JP5675263B2 - 転がり軸受 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、工作機械主軸を回転自在に支持する転がり軸受に関し、立軸等でも使用可能とした転がり軸受の構造に関する。

軸受の冷却と、軸受に対する潤滑油の給排油を行う機構を有する潤滑装置が提案されている（特許文献１）。この潤滑装置では、図１７（Ａ）に示すように、内輪端面に接する内輪間座５０を設け、外輪端面に接する潤滑油導入部材５１を設けている。内輪５２のうち前記内輪端面から内輪軌道面に繋がる斜面に円周溝５３を設けると共に、前記潤滑油導入部材５１にノズル５４を設け、このノズル５４から前記円周溝５３内に軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を吐出するようになっている。同図（Ａ）において、矢印は潤滑油の流れを示す。潤滑油導入部材５１に導入された潤滑油を円周溝５３内に吐出することで、内輪５２を冷却する。潤滑油導入部材５１から軸受内に延びる被さり部５５と前記斜面との間の隙間から、円周溝５３の一部の潤滑油を軸受内に供給する。

特開２００８−２４０９４６号公報

図１７（Ａ）の軸受は、この軸受とは別の潤滑装置を必要とするため、部品点数が多い。この軸受を立軸に使用する場合、図１７（Ｂ）に示すように、潤滑油が滞留する高さＡよりも排油口の高さＢの方が高い。このため、排油を十分に行えない。このとき、排油されない多量の潤滑油が軸受内に浸入する。すると、攪拌抵抗が増加し、軸受内部の温度が上昇して、高速運転が困難な場合がある。

この発明の目的は、従来技術のものより、部品点数の低減を図り、潤滑油を十分に排油して攪拌抵抗の増加を防止し、軸受内部の温度上昇を抑制して、高速運転を可能とする転がり軸受を提供することである。

この発明における第１の発明の転がり軸受は、内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向の片側に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に対向して設け、前記給排油機構は、この給排油機構内に導入した潤滑油を円周方向に沿って導く環状油路を有することを特徴とする。
前記「軌道輪延長部」は、軌道輪のうち軸受としての必要な強度を満たす部分に対して、軸方向に延長された部分を指す。
前記環状油路に導入された潤滑油の一部を前記軌道面に導く流路を、前記軌道輪延長部に設けても良い。

この構成によると、軌道輪延長部に設けた給排油機構により軸受内に潤滑油を導入する。これにより軌道輪を冷却する。導入された潤滑油の一部は、軸受内の軌道面に供給される。また軌道輪延長部に設けた給排油機構により、潤滑油を軸受外に排出する。このように、軸受の軌道輪延長部に設けた給排油機構により、潤滑油の供給および排出を行うことができるため、軸受とは別の潤滑装置を設けた従来技術のものより、部品点数の低減を図り、構造を簡単化し、製造コストの低減を図れる。
前記転がり軸受を立軸で使用する場合に、例えば、軸受内で潤滑油が滞留する高さと、潤滑油を排出する排油口の底部の高さとを同じにすることができる。この場合、前記排油口から十分に排油を行うことができ、多量の潤滑油が不所望に軸受内に浸入することを防止できる。したがって、攪拌抵抗の増加を防止し、軸受内部の温度上昇を抑制して、高速運転を可能とすることができる。

前記給排油機構は、前記潤滑油を軸受内に供給する給油口と潤滑油を軸受外に排出する排油口とを有するものであっても良い。
前記給油口から軸受内に供給された潤滑油を内輪軌道面に導くラビリンスを軌道輪延長部に設け、前記ラビリンスは、潤滑油の供給方向上流側から下流側に沿って広部と狭部とが連なるものとしても良い。潤滑油は、ラビリンスの広部と狭部とを通過して内輪軌道面に供給される。ラビリンスに広部と狭部とを設けることで、潤滑油の供給量を抑制することができる。これにより、攪拌抵抗の増加をさらに確実に防止することができる。

前記転がり軸受を立軸で使用する場合に、前記軌道輪延長部における、ラビリンスの上流側端に位置する潤滑油が滞留する高さＡと前記排油口の底部の高さＢとの関係がＡ≧Ｂの関係にあっても良い。この場合、前記排油口から十分に排油を行うことができ、多量の潤滑油の軸受内への浸入防止を図り、攪拌抵抗の増加を防止し得る。したがって、軸受内部の温度上昇を抑制して、高速運転が可能となる。

この発明における第２の発明の転がり軸受は、内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記給排油機構は、前記潤滑油を軸受内に供給する給油口と潤滑油を軸受外に排出する排油口とを有し、
前記軸受内の軌道面に供給された潤滑油を軸受外に排出する切欠部を軌道輪延長部とは軸方向逆側の軌道輪端面に設ける。この場合、潤滑に供された潤滑油は、切欠部を介して軸受外に円滑に排出される。このため、軸受内に潤滑油が溜まらないようにできる。これにより、攪拌抵抗の増加をさらに確実に防止し得る。
前記切欠部は内外輪のうちの固定側の軌道輪に設けられ、この切欠部を回転側の軌道輪の回転方向に沿う給油口と排油口との間に配設しても良い。この場合、前記回転方向に沿う、給油口と切欠部との位相角度を小さくし、潤滑油を切欠部から回収することで、軸受内に多量の潤滑油が滞留し攪拌抵抗が大きくなることを防止する。

