JP2012071398A - Spindle device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、スピンドル装置に関し、グリース容器を備えたグリース容器付き転がり軸受装置を、工作機械用のスピンドル装置に適用した技術に関する。 The present invention relates to a spindle device, and more particularly to a technique in which a rolling bearing device with a grease container provided with a grease container is applied to a spindle device for a machine tool.
工作機械用のスピンドル装置に使用される転がり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による方法がある。このグリース潤滑とされる潤滑機能付きの転がり軸受が種々提案されている(特許文献1〜3)。
例えば、図21に示すように、外輪50に隣接して間座51を設け、この間座51の内周にグリース溜まり形成部品52(グリース容器52)を設けたものがある。外輪軌道面50aに続く段差面53を設け、前記グリース溜まり形成部品52の隙間形成片54の先端面の一部を前記段差面53に当接させ、前記先端面と段差面53との隙間から外輪軌道面50aに、グリースの基油を径方向に導くようになっている(特許文献3)。
As a lubrication method for a rolling bearing used in a spindle device for machine tools, there is a grease lubrication method that can be used without maintenance. Various types of rolling bearings with a lubrication function that are used for grease lubrication have been proposed (
For example, as shown in FIG. 21, a
図22に示すように、アンギュラ玉軸受からなる前記転がり軸受を、背面組合せで使用する場合、外輪50のうち、外輪軌道面に対して接触角を成す作用線の偏り側と反対側に、段差面およびグリース容器52を設けなければならない。逆に、接触角を成す作用線の偏り側に、段差面およびグリース容器52を設けると、軌道面を形成できないためである。前記接触角を成す作用線の偏り側と反対側に、段差面およびグリース容器52を設けた場合、一対のアンギュラ玉軸受のうち、加工点に近いスピンドル20の前端側に配置されるアンギュラ玉軸受について、この外輪50の軌道面に対して接触角を成す作用線と主軸20の軸中心L1との交点P1から、前記加工点までの距離が遠くなってしまう。そうすると、スピンドル装置の剛性を高めることが難しく、加工精度の向上を図ることが困難となる。
As shown in FIG. 22, when the rolling bearing formed of an angular ball bearing is used in combination with the back surface, a step is formed on the opposite side of the
一対のアンギュラ玉軸受を、背面組合せで且つ立軸で使用する場合、下側つまり加工点側に近い(スピンドルの前端側に位置する)転がり軸受は、表面張力、毛細管現象等による潤滑は期待できるが、この軸受の下方にグリース溜まり形成部品が配置されるため、グリースの基油が所望の供給量に満たない場合がある。 When a pair of angular contact ball bearings is used in combination with the back and vertical shaft, the rolling bearing near the lower side, that is, the machining point side (located on the front end side of the spindle) can be expected to be lubricated by surface tension, capillary action, etc. Since the grease reservoir forming component is disposed below the bearing, the base oil of the grease may not satisfy the desired supply amount.
なお、図21の従来例では、隙間形成片54の先端面を段差面53に当接させることで、前記隙間を精度良く管理してグリースの基油を供給しているが、次のような問題がある。工作機械主軸用のスピンドル装置の振動等により、隙間形成片54の先端面がフレッティングにより摩耗すると、前記隙間が所望の範囲から外れる場合がある。
In the conventional example of FIG. 21, the
この発明の目的は、スピンドル装置の剛性を高め、加工精度を高めることができると共に、スピンドルの前端側に位置するアンギュラ玉軸受の外輪の軌道面に、グリースの基油を安定して確実に供給することができるスピンドル装置を提供することである。
この発明の他の目的は、スピンドル装置の振動等による隙間形成片のフレッティング摩耗を防止することができるスピンドル装置を提供することである。
The object of the present invention is to increase the rigidity of the spindle device and improve the machining accuracy, and to stably and reliably supply grease base oil to the raceway surface of the outer ring of the angular ball bearing located on the front end side of the spindle. It is to provide a spindle device that can do this.
Another object of the present invention is to provide a spindle device capable of preventing fretting wear of a gap forming piece due to vibration of the spindle device or the like.
この発明のスピンドル装置は、前端が工具またはワークの支持部となるスピンドルを、互いに背面組み合わせでハウジングに設置された複数のアンギュラ玉軸受により支持したスピンドル装置において、前記スピンドルの前端側に位置するアンギュラ玉軸受の後ろ側、且つ、外輪の内周または外輪の隣りに、内部にグリースを溜めたグリース容器を設け、このグリース容器に、前記外輪の軌道面の付近に先端部が位置してグリース容器内のグリースの基油を滲み出させる隙間を形成する隙間形成片を設けたことを特徴とする。 The spindle device according to the present invention is a spindle device in which a spindle whose front end is a support part for a tool or a workpiece is supported by a plurality of angular ball bearings installed in a housing in combination with the back surface, and the angular device located on the front end side of the spindle. A grease container in which grease is accumulated is provided behind the ball bearing and on the inner periphery of the outer ring or next to the outer ring. The grease container has a tip positioned near the raceway surface of the outer ring. A gap forming piece for forming a gap through which the base oil of the grease is oozed is provided.
前記グリース容器内および各アンギュラ玉軸受内には、グリースが初期封入される。スピンドルの前端側に位置するアンギュラ玉軸受において、この軸受の運転停止と運転再開との繰り返しにより、この軸受の後ろ側に位置するグリース容器は、温度の上昇と下降の繰り返しのヒートサイクルにおける運転時の温度上昇により、密閉されたグリース容器内の内部圧力が上昇する。
グリース容器内の内部圧力の上昇により、このグリース容器内のグリース、および同グリース中の基油が隙間形成片の先端部に向けて移動する。その後、前記隙間内に存在するグリース中の毛細管現象により、グリース容器内の基油が、隙間内に存在する増稠剤を通路として経由して隙間形成片の先端部から滲み出される。これと同時に、前記隙間全体の毛細管現象により、グリース容器内のグリースが、隙間形成片の先端部側に移動する。したがって、隙間形成片の先端部から滲み出された基油が、外輪の軌道面に供給される。これにより、外輪の軌道面にグリースの基油を供給し、軸受潤滑に寄与する油量を増加することが可能となる。
Grease is initially sealed in the grease container and each angular ball bearing. In an angular contact ball bearing located on the front end side of the spindle, the grease container located on the rear side of this bearing is repeatedly operated during a heat cycle in which the temperature rises and falls due to repeated operation stop and restart of this bearing. As the temperature rises, the internal pressure in the sealed grease container increases.
As the internal pressure in the grease container increases, the grease in the grease container and the base oil in the grease move toward the tip of the gap forming piece. Thereafter, the base oil in the grease container oozes from the tip of the gap forming piece via the thickener present in the gap due to capillary action in the grease existing in the gap. At the same time, the grease in the grease container moves toward the tip of the gap forming piece due to the capillary phenomenon of the entire gap. Accordingly, the base oil that has oozed out from the tip of the gap forming piece is supplied to the raceway surface of the outer ring. As a result, the base oil of grease is supplied to the raceway surface of the outer ring, and the amount of oil contributing to bearing lubrication can be increased.
