JP5842982B2 - Bearing device, rotary table of machine tool, and spindle device - Google Patents

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Description

本発明は、軸受装置、及び工作機械の回転テーブル並びにスピンドル装置に関し、より詳細には、転がり軸受に付与される予圧を切換え可能な軸受装置、及び工作機械の回転テーブル並びにスピンドル装置に関する。   The present invention relates to a bearing device, a rotary table of a machine tool, and a spindle device, and more particularly to a bearing device capable of switching a preload applied to a rolling bearing, and a rotary table of a machine tool and a spindle device.

従来、工作機械の回転テーブル等に用いられる転がり軸受には、高い剛性を備えるクロスローラや、スリーローラ軸受等が広く使用されていた。しかし、これらの軸受は、構造上の問題からスピン滑りが大きく、高速回転には不向きである問題があった。近年、剛性ではクロスローラやスリーローラ軸受にやや劣るものの、高速回転に適したアンギュラ玉軸受が採用されつつある。アンギュラ玉軸受の使用に際しては、予圧を与えるのが一般的であるが、低速回転での位置決め及び旋回においては重予圧を付与して剛性を高め、高速回転での旋削においては軽予圧を付与することが望ましい。このため、低速回転と高速回転とが切り換えて使用される回転軸においては、予圧面での矛盾が生じる。   Conventionally, a cross roller having a high rigidity, a three-roller bearing, or the like has been widely used as a rolling bearing used for a rotary table or the like of a machine tool. However, these bearings have a problem that they have large spin slip due to structural problems and are not suitable for high-speed rotation. In recent years, angular ball bearings suitable for high-speed rotation are being adopted, although the rigidity is somewhat inferior to cross roller and three roller bearings. When using angular contact ball bearings, preload is generally applied, but heavy positioning is applied for positioning and turning at low speed to increase rigidity, and light preload is applied for turning at high speed. It is desirable. For this reason, in the rotating shaft used by switching between the low speed rotation and the high speed rotation, a contradiction occurs in the preload surface.

一方、工作機械のスピンドルにおいては、予圧の大きさを切換え可能な装置が種々考案されている。例えば、主軸を支持する軸受の外輪とハウジングの間に予圧調整リングを設け、ハウジングに設けられた供給部から圧力流体を供給し、予圧調整リングを介して外輪を縮径させて予圧切換えを行うようにした予圧可変式軸受ユニットが知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、上記の予圧調整リングとハウジングの間に溝を形成して圧力流体による圧力が予圧調整リングに均等にかかるように改良したものや(例えば、特許文献2参照。)、予圧調整リングとハウジングとをピンで連結して、クリープ発生を防止するようにしたものが開示されている(例えば、特許文献3参照。)。さらに、アンギュラ玉軸受において、断面U字状の溝部を有するスリーブを用いて、溝部とハウジングの内周面又は軸の外周面との間に圧力室を設け、圧力流体の供給により予圧の大きさを切換え可能としたものが開示されている(例えば、特許文献4参照。)。   On the other hand, various devices capable of switching the magnitude of the preload have been devised for the spindle of a machine tool. For example, a preload adjusting ring is provided between the outer ring of the bearing that supports the main shaft and the housing, pressure fluid is supplied from a supply portion provided in the housing, and the outer ring is reduced in diameter through the preload adjusting ring to switch the preload. Such a preload variable bearing unit is known (for example, see Patent Document 1). Further, a groove is formed between the above preload adjusting ring and the housing so that the pressure by the pressure fluid is applied evenly to the preload adjusting ring (for example, see Patent Document 2), the preload adjusting ring and the housing. Are connected with pins to prevent the occurrence of creep (for example, see Patent Document 3). Further, in the angular ball bearing, a pressure chamber is provided between the groove portion and the inner peripheral surface of the housing or the outer peripheral surface of the shaft using a sleeve having a groove portion having a U-shaped cross section. Has been disclosed (see, for example, Patent Document 4).

特開平7−24603号公報JP 7-24603 A 特開平8−174306号公報JP-A-8-174306 特開平8−177852号公報JP-A-8-177852 特開2010−190346号公報JP 2010-190346 A

しかしながら、特許文献1〜3に記載の予圧可変式軸受ユニットは、予圧調整リングの径方向の位置決めをハウジングで、軸方向の位置決めを予圧調整リングの両側に設けた間座で行う構造であること、また予圧調整リングに圧力室を封止するためのOリングを設ける必要があることから、軸受ユニットの軸方向長さが長くなる問題がある。このため、軸方向長さが制限される工作機械の回転テーブルには、採用し難い問題があった。また、圧力流体により予圧調整リングを圧縮することにより、ハウジングと予圧調整リング間の隙間が増大し、軸受装置系全体の剛性が低下して予圧付与の効果が低減してしまう虞があった。特許文献2に記載の予圧可変式軸受ユニットでは、圧力流体による圧力が均等にかかるように予圧調整リングに溝を設けているが、予圧調整リングの厚さが一様でなくなるため、予圧調整リングが均等に圧縮されず、結果として外輪を均等に縮径させることができず、改善の余地があった。工作機械の回転テーブルやスピンドルの場合、外輪や内輪の変形により、回転精度が変化することは、加工面の引き目や光沢劣化などの性状不良につながるため、これらに配慮した考案が望まれていた。
さらに、特許文献4においても、圧力流体によりスリーブが圧縮又は膨張することにより、スリーブと、ハウジング又は軸と間の隙間が増大し、軸受装置の系全体の剛性が低下する可能性があった。
However, the variable preload bearing unit described in Patent Documents 1 to 3 has a structure in which the preload adjusting ring is positioned in the radial direction by the housing and the axial positioning is performed by the spacers provided on both sides of the preload adjusting ring. In addition, since it is necessary to provide an O-ring for sealing the pressure chamber in the preload adjusting ring, there is a problem that the axial length of the bearing unit becomes long. For this reason, there has been a problem that it is difficult to adopt the rotary table of the machine tool in which the axial length is limited. Further, by compressing the preload adjusting ring with the pressure fluid, the gap between the housing and the preload adjusting ring is increased, and the rigidity of the entire bearing device system may be reduced, thereby reducing the effect of applying the preload. In the preload variable bearing unit described in Patent Document 2, a groove is provided in the preload adjusting ring so that pressure by the pressure fluid is evenly applied. However, since the thickness of the preload adjusting ring is not uniform, the preload adjusting ring Is not evenly compressed, and as a result, the outer ring cannot be uniformly reduced in diameter, leaving room for improvement. In the case of rotating tables and spindles for machine tools, changes in rotation accuracy due to deformation of the outer ring and inner ring lead to defects in properties such as stitching on the machined surface and deterioration of gloss. It was.
Further, in Patent Document 4, there is a possibility that the clearance between the sleeve and the housing or the shaft increases due to the compression or expansion of the sleeve by the pressure fluid, and the rigidity of the entire system of the bearing device is lowered.

