JP2010127399A - 軸受潤滑装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】騒音の発生を抑制することができ、しかも、潤滑剤を効率的に軸受に供給することができる軸受潤滑装置を提供すること。
【解決手段】噴射ノズル６３から潤滑剤を圧縮空気とともに噴射して転がり軸受４に潤滑剤を供給する軸受潤滑装置において、噴射ノズル６３の噴射方向を、転がり軸受４の転動体の４３の公転方向Ｒに向かって傾斜させた。
【選択図】図４

Description

本発明は、工作機械等の主軸の軸受に潤滑剤を供給する軸受潤滑装置に関する。
従来、工作機械等の主軸の軸受に潤滑剤を供給する軸受潤滑装置として、潤滑剤および圧縮空気をそれぞれ軸受に噴射供給する軸受潤滑装置が知られている（下記特許文献１参照）。また、その他、潤滑剤を所定量に調整された油滴状にして圧縮空気とともに軸受に噴射供給するオイルエア方式の潤滑装置や、潤滑剤を霧状にして圧縮空気とともに軸受に噴射供給するオイルミスト方式の潤滑装置が知られている。この種の軸受潤滑装置によれば、潤滑剤によって軸受の潤滑が果たせるほか、圧縮空気によって軸受の冷却も行うことができる。
しかしながら、これら従来の軸受潤滑装置は、圧縮空気を用いて潤滑剤を噴射しているため、噴射された圧縮空気が軸受の転動体等に衝突して風切り音等の騒音が発生し、作業環境を悪化させる難点があった。
また、主軸とともに高速回転する軸受の転動体の近傍には、高速の旋回気流が発生するため、圧縮空気の噴射速度を相当程度大きくしないと、潤滑剤を軸受内部に十分に供給することができない難点があった。
特開平５−３４６１２２号公報
本発明は、従来の軸受潤滑装置に上記のような難点があったことに鑑みて為されたもので、騒音の発生を大幅に抑制することができ、しかも、潤滑剤を効率的に軸受に供給することができる軸受潤滑装置を提供することを課題とする。
本発明は、噴射ノズルから潤滑剤を圧縮空気とともに噴射して転がり軸受に潤滑剤を供給する軸受潤滑装置であって、前記噴射ノズルの噴射方向が、前記転がり軸受の転動体の公転方向に向かって傾斜していることを特徴としている。
また、本発明は、前記噴射ノズルが、複数の前記転がり軸受の外輪同士の間に配設される噴射リングに形成されていることを特徴としている。
本発明に係る軸受潤滑装置によれば、噴射ノズルの噴射方向が、転がり軸受の転動体の公転方向に向かって傾斜しているので、噴射ノズルから圧縮空気を旋回気流に沿うように噴射することができ、風切り音等の騒音の発生を抑制することができる。
しかも、旋回気流に沿って噴射される圧縮空気とともに潤滑剤を噴射するので、従来のように潤滑剤の供給が旋回気流によって阻害される難点もなく、むしろ旋回気流を積極的に利用することによって、潤滑剤の軸受への供給を促進することができる。したがって、潤滑剤を効率的に軸受に供給することができる。
また、旋回気流によって潤滑剤の軸受への供給が促進されるので、圧縮空気の噴射速度をそれほど大きくしなくても、潤滑剤を十分に軸受に供給することができる。したがって、本発明に係る軸受潤滑装置によれば、圧縮空気の噴射速度を抑えることができ、そして、このことによっても風切り音等の騒音の発生を抑制することができる。
本実施形態の軸受潤滑装置１０は、図１に示すように、工作機械のスピンドルユニット１に適用されている。
