JP2011069456A - Rolling bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、工作機械主軸等の支持に用いられ、グリース潤滑される転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing that is used for supporting a machine tool spindle and the like and is grease lubricated.
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。これらの問題点を回避するため、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 trend toward higher speed, and lubrication of main shaft bearings is also relatively inexpensive and air-oil lubrication that can be easily increased in speed 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 have been increasing.
グリース潤滑は、軸受組立時に封入されたグリースのみで潤滑するため、高速運転すると、軸受発熱によるグリースの劣化や、軌道面、特に内輪での油膜切れのため、早期に過度の昇温に至ってしまう場合がある。特にdn値が100万(軸受内径mm×回転数min−1)を超えるような高速回転領域では、正常運転を保証するのは困難である。
グリース寿命を延長させる手段として、固定側軌道輪に接するグリース溜りを設けて高速長寿命を狙った提案がある(特許文献1)。
Since grease lubrication is performed only with the grease enclosed at the time of bearing assembly, high-speed operation leads to excessive temperature rise at an early stage due to deterioration of the grease due to heat generation from the bearing and oil film breakage on the raceway surface, especially the inner ring. There is a case. In particular, in a high-speed rotation region where the dn value exceeds 1,000,000 (bearing inner diameter mm × rotational speed min −1 ), it is difficult to guarantee normal operation.
As a means for extending the grease life, there is a proposal aiming at high speed and long life by providing a grease reservoir in contact with the fixed-side raceway (Patent Document 1).
上記提案の技術は、グリース封入時、グリースの充填が不十分でグリース溜り内部にすきまが生じた場合、グリースのうち増稠剤から分離した基油はその内部すきまの補充に使われ、外部に吐出され難くなる。
また、図13に示す横形スピンドルSU1では、軸受B1,B1内に供給された基油が下側の転走面に溜り、長時間潤滑に寄与し続ける。これに対し、図14に示す縦形スピンドルSU2では、吐出した潤滑油が重力によって下側に移動し、軸受B1外部に流出し易い。そのため、潤滑不良になる可能性がある。
In the proposed technique, if grease is not sufficiently filled and a gap is generated inside the grease reservoir when the grease is filled, the base oil separated from the thickener in the grease is used to replenish the internal gap, It becomes difficult to be discharged.
In the horizontal spindle SU1 shown in FIG. 13, the base oil supplied into the bearings B1 and B1 accumulates on the lower rolling surface and continues to contribute to lubrication for a long time. On the other hand, in the vertical spindle SU2 shown in FIG. 14, the discharged lubricating oil moves downward due to gravity and easily flows out of the bearing B1. Therefore, there is a possibility of poor lubrication.
この発明の目的は、グリース溜りからの基油吐出の信頼性向上を図り、且つ吐出した潤滑油が軸受内部から流出することを防止し得る転がり軸受を提供することである。 An object of the present invention is to provide a rolling bearing capable of improving the reliability of discharging base oil from a grease reservoir and preventing the discharged lubricating oil from flowing out of the bearing.
この発明の転がり軸受は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在した複数の転動体を有する転がり軸受において、前記内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪の周面に一部が嵌合して内部にグリースを溜めかつ内端にグリースの基油を滲み出させる基油吐出口を有する環状のグリース溜りを設け、このグリース溜りは、グリースを溜める内部の空間を複数の槽に分割したことを特徴とする。 The rolling bearing according to the present invention is a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the raceways of the inner and outer rings. An annular grease reservoir having a base oil discharge port for storing grease inside and storing grease at the inner end and leaching out the base oil of the grease is provided. It is divided into tanks.
この構成によると、運転中の温度上昇により、各槽において基油が増稠剤から分離すると同時に、密閉されたグリース溜り内の各槽の内部圧力が上昇する。この内部圧力により、分離された基油が各槽に設けられた基油吐出口から固定側軌道輪の軌道面に向けて吐出される。温度が上昇して定常状態になると、内部圧力の上昇要因が消滅するので、基油の吐出と並行して内部圧力が徐々に減じ、単位時間当たりの基油吐出量も減少していく。
このとき、グリース溜り内部に、グリースの充填不良に起因するすきまがあると、基油がすきまの補充に使われ、基油が外部に吐出され難くなる。この発明では、特に、グリース溜りの内部の空間を複数の槽に分割し、各槽から並列して基油吐出を行ういわゆる並列系とした。このため、グリースの充填不良の影響を各槽に限定でき、グリース溜り全体として基油吐出の信頼性を向上できる。また、基油吐出口を従来の基油吐出口よりも小さくした場合、グリース溜り内の圧力を大きくでき、基油吐出をより確実にすることができる。
According to this configuration, the base oil is separated from the thickener in each tank due to a temperature rise during operation, and at the same time, the internal pressure of each tank in the sealed grease reservoir increases. Due to this internal pressure, the separated base oil is discharged from the base oil discharge port provided in each tank toward the raceway surface of the fixed-side raceway. When the temperature rises and reaches a steady state, the internal pressure increase factor disappears, so that the internal pressure gradually decreases in parallel with the base oil discharge, and the base oil discharge amount per unit time also decreases.
