JP2013213553A - 転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 転がり軸受装置は、転がり軸受Ｂｒと、給排油機構Ｋｕとを備える。給排油機構Ｋｕは、内輪延長部６の外周面に設けられた内輪円周溝８と、外輪間座７に設けられた給油路９と、外輪間座７に設けられた排油口１０と、抑制弁Ｓとを有する。抑制弁Ｓは、外輪間座７における外輪２に隣接する間座端面と、軸受における間座端面に臨む軸受端部との隣合う面に設けられて、外輪間座７の内周面と内輪１の外周面との間のすきまδ１を通って、軸受空間Ａ１内に浸入する潤滑油の油量を抑制する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、工作機械主軸を回転自在に支持する転がり軸受装置に関し、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置に関する。

軸受の冷却と、軸受に対する潤滑油の給排油を行う機構を有する潤滑装置が提案されている（特許文献１）。この潤滑装置では、図１６に示すように、内輪端面に接する内輪間座５０を設け、外輪端面に接する潤滑油導入部材５１を設けている。内輪５２のうち前記内輪端面から内輪軌道面に繋がる斜面に円周溝５３を設けると共に、前記潤滑油導入部材５１にノズル５４を設け、このノズル５４から前記円周溝５３内に軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を吐出するようになっている。

特開２００８−２４０９４６号公報

図１６の構造では、軸受内へ多量の潤滑油が浸入し軸受内で潤滑油が滞留すると、攪拌抵抗が増加し、軸受の温度が上昇して、高速回転が不可能となる場合がある。

ここで本件出願人は、図１７に示す転がり軸受装置を提案している。同図に示すように、内輪１には、軸方向に延びる内輪延長部６を設け、外輪２に隣接し且つ内周面が内輪延長部６に対向する間座７を設けている。この場合、軸受運転時、以下の(1)〜(5)のように潤滑油が軸受内部に浸入する。同図における矢符は潤滑油の流れを示す。
(1) 潤滑油を給油路９から供給する。
(2) 潤滑油が内輪円周溝８に当たる。
(3) 潤滑油は、回転中の内輪１から遠心力を受けて、間座７の内周面７ａに当たる。
(4) 潤滑油は、内輪延長部６の外周面と、間座７の内周面との径方向すきまから軸受内に浸入する。このとき転がり軸受装置を例えば立軸の支持に用いる場合には、内周面７ａに当たった潤滑油が、排油口に向かうまでの経路途中で重力等の作用により、排油口であまり排出されずに軸受内に多量に浸入する場合がある。
(5) このように潤滑油が多量に浸入すると、軸受内に潤滑油が滞留する。この滞留した潤滑油が軸受の発熱の原因となり、高速運転が不可能となる。

この発明の目的は、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる転がり軸受装置を提供することである。

この発明の転がり軸受装置は、内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、前記内輪に軸方向に延びる内輪延長部を設けると共に、外輪に隣接し且つ内周面が前記内輪延長部に対向する外輪間座を設け、前記給排油機構は、内輪延長部の外周面に設けられた内輪円周溝と、前記外輪間座に設けられ、潤滑油を前記内輪円周溝へ向けて吐出する給油口を有する給油路と、前記外輪間座に設けられ、前記給油口とは異なる円周方向位置で内輪円周溝に連通し、潤滑油を排出する排油口と、前記外輪間座における外輪に隣接する間座端面と、軸受における前記間座端面に臨む軸受端部との隣合う面に設けられて、外輪間座の内周面と内輪の外周面との間のすきまを通って、内外輪の軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制する抑制弁とを有することを特徴とする。