また、一対のアンギュラ玉軸受を背面組合せとし、スピンドルの前端側のアンギュラ玉軸受について、この軸受の後ろ側に位置して、外輪の内周または外輪に隣りに、内部にグリースを溜めたグリース容器を設けたため、次のような作用効果を奏する。このスピンドルの前端側のアンギュラ玉軸受について、この外輪の軌道面に対して接触角を成す作用線と主軸の軸中心との交点から、前記加工点までの距離を、従来例のものより短縮することができる。これにより、スピンドル装置の剛性を高め、加工精度を高めることが可能となる。 In addition, a pair of angular contact ball bearings is a rear combination, and the angular contact ball bearing on the front end side of the spindle is located on the rear side of this bearing, and is a grease container in which grease is accumulated inside, adjacent to the inner periphery of the outer ring or the outer ring. The following effects are obtained. With respect to the angular ball bearing on the front end side of the spindle, the distance from the intersection of the line of contact forming the contact angle with the raceway surface of the outer ring and the axis of the main shaft to the machining point is shorter than that of the conventional example. be able to. Thereby, it is possible to increase the rigidity of the spindle device and increase the processing accuracy.
前記スピンドルの後端側に位置するアンギュラ玉軸受の後ろ側、且つ、外輪の内周または外輪の隣りに、内部にグリースを溜めたグリース容器を設け、このグリース容器に、前記外輪の軌道面の付近に先端部が位置してグリース容器内のグリースの基油を滲み出させる隙間を形成する隙間形成片を設けても良い。 A grease container in which grease is stored is provided at the rear side of the angular ball bearing located at the rear end side of the spindle and at the inner periphery of the outer ring or adjacent to the outer ring, and the grease container is provided with a raceway surface of the outer ring. You may provide the clearance gap formation piece which forms the clearance gap where a front-end | tip part is located in the vicinity and the base oil of grease in a grease container oozes out.
このスピンドルの後端側のアンギュラ玉軸受においても、前述のヒートサイクルによるグリース容器内の内部圧力の上昇により、このグリース容器内のグリース、および同グリース中の基油が隙間形成片の先端部に向けて移動する。その後、前記隙間内に存在するグリース中の毛細管現象により、グリース容器内の基油が、隙間内に存在する増稠剤を通路として経由して隙間形成片の先端部から滲み出される。これと同時に、前記隙間全体の毛細管現象により、グリース容器内のグリースが、隙間形成片の先端部側に移動する。したがって、隙間形成片の先端部から滲み出された基油が、外輪の軌道面に連続的に安定して供給される。 Also in the angular ball bearing on the rear end side of this spindle, the internal pressure in the grease container due to the heat cycle described above increases the grease in the grease container and the base oil in the grease at the tip of the gap forming piece. Move towards. Thereafter, the base oil in the grease container oozes from the tip of the gap forming piece via the thickener present in the gap due to capillary action in the grease existing in the gap. At the same time, the grease in the grease container moves toward the tip of the gap forming piece due to the capillary phenomenon of the entire gap. Therefore, the base oil oozed out from the tip of the gap forming piece is continuously and stably supplied to the raceway surface of the outer ring.
前記スピンドルの後端側に位置するアンギュラ玉軸受の後ろ側に位置するグリース容器を設けた場合に、前記複数のアンギュラ玉軸受のうちの、少なくともスピンドルの前端側に位置するアンギュラ玉軸受に対して設けられた前記グリース容器の前記隙間形成片は、前記外輪の軌道面に対して前記グリースの基油を軸方向に供給するものとしても良い。このように隙間形成片は、外輪の軌道面に対して基油を軸方向に供給する構造のため、グリース容器を、外輪の軌道面に対して接触角の成す作用線の偏り側、偏り側の反対側のいずれの側にも配置できる。前記偏り側、反対側のいずれの側にグリース容器を配置する場合でも、同じ形状、寸法で互換性のある外輪を用いることができるため、製造コストの低減を図れる。 When a grease container is provided on the rear side of the angular ball bearing located on the rear end side of the spindle, the angular ball bearing located on at least the front end side of the spindle among the plurality of angular ball bearings. The gap forming piece of the provided grease container may supply the base oil of the grease in the axial direction to the raceway surface of the outer ring. Thus, the gap forming piece has a structure in which the base oil is supplied in the axial direction to the raceway surface of the outer ring. Can be placed on either side of Even when the grease container is arranged on either the biased side or the opposite side, a compatible outer ring having the same shape and size can be used, so that the manufacturing cost can be reduced.
前記グリースの基油を軸方向に供給する場合に、前記複数のアンギュラ玉軸受のうちの、少なくともスピンドルの前端側に位置するアンギュラ玉軸受に対して設けられた前記グリース容器の前記隙間形成片は、軸方向に延び、前記外輪の軌道面に隣接する内周面部分に対して、前記先端部が前記隙間を介して対面するものとしても良い。この場合、従来の外輪軌道面に続く段差面を設けた外輪よりも、外輪の肉厚を大きく確保でき、軸受剛性を高めたものにできる。 When supplying the base oil of the grease in the axial direction, the gap forming piece of the grease container provided with respect to the angular ball bearing located at least on the front end side of the spindle among the plurality of angular ball bearings, The tip portion may face the inner circumferential surface portion extending in the axial direction and adjacent to the raceway surface of the outer ring through the gap. In this case, the wall thickness of the outer ring can be secured larger than that of the conventional outer ring provided with a step surface following the outer ring raceway surface, and the bearing rigidity can be increased.
前記隙間形成片の先端部が、前記隙間を介して外輪の内周面部分に対面する場合に、前記外輪の軌道面に隣接する内周面部分が、前記軌道面の縁に沿って、この軌道面に近づくに従って軌道面の底部へ近づく傾斜を持った環状の傾斜油案内面と、この傾斜油案内面から前記軌道面と反対側に続く円筒面部とでなり、この円筒面部と前記隙間形成片との間で前記隙間を形成するものとしても良い。
この場合、初期封入されたグリースが傾斜油案内面に付着する。この付着が不十分であっても、軸受の運転により、転がり軸受内に初期封入したグリースが、遠心力により飛散し、その一部が傾斜油案内面に付着する。これにより、グリース容器内、傾斜油案内面、および外輪の軌道面の各グリースが繋がる。傾斜油案内面のグリース中の基油が少なくなると、この傾斜油案内面のグリースの増稠剤に対し、前記隙間内に存在するグリース中の毛細管現象により、グリース容器内の基油が、隙間内に存在する増稠剤を通路として経由して隙間形成片の先端部の隙間から滲み出される。これと同時に、前記隙間全体の毛細管現象により、グリース容器内のグリースが、隙間形成片の先端部の隙間から傾斜油案内面に供給される。これと共に、前記ヒートサイクルによるグリース容器内の内部圧力の上昇により、同グリース容器内のグリースの基油が前記隙間から吐出する。以後、このグリースの基油の供給が繰り返し行われる。
また、外輪の円筒面部と隙間形成片との間で前記隙間を形成するため、隙間形成片の先端部が、軸方向に延びて傾斜油案内面の付近に位置することになる。これにより、スピンドル装置に振動等が生じた場合においても、隙間形成片の先端部は、傾斜油案内面の軸方向長さ分、他の部品と離隔して干渉を防止することができる。したがって、隙間形成片の先端部はフレッティングにより摩耗するおそれがなくなる。
When the tip of the gap forming piece faces the inner circumferential surface portion of the outer ring through the gap, the inner circumferential surface portion adjacent to the raceway surface of the outer ring extends along the edge of the raceway surface. An annular inclined oil guide surface having an inclination approaching the bottom of the raceway surface as it approaches the raceway surface, and a cylindrical surface portion continuing from the inclined oil guide surface to the opposite side of the raceway surface, and forming this gap and the gap It is good also as what forms the said clearance gap between pieces.