前記軌道輪延長部の端面に、給油口および排油口に連通し、隣接する軸受内に漏洩した潤滑油を排出する排出溝を設けても良い。給油口および排油口に連通する部分から、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩したとき、前記排出溝からこの漏洩した潤滑油を排出することができる。
前記排出溝は内外輪のうちの固定側の軌道輪に設けられ、この排出溝を回転側の軌道輪の回転方向に沿う給油口と排油口との間に配設しても良い。この場合、前記回転方向に沿う、給油口と排出溝との位相角度を小さくし、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制することが可能となる。

前記切欠部と排出溝とを同位相に配設しても良い。この場合、ハウジングにおける、切欠部と排出溝に連通する排油口を各々に設ける必要がなくなり、ハウジングの構造を簡略化することができる。
この発明における第３の発明の転がり軸受は、内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記給排油機構は、前記潤滑油を軸受内に供給する給油口と潤滑油を軸受外に排出する排油口とを有し、
前記軌道輪延長部に、給油口および排油口に連通し、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制するラビリンス機構を設ける。
前記ラビリンス機構は、外径側に凸となる凸形状部と、この凸形状部にすきまを介して対向する凹形状部とを有するものであっても良い。このようなラビリンス機構により、隣接する軸受に潤滑油が漏洩することを抑制し得る。

前記ラビリンス機構は円周溝からなるものであっても良い。回転側の軌道輪の回転に伴う遠心力により、ラビリンス機構に存在する潤滑油を、前記円周溝に沿って漏れ側とは反対方向に移動させることができる。したがって、隣接する軸受に潤滑油が漏洩することを抑制し得る。

この発明における第４の発明の転がり軸受は、内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記給排油機構は、前記潤滑油を軸受内に供給する給油口と潤滑油を軸受外に排出する排油口とを有し、
前記給油口に対し、排油口の位相が１８０度以上２７０度以下の範囲に配設されるものである。この場合、回転側の軌道輪の回転方向に沿う、給油口と排油口との位相角度を大きくすることができ、前記位相角度が１８０度未満のときに比べて軸受の冷却効果を高めることができる。
この発明における第５の発明の転がり軸受は、前記内外輪のいずれか一方に軌道輪延長部を設ける場合に、前記軌道輪延長部の無い内外輪のいずれか他方に軌道輪延長部に対向する間座を設け、これら軌道輪延長部と間座とにわたって給排油機構を設ける。
前記軌道輪延長部が内輪に一体に設けられたものであっても良い。

前記軸受内に供給した潤滑油を内輪回転による遠心力で前記間座に衝突させ、且つ、軸受内の内輪軌道面に導く導油部を前記間座に設けても良い。軸受内に供給した潤滑油は、遠心力を受けて間座の導油部に衝突し、この導油部から軸受内の内輪軌道面に供給され易くなる。また、これにより潤滑油が滞留し難くなる。

この発明における第６の発明の転がり軸受は、前記転がり軸受を立軸で使用する場合に、前記給排油機構を前記転がり軸受の上部に配設する。この場合、潤滑油自体の重力により、軸受の潤滑に必要な油量を、給排油機構から軸受部側つまり軌道面側に効率的に供給することができるうえ、軸受上部から漏洩する油量を抑制することができる。

この発明における第７の発明の転がり軸受は、前記内外輪のうちの固定側の軌道輪に吸気口を設ける。軸受が密閉されたハウジング内に設置される場合、排油をポンプで引く際に軸受部は負圧となり、軸受内へ十分な潤滑油を供給することができなくなる。前記吸気口を設けたため、軸受部が負圧とならず、軸受内へ必要十分な潤滑油を供給することができる。
前記軸受内の軌道面に供給された潤滑油を軸受外に排出する切欠部を軌道輪端面に設ける場合に、前記吸気口を前記切欠部に対し略１８０度の位相差を成す略対角位置に配設しても良い。このように吸気口を切欠部から最も離れた略対角位置に配設することで、隣接する軸受内に漏洩する油量を減少させることができる。

この発明における第８の発明の転がり軸受は、前記給排油機構は、軸受内に導入した潤滑油を円周方向に沿って導く溝を有する。この溝が潤滑油を捕捉し、排油を円滑に導くことができる。したがって、軸受内部や軸受外部に多くの潤滑油が不所望に流入することがなくなる。また、溝を形成したことにより、給排油機構において潤滑油が通過する表面積を増加させることができる。したがって、軌道輪の冷却効果をさらに高めることができる。
この発明のいずれかの転がり軸受は、工作機械主軸の支持に用いられるものであっても良い。