この構成によると、軸受運転時、外輪間座の給油路から潤滑油を供給すると、内輪延長部の外周面の内輪円周溝に沿って潤滑油が流れる。これにより軸受を冷却する。軸受を冷却した油は、外輪間座の排油口から排出される。また内輪円周溝に供給された潤滑油は、遠心力を受け、外輪間座の内周面に衝突する。この衝突した潤滑油の一部は、外輪間座の内周面と内輪の外周面との間のすきまから軸受空間内に浸入しようとする。但し、外輪間座の前記間座端面と前記軸受端部との隣合う面に抑制弁を設けたため、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制することができる。抑制弁によって多量の潤滑油が軸受空間内に浸入することを防ぐことができる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速回転を可能とすることができる。

前記内輪の外周面における、前記すきまよりも軸受側に円周溝を設け、この円周溝と抑制弁とでラビリンス構造を成すものとしても良い。前記ラビリンス構造により、軸受空間内への潤滑油の浸入をさらに抑制することができる。
前記抑制弁の先端部に、径方向内方に延びる径方向のリップと、軸方向に延びる軸方向のリップとをそれぞれ設け、前記径方向のリップと前記円周溝の溝底面との間に径方向すきまを設け、前記軸方向のリップと前記円周溝の溝側面との間に軸方向すきまを設けたものとしても良い。この場合、軸受空間内への潤滑油の浸入を、径方向すきまと軸方向すきまとでさらに抑制することができる。

前記抑制弁が、弾性体またはゴムから成るものとしても良い。
前記抑制弁の先端部に、内輪に軽接触するリップを設けたものとしても良い。このリップは軸受運転中、常に潤滑油にさらされているため、前記リップの摩耗は抑制される。このリップは内輪に軽接触しているため、このリップ先端と内輪との間から軸受空間内への潤滑油の浸入が阻止される。
前記抑制弁には、軸受空間内へ潤滑油を供給する孔が設けられているものであっても良い。軸受潤滑に必要な潤滑油は、前記孔から軸受空間内に供給される。
前記抑制弁の前記孔を２箇所以上設けたものであっても良い。
前記孔を円周方向に沿って等間隔に配設したものであっても良い。これらの場合、軸受への潤滑をより確実に行うことができる。

前記外輪間座の排油口に、潤滑油の内輪円周溝に沿う流れを規制する障壁を設けたものであっても良い。この場合、内輪の回転に伴い内輪円周溝に沿って流れる潤滑油は、障壁に当たり、排油口に回収され易くなる。これにより、潤滑油が軸受内部に滞留することを抑制することができ、したがって、軸受内部の攪拌抵抗の増加を防止し得る。
前記障壁を、外輪間座の排油口における周方向長さの中央部に配設したものであっても良い。この場合、軸受が正回転する場合に、内輪円周溝に沿って正回転方向に流れる潤滑油を前記障壁で規制し、排油口に円滑に導くことができる。軸受が逆回転する場合にも、内輪円周溝に沿って逆回転方向に流れる潤滑油を前記障壁で規制し、排油口に円滑に導くことができる。

前記障壁は、内輪延長部における内輪円周溝の底面付近まで延びる延在部を含むものとしても良い。この場合、内輪円周溝に沿って流れる潤滑油を、障壁により確実に衝突させることができる。これにより、延在部がない障壁に比べて、排油口から回収される潤滑油の回収効率を高めることができる。
前記障壁は、潤滑油の流れ方向に応じて可動する弁構造であっても良い。この場合、軸受の正回転、逆回転にかからわず、潤滑油の流れ方向に応じて障壁を可動させて、潤滑油を排油口に円滑に導くことができる。

前記障壁は、排油口における半径方向内方の円周方向一側部から、半径方向外方の開口縁に向かうに従って、前記排油口における周方向長さの中央部に至るように傾斜する傾斜部を含むものであっても良い。この場合、潤滑油が傾斜部に沿って円滑に流れるため、排油口から回収される潤滑油の回収効率の向上を図ることができる。
前記障壁は、排油口にて軸方向に並ぶ２つの壁部を有し、各壁部は、排油口における半径方向内方の円周方向一側部から、前記排油口における半径方向外方の円周方向他側部に至るようにそれぞれ傾斜すると共に、これら軸方向に並ぶ２つの壁部が互いに交差するように設けられるものであっても良い。この場合、軸受の正回転、逆回転にかからわず、潤滑油がいずれか一方の壁部に沿って円滑に流れるため、排油口から回収される潤滑油の回収効率の向上を図ることができる。
前記いずれかの転がり軸受装置は、工作機械主軸の支持に用いられるものであっても良い。