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、軸方向長さを長くすることなく、系全体の剛性を高めつつ、予圧を連続的或いは段階的など、必要に応じて切換え可能で、且つ軸受回転精度を良好に維持できる軸受装置、及びこの軸受装置を備える工作機械の回転テーブル並びにスピンドル装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is to increase the rigidity of the entire system without increasing the axial length, and to increase the rigidity of the preload continuously or stepwise as necessary. It is an object of the present invention to provide a bearing device that can be switched and maintain good bearing rotation accuracy, and a rotary table and spindle device of a machine tool including the bearing device.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 外輪、内輪、および接触角を有して前記外輪および前記内輪間に転動自在に配設された複数の転動体を有するアンギュラ軸受と、
前記外輪の外周面に嵌合され、圧力流体を供給可能な密閉された圧力室が内部に形成された中空断面を有する環状のスリーブと、
を備え、前記圧力室に供給される前記圧力流体の圧力によって前記アンギュラ軸受の予圧を切換可能な軸受装置であって、
前記圧力室の径方向内側周面は、前記接触角の延長線と交差するように形成されており、
前記スリーブの側部には、前記圧力室に開口する圧力流体供給穴が形成され、
前記圧力流体を供給する配管の先端に取り付けられる取付治具は、前記圧力流体供給穴に固定されると共に、前記取付治具の一部は、ハウジング又は前記ハウジングに締結される外輪押えに形成された、前記配管が配索される配管用穴に配置されていることを特徴とする軸受装置。
(2) 外輪、内輪、および接触角を有して前記外輪および前記内輪間に転動自在に配設された複数の転動体を有するアンギュラ軸受と、
前記内輪の内周面に嵌合され、圧力流体を供給可能な密閉された圧力室が内部に形成された中空断面を有する環状のスリーブと、
を備え、前記圧力室に供給される前記圧力流体の圧力によって前記アンギュラ軸受の予圧を切換可能な軸受装置であって、
前記圧力室の径方向外側周面は、前記接触角の延長線と交差するように形成されており、
前記スリーブの側部には、前記圧力室に開口する圧力流体供給穴が形成され、
前記圧力流体を供給する配管の先端に取り付けられる取付治具は、前記圧力流体供給穴に固定されると共に、前記取付治具の一部は、軸に形成された、前記配管が配索される配管用穴に配置されていることを特徴とする軸受装置。
(3) 前記アンギュラ軸受には、定位置予圧が予め付与されることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の軸受装置。
(4) 前記アンギュラ軸受は、背面組合せ、または正面組合せされた一対のアンギュラ軸受からなり、
前記スリーブの幅は、前記一対のアンギュラ軸受の各軸方向外端面間の幅以下であることを特徴とする上記(1)から(3)のいずれかに記載の軸受装置。
(5) 上記(1)から(4)のいずれかに記載の軸受装置を備えることを特徴とする工作機械の回転テーブル。
(6) 上記(1)から(4)のいずれかに記載の軸受装置を備えることを特徴とする工作機械のスピンドル装置。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) An angular bearing having an outer ring, an inner ring, and a plurality of rolling elements that have a contact angle and are arranged between the outer ring and the inner ring so as to be freely rollable;
An annular sleeve having a hollow cross section, which is fitted to the outer peripheral surface of the outer ring and has a sealed pressure chamber formed therein, capable of supplying pressure fluid;
A bearing device capable of switching the preload of the angular bearing by the pressure of the pressure fluid supplied to the pressure chamber,
A radially inner circumferential surface of the pressure chamber is formed so as to intersect with an extension line of the contact angle,
A pressure fluid supply hole that opens to the pressure chamber is formed in a side portion of the sleeve,
A mounting jig attached to the tip of the pipe for supplying the pressure fluid is fixed to the pressure fluid supply hole, and a part of the mounting jig is formed on a housing or an outer ring presser fastened to the housing. Further, the bearing device is arranged in a hole for piping in which the piping is routed.
(2) an angular bearing having an outer ring, an inner ring, and a plurality of rolling elements that have a contact angle and are arranged between the outer ring and the inner ring so as to be freely rollable;
An annular sleeve having a hollow cross section, which is fitted to the inner peripheral surface of the inner ring and has a sealed pressure chamber formed therein capable of supplying pressure fluid;
A bearing device capable of switching the preload of the angular bearing by the pressure of the pressure fluid supplied to the pressure chamber,
The radially outer peripheral surface of the pressure chamber is formed so as to intersect with an extension line of the contact angle,
A pressure fluid supply hole that opens to the pressure chamber is formed in a side portion of the sleeve,
A mounting jig attached to the tip of a pipe for supplying the pressure fluid is fixed to the pressure fluid supply hole, and a part of the mounting jig is formed on a shaft, and the pipe is routed. A bearing device arranged in a hole for piping.
(3) A fixed position preload is preliminarily applied to the angular bearing, and the bearing device according to (1) or (2) above.
(4) The angular bearing is composed of a pair of angular bearings combined in the rear or front direction,
4. The bearing device according to any one of (1) to (3), wherein a width of the sleeve is equal to or less than a width between outer end surfaces in the axial direction of the pair of angular bearings.
(5) A rotary table for a machine tool comprising the bearing device according to any one of (1) to (4).
(6) A spindle device for a machine tool, comprising the bearing device according to any one of (1) to (4).

