JP2022117742A - 軸受装置及びスピンドル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給された潤滑剤を継続的に排出でき、良好な潤滑状態を保って、長時間の連続運転が安定して可能であり、軸受の長寿命化を図ることができる、メンテナンスの容易な軸受装置およびスピンドル装置を提供する。【解決手段】軸受装置１０は、潤滑剤供給経路５２を介して外部から転がり軸受２０の内部へ潤滑剤Ｇを供給する。内輪間座３０Ａ，３０Ｂは、径方向外方に突出して形成されるつば部３１を有する。つば部３１の根元部３１ａは、内輪２１と当接する内輪間座３０Ａ，３０Ｂの端面３３から軸方向に離間し、つば部３１の転がり軸受側の側面３２は、つば部３１の根元部３１ａから径方向外方に沿って延びる円盤状の平坦面を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、軸受装置及びスピンドル装置の改良に関する。

工作機械の主軸用スピンドル等を支持する軸受装置は、従来からジェット潤滑、オイルミスト、オイルエア等の油潤滑やグリース潤滑が用いられている。近年、スピンドルの高速化に伴い、微量な潤滑油を高速で間欠的に転がり軸受の軌道面や転動面に付着させるリーン潤滑や、グリースを間欠的に転がり軸受空間内に補給する潤滑法が開発され、ｄｍＮ１００万以上（ｄｍ：転がり軸受のピッチ円直径（ｍｍ）、Ｎ：回転速度（ｍｉｎ^－１））の高速化に対する性能が向上している。上記のような軸受に潤滑油やグリース等の潤滑剤を供給あるいは補給する潤滑装置においては、供給された潤滑剤を適切に排出することが、スピンドルの回転に伴う潤滑剤の撹拌抵抗を小さく抑えて軸受の温度上昇やトルク増大を避ける重要な要素である。

特許文献１には、外部よりアンギュラ玉軸受内部へ潤滑剤を供給する潤滑剤供給経路と、アンギュラ玉軸受側面の内外輪の近傍に配置された回転体としての排出間座とを備え、排出間座の回転によって潤滑剤をアンギュラ玉軸受の外部へ排出するようにした軸受装置およびスピンドル装置が記載されている。これにより、長時間の連続運転が安定して可能となり、良好なグリース潤滑状態を保つことで軸受の長寿命化が図られている。

特開２００４－３３２９２８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の軸受装置及びスピンドル装置は、連続供給により潤滑剤で充満された軸受空間内へ、さらに潤滑剤を供給することにより潤滑剤を軸受の外部へ押し出すように構成されているため、潤滑剤を軸受外部へ排出させる力が小さい。特に、排出間座の排出つばと軸受外輪端面との径方向隙間が０．１～３ｍｍで規定されているが（図１）、排出つばの転がり軸受側の側面と軸受外輪端面とが面一である場合には、潤滑剤は、排出つばの転がり軸受側の側面で跳ね返って戻され、軸受外部へ排出させる力が小さい。したがって、ハウジングに構成された貯蔵空間に潤滑剤が十分に排出され、長時間潤滑剤を補給し続けるには、さらなる改善の余地があった。
また、特許文献１には、排出つばがテーパ面を有する構成が開示されているが、テーパ面の先端と軸受外輪端面との間に、十分な距離を確保することができない。つまり、貯蔵空間に至るまでのグリースを収容する空間を十分に確保することができない。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、供給された潤滑剤を継続的に排出でき、良好な潤滑状態を保って、長時間の連続運転が安定して可能であり、軸受の長寿命化を図ることができる、メンテナンスの容易な軸受装置およびスピンドル装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 転がり軸受と、前記転がり軸受の内輪に隣接して配置された内輪間座と、を備え、潤滑剤供給経路を介して外部から前記転がり軸受の内部へ潤滑剤を供給する軸受装置であって、
前記内輪間座は、径方向外方に突出して形成されるつば部を備え、
前記つば部の根元部は、前記内輪と当接する前記内輪間座の端面から軸方向に離間し、
前記つば部の前記転がり軸受側の側面は、前記つば部の根元部から径方向外方に沿って延びる円盤状の平坦面を有する、ことを特徴とする軸受装置。