スピンドルユニット１は、主軸２がハウジング３に複数の転がり軸受４を介して回転可能に軸支されて構成されている。本実施形態において、転がり軸受４はアンギュラ玉軸受から成り、主軸２の外面に固定された内輪４１と、ハウジング３の内面に固定された外輪４２と、内輪４１と外輪４２との間に介在する球状の転動体４３とから構成されている。本実施形態では、計４つのアンギュラ玉軸受が背面組合せされ、これらアンギュラ玉軸受の内輪４１は、それらの間に間座４４を介在させた状態で、固定ナット４５とカバー４６との間に固定されている。また、主軸２の後部には、主軸２に回転駆動力を伝達するためのプーリ２１が取り付けられており、主軸２の前部には、必要に応じて砥石等の工具を着脱自在に取り付けることができる。
本実施形態の軸受潤滑装置１０は、潤滑剤を霧状にして圧縮空気とともにスピンドルユニット１へ供給する公知のオイルミスト方式の潤滑剤供給部５と、霧状の潤滑剤を圧縮空気とともに転がり軸受４に噴射する噴射ノズル６３を有する噴射リング６と、ハウジング３に設けられ、潤滑剤供給部５から供給された霧状の潤滑剤を圧縮空気とともに噴射リング６へ導く供給経路７と、から構成されている。
噴射リング６は、図２〜図４に示すように、円環形状を成しており、その外周面に環状凹部６１が形成されている。環状凹部６１の底面には、計４つの導入孔６２が等間隔に形成されており、各導入孔６２の内側面から噴射リング６の外側面にかけて直径約１ミリの噴射ノズル６３が開設されている。
噴射リング６は、図１に示すように、ハウジング３の内面に形成された段部３１と転がり軸受４の外輪４２との間に配設されている。そして、図２及び図３に示すように、噴射リング６の噴射ノズル６３は、その噴射方向が、転がり軸受４の中心軸Ｃと一の導入孔６２とを通る仮想投影面Ｐ１上において、中心軸Ｃ側へ角度β（約１５°）傾斜して形成されている。このことで、噴射ノズル６３から霧状の潤滑剤Ｌが圧縮空気とともに、転がり軸受４の転動体４３と内輪４１との間に向けて噴射される。なお、仮想投影面Ｐ１は図３の紙面と一致する。
そしてさらに、図２及び図４に示すように、噴射リング６の噴射ノズル６３は、その噴射方向が、中心軸Ｃに対し平行で、かつ、一の導入孔６２において仮想投影面Ｐ１に対し直交する仮想投影面Ｐ２上において、転がり軸受４の転動体４３の公転方向Ｒに向かって角度α（約４５°）傾斜して形成されている。このことで、噴射ノズル６３から霧状の潤滑剤Ｌが圧縮空気とともに、転動体４３の近傍に発生する旋回気流Ｆに沿って噴射される。なお、仮想投影面Ｐ２は図４の紙面と一致する。
このように本実施形態の軸受潤滑装置１０にあっては、噴射ノズル６３の噴射方向が、転がり軸受４の転動体４３の公転方向Ｒに向かって傾斜しているので、図４に示すように、噴射ノズル６３から圧縮空気を旋回気流Ｆに沿うように噴射することができ、風切り音等の騒音の発生を抑制することができる。
しかも、本実施形態の軸受潤滑装置１０は、旋回気流Ｆに沿って噴射される圧縮空気とともに霧状の潤滑剤Ｌを噴射しているので、従来のように霧状の潤滑剤の供給が旋回気流によって阻害される難点もない。本実施形態の軸受潤滑装置１０によれば、むしろ旋回気流Ｆを積極利用することによって、霧状の潤滑剤Ｌの軸受４への供給を促進することができるので、霧状の潤滑剤Ｌを効率的に軸受４に供給することができる。
また、このように旋回気流Ｆによって霧状の潤滑剤Ｌの供給が促進されるので、圧縮空気の噴射速度をそれほど大きくしなくても、霧状の潤滑剤Ｌを十分に軸受４に供給することができる。したがって、本実施形態の軸受潤滑装置１０によれば、圧縮空気の噴射速度を抑えることができ、そして、このことによっても風切り音等の騒音の発生を抑制することができる。