本発明の軸受装置によれば、アンギュラ軸受と、圧力流体を供給可能な圧力室が内部に形成され、外輪の外周面又は内輪の内周面に嵌合する、中空断面を有した環状のスリーブと、を備え、圧力室の径方向内側周面または径方向外側周面が、接触角の延長線と交差するように形成されている。これにより、圧力流体を圧力室に供給することによって、スリーブを介して外輪を縮径、又は内輪を拡径させてアンギュラ軸受の予圧を切り換えることが可能となる。また、圧力室が内部に形成されるため、同時にスリーブの外径が拡径してスリーブとハウジングとが密着し、又はスリーブの内径が縮径してスリーブと軸とが密着して、軸受装置系の剛性が高められる。   According to the bearing device of the present invention, an angular bearing and an annular sleeve having a hollow cross-section, in which a pressure chamber capable of supplying pressure fluid is formed, and is fitted to the outer peripheral surface of the outer ring or the inner peripheral surface of the inner ring. And the radially inner circumferential surface or the radially outer circumferential surface of the pressure chamber is formed so as to intersect the extended line of the contact angle. Thus, by supplying the pressure fluid to the pressure chamber, it is possible to switch the preload of the angular bearing by reducing the diameter of the outer ring or expanding the diameter of the inner ring via the sleeve. Further, since the pressure chamber is formed inside, the outer diameter of the sleeve is enlarged at the same time and the sleeve and the housing are in close contact, or the inner diameter of the sleeve is reduced and the sleeve and the shaft are in close contact with each other. The rigidity of the system is increased.

また、圧力流体供給穴に固定される取付治具の一部が配管用穴に配置されているので、スリーブの回り止め機能を与えることができる。   In addition, since a part of the mounting jig fixed to the pressure fluid supply hole is disposed in the piping hole, it is possible to provide a sleeve anti-rotation function.

更にまた、アンギュラ軸受には、定位置予圧が予め付与されているので、圧力流体の圧力室への供給を制御することによって、高速回転時には軽予圧、低速回転時には重予圧に切り換え、回転数に適合した予圧を付与することができる。また、必要に応じて、圧力流体の供給の制御により、予圧を2段階以上の多段、或いは連続的に切換えてもよい。   Furthermore, since the angular bearing is preliminarily provided with a fixed position preload, by controlling the supply of pressure fluid to the pressure chamber, the preload is switched to light preload during high speed rotation and heavy preload during low speed rotation. A suitable preload can be applied. Further, if necessary, the preload may be switched in two or more stages or continuously by controlling the supply of the pressure fluid.

さらに、スリーブの幅が、一対のアンギュラ軸受の各軸方向外端面間の幅以下であるので、軸方向長さを長くすることなく、予圧切換え可能な軸受装置が得られ、この予圧切換え可能な軸受装置が組み込まれることによる機械装置の長軸化も抑えることが可能となる。   Further, since the width of the sleeve is equal to or less than the width between the axial outer end surfaces of the pair of angular bearings, a bearing device capable of switching the preload without increasing the axial length is obtained. It is also possible to suppress the long axis of the mechanical device due to the incorporation of the bearing device.

このような軸受装置は、回転速度が低速及び高速に切り換えて使用され、且つ軸方向長さに制限がある工作機械の回転テーブルやスピンドル装置に適用するのに好適である。   Such a bearing device is suitable for application to a rotary table or a spindle device of a machine tool that is used by switching the rotational speed between a low speed and a high speed and has a limited axial length.

本発明に係る第1実施形態の回転テーブルの断面図である。It is sectional drawing of the turntable of 1st Embodiment which concerns on this invention. 図1に示す背面組合せされたアンギュラ軸受を内輪回転機構に適用した軸受装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the bearing apparatus which applied the angular bearing combined with the back surface shown in FIG. 1 to the inner ring | wheel rotation mechanism. 図1に示す軸受装置のアンギュラ軸受とスリーブの関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the relationship between the angular bearing and sleeve of the bearing apparatus shown in FIG. 肉厚円筒に作用する圧力と外径収縮量との関係式を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the relational expression of the pressure which acts on a thick cylinder, and an outer diameter shrinkage | contraction amount. スリーブに供給する圧力流体の圧力と、予圧の大きさとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pressure of the pressure fluid supplied to a sleeve, and the magnitude | size of a preload. 圧力流体の供給によるスリーブの変形前後の状態(a)、軸受の変形前後の状態(b)、及び軸受装置の変形前後の状態(c)、を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the state (a) before and behind a deformation | transformation of the sleeve by supply of a pressure fluid, the state (b) before and after a deformation | transformation of a bearing, and the state (c) before and after a deformation | transformation of a bearing apparatus. 背面組合せされたアンギュラ軸受を外輪回転機構に適用した第2実施形態の軸受装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the bearing apparatus of 2nd Embodiment which applied the angular bearing combined with the back surface to the outer ring | wheel rotation mechanism. 肉薄外輪を有する背面組合せされたアンギュラ軸受を内輪回転機構に適用した第3実施形態の軸受装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the bearing apparatus of 3rd Embodiment which applied the angular bearing combined with the back surface which has a thin outer ring | wheel to the inner ring | wheel rotation mechanism. 非分割型スリーブを備え、背面組合せされたアンギュラ軸受を内輪回転機構に適用した第4実施形態の軸受装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the bearing apparatus of 4th Embodiment which applied the angular bearing combined with the back surface provided with the non-split type sleeve to the inner ring | wheel rotation mechanism. 圧力流体供給穴がハウジング側に設けられ、背面組合せされたアンギュラ軸受を内輪回転機構に適用した第5実施形態の軸受装置の要部断面図である。It is a principal part sectional view of a bearing device of a 5th embodiment which applied a pressure fluid supply hole to the housing side, and applied an angular bearing combined with back to an inner ring rotating mechanism. 圧力流体供給穴が内径側リングに設けられた場合を示す変形例の軸受装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the bearing apparatus of the modification which shows the case where a pressure fluid supply hole is provided in the internal diameter side ring.

