JP2011058520A - Rolling bearing device - 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装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device 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。これらの問題を回避するために、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 are increasing.
このような試みの一つに、例えば特許文献1が挙げられる。特許文献1に記載の転がり軸受は、図11に示すように、固定側軌道輪2(例えば外輪)の段差面2bと隙間12を介して対向し、内部のグリース溜まり10と前記隙間12とが連通した環状のグリース溜まり形成部品7を設け、グリース中の基油を、運転時の温度差により前記隙間12から固定側軌道輪2の軌道面2aに供給するようにしたものである。
詳しくは、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および隙間12の毛細管現象によりグリースの基油が隙間12に移動し、軸受を運転すると、隙間12に貯油されていた基油は、運転で生じる固定側軌道輪2の温度変化と、転動体3の公転・自転で生じる空気流とにより隙間12から吐出される。吐出された基油は、固定側軌道輪2の軌道面2aに付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。
One such attempt is, for example,
Specifically, when the bearing is stopped, the base oil of the grease moves to the
この種の潤滑機構付きの転がり軸受では、グリース中の基油を効果的に吐出させて、軸受の潤滑油として安定して供給することが軸受寿命の延長につながる。継続的に安定した量の基油を吐出させるには、隙間12の隙間量δを適正範囲内に管理することが重要である。例えば、隙間量δは0.05〜0.1mmが良いとされている。しかし、部品の寸法誤差や組立誤差により、隙間量δを適正に管理するのが難しい。また、グリース溜まり形成部品を樹脂材料で成形する場合、上記部品の寸法誤差や組立誤差の他に、長時間使用することによる経時変化も考慮しなければならない。製品完成当初は隙間量δが適正であっても、経時変化によって隙間量δが適正値から外れ、安定した油の供給ができなくなる可能性があるからである。
In this type of rolling bearing with a lubrication mechanism, the base oil in the grease is effectively discharged and stably supplied as the lubricating oil for the bearing leads to an extension of the bearing life. In order to discharge a stable amount of base oil continuously, it is important to manage the gap amount δ of the
この発明の目的は、軸受内に封入したグリースと軸受に設けたグリース溜まり形成部品内に封入したグリースとを使用して固定側軌道輪の軌道面の潤滑を行え、さらに部品の寸法誤差や組立誤差、ならびにグリース溜まり形成部品の経時変化に影響されずに、グリース溜まり形成部品内に封入したグリースの基油を継続的に安定して軌道面に供給することにより、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装置を提供することである。 The object of the present invention is to lubricate the raceway surface of the fixed-side bearing ring by using the grease enclosed in the bearing and the grease encapsulated in the grease reservoir forming part provided in the bearing. High speed and long life are achieved by continuously supplying the base oil of grease sealed in the grease reservoir forming parts to the raceway surface without being affected by errors and aging of the grease reservoir forming parts. A rolling bearing device capable of achieving maintenance-free is provided.
この発明の転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、前記固定側軌道輪に対し、前記段差面が向く方向に隣接して間座を設け、この間座の軸受空間側の周面に嵌合して、内部にグリース溜まりが形成された環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記間座に嵌合する本体部と、この本体部から前記段差面側へ前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿って延びて先端面が前記段差面に対向する中空の隙間形成片とを有し、この隙間形成片を構成する内外の環状壁部につき、前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿う軌道輪側環状壁部よりもその反対側の非軌道輪側環状壁部の方を前記段差面側に突出させ、この非軌道輪側環状壁部の先端面に、先端が前記段差面に当接する凸部を設け、この先端面の前記凸部が存在しない箇所と前記段差面との間の隙間が、前記グリース溜まりと連通してグリースの基油を前記固定側軌道輪の軌道面へ導く油路となり、かつ前記軌道輪側環状壁部の基端に、前記本体部に対して径方向の段差を有する段面が形成され、この段面と前記間座の端面とが弾性体を介して対向し、前記固定側軌道輪の段差面と前記間座の端面とで前記軌道輪側環状壁部および前記弾性体を弾性体が圧縮された状態で挟み込んだことを特徴とする。例えば、前記固定側軌道輪を外輪とすることができる。 A rolling bearing device according to the present invention is a rolling bearing device having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the raceways of the inner and outer rings. In addition, a stepped surface following the raceway surface is provided in a direction away from the rolling element, and a spacer is provided adjacent to the fixed side raceway in a direction in which the stepped surface faces, and a circumferential surface on the bearing space side of the spacer is provided. An annular grease reservoir forming component having a grease reservoir formed therein is provided, and the grease reservoir forming component includes a main body portion that fits into the spacer, and the main body portion to the stepped surface side. A hollow gap forming piece extending along the bearing space side peripheral surface of the fixed side raceway ring and having a tip surface facing the step surface, and the inner and outer annular wall portions constituting the gap forming piece, On the bearing space side of the fixed ring The non-bearing ring-side annular wall portion on the opposite side of the bearing ring-side annular wall portion along the surface protrudes toward the step surface side, and the tip of the non-bearing ring-side annular wall portion has the tip at the step. Protrusions that contact the surface are provided, and a gap between the portion of the tip surface where the protrusions do not exist and the stepped surface communicates with the grease reservoir, and the base oil of grease is passed through the raceway of the fixed-side raceway. A step surface having a radial step with respect to the main body portion is formed at the base end of the ring-shaped annular wall portion that leads to the surface, and the step surface and the end surface of the spacer are elastic. The bearing ring-side annular wall and the elastic body are sandwiched between the stepped surface of the fixed-side bearing ring and the end face of the spacer while the elastic body is compressed. . For example, the fixed-side raceway can be an outer race.