In this case, the initially charged grease adheres to the inclined oil guide surface. Even if this adhesion is insufficient, the grease initially sealed in the rolling bearing is scattered by centrifugal force due to the operation of the bearing, and a part thereof adheres to the inclined oil guide surface. Thereby, the grease in the grease container, the inclined oil guide surface, and the raceway surface of the outer ring are connected. When the base oil in the grease on the inclined oil guide surface is reduced, the base oil in the grease container is not separated from the thickener of the grease on the inclined oil guide surface due to the capillary phenomenon in the grease existing in the gap. It oozes out from the gap at the tip of the gap forming piece via the thickener present inside. At the same time, the grease in the grease container is supplied from the gap at the tip of the gap forming piece to the inclined oil guide surface due to the capillary phenomenon of the entire gap. At the same time, as the internal pressure in the grease container increases due to the heat cycle, the base oil of the grease in the grease container is discharged from the gap. Thereafter, the supply of the grease base oil is repeated.
Moreover, since the said clearance gap is formed between the cylindrical surface part of an outer ring | wheel, and a clearance gap formation piece, the front-end | tip part of a clearance gap formation piece extends in an axial direction, and is located in the vicinity of an inclination oil guide surface. Thereby, even when vibration or the like occurs in the spindle device, the tip of the gap forming piece can be separated from other components by the length of the inclined oil guide surface in the axial direction to prevent interference. Therefore, there is no possibility that the tip of the gap forming piece is worn by fretting.
前記内周面部分が、傾斜油案内面と円筒面部とでなる場合に、前記隙間形成片は、前記傾斜油案内面の一部まで延びるものであっても良い。この場合、グリース容器内の内部圧力の上昇により、このグリース容器内のグリース、および同グリース中の基油が前記隙間の先端部に向けて移動する。その後、前記隙間内に存在するグリース中の毛細管現象により、グリース容器内の基油が、隙間内に存在する増稠剤を通路として経由して隙間形成片の先端部に溜まる。これと同時に、前記隙間全体の毛細管現象により、グリース容器内のグリースが、隙間形成片の先端部側に移動する。
その後、隙間形成片の先端部に溜まった基油の量が増えてくると、基油がこの先端部で膨らみ、この膨らんだ部分の重量が重くなって、表面張力等では保持できなくなり、隙間形成片から離れて、この基油自体の自重により傾斜油案内面上を軌道面の近くまで落下する。例えば、横軸で使用する場合に、全周のうち、傾斜油案内面が軌道面に対して下り傾斜となる箇所が生じるが、この下り傾斜の箇所では、傾斜油案内面に吐出され付着したグリースの基油が、自重によりこの傾斜面に沿って軌道面の底部側に移動する。この場合、軌道面と傾斜油案内面とにわたってグリースが繋がっていなくても、基油の自重により傾斜油案内面に沿って滑り落ちる。特に、隙間形成片の先端位置を、案内面隣接周面から傾斜油案内面の一部まで軸方向に突出する位置としたため、隙間形成片の先端部で膨らんで落下した基油が、傾斜油案内面の傾斜面に確実に落下し、この傾斜面に沿って円滑に効率良く移動する。このように軌道面と傾斜油案内面とにわたってグリースが繋がっていなくても、グリース基油が前記軌道面に確実に供給される。勿論、軌道面と傾斜油案内面とにわたってグリースが繋がっていても、前記と同様に、グリース基油を前記軌道面に確実に供給することができる。
When the inner peripheral surface portion is composed of the inclined oil guide surface and the cylindrical surface portion, the gap forming piece may extend to a part of the inclined oil guide surface. In this case, as the internal pressure in the grease container increases, the grease in the grease container and the base oil in the grease move toward the tip of the gap. Thereafter, due to capillary action in the grease existing in the gap, the base oil in the grease container accumulates at the tip of the gap forming piece via the thickener present in the gap as a passage. At the same time, the grease in the grease container moves toward the tip of the gap forming piece due to the capillary phenomenon of the entire gap.
After that, if the amount of base oil accumulated at the tip of the gap forming piece increases, the base oil swells at this tip, and the weight of this swelled portion becomes heavy and cannot be held by surface tension etc. Apart from the forming piece, the base oil itself falls on the inclined oil guide surface to the vicinity of the raceway surface by its own weight. For example, when used on the horizontal axis, there is a part of the entire circumference where the inclined oil guide surface is inclined downward with respect to the raceway surface. In this downward inclined part, the oil is discharged and adhered to the inclined oil guide surface. The base oil of grease moves along the inclined surface toward the bottom of the raceway surface by its own weight. In this case, even if the grease is not connected between the raceway surface and the inclined oil guide surface, it slides down along the inclined oil guide surface due to its own weight. Particularly, since the tip position of the gap forming piece is a position that protrudes in the axial direction from the circumferential surface adjacent to the guide surface to a part of the inclined oil guide surface, the base oil that swells and falls at the tip of the gap forming piece is inclined oil. It surely falls on the inclined surface of the guide surface, and moves smoothly and efficiently along this inclined surface. Thus, even if grease is not connected between the raceway surface and the inclined oil guide surface, the grease base oil is reliably supplied to the raceway surface. Of course, even if grease is connected over the raceway surface and the inclined oil guide surface, the grease base oil can be reliably supplied to the raceway surface as described above.
前記各アンギュラ玉軸受に対するグリース容器を外輪の内周に設けても良い。このようにグリース容器を、軸受構成部品である外輪の内周に設けたため、グリース容器を例えば外輪間座の内周に配置する構成と比べて、部品点数の低減を図り、軸受装置全体のコンパクト化を図ることができる。
前記各アンギュラ玉軸受に対するグリース容器を、外輪に隣接する外輪間座の内周に設けても良い。この場合、標準的な外輪幅の素材を用いることができ、製造コストの低減を図れる。
A grease container for each angular ball bearing may be provided on the inner periphery of the outer ring. Since the grease container is provided on the inner periphery of the outer ring as a bearing component in this way, the number of parts is reduced compared to a structure in which the grease container is disposed on the inner periphery of the outer ring spacer, and the entire bearing device is compact. Can be achieved.
A grease container for each angular ball bearing may be provided on the inner periphery of the outer ring spacer adjacent to the outer ring. In this case, a material having a standard outer ring width can be used, and the manufacturing cost can be reduced.