以下、本発明に係る軸受装置の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(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が適用された回転テーブルの断面図である。この工作機械の回転テーブル10は、ハウジング11、軸受装置12、およびテーブル13を備える。軸受装置12は、テーブル13の回転軸14を回転自在にハウジング11に支持する。回転テーブル10は、回転軸14に外嵌固定されたロータ15と、ロータ15に対向してハウジング11に内嵌固定されたステータ16とからなるモータ17を備え、ステータ16に電力を供給することよって、回転軸14、即ちテーブル13が回転可能となっている。
Hereinafter, each embodiment of the bearing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view of a turntable to which a bearing device according to a first embodiment of the present invention is applied. The rotary table 10 of the machine tool includes a housing 11, a bearing device 12, and a table 13. The bearing device 12 supports the rotating shaft 14 of the table 13 on the housing 11 so as to be rotatable. The rotary table 10 includes a motor 17 including a rotor 15 that is externally fitted and fixed to a rotary shaft 14 and a stator 16 that is internally fitted and fixed to the housing 11 so as to face the rotor 15, and supplies power to the stator 16. Therefore, the rotating shaft 14, that is, the table 13 is rotatable.

図2に示すように、軸受装置12は、内輪21、外輪22、及び内外輪21、22間に転動自在に配置された複数の転動体である玉23をそれぞれ有し、背面組合せされた一対のアンギュラ軸受24,24と、各外輪22,22の外周面22a,22aに外嵌される環状のスリーブ30とを備える。   As shown in FIG. 2, the bearing device 12 has an inner ring 21, an outer ring 22, and balls 23 that are a plurality of rolling elements that are arranged to freely roll between the inner and outer rings 21 and 22, and are combined in the back surface. A pair of angular bearings 24, 24 and an annular sleeve 30 that is fitted onto the outer peripheral surfaces 22a, 22a of the outer rings 22, 22 are provided.

各外輪22,22は、スリーブ30を介してハウジング11に内嵌されている。具体的には、スリーブ30がハウジング11に内嵌され、このスリーブ30に各外輪22,22が内嵌される。各外輪22,22は、ハウジング11に締結される外輪押え25によってハウジング11に設けられた段部26との間に狭持されて固定されている。ハウジング11とスリーブ30との嵌合、およびスリーブ30とアンギュラ軸受24,24の各外輪22,22との嵌合は、しまり嵌め、中間ばめ、すきま嵌めのいずれのはめあいであってもよい。   Each outer ring 22, 22 is fitted into the housing 11 via a sleeve 30. Specifically, the sleeve 30 is fitted into the housing 11, and the outer rings 22 and 22 are fitted into the sleeve 30. Each outer ring 22, 22 is sandwiched and fixed between a step part 26 provided in the housing 11 by an outer ring presser 25 fastened to the housing 11. The fitting between the housing 11 and the sleeve 30 and the fitting between the sleeve 30 and each of the outer rings 22 and 22 of the angular bearings 24 and 24 may be any of an interference fit, an intermediate fit, and a clearance fit.

また、各内輪21,21は、回転軸14の小径部14aに外嵌され、回転軸14に締結される内輪押え27によって軸方向に押圧されて回転軸14の段部28との間に狭持されて固定されている。これにより、一対のアンギュラ軸受24,24には、定位置予圧(後述する軽予圧)が付与される。   Each inner ring 21, 21 is externally fitted to the small-diameter portion 14 a of the rotating shaft 14, and is pressed in the axial direction by an inner ring presser 27 fastened to the rotating shaft 14, so that it is narrow between the step portion 28 of the rotating shaft 14. It is held and fixed. Thereby, a fixed position preload (light preload described later) is applied to the pair of angular bearings 24, 24.

図3も参照して、スリーブ30は、略同じ軸方向幅を有し、互いに嵌合する内径側リング31と、外径側リング32とから構成される。内径側リング31は、外周面の軸方向両端部に外向きフランジ31aを有し、外周面の軸方向中間部に環状外周溝33が形成される。また、外径側リング32は、内周面の軸方向両端部に内向きフランジ32aを有し、内周面の軸方向中間に環状内周溝34が形成されている。即ち、内径側リング31および外径側リング32の軸方向中間部は、径方向に容易に弾性変形可能な一様厚さの薄肉部となっている。   Referring also to FIG. 3, the sleeve 30 has substantially the same axial width, and includes an inner diameter side ring 31 and an outer diameter side ring 32 that are fitted to each other. The inner diameter side ring 31 has outward flanges 31 a at both axial ends of the outer peripheral surface, and an annular outer peripheral groove 33 is formed at the axial intermediate portion of the outer peripheral surface. Further, the outer diameter side ring 32 has inward flanges 32a at both axial ends of the inner peripheral surface, and an annular inner peripheral groove 34 is formed in the middle of the inner peripheral surface in the axial direction. That is, the axially intermediate portion of the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32 is a thin portion having a uniform thickness that can be easily elastically deformed in the radial direction.

外径側リング32は、その軸方向両端部が内径側リング31にしまり嵌め、圧入、焼きばめ等がされて外嵌する。これにより、環状外周溝33と環状内周溝34とによって中空断面が画成され、密閉した圧力室35がスリーブ30の内部に形成される。   The outer diameter side ring 32 is fitted into the inner diameter side ring 31 at both ends in the axial direction, and is fitted by press fitting, shrink fitting or the like. Thereby, a hollow cross section is defined by the annular outer circumferential groove 33 and the annular inner circumferential groove 34, and a sealed pressure chamber 35 is formed inside the sleeve 30.