この構成の転がり軸受装置は、グリース溜まり形成部品のグリース溜まりにグリースを充填して使用される。転がり軸受装置の運転と停止に伴うグリース溜まりでのヒートサイクルによる温度変化が発生し、グリースから分離した基油が隙間を通って固定側軌道輪の軌道面に供給される。これにより、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。 The rolling bearing device having this configuration is used by filling the grease reservoir of the grease reservoir forming component with grease. A temperature change occurs due to a heat cycle in the grease reservoir accompanying the operation and stop of the rolling bearing device, and the base oil separated from the grease is supplied to the raceway surface of the fixed-side raceway through the gap. As a result, only the grease enclosed in the bearing can be used to achieve high speed, long life, and maintenance-free.
間座の端面と固定側軌道輪の段差面とで隙間形成片の軌道輪側環状壁部および弾性体を挟み込む状態に、グリース溜まり形成部品を組み込む。その際、弾性体が圧縮された状態にする。非軌道輪側環状壁部の方が軌道輪側環状壁部よりも段差面側に突出しているため、非軌道輪側環状壁部の先端面に設けた凸部が段差面に当接する。非軌道輪側環状壁部の先端面における凸部が存在しない箇所と固定側軌道輪の段差面との間に、グリースの基油を前記固定側軌道輪の軌道面へ導く油路となる隙間が形成される。凸部の軸方向長さを目標とする隙間量に設定しておくことで、目標隙間量の隙間が得られる。隙間の隙間量は、凸部の軸方向長さによって決められ、部品の寸法誤差や組立誤差に影響されない。これにより、グリース溜まりに封入したグリースの基油を継続的に安定して固定側軌道輪の軌道面に供給することができる。また、圧縮された状態の弾性体の弾性反発力により、グリース溜まり形成部品が段差面の側に押付けられるため、例えば樹脂材料からなるグリース溜まり形成部品が経時変化しても、凸部の先端が段差面に当接する状態に維持され、常に隙間の隙間量を適正に管理できる。 The grease reservoir forming component is assembled so that the raceway-side annular wall portion of the gap forming piece and the elastic body are sandwiched between the end face of the spacer and the stepped surface of the fixed-side raceway. At that time, the elastic body is compressed. Since the non-ring-ring-side annular wall portion protrudes more toward the step surface than the bearing-ring-side annular wall portion, the convex portion provided on the tip surface of the non-ring-ring-side annular wall portion contacts the step surface. A gap serving as an oil passage for guiding the base oil of grease to the raceway surface of the fixed-side raceway between the portion where the convex portion on the tip surface of the non-race ring-side annular wall portion does not exist and the step surface of the fixed-side raceway Is formed. By setting the axial length of the convex portion to the target gap amount, a target gap amount can be obtained. The gap amount of the gap is determined by the axial length of the convex portion and is not affected by the dimensional error or assembly error of the parts. As a result, the grease base oil sealed in the grease reservoir can be continuously and stably supplied to the raceway surface of the stationary raceway. Further, since the grease pool forming component is pressed against the stepped surface by the elastic repulsive force of the compressed elastic body, for example, even if the grease pool forming component made of a resin material changes with time, the tip of the convex portion It is maintained in contact with the step surface, and the gap amount of the gap can always be properly managed.