At this time, if there is a clearance due to poor filling of the grease in the grease reservoir, the base oil is used for replenishing the clearance, and the base oil is difficult to be discharged to the outside. In the present invention, in particular, the internal space of the grease reservoir is divided into a plurality of tanks, and a so-called parallel system that discharges base oil in parallel from each tank is provided. For this reason, the effect of grease filling failure can be limited to each tank, and the reliability of base oil discharge can be improved as a whole grease reservoir. Further, when the base oil discharge port is made smaller than the conventional base oil discharge port, the pressure in the grease reservoir can be increased, and the base oil discharge can be made more reliable.
前記グリース溜りは、前記基油吐出口と前記内部の空間とを連通する通油溝を有し、前記グリース溜りの各槽に、基油吐出口と通油溝とをそれぞれ設けたものであっても良い。この場合、運転中の温度上昇により、各槽において基油が増稠剤から分離すると同時に、各槽の内部圧力がそれぞれ上昇する。各槽において、分離された基油が通油溝を介して固定側軌道輪の軌道面に向けて吐出される。例えば、一部の槽においてグリースの充填不良に起因する基油の吐出不良があったとしても、他の槽において分離された基油が通油溝を介して固定側軌道輪の軌道面に向けて吐出される。このように基油吐出をより確実に行うことができる。 The grease reservoir has an oil passage groove that communicates the base oil discharge port and the internal space, and a base oil discharge port and an oil passage groove are provided in each tank of the grease reservoir, respectively. May be. In this case, due to the temperature rise during operation, the base oil is separated from the thickener in each tank, and at the same time, the internal pressure of each tank increases. In each tank, the separated base oil is discharged toward the raceway surface of the stationary raceway through the oil passage groove. For example, even if there is a base oil discharge failure due to grease filling failure in some tanks, the base oil separated in other tanks is directed to the raceway surface of the stationary side raceway through the oil passage groove. Discharged. In this way, the base oil can be discharged more reliably.
前記グリース溜りを、樹脂材料またはマグネシウム合金により、射出成型または機械加工で形成しても良い。グリース溜りを樹脂材料またはマグネシウム合金を用いて射出成型する場合、機械加工したものに比べて製造費用を低減できる。 The grease reservoir may be formed of a resin material or a magnesium alloy by injection molding or machining. When the grease reservoir is injection-molded using a resin material or a magnesium alloy, the manufacturing cost can be reduced as compared with a machined one.
前記グリース溜りの各槽に、グリースを封入するグリース封入孔と、空気抜き孔とをそれぞれ設けても良い。前記各槽にグリースを充填するとき、各槽における空気抜き孔から空気をスムースに抜くことができる。この場合、各槽にグリース封入孔のみを設ける場合と比べ、グリース充填不良の可能性を小さくできる。 Each tank of the grease reservoir may be provided with a grease sealing hole for sealing grease and an air vent hole. When each tank is filled with grease, air can be smoothly extracted from the air vent hole in each tank. In this case, the possibility of grease filling failure can be reduced as compared with the case where only the grease sealing hole is provided in each tank.
前記内輪を回転側軌道輪とし、内輪外径面に、軸受端面側から中心に近づく程大径となる斜面を設けても良い。この場合、内輪が回転すると、内輪外径面に付着した潤滑油は、遠心力と表面張力とによって、斜面に付着しつつ大径側に移動する(以下、これを「付着流れ」と称す)。これにより、潤滑油を有効利用することができる。
前記グリース溜りに、前記内輪外径面に設けた斜面に対向し且つ同斜面に平行な斜面を設けても良い。この場合、グリース溜りの斜面と内輪外径面の斜面とにより、シール効果を奏するうえ、外部に流出しようとする潤滑油を、内輪外径面に効果的に導き、付着流れによって軸受内部に戻される潤滑油量が増す。
The inner ring may be a rotation-side raceway, and an inclined surface having a larger diameter as it approaches the center from the bearing end face side may be provided on the outer diameter surface of the inner ring. In this case, when the inner ring rotates, the lubricating oil adhering to the outer diameter surface of the inner ring moves to the larger diameter side while adhering to the slope due to centrifugal force and surface tension (hereinafter referred to as “attachment flow”). . Thereby, lubricating oil can be used effectively.
The grease reservoir may be provided with a slope facing the slope provided on the outer diameter surface of the inner ring and parallel to the slope. In this case, the slope of the grease reservoir and the slope of the outer surface of the inner ring provide a sealing effect, and the lubricating oil that is about to flow out is effectively guided to the outer surface of the inner ring and returned to the inside of the bearing by the adhering flow. Increased amount of lubricating oil.
前記外輪に、前記内輪外径面に設けた斜面に対向し且つ同斜面に近接し平行な斜面を設けても良い。この場合、シール効果を奏するうえ、外部に流出しようとする潤滑油を、内輪外径面に効果的に導き、付着流れによって軸受内部に戻される潤滑油量が増す。このように軸受内部からの潤滑油の流出防止を図ることができる。 The outer ring may be provided with a slope that faces and is parallel to the slope provided on the outer diameter surface of the inner ring. In this case, in addition to having a sealing effect, the lubricating oil about to flow out to the outside is effectively guided to the outer surface of the inner ring, and the amount of lubricating oil returned to the inside of the bearing by the adhering flow increases. In this way, it is possible to prevent the lubricating oil from flowing out from the inside of the bearing.