（２） スピンドルが、（１）に記載の軸受装置によって回転自在に支持された工作機械主軸用スピンドル装置。

（３） スピンドルが、（１）に記載の軸受装置によって回転自在に支持された高速モータ用スピンドル装置。

本発明の軸受装置によれば、つば部の根元部は、内輪と当接する内輪間座の端面から軸方向に離間し、つば部の転がり軸受側の側面は、つば部の根元部から径方向外方に沿って延びる円盤状の平坦面を有することで、潤滑剤の供給により、転がり軸受の内部に滞留する潤滑剤は、転がり軸受の外部へ押し出されて排出されるとともに、内輪間座のつば部に付着した潤滑剤は、遠心力で外径側へ弾き飛ばされて、強制的かつ継続的に軸受外部へ排出される。これにより、供給された潤滑剤を継続的に排出でき、良好な潤滑状態を保って、長時間の連続運転が安定して可能となる。潤滑剤はグリース、オイルどちらでも有効であり、撹拌抵抗が減少して発熱を押さえることができ、軸受の長寿命化が図られる。

また、本発明の工作機械主軸用スピンドル装置及び高速モータ用スピンドル装置によれば、スピンドルが、上記の軸受装置によって回転自在に支持されているので、スピンドルの回転に伴う潤滑剤の撹拌抵抗を小さく抑えて軸受の温度上昇やトルク増大を抑制することができ、軸受の長寿命化が図られ、メンテナンスが容易となる。

本発明の第１実施形態に係る軸受装置の要部断面図である。 第１実施形態の第１変形例に係る軸受装置のカウンタボア側の潤滑剤排出構造の要部断面図である。 第１実施形態の第２変形例に係る軸受装置の要部断面図である。 第１実施形態の第３変形例に係る軸受装置の要部断面図である。 本発明の第２実施形態に係る軸受装置の要部断面図である。 本発明の第３実施形態に係る軸受装置の要部断面図である。 第３実施形態の変形例に係る軸受装置のカウンタボア側の潤滑剤排出構造の要部断面図である。 本発明の第４実施形態に係る軸受装置の要部断面図である。 本発明の変形例に係る軸受装置の要部断面図である。 本発明の軸受装置が適用された工作機械主軸用スピンドル装置を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る軸受装置を図面に基づいて詳細に説明する。また、各実施形態の軸受装置は、工作機械主軸用スピンドルや、ＡＣサーボモータ等の高速モータ用スピンドルを支持するスピンドル装置に好適に用いられる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る軸受装置の要部断面図である。本実施形態の軸受装置１０は、転がり軸受２０と、転がり軸受２０の内輪２１に隣接して軸方向両側に配置された内輪間座３０Ａ，３０Ｂと、外輪２２に隣接して軸方向両側に配置された外輪間座４０Ａ，４０Ｂと、外輪２２及び外輪間座４０Ａ，４０Ｂが内嵌されるハウジング５０と、内輪２１及び内輪間座３０Ａ，３０Ｂが外嵌されるスピンドル（回転軸）６０と、を備える。

本実施形態の転がり軸受２０はアンギュラ玉軸受であり、内輪２１と、外輪２２と、内輪２１の内輪軌道面（内輪軌道溝）２１ａと外輪２２の外輪軌道面（外輪軌道溝）２２ａとの間に接触角θを持って転動自在に配置された転動体である複数の玉２３と、複数の玉２３を回動自在に保持する保持器２４と、を備える。外輪２２は、外輪軌道面２２ａに対して軸方向一方側の内周面にテーパ状のカウンタボア２５を有すると共に、径方向に貫通し、外輪軌道面２２ａ寄りのカウンタボア２５に開口する給油孔２６を備える。
また、本実施形態の転がり軸受２０は、内輪２１及び外輪２２の各軸方向端面の軸方向位置が同じであり、また、シール部材を有さず、内輪２１の外周面と外輪２２の内周面との間の軸受空間を軸方向両側で外部に開放した構成としている。

内輪間座３０Ａ，３０Ｂは、スピンドル６０と嵌合する円筒部３５と、該円筒部３５の外周面から径方向外方に突出して形成されたつば部３１とをそれぞれ有する。つば部３１の根元部３１ａは、内輪２１と当接する円筒部３５の端面３３から軸方向に離間しており、つば部３１の転がり軸受側の側面３２は、つば部３１の根元部３１ａから径方向外方に沿って延びる円盤状の平坦面に形成されている。
これにより、内輪間座３０Ａ，３０Ｂのつば部３１と転がり軸受２０の軸方向端面（外輪２２の軸方向端面２２ｂ）との間には、つば部３１の転がり軸受側の側面３２と転がり軸受２０の軸方向端面との間に所定の軸方向隙間Ｃ１、Ｃ２を持った空間が、内輪間座３０Ａ，３０Ｂの円筒部３５ａの外周面から外径側に亘って形成される。
なお、転がり軸受２０は、外輪幅と内輪幅が公差範囲内でほぼ同一なものを採用しているため、本実施形態において、所定の軸方向隙間Ｃ１は、外輪２２の軸方向端面２２ｂ、又は内輪２１の軸方向端面のいずれから起算しても同じである（軸方向隙間Ｃ２もＣ１と同様）。
また、本実施形態では、カウンタボア寄りの内輪間座３０Ｂのつば部３１は、反カウンタボア側の内輪間座３０Ａのつば部３１よりも大径に形成されている。