内径側リング31と外径側リング32の軸方向両端部の2ヶ所の嵌合部の直径は、内径側リング31と外径側リング32との組付け性を考慮すると、図3に示すように、互いに直径が異なることが好ましい。なお、内径側リング31と外径側リング32の嵌合部の直径は、同じ直径であってもよい。   The diameters of the two fitting portions at both axial ends of the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32 are as shown in FIG. 3 in consideration of the ease of assembly of the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32. Moreover, it is preferable that the diameters are different from each other. In addition, the diameter of the fitting part of the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32 may be the same diameter.

図2に示すように、スリーブの側部、即ち、外径側リング32の内向きフランジ32aには、圧力室35に連通する圧力流体供給穴36が形成され、圧力流体供給穴36に螺合して取り付けられた取付治具としてのニップル38に接続される配管37を介して不図示の圧力流体供給装置が接続されている。これにより、配管37を介して圧力流体供給装置から圧力流体が圧力室35に供給される。   As shown in FIG. 2, a pressure fluid supply hole 36 communicating with the pressure chamber 35 is formed in the side portion of the sleeve, that is, the inward flange 32 a of the outer diameter side ring 32, and screwed into the pressure fluid supply hole 36. A pressure fluid supply device (not shown) is connected via a pipe 37 connected to a nipple 38 as a mounting jig. As a result, the pressure fluid is supplied from the pressure fluid supply device to the pressure chamber 35 via the pipe 37.

配管37およびニップル38の一部は、外輪押え25に設けられた配管用穴25a内に配置されているので、ニップル38がスリーブ30の回止めとしても機能し、ピンなどの専用の回止めを設ける必要はない。圧力流体としては、圧縮空気や圧力油などの任意の圧力流体が使用可能である。   Since a part of the pipe 37 and the nipple 38 is disposed in the pipe hole 25a provided in the outer ring retainer 25, the nipple 38 also functions as a rotation stop of the sleeve 30, and a dedicated rotation stop such as a pin is provided. There is no need to provide it. As the pressure fluid, any pressure fluid such as compressed air or pressure oil can be used.

内径側リング31は、圧力室35の径方向内側周面を構成する環状外周溝33の外周面が、軸方向において、一対のアンギュラ軸受24,24の接触角αの延長線CLと、位置Pa,Paにおいて交差するように形成されている。このため、内径側リング31の環状外周溝33の軸方向長さL3は、一対のアンギュラ軸受24,24の接触角αの延長線CLが環状外周溝33の外周面と交差する位置Pa,Pa間の長さL4より長い(L4<L3)。   In the inner ring 31, the outer circumferential surface of the annular outer circumferential groove 33 that constitutes the radially inner circumferential surface of the pressure chamber 35 has an extension line CL of the contact angle α of the pair of angular bearings 24, 24 and a position Pa in the axial direction. , Pa so as to intersect with each other. For this reason, the axial length L3 of the annular outer circumferential groove 33 of the inner ring 31 is such that the extension line CL of the contact angle α of the pair of angular bearings 24, 24 intersects the outer circumferential surface of the annular outer circumferential groove 33. It is longer than the length L4 (L4 <L3).

また、図3に示すように、スリーブ30の軸方向長さL2は、一対のアンギュラ軸受24,24の各軸方向外端面間の幅L1と等しいか或いは幅L1より、望ましくは、0〜0.5mm、より望ましくは、0.010〜0.050mm程度小さくなっている(L2≦L1)。   As shown in FIG. 3, the axial length L2 of the sleeve 30 is equal to the width L1 between the axial outer end surfaces of the pair of angular bearings 24, 24 or is preferably 0 to 0 than the width L1. 0.5 mm, and more desirably about 0.010 to 0.050 mm (L2 ≦ L1).

一対のアンギュラ軸受24,24の各外輪22,22は、ハウジング11に締結される外輪押え25によって軸方向に0.01mm〜0.03mm程度圧縮されて固定されている。また、スリーブ30の圧力室35の軸方向中間部は、薄肉部となっているので、軸方向力が加わると形状が歪み、軸受外輪を不均一に変形させる可能性がある。従って、スリーブ30の軸方向長さL2は、一対のアンギュラ軸受24,24の各軸方向外端面間の幅L1より小さいほうが望ましい。   The outer rings 22 and 22 of the pair of angular bearings 24 and 24 are compressed and fixed in the axial direction by about 0.01 mm to 0.03 mm by an outer ring presser 25 fastened to the housing 11. Moreover, since the axial direction intermediate part of the pressure chamber 35 of the sleeve 30 is a thin part, when an axial force is applied, the shape is distorted and the bearing outer ring may be deformed unevenly. Accordingly, it is desirable that the axial length L2 of the sleeve 30 is smaller than the width L1 between the axial outer end surfaces of the pair of angular bearings 24, 24.

図4は肉厚円筒に作用する圧力と外径収縮量との関係式を説明するための断面図であり、スリーブ30に圧力流体の圧力を作用させたとき、内径側リング31の溝部の収縮量は、式(1)から求められる。   FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the relational expression between the pressure acting on the thick cylinder and the outer diameter contraction amount. When the pressure fluid is applied to the sleeve 30, the contraction of the groove portion of the inner diameter side ring 31 is shown. The amount is determined from equation (1).

Figure 0005842982
Figure 0005842982

ここで、ΔDは内径側リング31の溝外径収縮量、Dは溝外径、dは内径、Pは圧力流体の圧力、Eはヤング率、υはポアソン比である。   Here, ΔD is the groove outer diameter contraction amount of the inner ring 31, D is the groove outer diameter, d is the inner diameter, P is the pressure of the pressure fluid, E is the Young's modulus, and υ is the Poisson's ratio.