前記グリース溜りに、前記内輪外径面に設けた斜面に対向する斜面を有する非接触シールを設けても良い。
前記外輪に、前記内輪外径面に設けた斜面に対向する斜面を有する非接触シールを設けても良い。
これらの場合、非接触シールのシール効果により軸受外部への潤滑油の流出を軽減できる。また、非接触シールであるため、高速運転にも対応できる。
The grease reservoir may be provided with a non-contact seal having a slope facing the slope provided on the inner ring outer diameter surface.
The outer ring may be provided with a non-contact seal having a slope facing the slope provided on the outer diameter surface of the inner ring.
In these cases, the outflow of the lubricating oil to the outside of the bearing can be reduced by the sealing effect of the non-contact seal. Moreover, since it is a non-contact seal, it can respond to high-speed operation.
前記内輪を回転側軌道輪とし、この内輪に隣接して配置される内輪間座を設け、この内輪間座の外周面に、軸受外部から内部への空気流を起こす螺旋溝を設けても良い。この場合、内輪および内輪間座が回転すると、内輪間座の外周面に設けた螺旋溝に沿って周辺の空気が粘性ポンプ作用によって移動する。運転中、この螺旋溝により軸受外部から内部に向かって空気流を起こし、軸受からの潤滑油流出を防ぐことができる。 The inner ring may be a rotating raceway, an inner ring spacer disposed adjacent to the inner ring may be provided, and a spiral groove that causes an air flow from the outside of the bearing to the inside may be provided on the outer peripheral surface of the inner ring spacer. . In this case, when the inner ring and the inner ring spacer are rotated, the surrounding air is moved by a viscous pump action along a spiral groove provided on the outer peripheral surface of the inner ring spacer. During operation, the spiral groove can generate an air flow from the outside to the inside of the bearing, thereby preventing the lubricating oil from flowing out from the bearing.
前記複数の転動体を保持する保持器を有し、この保持器は外輪内径面に案内されるものであり、この保持器の外径面の片側に、保持器端面側から中心に近づく程大径となる斜面を設けても良い。この場合、保持器が回転すると、付着流れによって、前記斜面に付着した潤滑油を軸受内部に戻すことができる。よって、保持器の外径面に付着した潤滑油を有効利用することができる。 The cage has a plurality of rolling elements, and the cage is guided by the inner surface of the outer ring, and increases toward one side of the outer diameter surface of the cage from the cage end surface side toward the center. A slope having a diameter may be provided. In this case, when the cage rotates, the lubricating oil adhering to the slope can be returned to the inside of the bearing by the adhering flow. Therefore, the lubricating oil adhering to the outer diameter surface of the cage can be used effectively.
前記複数の転動体を保持する保持器を有し、この保持器は内輪外径面または転動体に案内されるものであり、この保持器の外径面の両側に、保持器端面側から中心に近づく程大径となる斜面をそれぞれ設けても良い。この場合、保持器が回転すると、付着流れによって、前記保持器の外径面に設けた斜面に付着した潤滑油を軸受内部に戻すことができる。よって、保持器の外径面に付着した潤滑油を有効利用することができる。 The cage has a retainer for holding the plurality of rolling elements, and the retainer is guided by the inner ring outer diameter surface or the rolling element, and is centered from the cage end surface side on both sides of the outer diameter surface of the retainer. You may provide the slope which becomes large diameter, so that it approaches. In this case, when the cage rotates, the lubricating oil adhering to the slope provided on the outer diameter surface of the cage can be returned to the inside of the bearing by the adhering flow. Therefore, the lubricating oil adhering to the outer diameter surface of the cage can be used effectively.
前記グリース溜りに、保持器の外径面に設けた斜面に対向し且つ同斜面に平行な斜面を設けても良い。この場合、グリース溜りの斜面に付着した外部に流出しようとする潤滑油を、保持器の外径面に設けた斜面に効果的に導く。その後、付着流れによって、前記保持器の斜面に付着した潤滑油を軸受内部に戻すことができる。 The grease reservoir may be provided with a slope facing the slope provided on the outer diameter surface of the cage and parallel to the slope. In this case, the lubricating oil that tends to flow to the outside attached to the slope of the grease reservoir is effectively guided to the slope provided on the outer diameter surface of the cage. Thereafter, the adhering flow can return the lubricating oil adhering to the slope of the cage to the inside of the bearing.
外輪内径面に、保持器の外径面に設けた斜面に対向し且つ同斜面に平行な斜面を設けても良い。この場合、外輪内径面の斜面に付着した外部に流出しようとする潤滑油を、保持器の外径面に設けた斜面に効果的に導く。その後、付着流れによって、前記保持器の斜面に付着した潤滑油を軸受内部に戻すことができる。 The outer ring inner diameter surface may be provided with a slope facing and parallel to the slope provided on the outer diameter face of the cage. In this case, the lubricating oil that tends to flow to the outside attached to the inclined surface of the inner surface of the outer ring is effectively guided to the inclined surface provided on the outer surface of the cage. Thereafter, the adhering flow can return the lubricating oil adhering to the slope of the cage to the inside of the bearing.
