JP3924980B2 - Bearing lubrication and cooling system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却効率の高いころがり軸受の潤滑、冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ころがり軸受の潤滑、冷却装置としては、種々のものが提案されている。
【0003】
図6は、オイルとエアにより潤滑と冷却を行なう装置である。
ころがり軸受10は、アウターレース11と、インナーレース12の間にボール13がリテーナ14で保持された状態で挿入され、アウターレース11とインナーレースが相対回転する。
潤滑、冷却ノズル20は、ボール13と、リテーナ14の空間に対向する噴射穴21,22を有し、ミキシングバルブ23からの流体をボールとレースの間に供給する。ミキシングバルブ23には、オイル24とエア25が供給され、ミキシングバルブ23は、オイル24とエア25を混合して混合流体26を生成し、噴射穴21,22から噴射する、このオイルとエアの混合流体26により、ころがり軸受の潤滑と冷却が達成される。
【0004】
図7は、オイルミストによる潤滑と、冷却装置を示す。
霧吹き装置30には、オイル31とエア32が供給され、オイルミストが生成される。オイルミスト33は、潤滑冷却ノズル20の噴射穴21,22から、ころがり軸受10に供給される。
【0005】
図8は、ジェット潤滑装置を示し、オイルタンク42内のオイル41をポンプ40で加工し、噴射穴21,22からオイルのジェット流43をころがり軸受10に供給して、潤滑と冷却を強制的に行なう。
【0006】
図9は、オイルジェットによるアンダーレース潤滑装置を示す。
ころがり軸受10のインナーレース12は、主軸50を支持する。主軸50は中心穴52を有しインナーレース12を貫通する小径穴51を有する。オイルポンプ40からのオイルジェット43は、主軸中心穴52から小径穴51を通り、インナーレース12の内部に強制的に注入する。
例えば、特開平6−66324号公報は、エアによるころがり軸受の冷却装置を開示する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ころがり軸受の潤滑方式としては、グリース潤滑は最も基本的な潤滑方式であるが、高速回転主軸や熱変位を嫌う装置の場合は発熱が大きいため採用できない。
【0008】
ジェット潤滑およびアンダーレース潤滑は大量の潤滑油を軸受に直接供給するため、潤滑および冷却性能は優れているが、潤滑油のシール技術や潤滑油の冷却装置が大がかりになる。
【0009】
オイルエア潤滑およびオイルミスト潤滑は、エアと少量の潤滑油を混合させ潤滑油ノズルより軸受に供給する方法で、発熱も少なく潤滑油の処理も必要ないため装置が小さく最も普及している。
【0010】
しかし、オイルエア潤滑、オイルミスト潤滑を使用して回転主軸の高速化、高精度化をさらに進めようとした場合、何らかの対策が必要となる。
そこで本発明は、オイルエア潤滑、オイルミスト潤滑の潤滑性能は維持しながら、冷却効率を飛躍的に向上させるノズルを提案する。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の軸受の潤滑、冷却装置は、基本的な手段として、リング状のノズル本体と、ノズル本体の軸受に対向する側面に設けられて潤滑油を供給する潤滑油噴射穴と、ノズル本体の側面の潤滑油噴射穴と干渉しない位置に設けられる複数の冷却用エアの噴射穴と、前記リング状のノズル本体の外周部に設けられて前記潤滑油噴射穴に連結される第1のリング溝と、第1のリング溝に並列に設けられて前記冷却用エアの噴射穴に連結される第2のリング溝とを備えた、アウターレースとインナーレースとの間にボールを保持した状態で挿入されるリテーナを有する軸受に対する潤滑、冷却装置であって、前記潤滑油噴射穴は、アウターレースとノズル本体側リテーナ間およびインナーレースと前記ノズル本体側リテーナ間に向けて噴射されるように、前記第1のリング溝に設けられた前記ノズル本体の内側に向かう半径方向の有底穴からアウターレースとノズル本体側リテーナ間およびインナーレースと前記ノズル本体側リテーナ間に向けてそれぞれ複数配設し、前記冷却用エアの噴射穴は、前記ノズル本体側リテーナに向けて噴射されるように配設したものである。
【0012】
さらに、前記冷却用エアの温度は、−10℃〜−20℃とすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の全体構成を示す説明図、図2は図1のA矢視図、図3は図1のB矢視図、図4及び図5はノズル装置の要部の拡大断面図である。
全体を符号100で示すノズル装置は、リング状のノズル本体110を有し、ころがり軸受10に隣接して配設される。ころがり軸受10は、アウターレース11、インナーレース12を有し、ボール13がリテーナ14で保持される。
【0014】
ノズル本体110は、2本のリング溝120,140が並列して設けられる。第1のリング溝120は、本体の外周部に向けて開口し、オイルタンク210のオイルがポンプ200でエアと混ざり合って加圧され、オイルミストとなってライン220を介して導入される。
【0015】
第1のリング溝120は、ノズル本体110の内側に向かう半径方向の有底穴121を有する。本実施例にあっては、2本の有底穴121が線対称に配設されている。この有底穴121の個数は適宜に選択できる。
この有底穴121は、ころがり軸受10側に開口する2個の噴射穴122,124を有する。この2個の噴射穴122,124は、アウターレース11とインナーレース12の間隔のレースとボールの転動面に向けて開口される。
【0016】
第1のリング溝120に供給されたオイルは、2本の有底穴121の噴射穴122,124から噴射され、ボール13とアウターレース11、インナーレース12の間の転動面を潤滑する。
ノズル本体110の第1のリング溝120に隣接して設けられる第2のリング溝140は、本体110の外側に開口し、エア供給源300からのエアがライン310を介して供給される。
【0017】
第2のリング溝140は、ころがり軸受のボール転動面に向けて開口される複数の噴射穴142に連結される。噴射穴142は円周上に多数設けられる。その直径寸法は1mm〜5mm程度の穴が適当である。
【0018】
エア供給源300は、通常のエアコンプレッサを使用して、室温のエアを圧縮して供給するものであってもよいが、好ましくは、−10℃〜−20℃の冷却風を供給する装置を使用することにより、冷却効果の向上を図ることができる。
ライン310を介して第2のリング溝140に供給される冷却エアは、噴射穴142からころがり軸受10のボール転動面に向けて噴射され、転動面に発生する摩擦熱を冷却する。
【0019】
なお、潤滑油の噴射穴122,124の有底穴121との連通部122a,124aとエアの噴射穴142とリング溝140との連通部142aは、流体研磨によってR状に加工され、スムーズな噴射が達成される。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、主軸等を支持するころがり軸受の潤滑を確保しつつ、発熱に対する冷却性を向上することができる。
実験によれば、通常の潤滑、冷却方式では、回転中に10℃の温度上昇が確認された軸受に本装置を使用し、−10℃の冷風を用いることで、5℃の温度上昇に改善された。冷風量と温度の最適化により、更なる効果を得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の全体構成を示す説明図。
【図2】図1のA矢視図。
【図3】図1のB矢視図。
【図4】本発明装置の要部の拡大図。
【図5】本発明装置の要部の拡大図。
【図6】従来の装置の説明図。
【図7】従来の装置の説明図。
【図8】従来の装置の説明図。
【図9】従来の装置の説明図。
【符号の説明】
10 ころがり軸受
11 アウターレース
12 インナーレース
13 ボール
14 リテーナ
100 潤滑、冷却ノズル装置
110 ノズル本体
120 第1のリング溝
122,124 オイル噴射穴
140 第2のリング溝
142 エア噴射穴
200 オイルポンプ
300 エア供給源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lubrication and cooling device for a rolling bearing with high cooling efficiency.
[0002]
[Prior art]
Various lubrication and cooling devices for rolling bearings have been proposed.
[0003]
FIG. 6 shows an apparatus for performing lubrication and cooling with oil and air.
The rolling
The lubrication and
[0004]
FIG. 7 shows a lubrication by an oil mist and a cooling device.
The
[0005]
FIG. 8 shows a jet lubrication device, in which
[0006]
FIG. 9 shows an under-lace lubrication device using an oil jet.
The
