JP4261083B2

JP4261083B2 - Air-oil lubrication structure for rolling bearings

Info

Publication number: JP4261083B2
Application number: JP2001160361A
Authority: JP
Inventors: 正継森; 好美太田
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2021-05-29
Also published as: JP2002054643A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械主軸用の転がり軸受等に適用されるエアオイル給油による潤滑構造に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
工作機械の主軸装置は、加工能率を上げるためますます高速化の傾向にある。このため、軸受の潤滑も、搬送エアに潤滑用オイルを混合して、内輪転走面に直接に噴きつけるエアオイル給油が増加しつつある。
図１０は、アンギュラ玉軸受における従来のエアオイル潤滑構造を示したものである。ハウジング５１の供給口５２より供給される搬送エアと潤滑油は、外輪間座５３に設けたエアオイル噴射孔５４から内輪５５の転走面５５ａに向けて噴射される。噴射孔５４の孔径は、１．２ｍｍ程度、搬送エアの圧力は約３kgf/ｃｍ²であり、噴射孔５４の出口部でのエア速度はかなりの高速となっている。高速にする理由は、転動体５６が公転することで生じる風圧に打ち勝って転走面５５ａに潤滑油を到達させるためであり、高速回転になる程、エア速度を速くする必要がある。
【０００３】
エア速度を速くするには、噴射孔５４の孔径を小さくする方法と、搬送エア圧力を上昇させる方法が考えられる。しかし、噴射孔５４の径は、噴射孔口から目標とする転走面５５ａまでの距離が長いため、小さくすることが出来ず、そのため搬送エア圧力を上昇させて速度を増すしかない。
このように噴射孔５４からのエア速度を増すことは、エア量の増加によるエネルギ消費の増加と共に、転動体５６の公転が及ぼすエア流の遮断・貫通の繰り返しによる騒音（風切り音）の問題が生じる。昨今の環境，省エネ，省資源の観点から、これらの問題の早期対策が望まれている。
このように、工作機械主軸用軸受の高速化要求に対して、利用が増えつつあるエアオイル潤滑の騒音の低減と省エネ対策が大きな課題となっている。
【０００４】
このような課題を解決するものとして、本発明者は、図１１に示すエアオイル潤滑構造を試みた。このエアオイル潤滑構造は、転がり軸受６１の内輪６２の外径面に、この内輪６２の転走面６２ａに続く斜面部６２ｂを設け、この斜面部６２ｂに隙間δを持って沿うノズル部材６６を設ける。このノズル部材６６に、上記斜面部６２ｂに対面して開口するエアオイルの吐出溝６７を円周方向に延びて設け、ノズル部材６６の吐出溝６７内に吐出口６８ａが開口するエアオイルの吐出孔６８を設ける。
【０００５】
このエアオイル潤滑構造によると、搬送エアに混合された潤滑油であるエアオイルは、ノズル部材６６の吐出孔６８から吐出され、吐出溝６７を通って内輪６２の斜面部６２ｂとノズル部材６６間の隙間δに導入される。この隙間δに導入されたエアオイルは、軸受運転時に隙間δで生じる負圧吸引作用によって軸受内部へ導かれ、また斜面部６２ｂに付着した潤滑油の表面張力と、遠心力の斜面部大径側への分力により、軸受内部の転走面６２ａあるいは保持器６５の内径面へ導かれる。ノズル部材６６に設けた円周溝状の吐出溝６７は、吐出されたエアオイルを全周に行き渡らせる機能を持つ。
【０００６】
このように、内輪６２の斜面部６２ｂにエアオイルを供給し、転動体６４の転走経路へは直接にエアオイルを噴出させないため、転動体６４の公転による風切り音の発生がなく、騒音が低下する。また、エアの噴射によるオイル供給ではなく、内輪６２の斜面部６２ｂに供給されたエアオイルを内輪６２の回転で軸受内に導くようにしたため、使用するエアは、内輪６２の斜面部６２ｂまでオイルを搬送する役目で良く、使用量を減らせる。そのため、エア量削減による省エネ効果も期待できる。
エア量削減に着目したこれまでの試験の結果、従来潤滑法での必要エア量３０〜４０Ｎｌ／min （ｄｎ値２１０万回転に際し）に対し、１７．５Ｎｌ／min ノエア量で運転可能であり、約半減できることが判明した。
【０００７】
しかしこのエアオイル潤滑構造では、エア量をさらに少量にすると、吐出孔６８の吐出エアオイルを全周に行き渡らせるための吐出溝６７おいて、円周上でエアの流れが不均一となり、吐出される潤滑油の一部が吐出溝６７に滞留してしまう結果となる。その結果、滞留した潤滑油が周期的に軸受内に流入してしまい、軸受６１の温度が変動するという問題点がある。
【０００８】
この発明の目的は、エアオイル潤滑を使用した転がり軸受において、運転中に生じる騒音の低減と、搬送エア量の削減を可能にすると共に、少量エアにおける油の滞留による軸受温度の変動を防止できる潤滑構造を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明のエアオイル潤滑構造は、転がり軸受の内輪の外径面に、この内輪の転走面に続く斜面部を設け、この斜面部は内輪の外径面の全周に連続しており、この斜面部に隙間を持って沿うリング状のノズル部材を設け、上記内輪の斜面部に円周溝を設け、上記ノズル部材に、上記円周溝に対面して開口するエアオイルの吐出孔を設けたものである。
この構成によると、搬送エアに混合された潤滑油であるエアオイルは、ノズル部材の吐出孔から内輪の円周溝に吐出され、内輪の斜面部とノズル部材間の隙間から、軸受運転時に生じる負圧吸引作用によって軸受内部へ導かれる。また斜面部に付着した潤滑油の表面張力と、遠心力の斜面部大径側への分力により、軸受内部の転走面あるいは保持器の内径面へ導かれる。
この場合に、内輪に設けられた円周溝のため、吐出孔から吐出されるエアオイルを全周に行き渡られる作用が得られ、ノズル部材側は内輪斜面部に沿った凹凸のない面とできる。このため、エアオイルの吐出量が少量となって円周上でのエアの出方が不均一となっても、内輪斜面部に作用する遠心力のため、油の滞留がなく、安定して軸受内に潤滑油が供給できる。
このように、転動体の転走経路に直接にエアオイルを噴出せずに、風切り音による騒音を低下させると共に、搬送エア量の削減を可能にすると共に、少量エアにおける油の滞留による軸受温度の変動を防止することができる。
【００１０】
この発明において、上記円周溝は、断面がＶ字状の溝とする。上記ノズル部材のエアオイルの吐出孔は、上記円周溝における転走面寄りの側壁斜面に対面して開口させる。このように、円周溝を断面Ｖ字状とした場合、円周溝の側壁斜面の傾斜角度が内輪の斜面部の傾斜角度によりも大きくなる。そのため、円周溝の側壁斜面に付着した油が、遠心力の作用により確実に内輪斜面部に導かれ、軸受内に潤滑油として流入することになる。
【００１１】
この発明において、内輪の上記斜面部の傾斜角度を、上記吐出孔から吐出されたエアオイル中の上記斜面部に付着した潤滑油が、内輪の回転による遠心力とオイルの表面張力によって上記転走面へ流れる角度とする。
内輪の斜面部の傾斜角度は、軸受サイズ、実用回転数、使用潤滑油によって適宜の値に設定することが好ましく、これにより軸受内部への潤滑油供給がより一層良好に行える。