グリース溜まり形成部品は独立した一体型の部品であるため、組立前にグリースを密封状態に封入しておくことができる。そのため、組立時におけるグリースまたはその基油の漏れ、およびゴミ等の異物の混入を防げる。また、組立性も良い。 Since the grease reservoir forming part is an independent and integral part, the grease can be sealed in a sealed state before assembly. Therefore, it is possible to prevent leakage of grease or its base oil at the time of assembly and entry of foreign matters such as dust. Also, the assemblability is good.
前記弾性体は、Oリングであってもよく、あるいはばねであっても良い。
いずれの場合も、弾性体の弾性反発力により、グリース溜まり形成部品を段差面の側に押付けて、非軌道輪側環状壁部の凸部が固定側軌道輪の段差面に当接する状態を維持できる。
The elastic body may be an O-ring or a spring.
In either case, the elastic repulsive force of the elastic body presses the grease pool forming component against the step surface, maintaining the state where the convex part of the annular wall on the non-ring ring side abuts on the step surface of the stationary ring. it can.
この発明において、前記軌道輪側環状壁部の段面に前記弾性体が嵌る弾性体用凹部を設け、この弾性体用凹部の底面と前記間座の端面との間に前記弾性体を介在させるのが良い。この場合、弾性体用凹部の底面は、軌道輪側環状壁部の段面の一部である。また、前記間座の端面に前記弾性体が嵌る弾性体用凹部を設け、この弾性体用凹部の底面と前記軌道輪側環状壁部の段面との間に前記弾性体を介在させても良い。この場合、弾性体用凹部の底面は、間座の端面の一部である。弾性体がOリングである場合、弾性体用凹部は環状溝の形態になる。
軌道輪側環状壁部の段面または間座の端面に弾性体用凹部が設けられていれば、この弾性体用凹部に予め弾性体を嵌めておくことにより、組立作業時における弾性体の脱落および他の部品への挟み込みを防止することができ、グリース溜まり形成部品および間座の組込み作業性が向上する。
In this invention, the concave part for elastic bodies which the said elastic body fits in the step surface of the said track ring side annular wall part is provided, and the said elastic body is interposed between the bottom face of this concave part for elastic bodies, and the end surface of the said spacer. Is good. In this case, the bottom surface of the elastic body concave portion is a part of the step surface of the race-ring-side annular wall portion. Also, an elastic body recess for fitting the elastic body may be provided on the end surface of the spacer, and the elastic body may be interposed between the bottom surface of the elastic body recess and the step surface of the raceway ring-side annular wall. good. In this case, the bottom surface of the elastic body recess is a part of the end face of the spacer. When the elastic body is an O-ring, the elastic body recess is in the form of an annular groove.
If a recess for elastic body is provided on the step surface of the ring-shaped ring-side annular wall or the end face of the spacer, the elastic body is dropped in the assembly operation by fitting the elastic body in advance to the recess for elastic body. In addition, it is possible to prevent pinching in other parts, and the workability of assembling the grease reservoir forming part and the spacer is improved.
この発明において、前記隙間形成片の軌道輪側環状壁部が前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する場合、前記軌道輪側環状壁部における固定側軌道輪側の周面の中間部に環状の溝を設け、この溝に弾性体からなる油漏れ防止体を嵌め込んで設けるのが良い。または、前記隙間形成片の軌道輪側環状壁部が前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合し、前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面の中間部に環状の溝を設け、この溝に弾性体からなる油漏れ防止体を嵌め込んで設けても良い。
軌道輪側環状壁部が固定側軌道輪の軸受空間側の周面に嵌合する場合、組立性を良くするために、軌道輪側環状壁部と固定側軌道輪とをルーズフィットで嵌合させることがある。その場合、両者の接触部から基油が軸受外に漏れる可能性がある。上記のように油漏れ防止体を設けることで、軌道輪側環状壁部と固定側軌道輪の接触部から基油が漏れるのを防げる。
In this invention, when the bearing ring side annular wall portion of the gap forming piece is fitted to the bearing space side peripheral surface of the fixed side race ring, the fixed side race ring side peripheral surface of the race ring side annular wall portion It is preferable to provide an annular groove in the middle portion of this, and to insert an oil leakage prevention body made of an elastic body into this groove. Or, the ring-shaped ring-side annular wall portion of the gap forming piece is fitted into the bearing space-side peripheral surface of the fixed-side track ring, and an annular groove is formed in the intermediate portion of the bearing-space-side peripheral surface of the fixed-side track ring And an oil leakage prevention body made of an elastic body may be fitted into the groove.