前記内輪間座は、内輪の軸方向位置を位置決めするものであっても良い。
前記外輪を固定側軌道輪とし、前記グリース溜りは、少なくとも外輪の内周面に嵌合する外輪蓋間座と、この外輪蓋間座と協働してグリースを溜める内部の空間を形成するグリース溜り形成部品とを有するものであっても良い。この構成によると、外輪蓋間座およびグリース溜り形成部品のいずれか一方または両方を例えば射出成型により形成し得る。この場合において、外輪蓋間座またはグリース溜り形成部品のいずれか一方に、グリースを溜める内部の空間を複数の槽に分割する仕切り板等を一体に形成することができる。
The inner ring spacer may position the axial position of the inner ring.
The outer ring is a fixed raceway, and the grease reservoir is an outer ring lid spacer that fits at least on the inner peripheral surface of the outer ring, and a grease that forms an internal space for storing grease in cooperation with the outer ring lid spacer. It may have a pool forming part. According to this configuration, either or both of the outer ring lid spacer and the grease reservoir forming part can be formed by, for example, injection molding. In this case, a partition plate or the like that divides the internal space for storing grease into a plurality of tanks can be integrally formed on either the outer ring lid spacer or the grease reservoir forming component.
前記グリース溜り形成部品は、軸受内に向けて突出し外輪の軌道面近傍まで挿入される軸受内挿入部を有し、前記外輪蓋間座のうち軸受内に挿入される先端部の内周面と、前記軸受内挿入部のうち前記軌道面近傍の外周面との間に、前記基油吐出口を設けても良い。 The grease pool forming component has an in-bearing insertion portion that protrudes toward the inside of the bearing and is inserted to the vicinity of the raceway surface of the outer ring, and an inner peripheral surface of a tip portion that is inserted into the bearing of the outer ring lid spacer. The base oil discharge port may be provided between the bearing insertion portion and the outer peripheral surface in the vicinity of the raceway surface.
前記転がり軸受が工作機械主軸を支持するアンギュラ玉軸受であっても良い。
前記転がり軸受が工作機械主軸を支持する円筒ころ軸受であっても良い。
前記転がり軸受が工作機械主軸を支持する円すいころ軸受であっても良い。
The rolling bearing may be an angular ball bearing that supports a machine tool spindle.
The rolling bearing may be a cylindrical roller bearing that supports a machine tool main shaft.
The rolling bearing may be a tapered roller bearing that supports a machine tool main shaft.
この発明の転がり軸受は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在した複数の転動体を有する転がり軸受において、前記内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪の周面に一部が嵌合して内部にグリースを溜めかつ内端にグリースの基油を滲み出させる基油吐出口を有する環状のグリース溜りを設け、このグリース溜りは、グリースを溜める内部の空間を複数の槽に分割したため、グリース溜りからの基油吐出の信頼性が向上し、且つ軸受及びグリース溜りの形状を、付着流れにより潤滑油を軸受内部に戻す形状としたため、吐出した潤滑油が軸受内部から流出することを防止し得る。 The rolling bearing according to the present invention is a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the raceways of the inner and outer rings. An annular grease reservoir having a base oil discharge port for storing grease inside and storing grease at the inner end and leaching out the base oil of the grease is provided. Since it is divided into tanks, the reliability of base oil discharge from the grease reservoir is improved, and the shape of the bearing and grease reservoir is made so that the lubricating oil is returned to the inside of the bearing by the adhering flow. It can be prevented from flowing out.
この発明の一実施形態を図1ないし図4と共に説明する。
先ず、転がり軸受の概略構成について説明し、順次、グリース溜りからの基油吐出の信頼性向上を図る構造、軸受内部からの潤滑油の流出防止を図る構造について説明する。
この実施形態に係る転がり軸受は、内輪1、外輪2、およびこれら内外輪1,2の軌道面1a,2a間に介在した複数の転動体3を有する。固定側軌道輪となる外輪2に隣接して環状のグリース溜り4を設けている。複数の転動体3は保持器5に保持される。この保持器5は外輪内径面2bに案内されるものであり、この保持器5の外径面の片側つまり図2左側に、保持器端面側から中心に近づく程大径となる斜面5aを設けている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of the rolling bearing will be described, and a structure for improving the reliability of base oil discharge from the grease reservoir and a structure for preventing the lubricant oil from flowing out from the bearing will be sequentially described.