【００１２】
この発明において、上記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であっても良い。アンギュラ玉軸受は、一般に内輪の外径面の片側部分がステップ面となるため、そのステップ面をエアオイル供給のための斜面部に利用でき、エアオイル供給のために斜面部を特に形成する必要がない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施形態を図１，図２と共に説明する。転がり軸受１は、内輪２と外輪３の転走面２ａ，３ａ間に複数の転動体４を介在させたものである。転動体４は、例えばボールからなり、保持器５のポケット（図示せず）内に保持される。この転がり軸受１の内輪２の外径面に、転走面２ａに続く斜面部２ｂを設け、この斜面部２ｂに隙間δを持って沿うノズル部材６を設ける。斜面部２ｂは、内輪２の幅面から転走面２ａに続いて設け、また内輪２の反負荷側（軸受背面側）の外径面に設ける。転がり軸受１がアンギュラ玉軸受である場合、内輪２のステップ面を設ける部分の外径面が上記斜面部２ｂとされる。
【００１４】
ノズル部材６は、その先端部６ａａを保持器５の内径面と内輪２の外径面の間における転動体４の近傍に位置させる。ノズル部材６は、リング状の部材であって、転がり軸受１に軸方向に隣接して設けられ、側面の内径部から軸方向に伸びる鍔状部６ａを有している。この鍔状部６ａは、平坦な内径面が内輪２の斜面部２ｂと同一角度の傾斜面に形成されて、保持器５の直下まで伸び、その先端がノズル部材６の上記先端部６ａａとなる。ノズル部材６の鍔状部６ａと内輪２の斜面部２ｂとの間の隙間δは、内輪２と軸との嵌合、および内輪２の温度上昇と遠心力による膨張とを考慮し、運転中に接触しない範囲で出来るだけ小さな寸法に設定される。
【００１５】
内輪２の斜面部２ｂには、円周溝７が設けられている。円周溝７は円周方向に延びて環状に形成されており、断面がＶ字状に形成されている。ノズル部材６は、内輪斜面部２ｂの円周溝７に対面して吐出口８ａが開口する吐出孔８が設けられている。吐出孔８は、ノズル部材６の円周方向の１か所または複数箇所に設けられている。吐出孔８は、吐出したエアオイルが内輪斜面部２ｂの円周溝７に直接に吹き付け可能なように、吐出口８ａの吐出方向を円周溝７に向け、かつ斜面部２ｂに対して吐出方向が傾斜角度βを持つように設けられている。断面Ｖ字状の円周溝７の転走面２ａ寄りの側壁斜面７ａの軸心に対する傾斜角度は、内輪２の斜面部２ｂの傾斜角度よりも大きくなる。
【００１６】
ノズル部材６は、軸受１の外輪３を取付けたハウジング９に取付けられる。ノズル部材６のハウジング９への取付けは、外輪間座１０を介して行っても、直接に行っても良い。図１の例は、外輪間座１０を介して取付けた例であり、外輪間座１０の一側面の内径部に形成した環状の切欠凹部１０ａに、ノズル部材６を嵌合状態に設けてある。ノズル部材６の軸受外の部分の内径面は、内輪間座１１に対して接触しない程度に近接している。なお、ノズル部材６をハウジング９に直接に取付ける場合は、例えば図５に示すように設けられ、ノズル部材６が外輪間座を兼ねるものとできる。
【００１７】
ノズル部材６の吐出孔８は、その吐出口８ａの近傍部８ｂが一般部よりも小径の絞り孔に形成されている。吐出孔８の入口は、ハウジング９からノズル部材６にわたって設けられたエアオイル供給路１３に連通している。エアオイル供給路１３は、ハウジング９にエアオイル供給口１３ａを有し、ハウジング９の内面にハウジング部出口１３ｂを有している。ハウジング部出口１３ｂは、外輪間座１０の外径面に設けられた環状の連通溝１３ｃに連通し、連通溝１３ｃから、径方向に貫通した個別経路１３ｄを介して、ノズル部材６の各吐出孔８に連通している。エアオイル供給口１３ａは、圧縮した搬送エアに潤滑油を混合させたエアオイルの供給源（図示せず）に接続されている。
【００１８】
図２は、図１の実施形態にかかる転がり軸受のエアオイル潤滑構造を応用したスピンドル装置の一例を示す。このスピンドル装置は、工作機械に応用されるものであり、主軸１５の端部に工具またはワークのチャックが取付けられる。主軸１５は、軸方向に離れた複数の転がり軸受１により支持されており、これらの転がり軸受１に、図１の例のエアオイル潤滑構造が採用されている。同図では、転がり軸受１は、一対のものが背面を向き合うように配置されている。各転がり軸受１の内輪２は主軸１５の外径面に嵌合し、外輪３はハウジング９の内径面に嵌合している。これら内外輪２，３は、内輪押さえ２５および外輪押さえ２６により、主軸１５およびハウジング９にそれぞれ固定されている。ハウジング９は、内周ハウジング９Ａと外周ハウジング９Ｂの二重構造とされ、内外のハウジング９Ａ，９Ｂ間に冷却媒体流路１６が形成されている。内周ハウジング９Ａは、その一部を図１に示したものであり、上記エアオイル供給路１３およびそのエアオイル供給口１３ａが設けられている。ハウジング９は、支持台１７に設置され、ボルト１８で固定されている。
スピンドル装置に応用する場合、外輪間座１０と内輪間座１１間の径方向隙間部が、内輪斜面部２ｂの負圧吸引作用で負圧とならないように、大気開放孔をハウジング９に設けることが好ましい。また、ハウジング９には、内径面における軸受１の設置部近傍にエアオイル排気溝２２が設けられ、このエアオイル排気溝２２から大気に開放されるエアオイル排気路２３が設けられる。
【００１９】
上記構成のエアオイル潤滑構造の作用を説明する。図１のエアオイル供給口１３ａより供給されたエアオイルは、ノズル部材６の吐出孔８を経て内輪斜面部２ｂの円周溝７の側壁斜面７ａに噴射される。
側壁斜面７ａの傾斜角度は、内輪２の斜面部２ｂよりも大きくなるため、側壁斜面７ａに付着した油は、遠心力の作用により、確実に内輪斜面部２ｂに導かれ、軸受内に潤滑油として流入する。また、供給エア量が少量となって円周上で流れが不均一になった場合においても、内輪斜面部２ｂとノズル部材６との隙間δで生じる負圧吸引力のために、軸受側に流れ、転動体４または保持器５の内径面に付着し、軸受の潤滑油として機能することができる。このため、少量エアにおける油の滞留が防止され、油の滞留による軸受温度の変動を防止することができる。
【００２０】
このように、内輪斜面部２ｂの円周溝７にエアオイルを供給し、転動体４の転走経路へは直接にエアオイルを噴出させないため、転動体４の公転による風切り音の発生がなく、騒音が低下する。また、エアの噴射によるオイル供給ではなく、内輪斜面部２ｂの円周溝７に供給されたエアオイルを内輪２の回転で軸受１内に導くようにしたため、使用するエアは、内輪２の円周溝７までオイルを搬送する役目で良く、使用量を減らせる。そのためエア量削減による省エネ効果も期待できる。また、吐出孔８の出口部８ａが細径である場合、流速が増し、吐出エア温度が下がる。この低温エアが近距離より内輪２に吹き付けられるため、より一層の内輪温度の低減が期待できる。
この実施形態の場合、このように、エア量を減じた場合においても少量エアにおける油の滞留による軸受温度の変動を防止できて、運転可能であり、騒音の低減効果と共に、エアオイル量のさらなる削減効果が期待できる。
【００２１】
図３は、以下の運転条件により、図１１に示した提案例のエアオイル潤滑構造による軸受を運転した場合の外輪温度の変化を調べた試験結果を示すグラフである。