この発明の転がり軸受は、内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向の片側に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に対向して設け、前記給排油機構は、この給排油機構内に導入した潤滑油を円周方向に沿って導く環状油路を有するため、従来技術のものより、部品点数の低減を図り、潤滑油を十分に排油して攪拌抵抗の増加を防止し、軸受内部の温度上昇を抑制して、高速運転を可能とすることができる。

（Ａ）は、この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受の給油側の断面図、（Ｂ）は同転がり軸受の排油側の断面図である。 同転がり軸受の外輪の平面図である。 同転がり軸受の給排油機構の給油口を示す外輪の要部の正面図である。 同転がり軸受の給排油機構の排油口を示す外輪の要部の正面図である。 同転がり軸受のラビリンスを拡大して示す断面図である。 （Ａ）は、同転がり軸受の切欠部を拡大して示す要部の断面図、（Ｂ）は、同切欠部を示す外輪の要部の正面図である。 同転がり軸受のラビリンス機構を拡大して示す要部の断面図である。 （Ａ）は、同転がり軸受の排出溝を拡大して示す要部の断面図、（Ｂ）は、同排出溝等を示す外輪の要部の正面図である。 同転がり軸受の吸気口を示す外輪の要部の正面図である。 この発明の他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 （Ａ）は同転がり軸受の要部の拡大断面図、（Ｂ）は同転がり軸受の要部の、遠心力を受けた潤滑油の作用を示す拡大断面図である。 同転がり軸受のラビリンス機構の拡大断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。 同転がり軸受を部分的に変更した要部の拡大断面図である。 参考提案例に係る転がり軸受の断面図である。 この発明のいずれかの実施形態に係る転がり軸受を、立型の工作機械主軸を支持する転がり軸受に適用した例を示す概略断面図である。 （Ａ）は、従来例の転がり軸受の潤滑装置の給油側の断面図、（Ｂ）は同潤滑装置の排油側の断面図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図９と共に説明する。この実施形態に係る転がり軸受は、例えば、工作機械主軸を回転自在に支持する転がり軸受に適用される。
図１（Ａ）に示すように、転がり軸受は、内外輪１，２である一対の軌道輪と、内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在する複数の転動体３と、これら転動体３を保持するリング状の保持器４とを有する。この転がり軸受はアンギュラ玉軸受からなり、転動体３として、鋼球やセラミックス球等からなる玉が適用される。内輪１は、内輪本体部５と、軌道輪延長部としての内輪延長部６とを有する。内輪本体部５は、軸受としての必要な強度を満たし、且つ、所定の内輪幅寸法に設けられる。内輪本体部５における外周面の中央部に軌道面１ａが形成されている。前記外周面のうち軌道面１ａに繋がる軸方向一方側に、軌道面側に向かうに従って大径となる斜面１ｂが形成され、前記外周面のうち軌道面１ａに繋がる軸方向他方側に、平坦な外径面１ｃが形成されている。この内輪本体部５の内輪正面側に、内輪延長部６が軸方向一方に延びるように一体に設けられる。前記所定の内輪幅寸法とは、ＪＩＳ、軸受カタログ等に規定される軸受主要寸法の内輪幅寸法である。

外輪２は、外輪本体部７と、軌道輪延長部としての外輪延長部８とを有する。外輪本体部７は、軸受としての必要な強度を満たし、且つ、所定の外輪幅寸法に設けられる。外輪本体部７における内周面の中央部に軌道面２ａが形成され、同軌道面２ａの両側に、外輪内径面２ｂと、カウンタボア２ｃとがそれぞれ形成されている。前記外輪内径面２ｂに保持器４が案内されるように構成されている。この外輪本体７の外輪背面側に、外輪延長部８が軸方向一方に延びるように一体に設けられる。この外輪延長部８と前記内輪延長部６とが径方向に対向するように配置される。前記所定の外輪幅寸法とは、ＪＩＳ、軸受カタログ等に規定される軸受主要寸法の外輪幅寸法である。

給排油機構について図１ないし図４と共に説明する。
給排油機構９は、図１（Ａ）に示すように、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を、軸受内に供給すると共に、図１（Ｂ）に示すように、前記潤滑油を軸受外に排出する機構である。この転がり軸受を立軸で使用する場合、給排油機構９を転がり軸受の上部に配設する。この給排油機構９を、内輪延長部６と外輪延長部８とにわたって設けている。図２に示すように、給排油機構９は、環状油路１０と、給油口１１と、排油口１２とを有する。これらのうち環状油路１０は、図１（Ａ）に示すように、内輪延長部６の外周面に設けられる断面凹形状の内輪側円周溝１３と、外輪延長部８の内周面に設けられ、前記内輪側円周溝１３に対して径方向に対向するように配設される断面凹形状の外輪側円周溝１４とで成る。これら内輪側円周溝１３と外輪側円周溝１４とで断面矩形孔状で環状に連なる環状油路１０が形成される。