式(1)から分かるように、内径dが外径Dに近づくほど、換言すれば、肉厚(D−d)が小さくなるほど、外径収縮量ΔDが大きくなり、各外輪22,22に作用する径方向圧縮力が大きくなる。従って、圧力流体の圧力を有効にアンギュラ軸受24、24に作用させるためには、内径側リング31の溝部の径方向厚さ(肉厚)(D−d)/2を可能な限り小さくすることが望ましい。   As can be seen from the equation (1), the closer the inner diameter d is to the outer diameter D, in other words, the smaller the wall thickness (D−d) is, the larger the outer diameter shrinkage ΔD is, which acts on the outer rings 22 and 22. The radial compression force to be increased. Accordingly, in order to effectively apply the pressure fluid to the angular bearings 24, 24, the radial thickness (thickness) (D−d) / 2 of the groove portion of the inner diameter side ring 31 should be made as small as possible. Is desirable.

図5は、背面組合せされた一対のアンギュラ軸受24,24の各外輪22,22全面に圧力流体の圧力が作用した、換言すれば、径方向厚さ((D−d)/2)が零と仮定したスリーブ30に、圧力流体の圧力が作用したときの圧力流体の圧力と、本圧力によって外輪22,22が収縮変形した際に生じる軸受予圧の変化(増加)の関係を示している。ここで、図5は、内径170mm×外径215mm×幅13.5mmの軸受寸法を有し、材質が軸受鋼である各アンギュラ軸受24,24と、機械構造用炭素鋼からなるスリーブとを使用して、スリーブ油圧負荷前の初期予圧荷重を1000Nとして計算した結果である。この図5から分かるように、軸受予圧は、圧力流体の圧力にほぼ比例して変化するので、圧力流体の圧力を制御することによって、予圧の切換えが可能となる。   FIG. 5 shows that the pressure fluid pressure is applied to the entire outer ring 22, 22 of the pair of angular bearings 24, 24 combined on the back, in other words, the radial thickness ((D−d) / 2) is zero. It shows the relationship between the pressure fluid pressure when the pressure fluid pressure is applied to the sleeve 30 and the change (increase) in the bearing preload that occurs when the outer rings 22 are contracted and deformed by this pressure. Here, FIG. 5 uses angular bearings 24 and 24 each having a bearing size of 170 mm in inner diameter × 215 mm in outer diameter × 13.5 mm in width and made of bearing steel, and a sleeve made of carbon steel for machine structure. Thus, the initial preload load before the sleeve hydraulic load is calculated as 1000N. As can be seen from FIG. 5, the bearing preload changes approximately in proportion to the pressure fluid pressure, so that the preload can be switched by controlling the pressure fluid pressure.

以下、圧力流体の供給によるスリーブ、軸受、および軸受装置の変形前後の状態を示す図6に基づいて、本実施形態の作用を説明する。   Hereinafter, based on FIG. 6 which shows the state before and behind a deformation | transformation of the sleeve by the supply of pressure fluid, a bearing, and a bearing apparatus, the effect | action of this embodiment is demonstrated.

第1実施形態の軸受装置12は、図6(b)に示すように、アンギュラ軸受24,24を組み合わせた際、無負荷状態では、一般的に、各軸受24,24の接触角の延長線CLが交差する位置から遠い方の軌道輪(内輪又は外輪)にすきまgが設定されており、このすきまを埋める方向に通常すきまgが密着するまで荷重pを与えることで軸受内に予圧が付与される。このため、背面組合せされた一対のアンギュラ軸受24,24の各内輪21,21が、互いに接近する方向に押圧されることで定位置予圧(軽予圧)が付与される。一般的に、回転輪である各内輪21,21は回転軸14にしまり嵌めで嵌合されているので、予圧による軸受の変形は各外輪22,22に現れる。即ち、予圧をかけることによって、各外輪22,22には玉23を介して矢印A方向の力が作用し、接触角αの延長線CLと各外輪22,22の外周面22a,22aとが交差する位置の近傍を中心として径方向外方に弾性変形(拡径)している。   In the bearing device 12 of the first embodiment, as shown in FIG. 6B, when the angular bearings 24, 24 are combined, in general, in an unloaded state, the contact angle extension lines of the bearings 24, 24 are extended. Clearance g is set in the raceway (inner ring or outer ring) far from the position where CL intersects. Preload is applied to the bearing by applying load p until the normal clearance g is in close contact with the clearance ring. Is done. For this reason, a fixed position preload (light preload) is applied by pressing the inner rings 21, 21 of the pair of angular bearings 24, 24 combined in the back surface in a direction approaching each other. In general, each inner ring 21, 21 that is a rotating wheel is fitted to the rotating shaft 14 with a tight fit, so that deformation of the bearing due to preload appears in each outer ring 22, 22. That is, by applying a preload, a force in the direction of arrow A acts on each outer ring 22, 22 via a ball 23, and an extension line CL of the contact angle α and outer peripheral surfaces 22 a, 22 a of each outer ring 22, 22 are connected. It is elastically deformed (expanded diameter) outward in the radial direction with the vicinity of the intersecting position as the center.

一方、圧力流体供給装置から供給される圧力流体が、圧力流体供給穴36を介して圧力室35に供給されると、図6(a)に示すように、スリーブ30の薄肉部(軸方向中間部)が、径方向に弾性変形する。即ち、内径側リング31の薄肉部は、径方向内側に弾性変形して縮径し、外径側リング32の薄肉部は、径方向外側に弾性変形して拡径する。このとき、スリーブ30の変形量の大きな位置は、略軸方向中心部付近となり、背面組合せされた一対のアンギュラ軸受24,24に予圧が付与されたときの各外輪22,22の弾性変形位置、即ち、接触角αの延長線CLと各外輪22,22の外周面22a,22aとが交差する位置と対応する。   On the other hand, when the pressure fluid supplied from the pressure fluid supply device is supplied to the pressure chamber 35 through the pressure fluid supply hole 36, as shown in FIG. Part) is elastically deformed in the radial direction. That is, the thin portion of the inner diameter side ring 31 is elastically deformed and reduced in diameter in the radial direction, and the thin portion of the outer diameter side ring 32 is elastically deformed in the radial direction and expanded in diameter. At this time, the position where the deformation amount of the sleeve 30 is large is in the vicinity of the substantially central portion in the axial direction, and the elastic deformation positions of the outer rings 22 and 22 when the preload is applied to the pair of angular bearings 24 and 24 combined on the back surface, That is, it corresponds to the position where the extended line CL of the contact angle α intersects the outer peripheral surfaces 22a, 22a of the outer rings 22, 22.

