JP2020008066A - Rolling bearing device - Google Patents

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智也 足立
Tomoya Adachi
智也 足立
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Abstract

To provide a rolling bearing device which enables reduction of satellite oil by reducing output of a pump and efficiently supplies lubrication oil to a raceway even if the output of the pump is reduced.SOLUTION: A rolling bearing device 10 includes: a bearing part 20 which has an inner ring 21, an outer ring 22, and multiple balls 23 and in which the inner ring 21 rotates; and a pump 43 which is provided adjacent to one axial side of the bearing part 20 and jets lubrication oil toward the inner ring 21 as oil droplets. The inner ring 21 has: an inner ring raceway 25; a first outer peripheral surface 31 provided at one axial side of the inner ring raceway 25; and a second outer peripheral surface 32 provided at the other axial side of the inner ring raceway 25. The pump 43 jets oil droplets to the first outer peripheral surface 31. The first outer peripheral surface 31 is formed with a groove 33 in which a groove width narrows toward a groove bottom and the groove bottom is formed into a linear shape.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、軸受部に潤滑油を供給するポンプを備えた転がり軸受装置に関する。   The present invention relates to a rolling bearing device provided with a pump for supplying lubricating oil to a bearing unit.

近年、各種工作機械では、加工効率及び生産効率の向上のために主軸の高速化が要求されている。主軸が高速で回転すると、これを支持する軸受部において特に潤滑性が問題となる。そこで、軸受部に潤滑油を供給するポンプ(給油ユニット)が、軸受部の軸方向の隣りに設けられた転がり軸受装置が提案されている(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, various types of machine tools have been required to increase the speed of a spindle in order to improve processing efficiency and production efficiency. When the main shaft rotates at a high speed, lubrication becomes a problem particularly in the bearing portion supporting the main shaft. Therefore, there has been proposed a rolling bearing device in which a pump (oil supply unit) for supplying lubricating oil to a bearing portion is provided adjacent to the bearing portion in the axial direction (see Patent Document 1).

特開2018−17289号公報JP 2018-17289 A

特許文献1に開示されている転がり軸受装置のポンプは、圧電素子の動作によって微量の油滴を軸受部の内輪軌道に向けて噴出する構成を有する。このため、消費される潤滑油量が、オイルエア潤滑による給油方式と比較して、例えば1/1000以下とすることが可能となる。   The pump of the rolling bearing device disclosed in Patent Literature 1 has a configuration in which a small amount of oil droplets is ejected toward the inner raceway of the bearing portion by the operation of the piezoelectric element. For this reason, the amount of consumed lubricating oil can be reduced to, for example, 1/1000 or less as compared with the oiling method using oil-air lubrication.

しかし、ポンプから内輪軌道までが遠いため、大きな運動エネルギーで油滴を噴出させる(飛翔させる)必要がある。このため、ポンプの出力、つまり圧電素子へ付与する駆動電圧を大きくする必要がある。   However, since the inner ring orbit is far from the pump, it is necessary to eject (fly) oil droplets with large kinetic energy. Therefore, it is necessary to increase the output of the pump, that is, the driving voltage applied to the piezoelectric element.

図7は、ポンプ90が微小な油滴99を吐出した状態を示す説明図である。ポンプ90の吐出口91から潤滑油を油滴99として噴出すると、先頭の油滴99のあとに、潤滑油が糸状となった部分98(以下、サテライト油98と称する。)が形成される場合がある。サテライト油98は、先頭の油滴99から分離され、粘性によってポンプ90側へ戻る。ポンプ90側へ戻ったサテライト油98は、ポンプ90の内部に回収されず、吐出口91が開口するポンプ本体93の壁面94に付着する。サテライト油98が壁面94に付着すると吐出口91を塞ぐことがあり、この場合、後に潤滑油を吐出口91から吐出する際に障害となり、潤滑油の吐出不良となる可能性がある。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state where the pump 90 has ejected minute oil droplets 99. When lubricating oil is ejected from the discharge port 91 of the pump 90 as an oil droplet 99, a thread-like portion 98 of lubricating oil (hereinafter referred to as satellite oil 98) is formed after the leading oil droplet 99. There is. The satellite oil 98 is separated from the leading oil droplet 99 and returns to the pump 90 due to viscosity. The satellite oil 98 that has returned to the pump 90 side is not collected inside the pump 90 and adheres to the wall surface 94 of the pump body 93 where the discharge port 91 opens. If the satellite oil 98 adheres to the wall surface 94, the discharge port 91 may be blocked. In this case, it may become an obstacle when the lubricating oil is discharged from the discharge port 91 later, which may result in poor lubricating oil discharge.

なお、ポンプ90の出力が大きいと、つまり、前記圧電素子の駆動電圧が定格電圧に近い高負荷条件になると、サテライト油98は発生しやすいことが、本発明者によって経験的に見出された。
そこで、本発明は、ポンプの出力を小さくすることで、サテライト油を減少させることが可能であり、ポンプの出力を小さくしても、潤滑油を軌道へ効率よく供給することが可能となる転がり軸受装置を提供する。
It has been empirically found by the present inventors that when the output of the pump 90 is large, that is, when the driving voltage of the piezoelectric element is under a high load condition close to the rated voltage, the satellite oil 98 is likely to be generated. .
Therefore, the present invention makes it possible to reduce the amount of satellite oil by reducing the output of the pump, and even if the output of the pump is reduced, it is possible to efficiently supply the lubricating oil to the orbit. Provide a bearing device.