前記アンギュラ玉軸受を4個以上設置し、これらアンギュラ玉軸受は、スピンドルの前端側に、正面側をスピンドル前端側に向けて複数個並べて設置し、スピンドルの後端側に、正面側をスピンドル後端側に向けて複数個並べて設置したものとしても良い。
前記スピンドルは、横立姿勢に設置したものであっても良い。
前記スピンドルは、前端が下向きとなる立姿勢に設置したものであっても良い。この場合、加工点に近いスピンドルの前端側のアンギュラ玉軸受については、この軸受の上方にグリース容器を配置するため、グリース容器内のグリースが自重により隙間形成片の先端部側に円滑に移動する。グリース容器内のグリースの基油も、隙間形成片の先端部の隙間から、基油自体の自重により外輪の軌道面側に移動し易くなる。
Four or more angular ball bearings are installed. These angular ball bearings are arranged side by side on the front end side of the spindle with the front side facing the front end side of the spindle, and the front side is the rear end of the spindle. It is good also as what was installed side by side toward the end side.
The spindle may be installed in a standing posture.
The spindle may be installed in a standing posture with the front end facing downward. In this case, for the angular ball bearing on the front end side of the spindle close to the machining point, since the grease container is disposed above the bearing, the grease in the grease container moves smoothly to the tip end side of the gap forming piece by its own weight. . The base oil of the grease in the grease container is also easily moved from the gap at the tip of the gap forming piece to the raceway side of the outer ring due to its own weight.
この発明のスピンドル装置は、前端が工具またはワークの支持部となるスピンドルを、互いに背面組み合わせでハウジングに設置された複数のアンギュラ玉軸受により支持したスピンドル装置において、前記スピンドルの前端側に位置するアンギュラ玉軸受の後ろ側、且つ、外輪の内周または外輪の隣りに、内部にグリースを溜めたグリース容器を設け、このグリース容器に、前記外輪の軌道面の付近に先端部が位置してグリース容器内のグリースの基油を滲み出させる隙間を形成する隙間形成片を設けた。このため、スピンドル装置の剛性を高め、加工精度を高めることができると共に、スピンドルの前端側に位置するアンギュラ玉軸受の外輪の軌道面に、グリースの基油を安定して確実に供給することができる。
前記隙間形成片の先端部が、前記隙間を介して外輪の内周面部分に対面する場合に、前記外輪の軌道面に隣接する内周面部分が、前記軌道面の縁に沿って、この軌道面に近づくに従って軌道面の底部へ近づく傾斜を持った環状の傾斜油案内面と、この傾斜油案内面から前記軌道面と反対側に続く円筒面部とでなり、この円筒面部と前記隙間形成片との間で前記隙間を形成するものとした場合、スピンドル装置の振動等による隙間形成片のフレッティング摩耗を防止することができる。
The spindle device according to the present invention is a spindle device in which a spindle whose front end is a support part for a tool or a workpiece is supported by a plurality of angular ball bearings installed in a housing in combination with the back surface, and the angular device located on the front end side of the spindle. A grease container in which grease is accumulated is provided behind the ball bearing and on the inner periphery of the outer ring or next to the outer ring. The grease container has a tip positioned near the raceway surface of the outer ring. A gap forming piece for forming a gap for oozing out the base oil of the inner grease was provided. For this reason, the rigidity of the spindle device can be increased, the processing accuracy can be improved, and the grease base oil can be stably and reliably supplied to the raceway surface of the outer ring of the angular ball bearing located on the front end side of the spindle. it can.
When the tip of the gap forming piece faces the inner circumferential surface portion of the outer ring through the gap, the inner circumferential surface portion adjacent to the raceway surface of the outer ring extends along the edge of the raceway surface. An annular inclined oil guide surface having an inclination approaching the bottom of the raceway surface as it approaches the raceway surface, and a cylindrical surface portion continuing from the inclined oil guide surface to the opposite side of the raceway surface, and forming this gap and the gap When the gap is formed between the two pieces, fretting wear of the gap-forming piece due to vibration of the spindle device or the like can be prevented.
この発明の第1の実施形態を図1ないし図7と共に説明する。この実施形態に係る工作機械用のスピンドル装置は、グリース容器を備えたグリース容器付き転がり軸受装置を、用いたものである。先ず、スピンドル装置の全体構成について説明し、以後、スピンドル前端側、後端側のグリース容器付き転がり軸受装置について順次説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The spindle device for a machine tool according to this embodiment uses a rolling bearing device with a grease container provided with a grease container. First, the overall configuration of the spindle device will be described, and then the rolling bearing devices with grease containers on the front end side and the rear end side of the spindle will be sequentially described.
図1(A),(B)に示すように、例えば、図2(A)のアンギュラ玉軸受をスピンドル20(主軸20)の前端側に配置し、図5(A)のアンギュラ玉軸受をスピンドル20の後端側に配置し、これら2個のアンギュラ玉軸受を背面組み合わせでハウジング21に設置している。2個のアンギュラ玉軸受は、スピンドル20の両端を回転自在に支持する。各アンギュラ玉軸受の内輪4は、内輪位置決め間座22,22およびスピンドル20の段部20a,20aにより軸方向に位置決めされ、内輪固定ナット23によりスピンドル20に締め付け固定されている。外輪3は、外輪間座24および外輪押え蓋25,25によりハウジング21内に位置決め固定されている。ハウジング21は、ハウジング内筒21aとハウジング外筒21b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21cが設けられている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, for example, the angular ball bearing of FIG. 2A is arranged on the front end side of the spindle 20 (main shaft 20), and the angular ball bearing of FIG. The two angular ball bearings are arranged on the rear end side of 20 and are installed in the
スピンドル20の前端20bは、工具またはワークの支持部となり、スピンドル20の後端20cは、モータ等の駆動源が図示外の回転伝達機構を介して連結される。モータは、ハウジング21に内蔵しても良い。このスピンドル装置は、例えば、マシニングセンタ、旋盤、フライス盤、研削盤等の各種の工作機械に適用できる。
The
スピンドルの前端側のグリース容器付き転がり軸受装置について、図2乃至図4と共に説明する。