図２に示すように、外輪延長部８のうち円周方向の一部に、潤滑油を軸受内に供給する前記給油口１１が形成されている。図３に示すように、この給油口１１は、外輪延長部８の外周面から前記環状油路１０に径方向に貫通する段付きの貫通孔状に形成されている。すなわち給油口１１は、図１（Ａ）に示すように、環状油路１０の円周方向の一部に半径方向外方に連通する連通孔１１ａと、この連通孔１１ａに繋がり前記外周面に開口する座繰り孔１１ｂとでなる。座繰り孔１１ｂは、連通孔１１ａに対し同心で同連通孔１１ａよりも大径に形成されている。給油口１１から軸受内に供給された潤滑油は、図１（Ａ）、図２の矢符Ａ１，Ａ２で表記するように環状油路内を、回転側の軌道輪である内輪１の回転方向Ａ３と同一方向に進み、後述する排油口１２等から排出されるようになっている。

図２に示すように、外輪延長部８のうち、前記給油口１１とは位相の異なる円周方向の一部に、潤滑油を軸受外に排出する前記排油口１２が形成されている。排油口１２は、図１（Ｂ）に示すように、外輪延長部８の外周面から前記環状油路１０に径方向に貫通する貫通孔状で、且つ、図２、図４に示すように、円周方向に所定角度βにわたり延びる長孔状に形成されている。給油口１１に対し、この排油口１２の位相αが１８０度以上２７０度以下の範囲に配設されている。なお図２の例では、給油口１１に対し、排油口１２の位相αが２７０度に配設されている。

ラビリンス等について図１（Ａ）および図５と共に説明する。
図１（Ａ）に示すように、内輪延長部６および外輪延長部８には、給油口１１から軸受内の環状油路１０に供給された潤滑油を、斜面１ｂを介して内輪軌道面１ａに導くラビリンス（流路）１５を設けている。内輪延長部６のうち、内輪側円周溝１３を成す断面凹形状の一方側肩部１６は、内輪本体部５に一体に繋がっている。また外輪延長部８のうち、外輪側円周溝１４を成す断面凹形状の一方側肩部１７は、外輪本体部７に一体に繋がっている。内輪延長部６の一方側肩部１６の外周面と、同外周面に径方向すきまδ１を介して対向する外輪延長部８の一方側肩部１７の内周面とにより、ラビリンス１５を形成している。

図５に示すように、ラビリンス１５は、潤滑油の供給方向上流側から下流側に沿って広部と狭部とが連なるものとしている。具体的には、外輪延長部８の一方側肩部１７の内周面を、軸受軸方向に平行な平坦面１７ａに形成し、内輪延長部６の一方側肩部１６の外周面を、上流側から下流側に、順次、平坦部１６ａ、傾斜溝１６ｂ、平坦部１６ｃ、傾斜溝１６ｄに形成している。各傾斜溝１６ｂ，１６ｄは、上流側から下流側に向かうに従って小径となる傾斜角度をもつ。内輪延長部６の平坦部１６ａ，１６ｃと、外輪延長部８の平坦面１７ａとで、他よりも径方向すきまδ１が狭くなる前記狭部を形成する。この狭部に続く、内輪延長部６の傾斜溝１６ｂ，１６ｄと、外輪延長部８の平坦面１７ａとで、径方向すきまδ１が下流側に向かうに従って次第に広くなる前記広部を形成する。

図１（Ｂ）に示すように、この転がり軸受を立軸で使用する場合に、内外輪延長部６，８の一方側肩部１６，１７の内面の高さＡと、排油口１２の底部の高さＢとの関係がＡ≧Ｂの関係にある。この例では、高さＡ，Ｂとが同一高さとなるように設けられている。前記高さＡは、内外輪延長部６，８における、ラビリンス１５の上流側端１５ａに位置する潤滑油が滞留する高さと同義である。

切欠部について図１（Ａ）、図２および図６と共に説明する。
図１（Ａ）に示すように、固定側の軌道輪である外輪２に、切欠部１８が設けられている。図６（Ａ）は、転がり軸受の切欠部１８を拡大して示す要部の断面図（図１のVI部）であり、図６（Ｂ）は、同切欠部１８を示す外輪２の要部の正面図である。この切欠部１８は、外輪延長部８とは軸方向逆側の外輪端面に設けられ、前記ラビリンス１５を経由して軸受内の軌道面１ａに供給された潤滑油を軸受外に排出するようになっている。図２に示すように、前記切欠部１８を、内輪１の回転方向に沿う、給油口１１と排油口１２との間に配設している。この例では、切欠部１８は、給油口１２に対し９０度の位相角度をもって配設され、且つ、排油口１２に対し１８０度の位相角度をもって配設されている。