本発明の転がり軸受装置は、内輪、外輪、及び前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体を有し、当該内輪が回転する軸受部と、前記軸受部の軸方向一方側の隣りに設けられ、前記内輪に向かって潤滑油を油滴として噴出するポンプと、を備え、前記内輪は、前記転動体が転がる軌道と、当該軌道の軸方向一方側に設けられた第一外周面と、当該軌道の軸方向他方側に設けられた第二外周面と、を有し、前記ポンプは、前記第一外周面に向かって油滴を噴出し、前記第一外周面には、溝底に向かうにしたがって溝幅が狭くなり当該溝底が線状となる溝が形成されている。   The rolling bearing device of the present invention has an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and a bearing portion on which the inner ring rotates, and an axial one side of the bearing portion. A pump that is provided adjacent to the inner ring and ejects lubricating oil as oil droplets toward the inner ring, wherein the inner ring has a track on which the rolling element rolls, and a first outer circumference provided on one axial side of the track. Surface, a second outer peripheral surface provided on the other axial side of the track, the pump ejects oil droplets toward the first outer peripheral surface, the first outer peripheral surface, The groove width becomes narrower toward the groove bottom, and a groove having a linear groove bottom is formed.

この転がり軸受装置によれば、軸受部の軸方向一方側の隣りに設けられたポンプは、内輪の軸方向一方側の第一外周面に油滴を噴出することから、油滴の飛翔距離が、軌道まで油滴を飛翔させる場合と比較して短くなる。このため、ポンプの出力を小さくできる。第一外周面に供給された潤滑油(油滴)は、溝に保持される。溝の断面形状が、溝底に向かうにしたがって溝幅が狭くなる形状であり、溝底が線状となることから、微量な潤滑油であっても、潤滑油は溝の長手方向に沿って浸透して広がる。このため、潤滑油は軌道に到達しやすくなる。以上より、ポンプの出力を小さくすることで、サテライト油を減少させることが可能となり、ポンプの出力を小さくしても、潤滑油は溝を伝って軌道へと流れやすく、潤滑油を軌道へ効率よく供給することが可能となる。   According to this rolling bearing device, the pump provided adjacent to one side in the axial direction of the bearing ejects oil droplets on the first outer peripheral surface on one side in the axial direction of the inner ring, so that the flight distance of the oil droplets is reduced. , Which is shorter than when the oil droplet flies to the orbit. For this reason, the output of the pump can be reduced. Lubricating oil (oil droplets) supplied to the first outer peripheral surface is held in the groove. The cross-sectional shape of the groove is such that the groove width becomes narrower toward the groove bottom, and the groove bottom becomes linear. Spread and spread. Therefore, the lubricating oil easily reaches the orbit. From the above, it is possible to reduce the amount of satellite oil by reducing the output of the pump, and even if the output of the pump is reduced, the lubricating oil can easily flow along the groove to the orbit, and the lubricating oil can be efficiently transferred to the orbit It becomes possible to supply well.

また、前記溝底は、前記軌道に向かうにしたがって径方向外方へ向かうように傾斜しているのが好ましい。この場合、第一外周面の前記溝に保持された潤滑油は、当該溝に沿って流れるが、溝底は軌道に向かうにしたがって径方向外方へ向かうように傾斜していることから、内輪の回転による遠心力によって、潤滑油は軌道へとより一層流れやすくなる。   Further, it is preferable that the groove bottom is inclined so as to be radially outward toward the track. In this case, the lubricating oil retained in the groove on the first outer peripheral surface flows along the groove, but since the groove bottom is inclined radially outward toward the track, the inner ring Due to the centrifugal force generated by the rotation of the lubricating oil, the lubricating oil can flow more easily into the orbit.

また、前記溝は、前記軌道に向かうにしたがって前記内輪の回転方向の後方へ延びるのが好ましい。この場合、第一外周面の前記溝に保持された潤滑油は、当該溝に沿って流れるが、この際、内輪の回転によって潤滑油は軌道に向かう方向へ溝に押され、潤滑油は軌道へとより一層流れやすくなる。   Preferably, the groove extends rearward in the rotation direction of the inner race toward the track. In this case, the lubricating oil held in the groove on the first outer peripheral surface flows along the groove. At this time, the rotation of the inner ring pushes the lubricating oil in the direction toward the track, and the lubricating oil is To flow more easily.

本発明によれば、ポンプの出力を小さくすることで、サテライト油を減少させることが可能であり、ポンプの出力を小さくしても、潤滑油を軌道へ効率よく供給することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to reduce satellite oil by reducing the output of the pump, and it is possible to efficiently supply lubricating oil to the track even if the output of the pump is reduced.

転がり軸受装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a rolling bearing device. 給油ユニットを軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the refueling unit from the axial direction. 内輪を径方向外側から見た図である。It is the figure which looked at the inner ring from the radial outside. 第一外周面に形成されている溝の説明図である。It is explanatory drawing of the groove | channel formed in the 1st outer peripheral surface. 内輪の第一外周面を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the 1st outer peripheral surface of an inner ring. 溝の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a groove | channel. ポンプが微小な油滴を吐出した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the pump discharged the very small oil droplet.