The rolling bearing according to this embodiment includes an
内外輪1,2間の軸受空間の一端は、非接触シール6によって密封されている。この転がり軸受はアンギュラ玉軸受であり、非接触シール6は軸受背面側の端部に設けられ、グリース溜り4は軸受正面側に設けられる。転がり軸受の内輪1は、例えば、図示外の工作機械主軸に嵌合して回転可能とされ、外輪2はスピンドルユニットにおける図示外のハウジングの内周に嵌合状態で固定支持される。外輪2には、この軌道面2aから外径側に延びて外輪正面側に対面する段差面2cが設けられる。この段差面2cは、転動体3から離れる外輪正面側、つまり前記軌道面2aにおける接触角が生じる方向と反対側の縁部に続くように設けられる。
One end of the bearing space between the inner and
(1)グリース溜りからの基油吐出の信頼性向上を図る構造について説明する。
図2、図3に示すように、グリース溜り4は、転がり軸受とは別体の部品として構成され、外輪2の内周面2dに一部が嵌合して内部にグリースGrを溜めかつ内端にグリースの基油を滲み出させる基油吐出口7を有する。このグリース溜り4は、外輪蓋間座8と、グリース溜り形成部品9と、仕切り板10とを有する。外輪蓋間座8とグリース溜り形成部品9とで協働してグリースGrを溜める内部の空間11を形成する。このグリースGrを溜める内部の空間11は、前記仕切り板10により図4(図3のAOB断面)に示すように複数の槽11a〜11d(この例では4つの槽)に分割される。
(1) A structure for improving the reliability of discharging base oil from a grease reservoir will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図1に示すように、仕切り板10は、矩形板状に形成され、矩形板の一辺が外輪蓋間座8における基端側の内壁面8aに固定され、且つ、同矩形板の他の一片が、外輪蓋間座8における前記内壁面8aに続く内周面8bに固定される。さらに矩形板の他の一辺が、グリース溜り形成部品9の底面9aに固定され、且つ、同矩形板の残余の一辺が、グリース溜り形成部品9の先端側の内壁面9bに固定される。
図4に示すように、内部の空間11は、4つの槽11a〜11dに円周方向に等しく分割される。グリース溜り4は、基油吐出口7と前記内部の空間11とを連通する通油溝12を有し、前記各槽11a〜11dに、基油吐出口7と通油溝12とをそれぞれ設けている。また各槽11a〜11dに、グリースを封入するグリース封入孔13と、空気抜き孔14とをそれぞれ設けている。この例では、各槽11a〜11dにおいて、グリース封入孔13、空気抜き孔14は、外輪蓋間座8の壁面を軸方向に貫通するように形成される。また、グリース封入孔13が各槽11a〜11dにおける円弧の一端側に配設され、空気抜き孔14が各槽11a〜11dにおける円弧の他端側に配設される。グリース溜り4の各槽11a〜11dにグリース封入孔13からグリースを封入後、グリース封入孔13、空気抜き孔14をそれぞれ図示外の埋め栓で埋める。
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 4, the
図2に示すように、外輪蓋間座8、グリース溜り形成部品9、および仕切り板10は、例えば、樹脂材料またはマグネシウム合金により射出成型で形成される。前記樹脂材料としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂(略称PPS)等種々の樹脂材料を適用し得る。この場合において、仕切り板10は、外輪蓋間座8またはグリース溜り形成部品9のいずれか一方と一体に形成される。射出成型後、外輪蓋間座8、グリース溜り形成部品9、および仕切り板10は組立てられる。グリース溜り形成部品9の基端部と、外輪蓋間座8の基端部との合わせ面には、密封材15を介在させている。この密封材15は、例えばOリングからなり、グリース溜り形成部品9の基端部における外周面に形成された円周溝9cに嵌め込んでいる。グリース溜り形成部品9に円周溝9cを設けず、接着剤を用いて外輪蓋間座8と接合しても良い。
グリース溜り4のうち外輪蓋間座8の先端部の外周面は、外輪2の内周面2dに嵌合する。これらの嵌合面には、例えばOリングからなる密封材16を介在させている。この密封材16は、外輪蓋間座8の先端部の外周面に形成された円周溝内に嵌め込んでいる。これら密封材15,16により、グリース溜り4からのグリース漏れ防止が図られている。
As shown in FIG. 2, the outer
The outer peripheral surface of the tip portion of the outer
図1、図2に示すように、グリース溜り形成部品9は、軸受内に向けて突出し外輪2の軌道面2a近傍まで挿入される軸受内挿入部17を有する。前記外輪蓋間座8のうち軸受内に挿入される先端部の内周面と、軸受内挿入部17のうち前記軌道面2a近傍の外周面との間に、基油吐出口7を設けている。
軸受内挿入部17の先端面は、外輪2の段差面2cとの間に、グリース基油の滲み出し用の軸方向隙間いわゆる段差面隙間δ1を形成する。また、前記基油吐出口7とグリース溜り内部の空間11とは、通油溝12により連通されるため、グリース溜り内部の空間11は、通油溝12、および基油吐出口7を介して段差面隙間δ1に連通する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the grease
An axial clearance for soaking out grease base oil, a so-called step surface clearance δ1, is formed between the front end surface of the
(2)軸受内部からの潤滑油の流出防止を図る構造について説明する。
図2に示すように、内輪外径面には、軸受端面側から中心に近づく程大径となる斜面1b,1bを設けている。この場合、内輪1が回転すると、内輪外径面に付着した潤滑油は、遠心力と表面張力とによって、斜面1bに付着しつつ大径側に移動する付着流れを起こす。これにより、潤滑油を有効利用し得る。また、外輪2に嵌合固定した非接触シール6の内径側の先端面6aを、内輪外径面に設けた図2右側の斜面1bに対向しかつ同斜面1bに平行な斜面としている。この非接触シール6の先端面6aと、内輪外径面の斜面1bとの間に所定の径方向隙間δ2が形成される。
(2) A structure for preventing the lubricating oil from flowing out of the bearing will be described.