図2(A)に示すように、このグリース容器付き転がり軸受装置は、転がり軸受1と、グリース容器2とを有する。転がり軸受1はアンギュラ玉軸受であり、この図2(A)の例では、グリース容器2は、アキシアル荷重を受ける外輪背面側に設けられる。また、固定側軌道輪である外輪3に対して位置固定に、グリース容器2が軸受空間内に取付けられ、このグリース容器2内にグリースを溜めるように構成されている。後述するように、グリース容器2内のグリースの基油を、固定側軌道輪の軌道面3aに供給するようになっている。
A rolling bearing device with a grease container on the front end side of the spindle will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2A, this rolling bearing device with a grease container has a rolling
転がり軸受1は、内輪4、外輪3、複数の転動体5、保持器6、およびシール7を備え、複数の転動体5は、内外輪4,3の軌道面4a,3a間に介在する。これら転動体5は、円筒状の保持器6により円周方向一定間隔おきに保持されている。内外輪4,3間の軸方向一端つまり軸受正面側の一端は、シール7によって密封されている。
外輪3には、グリース容器2の形成用に幅方向に延びる外輪延長部3bを設けている。この外輪延長部3bは、外輪3の軌道面3aに対して接触角を成す作用線3cの偏り側から、グリース容器2の容量等に応じて幅方向に延びる。
The rolling
The
図2(B)に示すように、外輪3の軌道面3aの同図右側に隣接する内周面部分8は、環状の傾斜油案内面8aと円筒面部8bとでなる。これらのうち傾斜油案内面8aは、外輪3の軌道面3aに対して接触角を成す作用線3cの偏り側に続く位置に設けられる。この傾斜油案内面8aは、外輪3の軌道面3aの縁に沿って、この軌道面3aに近づくに従って軌道面3aの底部に近づく傾斜を持つ。軸受の運転により、転がり軸受1内に初期封入したグリースが、遠心力により飛散し、その一部が前記傾斜油案内面8aに付着するようになっている。円筒面部8bは、前記傾斜油案内面8aから前記軌道面3aと反対側に続く。
As shown in FIG. 2B, the inner
図3に示すように、外輪3の軌道面3aの同図左側に隣接する内周面、つまり傾斜油案内面8aと反対側の内周面には、小径内周面部9を有する。この小径内周面部9は、傾斜油案内面側の内周面部分よりも小径に形成されている。この小径となる小径内周面部9を、保持器6の案内面としている。すなわち保持器6の外周面6aが、小径内周面部9に案内されるようになっている。小径内周面部9に隣接する外輪内周面における端部に外輪シール溝10が形成され、この外輪シール溝10にシール7が嵌合固定されている。
As shown in FIG. 3, a small-diameter inner
図2(A)に示すように、内輪4にも、幅方向に延びる内輪延長部4bを設けている。この内輪延長部4bは、外輪延長部3bおよびグリース容器2の内周側に位置する。前記内輪延長部4bを含む内輪4の全幅寸法は、外輪3の全幅寸法と略同一に規定されている。
内輪4の軌道面4aの同図右側に隣接する内輪外周面4cが形成され、この内輪外周面4cに、段差部4dを介して、前記内輪外周面4cよりも小径となる小径外周面部4eが形成されてる。この小径外周面部4eとグリース容器2との間に所定の径方向隙間δ1が形成され、内輪4とグリース容器2との干渉が防止されるようになっている。図3に示すように、内輪4の軌道面4aの同図左側に隣接する内輪外周面4fにおける端部に内輪シール溝11が形成されている。
As shown in FIG. 2 (A), the
An inner ring outer
グリース容器2等について説明する。
図4に示すように、グリース容器2に、軸方向に延びて先端部12aが前記傾斜油案内面8aの付近に位置する隙間形成片12を設けている。この隙間形成片12の先端部12aに、グリース容器2内のグリースの基油を滲み出させる隙間δ2を形成している。グリース容器2は、外周面側が開口する溝形のグリース容器本体13を有し、このグリース容器本体13は、円筒状の底面部13aと、この底面部13aの軸方向一端縁部から径方向斜め外方に立設する一側壁部13bと、底面部13aの軸方向他端縁部から径方向外方に立設する他側壁部13cとを有する。前記グリース容器本体13における一側壁部13bの外径側端から前記隙間形成片12が軸方向転動体側に延びる。前記一側壁部13bは、内径側端から径方向外方に向かうに従って軸受内側に傾斜する傾斜角度を有する。
The
As shown in FIG. 4, the
外輪3における外輪延長部3bの内周面には、外輪3に対してグリース容器2を位置決めする環状の位置決め用切欠き部14が形成されている。この位置決め用切欠き部14は、外輪延長部3bの内周面における端部に形成され、円筒面状の内周面部14aと、この内周面部14aに続く段部14bとでなる。これら内周面部14aと段部14bとの隅部には、逃がし部14cが環状に設けられている。この位置決め用切欠き部14に、他側壁部13cの外径側端が係合している。位置決め用切欠き部14の内周面部14aに、グリース容器本体13の他側壁部13cの外径側端が嵌合固定されることで、外輪3に対してグリース容器2の径方向位置が位置決めされる。これと共に、位置決め用切欠き部14の段部14bに、前記他側壁部13cの外径側端の内側面が当接することで、外輪3に対してグリース容器2の軸方向位置が位置決めされる。なお内周面部14aと段部14bとの隅部に、逃がし部14cを設けたため、他側壁部13cの外径側端の角部と前記隅部との干渉を防止し得る。これにより、外輪3に対しグリース容器2を正確に位置決めし得る。
An
外輪延長部3bには、グリース容器2内にグリースを封入するグリース封入孔15が形成されている。グリース封入孔15は、径方向に貫通する雌ねじから成る。このグリース封入孔15に螺合してグリース封入孔15を密閉する図示外の雄ねじ部材を設けている。前記外輪延長部3bにグリース封入孔15を設ける構成に代えて、グリース容器本体13の他側壁部13cに、軸方向に貫通するグリース封入孔15を設け、このグリース封入孔15に螺合する雄ねじ部材を設けた構成にしても良い。
The
図2(B)および図4に示すように、隙間形成片12は、外輪3の内周面に対面して、外輪内周面と隙間形成片12の先端部12aとの間に、前記隙間δ2を形成する。すなわち図2(B)に拡大して示すように、隙間形成片12の先端部12aが、軸方向に延びて傾斜油案内面8aの付近に位置し、外輪3の内周面部分8のうちの円筒面部8bと、隙間形成片12の先端部12aとの間に、前記隙間δ2、つまり半径方向の隙間δ2を形成する。また、グリース容器本体13の一側壁部13bの外径側端から隙間形成片12が軸方向転動体側に延び、グリース容器2内のグリースの基油を、外輪3の軌道面3aに対して軸方向に供給する構成となっている。
As shown in FIGS. 2B and 4, the
スピンドルの後端側のグリース容器付き転がり軸受装置について、図5と共に説明する。ここで、図5(A)は、図2に示すグリース容器付き転がり軸受装置を部分的に変更した変更形態に係り、同軸受装置に対し接触角の向きを逆向きとしたグリース容器付き転がり軸受装置の断面図、図5(B)は同軸受装置の要部を拡大して示す断面図である。この図5の例では、グリース容器2は、アキシアル荷重を受けない外輪正面側に設けられる。図5(A)に示すように、外輪延長部3bは、外輪3の軌道面3aに対して接触角を成す作用線3cの偏り側と反対側から、幅方向に延びる。図5(B)に示すように、外輪3の内周面部分8のうち傾斜油案内面8aは、外輪3の軌道面3aに対して接触角を成す作用線3cの偏り側と反対側に続く位置に設けられる。
A rolling bearing device with a grease container on the rear end side of the spindle will be described with reference to FIG. Here, FIG. 5A relates to a modified form in which the rolling bearing device with a grease container shown in FIG. 2 is partially changed, and the rolling bearing with a grease container in which the direction of the contact angle is opposite to that of the bearing device. FIG. 5B is a cross-sectional view showing an enlarged main part of the bearing device. In the example of FIG. 5, the
図5(A)に示すように、内輪4の軌道面4aの同図左側に隣接する、傾斜面から成る内輪カウンタボア4gが形成されている。この内輪カウンタボア4gの端部に内輪シール溝は形成されない。内輪4の軌道面4aの同図右側に隣接する内輪外周面4hが形成され、この内輪外周面4hに、段差部4iを介して、前記内輪外周面4hよりも小径となる小径外周面部4jが形成されてる。その他図2の構成と同一構成となっている。
As shown in FIG. 5A, an inner ring counter bore 4g made of an inclined surface is formed adjacent to the left side of the
次に、グリース容器付き転がり軸受装置の作用効果を主に図6と共に説明する。図6の「+」はグリース中の基油を表すものである。
グリース容器2内および転がり軸受1内には、一般的に、グリースが初期封入される。この初期封入されたグリースが傾斜油案内面8aに付着する。この付着が不十分であっても、軸受の運転により、転がり軸受1内に初期封入したグリースが、遠心力により飛散し、その一部が傾斜油案内面8aに付着する。これにより、グリース容器2内、傾斜油案内面8a、および外輪3の軌道面3aの各グリースが繋がる。また、グリース容器2は前記隙間δ2を除いて密閉される。軸受の運転停止と運転再開との繰り返しによるグリース容器2の温度の上昇と下降の繰り返しのヒートサイクルにおける運転時の温度上昇により、前記密閉されたグリース容器2内の内部圧力が上昇する。
軸受の運転により、外輪3の軌道面3aにあるグリースの基油が少なくなると、この軌道面3aに対し、傾斜油案内面8aのグリース中の基油が供給される。つまり軌道面3aに対し、毛細管現象により傾斜油案内面8aのグリース中の基油のみが供給される。これと共に、例えば、横軸で使用する場合に、全周のうち、傾斜油案内面8aが軌道面3aに対して下り傾斜となる箇所が生じるが、この下り傾斜の箇所では、傾斜油案内面8aに付着したグリースの基油が、自重によりこの傾斜面に沿って軌道面3aの底部側に移動する。このように、傾斜油案内面8aを設け、自重による基油の移動が行われるようにしたため、グリース基油を軌道面3aに安定して確実に供給することができる。
Next, the effect of the rolling bearing device with a grease container will be described mainly with reference to FIG. “+” In FIG. 6 represents the base oil in the grease.