When the race ring side annular wall is fitted to the bearing space side peripheral surface of the fixed side race ring, the race ring side annular wall and the fixed side race ring are loosely fitted to improve assembly. There are things to do. In that case, the base oil may leak out of the bearing from the contact portion between the two. By providing the oil leakage prevention body as described above, it is possible to prevent the base oil from leaking from the contact portion between the race ring side annular wall portion and the fixed side race ring.
この発明において、前記グリース溜まり形成部品本体部の前記間座に対する嵌合面に、前記間座の軸受空間側の周面に前記グリース溜まり形成部品本体部が嵌合した状態で、グリース溜まり形成部品本体部に対して間座が抜けるのを防ぐ抜け止めを設けても良い。
抜け止めが設けられていれば、グリース溜まり形成部品と間座とを一体化して取り扱うことができ、組立時の取扱性が良い。
In this invention, in the state where the grease reservoir forming component main body is fitted to the peripheral surface of the spacer on the bearing space side with the fitting surface of the grease reservoir forming component main body with respect to the spacer, the grease reservoir forming component A stopper that prevents the spacer from coming off from the main body may be provided.
If the stopper is provided, the grease reservoir forming component and the spacer can be handled in an integrated manner, and the handleability during assembly is good.
この発明の転がり軸受装置は、上記作用効果が得られるため、工作機械主軸の支持に好適に用いることができる。 The rolling bearing device according to the present invention can be suitably used for supporting the machine tool spindle because the above-described effects can be obtained.
この発明の転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、前記固定側軌道輪に対し、前記段差面が向く方向に隣接して間座を設け、この間座の軸受空間側の周面に嵌合して、内部にグリース溜まりが形成された環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記間座に嵌合する本体部と、この本体部から前記段差面側へ前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿って延びて先端面が前記段差面に対向する中空の隙間形成片とを有し、この隙間形成片を構成する内外の環状壁部につき、前記固定側軌道輪の軸受空間側の周面に沿う軌道輪側環状壁部よりもその反対側の非軌道輪側環状壁部の方を前記段差面側に突出させ、この非軌道輪側環状壁部の先端面に、先端が前記段差面に当接する凸部を設け、この先端面の前記凸部が存在しない箇所と前記段差面との間の隙間が、前記グリース溜まりと連通してグリースの基油を前記固定側軌道輪の軌道面へ導く油路となり、かつ前記軌道輪側環状壁部の基端に、前記本体部に対して径方向の段差を有する段面が形成され、この段面と前記間座の端面とが弾性体を介して対向し、前記固定側軌道輪の段差面と前記間座の端面とで前記軌道輪側環状壁部および前記弾性体を弾性体が圧縮された状態で挟み込んだため、軸受内に封入したグリースと軸受に設けたグリース溜まり形成部品内に封入したグリースとを使用して固定側軌道輪の軌道面の潤滑を行え、さらに部品の寸法誤差や組立誤差、ならびにグリース溜まり形成部品の経時変化に影響されずに、グリース溜まり形成部品内に封入したグリースの基油を継続的に安定して軌道面に供給することにより、高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる。 A rolling bearing device according to the present invention is a rolling bearing device having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the raceways of the inner and outer rings. In addition, a stepped surface following the raceway surface is provided in a direction away from the rolling element, and a spacer is provided adjacent to the fixed side raceway in a direction in which the stepped surface faces, and a circumferential surface on the bearing space side of the spacer is provided. An annular grease reservoir forming component having a grease reservoir formed therein is provided, and the grease reservoir forming component includes a main body portion that fits into the spacer, and the main body portion to the stepped surface side. A hollow gap forming piece extending along the bearing space side peripheral surface of the fixed side raceway ring and having a tip surface facing the step surface, and the inner and outer annular wall portions constituting the gap forming piece, On the bearing space side of the fixed ring The non-bearing ring-side annular wall portion on the opposite side of the bearing ring-side annular wall portion along the surface protrudes toward the step surface side, and the tip of the non-bearing ring-side annular wall portion has the tip at the step. Protrusions that contact the surface are provided, and a gap between the portion of the tip surface where the protrusions do not exist and the stepped surface communicates with the grease reservoir, and the base oil of grease is passed through the raceway of the fixed-side raceway. A step surface having a radial step with respect to the main body portion is formed at the base end of the ring-shaped annular wall portion that leads to the surface, and the step surface and the end surface of the spacer are elastic. The bearing ring-side annular wall portion and the elastic body are sandwiched in a state where the elastic body is compressed between the stepped surface of the fixed-side bearing ring and the end surface of the spacer, so that the elastic body is compressed. Using the sealed grease and the grease sealed in the grease reservoir forming part provided on the bearing Lubricating the raceway surface of the fixed-side raceway, and continuously using the grease base oil enclosed in the grease reservoir forming parts without being affected by the dimensional and assembly errors of the parts and the aging of the grease reservoir forming parts By supplying to the raceway surface stably, high speed, long life and maintenance-free can be achieved.