As shown in FIG. 2, slopes 1 b and 1 b that have larger diameters as they approach the center from the bearing end face side are provided on the outer surface of the inner ring. In this case, when the
グリース溜り形成部品9は、内輪外径面の左側の斜面1bに対向しかつ同斜面1bに平行な斜面18aを含むグリース溜り斜面形成部品18を有する。このグリース溜り斜面形成部品18は、非接触シールからなり断面略L字形状に形成される。グリース溜り斜面形成部品18の内径側の先端面が前記左側の斜面1bに対向しかつ平行に設けられる。このグリース溜り斜面形成部品18の斜面18aと、内輪外径面の左側の斜面1bとの間に所定の径方向隙間δ3が形成される。
グリース溜り斜面形成部品18は、グリース溜り形成部品9と一体構造とし、例えば射出成型等により形成し得る。但し、射出成型に限定されるものではない。グリース溜り斜面形成部品18をグリース溜り形成部品9とは別体構造とし、両者をボルトや接着剤等の固定手段により固定させても良い。
The grease
The grease reservoir
外輪案内の保持器5のうちこの外径面の片側、図2の例では左側に、保持器端面側から中心に近づく程大径となる斜面5aを設けている。さらに、グリース溜り形成部品9のうち、前記保持器5の斜面5aに対向する内径面9dが、この保持器5の斜面5aに所定の径方向隙間δ4を隔てて平行に形成される。
The outer
図1、図2に示すように、内輪1に隣接して配置されこの内輪1の軸方向位置を位置決めする内輪間座19を設け、この内輪間座19の外周面に、軸受外部から内部への空気流を起こす螺旋溝19aを設けている。この螺旋溝19aは、主軸の回転方向を考慮して運転中軸受外部から内部に向かって空気流を起こすように形成される。
この場合、内輪1および内輪間座19が回転すると、内輪間座19の外周面に設けた螺旋溝19aに沿って周辺の空気が粘性ポンプ作用によって移動する。運転中、この螺旋溝19aにより軸受外部から内部に向かって空気流を起こし、軸受からの潤滑油流出を防ぐ。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
In this case, when the
前記グリース溜り4を図1、図2のように組み付けた転がり軸受の作用、効果は以下の通りである。図示外の主軸等へ軸受を組み込んだとき、グリース溜り4の各槽11a〜11d、通油溝12、基油吐出口7、および段差面隙間δ1には、各槽11a〜11dのグリース封入孔13からグリースGrが充填されている。また、軸受内には、初期潤滑用としてグリースが封入されている。
外輪蓋間座8の先端部の外周面が、外輪2の段差面2cに続く内周面2dに嵌合して軸受内に挿入されているため、グリース溜り4にグリース封入孔13からグリースGrを封入するとき、外輪蓋間座8によって、外輪2の端面と図示外の外輪固定間座の端面との合わせ面からのグリースの漏れを防止することができる。これと共に、外輪蓋間座8により、軸受外部からごみや異物等の侵入を防止することが可能となる。
The operation and effect of the rolling bearing in which the
Since the outer peripheral surface of the front end portion of the outer
運転中の温度上昇により、各槽11a〜11dにおいて基油が増稠剤から分離すると同時に、密閉されたグリース溜り4内の各槽11a〜11dの内部圧力が上昇する。この内部圧力により、分離された基油が各槽11a〜11dに設けられた基油吐出口7から外輪2の軌道面2aに向けて吐出される。温度が上昇して定常状態になると、内部圧力の上昇要因が消滅するので、基油の吐出と並行して内部圧力が徐々に減じ、単位時間当たりの基油吐出量も減少していく。
このとき、グリース溜り4内部に、グリースの充填不良に起因するすきまがあると、基油がすきまの補充に使われ、基油が外部に吐出され難くなる。この発明の実施形態では、特に、グリース溜り4の内部の空間11を複数の槽11a〜11dに分割し、各槽11a〜11dから並列して基油吐出を行うようにした。このため、グリースの充填不良の影響を各槽に限定でき、グリース溜り4全体として基油吐出の信頼性を向上できる。例えば、一部の槽においてグリースの充填不良に起因する基油の吐出不良があったとしても、他の槽において分離された基油が通油溝12、基油吐出口7を介して外輪2の軌道面2aに向けて吐出される。この構成において、基油吐出口7を従来の基油吐出口よりも小さくした場合、グリース溜り4内の圧力を大きくでき、基油吐出をより確実にすることができる。
As the temperature rises during operation, the base oil is separated from the thickener in each of the
At this time, if there is a gap due to poor filling of grease in the