この試験結果から、エア量が１５Ｎｌ／min 以下の少量になると、運転途中で急激な温度変化が周期的に認められた。その温度変化の周期は、供給エア量とオイル量に影響を受けるものである。これらのことから、温度変化の原因は、ノズル部材６６の吐出孔６８から出た潤滑油の一部が吐出溝６７に滞留し、滞留の限界量を超えると、軸受内に吐き出されることで軸受温度の上昇を誘発したものと推察される。
【００２２】
図４は、上記の場合と同じ運転条件により、この実施形態のエアオイル潤滑構造による軸受を運転した場合の外輪温度の変化を調べた試験結果を示すグラフである。この試験結果から、このエアオイル潤滑構造では、軸受に温度変化の発生がなく、問題なく運転可能であり、さらにエア量を減少させた１０Ｎｌ／min においても問題なく運転できることが確認された。
【００２３】
図６，図７は、この発明における他の実施形態を示す。この実施形態は、エアオイルの排気の一部を再度利用する経路を設けたものである。図６は、この実施形態にかかる転がり軸受のエアオイル潤滑構造を備えたスピンドル装置を示し、図７はその一部を拡大して示す。図６および図７では、図１および図２の例と対応する部材には同一符号を付して示している。この転がり軸受のエアオイル潤滑構造は、転がり軸受１を嵌合したハウジング９の内径面に、転がり軸受１へエアオイルを吐出するノズル部材６Ａを嵌合させ、上記転がり軸受１に並べて配置された内輪間座１１および外輪間座１０Ａ間の間隙Ｇに、上記転がり軸受１側へ流れる空気流を生じさせる空気流発生手段３０（図７）を、上記内輪間座１１に設けている。ノズル部材６Ａは、外輪間座１０Ａと一体に形成されてノズル間座一体部材４０を構成している。なお、ノズル部材６Ａは外輪間座１０Ａと別体としても良い。
空気流発生手段３０は、内輪間座１１の外径面に設けた螺旋溝３０Ａ，３０Ｂとされている。両側の螺旋溝３０Ａ，３０Ｂは、互いに逆ねじに相当する溝とさている。すなわち、図７において、主軸１５が左側のワーク側軸端に向かって左回転する場合、図中の左側の螺旋溝３０Ａは左ねじ相当の螺旋溝、右側の螺旋溝３０Ｂは右ねじ相当の螺旋溝とされている。なお、これらの螺旋溝３０Ａ，３０Ｂは、外輪間座１０Ａの内径面に設けても良い。
【００２４】
また、転がり軸受１から排出されるエアオイルの排気路２３と、上記内輪間座１１と外輪間座１０Ａの間隙Ｇとは、排気連通路３１によって連通している。この排気連通路３１は、ハウジング９に設けられたエアオイル排気路２３から上記外輪間座１０Ａの内周面に貫通して上記エアオイル排気路２３と連通する貫通孔として形成されている。すなわち、内輪間座１１の外径面における両螺旋溝３０Ａ，３０Ｂで挟まれる間座幅中間部には円周方向に延びる環状の円周溝３２が設けられ、この円周溝３２に対向して排気連通路３１の一端開口が配置される。また、外輪間座１０Ａの外径面の間座幅中間部にも円周方向に延びる環状の円周溝３３が設けられ、この円周溝３３を上記排気連通路３１が貫通している。
【００２５】
転がり軸受１はハウジング９の軸方向に離れて一対設けられ、ノズル部材６Ａは両側の転がり軸受１，１の対向側に隣接して、各転がり軸受１に対して設けられている。内輪間座１１および外輪間座１０Ａは、両側の転がり軸受１，１間に配置されたものである。ノズル部材６Ａは、外輪間座１０Ａと一体に設けられたものであることを除き、上記実施形態のノズル部材６と同じ構成である。この実施形態およびスピンドル装置におけるその他の構成は、図１，図２と共に説明した第１の実施形態およびそのスピンドル装置と同じである。
【００２６】
この転がり軸受のエアオイル潤滑構造においては、第１の実施形態と同様に、エアオイル供給口１３ａから供給されたエアオイルが、ノズル部材６の吐出孔８から内輪円周溝７，内輪斜面部２ｂを経て軸受１の内部に流入する。軸受１の潤滑に供されたエアオイルは、各軸受１の両端側に位置して上記エアオイル排気路２３に連通するエアオイル排気溝２２に流入し、一部はエアオイル排気路２３の排気孔２３ａにより外部に排出される。また、内輪間座１１の外径面の螺旋溝３０Ａ，３０Ｂの回転に伴う空気流が、間座幅の中間部から左右両側の軸受１，１に向けて生じるため、排気連通路３１のエアオイル排気路２３側と、内周溝３２との間に圧力差（円周溝３２側＜エアオイル排気路２３側）が発生する。これにより、排気溝２２からエアオイル排気路２３内に流入したエアオイルの一部は、排気連通路３１から螺旋溝３０Ａ，３０Ｂを経て左右の各軸受１，１内へ流入する。このときのエアオイルはオイルミストの状態にあるため、軸受１の潤滑油として利用でき、エアオイル供給口１３ａから供給するエア量の削減とオイル量の削減が可能となる。
【００２７】
図８，図９は、図６，図７と共に前述したエアオイルの排気の一部を再利用する構成を、図１１と共に前述したエアオイル潤滑構造を備えたスピンドル装置に応用した提案例を示す。図８，図９において、図６，図７の例に対応する部材には同一符号を付して示している。この提案例は、図８，図９の実施形態において、内輪２の円周溝７を無くし、ノズル部材６Ｂに、図１１の提案例と同じ円周方向に延びる吐出溝６７を設けたものである。ノズル部材６Ｂは、外輪間座１０Ａと一体のノズル間座一体部材４０Ｂを構成しているが、これらノズル部材６Ｂと外輪間座１０Ａとは別体に設けられたものであっても良い。
この構成の場合も、軸受１からエアオイル排気路２３に流入したエアオイルの一部が排気連通路２３および螺旋溝３０Ａ，３０Ｂを経て軸受１に再度流入するので、エアオイル供給口１３ａから供給するエア量の削減とオイル量の削減が可能となる。
【００２８】
図６，図７の実施形態や、図８，図９の提案例において、エアオイルの排気の一部を再利用する構成は、つぎの提案例としてまとめることができる。
この提案例の転がり軸受のエアオイル潤滑構造は、転がり軸受を嵌合したハウジングの内径面に、上記転がり軸受へエアオイルを吐出するノズル部材を嵌合させ、上記転がり軸受に並べて配置された内輪間座および外輪間座間の間隙に、上記転がり軸受側へ流れる空気流を生じさせる空気流発生手段を、上記内輪間座に設けたものである。
この提案例において、上記空気流発生手段は、内輪間座の外径面に設けた螺旋溝であっても良い。
この提案例において、上記転がり軸受から排出されるエアオイルの排気路と、上記内輪間座と外輪間座間の隙間を連通させる排気連通路を設けても良い。
この排気通路は、ハウジングに設けられたエアオイル排気路と、上記外輪間座の内外周面に貫通して上記エアオイル排気路と連通した貫通孔であっても良い。
この提案例の上記各構成の場合に、上記転がり軸受を、ハウジングの軸方向に離れて一対設け、上記ノズル部材は両側の転がり軸受の対向側に隣接して、各転がり軸受に対して設け、上記内輪間座および外輪間座は、両側の転がり軸受間に配置されたものであり、上記外輪間座に、内外径面に貫通した貫通孔を設けても良い。
【００２９】
【発明の効果】
この発明の転がり軸受のエアオイル潤滑構造は、転がり軸受の内輪の外径面に、この内輪の転走面に続く斜面部を設け、この斜面部に隙間を持って沿うノズル部材を設け、上記内輪の斜面部に円周溝を設け、このノズル部材に、上記円周溝に対面して開口するエアオイルの吐出孔を設けたため、エアオイル潤滑を使用した転がり軸受において、運転中に生じる騒音の低減と、搬送エア量の削減を可能にすると共に、少量エアにおける油の滞留による軸受温度の変動を防止することができる。
上記円周溝は、断面がＶ字状の溝としたため、ノズル部材の吐出孔から噴射されるエアオイルが、遠心力により円周溝の側壁斜面から内輪斜面部に導かれるので、エアオイルを確実に軸受に供給できる。
内輪の斜面部の傾斜角度は、上記吐出孔から吐出されたエアオイル中の上記斜面部に付着した潤滑油が、内輪の回転による遠心力とオイルの表面張力によって上記転走面へ流れる角度としたため、低騒音化と共に、高速運転時における軸受内部への潤滑油供給の確実を図ることができる。これにより、軸受の耐焼き性が向上し、より一層高速までの使用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態にかかる転がり軸受のエアオイル潤滑構造の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図２】同エアオイル潤滑構造を採用したスピンドル装置の断面図である。
【図３】提案例によるエアオイル潤滑構造で軸受を運転した場合の外輪温度の変化を示すグラフである。
【図４】上記実施形態によるエアオイル潤滑構造で運転した場合の外輪温度の変化を示したグラフである。
【図５】この発明の他の実施形態にかかる転がり軸受のエアオイル潤滑構造の断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態にかかるエアオイル潤滑構造を採用したスピンドル装置の断面図である。
【図７】同スピンドル装置の部分拡大図である。
【図８】提案例にかかる転がり軸受のエアオイル潤滑構造を採用したスピンドル装置の断面図である。
【図９】同スピンドル装置の部分拡大図である。
【図１０】従来例の断面図である。
【図１１】（Ａ）は他の提案例にかかる転がり軸受のエアオイル潤滑構造の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【符号の説明】
１…転がり軸受
２…内輪
２ａ…転走面
２ｂ…斜面部
３…外輪
４…転動体
５…保持器
６，６Ａ…ノズル部材
７…円周溝
８…吐出孔
８ａ…吐出口
９…ハウジング
１０，１０Ａ…外輪間座
１３…エアオイル供給路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lubrication structure using air oil supply applied to a rolling bearing for a machine tool main shaft.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Machine tool spindles are becoming increasingly faster to increase machining efficiency. For this reason, the lubrication of the bearing is also increasing in the number of air oil replenished by mixing lubricating oil with the carrier air and spraying directly on the inner ring rolling surface.