ラビリンス機構について図１（Ａ）、図７と共に説明する。
図１（Ａ）に示すように、内輪延長部６および外輪延長部８には、ラビリンス機構１９を設けている。このラビリンス機構１９は、給油口１１および排油口１２（図１（Ｂ））に連通し、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制する。このラビリンス機構１９は、図７（図１（Ａ）のVII部）に拡大して示すように、内輪延長部６に設けられ外径側に凸となる凸形状部２０と、外輪延長部８に設けられ前記凸形状部２０にすきまを介して対向する凹形状部２１とを有する。前記凸形状部２０は、内輪延長部６のうちの断面凹形状の他方側肩部から成り、前記凹形状部２１は、外輪延長部８のうちの断面凹形状の他方側肩部の先端部分から成る。ラビリンス機構１９は、これら凸形状部２０と凹形状部２１とを対向させて配設することで、第１の径方向すきまδａ、軸方向すきまδｂ、および第２の径方向すきまδｃからなる前記すきまを形成し得る。第１の径方向すきまδａが軸受外に臨み、第２の径方向すきまδｃが給油口１１および排油口１２に連通する。これら第１の径方向すきまδａ、軸方向すきまδｂ、および第２の径方向すきまδｃは連続して切れ目なく繋がっており、第２の径方向すきまδｃは、第１の径方向すきまδａよりも径方向外方位置に設けられている。

排出溝について図１（Ｂ）、図２、図８等と共に説明する。
図８（Ａ）は、同転がり軸受の排出溝２２を拡大して示す要部の断面図（図１（Ａ）のVIII部）であり、図８（Ｂ）は、同排出溝２２等を示す外輪２の要部の正面図である。図１（Ｂ）に示すように、固定側の軌道輪である外輪２における外輪延長部８の端面には、排出溝２２が設けられている。この排出溝２２は、給油口１１（図１（Ａ））および排油口１２にラビリンス機構１９を介して連通し、隣接する軸受内に漏洩した潤滑油を排出する溝である。この排出溝２２は、図８（Ｂ）に示すように、切欠部１８と同位相に配設され、図２に示すように、内輪１の回転方向Ａ３に沿う、給油口１１と排油口１２との間に配設されている。この例では、排出溝２２は、給油口１１に対して９０度の位相角度をもって配設され、且つ、排油口１２に対し１８０度の位相角度をもって配設されている。

吸気口について図２および図９と共に説明する。
軸受が密閉されたハウジング内に設置される場合、排油をポンプで引く際、軸受部は負圧となり軸受内へ十分な潤滑油を供給することができない。そこで、本実施形態に係る転がり軸受では、図２に示すように、外輪２の外輪延長部８に吸気口２３を設けている。この吸気口２３は、図９に示すように、外輪延長部８の端面において、例えば、排出溝２２の幅寸法よりも幅狭で、且つ、図２に示すように、半径方向に延びる溝形状に形成される。この吸気口２３を、前記切欠部１８に対し略１８０度の位相差を成す略対角位置に配設している。前記「略１８０度」とは、この明細書において１８０度±１０度内の範囲をいう。

以上説明した転がり軸受の作用効果について説明する。
潤滑油を、内外輪延長部６，８に設けた給排油機構９の給油口１１から軸受内の環状油路１０に導入する。これにより内外輪１，２を冷却する。導入された潤滑油の一部は、ラビリンス１５を経由して、軌道面１ａに供給される。前記給排油機構９の排油口１２から潤滑油を軸受外に排出する。このように、内外輪延長部６，８に設けた給排油機構９により、潤滑油の供給および排出を行うことができるため、軸受とは別の潤滑装置を設けた従来技術のものより、部品点数の低減を図り、構造を簡単化し、製造コストの低減を図れる。

この転がり軸受を立軸で使用する場合に、潤滑油が滞留する前記高さＡと、排油口１２の底部の高さＢとの関係をＡ≧Ｂの関係にしたため、前記排油口１２から十分に排油を行うことができ、多量の潤滑油が不所望に軸受内に浸入することを防止できる。したがって、攪拌抵抗の増加を防止し、軸受内部の温度上昇を抑制して、高速運転を可能とすることができる。
軸受内の環状油路１０に導入された潤滑油を、内輪軌道面１ａに導くラビリンス１５を内外輪延長部６，８に設け、前記ラビリンス１５は上流側から下流側に沿って広部と狭部とが連なるものとしたため、潤滑油は、ラビリンス１５の広部と狭部とを通過して内輪軌道面１ａに供給される。ラビリンス１５に広部と狭部とを設けることで、潤滑油の供給量を抑制することができる。これにより、攪拌抵抗の増加をさらに確実に防止することができる。