この発明の実施形態を図1および図2と共に説明する。図1において、この転がり軸受装置は、内輪1、外輪2、および内外輪1,2の軌道面1a,2a間に介在する複数の転動体3を有する転がり軸受Aと、外輪位置決め間座6と、グリース溜まり形成部品7とを備える。複数の転動体3は、保持器4に保持され、内外輪1,2間の軸受空間の一端は、シール5によって密封されている。転がり軸受Aはアンギュラ玉軸受であり、外輪位置決め間座6およびグリース溜まり形成部品7は軸受正面側に設けられ、シール5は軸受背面側の端部に設けられる。軸受正面側ではグリース溜まり形成部品7がシールを兼ねており、軸受正面側からのグリースの漏れが防止される。図1(A)において、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。内輪1は、図示しない主軸に嵌合して回転可能とされ、外輪2は主軸装置における図示しないハウジングの内周に嵌合状態で固定支持される。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, this rolling bearing device includes a rolling bearing A having a plurality of rolling
固定側軌道輪となる外輪2には、その軌道面2aに続く段差面2bが、転動体3から離れる外輪正面側、つまり軌道面2aにおける接触角が生じる方向と反対側の縁部に続いて設けられている。この段差面2bは、軌道面2aから外径側に延びて外輪正面側に対面する面である。段差面2bから外輪正面側に続く内周面部分2cは、円筒状の面とされている。
内輪1の正面側の肩部1bは、後記グリース溜まり形成部品7の本体部7aとの干渉を避けるために、内外輪1,2の正面側端面よりも後退した形状としてある。
On the
The
外輪位置決め間座6は、外輪2の正面側の端面2dに接して設けられる。外輪2および外輪位置決め間座6の合わせ面となるそれぞれの端面2d,6aは、外径縁では両者共に同径で、内径縁では外輪2よりも外輪位置決め間座6の方が小径である。なお、内輪1の正面側には、端面に接して内輪位置決め間座8が設けられている。
The outer
グリース溜まり形成部品7は環状の部品であり、内部にグリース溜まり10が形成された本体部7aと、この本体部7aから前記段差面2b側へ延び、内部に前記グリース溜まり10に連通する流路11が形成された中空の隙間形成片7bとでなる。流路11は、その先端部が径方向幅の最も小さい最小幅部11aになっている。本体部7aは外輪位置決め間座6の内周に嵌合し、隙間形成片7bは外輪2の前記内周面部分2cに嵌合している。グリース溜まり形成部品7は、例えば樹脂材料からなる一体物である。グリース溜まり形成部品7を樹脂材料で成形すると、加工が容易で、安価に提供することもできる。グリース溜まり形成部品7は、内径側の部材と外径側の部材を接合した構成としてもよい。
The grease
グリース溜まり形成部品7の外周面9は、外輪2の内周面部分2cに嵌合する軌道輪嵌合面9aと、外輪位置決め間座6の内周面に嵌合する間座嵌合面9bと、これら軌道輪嵌合面9aと間座嵌合面9bとの境界に形成された段面9cとでなる。軌道輪嵌合面9aは隙間形成片7bの外周面に相当し、間座嵌合面9bは本体部7aの外周面に相当する。段面9cは、隙間形成片7bを構成する内外の環状壁部7ba,7bbのうちの軌道輪側環状壁部7bbの基端に形成され、前記本体部7aに対して外径方向の段差を有する面である。
The outer
組立状態では、グリース溜まり形成部品7の軌道輪嵌合面9aの正面側端は外輪2の内周面部分2cの正面側端よりも背面側に位置しており、グリース溜まり形成部品7の段面9cが、外輪位置決め間座6の端面6aと、環状空間15を挟んで対向する。この環状空間15には弾性体16が嵌め込まれている。この例では、弾性体16はOリングである。Oリングからなる弾性体16は、グリース溜まり形成部品7の段面9cと外輪位置決め間座6の端面6aとに挟まれて押し潰された状態になっている。つまり、圧縮された状態になっている。外輪位置決め間座6の端面6aが弾性体16を介してグリース溜まり形成部品7の段面9cに間接的に当接することにより、グリース溜まり形成部品7の軸方向位置が位置決めされる。言い換えると、外輪位置決め間座6の端面6aと外輪2の段差面2bとで、隙間形成片7bおよび弾性体16を挟み込んだ状態になる。この組立状態では、外輪2の段差面2bと隙間形成片7bの先端面13との間に、油吐出用の隙間12が形成される。この隙間12に面して、前記流路11の最小幅部11aが開口している。
In the assembled state, the front side end of the bearing
隙間形成片7bを構成する内外の環状壁部7ba,7bbを比較して、非軌道輪側環状壁部7baの方が軌道輪側環状壁部7bbよりも、先端を段差面2b側へ突出させてある。言い換えると、隙間形成片7bの先端面13のうち、非軌道輪側環状壁部7baの先端面13aの方が軌道輪側環状壁部7bbの先端面13bよりも、段差面2bに接近している。そして、非軌道輪側環状壁部7baの先端面13aの周方向複数箇所(図2)に、組立状態において先端が段差面2bに当接した凸部14が設けられている。つまり、先端面13aの凸部14が存在しない箇所と段差面2bとの間が、実質上の前記油吐出用隙間12になっている。凸部14の突出量は、隙間12の隙間量δが例えば0.05〜0.1mmになるように設定されている。