FIG. 10 shows a conventional air-oil lubrication structure in an angular ball bearing. The conveying air and the lubricating oil supplied from the supply port 52 of the housing 51 are injected from the air oil injection hole 54 provided in the outer ring spacer 53 toward the rolling surface 55 a of the inner ring 55. The diameter of the injection hole 54 is about 1.2 mm, the pressure of the conveying air is about 3 kgf / cm ² , and the air speed at the outlet of the injection hole 54 is considerably high. The reason for the high speed is to overcome the wind pressure generated by the revolution of the rolling element 56 and allow the lubricating oil to reach the rolling surface 55a. The higher the rotation speed, the higher the air speed.
[0003]
In order to increase the air speed, there are a method of reducing the diameter of the injection hole 54 and a method of increasing the conveying air pressure. However, the diameter of the injection hole 54 cannot be reduced because the distance from the injection hole to the target rolling surface 55a is long, and therefore, the air pressure must be increased to increase the speed.
Increasing the air velocity from the injection hole 54 in this way causes an increase in energy consumption due to an increase in the amount of air and a problem of noise (wind noise) due to repeated interruption and penetration of the air flow caused by the revolution of the rolling element 56. Arise. From the viewpoint of recent environment, energy saving, and resource saving, early countermeasures for these problems are desired.
Thus, in response to the demand for higher speeds of machine tool spindle bearings, the reduction of air-oil lubrication noise and energy saving measures, which are increasingly used, have become major issues.
[0004]
In order to solve such a problem, the present inventor tried an air oil lubrication structure shown in FIG. In this air oil lubrication structure, an inclined surface portion 62b following the rolling surface 62a of the inner ring 62 is provided on the outer diameter surface of the inner ring 62 of the rolling bearing 61, and a nozzle member 66 is provided along the inclined surface portion 62b with a gap δ. . The nozzle member 66 is provided with an air oil discharge groove 67 that opens in the circumferential direction so as to face the slope portion 62 b, and an air oil discharge hole 68 in which the discharge port 68 a opens in the discharge groove 67 of the nozzle member 66. Is provided.
[0005]
According to this air oil lubrication structure, the air oil that is the lubricating oil mixed with the carrier air is discharged from the discharge hole 68 of the nozzle member 66, passes through the discharge groove 67, and the gap between the inclined surface portion 62 b of the inner ring 62 and the nozzle member 66. Introduced into δ. The air oil introduced into the gap δ is led into the bearing by the negative pressure suction action generated in the gap δ during the operation of the bearing, and the surface tension of the lubricating oil adhering to the slope portion 62b and the large-diameter side of the slope portion of the centrifugal force Is guided to the rolling surface 62 a inside the bearing or the inner diameter surface of the cage 65. A circumferential groove-like discharge groove 67 provided in the nozzle member 66 has a function of spreading the discharged air oil over the entire circumference.
[0006]
In this way, since air oil is supplied to the slope portion 62b of the inner ring 62 and the air oil is not directly ejected to the rolling path of the rolling element 64, no wind noise is generated due to the revolution of the rolling element 64, and noise is reduced. . Further, since the air oil supplied to the inclined surface portion 62b of the inner ring 62 is guided into the bearing by the rotation of the inner ring 62, rather than the oil supply by air injection, the air to be used supplies the oil to the inclined surface portion 62b of the inner ring 62. It can be used for transporting and can reduce usage. Therefore, an energy saving effect by reducing the amount of air can also be expected.
As a result of the tests so far focusing on the reduction of air amount, it is possible to operate at 17.5 Nl / min no air amount against the required air amount of 30-40 Nl / min (when the dn value is 2.1 million revolutions) in the conventional lubrication method. It was found that it could be reduced by half.
[0007]