外輪間座４０Ａ，４０Ｂは、その円周方向の複数か所に、外輪２２と当接する端面４３から軸方向に切り欠くことで形成される複数の切り欠き（開口部）４１を備える。また、切り欠き４１と軸方向において重なる、外輪間座４０Ａ，４０Ｂの転がり軸受側の内周面には、内輪間座３０Ａ，３０Ｂのつば部３１との干渉を防止するように、残りの内周面よりも大径に形成された大径部４２がそれぞれ形成されている。
なお、各大径部４２の内径は、外輪２２の両肩部の内周面に付着した潤滑剤Ｇが転がり軸受２０の外部に押し出されやすいように、外輪２２の対向する軸方向端面の内径（以下、端部内径とも称する）Ｄａ，Ｄｂ以上に設定されている。
しがたって、外輪間座４０Ａ，４０Ｂの内径が、外輪２２の端部内径Ｄａ，Ｄｂ以上で、且つ、内輪間座３０Ａ，３０Ｂのつば部３１との干渉しない場合には、大径部４２が形成されなくてもよい。

また、ハウジング５０は、内周面に形成される一対の潤滑剤貯蔵空間５１，５１と、外輪２２の給油孔２６と外部に設けられた潤滑剤供給部２０１（図１０参照）とを接続し、外部から転がり軸受２０の内部へ潤滑剤Ｇを供給する潤滑剤供給経路５２と、を備えている。潤滑剤貯蔵空間５１は、切り欠き４１の外周側に形成された環状空間であり、したがって、転がり軸受２０の軸受空間は、内輪間座３０Ａ，３０Ｂの外周面と外輪間座４０Ａ，４０Ｂの内周面との間の空間、及び切り欠き４１を介して潤滑剤貯蔵空間５１に連通する。

このように構成された軸受装置１０では、外部から供給される潤滑剤Ｇが、潤滑剤供給経路５２及び外輪２２の給油孔２６を介して転がり軸受２０に供給される。例えば、潤滑剤Ｇがグリースの場合、所定の量のグリースが所定の間隔で定期的に補給される。転がり軸受２０の内部へ供給された潤滑剤Ｇは、転がり軸受２０の各部を潤滑し、その一部は転がり軸受２０の内部に滞留される。転がり軸受２０の内部に滞留された潤滑剤Ｇのうち、不要となった潤滑剤Ｇは、転がり軸受２０の外部へ押し出されて排出され、軸受近傍に配置された内輪間座３０Ａ，３０Ｂのつば部３１に付着する。

つば部３１に付着した潤滑剤Ｇは、遠心力により外径側へ弾き飛ばされ、外輪間座４０Ａ，４０Ｂの切り欠き４１を介して潤滑剤貯蔵空間５１に、強制的かつ継続的に排出されて潤滑剤貯蔵空間５１に貯留される。

また、軸受空間から軸方向外側へ押し出された潤滑剤Ｇは、つば部３１の根元部３１ａに形成された空間にも貯留されるので、この空間に貯留された潤滑剤Ｇもつば部３１に付着し、外径側に効率良く弾き飛ばされる。

また、つば部３１による排出は、転がり軸受２０の回転速度の違いによる潤滑剤Ｇの供給量と排出量のバランスを取ることも可能である。例えば、高速回転の場合は、発熱による潤滑剤Ｇの枯渇化による早期損傷を防止するために、潤滑剤Ｇの供給量を増やす必要がある。しかし、むやみに供給量を増加すると、潤滑剤Ｇが過剰となり、昇温不安定や異常発熱などの恐れがある。しかし、内輪間座３０Ａ，３０Ｂ（つば部３１）は高速回転しているため遠心力が大きく、その分、潤滑剤Ｇの排出量も増加することから、供給量を増やしても転がり軸受２０の内部に留まる潤滑剤Ｇの量は増加せず、転がり軸受２０の内部および近傍に適量の潤滑剤Ｇを留めておくことができる。