In general, grease is initially sealed in the
When the base oil of the grease on the
傾斜油案内面8aのグリース中の基油が少なくなると、この傾斜油案内面8aのグリースの増稠剤に対し、前記隙間δ2内に存在するグリース中の毛細管現象により、グリース容器内の基油が、隙間δ2内に存在する増稠剤を通路として経由して隙間形成片12の先端部12aの隙間δ2から滲み出される。これと同時に、前記隙間δ2全体の毛細管現象により、グリース容器2内のグリースが、隙間形成片12の先端部12aの隙間δ2から傾斜油案内面8aに供給される。これと共に、前記ヒートサイクルによるグリース容器2内の内部圧力の上昇により、同グリース容器2内のグリースの基油が前記隙間δ2から吐出する。以後、このグリースの基油の供給が繰り返し行われる。
When the base oil in the grease on the inclined
このように外輪3の軌道面3aに、グリースの基油を確実に供給し、軸受潤滑に寄与する油量を増加することができる。また、隙間形成片12の先端部12aが、軸方向に延びて傾斜油案内面8aの付近に位置するため、隙間形成片12の先端部12aは、傾斜油案内面8aの軸方向長さ分、他の部品(この例では転動体5等)と離隔して干渉を防止することができる。したがって、隙間形成片12の先端部12aは、スピンドル装置の振動等に拘わらず、フレッティングにより摩耗するおそれがなくなる。
Thus, the base oil of grease can be reliably supplied to the
図7(A)に示すように、一対のアンギュラ玉軸受を背面組合せとし、スピンドル20の前端側(同図左側)のアンギュラ玉軸受について、この軸受の後ろ側に位置して、外輪3の内周に、内部にグリースを溜めたグリース容器2を設けたため、次のような作用効果を奏する。このスピンドル20の前端側のアンギュラ玉軸受について、この外輪3の軌道面3aに対して接触角を成す作用線3cと主軸20の軸中心L1との交点P1から、前記加工点までの距離L2を、図7(B)に示す従来例のものより短縮することができる。これにより、スピンドル装置の剛性を高め、加工精度を高めることが可能となる。
As shown in FIG. 7A, the pair of angular ball bearings is a rear combination, and the angular ball bearing on the front end side (left side of the figure) of the
図4、図5(A)に示すように、グリース容器本体13の軸受内側の側壁部13cの外径側端が、外輪3の内周面に形成された環状の位置決め用切欠部14に係合するため、次のような作用効果を奏する。グリース容器本体13の側壁部13cの外径側端を、位置決め用切欠部14に係合するだけで、グリース容器2を外輪3に位置決めでき、且つこの軸受装置を簡単に組立てることが可能となる。また、グリース容器2を外輪3に固定する止め環等を不要とでき、部品点数の低減を図れる。
As shown in FIGS. 4 and 5A, the outer diameter side end of the
図2(B)、図5(B)に示すように、隙間形成片12は、外輪3の内周面に対面して、外輪内周面と隙間形成片12の先端部12aとの間に、隙間δ2を形成するものであるため、グリースの基油を前記隙間δ2から軸方向に供給することができる。グリースの基油を径方向ではなく軸方向に供給するため、グリース容器2を、外輪3の軌道面3aに対して接触角の成す作用線3cの偏り側、偏り側の反対側のいずれの側にも配置できる。前記偏り側、反対側のいずれの側にグリース容器2を配置する場合でも、外輪3を兼用することができるため、製造コストの低減を図れる。
また、外輪内周面と隙間形成片12の先端部12aとの間に、前記隙間δ2を形成するため、従来の外輪軌道面に続く段差面を設けた外輪よりも、外輪3の肉厚を大きく確保でき、軸受剛性を高めたものにできる。
As shown in FIGS. 2B and 5B, the
Further, in order to form the gap δ2 between the inner peripheral surface of the outer ring and the
以下、この発明の他の実施形態を説明する。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。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載する場合を除き、先行して説明している形態と同様とする。同一構成の部分からは同一の作用効果を奏する。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。 Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. Portions corresponding to the matters described in the preceding embodiments in each embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping description is omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in advance, unless otherwise specified. From the same configuration, the same effects are obtained. 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8(A)および(B)のグリース容器付き転がり軸受装置は、例えば、図1のスピンドル20の前端側に配置されるものであり、図2(A)および(B)の軸受装置に代えて設けられる。このグリース容器2の隙間形成片12における先端部12aの先端位置12aaは、円筒面部8bから傾斜油案内面8aの一部まで軸方向に突出する。この隙間形成片12の先端部12aに、グリース容器2内のグリースの基油を滲み出させる隙間δ2を形成している。
The rolling bearing device with a grease container shown in FIGS. 8A and 8B is disposed, for example, on the front end side of the
図8(B)に示すように、隙間形成片12は、外輪3の内周面に対面して、外輪3の内周面部分のうちの円筒面部8bと隙間形成片12の先端部12aとの間に、前記隙間δ2を形成する。隙間形成片12の先端部12aの先端位置12aaは、円筒面部8bから傾斜油案内面8aの一部まで軸方向に突出する位置としている。外輪3の内周面部分8のうちの円筒面部8b、および傾斜油案内面8aの一部と、隙間形成片12の先端部12aとの間に、前記隙間δ2、つまり半径方向の隙間δ2を形成する。また、グリース容器本体13の一側壁部13bの外径側端から隙間形成片12が軸方向転動体側に延び、グリース容器2内のグリースの基油を、外輪3の軌道面3aに対して軸方向に供給する構成となっている。
As shown in FIG. 8B, the
ここで、図9(A)は、図8(A)のグリース容器付き転がり軸受装置を部分的に変更した変更形態に係り、同軸受装置に対し接触角の向きを逆向きとしたグリース容器付き転がり軸受装置の断面図、図9(B)は同軸受装置の要部を拡大して示す断面図である。この図9の例では、グリース容器2は、アキシアル荷重を受けない外輪正面側に設けられる。図9(A)に示すように、外輪延長部3bは、外輪3の軌道面3aに対して接触角を成す作用線3cの偏り側と反対側から、幅方向に延びる。図9(B)に示すように、外輪3の内周面部分8のうち傾斜油案内面8aは、外輪3の軌道面3aに対して接触角を成す作用線3cの偏り側と反対側に続く位置に設けられる。