However, in this air-oil lubrication structure, if the amount of air is further reduced, the air flow becomes uneven on the circumference in the discharge groove 67 for spreading the discharge air oil in the discharge holes 68 over the entire circumference, and the air is discharged. As a result, a part of the lubricating oil stays in the discharge groove 67. As a result, the accumulated lubricating oil periodically flows into the bearing, and there is a problem that the temperature of the bearing 61 fluctuates.
[0008]
An object of the present invention is to provide a rolling bearing that uses air-oil lubrication, which makes it possible to reduce noise generated during operation and reduce the amount of air transported, and to prevent fluctuations in the bearing temperature due to stagnation of oil in a small amount of air. Is to provide a structure.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the air-oil lubrication structure of the present invention, a slope portion is provided on the outer diameter surface of the inner ring of the rolling bearing, following the rolling surface of the inner ring , and this slope portion is continuous with the entire circumference of the outer diameter surface of the inner ring. provided Bruno nozzle member along the Hare ring shape with a gap in the inclined surface portion, a circumferential groove is provided on the slope portion of the inner ring, to the nozzle member, the discharge hole of the air-oil which is open facing to the circumferential groove It is provided.
According to this configuration, air oil, which is lubricating oil mixed with the carrier air, is discharged from the discharge hole of the nozzle member into the circumferential groove of the inner ring, and the negative oil generated during the bearing operation from the gap between the inclined surface of the inner ring and the nozzle member. It is guided into the bearing by pressure suction. Moreover, it is guided to the rolling surface inside the bearing or the inner diameter surface of the cage by the surface tension of the lubricating oil adhering to the slope portion and the component force of the centrifugal force toward the larger diameter portion of the slope portion.
In this case, because of the circumferential groove provided in the inner ring, the effect of spreading the air oil discharged from the discharge hole over the entire circumference can be obtained, and the nozzle member side can be a surface without unevenness along the inclined surface of the inner ring. For this reason, even if the amount of air oil discharged is small and the air is not evenly distributed on the circumference, there is no stagnation of oil due to the centrifugal force acting on the inner ring slope, and the bearing is stable. Lubricating oil can be supplied inside.
In this way, air oil is not directly blown into the rolling path of the rolling elements, noise due to wind noise is reduced, the amount of transported air can be reduced, and bearing temperature due to oil retention in a small amount of air can be reduced. Variations can be prevented.
[0010]
In the present invention, the circumferential groove is a groove having a V-shaped cross section . The air oil discharge hole of the nozzle member is opened to face the side wall slope near the rolling surface in the circumferential groove. As this, when the circumferential groove and a V-shaped cross section, the inclination angle of the sidewall slope of the circumferential grooves also increases the inclination angle of the inner ring of the inclined surface portion. Therefore, the oil adhering to the side wall slope of the circumferential groove is surely guided to the inner ring slope portion by the action of centrifugal force and flows into the bearing as lubricating oil.
[0011]
In this invention, the inclination angle of the slope portion of the inner ring is determined so that the lubricating oil attached to the slope portion in the air oil discharged from the discharge hole is caused by the centrifugal force due to the rotation of the inner ring and the surface tension of the oil. The angle to flow to.
The inclination angle of the slope portion of the inner ring is preferably set to an appropriate value depending on the bearing size, the practical rotational speed, and the lubricating oil used, whereby the lubricating oil can be supplied to the inside of the bearing even better.
[0012]
In the present invention, the rolling bearing may be an angular ball bearing. Angular contact ball bearings generally have a step surface on one side of the outer diameter surface of the inner ring, so that the step surface can be used as a slope portion for supplying air oil, and there is no need to form a slope portion for supplying air oil. .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The rolling bearing 1 has a plurality of rolling elements 4 interposed between rolling