一方、低速回転の場合は、供給量を少なくしても、内輪間座３０Ａ，３０Ｂ（つば部３１）の遠心力が小さくなるため、潤滑剤Ｇの排出量も増加せず、潤滑剤Ｇを余計に排出させることは無い。このように、内輪間座３０Ａ，３０Ｂにつば部３１を設けることで、潤滑剤Ｇの供給量と排出量が回転速度に応じて適切に連動し、常時、良好な潤滑環境が得られる。

なお、潤滑剤Ｇとしては、グリース、オイルどちらであっても有効であり、攪拌抵抗が減少することで発熱を抑えることができる。また、潤滑剤貯蔵空間５１が潤滑剤Ｇで満たされた場合、軸受装置１０の外部へ排出する必要があるが、本実施形態によれば、ハウジング５０に設けられた潤滑剤貯蔵空間５１と外部空間を連通する不図示の排出通路を設け、外部から吸引することにより、潤滑剤Ｇをほとんど排出させることができるので、メンテナンスが容易になる。特に、オイル補給潤滑の場合、外部空間との排出通路は有効である。

特許文献１に記載の従来の排出間座は、排出つばの転がり軸受側の側面と転がり軸受の端面が面一であり、潤滑剤の排出が必ずしも良好でないケースも考えられる。これは、貯蔵空間へ通ずる軸受と排出つばとの隙間が非常に狭いことにより、潤滑剤がハウジング側へ排出されずに軸受へ戻ってしまう。この影響で急激に攪拌抵抗が大きくなると異常発熱が発生する場合もある。具体的には、回転する排出間座に付着した潤滑剤は、遠心力により排出間座から飛ばされた際に、外輪内径面に付着してしまうケースも多く、ハウジング側の貯蔵空間に移動しにくい。

一方、本実施形態の軸受装置１０では、つば部３１の転がり軸受側の側面３２及び外輪２２の軸方向端面２２ｂ間の軸方向隙間Ｃ１，Ｃ２は、Ｃ１，Ｃ２＝０．５～５０ｍｍ、望ましくは０．５～２０ｍｍ、より望ましくは０．５～５ｍｍに設定される。軸方向隙間Ｃ１，Ｃ２が０．５ｍｍより小さいと、上記で述べた潤滑剤Ｇの排出が困難である上、内輪２１と外輪２２の熱膨張差により、外輪２２とつば部３１が接触する虞がある。また、５０ｍｍより大きいと、潤滑剤Ｇがつば部３１に辿り着き難く、即ち、つば部３１による潤滑剤Ｇの排出がされず、軸受近傍に大量の潤滑剤Ｇが留まってしまう可能性がある。

また、内輪間座３０Ａ，３０Ｂのつば部３１は、いわゆるスリンガー効果によっても潤滑剤Ｇを効果的に排出する。ここで、スリンガー効果とは、つば部３１の外径側の周速度が、内径側の周速度より速くなるため、外径側での空気の圧力が下がることによってつば部３１の内径側から外径側に向かって空気の流れが生じる効果を言う。

なお、つば部３１の転がり軸受側の側面３２に、スリット、螺旋状の溝、その他潤滑剤の流動性を加速する凹凸を設けてもよい。つば部３１にスリットや溝を設けて空気の乱流を作ることで、転がり軸受２０内の空気が循環されて熱がこもりにくくなり、温度上昇が軽減される効果もある。さらに本実施形態の軸受装置１０では、軸方向隙間Ｃ１，Ｃ２を設けたため、空気の循環がより促進され、油膜の粘度低下やグリースの蒸発等による早期劣化が抑制される。

以上説明したように、本実施形態の軸受装置１０によれば、転がり軸受２０の内部に供給された潤滑剤Ｇは、つば部３１の転がり軸受側の側面３２と外輪２２の軸方向端面２２ｂとの間の軸方向隙間Ｃ１，Ｃ２によって転がり軸受２０の外部へ押し出されて排出され、転がり軸受２０近傍に配置され内輪間座３０Ａ，３０Ｂのつば部３１に付着し、遠心力の作用によって外径側へ弾き飛ばされ、潤滑剤貯蔵空間５１に貯留される。また、潤滑剤貯蔵空間５１からは、排出通路により外部へ排出される。これにより、潤滑剤Ｇの撹拌抵抗が減少して発熱が抑制され、良好な潤滑状態が維持され、結果として転がり軸受２０の寿命が長くなる。また、転がり軸受２０、即ち、内輪間座３０Ａ，３０Ｂの回転速度に応じて潤滑剤Ｇを弾き飛ばす遠心力の大きさが変わるため、回転速度に応じた適切な潤滑剤供給が可能となる。