前記切欠部１８を外輪端面に設けたため、潤滑に供された潤滑油は、切欠部１８を介して軸受外に円滑に排出される。このため、軸受内に潤滑油が溜まらないようにできる。これにより、攪拌抵抗の増加をさらに確実に防止し得る。
切欠部１８は固定側の軌道輪である外輪２に設けられ、この切欠部１８を、内輪１の回転方向に沿う、給油口１１と排油口１２との間に配設したため、前記回転方向に沿う、給油口１１と切欠部１８との位相角度を小さくし、潤滑油を切欠部１８から回収することで、軸受内に多量の潤滑油が滞留し攪拌抵抗が大きくなることを防止する。

外輪延長部８の端面に前記排出溝２２を設けたため、給油口１１および排油口１２に連通するラビリンス機構１９から、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩したとき、前記排出溝２２からこの漏洩した潤滑油を排出することができる。この排出溝２２を、内輪１の回転方向に沿う、給油口１１と排油口１２との間に配設したため、給油口１１と排出溝２２との位相角度を小さくし、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制することが可能となる。

切欠部１８と排出溝２２とを同位相に配設したため、ハウジングにおける、切欠部１８と排出溝２２に連通する排油口を各々に設ける必要がなくなり、ハウジングの構造を簡略化することができる。これにより製造コストの低減を図ることができる。
前記ラビリンス機構１９は、外径側に凸となる凸形状部２０と、この凸形状部２０にすきまを介して対向する凹形状部２１とを有するものであるため、隣接する軸受に潤滑油が漏洩することを抑制し得る。このラビリンス機構１９は、凸形状部２０と凹形状部２１とを対向させて配設することで、第１の径方向すきまδａ、軸方向すきまδｂ、および第２の径方向すきまδｃからなる前記すきまを形成し得る。このため、環状油路１０内にある潤滑油が、これら複数箇所のすきまに浸入し難くなり、隣接する軸受に潤滑油が漏洩することを抑制し得る。

給油口１１に対し、排油口１２の位相αが１８０度以上２７０度以下の範囲に配設されるため、内輪１の回転方向に沿う、給油口１１と排油口１２との位相角度を大きくすることができ、前記位相角度が１８０度未満のときと比べて軸受の冷却効果を高めることができる。
転がり軸受を立軸で使用する場合に、給排油機構９を前記転がり軸受の上部に配設すると、潤滑油自体の重力により、軸受の潤滑に必要な油量を、給排油機構９から軸受部側つまり軌道面側に効率的に供給することができるうえ、軸受上部から漏洩する油量を抑制することができる。

この発明の他の実施形態について図１０ないし図１２と共に説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。同一の構成部分からは同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図１０に示すように、この転がり軸受は、外輪延長部の無い外輪２に隣接して外輪間座８Ａを設け、この外輪間座８Ａの内周面を、内輪延長部６の外周面に対向させている。これら内輪延長部６と外輪間座８Ａとにわたって給排油機構９を設けている。ここで、図１１（Ａ）は、図１０のＡ部の拡大断面図であり、図１１（Ｂ）は、Ａ部の、遠心力を受けた潤滑油の作用を示す拡大断面図である。図１１（Ａ）に示すように、外輪間座８Ａの内周面のうち、少なくとも給油口１１が設けられる位相に、環状油路１０を成す円周溝１３に臨む導油部２４を設けている。軸受内の環状油路１０に供給した潤滑油を、内輪回転による遠心力で半径方向外方に移動させて前記導油部２４に衝突させ、図１１（Ｂ）に示すように、ラビリンス１５を介して内輪軌道面１ａに導くようになっている。
軸受が高速回転するとき、環状油路１０に供給された潤滑油は大きな遠心力を受ける。そのとき潤滑油は、軸受部側に供給され難くなるが、前記のように導油部２４を設け、遠心力を受けた潤滑油を、導油部２４に衝突させて、内輪軌道面１ａに供給し易くできる。また、これにより潤滑油が滞留し難くなる。

図１０のＢ部を拡大した図１２に示すように、ラビリンス機構１９Ａは、複数（この例では２つ）の円周溝２５からなる。内輪延長部６の他方側肩部の外周面に、これら円周溝２５，２５が軸方向に間隔をあけて配設されている。各円周溝２５は、内輪延長部６の端面側に向かうに従って小径となる（換言すると溝が深くなる）傾斜角度α１をもつ。この構成により、ラビリンス機構１９Ａに浸入した潤滑油は、内輪回転による遠心力により漏れ側とは反対方向に移動する。このようなラビリンス機構１９Ａにより、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制することができる。なお、円周溝２５は、３つ以上であっても良いし１つであっても良い。

図１３の転がり軸受は、図１（Ａ）の構成に加えて、給排油機構９Ａは、軸受内に導入した潤滑油を円周方向に沿って導く溝２６を有するものである。つまり、内輪延長部６の円周溝１３の底面に、軸方向一定間隔おきに同心円状の溝２６を設けると共に、外輪延長部８の円周溝１４の両側面に、軸方向一定間隔おきに同心円状の溝２６を設けている。この例では、各溝２６は断面Ｖ字形状に形成されている。その他図１等に示す第１の実施形態と同様の構成となっている。