surfaces

2 a and 3 a of an inner ring 2 and an outer ring 3. The rolling element 4 is made of, for example, a ball and is held in a pocket (not shown) of the cage 5. A slope portion 2b following the rolling surface 2a is provided on the outer diameter surface of the inner ring 2 of the rolling bearing 1, and a nozzle member 6 is provided along the slope portion 2b with a gap δ. The slope portion 2b is provided from the width surface of the inner ring 2 to the rolling surface 2a, and is provided on the outer diameter surface of the inner ring 2 on the side opposite to the load (bearing rear surface side). When the rolling bearing 1 is an angular ball bearing, the outer diameter surface of the portion where the step surface of the inner ring 2 is provided is the inclined surface portion 2b.
[0014]
The nozzle member 6 has its tip portion 6aa positioned in the vicinity of the rolling element 4 between the inner diameter surface of the cage 5 and the outer diameter surface of the inner ring 2. The nozzle member 6 is a ring-shaped member, and is provided adjacent to the rolling bearing 1 in the axial direction, and has a flange-shaped portion 6a extending in the axial direction from the inner diameter portion of the side surface. The flange-shaped portion 6 a is formed with a flat inner diameter surface having an inclined surface having the same angle as that of the inclined surface portion 2 b of the inner ring 2, extends directly below the cage 5, and the tip thereof becomes the tip portion 6 aa of the nozzle member 6. . The clearance δ between the flange portion 6a of the nozzle member 6 and the inclined surface portion 2b of the inner ring 2 is in consideration of the fitting between the inner ring 2 and the shaft, the temperature rise of the inner ring 2 and the expansion due to centrifugal force. The dimension is set as small as possible without touching.
[0015]
A circumferential groove 7 is provided on the slope portion 2 b of the inner ring 2. The circumferential groove 7 extends in the circumferential direction and is formed in an annular shape, and has a V-shaped cross section. The nozzle member 6 is provided with a discharge hole 8 that faces the circumferential groove 7 of the inner ring slope portion 2b and in which a discharge port 8a opens. The discharge holes 8 are provided at one place or a plurality of places in the circumferential direction of the nozzle member 6. The discharge hole 8 directs the discharge direction of the discharge port 8a toward the circumferential groove 7 and the discharge direction with respect to the inclined surface portion 2b so that the discharged air oil can be directly blown onto the circumferential groove 7 of the inner ring inclined surface portion 2b. Are provided so as to have an inclination angle β. The inclination angle of the side wall inclined surface 7a near the rolling surface 2a of the circumferential groove 7 having a V-shaped cross section is larger than the inclination angle of the inclined surface portion 2b of the inner ring 2.
[0016]
The nozzle member 6 is attached to a housing 9 to which the outer ring 3 of the bearing 1 is attached. The nozzle member 6 may be attached to the housing 9 through the outer ring spacer 10 or directly. The example of FIG. 1 is an example attached through an outer ring spacer 10, and a nozzle member 6 is provided in a fitted state in an annular notch recess 10 a formed in the inner diameter part of one side surface of the outer ring spacer 10. . The inner diameter surface of the portion outside the bearing of the nozzle member 6 is close enough not to contact the inner ring spacer 11. In addition, when attaching the nozzle member 6 directly to the housing 9, it is provided as shown, for example in FIG. 5, and the nozzle member 6 can also serve as an outer ring spacer.
[0017]
In the discharge hole 8 of the nozzle member 6, the vicinity 8b of the discharge port 8a is formed as a narrowed hole having a smaller diameter than the general part. The inlet of the discharge hole 8 communicates with an air oil supply path 13 provided from the housing 9 to the nozzle member 6. The air oil supply path 13 has an air oil supply port 13 a in the housing 9, and a housing portion outlet 13 b on the inner surface of the housing 9. The housing portion outlet 13b communicates with an annular communication groove 13c provided on the outer diameter surface of the outer ring spacer 10, and each discharge of the nozzle member 6 is performed from the communication groove 13c through an individual path 13d that penetrates in the radial direction. It communicates with the hole 8. The air oil supply port 13a is connected to an air oil supply source (not shown) in which lubricating oil is mixed with compressed carrier air.
[0018]
FIG. 2 shows an example of a spindle device to which the air-oil lubrication structure of the rolling bearing according to the embodiment of FIG. 1 is applied. This spindle device is applied to a machine tool, and a tool or workpiece chuck is attached to the end of a main shaft 15. The main shaft 15 is supported by a plurality of rolling bearings 1 separated in the axial direction, and the air-oil lubrication structure of the example of FIG. 1 is adopted for these rolling bearings 1. In the figure, the rolling bearing 1 is arranged so that a pair of the bearings face each other. The inner ring 2 of each rolling bearing 1 is fitted to the outer diameter surface of the main shaft 15, and the outer ring 3 is fitted to the inner diameter surface of the housing 9. The inner and

outer rings

2 and 3 are fixed to the main shaft 15 and the housing 9 by an inner ring retainer 25 and an outer ring retainer 26, respectively. The housing 9 has a double structure of an inner peripheral housing 9A and an outer peripheral housing 9B, and a cooling medium flow path 16 is formed between the inner and