図２は、第１実施形態の第１変形例に係る軸受装置のカウンタボア側の潤滑剤排出構造の要部断面図である。第１変形例の軸受装置１０ａでは、つば部３１は、Ｃ１＝０．５～５０ｍｍの範囲で、つば部３１の転がり軸受側の側面３２及び外輪２２の軸方向端面２２ｂ間の軸方向隙間Ｃ１を大きく確保するように形成される。これにより、この軸方向隙間Ｃ１によって、内輪間座３０Ａの外周面と外輪間座４０Ａの内周面との間に形成された空間に、転がり軸受２０から排出された潤滑剤Ｇを十分に貯留でき、且つ、つば部３１に付着した潤滑剤Ｇを、遠心力の作用によって外径側へ弾き飛ばし、潤滑剤貯蔵空間５１に排出できる。

また、外輪間座４０Ａの内径より大きなつば部３１が外輪間座４０Ａと干渉するのを防止するため、外輪間座４０Ａの大径部４２は、切り欠き４１の軸方向端面４１ａを超えた軸方向位置まで形成されている。

さらに、つば部３１の転がり軸受側の側面３２の最外径部及び側面３２の延長線Ｌ１は、切り欠き４１の軸方向端面４１ａよりも転がり軸受２０側に配置される（即ち、δ１＞０）。これにより、つば部３１に付着し、弾き飛ばされた潤滑剤Ｇは、切り欠き４１を介して確実に潤滑剤貯蔵空間５１へ排出される。
なお、断面矩形状の潤滑剤貯蔵空間５１の転がり軸受２０から離れた軸方向端面５１ａは、切り欠き４１の軸方向端面４１ａと同一な軸方向位置に形成されており、切り欠き４１を介して潤滑剤貯蔵空間５１へ確実に排出される。
また、この変形例のつば部３１のレイアウトは、反カウンタボア側にも適用されてもよい。

図３は、第１実施形態の第２変形例に係る軸受装置の要部断面図である。この軸受装置１０ｂでは、つば部３１及び切り欠き４１は、軸方向において、カウンタボアが形成される側の内輪間座３０Ａ及び外輪間座４０Ａのみに形成され、ハウジング５０の潤滑剤貯蔵空間５１もカウンタボア側に形成される。内輪２１の外周面と外輪２２の内周面との間の軸受空間は、反カウンタボア側に比べて、カウンタボア側が広く、カウンタボア側において貯留される潤滑剤Ｇの量が多くなり、転がり軸受の外部に排出される潤滑剤Ｇの量も多くなる。このため、カウンタボア側のみに、つば部３１や切り欠き４１を設けてもよい。

図４は、第１実施形態の第３変形例に係る軸受装置の要部断面図である。転がり軸受２０は、この軸受装置１０ｃのように、内周面の内径が軸方向に亘って等しい、ストレート形状のカウンタボア２５Ａを有するものであってもよい。
この場合も、転がり軸受の内部に供給された潤滑剤Ｇは、転がり軸受の外部へ排出されるとともに、内輪間座３０Ａ，３０Ｂのつば部３１に付着した潤滑剤Ｇは、遠心力で外径側へ弾き飛ばされて、強制的かつ継続的に潤滑剤貯蔵空間５１に貯蔵される。

（第２実施形態）
次に、図５を参照して、第２実施形態の軸受装置について説明する。この軸受装置１０ｄでは、内輪間座３０Ａのつば部３１の外径Ｄｆａが、カウンタボア２５Ａの端部内径Ｄａより大きく設定されている。同様に、内輪間座３０Ｂのつば部３１の外径Ｄｆｂも、反カウンタボア側の端部内径Ｄｂより大きく設定されている。

これにより、外輪２２の内周面に沿って転がり軸受２０の外部に排出される潤滑剤Ｇがつば部３１の転がり軸受側の側面３２に付着しやすくなり、付着した潤滑剤Ｇは外径側に弾き飛ばされるので、潤滑剤Ｇの排出性をより向上させることができる。また、つば部３１の外径Ｄｆａ、Ｄｆｂが大きいため、つば部３１の外周部の周速がより速くなり、潤滑剤Ｇを弾き飛ばす遠心力の大きさが大きくなって、潤滑剤Ｇを確実に排出することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第３実施形態）
次に、図６を参照して、第３実施形態の軸受装置について説明する。この軸受装置１０ｅでは、内輪間座３０Ａ、３０Ｂのつば部３１の転がり軸受側の側面３２の外径側部分に、径方向外方に向かって転がり軸受２０から軸方向に離間するテーパ部３４を備える。これにより、つば部３１の転がり軸受側の側面と転がり軸受２０の軸方向端面との軸方向隙間Ｃ１，Ｃ２がつば部３１の外径側で大きくなり、転がり軸受２０から押し出された潤滑剤Ｇを容易に排出できる。また、つば部３１の転がり軸受側の側面３２に付着した潤滑剤Ｇは、遠心力により、つば部３１の転がり軸受側の側面３２の円盤状の平坦面及びテーパ部３４に沿って径方向外方に案内されて、確実に潤滑剤貯蔵空間５１へ排出され、排出性が向上する。なお、テーパ部３４は、必ずしも円すい面とする必要はなく、緩やかな曲面状とすることも可能である。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