〔全体構成について〕
図1は、転がり軸受装置の一例を示す断面図である。図1に示す転がり軸受装置10(以下、軸受装置10と称する。)は、図示しないが、工作機械が有する主軸装置の主軸(軸)を回転可能に支持するものであり、主軸装置の軸受ハウジング内に収容される。なお、この軸受装置10は工作機械以外においても適用可能である。
[Overall configuration]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of the rolling bearing device. Although not shown, a rolling bearing device 10 (hereinafter, referred to as a bearing device 10) shown in FIG. 1 rotatably supports a spindle (shaft) of a spindle device of a machine tool, and a bearing housing of the spindle device. Housed within. The bearing device 10 can be applied to a machine tool other than a machine tool.

軸受装置10は、軸受部20と給油ユニット40とを備えている。軸受部20は、内輪21、外輪22、複数の玉(転動体)23、及び、これら複数の玉23を保持する保持器24を有しており、玉軸受(転がり軸受)を構成している。更に、軸受装置10は、円筒状である内輪間座17及び外輪間座18を備えている。内輪21及び内輪間座17が前記主軸と一体回転する。   The bearing device 10 includes a bearing unit 20 and a refueling unit 40. The bearing portion 20 includes an inner ring 21, an outer ring 22, a plurality of balls (rolling elements) 23, and a retainer 24 for holding the plurality of balls 23, and constitutes a ball bearing (rolling bearing). . Further, the bearing device 10 includes a cylindrical inner race spacer 17 and an outer race spacer 18. The inner race 21 and the inner race spacer 17 rotate integrally with the main shaft.

軸受部20(内輪21)の中心線Cに沿った方向を軸受部20の「軸方向」とし、ここでは、中心線Cに平行な方向も「軸方向」に含まれるものとする。また、図1(及び図3、図5)において、右側が、軸受部20の軸方向の一方側であり、これを「軸方向一方側」と称し、左側が、軸受部20の軸方向の他方側であり、これを「軸方向他方側」と称する。中心線Cに直交する方向が「径方向」であり、中心線Cを中心として内輪21が回転する方向を「周方向」と称する。   The direction along the center line C of the bearing portion 20 (the inner ring 21) is defined as the "axial direction" of the bearing portion 20, and here, the direction parallel to the center line C is also included in the "axial direction". In FIG. 1 (and FIGS. 3 and 5), the right side is one side in the axial direction of the bearing unit 20, which is called “one side in the axial direction”, and the left side is the one side in the axial direction of the bearing unit 20. The other side is referred to as “the other side in the axial direction”. The direction orthogonal to the center line C is the “radial direction”, and the direction in which the inner ring 21 rotates about the center line C is referred to as the “circumferential direction”.

給油ユニット40は、全体として円環状であり、外輪間座18の内周側に設けられている。給油ユニット40は、軸受部20の軸方向一方側の隣りに位置している。給油ユニット40は、軸受部20へ給油を行うポンプ43等を有する。給油ユニット40の構成等については後に説明する。図1の形態では、給油ユニット40が有する後述の本体部41と外輪間座18とは別部材であるが、これらは同一部材により構成されていてもよい。   The refueling unit 40 has an annular shape as a whole, and is provided on the inner peripheral side of the outer race spacer 18. The refueling unit 40 is located adjacent to one side of the bearing portion 20 in the axial direction. The refueling unit 40 has a pump 43 and the like for refueling the bearing unit 20. The configuration and the like of the refueling unit 40 will be described later. In the embodiment of FIG. 1, a later-described main body 41 and the outer race spacer 18 of the refueling unit 40 are separate members, but they may be formed of the same member.

内輪21は、前記主軸に外嵌する円筒状の部材であり、その外周に軌道(以下、内輪軌道25と称する。)が形成されている。内輪21の外周面のうち、内輪軌道25よりも軸方向一方側(ポンプ43側)の領域が第一外周面31であり、内輪軌道25よりも軸方向他方側の領域が第二外周面32である。本実施形態では、内輪21の軸方向一方側の肩の外周面、つまり、第一外周面31は、肩おとし面となっている。内輪21と内輪間座17とは別部材であるが、図示しないが、これらは同一部材により構成されていてもよい。   The inner race 21 is a cylindrical member that fits over the main shaft, and has a track (hereinafter referred to as an inner race track 25) formed on the outer periphery thereof. In the outer peripheral surface of the inner ring 21, a region on one axial side (the pump 43 side) of the inner raceway 25 is the first outer peripheral surface 31, and a region on the other axial side of the inner raceway 25 is a second outer peripheral surface 32. It is. In the present embodiment, the outer peripheral surface of the shoulder on one axial side of the inner ring 21, that is, the first outer peripheral surface 31 is a shoulder lowering surface. Although the inner race 21 and the inner race spacer 17 are separate members, they are not shown, but may be formed of the same member.

外輪22は、前記軸受ハウジングの内周面に取り付けられる円筒状の部材であり、その内周に軌道(以下、外輪軌道26と称する。)が形成されている。外輪22と外輪間座18とは別部材であるが、図示しないが、これらは同一部材により構成されていてもよい。   The outer ring 22 is a cylindrical member attached to the inner peripheral surface of the bearing housing, and has a track (hereinafter, referred to as an outer ring track 26) formed on the inner circumference thereof. Although the outer race 22 and the outer race spacer 18 are separate members, they are not shown, but may be formed of the same member.