outer housings

9A and 9B. A part of the inner peripheral housing 9A is shown in FIG. 1, and is provided with the air oil supply passage 13 and the air oil supply port 13a. The housing 9 is installed on the support base 17 and fixed with bolts 18.
When applied to the spindle device, an air opening hole is provided in the housing 9 so that the radial gap between the outer ring spacer 10 and the inner ring spacer 11 does not become negative pressure due to the negative pressure suction action of the inner ring slope 2b. Is preferred. Further, the housing 9 is provided with an air oil exhaust groove 22 in the vicinity of the installation portion of the bearing 1 on the inner diameter surface, and an air oil exhaust passage 23 opened from the air oil exhaust groove 22 to the atmosphere.
[0019]
The operation of the air oil lubrication structure having the above configuration will be described. The air oil supplied from the air oil supply port 13a of FIG. 1 is injected to the side wall inclined surface 7a of the circumferential groove 7 of the inner ring inclined surface portion 2b through the discharge hole 8 of the nozzle member 6.
Since the inclination angle of the side wall inclined surface 7a is larger than that of the inclined surface portion 2b of the inner ring 2, the oil adhering to the side wall inclined surface 7a is surely guided to the inner ring inclined surface portion 2b by the action of centrifugal force, and lubricating oil is contained in the bearing. Inflow as. Even when the amount of supplied air is small and the flow becomes uneven on the circumference, the negative pressure suction force generated in the gap δ between the inner ring inclined surface portion 2b and the nozzle member 6 causes a negative pressure suction force. The flow adheres to the inner diameter surface of the rolling element 4 or the cage 5, and can function as a lubricating oil for the bearing. For this reason, stagnation of oil in a small amount of air is prevented, and fluctuations in the bearing temperature due to stagnation of oil can be prevented.
[0020]
In this way, air oil is supplied to the circumferential groove 7 of the inner ring slope portion 2b, and the air oil is not directly blown into the rolling path of the rolling element 4, so that no wind noise is generated due to the revolution of the rolling element 4, and noise is generated. Decreases. In addition, since the air oil supplied to the circumferential groove 7 of the inner ring slope portion 2b is guided into the bearing 1 by the rotation of the inner ring 2 instead of the oil supply by air injection, the air to be used is the circumference of the inner ring 2 It can be used to transport oil to the groove 7 and reduce the amount used. Therefore, energy saving effect by reducing air volume can be expected. Further, when the outlet portion 8a of the discharge hole 8 has a small diameter, the flow rate increases and the discharge air temperature decreases. Since this low temperature air is blown to the inner ring 2 from a short distance, further reduction of the inner ring temperature can be expected.
In the case of this embodiment, even when the air amount is reduced as described above, the bearing temperature can be prevented from fluctuating due to oil stagnation in a small amount of air, and the operation is possible. The effect can be expected.
[0021]
FIG. 3 is a graph showing test results obtained by examining changes in the outer ring temperature when the bearing having the air-oil lubrication structure of the proposed example shown in FIG. 11 is operated under the following operating conditions.

From this test result, when the air amount became a small amount of 15 Nl / min or less, rapid temperature changes were periodically observed during operation. The cycle of the temperature change is affected by the supply air amount and the oil amount. From these facts, the cause of the temperature change is that a part of the lubricating oil that has come out from the discharge hole 68 of the nozzle member 66 stays in the discharge groove 67 and is discharged into the bearing when it exceeds the limit amount of stay. It is presumed that the temperature rise was induced.
[0022]
FIG. 4 is a graph showing test results obtained by examining changes in the outer ring temperature when the bearing with the air-oil lubrication structure of this embodiment is operated under the same operating conditions as in the above case. From this test result, it was confirmed that this air-oil lubrication structure can be operated without any problem with temperature change in the bearing, and can be operated without problems even at 10 Nl / min with a reduced air amount.
[0023]
6 and 7 show another embodiment of the present invention. In this embodiment, a route for reusing part of the exhaust air air is provided. FIG. 6 shows a spindle apparatus provided with an air-oil lubrication structure for a rolling bearing according to this embodiment, and FIG. 7 shows an enlarged part thereof. 6 and 7, members corresponding to those in the examples of FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. This air-oil lubrication structure of the rolling bearing is such that a nozzle member 6A for discharging air oil to the rolling bearing 1 is fitted to the inner diameter surface of the housing 9 to which the rolling bearing 1 is fitted, and between the inner rings arranged side by side on the rolling bearing 1. An air flow generating means 30 (FIG. 7) for generating an air flow that flows toward the rolling bearing 1 in the gap G between the seat 11 and the outer ring spacer 10 A is provided in the inner ring spacer 11. The nozzle member 6 A is formed integrally with the outer ring spacer 10 A to constitute a nozzle spacer integrated member 40. The nozzle member 6A may be separated from the outer ring spacer 10A.
The air flow generating means 30 is formed as spiral grooves 30 A and 30 B provided on the outer diameter surface of the inner ring spacer 11. The

spiral grooves

30A and 30B on both sides are grooves corresponding to reverse screws. That is, in FIG. 7, when the main shaft 15 rotates counterclockwise toward the left workpiece side shaft end, the left spiral groove 30A in the figure is a spiral groove corresponding to a left screw, and the right spiral groove 30B is a spiral corresponding to a right screw. It is a groove. These

spiral grooves

30A and 30B may be provided on the inner diameter surface of the outer ring spacer 10A.
[0024]
The exhaust passage 23 for air oil discharged from the rolling bearing 1 and the gap G between the inner ring spacer 11 and the outer ring spacer 10A are communicated with each other through an exhaust communication passage 31. The exhaust communication passage 31 is formed as a through hole that penetrates from the air oil exhaust passage 23 provided in the housing 9 to the inner peripheral surface of the outer ring spacer 10 A and communicates with the air oil exhaust passage 23. That is, an annular circumferential groove 32 extending in the circumferential direction is provided in the intermediate portion of the spacer width between the

spiral grooves

30A and 30B on the outer diameter surface of the inner ring spacer 11, and faces the circumferential groove 32. One end opening of the exhaust communication passage 31 is arranged. Further, an annular circumferential groove 33 extending in the circumferential direction is provided also in the spacer width intermediate portion of the outer diameter surface of the outer ring spacer 10A, and the exhaust communication passage 31 passes through the circumferential groove 33.
[0025]
A pair of rolling bearings 1 are provided apart in the axial direction of the housing 9, and a nozzle member 6 A is provided for each rolling bearing 1 adjacent to the opposite sides of the rolling

bearings

1, 1 on both sides. The inner ring spacer 11 and the outer ring spacer 10A are arranged between the rolling

bearings

1 and 1 on both sides. The nozzle member 6A has the same configuration as the nozzle member 6 of the above embodiment except that the nozzle member 6A is provided integrally with the outer ring spacer 10A. Other configurations of this embodiment and the spindle device are the same as those of the first embodiment and the spindle device described with reference to FIGS.
[0026]
In the air-oil lubrication structure of the rolling bearing, as in the first embodiment, the air oil supplied from the air oil supply port 13a passes through the inner ring circumferential groove 7 and the inner ring slope portion 2b from the discharge hole 8 of the nozzle member 6. It flows into the bearing 1. The air oil used for lubricating the bearing 1 flows into the air oil exhaust groove 22 located at both ends of each bearing 1 and communicating with the air oil exhaust path 23, and part of the air oil is exposed to the outside through the exhaust hole 23 a of the air oil exhaust path 23. To be discharged. Further, since the air flow accompanying the rotation of the

spiral grooves

30A and 30B on the outer diameter surface of the inner ring spacer 11 is generated from the intermediate portion of the spacer width toward the left and

