JP2011094765A - 転がり軸受およびその管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受サイズが同じであっても、転動体の接触角、予圧量、ラジアル内部すきまの大きさ等の軸受の仕様が異なる転がり軸受を容易に識別できるようにする。
【解決手段】 転がり軸受１は、内輪２と、外輪３と、これら内外輪２，３の各転走面２ａ，３ａ間に介在する転動体４とを備える。転がり軸受１は、前記軸受の仕様に応じて定められた色とした軸受構成部品を有する。例えば、軸受構成部品は、転動体４または保持器５とする。その場合、転動体４はセラミック製とするのが好ましく、保持器５は樹脂製とするのが好ましい。
【選択図】 図１

Description

この発明は、工作機械主軸等の支持に用いられる転がり軸受、およびその管理方法に関する。

工作機械主軸を支持には、各種形式の転がり軸受が用いられる。しかも、同じ形式であっても、使用用途に応じて仕様が異なる。例えば、転動体が接触角を有するアンギュラ玉軸受や円すいころ軸受では、複数の接触角（例えばアンギュラ玉軸受では１５°、２０°、４０°等）のものが用意されており、その中から最適の接触角のものが選択される。また、予圧が付与されることがあるアンギュラ玉軸受では、複数の予圧量（例えば普通予圧、軽予圧、重予圧等）のものが用意される。円筒ころ軸受や深溝玉軸受では、ラジアル内部すきまがＣＮすきま（標準すきま）であるものの他に、ＣＮすきまよりも大きいもの、小さいもの、より一層小さいもの等が用意される。

従来、上記仕様の違いは、内輪または外輪の幅面にレーザー等によりマーキングを施すことで区別するのが一般的である。他の区別方法として、セラミック玉を使用する玉軸受の場合に、セラミック玉を複数の層に形成し、各層毎に色を変える方法が知られている（特許文献１）。また、保持器にマーキングを施す方法も知られている（特許文献２）。

特開２００３−１４８４７６号公報 特開２００８−６４２４６号公報

上記従来の一般的なマーキングによる区別は、マーキングの印字数が多いと、処理に時間を要しコストがかかる。また、寸法の小さい軸受の場合、マーキングの印字が小さくなり、読み取りにくいという問題がある。

アンギュラ玉軸受のような予圧を付与することのある転がり軸受では、次のような問題もある。すなわち、予圧の調整は内輪と外輪のそれぞれの幅面に軸方向の段差である平面差を設けることで行うが、この平面差は、軸受組立後に追加工で内外輪の幅面を研磨加工することにより形成する。しかし、この追加工により、内外輪の幅面に付けられていたマーキングが消えてしまうことがある。マーキング情報が軸受サイズについてである場合なら、マーキングが消えてしまっても、ノギス等で測定することで判別できるが、マーキング情報が接触角についてである場合には、マーキングが消えてしまえば、判別することは困難である。

なお、特許文献１に記載の方法は、セラミック玉の各層を均一な厚さに製造することが技術的に難しく、かつ製造過程が複雑になることからコスト面が課題となることが予想される。また、特許文献２に記載の方法は、保持器のポケットの内周面にマーキングを付けるものであるため、外部からマーキングを判別しにくい。軸受として組立てた後では、全く判別不可能である。

この発明の目的は、軸受サイズが同じであっても、転動体の接触角、予圧量、ラジアル内部すきまの大きさ等の仕様が異なる転がり軸受を容易に識別できるようにすることである。

この発明の他の目的は、軸受サイズが同じであっても、転動体の接触角、予圧量、ラジアル内部すきまの大きさ等の仕様が異なる転がり軸受を管理しやすくすることである。

この発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備えた転がり軸受において、軸受の仕様に応じて定められた色とした軸受構成部品を有するものとした。例えば、前記軸受の仕様は、前記転動体と前記転走面との間の接触角の大きさ、予圧量、およびラジアル内部すきまの大きさの少なくとも一つとする。なお、この明細書で言う「色」は、色の３要素のうち、色相だけで区別してもよく、あるいは同じ色相であっても明度または彩度が異なれば異なる色として区別してもよい。