この発明の転がり軸受装置は、内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、前記内輪に軸方向に延びる内輪延長部を設けると共に、外輪に隣接し且つ内周面が前記内輪延長部に対向する外輪間座を設け、前記給排油機構は、内輪延長部の外周面に設けられた内輪円周溝と、前記外輪間座に設けられ、潤滑油を前記内輪円周溝へ向けて吐出する給油口を有する給油路と、前記外輪間座に設けられ、前記給油口とは異なる円周方向位置で内輪円周溝に連通し、潤滑油を排出する排油口と、前記外輪間座における外輪に隣接する間座端面と、軸受における前記間座端面に臨む軸受端部との隣合う面に設けられて、外輪間座の内周面と内輪の外周面との間のすきまを通って、内外輪の軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制する抑制弁とを有するため、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる。

この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。 同転がり軸受装置の要部の断面図である。 同転がり軸受装置における図２のＡ部の拡大図である。 同転がり軸受装置における潤滑油の流れを示す平面図である。 この発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。 （Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の平面図、（Ｂ）は同図７（Ａ）のVII(B) - VII(B) 線端面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の平面図である。 （Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置において、内輪が同図反時計回りに回転するときの状態を表す要部の平面図、（Ｂ）は、同内輪が同図時計回りに回転するときの状態を表す要部の平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の外輪間座の斜視図である。 同外輪間座の要部を内径側から拡大して示す斜視図である。 同外輪間座の要部の平面図である。 この発明のいずれかの実施形態に係る転がり軸受装置を、工作機械主軸を支持する転がり軸受に適用した例を示す概略断面図である。 従来例の転がり軸受の潤滑装置の要部の断面図である。 潤滑油が軸受内部へ浸入する参考提案例を示す要部の断面図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１に示すように、この実施形態に係る転がり軸受装置は、転がり軸受Ｂｒと、給排油機構Ｋｕとを備えている。
図２に示すように、転がり軸受Ｂｒは、内外輪１，２である一対の軌道輪と、内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在する複数の転動体３と、これら転動体３を保持するリング状の保持器４とを有する。この転がり軸受はアンギュラ玉軸受からなり、転動体３として、鋼球やセラミックス球等からなる玉が適用される。

内輪１は、内輪本体部５と、この内輪本体部５から一体に延びる内輪延長部６とを有する。この例では、内輪延長部６は、内輪本体部５の軌道面１ａに対し接触角を成す作用線Ｌの偏り側から幅方向に延びる。内輪本体部５は、軸受としての必要な強度を満たすと共に、例えば、軸受の呼び番号毎に定められる主要寸法である内輪内径寸法および幅寸法に設けられる。但し、これら内輪内径寸法および幅寸法に必ずしも限定されるものではない。内輪本体部５における外周面の中央部に軌道面１ａが形成されている。内輪本体部５の外周面のうち、軌道面１ａにそれぞれ繋がる両側の外周面は、平坦な外径面に形成されている。内輪延長部６は、内輪本体部５よりも軸方向に突出した部分であり、具体的には、例えば、外輪２の端面２ｄよりも軸方向に突出する部分である。この内輪延長部６には、軸受空間Ａ１と内輪円周溝８とを区画し、且つ、後述の円周溝６ａを形成する区画壁Ｂ１が設けられている。なお、内輪延長部６の外周面における、区画壁Ｂ１の外周面とは軸方向逆側の外周面と、この外周面に対向する外輪間座７の内周面との間には、例えば、隣接する軸受等に潤滑油が漏洩することを抑制する径方向のすきまδ３を設けている。