Here, FIG. 9 (A) relates to a modified form in which the rolling bearing device with a grease container of FIG. 8 (A) is partially changed, with the grease container having the contact angle direction opposite to that of the bearing device. A sectional view of the rolling bearing device, FIG. 9B is an enlarged sectional view showing the main part of the bearing device. In the example of FIG. 9, the
図9(A)に示すように、内輪4の軌道面4aの同図左側に隣接する、傾斜面から成る内輪カウンタボア4gが形成されている。この内輪カウンタボア4gの端部に内輪シール溝は形成されない。内輪4の軌道面4aの同図右側に隣接する内輪外周面4hが形成され、この内輪外周面4hに、段差部4iを介して、前記内輪外周面4hよりも小径となる小径外周面部4jが形成されてる。その他図8の構成と同一構成となっている。
As shown in FIG. 9A, an inner ring counter bore 4g made of an inclined surface is formed adjacent to the left side of the
次に、図9のグリース容器付き転がり軸受装置の作用効果を主に図10と共に説明する。
図10(a)に示すように、グリース容器2内および転がり軸受1内には、一般的に、グリースが初期封入される。グリース容器2は前記隙間δ2を除いて密閉される。軸受の運転停止と運転再開との繰り返しによるグリース容器2の温度の上昇と下降の繰り返しのヒートサイクルにおける運転時の温度上昇により、前記密閉されたグリース容器2内の内部圧力が上昇する。
図10(b)に示すように、グリース容器2内の内部圧力の上昇により、このグリース容器2内のグリース、および同グリース中の基油が前記隙間δ2の先端部12aに向けて移動する。その後、前記隙間δ2内に存在するグリース中の毛細管現象により、グリース容器2内の基油が、隙間δ2内に存在する増稠剤を通路として経由して隙間形成片12の先端部12aに溜まる。これと同時に、前記隙間δ2全体の毛細管現象により、グリース容器2内のグリースが、隙間形成片12の先端部12a側に移動する。
Next, the function and effect of the rolling bearing device with a grease container of FIG. 9 will be described mainly with reference to FIG.
As shown in FIG. 10A, grease is generally initially sealed in the
As shown in FIG. 10 (b), the internal pressure in the
その後、図10(c)に示すように、隙間形成片12の先端部12aに溜まった基油の量が増えてくると、基油がこの先端部12aで膨らみ、この膨らんだ部分の重量が重くなって、表面張力等では保持できなくなり、隙間形成片12から離れて、この基油自体の自重により傾斜油案内面8a上を軌道面3aの近くまで落下する。例えば、横軸で使用する場合に、全周のうち、傾斜油案内面8aが軌道面3aに対して下り傾斜となる箇所が生じるが、この下り傾斜の箇所では、傾斜油案内面8aに吐出され付着したグリースの基油が、自重によりこの傾斜面に沿って軌道面3aの底部側に移動する。この場合、軌道面3aと傾斜油案内面8aとにわたってグリースが繋がっていなくても、基油の自重により傾斜油案内面8aに沿って滑り落ちる。特に、隙間形成片12の先端位置12aaを、案内面隣接周面8bから傾斜油案内面8aの一部まで軸方向に突出する位置としたため、隙間形成片12の先端部12aで膨らんで落下した基油が、傾斜油案内面8aの傾斜面に確実に落下し、この傾斜面に沿って円滑に効率良く移動する。このように軌道面3aと傾斜油案内面8aとにわたってグリースが繋がっていなくても、グリース基油が前記軌道面3aに確実に供給される。勿論、軌道面3aと傾斜油案内面8aとにわたってグリースが繋がっていても、前記と同様に、グリース基油を前記軌道面3aに確実に供給することができる。このように、外輪3の軌道面3aに、グリースの基油を確実に供給し、軸受潤滑に寄与する油量を増加することができる。また、隙間形成片12の先端位置12aaを前記のように規定したため、隙間形成片12の先端部12aaが、フレッティングにより摩耗するおそれがなくなる。したがって、前記隙間δ2を精度良く管理でき、例えば、スピンドル装置の振動等に拘わらずグリースの基油を安定供給することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 10 (c), when the amount of the base oil accumulated at the
隙間形成片12は、外輪3の内周面に対面して、外輪3の内周面部分のうちの円筒面部8bと隙間形成片12の先端部12aとの間に、隙間δ2を形成するものであるため、グリースの基油を前記隙間δ2から軸方向に供給することができる。グリースの基油を径方向ではなく軸方向に供給するため、グリース容器2を、外輪3の軌道面3aに対して接触角の成す作用線3cの偏り側、偏り側の反対側のいずれの側にも配置できる。前記偏り側、反対側のいずれの側にグリース容器2を配置する場合でも、外輪3を兼用することができるため、製造コストの低減を図れる。
また、外輪内周面と隙間形成片12の先端部12aとの間に、前記隙間δ2を形成するため、従来の外輪軌道面に続く段差面を設けた外輪よりも、外輪3の肉厚を大きく確保でき、軸受剛性を高めたものにできる。
The
Further, in order to form the gap δ2 between the inner peripheral surface of the outer ring and the
図11(A)のグリース容器付き転がり軸受装置は、外輪3に隣接する外輪間座16を設け、この外輪間座16の内周面に、グリース容器2を設けたものである。図11(B)は、図11(A)の要部の拡大断面図である。この例では、内輪延長部4bに代えて、内輪4に隣接する内輪間座26を設けている。但し、この内輪間座26を設ける構成に代えて、図2(A)と同様に内輪延長部4bを設けた構成にすることも可能である。図11の構成によると、標準的な外輪幅および内輪幅の素材を用いることができ、製造コストの低減を図れる。
In the rolling bearing device with a grease container of FIG. 11A, an
図12は、図11のグリース容器付き転がり軸受装置を部分的に変更した変更形態に係り、同軸受装置に対し接触角の向きを逆向きとしたグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。この図12の構成においても、標準的な外輪幅および内輪幅の素材を用いることができ、製造コストの低減を図れる。 FIG. 12 is a cross-sectional view of a rolling bearing device with a grease container according to a modification in which the rolling bearing device with a grease container of FIG. 11 is partially changed, with the contact angle direction opposite to that of the bearing device. In the configuration of FIG. 12 as well, standard outer ring width and inner ring width materials can be used, and the manufacturing cost can be reduced.