この構成によれば、軸受構成部品を、軸受の仕様に応じて定められた色としため、軸受構成部品の色から軸受の仕様を容易に判別することができる。それにより、同一サイズで仕様が異なる異種品の混入を防ぐことができる。

この発明において、前記軸受の仕様に応じて定められた色とした軸受構成部品は、前記転動体を保持する保持器であっても、前記転動体であってもよい。いずれの場合も、軸受構成部品である保持器または転動体の色から、軸受の仕様を容易に判別することができる。

この発明において、前記転動体がセラミック製であってもよい。
セラミック製の転動体の製造工程で用いる添加剤の種類を変えることで、複数の色の転動体を製造することは比較的容易である。

この発明において、前記転動体を保持する保持器が樹脂製であってもよい。
通常、保持器には合成樹脂が使用されるが、合成樹脂等の樹脂材は、原材料に着色することで、任意の色の保持器を容易に製造することができる。

この発明の転がり軸受は、転動体の接触角、予圧量、ラジアル内部すきまの大きさ等の軸受の仕様が容易に判別できるため、工作機械主軸の支持に好適に用いることができる。

この発明における第１の転がり軸受の管理方法は、内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備え、前記転動体は前記転走面との間に接触角を有する転がり軸受の種類を管理する方法であって、接触角毎に軸受構成部品の色を定めておき、軸受構成部品をその接触角の大きさに応じて定められた色とする。
例えば、上記定めに従って接触角と軸受構成部品の色との関係を示す表等を作成しておくことにより、転がり軸受を種類別すなわち接触角毎に区分して管理することができる。

この発明における第２の転がり軸受の管理方法は、内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備え、予圧が与えられる転がり軸受の種類を管理する方法であって、予圧量毎に軸受構成部品の色を定めておき、軸受構成部品をその予圧量に応じて定められた色とする。
例えば、上記定めに従って予圧量と軸受構成部品の色との関係を示す表等を作成しておくことにより、転がり軸受を種類別すなわち予圧量毎に区分して管理することができる。

この発明における第３の転がり軸受の管理方法は、内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備え、ラジアル内部すきまを有する転がり軸受の種類を管理する方法であって、ラジアル内部すきまの大きさ毎に軸受構成部品の色を定めておき、軸受構成部品をそのラジアル内部すきまの大きさに応じて定められた色とする。
例えば、上記定めに従ってラジアル内部すきまの大きさと軸受構成部品の色との関係を示す表等を作成しておくことにより、転がり軸受を種類別すなわちラジアル内部すきまの大きさに区分して管理することができる。

この発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備えた転がり軸受において、軸受の仕様に応じて定められた色とした軸受構成部品を有するものとしたため、軸受サイズが同じであっても、転動体の接触角の大きさ、予圧量、ラジアル内部すきまの大きさ等の軸受の仕様が異なる転がり軸受を容易に識別できる。

この発明における第１の発明の転がり軸受の管理方法は、内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備え、前記転動体は前記転走面との間に接触角を有する転がり軸受の種類を管理する方法であって、接触角毎に軸受構成部品の色を定めておき、軸受構成部品をその接触角の大きさに応じて定められた色とするため、転動体の接触角が異なる転がり軸受を管理しやすい。

この発明における第２の発明の転がり軸受の管理方法は、内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備え、予圧が与えられた転がり軸受の種類を管理する方法であって、予圧量毎に軸受構成部品の色を定めておき、軸受構成部品をその予圧量に応じて定められた色とするため、予圧量が異なる転がり軸受を管理しやすい。

この発明における第３の発明の転がり軸受の管理方法は、内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備え、ラジアル内部すきまを有する転がり軸受の種類を管理する方法であって、ラジアル内部すきまの大きさ毎に軸受構成部品の色を定めておき、軸受構成部品をそのラジアル内部すきまの大きさに応じて定められた色とするため、ラジアル内部すきまの大きさが異なる転がり軸受を管理しやすい。

この発明の第１の実施形態にかかる転がり軸受の断面図である。 同転がり軸受の別例の断面図である。 この発明の第２の実施形態にかかる転がり軸受の断面図である。 同転がり軸受の別例の断面図である。 この発明の第３の実施形態にかかる転がり軸受の断面図である。 同転がり軸受の別例の断面図である。 この発明の第４の実施形態にかかる転がり軸受の断面図である。 同転がり軸受の別例の断面図である。 図１の転がり軸受を用いた主軸装置の断面図である。