Comparing the inner and outer annular wall portions 7ba, 7bb constituting the
この転がり軸受装置の組立に際し、グリース溜まり形成部品7の軌道輪嵌合面9aを外輪2の内周面部分2cに嵌合させ、かつグリース溜まり形成部品7の間座嵌合面9bに外輪位置決め間座6を嵌合させる。その際、グリース溜まり形成部品7の段面9cと外輪位置決め間座6の端面6aとの間に弾性体16を介在させて、間座6の端面6aと外輪2の段差面2bとで隙間形成片7bおよび弾性体16を挟み込む。この組立状態では、隙間形成片7bの凸部14が外輪2の段差面2bに当接し、隙間形成片7bの対向面13と外輪2の段差面2bとの間に所定の隙間量δの隙間12が形成される。圧縮された状態の弾性体16の弾性反発力により、グリース溜まり形成部品7が段差面2bの側に押付けられるため、樹脂材料からなるグリース溜まり形成部品7が経時変化しても、凸部14が段差面2bに当接する状態に維持され、常に隙間12の隙間量δを適正に管理できる。
When the rolling bearing device is assembled, the
グリース溜まり形成部品7は独立した一体型の部品であるため、組立前にグリースを密封状態に封入しておくことができる。そのため、組立時におけるグリースまたはその基油の漏れ、およびゴミ等の異物の混入を防げる。また、組立性も良い。
Since the grease
この転がり軸受装置の作用を説明する。軸受内には、初期潤滑用としてグリースを封入しておく。軸受を回転すると、運転時の起動、停止により軸受に温度変化が発生し、グリース溜まり10内のグリースから基油が分離する。同時に、密閉状態にあるグリース溜まり10の内部の温度が上昇する。この温度上昇により、分離した基油が流路11を通って隙間12から軸受空間に吐出される。吐出された基油は、外輪2の軌道面2aに供給される。温度が上昇して定常状態になると、基油の吐出と並行して内部温度が徐々に下がり、単位時間当たりの基油吐出量も減少していく。その後、運転が停止されると、グリース溜まり10の温度も下降する。このとき、温度上昇による基油の吐出は無く、隙間12には基油が満たされる。したがって、運転停止状態では、グリース溜まり10は密閉された状態にある。
その後、運転が再開されると、グリース溜まり10の温度変化が再度発生する。このような温度上昇と下降のヒートサイクルによって、グリース溜まり10内での温度変動が繰り返され、グリースから分離した基油が確実に隙間12から吐出され、外輪2の軌道面2aに繰り返し供給される。
The operation of this rolling bearing device will be described. Grease is sealed in the bearing for initial lubrication. When the bearing is rotated, a temperature change occurs in the bearing due to starting and stopping during operation, and the base oil is separated from the grease in the
Thereafter, when the operation is resumed, the temperature change of the
また、上記ヒートサイクルによる基油吐出作用とは別に、以下に示す毛細管現象による基油吐出作用も加わる。すなわち、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および前記隙間12の毛細管現象により、グリースの基油が流路11から隙間12に移動し、この毛細管現象と油の表面張力とが相まって隙間12に基油が油状で保持される。軸受を運転すると、隙間12に貯油されていた基油は、運転で生じる外輪2の温度上昇と、転動体3の公転・自転で生じる空気流とにより隙間12から流出して、外輪2の軌道面2aに付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。
In addition to the base oil discharging action by the heat cycle, a base oil discharging action by the capillary action shown below is also added. That is, when the bearing is stopped, the grease base oil moves from the
このように、この転がり軸受装置では、運転停止と運転再開の繰り返しに伴うグリース溜まり10でのヒートサイクルによる温度変動で、グリースから分離した基油が隙間12を経て外輪2の軌道面2aに供給されるので、潤滑油の供給が確実に行われる。加えて、隙間12での毛細管現象によっても基油が外輪2の軌道面2aに吐出されるので、潤滑が一層確実なものとなる。これにより、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化、および安定した潤滑油供給が可能である。
