の温度差が小さくなる。そのため、前記隙間寸法の減少量が抑えられて、隙間が過大な負すきま状態とならない。それにより、高速運転することが可能となる。
また、保持器5の内径面をテーパ面5bとしたため、隙間δを通り抜けた潤滑油のうち余剰分を軸受外部へ良好に排出できる。さらに、内輪外径面2eと環状鍔部9bとの隙間δが軸方向に平行であるため、主軸25の熱膨張による内輪2の軸方向移動で隙間δの寸法が変動することが無い。
また、保持器5の内径面をテーパ面5bとしたため、隙間δを通り抜けた潤滑油のうち余剰分を軸受外部へ良好に排出できる。さらに、内輪外径面2eと環状鍔部9bとの隙間δが軸方向に平行であるため、主軸25の熱膨張による内輪2の軸方向移動で隙間δの寸法が変動することが無い。
図4は、図1〜図3に示す転がり軸受の潤滑装置を備えた高速スピンドル装置の一例を示す。このスピンドル装置30は工作機械に応用されるものであり、主軸25の前側(加工側)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25は、軸方向に離れた複数の転がり軸受1により支持されている。ここでは、主軸25の前側端部がアンギュラ玉軸受からなる2個1組の転がり軸受1により、主軸25の後ろ側が、図1〜図3に示した円筒ころ軸受からなる転がり軸受1によりそれぞれ支持されている。
各転がり軸受1の内輪2は主軸25の外径面に嵌合し、外輪3は軸受箱31の内径面に嵌合している。主軸前側の転がり軸受1については、その内輪2が主軸25の段面25aにより、外輪3が外輪位置決め間座32を介して押さえ蓋33Aにより、軸受箱31内に固定されている。主軸後ろ側の転がり軸受1については、その内輪2が内輪位置決め間座34により、外輪3が外輪位置決め間座35を介して押さえ蓋33Bにより、軸受箱31内に固定されている。一対の前側転がり軸受1の内輪2間には内輪間座20、外輪3間には潤滑油導入体7がそれぞれ配置させてある。後側転がり軸受1の内輪2の前端面側には内輪間座20、外輪3の前端面側には潤滑油導入体7それぞれが配置させてある。さらに、前側転がり軸受1の内輪2と、後側転がり軸受1に隣接する内輪間座20との間には、別の内輪間座36が配置させてある。前側転がり軸受1の外輪3と、後側転がり軸受1に隣接する潤滑油導入体7との間には、軸受箱31の一部が介在している。主軸25の後端部には、内輪位置決め間座34に押し当てて転がり軸受1を固定する軸受固定ナット37が螺着されている。
軸受箱31は、内周軸受箱31Aと外周軸受箱31Bの二重構造とされ、内外の軸受箱31A,31B間に冷却溝40が形成されている。前記押さえ蓋33A,33Bには、転がり軸受1をジェット潤滑する場合の供給源である冷却油供給装置41から冷却された潤滑油を導入する冷却油導入孔42がそれぞれ設けられている。これら冷却油導入孔42は、内周軸受箱31Aに設けられた冷却油供給路43に連通し、この冷却油供給路43が潤滑油導入体7の給油路12に連通している。冷却油供給装置41からの給油路は、外周軸受箱31Bの冷却油導入孔44から軸受箱31内の冷却溝40に連通する第1の給油路45と、油ろ過器46および圧力調整弁47を経て押さえ蓋33A,33Bの冷却油導入孔42に連通する第2の給油路48とに分岐される。
軸受箱31内の冷却溝40に供給されて軸受箱31の冷却に使用された排油は、外周軸受箱31Bの排油導出孔49から冷却油供給装置41へと回収される。また、押さえ蓋33A,33Bには排油孔50が設けられ、これら排油孔50は内周軸受箱31Aに設けられた排油路51から潤滑油導入体7の排油孔23,24に連通しており、転がり軸受1から排出された排油が排油孔23,24→排油路51→排油孔50→排油ポンプ52を経て冷却油供給装置41に回収される。
軸受箱31内の冷却溝40に供給されて軸受箱31の冷却に使用された排油は、外周軸受箱31Bの排油導出孔49から冷却油供給装置41へと回収される。また、押さえ蓋33A,33Bには排油孔50が設けられ、これら排油孔50は内周軸受箱31Aに設けられた排油路51から潤滑油導入体7の排油孔23,24に連通しており、転がり軸受1から排出された排油が排油孔23,24→排油路51→排油孔50→排油ポンプ52を経て冷却油供給装置41に回収される。
このように構成されたスピンドル装置30では、上記した本発明の転がり軸受の潤滑装置を組み込んでいるので、軸受内部へ入り込む潤滑油量を絞込み、潤滑油の攪拌抵抗により発熱を抑え、潤滑油の安定した微量供給が行える。