この発明の第１の実施形態を図１と共に説明する。この転がり軸受１はアンギュラ玉軸受であって、内輪２と、外輪３と、これら内外輪２，３の転走面２ａ，３ａ間に介在する転動体としての複数のボール４と、各ボール４をポケット５ａ内にそれぞれ保持する環状の保持器５とを備える。ボール４は、転走面２ａ，３ａとの間に所定の接触角θを有する。接触角θは、例えば１５°、２０°、４０°のいずれかとされる。

内輪２および外輪３は軸受鋼等の鋼材で作られ、転動体４は窒化ケイ素セラミック等のセラミックで作られ、保持器５は合成樹脂等の樹脂材で作られている。保持器５に用いられる合成樹脂は、例えば、４６ナイロンや６６ナイロン等のポリアミド系樹脂、ＰＰＳ（ポリフェレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等である。

図において、ボール４の表面に部分的に交差するハッチングを付したのは、この転動体であるボール４が、接触角θの大きさに応じて定められた軸受構成部品であることを意味する。例えば、ボール４は、接触角θの大きさに応じて灰色の明暗度を変えてある。セラミック製のボール４の製造工程で用いる添加剤の種類を変えることで、複数の色または明暗度のボール４を製造することは比較的容易である。

図２は、図１の転がり軸受１の別例を示す。図２において、保持器５の断面を交差するハッチングで示したのは、この保持器５が、接触角θの大きさに応じて定められた軸受構成部品であることを意味する。例えば、保持器５の色を、接触角θが１５°では赤色、２０°では緑色、４０°では青色とする。保持器５は合成樹脂製であるため、原材料に着色することで、任意の色の保持器５を容易に製造することができる。

このように、接触角θの大きさに応じて定められた軸受構成部品を、ボール４としてもよく、あるいは保持器５としてもよい。接触角θ毎に軸受構成部品であるボール４または保持器５の色が定めてあれば、例えば、上記定めに従って接触角θとボール４または保持器５の色との関係を示す表（図示せず）等を作成しておくことにより、転がり軸受１を種類別すなわち接触角θ毎に区分して管理することができる。

また、アンギュラ玉軸受である転がり軸受１は、内輪２と外輪３のそれぞれの幅面２ｂ，３ｂに平面差ｄ１を、または幅面２ｃ，３ｃに平面差ｄ２を設けることで、使用条件に応じた予圧を付与することができる。前記平面差ｄ１，ｄ２は、内外輪２，３の幅面２ｂ，３ｂ，２ｃ，３ｃを研磨加工することにより形成する。このように予圧が与えられている場合、ボール４または保持器５の色を変えることで、予圧量の大きさを表してもよい。例えば、色の違いによって、予圧量を、普通予圧、軽予圧、重予圧等のように区分する。この場合、ボール４または保持器５は、予圧量の大きさに応じて定められた軸受構成部品である。

予圧量毎に軸受構成部品であるボール４または保持器５の色が定めてあれば、例えば、上記定めに従って予圧量とボール４または保持器５の色との関係を示す表（図示せず）等を作成しておくことにより、転がり軸受１を種類別すなわち予圧量毎に区分して管理することができる。

図３および図４は、この発明の第２の実施形態を示す。これらの転がり軸受１１は円すいころ軸受であって、内輪１２と、外輪１３と、これら内外輪１２，１３の転走面１２ａ，１３ａ間に介在する転動体としての複数の円すいころ１４と、各円すいころ１４をポケット１５ａ内にそれぞれ保持する環状の保持器１５とを備える。内輪１２は、転走面１２ａの大径側に大鍔１２ｂが、小径側に小鍔１２ｃがそれぞれ形成されている。円すいころ１４は、外輪１３の転走面１３ａとの間に所定の接触角θを有する。

図３は、転動体である円すいころ１４が、接触角θの大きさに応じて定められた軸受構成部品である場合を示し、図４は、保持器１５が、接触角θの大きさに応じて定められた軸受構成部品である場合を示す。各軸受構成部品１２，１３，１４，１５は、前記アンギュラ玉軸受の場合と同様の材料で作られており、前述したように、円すいころ１４および保持器１５を複数の色に製造することは容易である。