right bearings

1 and 1, air oil in the exhaust communication passage 31 is obtained. A pressure difference (circumferential groove 32 side <air oil exhaust passage 23 side) is generated between the exhaust passage 23 side and the inner peripheral groove 32. As a result, part of the air oil that has flowed into the air oil exhaust passage 23 from the exhaust groove 22 flows into the left and

right bearings

1, 1 from the exhaust communication passage 31 through the spiral grooves 30 A, 30 B. Since the air oil at this time is in an oil mist state, it can be used as the lubricating oil for the bearing 1, and the amount of air supplied from the air oil supply port 13a can be reduced and the amount of oil can be reduced.
[0027]
FIGS. 8 and 9 show a proposed example in which the configuration of reusing a part of the air-oil exhaust described with reference to FIGS. 6 and 7 is applied to the spindle apparatus having the air-oil lubrication structure described with reference to FIG. 8 and 9, members corresponding to the examples of FIGS. 6 and 7 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the circumferential groove 7 of the inner ring 2 is eliminated and the nozzle member 6B is provided with a discharge groove 67 extending in the same circumferential direction as the proposed example in FIG. is there. The nozzle member 6B constitutes a nozzle spacer integrated member 40B integrated with the outer ring spacer 10A. However, the nozzle member 6B and the outer ring spacer 10A may be provided separately.
Also in this configuration, a part of the air oil that has flowed from the bearing 1 into the air oil exhaust path 23 flows again into the bearing 1 through the exhaust communication path 23 and the

spiral grooves

30A and 30B, so the amount of air supplied from the air oil supply port 13a And oil quantity can be reduced.
[0028]
In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7 and the proposed examples shown in FIGS. 8 and 9, the configuration for reusing a part of the exhaust air air can be summarized as the following proposed example.
The air-oil lubrication structure of the rolling bearing according to this proposed example has an inner ring spacer that is arranged side by side on the rolling bearing by fitting a nozzle member that discharges air oil to the rolling bearing on the inner diameter surface of the housing in which the rolling bearing is fitted. An air flow generating means for generating an air flow flowing toward the rolling bearing is provided in the gap between the outer ring spacers on the inner ring spacer.
In this proposed example, the air flow generating means may be a spiral groove provided on the outer diameter surface of the inner ring spacer.
In this proposed example, an exhaust path for air oil discharged from the rolling bearing and an exhaust communication path for communicating a gap between the inner ring spacer and the outer ring spacer may be provided.
The exhaust passage may be an air oil exhaust passage provided in the housing and a through hole that penetrates the inner and outer peripheral surfaces of the outer ring spacer and communicates with the air oil exhaust passage.
In the case of each configuration of the proposed example, a pair of the rolling bearings are provided apart in the axial direction of the housing, and the nozzle member is provided to each rolling bearing adjacent to the opposite side of the rolling bearings on both sides, The inner ring spacer and the outer ring spacer are arranged between the rolling bearings on both sides, and the outer ring spacer may be provided with a through hole penetrating the inner and outer diameter surfaces.
[0029]
【The invention's effect】
In the air-oil lubrication structure for a rolling bearing according to the present invention, an inclined surface portion is provided on the outer diameter surface of the inner ring of the rolling bearing, and a nozzle member is provided along the inclined surface with a gap between the inner ring and the inner ring. A circumferential groove is provided on the slope portion of the nozzle, and an air oil discharge hole that opens facing the circumferential groove is provided in the nozzle member. Therefore, in a rolling bearing using air oil lubrication, noise generated during operation can be reduced. In addition, it is possible to reduce the amount of conveying air and to prevent fluctuations in the bearing temperature due to oil retention in a small amount of air.
Said circumferential groove, since the cross section is a V-shaped groove, air-oil injected from the discharge hole of the nozzle member, so guided to inner inclined surface portion from the side wall slope of the circumferential grooves by centrifugal force, to ensure the air-oil Can be supplied to bearings.
The inclination angle of the inner ring of the inclined surface portion, the lubricating oil adhering to the inclined surface portion in air-oil discharged from the discharge hole, due to the angle at which flow to the rolling surface by the surface tension of the centrifugal force and the oil by the rotation of the inner ring In addition to low noise, it is possible to reliably supply the lubricating oil into the bearing during high-speed operation. As a result, the burning resistance of the bearing is improved, and the bearing can be used at a higher speed.
[Brief description of the drawings]
1A is a sectional view of an air-oil lubrication structure of a rolling bearing according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partially enlarged view thereof.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a spindle device that employs the same air-oil lubrication structure.
FIG. 3 is a graph showing changes in outer ring temperature when a bearing is operated with an air-oil lubrication structure according to a proposed example.
FIG. 4 is a graph showing changes in outer ring temperature when operating with an air-oil lubrication structure according to the embodiment.
FIG. 5 is a sectional view of an air oil lubrication structure of a rolling bearing according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a spindle device employing an air oil lubrication structure according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partially enlarged view of the spindle device.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a spindle device adopting an air-oil lubrication structure for a rolling bearing according to a proposed example.
FIG. 9 is a partially enlarged view of the spindle device.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional example.
11A is a sectional view of an air-oil lubrication structure of a rolling bearing according to another proposed example, and FIG. 11B is a partially enlarged view thereof.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rolling bearing 2 ... Inner ring 2a ... Rolling surface 2b ... Slope part 3 ... Outer ring 4 ... Rolling body 5 ...

Retainer

6, 6A ... Nozzle member 7 ... Circumferential groove 8 ... Discharge hole 8a ... Discharge port 9 ...

Housing

10 , 10A ... Outer ring spacer 13 ... Air oil supply passage

Claims

To the outer surface of the inner ring of the rolling bearing, only setting the slope portion that follows the rolling run surface of the inner ring, the slope portion is continuous to the entire circumference of the inner ring of the outer diameter surface, with a gap to the slope portion of this provided along cormorants annular Roh nozzle member Te, the inclined surface portion of the inner ring in cross section is provided a V-shaped circumferential groove, in the nozzle member, facing the sidewall slope of the rolling run face closer in the circumferential groove The air oil discharge hole is opened, and the inclination angle of the slope portion of the inner ring is set so that the lubricating oil adhering to the slope portion in the air oil discharged from the discharge hole causes the centrifugal force and oil of the inner ring to rotate. The inclination angle with respect to the axial center of the side wall slope near the rolling surface in the circumferential groove having the V-shaped cross section is larger than the inclination angle of the slope portion of the inner ring. Air-oil lubrication structure for rolling bearings.

The air-oil lubrication structure for a rolling bearing according to claim 1, wherein the rolling bearing is an angular ball bearing.