この構成によると、給排油機構９Ａの環状油路１０に導入された潤滑油は前記溝２６に捕捉される。この溝２６が潤滑油を捕捉することで、排油を円滑に導くことができる。したがって、軸受内部や軸受外部に多くの潤滑油が不所望に流入することがなくなる。また、溝２６を形成したことにより、給排油機構９Ａにおいて潤滑油が通過する表面積を増加させることができる。したがって、軌道輪の冷却効果をさらに高めることができる。

図１４に示すように、前記断面Ｖ字形状の溝２６に代えて、断面半円形状の溝２６Ａにしても良い。この構成によると、断面Ｖ字形状の溝２６に対し、溝幅Ｈ１、溝深さＤ１が同一の場合、給排油機構９Ａにおける環状油路１０の表面積を増加させることができる。このため、軌道輪の冷却効果をさらに高めることができる。
図１３または図１４の構成に代えて、螺旋状の溝２６，（２６Ａ）を給排油機構９Ａに設けた構成にしても良い。この螺旋状の溝２６，（２６Ａ）は、同溝に捕捉された潤滑油が、内輪回転による遠心力により漏れ側とは反対方向に移動する螺旋状とする。図１３の溝２６、図１４の溝２６Ａ、および螺旋状の前記溝のいずれかにおいて、溝に捕捉された潤滑油が、内輪回転による遠心力により漏れ側とは反対方向に移動する傾斜角度をもつようにしても良い。前記いずれかの溝を、内輪延長部６の円周溝１３の底面、および外輪延長部８の円周溝１４の側面のいずれか一方だけに設けても良い。

図１５の転がり軸受は、図１（Ａ）の内外輪延長部６，８に代えて、内輪間座２７、外輪間座２８に相当する部材を設け、これら内外輪間座２７，２８に、給排油機構９を設けている。その他図１等に示す第１の実施形態と同様の構成になっている。この場合、図１等のものより軸受の冷却効果は劣るが、内外輪間座２７，２８および内外輪１，２の各部材の加工が容易になる。その他、この転がり軸受を立軸で使用する場合に、潤滑油が滞留する前記高さＡと、排油口の底部の高さＢとの関係をＡ≧Ｂの関係にしたため、前記排油口から十分に排油を行うことができ、多量の潤滑油が不所望に軸受内に浸入することを防止できる。

図１６は、前述のいずれかの転がり軸受を、立型の工作機械主軸を支持する転がり軸受に適用した例を示す概略断面図である。なお、横型の工作機械主軸を支持する転がり軸受に適用しても良い。この例では、２個のアンギュラ玉軸受を背面組み合わせでハウジング２１に設置し、これらの軸受によりスピンドル３０（主軸３０）を回転自在に支持する。各アンギュラ玉軸受の内輪２は、内輪位置決め間座３１，３１およびスピンドル３０の段部３０ａ，３０ａにより軸方向に位置決めされ、内輪固定ナット３２によりスピンドル３０に締め付け固定されている。外輪２は、外輪間座３３および外輪押え蓋３４，３４によりハウジング３５内に位置決め固定されている。ハウジング３５は、ハウジング内筒３５ａとハウジング外筒３５ｂとを嵌合させたものであり、その嵌合部に、冷却のための通油溝３５ｃが設けられている。

スピンドル３０の下端３０ｂは、工具またはワークの支持部となり、スピンドル３０の上端３０ｃは、モータ等の駆動源が図示外の回転伝達機構を介して連結される。モータは、ハウジング３５に内蔵しても良い。このスピンドル装置は、例えば、マシニングセンタ、旋盤、フライス盤、研削盤等の各種の工作機械に適用できる。

この構成によると、転がり軸受を立軸であるスピンドル３０で使用する場合に、給排油機構９，（９Ａ）を前記転がり軸受の上部に配設することで、潤滑油自体の重力により、軸受の潤滑に必要な油量を、給排油機構９，（９Ａ）から軸受部側つまり軌道面側に効率的に供給することができるうえ、軸受上部から漏洩する油量を抑制することができる。また、内外輪延長部６，８に設けた給排油機構９，（９Ａ）により、潤滑油の供給および排出を行うことができるため、軸受とは別の潤滑装置を設けた従来技術のものより、部品点数の低減を図り、構造を簡単化し、製造コストの低減を図れる。よって、スピンドル装置全体のコスト低減を図れる。潤滑油が滞留する前記高さＡと、排油口１２の底部の高さＢとの関係をＡ≧Ｂの関係にしたため、前記排油口１２から十分に排油を行うことができ、多量の潤滑油が不所望に軸受内に浸入することを防止できる。したがって、攪拌抵抗の増加を防止し、軸受内部の温度上昇を抑制して、高速運転を可能とすることができる。