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-66324 discloses a cooling device for a rolling bearing using air.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As a lubrication system for rolling bearings, grease lubrication is the most basic lubrication system, but it cannot be used for a high-speed rotating spindle or a device that dislikes thermal displacement because it generates a lot of heat.
[0008]
Jet lubrication and under-race lubrication supply a large amount of lubricating oil directly to the bearing, so that the lubrication and cooling performance is excellent. However, the lubricating oil sealing technology and the lubricating oil cooling device are important.
[0009]
Oil-air lubrication and oil mist lubrication are methods in which air and a small amount of lubricating oil are mixed and supplied to the bearing from the lubricating oil nozzle, and since the heat generation is small and no processing of the lubricating oil is required, the apparatus is small and most popular.
[0010]
However, some measures are required when further increasing the speed and accuracy of the rotating spindle using oil-air lubrication and oil mist lubrication.
Accordingly, the present invention proposes a nozzle that dramatically improves the cooling efficiency while maintaining the lubrication performance of oil-air lubrication and oil mist lubrication.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Lubrication of bearings of the present invention, the cooling device, as basic means, a ring-shaped nozzle body, and the lubricating oil injection hole for supplying provided on a side surface lubricant facing the bearing of the nozzle body, the nozzle body A plurality of cooling air injection holes provided at positions that do not interfere with the lubricating oil injection holes on the side surface, and a first ring groove provided on the outer peripheral portion of the ring-shaped nozzle body and connected to the lubricating oil injection holes When inserted while holding the balls between the second and a ring groove, the outer race and the inner race coupled to said injection holes of the cooling air is provided in parallel with the first ring groove a lubrication cooling system for a bearing having a retainer to be, the lubricant injection hole is injected toward between between the outer race and the nozzle body side retainer and the inner race of the nozzle body side retainer In each plurality distribution toward between the first from the radial blind hole in towards the inside of the nozzle body which is provided in the ring groove and the outer race and the nozzle body side retainer and between the inner race of the nozzle body side retainer The cooling air injection hole is disposed so as to be injected toward the nozzle body retainer.
[0012]
Furthermore, the temperature of the cooling air can be set to −10 ° C. to −20 ° C.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an explanatory view showing the overall configuration of the present invention, FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. 1, FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. FIG.
The nozzle device generally indicated by
[0014]
The
[0015]
The
The bottomed
[0016]
The oil supplied to the
The
[0017]
The
[0018]
The
The cooling air supplied to the
[0019]
The communicating
[0020]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooling property with respect to heat_generation | fever can be improved, ensuring the lubrication of the rolling bearing which supports a main shaft etc.
According to experiments, with normal lubrication and cooling methods, this device is used for bearings that have been confirmed to increase in temperature by 10 ° C during rotation, and cold air at -10 ° C is used to improve the temperature to 5 ° C. It was done. A further effect can be obtained by optimizing the amount of cold air and the temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a device of the present invention.
FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow B in FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the device of the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a main part of the device of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional apparatus.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional apparatus.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional apparatus.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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