図７は、第３実施形態の変形例に係る軸受装置のカウンタボア側の潤滑剤排出構造の要部断面図である。この変形例の軸受装置１０ｆでは、第１実施形態の第１変形例と同様に、つば部３１は、Ｃ１＝０．５～５０ｍｍの範囲で、つば部３１の転がり軸受側の側面３２及び外輪２２の軸方向端面２２ｂ間の軸方向隙間Ｃ１をより大きく確保するように形成されている。これにより、この軸方向隙間Ｃ１によって、内輪間座３０Ａの外周面と外輪間座４０Ａの内周面との間に形成された空間に、転がり軸受２０から排出された潤滑剤Ｇを十分に貯留でき、且つ、つば部３１に付着した潤滑剤Ｇを、遠心力の作用によって外径側へ弾き飛ばし、潤滑剤貯蔵空間５１に排出できる。

また、外輪間座４０Ａの内径より大きなつば部３１が外輪間座４０Ａと干渉するのを防止するため、外輪間座４０Ａの大径部４２も、切り欠き４１の軸方向端面４１ａを超えた軸方向位置まで形成されている。

この変形例でも、つば部３１は、転がり軸受側の側面３２の外径側部分にテーパ部３４を備えるが、テーパ部３４の最外径部の軸方向位置が、切り欠き４１の軸方向端面４１ａより転がり軸受２０側となるように（即ち、δ２＞０）、接触角αが設定されている。これにより、つば部３１に付着し、弾き飛ばされた潤滑剤Ｇは、切り欠き４１を介して確実に潤滑剤貯蔵空間５１へ排出される。
なお、この変形例のつば部３１のレイアウトも、反カウンタボア側にも適用されてもよい。

（第４実施形態）
次に、図８を参照して、第４実施形態の軸受装置について説明する。この軸受装置１０ｇでは、転がり軸受２０の保持器２４は、外周面に、転がり軸受２０の中心から軸方向に離間するに従って、次第に大径となる傾斜面２４ａを有する。これにより、潤滑剤供給経路５２及び外輪２２の給油孔２６を介して供給されて転がり軸受２０内に貯留する潤滑剤Ｇは、保持器２４の回転に伴う遠心力の作用により、傾斜面２４ａに沿って径方向及び軸方向外方に案内され、転がり軸受２０から外部に排出され、つば部３１に付着しやすくなる。つば部３１に付着した潤滑剤Ｇは、遠心力によって径方向外方に弾き飛ばされて潤滑剤貯蔵空間５１に貯蔵されるので、より効率的に潤滑剤Ｇを転がり軸受２０から排出できる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

なお、本発明は、前述した各実施形態及び変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。

例えば、上記実施形態及び変形例では、アンギュラ玉軸受が用いられているが、本発明の転がり軸受は、これに限定されない。具体的に、図９に示す軸受装置１０ｈのように、転がり軸受１２０として、円筒ころ軸受が使用されてもよく、その場合も、転がり軸受１２０以外の部分は、上記実施形態の構成を適用することができる。即ち、転がり軸受１２０においても、内輪１２１は、つば部３１を有する内輪間座３０Ａ，３０Ｂ間に配置され、外輪１２２は、切り欠き４１を有する外輪間座４０Ａ，４０Ｂ間に配置され、さらに、外輪１２２は、径方向に貫通して、潤滑剤供給経路５２からの潤滑剤Ｇを軸受空間内に供給するための給油孔１２６を有する。この場合、転がり軸受１２０の形状は、左右対称であるので、内輪間座３０Ａ，３０Ｂのつば部３１の形状も同一であってもよい。