グリース溜り4を、樹脂材料またはマグネシウム合金により、射出成型で形成したため、機械加工したものに比べて製造費用を低減できる。グリース溜り4の各槽11a〜11dに、グリースを封入するグリース封入孔13と、空気抜き孔14とをそれぞれ設けたため、各槽11a〜11dにグリースを充填するとき、各槽11a〜11dにおける空気抜き孔14から空気をスムースに抜くことができる。この場合、各槽11a〜11dにグリース封入孔13のみを設ける場合と比べて、グリース充填不良の可能性を小さくできる。
Since the
グリース溜り4に、内輪外径面に設けた斜面1bに対向しかつ同斜面1bに平行な斜面18aを含むグリース溜り斜面形成部品18を設けたため、前記斜面18aと内輪外径面の斜面1bとにより、シール効果を奏するうえ、外部に流出しようとする潤滑油を、内輪外径面に効果的に導き、付着流れによって軸受内部に戻される潤滑油量が増す。これにより高速運転と長寿命化を達成できる。
外輪2に、内輪外径面に設けた斜面1bに対向する斜面を有する非接触シール6を設けたため、この非接触シール6のシール効果により軸受外部への潤滑油の流出を軽減できる。また、内輪外径面に接触しない非接触シール6であるため、高速運転にも対応できる。
外輪案内の保持器5のうちこの外径面の左側に、保持器端面側から中心に近づく程大径となる斜面5aを設け、グリース溜り形成部品9のうち保持器5の前記斜面5aに対向する内径面9dが、この保持器5の斜面5aに所定の径方向隙間δ4を隔てて平行に形成される。これにより、内径面9dに付着した潤滑油を保持器外径面に効果的に導き、保持器5が回転すると、付着流れによって、斜面5aに付着した潤滑油を軸受内部に戻すことができる。よって、保持器5の外径面に付着した潤滑油を有効利用することができる。
Since the
Since the
In the outer
次に、この発明の他の実施形態を説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
In the following description, the same reference numerals are given to portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment, and overlapping description may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section. Not only the combination of the parts specifically described in each embodiment, but also the embodiments can be partially combined as long as the combination does not hinder.
図5に示す転がり軸受は、保持器5Aを内輪案内または転動体案内とし、保持器5Aの外径面の両側に、保持器端面側から中心に近づく程大径となる斜面5Aa,5Aaを設けている。外輪内径面には、保持器5Aの右側の斜面5Aaに対向し、かつ同斜面5Aaに所定の径方向隙間δ5を隔てて平行に形成される斜面2eが形成される。この構成によると、外輪内径面2eに付着した潤滑油を効果的に保持器外径面に導く。保持器5Aが回転すると、付着流れによって、この保持器5Aの右側の斜面5Aaに付着した潤滑油をも軸受内部に戻すことができる。
The rolling bearing shown in FIG. 5 uses the
図2の構成において、保持器5の外径面に斜面が形成されていない一般的な外輪案内型の保持器を適用しても良い。この場合、グリース溜り形成部品9の先端部の内周面を斜面にする必要はない。図2、図5の構成において、非接触シールからなるグリース溜り斜面形成部品18を省略することも可能である。この場合において、内輪外径面の左側の斜面1bを平坦にしても良い。外輪2に嵌合固定した非接触シール6について、内径側の先端面6aに斜面が形成されていないものを適用することも可能である。
図5の構成において、保持器の外径面に斜面が形成されていない一般的な内輪案内または転動体案内の保持器を適用しても良い。前記内輪間座の外周面に、螺旋溝に代えて複数の溝を形成しても良い。
In the configuration of FIG. 2, a general outer ring guide type cage in which a slope is not formed on the outer diameter surface of the
In the configuration of FIG. 5, a general inner ring guide or rolling element guide cage in which a slope is not formed on the outer diameter surface of the cage may be applied. A plurality of grooves may be formed on the outer peripheral surface of the inner ring spacer instead of the spiral groove.