外輪２の軌道面２ａの軸方向両側に、外輪内径面２ｂと、斜面状のカウンタボア２ｃとがそれぞれ形成されている。前記外輪内径面２ｂに保持器４が案内されるように構成されている。

図１に示すように、給排油機構Ｋｕは、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する機構である。外輪２に隣接して外輪間座７を設け、この外輪間座７の内周面を、内輪延長部６の外周面に対向させている。給排油機構Ｋｕは、内輪円周溝８と、給油路９と、径方向のすきまδ１と、排油口１０と、抑制弁としての抑制弁Ｓとを有する。前記内輪円周溝８は、内輪延長部６の外周面に設けられている。

図１左側に示すように、外輪間座７のうち円周方向の一部に、潤滑油を内輪円周溝８へ向けて吐出する給油口１８を有する給油路９が形成されている。この給油路９は、外輪間座７の外周面から、径方向に貫通する段付きの貫通孔状に形成されている。図４に示すように、給油路９から供給された潤滑油は、給油口１８から吐出されて内輪円周溝８に供給される。この潤滑油は、内輪円周溝８に沿って、内輪１の回転方向Ｌ１と同一方向に進み、軸受の冷却に供される。冷却に供された潤滑油は、排油口１０および後述の切欠部１３から排出される。

外輪間座７のうち、前記給油路９とは異なる円周方向位置には、潤滑油を外部に排出する排油口１０が形成されている。排油口１０は、図１右側に示すように、外輪間座７の外周面から径方向に貫通して内輪円周溝８に連通するように形成されている。図４に示すように、給油路９に対し、排油口１０の位相が所定の位相角度α（この例ではα＝２７０度）となるように設けられている。

図３に示すように、径方向のすきまδ１は、内輪延長部６の外周面のうち内輪円周溝８よりも軸受側に形成される外周面と、外輪間座７の内周面との間に設けられる。換言すれば、内輪延長部６における区画壁Ｂ１の外周面と、外輪間座７の内周面との間に、径方向のすきまδ１が設けられる。潤滑油は、すきまδ１、および、抑制弁Ｓと円周溝６ａとの間の径方向すきまδ２を通って内外輪１，２の軸受空間Ａ１内に導入される。

抑制弁Ｓは、軸受空間Ａ１内に浸入する潤滑油の油量を抑制するものである。この抑制弁Ｓは、外輪間座７における外輪２に隣接する間座端面と、軸受における前記間座端面に臨む軸受端部との隣合う面に設けられる。この例では、間座端面における内周部分に、段差を成す環状凹み部７ａが形成され、この環状凹み部７ａに抑制弁Ｓが嵌合固定されている。抑制弁Ｓは、弾性体またはゴムから成り、断面略矩形状の基端部Ｓａと、この基端部Ｓａの内周縁から半径方向内方に延びるリップＳｂとを有する。これら基端部ＳａとリップＳｂとが図示外の金型により一体に形成される。外輪間座７の前記環状凹み部７ａに基端部Ｓａが嵌合され、基端部ＳａおよびリップＳｂが軸受空間Ａ１内に入り込むことを阻止している。

内輪延長部６の区画壁Ｂ１における、前記すきまδ１よりも軸受側に円周溝６ａを設け、この円周溝６ａと抑制弁Ｓとでラビリンス構造を成す。円周溝６ａは、溝底面６ａａと、この溝底面６ａａの軸方向両側縁にそれぞれ繋がる溝側面６ａｂ，６ａｃとで成り、一方の溝側面６ａｂが前記すきまδ１に繋がり、他方の溝側面６ａｃが内輪本体部６の外周面に繋がる。一方の溝側面６ａｂは、径方向内方（溝底面６ａａ）に向かうに従って内輪本体部側に至るように傾斜する断面形状に形成され、他方の溝側面６ａｃは、径方向外方に向かうに従って内輪本体部側に至るように傾斜する断面形状に形成されている。