従って、図6(c)に示すように、圧力流体を圧力室35に供給すると、スリーブ30が弾性変形し(内径側リング31が縮径し)、一対のアンギュラ軸受24,24の各外輪22,22、特に定位置予圧によって弾性変形(拡径)している位置近傍が径方向に圧縮されて、各外輪22,22とスリーブ30との変形が相殺される。これにより、一対のアンギュラ軸受24,24には、予め付与されている定位置予圧に加えて、更に圧力流体による予圧が加わって重予圧が付与される。   Accordingly, as shown in FIG. 6C, when the pressure fluid is supplied to the pressure chamber 35, the sleeve 30 is elastically deformed (the inner diameter side ring 31 is reduced in diameter), and the outer rings 22 of the pair of angular bearings 24, 24 are respectively. , 22, in particular, the vicinity of the position where elastic deformation (expansion) is caused by the fixed position preload is compressed in the radial direction, and the deformation of the outer rings 22, 22 and the sleeve 30 is offset. Thereby, in addition to the fixed position preload provided previously, the preload by pressure fluid is further added to a pair of angular bearings 24 and 24, and a heavy preload is provided.

また、同時に、外径側リング32の薄肉部が径方向外方に拡径して、外径側リング32がハウジング11に当接し、ハウジング11とスリーブ30との間の密着により接触剛性が大きくなり、系全体の剛性も向上する。これにより、従来問題となっていた、圧力流体を供給したとき、ハウジング11とスリーブ30間の隙間が増大し、結果として軸受装置12の系全体の剛性が低下するという問題が解消される。同様の効果により、スリーブ30とハウジング11がすきま嵌合されている場合、スリーブ30の外径側リング32の拡径によるスリーブ30とハウジング11間のすきまの減少により、スリーブ30とハウジング11の同軸度が向上し、回転精度が向上する。   At the same time, the thin portion of the outer diameter side ring 32 expands radially outward, the outer diameter side ring 32 contacts the housing 11, and the contact rigidity between the housing 11 and the sleeve 30 increases. Thus, the rigidity of the entire system is improved. As a result, when the pressure fluid is supplied, the gap between the housing 11 and the sleeve 30 is increased, and as a result, the problem that the rigidity of the entire system of the bearing device 12 is reduced is solved. Due to the same effect, when the sleeve 30 and the housing 11 are fitted to each other with a clearance, the clearance between the sleeve 30 and the housing 11 is reduced by the expansion of the outer diameter side ring 32 of the sleeve 30, so that the sleeve 30 and the housing 11 are coaxial. The degree of rotation is improved and the rotation accuracy is improved.

従って、圧力室35に供給する圧力流体を制御することによって、一対のアンギュラ軸受24,24の予圧を軽予圧、および重予圧に切り換えることができる。これにより、回転軸14を高速回転させるときには、定位置予圧による軽予圧を付与し、低速回転させるときには、圧力室35に圧力流体を供給して重予圧を付与する。   Therefore, by controlling the pressure fluid supplied to the pressure chamber 35, the preload of the pair of angular bearings 24, 24 can be switched between the light preload and the heavy preload. Thereby, when rotating the rotating shaft 14 at a high speed, a light preload by a fixed position preload is applied, and when rotating at a low speed, a pressure fluid is supplied to the pressure chamber 35 to apply a heavy preload.

なお、ハウジング11とスリーブ30との嵌合、およびスリーブ30とアンギュラ軸受24,24の各外輪22,22との嵌合は、しまり嵌め、中間ばめ、すきま嵌め、のいずれのはめあいであってもよいとしたが、スリーブ30の外径を拡径させると共に、内径を縮径させることによって、スリーブ30をハウジング11およびアンギュラ軸受24,24の各外輪22,22に接触させ、圧力流体の圧力をハウジング11および各外輪22,22に確実に伝達することができるように、ハウジング11とスリーブ30、およびスリーブ30と各外輪22,22間の隙間C1、C2は、可能な限り小さいことが望ましく、組み立て性を考慮すると、例えば、5〜30μm程度にすることが好ましい。   The fitting between the housing 11 and the sleeve 30 and the fitting between the sleeve 30 and each of the outer rings 22 and 22 of the angular bearings 24 and 24 are any of an interference fit, an intermediate fit, and a clearance fit. Although the outer diameter of the sleeve 30 is increased and the inner diameter is reduced, the sleeve 30 is brought into contact with the outer rings 22 and 22 of the housing 11 and the angular bearings 24 and 24, and the pressure fluid pressure is increased. It is desirable that the gaps C1 and C2 between the housing 11 and the sleeve 30 and between the sleeve 30 and the outer rings 22 and 22 are as small as possible. Considering the assemblability, for example, it is preferably about 5 to 30 μm.

また、スリーブ30が、互いに嵌合する内径側リング31と外径側リング32とにより形成される場合、両リング31、32の嵌合によってスリーブ30の内外径が変化して、ハウジング11および各外輪22,22とのはめあいに影響を及ぼす虞があるが、両リング31、32の嵌合後に、スリーブ30の内外周面を仕上げ加工して精度管理することにより、ハウジング11および各外輪22,22との嵌合を適正状態に管理することができる。   In addition, when the sleeve 30 is formed by the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32 that are fitted to each other, the inner and outer diameters of the sleeve 30 change due to the fitting of the rings 31 and 32, and the housing 11 and each Although there is a possibility of affecting the fit with the outer rings 22, 22, after fitting both the rings 31, 32, the inner and outer peripheral surfaces of the sleeve 30 are finished and the accuracy is controlled, whereby the housing 11 and each outer ring 22, The fitting with 22 can be managed in an appropriate state.