図１０は、上述した実施形態の軸受装置１０が適用された工作機械主軸用スピンドル装置２００を示す断面図である。スピンドル装置２００は、モータビルトイン方式のものであり、スピンドル６０が、モータ７０に対して前方に配置される複数のアンギュラ玉軸受２０と、モータ７０に対して後方に配置される円筒ころ軸受１２０とによってハウジング５０に対して回転自在に支持されている。また、ハウジング５０には、ハウジング５０の軸方向後方から各軸受２０，１２０の外輪２２，１２２の給油孔２６，１２６までそれぞれ連通する複数の潤滑剤供給経路５２が形成されている。ハウジング５０の外部には、潤滑剤供給部２０１が設けられており、ハウジング５０の軸方向後端面には、潤滑剤供給部２０１からの配管を通すための開口部２０２、又は、潤滑剤供給部２０１からの配管を中継する中継ジョイント等が設けられている。
したがって、複数のアンギュラ玉軸受２０への潤滑剤供給は、開口部２０２に潤滑剤供給部２０１が接続されることで、複数の潤滑剤供給経路５２を介して行われる。また、円筒ころ軸受１２０への潤滑剤供給は、潤滑剤供給部２０１が外輪間座４０Ａの軸方向後端面に設けられた開口部２０３に接続され、外輪間座４０Ａに形成された連通孔２０４を含む潤滑剤供給部５２を介して行われる。

さらに、ハウジング５０には、各軸受２０，１２０に対応する軸方向両側の内周面に一対の潤滑剤貯蔵空間５１，５１が形成されている。各軸受２０，１２０の軸方向両側に位置する内輪間座３０Ａ，３０Ｂ及び外輪間座４０Ａ，４０Ｂには、つば部３１，３１及び切り欠き４１，４１がそれぞれ形成される。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 転がり軸受と、前記転がり軸受の内輪に隣接して配置された内輪間座と、を備え、潤滑剤供給経路を介して外部から前記転がり軸受の内部へ潤滑剤を供給する軸受装置であって、
前記内輪間座は、径方向外方に突出して形成されるつば部を備え、
前記つば部の根元部は、前記内輪と当接する前記内輪間座の端面から軸方向に離間し、
前記つば部の前記転がり軸受側の側面は、前記つば部の根元部から径方向外方に沿って延びる円盤状の平坦面を有する、ことを特徴とする軸受装置。
この構成によれば、つば部の根元部は、内輪と当接する内輪間座の端面から軸方向に離間し、つば部の転がり軸受側の側面は、つば部の根元部から径方向に沿って延びる円盤状の平坦面を有することで、潤滑剤の供給により、転がり軸受の内部に滞留する潤滑剤は、転がり軸受の外部へ押し出されて排出されるとともに、内輪間座のつば部に付着した潤滑剤は、遠心力で外径側へ弾き飛ばされて、強制的かつ継続的に軸受外部へ排出される。これにより、供給された潤滑剤を継続的に排出でき、良好な潤滑状態を保って、長時間の連続運転が安定して可能となる。

（２） 前記転がり軸受の外輪が内嵌されると共に、排出された前記潤滑剤を貯蔵可能な貯蔵空間を有するハウジングと、
前記転がり軸受の外輪に隣接して配置され、前記貯蔵空間に連通する開口部を備える外輪間座と、
をさらに備え、
前記開口部は、前記内輪間座のつば部の径方向外側に形成される、（１）に記載の軸受装置。
この構成によれば、転がり軸受から排出された潤滑剤を、外輪間座の開口部を介してハウジングの貯蔵空間に貯蔵できる。
（３） 前記開口部は、前記外輪間座の円周方向の一部を、前記外輪と当接する端面から軸方向に切り欠くことで形成され、
前記つば部の前記転がり軸受側の側面の最外径部は、前記開口部の軸方向端面よりも前記転がり軸受側に位置する、（２）に記載の軸受装置。
この構成によれば、つば部に付着した潤滑剤が、開口部内を確実に通過させることができる。

（４） 前記つば部の前記転がり軸受側の側面と、前記転がり軸受の軸方向端面との軸方向隙間は、０．５ｍｍ～５０ｍｍである、（１）～（３）のいずれかに記載の軸受装置。
この構成によれば、転がり軸受内の潤滑剤を、外部に排出でき、また、潤滑剤をつば部に付着させることができる。

（５） 前記つば部の前記側面は、径方向外方に向かって前記外輪の前記側面から軸方向に離間するテーパ部を備える、（１）～（４）のいずれかに記載の軸受装置。
この構成によれば、つば部に付着した潤滑剤を、効率よく排出できる。

（６） 前記前記つば部の外径は、前記転がり軸受の外輪の内径より大きい、（１）～（５）のいずれかに記載の軸受装置。
この構成によれば、外輪の内周面に沿って転がり軸受の外部に排出される潤滑剤もつば部の転がり軸受側の側面に付着しやすくなり、付着した潤滑剤は外径側に弾き飛ばされるので、潤滑剤の排出性をより向上させることができる。