玉23は、内輪21と外輪22との間に介在しており、内輪21が回転すると、内輪軌道25及び外輪軌道26を転がる。本実施形態では、玉23は接触角を有して内輪軌道25及び外輪軌道26に接触する。保持器24は、環状であり、周方向に沿ってポケット27が複数形成されている。玉23及び保持器24は、内輪21と外輪22との間に形成されている環状空間11に設けられている。保持器24は、全体として環状であり、玉23の軸方向一方側の環状体28aと、玉23の軸方向他方側の環状体28bと、これら環状体28a,28bを連結する複数の柱29とを有する。環状体28a,28bの間であって周方向で隣り合う柱29,29の間がポケット27となり、各ポケット27に一つの玉23が収容されている。保持器24において、軸方向一方側の環状体28aが外輪22の肩39と摺接可能である。これにより、保持器24は外輪22によって径方向についての位置決めがされる。つまり、軸受部20は、保持器24が外輪案内(軌道輪案内)される軸受である。   The ball 23 is interposed between the inner race 21 and the outer race 22, and when the inner race 21 rotates, it rolls on the inner raceway 25 and the outer raceway 26. In this embodiment, the ball 23 has a contact angle and contacts the inner raceway 25 and the outer raceway 26. The retainer 24 is annular, and has a plurality of pockets 27 formed along the circumferential direction. The ball 23 and the retainer 24 are provided in the annular space 11 formed between the inner ring 21 and the outer ring 22. The retainer 24 is annular as a whole, and has an annular body 28a on one axial side of the ball 23, an annular body 28b on the other axial side of the ball 23, and a plurality of pillars 29 connecting the annular bodies 28a and 28b. And A pocket 27 is formed between the pillars 29, 29 which are between the annular bodies 28 a, 28 b and are adjacent in the circumferential direction, and one ball 23 is accommodated in each pocket 27. In the retainer 24, the annular body 28 a on one side in the axial direction can slide on the shoulder 39 of the outer race 22. Thereby, the retainer 24 is positioned in the radial direction by the outer ring 22. That is, the bearing portion 20 is a bearing in which the cage 24 is guided by the outer ring (guide ring guide).

図2は、給油ユニット40を軸方向から見た図である。給油ユニット40は、ポンプ43の他に、タンク42、制御部44、及び電源部45を備える。本実施形態では、タンク42、ポンプ43、制御部44、及び電源部45は、給油ユニット40が有している環状の本体部41に設けられている。タンク42は、潤滑油(オイル)を溜め、潤滑油をポンプ43へ補給するために配管46を通じてポンプ43と繋がっている。電源部45は、ポンプ43の動作用の電力を供給する。制御部44は、ポンプ43を動作させるタイミングを制御する。   FIG. 2 is a diagram of the refueling unit 40 viewed from the axial direction. The refueling unit 40 includes a tank 42, a control unit 44, and a power supply unit 45 in addition to the pump 43. In the present embodiment, the tank 42, the pump 43, the control unit 44, and the power supply unit 45 are provided in an annular main body 41 of the refueling unit 40. The tank 42 stores lubricating oil (oil) and is connected to the pump 43 through a pipe 46 to supply the lubricating oil to the pump 43. The power supply unit 45 supplies electric power for operating the pump 43. The control unit 44 controls the timing at which the pump 43 operates.

本体部41は、外輪間座18の内周側に取り付けられていて、ポンプ43等を保持するフレームとしての機能を有する。本体部41は円環状の部材であるが中空空間が形成されており、この中空空間にタンク42、ポンプ43、制御部44、及び電源部45が設けられる。これにより、本体部41、タンク42、ポンプ43、制御部44、及び電源部45を含む給油ユニット40は、一体として構成される。   The main body 41 is attached to the inner peripheral side of the outer race spacer 18 and has a function as a frame that holds the pump 43 and the like. Although the main body 41 is an annular member, a hollow space is formed therein, and a tank 42, a pump 43, a control unit 44, and a power supply unit 45 are provided in the hollow space. Thereby, the refueling unit 40 including the main body 41, the tank 42, the pump 43, the control unit 44, and the power supply unit 45 is integrally configured.

ポンプ43は、内部に圧電素子(ピエゾ素子)43aを有する。圧電素子43aが動作することでポンプ43の油室(内部空間)43bの容積を変化させ、油室43bの潤滑油を吐出口50から噴出する。吐出口50は、油室43bと繋がっており、図1に示されるように、内輪21の第一外周面31に向かって開口している。吐出口50は、ポンプ本体43cの壁部49に形成されている微小の貫通孔によって構成されている。圧電素子43aが動作することにより、吐出口50から潤滑油が油滴となって初速を有して吐出される。つまり、例えば印刷技術で用いられるインクジェットのヘッドに形成されている吐出口からインクが吐出されるように、ポンプ43の吐出口50から油滴は飛翔する。図1(及び図5)では、油滴の噴出方向が矢印Jで示されている。   The pump 43 has a piezoelectric element (piezo element) 43a inside. The operation of the piezoelectric element 43 a changes the volume of the oil chamber (internal space) 43 b of the pump 43, and ejects the lubricating oil in the oil chamber 43 b from the discharge port 50. The discharge port 50 is connected to the oil chamber 43b, and opens toward the first outer peripheral surface 31 of the inner ring 21, as shown in FIG. The discharge port 50 is formed by a minute through hole formed in the wall 49 of the pump body 43c. When the piezoelectric element 43a operates, the lubricating oil is discharged from the discharge port 50 as an oil droplet at an initial velocity. That is, for example, the oil droplets fly from the discharge port 50 of the pump 43 so that the ink is discharged from the discharge port formed in the ink jet head used in the printing technique. In FIG. 1 (and FIG. 5), the ejection direction of the oil droplet is indicated by an arrow J.