図6に示すように外輪2に段差面を設けず、テーパ面とした外輪2の正面側の内周面2dに沿って外輪蓋間座8を嵌合させ、軸受内挿入部17における先端のテーパ状外周面と、外輪2の正面側の内周面2dとの間に、グリース溜り4の各槽11a〜11d(図4)に連通する傾斜隙間δ6を形成しても良い。この構成においても、グリース溜り4の内部を複数の槽に分割することで、グリース溜り4全体として基油吐出の信頼性を向上できる。
As shown in FIG. 6, the
図7に示すように、グリース溜り4に外輪蓋間座を設けない構成にしても良い。この構成では、外輪固定間座20および外輪内周面2dと、グリース溜り形成部品9とで挟まれる内部空間11にグリースが溜められる。この構成においても、グリース溜り4の内部を複数の槽11a〜11d(図4)に分割することで、グリース溜り4全体として基油吐出の信頼性を向上できる。
As shown in FIG. 7, the
図8に示すように、前記外輪固定間座を設ける代わりに、外輪2にグリース溜まり4の形成用の幅方向に延びる軌道輪延長部2fを設けても良い。グリース溜まり4は、外輪2の前記軌道輪延長部2fとこの軌道輪延長部2fの軸受空間側に設けた一体のグリース溜まり形成部品9とで形成される。グリース溜まり形成部品9は、その軸受内と反対側の側壁部9eが、軌道輪延長部2fの内径面に設けられた位置決め用段差面2gに当接し、かつ位置決め用段差面2gの近傍に設けられた止め環溝に嵌合する止め環21により、外輪2に対して正規の軸方向位置に位置決め状態に固定される。グリース溜まり形成部品9の側壁部9eの軸受外向き面における外径縁には、テーパ状の切欠部22が設けられ、この切欠部22と止め環21との間に、密封材23が介在させてある。密封材23はOリングからなる。
内輪1の幅は、図示のように、外輪2の軌道輪延長部2fを含む幅と同じ幅としても良く、また軌道輪延長部を有しない幅としても良い。
前記各実施形態において、グリース溜り4を、機械加工により形成しても良い。
As shown in FIG. 8, instead of providing the outer ring fixing spacer, a
As shown in the figure, the
In each of the above embodiments, the
前記各実施形態において、図9に示すように、転がり軸受として円筒ころ軸受を採用することも可能であり、図10に示すように、転がり軸受として円すいころ軸受を採用することも可能である。これら軸受の軸方向両側にグリース溜り4を設けることも可能である。
In each of the above embodiments, a cylindrical roller bearing can be adopted as the rolling bearing as shown in FIG. 9, and a tapered roller bearing can also be adopted as the rolling bearing as shown in FIG. It is also possible to provide
図11、図12は前記各実施形態のいずれかの転がり軸受を用いた工作機械用スピンドル装置の例を示す。図11の横形スピンドル装置、図12の縦形スピンドル装置において、前記転がり軸受の2個を、背面組み合せとして用いている。2個の転がり軸受BR1,BR1は、ハウジング24内で主軸25の両端を回転自在に支持する。
図12の縦形スピンドル装置では、吐出した潤滑油が重力によって下側に移動し、軸受外部に流出し易く、そのため、潤滑不良になる可能性があるが、前記(2)の構造を用いることで、軸受外部への潤滑油の流出を軽減できる。また、グリース溜り4の内部を複数の槽に分割することで、グリース溜り4全体として基油吐出の信頼性を向上できる。したがって、縦形スピンドル装置においても、安定した高速運転と長寿命化が達成できる。横形スピンドル装置についても、前記(2)の軸受内部からの潤滑油の流出防止を図る構造と、グリース溜り4の内部を複数の槽に分割する構造とを採用することで同様の効果を奏する。
前記各実施形態にかかる転がり軸受が工作機械主軸を支持する円筒ころ軸受であっても良い。前記転がり軸受が工作機械主軸を支持する円すいころ軸受であっても良い。
11 and 12 show examples of a machine tool spindle device using the rolling bearing according to any of the above embodiments. In the horizontal spindle device of FIG. 11 and the vertical spindle device of FIG. 12, two of the rolling bearings are used as a back surface combination. The two rolling bearings BR1 and BR1 rotatably support both ends of the
In the vertical spindle device shown in FIG. 12, the discharged lubricating oil moves downward due to gravity and easily flows out of the bearing, which may result in poor lubrication. By using the structure (2) above, , Lubricant outflow to the outside of the bearing can be reduced. Further, by dividing the inside of the
The rolling bearing according to each of the embodiments may be a cylindrical roller bearing that supports the machine tool main shaft. The rolling bearing may be a tapered roller bearing that supports a machine tool main shaft.
1…内輪
1a…軌道面
2…外輪
2a…軌道面
3…転動体
4…グリース溜り
5…保持器
6…非接触シール
7…基油吐出口
8…外輪蓋間座
9…グリース溜り形成部品
10…仕切り板
11…空間
11a〜11d…槽
12…通油溝
13…グリース封入孔
14…空気抜き孔
17…軸受内挿入部
19…内輪間座
19a…螺旋溝
25…主軸
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪の周面に一部が嵌合して内部にグリースを溜めかつ内端にグリースの基油を滲み出させる基油吐出口を有する環状のグリース溜りを設け、このグリース溜りは、グリースを溜める内部の空間を複数の槽に分割したことを特徴とする転がり軸受。 In a rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between raceway surfaces of these inner and outer rings,
Of the inner ring and outer ring, an annular grease having a base oil discharge port that is partially fitted to the peripheral surface of a non-rotating fixed raceway to store grease inside and to exude grease base oil at the inner end A rolling bearing having a reservoir, wherein the grease reservoir is obtained by dividing an internal space for storing grease into a plurality of tanks.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106122283A (en) * | 2016-08-29 | 2016-11-16 | 无锡三立轴承股份有限公司 | The lubricating sleeve of bearing |
CN107489697A (en) * | 2017-07-05 | 2017-12-19 | 徐州博丰轴承有限公司 | A kind of rolling bearing |
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- 2009-09-28 JP JP2009222413A patent/JP2011069456A/en active Pending
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