前記リップＳｂと円周溝６ａにおける溝底面６ａａとの間には、径方向すきまδ２が設けられている。したがって、内輪円周溝８から、すきまδ１、δ２を順次、通過した潤滑油のみが、軸受空間Ａ１内に浸入する。すきまδ１だけでなく抑制弁Ｓにより径方向すきまδ２を設けたことにより、軸受空間Ａ１内に浸入する潤滑油の油量を抑制し得る。このように抑制弁Ｓを設けたことで、多量の潤滑油が軸受空間Ａ１内に浸入することを防止し得る。前記「多量の潤滑油」とは、潤滑油が攪拌抵抗となって、例えば、実験やシミュレーション等により定められる温度以上に軸受が温度上昇するような潤滑油の油量を言う。

図２に示すように、固定側の軌道輪である外輪２には、軸受内で潤滑に供された潤滑油を軸受外に排出する切欠部１３が設けられている。外輪２における、外輪間座７が設けられる側とは軸方向逆側の外輪端面に、切欠部１３が設けられている。この切欠部１３を、図４に示すように、内輪１の回転方向Ｌ１に沿う、給油路９と排油口１０との間に配設している。この例では、切欠部１３は、例えば、給油路９に対し９０度の位相角度をもって配設され、且つ、排油口１０に対し１８０度の位相角度をもって配設されている。

作用効果について説明する。
図１に示すように、軸受運転時、外輪間座７の給油路９から潤滑油を供給すると、内輪延長部６の外周面の内輪円周溝８に沿って潤滑油が流れる。これにより軸受を冷却する。軸受を冷却した油は、外輪間座７の排油口１０から排出される。また内輪円周溝８に供給された潤滑油は、遠心力を受け、外輪間座７の内周面に衝突する。この衝突した潤滑油の一部は、外輪間座７の内周面と内輪延長部６の外周面との間のすきまδ１、径方向すきまδ２を順次通って軸受空間Ａ１内に浸入する。軸受空間Ａ１内で潤滑に供された潤滑油は、切欠部１３から軸受外に排出される。

以上説明したように前記すきまδ１だけでなく抑制弁Ｓにより径方向すきまδ２を設けたことにより、軸受空間Ａ１内に浸入する潤滑油の油量を抑制し得る。このように抑制弁Ｓを設けたことで、多量の潤滑油が軸受空間Ａ１内に浸入することを防止し得る。内輪１の外周面における、前記すきまδ１よりも軸受側に円周溝６ａを設け、この円周溝６ａと抑制弁Ｓとでラビリンス構造を成すものとしたため、ラビリンス構造のない構成のものより、軸受空間Ａ１内への潤滑油の浸入をさらに抑制することができる。

他の実施形態について説明する。
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。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。
図５に示すように、抑制弁Ｓの先端部に、径方向内方に延びる径方向のリップＳｂと、軸方向に延びる軸方向のリップＳｃとをそれぞれ設けた構成にしても良い。これらリップＳｂ，Ｓｃにより断面Ｌ字形状に形成される。前記径方向のリップＳｂと円周溝６ａの溝底面６ａａとの間に径方向すきまδ２を設け、前記軸方向のリップＳｃと円周溝６ａの溝側面６ａｂとの間に軸方向すきまδ４を設けている。この場合、軸受空間Ａ１内への潤滑油の浸入を、径方向すきまδ２と軸方向すきまδ４でさらに抑制することができる。

図６に示すように、抑制弁Ｓの先端部に、内輪延長部６における一方の溝側面６ａｂに軽接触するリップＳｄを設けても良い。この例の抑制弁Ｓは、基端部Ｓａと、リップ本体ＳＬとを有する。リップ本体ＳＬの先端部分に、径方向内方に延びる非接触のリップＳｂと、軸方向に延びる軽接触のリップＳｄとが分岐して断面Ｌ字形状に設けられている。リップ本体ＳＬの基端部分は、基端部Ｓａの軸方向厚さｔ１よりも薄肉で、且つ、各リップＳｂ，Ｓｄの厚みよりも厚肉に形成されている。リップ本体ＳＬの基端部分には、軸受空間Ａ１内に潤滑油を供給する孔ｈａが２箇所以上設けられている。これら孔ｈａは、円周方向に沿って等間隔に配設されている。但し、複数の孔ｈａを不等間隔に配設することも可能である。軸受空間Ａ１内に浸入させるべき潤滑油の油量により、各孔ｈａの直径寸法および孔ｈａの個数が定められる。