図13(A),(B)のグリース容器付き転がり軸受装置は、隙間形成片12が内周片17と外周片18とでなる2重構造であり、これら内周片17と外周片18との間で、前記隙間δ2を形成するものである。外周片18は、他側壁部13cの外径側の内面部から、外輪間座16の内周面に沿って軸受内側に延びる。この外周片18の先端部は、外輪内周面の端部に設けられた環状の位置決め用切欠き部14に、嵌合して位置決めされる。位置決め用切欠き部14の内周面部14aに、外周片18の先端部における外径側端が嵌合固定されることで、外輪3に対してグリース容器2の径方向位置が位置決めされる。これと共に、位置決め用切欠き部14の段部14bに、外周片18の先端部における軸方向先端面が当接することで、外輪3に対してグリース容器2の軸方向位置が位置決めされる。
The rolling bearing device with a grease container of FIGS. 13A and 13B has a double structure in which the
このように外周片18が、位置決め用切欠き部14に嵌合して位置決めされた状態で、外周片18の内周面部分の円筒面部8bと、内周片17の外周面との間に半径方向の隙間δ2を形成する。前記外周片18の内周面部分の円筒面部8bから、傾斜油案内面8aを介して軌道面3aが続く。
この場合、グリース容器2内にグリースを封入したものを、グリース容器単独で容易に取扱うことができる。したがって、グリースを封入したグリース容器2を、転がり軸受1に位置固定に組み立てることができる。この場合、グリース容器付き転がり軸受装置の組立て後のグリース封入作業を省略できるため、作業工数の低減を図れる。
With the outer
In this case, the
図14は、図13のグリース容器付き転がり軸受装置を部分的に変更した変更形態に係り、同軸受装置に対し接触角の向きを逆向きとしたグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。この図14の構成においても、グリース容器2内にグリースを封入したものを、グリース容器単独で容易に取扱うことができ、グリースを封入したグリース容器2を、転がり軸受1に位置固定に組み立てることができる。この場合、グリース容器付き転がり軸受装置の組立て後のグリース封入作業を省略できるため、作業工数の低減を図れる。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a rolling bearing device with a grease container according to a modification in which the rolling bearing device with a grease container of FIG. 13 is partially changed, with the contact angle direction opposite to that of the bearing device. In the configuration of FIG. 14 as well, a
図15のグリース容器付き転がり軸受装置は、グリース容器2内の前記隙間δ2からなる出口に対する底部の全周にわたり、圧縮気体が封入された気体封入袋19を設け、前記グリース容器2内に、グリース初期封入状態で、前記気体封入袋19を袋内の気圧に抗して収縮させた状態にグリースを封入している。この場合、軸受運転時の温度上昇により、気体封入袋19内の圧縮空気が膨張し、これによりグリース容器2内に封入されたグリースが前記隙間δ2側に押し出される。これと共に、前記毛細管現象およびヒートサイクルにより、グリース容器2内のグリースの基油が前記隙間δ2から安定して滲み出される。
The rolling bearing device with a grease container in FIG. 15 is provided with a gas-filled
図16に示すように、アンギュラ玉軸受を4個以上(この例では4個)設置し、これらアンギュラ玉軸受は、スピンドル20の前端側に、正面側をスピンドル前端側に向けて複数個(この例では2個)並べて設置し、スピンドル20の後端側に、正面側をスピンドル後端側に向けて複数個(この例では2個)並べて設置したスピンドル装置であっても良い。
As shown in FIG. 16, four or more angular ball bearings (in this example, four) are installed, and a plurality of these angular ball bearings are provided with the front end side of the
図17のスピンドル装置は、図示外のモータ等の駆動源が回転伝達機構27を介して連結される、いわゆるベルト駆動式のスピンドル装置である。スピンドル20の前端側に3個のアンギュラ玉軸受が設けられ、スピンドル20の後端側に複列円筒ころ軸受28が設けられている。この場合、図1のスピンドル装置等よりも剛性を高め、スピンドル20の高速化を図れる。
The spindle device of FIG. 17 is a so-called belt-driven spindle device in which a drive source such as a motor (not shown) is connected via a
図18のスピンドル装置は、モータ29をハウジング21内に内蔵した、いわゆるビルトインモータ駆動式のスピンドル装置である。スピンドル20に、モータ29のロータ29aが取付けられ、ハウジング21にこのモータ29のステータ29bが取り付けられている。ロータ29aは永久磁石等からなり、ステータ29bはコイルおよびコア等からなる。スピンドル20の前端側に4個のアンギュラ玉軸受が設けられ、スピンドル20の後端側に円筒ころ軸受30が設けられている。この場合、図1や図17のスピンドル装置等よりも高速化を図れる。
The spindle device shown in FIG. 18 is a so-called built-in motor drive type spindle device in which a
図19および図20に示すように、立型のスピンドル装置に、一対のアンギュラ玉軸受を背面組合せとして使用する場合、加工点に近い側に配置されるアンギュラ玉軸受については、この軸受の上方にグリース容器2を配置するため、グリース容器2内のグリースが自重により隙間形成片12の先端部12a側に円滑に移動する。グリース容器2内のグリースの基油も、隙間形成片12の先端部12の隙間δ2から、基油自体の自重により傾斜油案内面8aに移動し易くなる。傾斜油案内面8aのグリース中の基油も、基油自体の自重により、外輪軌道面3aまたは転動体5に移動し易くなる。このように加工点に近い側に配置されるアンギュラ玉軸受において、外輪軌道面3aにグリースの基油をより確実に供給することができる。加工点から遠い側に配置されるアンギュラ玉軸受についても、この軸受の上方にグリース容器2を配置するため、加工点に近い側のアンギュラ玉軸受と同様に、外輪軌道面3aにグリースの基油をより確実に供給することができる。
As shown in FIGS. 19 and 20, when a pair of angular ball bearings are used as a rear combination in a vertical spindle device, the angular ball bearings arranged on the side closer to the processing point are located above the bearings. Since the
1…転がり軸受
2…グリース容器
3…外輪
3a…軌道面
8…内周面部分
8a…傾斜油案内面
8b…円筒面部
12…隙間形成片
16…外輪間座
20…スピンドル
21…ハウジング
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記スピンドルの前端側に位置するアンギュラ玉軸受の後ろ側、且つ、外輪の内周または外輪の隣りに、内部にグリースを溜めたグリース容器を設け、このグリース容器に、前記外輪の軌道面の付近に先端部が位置してグリース容器内のグリースの基油を滲み出させる隙間を形成する隙間形成片を設けたことを特徴とするスピンドル装置。 In a spindle device in which a spindle whose front end is a support part for a tool or a workpiece is supported by a plurality of angular ball bearings installed in a housing in combination with the back side,
A grease container in which grease is stored is provided behind the angular ball bearing located on the front end side of the spindle and on the inner periphery of the outer ring or next to the outer ring, and in the vicinity of the raceway surface of the outer ring. A spindle device characterized in that a gap forming piece is provided in which a tip portion is positioned to form a gap through which the base oil of grease in the grease container oozes out.
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- 2010-09-29 JP JP2010219105A patent/JP2012071398A/en active Pending
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