図５に、本実施形態の軸受潤滑装置１０を適用したスピンドルユニット１が発する騒音の計測結果を示す。図５に示すように、本実施形態の軸受潤滑装置１０によれば、スピンドルユニット１のそれぞれの回転速度において、騒音の発生を抑制することができる。なお、図５における従来の軸受潤滑装置は、噴射ノズルの噴射方向が、仮想投影面Ｐ２上において転がり軸受４の転動体４３の公転方向Ｒと直交して形成されており、かかる噴射ノズルから霧状の潤滑剤が圧縮空気とともに、旋回気流Ｆに対し直交状態で噴射される。
以上、本実施形態の軸受潤滑装置１０について説明したが、本発明はその他の形態でも実施することができる。
例えば、図６に示す軸受潤滑装置２０のように、噴射ノズル８３を、複数の転がり軸受９の外輪９２同士の間に外輪間座として配設される噴射リング８に形成してもよい。軸受潤滑装置２０の他の構成は、上述した軸受潤滑装置１０における構成と同じである。この軸受潤滑装置２０によれば、部品点数の増加を伴うことなくスピンドルユニットの軸受に潤滑剤を供給することができる。
また、図６に示すように、噴射リング８の外側面の両側に噴射ノズル８３を形成してもよい。このことで、軸受潤滑装置の更なるコンパクト化を図ることができる。
また、本実施形態では、アンギュラ玉軸受に潤滑剤を供給する例について説明したが、勿論この例に限定されるものではなく、本発明に係る軸受潤滑装置は、例えばころ軸受等の転がり軸受にも適用することができる。
また、本実施形態では、噴射ノズル６３の噴射方向を、仮想投影面Ｐ１上において中心軸Ｃ側へ角度βだけ傾斜させて形成しているが、決してこれに限定されるものではなく、噴射ノズル６３の噴射方向を、仮想投影面Ｐ１上で中心軸Ｃと平行（角度β＝０）に形成してもよく、また、仮想投影面Ｐ１上で中心軸Ｃとは反対側へ所定角度だけ傾斜させて形成してもよい。
また、本実施形態では、潤滑剤を霧状にして軸受に供給するオイルミスト方式の潤滑装置として構成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、潤滑剤を所定量に調整された油滴状態にして軸受に供給するオイルエア式の潤滑装置として構成してもよい。
また、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施してもよい。
本実施形態の軸受潤滑装置の一部断面概略側面図である。 本実施形態の軸受潤滑装置の噴射リングの正面図である。 本実施形態の軸受潤滑装置の噴射リングの一部断面側面図である。 本実施形態の軸受潤滑装置の潤滑剤の噴射状態を示す説明図である。 本実施形態の軸受潤滑装置を適用したスピンドルユニットが発生する騒音の計測値を表す図である。 本発明に係る実施変形例の軸受潤滑装置の噴射リングの一部断面側面図である。
符号の説明
１０、２０ 軸受潤滑装置
１ スピンドルユニット
２ 主軸
３ ハウジング
４、９ 転がり軸受
４１ 内輪
４２、９２ 外輪
４３ 転動体
５ 潤滑剤供給部
６、８ 噴射リング
６１ 環状凹部
６２ 導入孔
６３、８３ 噴射ノズル
７ 供給経路
Ｃ 転がり軸受の中心軸
Ｒ 転がり軸受の転動体の公転方向
Ｆ 旋回気流
Ｌ 潤滑剤

Claims (2)

  1. 噴射ノズルから潤滑剤を圧縮空気とともに噴射して転がり軸受に潤滑剤を供給する軸受潤滑装置であって、
    前記噴射ノズルの噴射方向が、前記転がり軸受の転動体の公転方向に向かって傾斜していることを特徴とする軸受潤滑装置。
  2. 前記噴射ノズルが、複数の前記転がり軸受の外輪同士の間に配設される噴射リングに形成されている請求項１記載の軸受潤滑装置。

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