この構成によると、軽接触のリップＳｄは軸受運転中、常に潤滑油にさらされているため、前記リップＳｄの摩耗は抑制される。このリップＳｄは内輪１の溝側面６ａｂに軽接触しているため、このリップ先端と内輪１との間から軸受空間Ａ内への潤滑油の浸入が阻止される。軸受潤滑に必要な潤滑油は、前記リップ本体ＳＬの基端部分に設けた孔ｈａから軸受空間Ａ１内に供給される。また複数の孔ｈａを円周方向に沿って等間隔に配設したため、軸受への潤滑をより確実に行うことができる。

図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、外輪間座７の排油口１０に、潤滑油の内輪円周溝８に沿う流れを規制する障壁１４を設けても良い。この障壁１４は、外輪間座７の排油口１０における周方向長さＬａの中央部に配設される半径方向に延びる矩形板状である。障壁１４は、排油口１０の開口縁から、同排油口１０における半径方向内周付近まで延びる。この障壁１４によると、内輪１の回転に伴い内輪円周溝８に沿って流れる潤滑油は、障壁１４に当たり、排油口１０に回収され易くなる。これにより、潤滑油が軸受内部に滞留することを抑制することができ、したがって、軸受内部の攪拌抵抗の増加を防止し得る。また、障壁１４を、外輪間座７の排油口１０における周方向長さＬａの中央部に配設したため、軸受が正逆回転いずれの場合にも、内輪円周溝８に沿って潤滑油を前記障壁１４で規制し、排油口１０に円滑に導くことができる。

図８に示すように、障壁１４は、内輪延長部６における内輪円周溝８の底面付近まで延びる延在部１４ａを含むものとしても良い。この場合、内輪円周溝８に沿って流れる潤滑油を、障壁１４により確実に衝突させることができる。これにより、延在部１４ａがない障壁に比べて、排油口１０から回収される潤滑油の回収効率を高めることができる。

図９に示すように、障壁１４Ａをテーパ形状にしても良い。この例の障壁１４Ａは、例えば、三角柱形状からなり、排油口１０における半径方向内方の円周方向両側部から、半径方向外方の開口縁に向かうに従って、前記排油口１０における周方向長さＬａの中央部Ｐ１に至るように傾斜する傾斜部１４Ａａ，１４Ａａを含む。前記中央部Ｐ１を通る半径方向に対する各傾斜部１４Ａａ，１４Ａａの傾斜角度α１，α１は、同一角度に設定され、且つ、排油の回収を阻害しない角度に規定される。一方の傾斜部１４Ａａの半径方向内方側の端部と、他方の傾斜部１４Ａａの半径方向内方側の端部との距離Ｌｂは、この障壁１４Ａを排油口１０の外径方向から挿入して組み立てる組立性から、排油口１０の周方向長さ（幅寸法）Ｌａと略同一とされている。これら両端部を結ぶ辺が、外輪間座７における前記中央部Ｐ１を通る接線と平行になるように傾斜部１４Ａａ，１４Ａａが設けられる。

この構成によると、潤滑油が傾斜部１４Ａａに沿って円滑に流れるため、排油口１０から回収される潤滑油の回収効率の向上を図ることができる。また各傾斜部１４Ａａにより、軸受が正逆回転いずれの場合にも、内輪円周溝８に沿って潤滑油を、傾斜部１４Ａａに沿って円滑に流し排油口１０に円滑に導くことができる。