以上より、ポンプ43は(図1参照)軸受部20の軸方向一方側の隣りに設けられていて、内輪21に向かって潤滑油を油滴として噴出する。より具体的に説明すると、ポンプ43は、油室43bの潤滑油を吐出口50から油滴として軸受部20のターゲットに向けて噴出させる(飛翔させる)構成となる。本実施形態における前記ターゲットは、内輪21の第一外周面31である。潤滑油の効率的利用の観点から、ポンプ43において1回の吐出動作で定められた量の油滴を噴出させ、この油滴を第一外周面31に到達させる。ポンプ43の1回の動作で、吐出口50から数ピコリットル〜数ナノリットルの潤滑油が油滴として噴出される。油滴の直径(相当径)は、例えば10〜30マイクロメートルである。   As described above, the pump 43 (see FIG. 1) is provided adjacent to one side in the axial direction of the bearing portion 20 and ejects the lubricating oil toward the inner ring 21 as oil droplets. More specifically, the pump 43 has a configuration in which the lubricating oil in the oil chamber 43b is ejected (flyed) from the discharge port 50 as an oil droplet toward the target of the bearing unit 20. The target in the present embodiment is the first outer peripheral surface 31 of the inner ring 21. From the viewpoint of efficient use of the lubricating oil, the pump 43 ejects a predetermined amount of oil droplets in one discharge operation, and the oil droplets reach the first outer peripheral surface 31. With one operation of the pump 43, several picoliters to several nanoliters of lubricating oil are ejected from the discharge port 50 as oil droplets. The diameter (equivalent diameter) of the oil droplet is, for example, 10 to 30 micrometers.

〔内輪21について〕
図1に示される形態では、内輪21の第一外周面31は、内輪軌道25に向かうにしたがって拡径する傾斜面(テーパ面)である。図3は、内輪21を径方向外側から見た図である。第一外周面31には、溝33が複数形成されている、図4は、第一外周面31に形成されている溝33の説明図である。本実施形態の溝33は、断面がV字形であり、溝底34に向かうにしたがって溝幅Wが狭くなり、溝底34が線状である。両側の溝側面35,35が交差することで形成される交差線が溝底34となる。本実施形態では、溝33の断面において溝側面35は直線形状である。
[About inner ring 21]
In the embodiment shown in FIG. 1, the first outer peripheral surface 31 of the inner ring 21 is an inclined surface (tapered surface) whose diameter increases toward the inner ring raceway 25. FIG. 3 is a view of the inner ring 21 as viewed from the outside in the radial direction. A plurality of grooves 33 are formed on the first outer peripheral surface 31. FIG. 4 is an explanatory diagram of the grooves 33 formed on the first outer peripheral surface 31. The groove 33 of the present embodiment has a V-shaped cross section, the groove width W becomes narrower toward the groove bottom 34, and the groove bottom 34 is linear. An intersection line formed by intersection of the groove side surfaces 35 on both sides becomes the groove bottom 34. In the present embodiment, the groove side surface 35 has a linear shape in the cross section of the groove 33.

線状となる溝底34に沿った方向を溝33の長手方向と称する。溝幅Wは、溝33の長手方向に直交する方向の寸法である。溝33の深さ(溝深さ)Hは、第一外周面31から溝底34までの寸法である。例えば、溝幅Wは、ポンプ43から噴出させた油滴の直径(相当径)の最大値よりも大きく、また、この最大値の3倍よりも小さい。また、溝深さHは、前記油滴の直径(相当径)の最大値よりも大きく、また、この最大値の3倍よりも小さい。   The direction along the linear groove bottom 34 is referred to as the longitudinal direction of the groove 33. The groove width W is a dimension in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the groove 33. The depth H (groove depth) of the groove 33 is a dimension from the first outer peripheral surface 31 to the groove bottom 34. For example, the groove width W is larger than the maximum value of the diameter (equivalent diameter) of the oil droplet ejected from the pump 43 and smaller than three times this maximum value. The groove depth H is larger than the maximum value of the diameter (equivalent diameter) of the oil droplet and smaller than three times the maximum value.

図5は、第一外周面31を説明する断面図である。前記のとおり、第一外周面31は、内輪軌道25に向かうにしたがって拡径する傾斜面(テーパ面)である。溝深さH(図4参照)は溝33の長手方向に沿って一定であることから、溝底34は、内輪軌道25に向かうにしたがって径方向外方へ向かうように傾斜している。なお、図示しないが、第一外周面31が中心線Cを中心とする円筒面である場合、内輪軌道25に向かうにしたがって溝深さHが浅くなる溝33としてもよい。この場合であっても、溝底34は、内輪軌道25に向かうにしたがって径方向外方へ向かうように傾斜する。   FIG. 5 is a sectional view illustrating the first outer peripheral surface 31. As described above, the first outer peripheral surface 31 is an inclined surface (taper surface) whose diameter increases toward the inner raceway 25. Since the groove depth H (see FIG. 4) is constant along the longitudinal direction of the groove 33, the groove bottom 34 is inclined so as to go radially outward toward the inner raceway 25. Although not shown, when the first outer peripheral surface 31 is a cylindrical surface centered on the center line C, the groove 33 may be configured such that the groove depth H becomes shallower toward the inner raceway 25. Even in this case, the groove bottom 34 is inclined so as to be radially outward toward the inner raceway 25.