As described above, in this rolling bearing device, the base oil separated from the grease is supplied to the
この実施形態では、固定側軌道輪が外輪2であり、この外輪2に前記段差面2bが設けられるが、グリース封入状態で軸受を回転させたときに、封入グリースが遠心力で外輪内径部に飛散するため、前記隙間12と軌道面2aとの間の基油の繋がりが確実となる。そのため、転動体接触部で潤滑油として消費される分の基油が、グリース溜まり10から隙間12を経て軌道面2aに補給される作用が高められ、より安定した潤滑油の補給が行われる。
In this embodiment, the fixed-side raceway is the
また、この実施形態では、転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記段差面2bが、軌道面2aにおける接触角が生じる方向とは反対側の縁部に続いて形成されているので、段差面2bをより転動体3の直下に配置し易くなる。これにより、転動体3の中心付近に段差面2bを近づけることができ、隙間12から軌道面2aへの潤滑油の補給がより効率良く行える。
In this embodiment, the rolling bearing is an angular ball bearing, and the stepped
図3はこの発明の異なる実施形態を示す。この実施形態が前記実施形態と異なる点は、外輪位置決め間座6の背面側の端面6aが、外輪2との合わせ面となる外径側端面6aaと、グリース溜まり形成部品7の段面9cと対向する内径側端面6abとでなり、外径側端面6aaよりも内径側端面6abの方が背面側に後退した形状とされている。グリース溜まり形成部品7の軌道輪嵌合面9aは、外輪2の内周面部分2cよりも背面側に延びており、その背面側に続く段面9cが外輪位置決め間座6の前記内径側端面6abと対向している。段面9cには環状溝からなる弾性体用凹部17が設けられ、この弾性体用凹部17にOリング等の弾性体16が嵌め込まれている。弾性体用凹部17の底面は段面9cの一部であり、この弾性体用凹部17の底面と外輪位置決め間座6の端面6aとの間に弾性体16が介在する。他は前記実施形態と同じであり、同じ構成の箇所は同一符号を付してある。
FIG. 3 shows a different embodiment of the invention. This embodiment is different from the above-described embodiment in that an
この構成によれば、組立時に、弾性体用凹部17に予め弾性体16を嵌めておくことにより、弾性体16の脱落および他の部品への挟み込みを防止することができ、グリース溜まり形成部品7および外輪位置決め間座6の組込み作業性が向上する。段面9cに弾性体用凹部17を設けることで、グリース溜まり形成部品7における弾性体凹部17の周辺部の肉厚が部分的に薄くなる場合は、外輪位置決め間座6の内径側端面6abにも弾性体凹部17に対応する弾性体凹部(図示せず)を設けることで、グリース溜まり形成部品7の弾性体凹部17の溝深さを浅くして、必要な肉厚を確保するのが良い。
According to this configuration, by fitting the
グリース溜まり形成部品7の段面9cに弾性体用凹部17を設ける代わりに、図4に示すように、外輪位置決め間座6の内径側端面6abに弾性体用凹部17を設けてもよい。弾性体用凹部17の底面は内径側端面6abの一部であり、この弾性体用凹部17の底面とグリース溜まり形成部品7の段面9cとの間に弾性体16が介在する。この場合も、同様の作用効果が得られる。
Instead of providing the elastic
また、図5および図6に示すように、弾性体16がばねであっても良い。ばねからなる弾性体16は、円周方向の複数箇所に等間隔で配置される。図5の実施形態では、グリース溜まり形成部品7の段面9cに設けた弾性体用凹部17に弾性体16が嵌め込まれ、図6の実施形態では、外輪位置決め間座6の内径側端面6abに設けた弾性体用凹部17に弾性体16が嵌め込まれている。弾性体16がばねである場合、弾性体16が円周方向に位置ずれしないように、弾性体用凹部17は円周方向に部分的に設けられた軸方向孔とするのが良い。
5 and 6, the
図7はさらに異なる実施形態を示す。この転がり軸受装置は、グリース溜まり形成部品7の軌道輪側環状壁部7bbにおける固定側軌道輪6側の周面である軌道輪嵌合面9aの中間部に環状の溝18を設け、この溝18にOリング等の弾性体からなる油漏れ防止体19を嵌め込んである。溝18と弾性体16を嵌め込む環状空間15とが接近しすぎるのを避けるために、図1および図2に示す実施形態と比べて、軌道輪嵌合面9aの背面側端を外輪2の内周面部分2cよりも背面側に延ばしてある。他は図1および図2に示す実施形態と同じであり、同じ構成の箇所は同一符号を付してある。