図１０の例は、図９と同様に、障壁１４Ｂをテーパ形状にした例であるが、障壁１４Ｂを２分割構造とすることにより、一方の傾斜部１４Ｂａの半径方向内方側の端部と、他方の傾斜部１４Ｂａの半径方向内方側の端部との距離Ｌｂを、排油口１０の周方向長さＬａよりも大きくしている。各傾斜部１４Ｂａの端部は、それぞれ内輪延長部６における内輪円周溝８の底面付近まで延びる。このように障壁１４Ｂが内輪延長部６と外輪間座７とにまたがる場合には、障壁１４Ｂは組立性を考慮し排油口１０の外径方向から挿入されるため、排油口１０の幅寸法＜前記距離Ｌｂとすると、障壁１４Ｂを２分割以上の構造にしないと成立しない。図１０の例では、各傾斜部１４Ｂａ，１４Ｂａの端部間の距離Ｌｂ＞排油口１０の周方向長さＬａとし、障壁１４Ｂを傾斜部１４Ｂａ，１４Ｂａを含む２分割構造とすることで、図９の例よりも潤滑油の回収効率の向上をさらに図ることができる。また各傾斜部１４Ｂａを排油口１０の外径方向から挿入して障壁１４Ｂを容易に組み立てることができ、製造コストの低減を図れる。

図１１に示すように、障壁１４Ｃは、潤滑油の流れ方向に応じて可動する弁構造であっても良い。図１１（Ａ）は、内輪１が同図反時計回りに回転するときの状態を表す要部の平面図であり、同図（Ｂ）は、同内輪１が同図時計回りに回転するときの状態を表す要部の平面図である。外輪間座７の排油口１０における半径方向内方には、弁体１４Ｃａの長手方向一端が揺動自在に支持されている。内輪１が回転する場合、内輪円周溝８に沿って内輪回転方向に流れる潤滑油が、弁体１４Ｃａの長手方向他端を押圧して可動させる。この場合、軸受の正回転、逆回転にかからわず、潤滑油の流れ方向に応じて障壁１４Ｃを可動させて、潤滑油を排油口１０に円滑に導くことができる。また弁体１４Ｃａを可動させる駆動源等が不要であるため、構造を簡単化することができる。

図１２〜図１４の例は、障壁１４Ｄは、排油口にて軸方向に並ぶ２つの壁部１４Ｄａ，１４Ｄａを有する。図１３は外輪間座７の要部を内径側から拡大して示す斜視図であり、図１４は同外輪間座７の要部の平面図である。図１３，図１４に示すように、各壁部１４Ｄａ，１４Ｄａは、排油口１０における半径方向内方の円周方向一側部から、前記排油口１０における半径方向外方の円周方向他側部に至るようにそれぞれ傾斜すると共に、これら軸方向に並ぶ２つの壁部１４Ｄａ，１４Ｄａが互いに交差するように設けられる。
この場合、軸受の正回転、逆回転にかからわず、潤滑油がいずれか一方の壁部１４Ｄａに沿って円滑に流れるため、排油口１０から回収される潤滑油の回収効率の向上を図ることができる。

図１５は、前述のいずれかの転がり軸受装置を、立型の工作機械主軸の支持に用いた例を概略示す断面図である。この例では、アンギュラ玉軸受を含む転がり軸受装置２８，２８を、２個背面組み合わせでハウジング２９に設置し、これらの転がり軸受装置２８，２８により主軸３０を回転自在に支持する。各軸受装置２８における内輪１は、内輪位置決め間座３１，３１および主軸３０の段部３０ａ，３０ａにより軸方向に位置決めされ、内輪固定ナット３２により主軸３０に締め付け固定されている。主軸上側の間座７および主軸下側の外輪２は、外輪押え蓋３４，３４によりハウジング２９内に位置決め固定されている。また主軸上側の外輪端面と、主軸下側の間座幅面との間には、間座３５が介在されている。