（７） 前記転がり軸受の保持器は、外周面が軸方向外側に向かって大径となる傾斜面を有する、（１）～（６）のいずれかに記載の軸受装置。
この構成によれば、保持器に付着した潤滑剤を、遠心力により転がり軸受から外部へ効率よく排出できる。

（８） 前記潤滑剤はグリースである、（１）～（７）のいずれかに記載の軸受装置。
この構成によれば、グリース潤滑される転がり軸受を良好な潤滑状態に維持できる。

（９） スピンドルが、（１）～（８）のいずれかに記載の軸受装置によって回転自在に支持された工作機械主軸用スピンドル装置。
この構成によれば、高速回転する工作機械主軸用スピンドル装置のスピンドルを、長寿命化が図られた軸受により支持でき、メンテナンスが容易となる。

（１０） スピンドルが、（１）～（８）のいずれかに記載の軸受装置によって回転自在に支持された高速モータ用スピンドル装置。
この構成によれば、高速回転する高速モータ用スピンドル装置のスピンドルを、長寿命化が図られた軸受により支持でき、メンテナンスが容易となる。

１０，１０ａ～１０ｈ 軸受装置
２０，１２０ 転がり軸受
２１ 内輪
２２ 外輪
２４ 保持器
２４ａ 傾斜面
３０Ａ，３０Ｂ 内輪間座
３１ つば部
３２ 転がり軸受側の側面
３３ 内輪と当接する端面
３４ テーパ部
３５ 円筒部
４０Ａ，４０Ｂ 外輪間座
４１ 切り欠き（開口部）
５０ ハウジング
５１ 潤滑剤貯蔵空間
５２ 潤滑剤供給経路
６０ スピンドル
Ｃ１，Ｃ２ つば部の転がり軸受側の側面と転がり軸受の軸方向端面との軸方向隙間
Ｄａ，Ｄｂ 外輪の端部内径
Ｄｆａ，Ｄｆｂ つば部の外径
Ｇ 潤滑剤

Claims (10)

1. 転がり軸受と、前記転がり軸受の内輪に隣接して配置された内輪間座と、を備え、潤滑剤供給経路を介して外部から前記転がり軸受の内部へ潤滑剤を供給する軸受装置であって、
   前記内輪間座は、径方向外方に突出して形成されるつば部を備え、
   前記つば部の根元部は、前記内輪と当接する前記内輪間座の端面から軸方向に離間し、
   前記つば部の前記転がり軸受側の側面は、前記つば部の根元部から径方向外方に沿って延びる円盤状の平坦面を有する、ことを特徴とする軸受装置。
2. 前記転がり軸受の外輪が内嵌されると共に、排出された前記潤滑剤を貯蔵可能な貯蔵空間を有するハウジングと、
   前記転がり軸受の外輪に隣接して配置され、前記貯蔵空間に連通する開口部を備える外輪間座と、
   をさらに備え、
   前記開口部は、前記内輪間座のつば部の径方向外側に形成される、請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記開口部は、前記外輪間座の円周方向の一部を、前記外輪と当接する端面から軸方向に切り欠くことで形成され、
   前記つば部の前記転がり軸受側の側面の最外径部は、前記開口部の軸方向端面よりも前記転がり軸受側に位置する、請求項２に記載の軸受装置。
4. 前記つば部の前記転がり軸受側の側面と、前記転がり軸受の軸方向端面との軸方向隙間は、０．５ｍｍ～５０ｍｍである、請求項１～３のいずれか１項に記載の軸受装置。
5. 前記つば部の前記転がり軸受側の側面は、径方向外方に向かって前記転がり軸受から軸方向に離間するテーパ部を備える、請求項１～４のいずれか1項に記載の軸受装置。
6. 前記前記つば部の外径は、前記転がり軸受の外輪の内径より大きい、請求項１～５のいずれか１項に記載の軸受装置。
7. 前記転がり軸受の保持器は、外周面が軸方向外側に向かって大径となる傾斜面を有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の軸受装置。
8. 前記潤滑剤はグリースである、請求項１～７のいずれか１項に記載の軸受装置。
9. スピンドルが、請求項１～８のいずれか１項に記載の軸受装置によって回転自在に支持された工作機械主軸用スピンドル装置。
10. スピンドルが、請求項１～８のいずれか１項に記載の軸受装置によって回転自在に支持された高速モータ用スピンドル装置。

Images