FIG. 7 shows a further different embodiment. This rolling bearing device is provided with an
隙間形成片7bの軌道輪側環状壁部7bbを外輪2と嵌合させた構成では、組立性を良くするために、軌道輪側環状壁部7bbと外輪2とをルーズフィットで嵌合させることが行われる。その場合、両者の接触部から基油が軸受外に漏れる可能性がある。上記のように、油漏れ防止体19を設けることによって、グリース溜まり形成部品7と外輪2の接触部から基油が漏れるのを防ぐことができる。また、図8に示すように、外輪2の内周面部分2cに環状の溝20を設け、この溝20に上記同様の油漏れ防止体19を嵌め込んで設けることによっても、基油の漏れを防止できる。
In the configuration in which the race ring-side annular wall portion 7bb of the
図9はさらに異なる実施形態を示す。この実施形態は、図1および図2の実施形態と異なり、外輪位置決め間座6の内周面の軸方向中央部が、他よりも内径の小さい円筒面からなるガイド部6bになっており、このガイド部6bの軸受正面側端に軸方向に垂直な段差部6cが形成されている。また、グリース溜まり形成部品7の外周面間座嵌合面9bの軸受正面側端近くには、外径側に若干盛り上がった抜け止め21が設けられている。この抜け止め21は、軸受背面側端は軸方向に垂直な面に形成され、軸受正面側に向かうに従い盛り上がり量が次第に小さくなる形状である。抜け止め21は、円周方向の全周に設けてもよく、部分的に設けてもよい。
FIG. 9 shows a further different embodiment. In this embodiment, unlike the embodiment of FIGS. 1 and 2, the central portion in the axial direction of the inner peripheral surface of the outer
抜け止め21の最大盛り上がり量は非常に小さいため、グリース溜まり形成部品7に対して外輪位置決め間座6を軸受正面側からスライドさせて嵌合するのは可能で、両者が嵌合した状態では、抜け止め21の軸受背面側端の面が外輪位置決め間座6の内周面段差部6cに係合することにより、グリース溜まり形成部品7に対し外輪位置決め間座6が抜けることが阻止される。そのため、予めグリース溜まり形成部品7と外輪位置決め間座6とを一体化させた状態で組立を行うことができ、組立作業が容易である。
Since the maximum bulge amount of the
図10は、図1および図2に示す転がり軸受装置を用いた工作機械用主軸装置の例を示す。この主軸装置は、2個の転がり軸受装置30A,30Bを背面組合せで用い、これらの転がり軸受装置30A,30Bにより主軸31の両端を回転自在に支持する。各転がり軸受装置30A,30Bの内輪1は、内輪位置決め間座8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6、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. 10 shows an example of a spindle device for a machine tool using the rolling bearing device shown in FIGS. This main shaft device uses two rolling
主軸31は、一方の端部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、他方の端部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に内蔵してもよい。この主軸装置は、例えばマシニングセンター、旋盤、フライス盤、研削盤等の各種工作機械に適用できる。
The
上記構成の主軸装置によると、転がり軸受30A,30Bの隙間12(図1)から吐出される潤滑油の量を適正に調整することで、転がり軸受30A,30B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 the above-described configuration, by appropriately adjusting the amount of lubricating oil discharged from the gap 12 (FIG. 1) between the rolling
1…内輪
1a…軌道面
2…外輪(固定側軌道輪)
2a…軌道面
2b…段差面
3…転動体
6…外輪位置決め間座
6a…端面
7…グリース溜まり形成部品
7a…本体部
7b…隙間形成片
7ba…非軌道輪側環状壁部
7bb…軌道輪側環状壁部
9c…段面
10…グリース溜まり
12…隙間
13…先端面
14…凸部
16…弾性体
17…弾性体用凹部
18,20…溝
19…油漏れ防止体
21…抜け止め
30A,30B…転がり軸受
31…主軸
DESCRIPTION OF
2a ...
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