接触角θ毎に軸受構成部品である円すいころ１４または保持器１５の色が定めてあれば、例えば、上記定めに従って接触角θと円すいころ１４または保持器１５の色との関係を示す表（図示せず）等を作成しておくことにより、転がり軸受１１を種類別すなわち接触角θ毎に区分して管理することができる。

図５および図６は、この発明の第３の実施形態を示す。これらの転がり軸受２１は円筒ころ軸受であって、内輪２２と、外輪２３と、これら内外輪２２，２３の転走面２２ａ，２３ａ間に介在する転動体としての複数の円筒ころ２４と、各円筒ころ２４をポケット２５ａ内にそれぞれ保持する環状の保持器２５とを備える。この例では、外輪２３における転走面２３ａの軸方向両側に鍔２３ｂが設けられているが、外輪２３に代えて、内輪２２における転走面２２ａの軸方向両側に鍔（図示せず）を設けてもよい。

円筒ころ軸受である転がり軸受２１は、使用条件に応じてラジアル内部すきまが調整される。図５は、転動体である円筒ころ２４が、ラジアル内部すきまの大きさに応じて定められた軸受構成部品である場合を示し、図６は、保持器２５が、ラジアル内部すきまの大きさに応じて定められた軸受構成部品である場合を示す。例えば、色の違いにより、ラジアル内部すきまがＣＮすきま（標準すきま）であるもの、ＣＮすきまよりも大きいもの、小さいもの、より一層小さいもの等に区分する。各軸受構成部品２２，２３，２４，２５は、前記アンギュラ玉軸受の場合と同様の材料で作られており、前述したように、円筒ころ２４および保持器２５を複数の色に製造することは容易である。

ラジアル内部すきまの大きさ毎に軸受構成部品である円筒ころ２４または保持器２５の色が定めてあれば、例えば、上記定めに従ってラジアル内部すきまの大きさと円筒ころ２４または保持器２５の色との関係を示す表（図示せず）等を作成しておくことにより、転がり軸受２１を種類別すなわちラジアル内部すきまの大きさ毎に区分して管理することができる。

図７および図８は、この発明の第４の実施形態を示す。これらの転がり軸受３１は深溝玉軸受であって、内輪３２と、外輪３３と、これら内外輪３２，３３の転走面３２ａ，３３ａ間に介在する転動体としての複数のボール３４と、各ボール３４をポケット３５ａ内にそれぞれ保持する環状の保持器３５とを備える。

深溝玉軸受である転がり軸受３１も、使用条件に応じてラジアル内部すきまが調整される。図７は、転動体であるボール３４が、ラジアル内部すきまの大きさに応じて定められた軸受構成部品である場合を示し、図８は、保持器３５が、ラジアル内部すきまの大きさに応じて定められた軸受構成部品である場合を示す。円筒ころ軸受の場合と同様に、色の違いによりラジアル内部すきまの大きさを区分する。各軸受構成部品３２，３３，３４，３５は、前記アンギュラ玉軸受の場合と同様の材料で作られており、前述したように、ボール３４および保持器３５を複数の色に製造することは容易である。

ラジアル内部すきまの大きさ毎に軸受構成部品であるボール３４または保持器３５の色が定めてあれば、例えば、上記定めに従ってラジアル内部すきまの大きさとボール３４または保持器３５の色との関係を示す表（図示せず）等を作成しておくことにより、転がり軸受３１を種類別すなわちラジアル内部すきまの大きさ毎に区分して管理することができる。

図９は、第１の実施形態の転がり軸受１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、アンギュラ玉軸受である２個の転がり軸受１を背面組合せで用い、これらの転がり軸受１により主軸４１の両端を回転自在に支持する。各転がり軸受１の内輪２は、内輪位置決め間座４２および内輪間座４３により位置決めされ、内輪固定ナット４４により主軸４１に締め付け固定されている。外輪３は、外輪位置決め間座４５、外輪間座４６および外輪押え蓋４７によりハウジング４８内に位置決め固定されている。ハウジング４８は、ハウジング内筒４８Ａとハウジング外筒４８Ｂ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４９が設けられている。