１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…軌道面
３…転動体
４…保持器
６…内輪延長部
８…外輪延長部
８Ａ…外輪間座
９…給排油機構
１１…給油口
１２…排油口
１５…ラビリンス
１８…切欠部
１９，１９Ａ…ラビリンス機構
２２…排出溝
２３…吸気口
２６，２６Ａ…溝

Claims (22)

1. 内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
   前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向の片側に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に対向して設け、前記給排油機構は、この給排油機構内に導入した潤滑油を円周方向に沿って導く環状油路を有することを特徴とする転がり軸受。
2. 請求項１において、前記環状油路に導入された潤滑油の一部を前記軌道面に導く流路を、前記軌道輪延長部に設けた転がり軸受。
3. 内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
   前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記給排油機構は、前記潤滑油を軸受内に供給する給油口と潤滑油を軸受外に排出する排油口とを有し、前記軸受内の軌道面に供給された潤滑油を軸受外に排出する切欠部を軌道輪延長部とは軸方向逆側の軌道輪端面に設けた転がり軸受。
4. 請求項３において、前記切欠部は内外輪のうちの固定側の軌道輪に設けられ、この切欠部を回転側の軌道輪の回転方向に沿う給油口と排油口との間に配設した転がり軸受。
5. 請求項３または請求項４において、前記軌道輪延長部の端面に、給油口および排油口に連通し、隣接する軸受内に漏洩した潤滑油を排出する排出溝を設けた転がり軸受。
6. 請求項５において、前記排出溝は内外輪のうちの固定側の軌道輪に設けられ、この排出溝を回転側の軌道輪の回転方向に沿う給油口と排油口との間に配設した転がり軸受。
7. 請求項５または請求項６において、前記切欠部と排出溝とを同位相に配設した転がり軸受。
8. 内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
   前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記給排油機構は、前記潤滑油を軸受内に供給する給油口と潤滑油を軸受外に排出する排油口とを有し、前記軌道輪延長部に、給油口および排油口に連通し、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制するラビリンス機構を設けた転がり軸受。
9. 請求項８において、前記ラビリンス機構は、外径側に凸となる凸形状部と、この凸形状部にすきまを介して対向する凹形状部とを有する転がり軸受。
10. 請求項８において、前記ラビリンス機構は円周溝からなる転がり軸受。
11. 内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
    前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記給排油機構は、前記潤滑油を軸受内に供給する給油口と潤滑油を軸受外に排出する排油口とを有し、前記給油口に対し、排油口の位相が１８０度以上２７０度以下の範囲に配設される転がり軸受。
12. 内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
    前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記給排油機構は、前記潤滑油を軸受内に供給する給油口と潤滑油を軸受外に排出する排油口とを有し、前記内外輪のいずれか一方に軌道輪延長部を設ける場合に、前記軌道輪延長部の無い内外輪のいずれか他方に軌道輪延長部に対向する間座を設け、これら軌道輪延長部と間座とにわたって給排油機構を設けた転がり軸受。
13. 請求項１２において、前記軌道輪延長部が内輪に一体に設けられたものである転がり軸受。
14. 請求項１３において、前記軸受内に供給した潤滑油を内輪回転による遠心力で前記間座に衝突させ、且つ、軸受内の内輪軌道面に導く導油部を前記間座に設けた転がり軸受。
15. 内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
    前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記転がり軸受を立軸で使用する場合に、前記給排油機構を前記転がり軸受の上部に配設した転がり軸受。
16. 内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
    前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記内外輪のうちの固定側の軌道輪に吸気口を設けた転がり軸受。
17. 請求項１６において、前記軸受内の軌道面に供給された潤滑油を軸受外に排出する切欠部を軌道輪端面に設ける場合に、前記吸気口を前記切欠部に対し略１８０度の位相差を成す略対角位置に配設した転がり軸受。
18. 内外輪である一対の軌道輪と、前記内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体と、これら転動体を保持する保持器とを有する転がり軸受において、
    前記内外輪のいずれか一方または両方に軸方向に延びる軌道輪延長部を設け、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構を前記軌道輪延長部に設け、前記給排油機構は、軸受内に導入した潤滑油を円周方向に沿って導く溝を有する転がり軸受。
19. 請求項１８において、前記給排油機構は、前記潤滑油を軸受内に供給する給油口と潤滑油を軸受外に排出する排油口とを有する転がり軸受。
20. 請求項１９において、前記給油口から軸受内に供給された潤滑油を内輪軌道面に導くラビリンスを軌道輪延長部に設け、前記ラビリンスは、潤滑油の供給方向上流側から下流側に沿って広部と狭部とが連なるものとした転がり軸受。
21. 請求項２０において、前記転がり軸受を立軸で使用する場合に、前記軌道輪延長部における、ラビリンスの上流側端に位置する潤滑油が滞留する高さＡと前記排油口の底部の高さＢとの関係がＡ≧Ｂの関係にある転がり軸受。
22. 請求項１ないし請求項２１のいずれか１項において、工作機械主軸の支持に用いられるものである転がり軸受。

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