図3に示されるように、第一外周面31を径方向外側から見た場合、溝33は傾斜している。つまり、第一外周面31上の仮想の母線L0を基準として溝33は傾斜している。仮想の母線L0と溝33の長手方向との成す角度(傾斜角度)θは、例えば10°以上、60°以下である。なお、この角度θは、10°未満であってもよく、0°であってもよい。前記角度θが0°の場合、溝33は仮想の母線L0に対して傾斜しておらず、仮想の母線L0に沿った形態となる。溝33は、内輪21の軸方向一方側の側面37から内輪軌道25へ延びるように形成されている。つまり、溝33の長手方向の一方は、前記側面37で開口し、溝33の長手方向の他方は、内輪軌道25へと続く。   As shown in FIG. 3, when the first outer peripheral surface 31 is viewed from the outside in the radial direction, the groove 33 is inclined. That is, the groove 33 is inclined with respect to the virtual bus L0 on the first outer peripheral surface 31. The angle (inclination angle) θ between the virtual bus L0 and the longitudinal direction of the groove 33 is, for example, 10 ° or more and 60 ° or less. Note that this angle θ may be less than 10 ° or 0 °. When the angle θ is 0 °, the groove 33 is not inclined with respect to the virtual bus L0, but has a form along the virtual bus L0. The groove 33 is formed to extend from the side surface 37 on one axial side of the inner ring 21 to the inner ring track 25. That is, one of the longitudinal directions of the groove 33 opens at the side surface 37, and the other of the longitudinal direction of the groove 33 continues to the inner raceway 25.

〔本実施形態の軸受装置10について〕
以上の構成を備える本実施形態(図1参照)の軸受装置10では、軸受部20の内輪21は、転動体である玉23が転がる内輪軌道25と、内輪軌道25の軸方向一方側に設けられた第一外周面31と、内輪軌道25の軸方向他方側に設けられた第二外周面32とを有する。ポンプ43は、軸受部20の軸方向一方側の隣りに設けられていて、第一外周面31に向かって油滴を噴出する。第一外周面31には、溝33が形成されていて、溝33は、溝底34に向かうにしたがって溝幅Wが狭くなり、溝底34が線状となる。この軸受装置10によれば、軸受部20の軸方向一方側の隣りに設けられたポンプ43は、内輪21の軸方向一方側の第一外周面31に油滴を噴出することから、油滴の飛翔距離が、内輪軌道25まで油滴を飛翔させる場合と比較して短くなる。このため、ポンプ43の出力を小さくできる。つまり、圧電素子43aの駆動電圧を定格電圧よりも低下させることができる。そして、第一外周面31に供給された潤滑油(油滴)は、溝33に保持される。溝33の断面形状が、溝底34に向かうにしたがって溝幅Wが狭くなる形状であり、溝底34が線状となる。よって、微量な潤滑油であっても、潤滑油は溝33の長手方向に沿って浸透して広がる。このため、潤滑油は内輪軌道25に到達しやすくなる。
[About the bearing device 10 of the present embodiment]
In the bearing device 10 of the present embodiment (see FIG. 1) having the above configuration, the inner race 21 of the bearing portion 20 is provided on the inner raceway 25 on which the ball 23 as a rolling element rolls and on one axial side of the inner raceway 25. And a second outer peripheral surface 32 provided on the other axial side of the inner raceway 25. The pump 43 is provided adjacent to one side in the axial direction of the bearing portion 20 and ejects oil droplets toward the first outer peripheral surface 31. A groove 33 is formed on the first outer peripheral surface 31, and the groove 33 has a groove width W narrower toward the groove bottom 34, and the groove bottom 34 has a linear shape. According to this bearing device 10, the pump 43 provided adjacent to one side in the axial direction of the bearing portion 20 ejects oil droplets to the first outer peripheral surface 31 on one side in the axial direction of the inner race 21, so that the oil droplets Is shorter than the case where the oil droplet flies to the inner ring orbit 25. Therefore, the output of the pump 43 can be reduced. That is, the drive voltage of the piezoelectric element 43a can be made lower than the rated voltage. Then, the lubricating oil (oil droplet) supplied to the first outer peripheral surface 31 is held in the groove 33. The cross-sectional shape of the groove 33 is such that the groove width W becomes narrower toward the groove bottom 34, and the groove bottom 34 becomes linear. Therefore, even with a small amount of lubricating oil, the lubricating oil permeates and spreads along the longitudinal direction of the groove 33. Therefore, the lubricating oil easily reaches the inner raceway 25.

以上より、ポンプ43の出力を小さくすることで、従来、発生する可能性の高いサテライト油98(図7参照)を減少させることが可能となる。そして、ポンプ43の出力を小さくしても、潤滑油は溝33を伝って内輪軌道25へと流れやすく、潤滑油を内輪軌道25へ効率よく供給することが可能となる。内輪軌道25に供給された潤滑油は、玉23との間で油膜となり、また、外輪軌道26にも供給され、軸受部20の潤滑性能を維持することが可能である。   As described above, by reducing the output of the pump 43, it is possible to reduce the amount of satellite oil 98 (see FIG. 7) which is conventionally likely to be generated. Then, even if the output of the pump 43 is reduced, the lubricating oil easily flows along the groove 33 to the inner raceway 25, and the lubricating oil can be efficiently supplied to the inner raceway 25. The lubricating oil supplied to the inner raceway 25 becomes an oil film between the balls 23 and is also supplied to the outer raceway 26 so that the lubrication performance of the bearing portion 20 can be maintained.