主軸４１は、一方の端部４１ａ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、もう一方の端部４１ｂ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４８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。

主軸４１の支持に用いられる転がり軸受１は、工作機械の機種毎に、軸受サイズが同じあっても接触角θが異なることがある。また、工作機械は多数の部品から構成されており、各部品の加工精度や組立精度に僅かな誤差があるため、同じ機種であっても、主軸４１の支持状態が微妙に異なる。そのため、機械毎に、主軸４１を支持する転がり軸受１の仕様を調整する必要がある。例えば、転がり軸受１がアンギュラ玉軸受である場合は、予圧を調整する必要がある。接触角θや予圧量によりボール４または保持器５の色が定められていれば、接触角θや予圧量を容易に識別することができる。そのため、同一サイズで接触角θや予圧量が異なる異種品の混入を防ぐことができる。組立後、転がり軸受１を交換する際にも、適正な接触角θや予圧量の転がり軸受１を組み込むことができる。

図９は主軸４１を支持する転がり軸受１がアンギュラ玉軸受である例であるが、円すいころ軸受（図３、図４）、円筒ころ軸受（図５、図６）、深溝玉軸受（図７、図８）等の他の転がり軸受１１，２１，３１で主軸４１を支持してもよい。また、複数種の転がり軸受を組み合わせて主軸４１を支持してもよい。

円すいころ軸受である転がり軸受１１を使用する場合は、接触角θにより円すいころ１４または保持器１５の色を定めておくことにより、接触角θの識別が容易になる。

円筒ころ軸受である転がり軸受２１を使用する場合は、ラジアル内部すきまの大きさにより円筒ころ２４または保持器２５の色を定めておくことにより、ラジアル内部すきまの大きさの識別が容易になる。

深溝玉軸受である転がり軸受３１を使用する場合も、ラジアル内部すきまの大きさによりボール３４または保持器３５の色を定めておくことにより、ラジアル内部すきまの識別が容易になる。

１，１１，２１，３１…転がり軸受
２，１２，２２，３２…内輪
２ａ，１２ａ，２２ａ，３２ａ…転走面
３，１３，２３，３３…外輪
３ａ，１３ａ，２３ａ，３３ａ…転走面
４，３４…ボール（転動体）
５，１５，２５，３５…保持器
１４…円すいころ（転動体）
２４…円筒ころ（転動体）
４１…主軸
θ…接触角

Claims (10)

1. 内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備えた転がり軸受において、軸受の仕様に応じて定められた色とした軸受構成部品を有する転がり軸受。
2. 請求項１において、前記軸受の仕様が、前記転動体と前記転走面との間の接触角の大きさ、予圧量、およびラジアル内部すきまの大きさの少なくとも一つである転がり軸受。
3. 請求項１または請求項２において、前記軸受の仕様に応じて定められた色とした軸受構成部品が、前記転動体を保持する保持器である転がり軸受。
4. 請求項１または請求項２において、前記軸受の仕様に応じて定められた色とした軸受構成部品が、前記転動体である転がり軸受。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記転動体がセラミック製である転がり軸受。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記転動体を保持する保持器が樹脂製である転がり軸受。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、工作機械主軸の支持に用いられる転がり軸受。
8. 内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備え、前記転動体は前記転走面との間に接触角を有する転がり軸受の種類を管理する方法であって、接触角毎に軸受構成部品の色を定めておき、軸受構成部品をその接触角の大きさに応じて定められた色とする転がり軸受の管理方法。
9. 内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備え、予圧が与えられた転がり軸受の種類を管理する方法であって、予圧量毎に軸受構成部品の色を定めておき、軸受構成部品をその予圧量に応じて定められた色とする転がり軸受の管理方法。
10. 内輪と、外輪と、これら内外輪の各転走面間に介在する転動体とを備え、ラジアル内部すきまを有する転がり軸受の種類を管理する方法であって、ラジアル内部すきまの大きさ毎に軸受構成部品の色を定めておき、軸受構成部品をそのラジアル内部すきまの大きさに応じて定められた色とする転がり軸受の管理方法。

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