なお、このスピンドル装置30は、円筒ころ軸受からなる転がり軸受1にだけ本発明の潤滑装置を適用してあるが、アンギュラ玉軸受からなる転がり軸受1に対しても本発明の潤滑装置を適用してもよい。詳細な図面および説明は省略するが、アンギュラ玉軸受に本発明の潤滑装置を適用した場合、転動体が異なる点を除けば、円筒ころ軸受に本発明の潤滑装置を適用した場合とほぼ同じである。
なお、このスピンドル装置30は、円筒ころ軸受からなる転がり軸受1にだけ本発明の潤滑装置を適用してあるが、アンギュラ玉軸受からなる転がり軸受1に対しても本発明の潤滑装置を適用してもよい。詳細な図面および説明は省略するが、アンギュラ玉軸受に本発明の潤滑装置を適用した場合、転動体が異なる点を除けば、円筒ころ軸受に本発明の潤滑装置を適用した場合とほぼ同じである。
図1ないし図3に示す転がり軸受の潤滑装置は、転がり軸受1の軸方向片側にだけ潤滑油導入体7が設けられているが、図5に示すように、転がり軸受1の軸方向両側に潤滑油導入体7を設けても良い。
潤滑油導入体7が転がり軸受1の軸方向両側に設けられていると、転がり軸受1への潤滑を良好に行える。また、転がり軸受1の内輪2を軸方向の左右両側から冷却することができるため、冷却効果に優れ、しかも左右均等な冷却を行える。特に、転がり軸受1が円筒ころ軸受である場合は、転動体である円筒ころ4と内輪2の軌道面2aとが線接触するため、内輪2が左右不均等に冷却されると、軌道面2aの左右部分における熱膨張差による外径差のため、円筒ころの面圧分布への影響が懸念される。面圧分布の偏りは、早期寿命につながる。左右均等な冷却を行うことができれば、上記問題を解消できる。
潤滑油導入体7が転がり軸受1の軸方向両側に設けられていると、転がり軸受1への潤滑を良好に行える。また、転がり軸受1の内輪2を軸方向の左右両側から冷却することができるため、冷却効果に優れ、しかも左右均等な冷却を行える。特に、転がり軸受1が円筒ころ軸受である場合は、転動体である円筒ころ4と内輪2の軌道面2aとが線接触するため、内輪2が左右不均等に冷却されると、軌道面2aの左右部分における熱膨張差による外径差のため、円筒ころの面圧分布への影響が懸念される。面圧分布の偏りは、早期寿命につながる。左右均等な冷却を行うことができれば、上記問題を解消できる。
上記各実施形態では、ノズル11から吐出される潤滑油が軸受を冷却する作用を併せ持つようにしたが、必ずしも潤滑油に冷却作用を持たせる必要はない。純粋に軸受の潤滑用として供給される潤滑油に対して、軸受内部に入り込む潤滑油量を絞り込むのにもこの発明は適用できる。
1…転がり軸受
2…内輪
2e…内輪外径面
2ea…段差部
3…外輪
4…円筒ころ(転動体)
5…保持器
5b…テーパ面
6…円周溝
7…潤滑油導入体
9b…環状鍔部
11…ノズル
25…主軸
δ…隙間
2…内輪
2e…内輪外径面
2ea…段差部
3…外輪
4…円筒ころ(転動体)
5…保持器
5b…テーパ面
6…円周溝
7…潤滑油導入体
9b…環状鍔部
11…ノズル
25…主軸
δ…隙間
Claims (7)
- 転がり軸受の外輪に隣接する潤滑油導入体に、転がり軸受の内輪の端面に向けて潤滑油を吐出するノズルと、前記内輪の端面に続く円筒面状をした内輪外径面に被さって、この内輪外径面との間に軸方向に平行な隙間を形成する環状鍔部とを設け、前記内輪外径面における前記環状鍔部の先端よりも内輪軌道面側に離れた箇所に、軌道面部側が大径となる段差部を設けたことを特徴とする転がり軸受の潤滑装置。
- 請求項1において、前記転がり軸受の内輪軌道面と外輪軌道面との間に介在する転動体を保持器で保持し、この保持器は、少なくとも内径面の軸受端側部分が軸受端に近づくほど内径が大きくなるテーパ面として形成されたものであり、前記内輪外径面の段差部の外径方向に前記保持器のテーパ面が位置する転がり軸受の潤滑装置。
- 請求項1または請求項2において、前記ノズルは、転がり軸受を冷却する作用を併せ持つ潤滑油を吐出する転がり軸受の潤滑装置。
- 請求項3において、前記内輪の端面に円周溝を設け、この円周溝に向けて前記ノズルから潤滑油を吐出するようにした転がり軸受の潤滑装置。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記転がり軸受はころ軸受である転がり軸受の潤滑装置。
- 請求項1または請求項5のいずれか1項において、前記潤滑油導入体を前記転がり軸受の軸方向両側に設けた転がり軸受の潤滑装置。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記転がり軸受が、工作機械の主軸軸受として用いられるものである転がり軸受の潤滑装置。
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