仮に、第一外周面31に前記溝33が形成されないで、第一外周面31が平滑面である場合、その第一外周面31に供給された潤滑油は、保持されずに内輪21の回転による遠心力によって様々な方向に飛散し、軸受部20の潤滑のために有効に活用されないおそれがある。   If the groove 33 is not formed in the first outer peripheral surface 31 and the first outer peripheral surface 31 is a smooth surface, the lubricating oil supplied to the first outer peripheral surface 31 is not retained and the rotation of the inner ring 21 is not performed. May be scattered in various directions due to the centrifugal force generated by the centrifugal force, and may not be used effectively for lubrication of the bearing portion 20.

また、本実施形態の軸受装置10では(図5参照)、第一外周面31の溝33に保持された潤滑油は、溝33に沿って流れるが、溝33の溝底34は、内輪軌道25に向かうにしたがって径方向外方へ向かうように傾斜している。このため、内輪21が回転すると、その遠心力によって、溝33に保持された潤滑油は、溝33に沿って内輪軌道25へとより一層流れやすい。   In the bearing device 10 of the present embodiment (see FIG. 5), the lubricating oil held in the groove 33 of the first outer peripheral surface 31 flows along the groove 33, but the groove bottom 34 of the groove 33 is It inclines so that it may go to the radial direction outside toward 25. For this reason, when the inner race 21 rotates, the centrifugal force causes the lubricating oil held in the groove 33 to flow more easily to the inner raceway 25 along the groove 33.

図3において、内輪21の回転方向が矢印Rで示されている。前記のとおり、溝33は、第一外周面31上の仮想の母線L0を基準として傾斜している。仮想の母線L0に対する溝33の傾斜方向は、溝33が、内輪軌道25に向かうにしたがって内輪21の回転方向(矢印R方向)の後方(矢印Rと反対)へ延びる方向である。この構成により、溝33に保持された潤滑油は、溝33に沿って流れるが、この際、内輪21の回転によって潤滑油は内輪軌道25に向かう方向へ溝33(溝側面35、図4参照)に押され、潤滑油は内輪軌道25へとより一層流れやすくなる。   3, the direction of rotation of the inner race 21 is indicated by an arrow R. As described above, the groove 33 is inclined with respect to the virtual bus L0 on the first outer peripheral surface 31. The inclination direction of the groove 33 with respect to the virtual bus L <b> 0 is a direction in which the groove 33 extends backward (opposite to the arrow R) in the rotation direction (the direction of the arrow R) of the inner ring 21 toward the inner ring track 25. With this configuration, the lubricating oil held in the groove 33 flows along the groove 33. At this time, the rotation of the inner ring 21 causes the lubricating oil to move toward the inner ring raceway 25 (the groove side surface 35; see FIG. 4). ), The lubricating oil flows more easily to the inner raceway 25.

図5において、第一外周面31のうち、溝33が形成されている範囲Bは、次のとおりである。溝33の範囲Bは、内輪21の軸方向一方側の側面37と第一外周面31とが交差する位置P0から、玉23と非接触となる領域であって、第一外周面31のうちの、玉23の径方向内方の領域までである。溝33の軸方向一方側の端は、内輪21の前記側面37と一致する。溝33の軸方向他方側の端は、保持器24の環状体28aの径方向内方の領域K1(第一領域K1)よりも内輪軌道25側の位置P1である。前記側面37(前記位置P0)から前記位置P1までの軸方向の範囲Bの全体にわたって、複数の溝33が形成されている。そして、この範囲Bに、ポンプ43(吐出口50)から噴出した油滴を到達させるように、ポンプ43(吐出口50)が配置される。   In FIG. 5, the range B of the first outer peripheral surface 31 where the groove 33 is formed is as follows. The range B of the groove 33 is a region that is not in contact with the ball 23 from a position P0 where the side surface 37 on one side in the axial direction of the inner ring 21 and the first outer peripheral surface 31 intersect. Up to the radially inner region of the ball 23. One axial end of the groove 33 coincides with the side surface 37 of the inner race 21. The other axial end of the groove 33 is located at a position P1 on the inner raceway 25 side with respect to a radially inner region K1 (first region K1) of the annular body 28a of the retainer 24. A plurality of grooves 33 are formed over the entire axial range B from the side surface 37 (the position P0) to the position P1. The pump 43 (discharge port 50) is arranged so that the oil droplets ejected from the pump 43 (discharge port 50) reach this range B.

第一外周面31のうち、ポンプ43からの油滴の到達位置は、保持器24の環状体28aの径方向内方の領域K1(第一領域K1)であってもよく、第一領域K1よりも軸方向一方側の領域K2(第二領域K2)であってもよい。   In the first outer peripheral surface 31, the arrival position of the oil droplets from the pump 43 may be a region K1 (first region K1) radially inward of the annular body 28a of the retainer 24, and may be a first region K1. It may be a region K2 (second region K2) on one side in the axial direction.