ハウジング２９は、ハウジング内筒２９ａとハウジング外筒２９ｂ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２９ｃが設けられている。ハウジング内筒２９ａには、各軸受装置２８にそれぞれ潤滑油を供給する供給油路３６，３６が形成されている。これら供給油路３６，３６は図示外の潤滑油供給源に接続されている。さらにハウジング内筒２９ａには、潤滑に供された潤滑油を排出する排油溝３７および排油路３８が形成されている。排油溝３７は、各軸受装置２８における切欠部１３および排油口１０にそれぞれ連通する。各排油溝３７に、主軸軸方向に延びる排油路３８が繋がり、この排油路３８から潤滑油が排出されるようになっている。

このように転がり軸受装置２８，２８を工作機械主軸３０の支持に用いた場合、各転がり軸受装置２８に、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制する抑制弁Ｓを設けたため、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速回転を可能とすることができる。
本実施形態に係る転がり軸受装置を、横型の工作機械主軸の支持に用いることも可能である。

１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…軌道面
３…転動体
４…保持器
６…内輪延長部
６ａ…円周溝
７…外輪間座
８…内輪円周溝
９…給油路
１０…排油口
１４〜１４Ｄ…障壁
１８…給油口
Ａ１…軸受空間
Ｂｒ…転がり軸受
ｈａ…孔
Ｋｕ…給排油機構
Ｓ…抑制弁
Ｓｂ…径方向のリップ
Ｓｃ…軸方向のリップ
Ｓｄ…軽接触のリップ
δ１…すきま

Claims (10)

1. 内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、
   前記内輪に軸方向に延びる内輪延長部を設けると共に、外輪に隣接し且つ内周面が前記内輪延長部に対向する外輪間座を設け、
   前記給排油機構は、
   内輪延長部の外周面に設けられた内輪円周溝と、
   前記外輪間座に設けられ、潤滑油を前記内輪円周溝へ向けて吐出する給油口を有する給油路と、
   前記外輪間座に設けられ、前記給油口とは異なる円周方向位置で内輪円周溝に連通し、潤滑油を排出する排油口と、
   前記外輪間座における外輪に隣接する間座端面と、軸受における前記間座端面に臨む軸受端部との隣合う面に設けられて、外輪間座の内周面と内輪の外周面との間のすきまを通って、内外輪の軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制する抑制弁と、
   を有することを特徴とする転がり軸受装置。
2. 請求項１において、前記内輪の外周面における、前記すきまよりも軸受側に円周溝を設け、この円周溝と抑制弁とでラビリンス構造を成す転がり軸受装置。
3. 請求項２において、前記抑制弁の先端部に、径方向内方に延びる径方向のリップと、軸方向に延びる軸方向のリップとをそれぞれ設け、前記径方向のリップと前記円周溝の溝底面との間に径方向すきまを設け、前記軸方向のリップと前記円周溝の溝側面との間に軸方向すきまを設けた転がり軸受装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記抑制弁の先端部に、内輪に軽接触するリップを設けた転がり軸受装置。
5. 請求項４において、前記抑制弁には、軸受空間内へ潤滑油を供給する孔が設けられている転がり軸受装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記外輪間座の排油口に、潤滑油の内輪円周溝に沿う流れを規制する障壁を設けた転がり軸受装置。
7. 請求項６において、前記障壁を、外輪間座の排油口における周方向長さの中央部に配設した転がり軸受装置。
8. 請求項６または請求項７において、前記障壁は、潤滑油の流れ方向に応じて可動する弁構造である転がり軸受装置。
9. 請求項７または請求項８において、前記障壁は、排油口にて軸方向に並ぶ２つの壁部を有し、各壁部は、排油口における半径方向内方の円周方向一側部から、前記排油口における半径方向外方の円周方向他側部に至るようにそれぞれ傾斜すると共に、これら軸方向に並ぶ２つの壁部が互いに交差するように設けられる転がり軸受装置。
10. 請求項１ないし請求項９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ものである転がり軸受装置。

Images