ここで、内輪21が回転すると、環状空間11に存在するエアが内輪21等に連れられて回転する。つまり、環状空間11において内輪21と外輪20との間で周方向のエアの流れ(エアカーテン)が発生する。内輪21が高速回転すると、前記エアの流れも高速となる。ポンプ43から噴出した油滴は、このエアの流れ(エアカーテン)の中を飛翔する。油滴の到達位置が第二領域K2の場合、ポンプ43から飛翔する油滴は、エアカーテンの中を飛翔する距離が短いため影響を受けにくい。よって、所望の位置に油滴を到達させやすい。これに対して、油滴の到達位置が第一領域K1の場合、エアカーテンの中を飛翔する距離が長いため影響を受けやすくなるが、その到達位置は内輪軌道25に近くなり、内輪軌道25への潤滑油の供給が容易となる。   Here, when the inner ring 21 rotates, the air existing in the annular space 11 is rotated by the inner ring 21 and the like. That is, a circumferential air flow (air curtain) is generated between the inner race 21 and the outer race 20 in the annular space 11. When the inner ring 21 rotates at a high speed, the flow of the air also increases. The oil droplets ejected from the pump 43 fly in this air flow (air curtain). When the arrival position of the oil droplet is in the second area K2, the oil droplet flying from the pump 43 is hardly affected by the distance flying in the air curtain because it is short. Therefore, the oil droplet can easily reach a desired position. On the other hand, when the arrival position of the oil droplet is in the first region K1, the oil droplet is liable to be influenced by a long flight distance in the air curtain, but the arrival position is close to the inner raceway 25 and the inner raceway 25 Supply of lubricating oil to the vehicle becomes easy.

前記実施形態では(図4参照)溝33はV字形であるが、溝底34に向かうにしたがって溝幅Wが狭くなり、溝底34が線状となる溝形状であればよい。例えば、他の例として、図6(A)に示されるように、溝33の断面において、溝側面35が凸曲線状であってもよく、または、図6(B)に示されるように、溝33の断面において、溝側面35が凹曲線状等であってもよい。このような形状によれば、図4に示される形態と同様、第一外周面31の溝33に到達した油滴は、表面張力によって溝底34に沿って保持され、かつ、潤滑油が少なくても溝33の長手方向に浸透して広がり、内輪軌道25に供給されやすい。   In the above-described embodiment (see FIG. 4), the groove 33 is V-shaped. However, the groove 33 may have a groove shape in which the groove width W becomes narrower toward the groove bottom 34 and the groove bottom 34 becomes linear. For example, as another example, as shown in FIG. 6A, in the cross section of the groove 33, the groove side surface 35 may have a convex curve shape, or as shown in FIG. In the cross section of the groove 33, the groove side surface 35 may have a concave curve shape or the like. According to such a shape, as in the embodiment shown in FIG. 4, the oil droplets that have reached the groove 33 of the first outer peripheral surface 31 are held along the groove bottom 34 by surface tension, and the amount of lubricating oil is small. However, it easily penetrates and spreads in the longitudinal direction of the groove 33 and is easily supplied to the inner raceway 25.

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
前記実施形態では、軸受部20がアンギュラ玉軸受である場合について説明したが、軸受の形式はこれに限らず、深溝玉軸受であってもよく、また、円すい転がり軸受や、円筒ころ軸受であってよい。
The embodiment disclosed this time is an example in all respects and is not restrictive. The scope of rights of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes all modifications within a scope equivalent to the configuration described in the claims.
In the above-described embodiment, the case where the bearing portion 20 is an angular ball bearing is described. However, the type of the bearing is not limited to this, and may be a deep groove ball bearing, or may be a conical rolling bearing or a cylindrical roller bearing. May be.

20:軸受部 21:内輪 22:外輪
23:玉(転動体) 25:内輪軌道 31:第一外周面
32:第二外周面 33:溝 34:溝底
43:ポンプ W:溝幅
20: Bearing part 21: Inner ring 22: Outer ring 23: Ball (rolling element) 25: Inner ring raceway 31: First outer peripheral surface 32: Second outer peripheral surface 33: Groove 34: Groove bottom 43: Pump W: Groove width

Claims (3)

内輪、外輪、及び前記内輪と前記外輪との間に介在する複数の転動体を有し、当該内輪が回転する軸受部と、
前記軸受部の軸方向一方側の隣りに設けられ、前記内輪に向かって潤滑油を油滴として噴出するポンプと、を備え、
前記内輪は、前記転動体が転がる軌道と、当該軌道の軸方向一方側に設けられた第一外周面と、当該軌道の軸方向他方側に設けられた第二外周面と、を有し、
前記ポンプは、前記第一外周面に向かって油滴を噴出し、
前記第一外周面には、溝底に向かうにしたがって溝幅が狭くなり当該溝底が線状となる溝が形成されている、
転がり軸受装置。
An inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements interposed between the inner ring and the outer ring, and a bearing portion around which the inner ring rotates,
A pump that is provided adjacent to one side in the axial direction of the bearing portion and that ejects lubricating oil as oil droplets toward the inner ring,
The inner race has a track on which the rolling element rolls, a first outer circumferential surface provided on one axial side of the track, and a second outer circumferential surface provided on the other axial side of the track.
The pump ejects oil droplets toward the first outer peripheral surface,
On the first outer peripheral surface, a groove is formed in which the groove width becomes narrower toward the groove bottom and the groove bottom becomes linear.
Rolling bearing device.
前記溝底は、前記軌道に向かうにしたがって径方向外方へ向かうように傾斜している、請求項1に記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to claim 1, wherein the groove bottom is inclined so as to be radially outward toward the track. 前記溝は、前記軌道に向かうにしたがって前記内輪の回転方向の後方へ延びる、請求項1又は2に記載の転がり軸受装置。   The rolling bearing device according to claim 1, wherein the groove extends rearward in the rotation direction of the inner race toward the track.
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