以上説明したように、本実施形態の軸受装置12では、一対のアンギュラ軸受24,24の定位置予圧による弾性変形位置に、スリーブ30を介して圧力流体による圧力を作用させるようにしたので、従来の軸受装置とは異なり、外輪の全面に圧力流体による圧力を作用させる必要がない。従って、スリーブ30の軸方向幅L2を、一対のアンギュラ軸受24,24の各軸方向外端面間の幅L1より小さくすることができ、軸受装置12の長さを長くすることなく、予圧切換え可能な軸受装置12とすることができる。   As described above, in the bearing device 12 according to the present embodiment, the pressure of the pressure fluid is applied to the elastically deformed position by the fixed position preload of the pair of angular bearings 24, 24 via the sleeve 30, so that Unlike the bearing device, it is not necessary to apply pressure by the pressure fluid to the entire surface of the outer ring. Therefore, the axial width L2 of the sleeve 30 can be made smaller than the width L1 between the axial outer end surfaces of the pair of angular bearings 24, 24, and the preload can be switched without increasing the length of the bearing device 12. The bearing device 12 can be made.

また、スリーブ30は、密閉された環状の圧力室が内部に形成されるので、スリーブが径方向両側に変形し、各外輪22,22に圧力を与えると同時にハウジング11にも圧力が与えられるため、スリーブ30とハウジング11間の密着により、系全体の剛性も向上することができる。   Further, since the sleeve 30 is formed with a sealed annular pressure chamber, the sleeve is deformed in both radial directions so that pressure is applied to the outer rings 22 and 22 and simultaneously pressure is applied to the housing 11. The rigidity of the entire system can be improved by the close contact between the sleeve 30 and the housing 11.

さらに、スリーブ30は、内径側リング31と外径側リング32との嵌合により圧力室35が形成されるので、嵌合部のしめしろを管理することにより、流体圧力を漏れなく運用することが可能であるため、従来必要とされた、圧力室を封止するためのOリングを削除することができる。   Further, since the pressure chamber 35 is formed by fitting the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32, the sleeve 30 can operate the fluid pressure without leakage by managing the interference of the fitting portion. Therefore, the O-ring for sealing the pressure chamber, which has been conventionally required, can be eliminated.

また、圧力流体供給穴36に固定されるニップル38の一部が外輪押え25に設けられた配管用穴25aに配置されているので、スリーブの回り止め機能を与えることができる。
なお、本実施形態の軸受装置12は、背面組合せされた一対のアンギュラ軸受24,24について説明したが、正面組合せされた一対のアンギュラ軸受24,24にも同様に適用される。
In addition, since a part of the nipple 38 fixed to the pressure fluid supply hole 36 is disposed in the piping hole 25a provided in the outer ring retainer 25, it is possible to give a sleeve detent function.
In addition, although the bearing apparatus 12 of this embodiment demonstrated the pair of angular bearings 24 and 24 combined with the back surface, it is applied similarly to a pair of angular bearings 24 and 24 combined with the front surface.

(第2実施形態)
図7は背面組合せされたアンギュラ軸受を外輪回転機構に適用した第2実施形態の軸受装置の要部断面図である。第2実施形態の軸受装置40では、一対のアンギュラ軸受24,24が背面組合せで配設され、スリーブ30は、各内輪21,21の内周面と固定軸41の外周面との間に配置される。即ち、各内輪21,21は、スリーブ30を介して固定軸41に外嵌し、各外輪22,22は、ハウジング11に内嵌している。そして、各内輪21,21は、固定軸41に締結される内輪押え27によって軸方向に押圧されて固定軸41の段部28との間に狭持されて固定されている。また、各外輪22,22は、回転するハウジング11に内嵌され、ハウジング11に締結される外輪押え25によってハウジング11に設けられた段部26との間に狭持されて固定されている。これにより、一対のアンギュラ軸受24,24には、定位置予圧(軽予圧)が付与される。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a bearing device according to a second embodiment in which an angular bearing combined with a back surface is applied to an outer ring rotating mechanism. In the bearing device 40 of the second embodiment, a pair of angular bearings 24, 24 are arranged in a rear combination, and the sleeve 30 is arranged between the inner peripheral surface of each inner ring 21, 21 and the outer peripheral surface of the fixed shaft 41. Is done. That is, each inner ring 21, 21 is fitted on the fixed shaft 41 via the sleeve 30, and each outer ring 22, 22 is fitted on the housing 11. Each of the inner rings 21 and 21 is pressed in the axial direction by an inner ring presser 27 fastened to the fixed shaft 41 and is sandwiched and fixed between the step portions 28 of the fixed shaft 41. Further, each outer ring 22, 22 is fitted in the rotating housing 11, and is sandwiched and fixed between a step part 26 provided in the housing 11 by an outer ring presser 25 fastened to the housing 11. As a result, a fixed position preload (light preload) is applied to the pair of angular bearings 24, 24.

スリーブ30は、第1実施形態のスリーブと同様に、外周面の軸方向中間部に環状外周溝33が形成された内径側リング31と、内周面の軸方向中間に環状内周溝34が形成された外径側リング32と、が互いに嵌合して、スリーブ30の内部に密閉した環状の圧力室35が形成されている。   Similar to the sleeve of the first embodiment, the sleeve 30 includes an inner diameter side ring 31 in which an annular outer circumferential groove 33 is formed in the axially intermediate portion of the outer circumferential surface, and an annular inner circumferential groove 34 in the middle of the inner circumferential surface in the axial direction. The formed outer diameter side ring 32 is fitted to each other to form a sealed annular pressure chamber 35 inside the sleeve 30.

外径側リング32は、圧力室35の径方向外側周面を構成する環状内周溝34の内周面が、軸方向において、一対のアンギュラ軸受24,24の接触角αの延長線CLと、位置Pa、Paにおいて交差するように形成されている。即ち、外径側リング32の環状内周溝34の軸方向長さL3は、一対のアンギュラ軸受24,24の接触角αの延長線CLが環状内周溝34の内周面と交差する位置Pa,Pa間の長さL4より長い(L4<L3)。また、環状内周溝34を形成するスリーブ30の軸方向中間部は、径方向に容易に弾性変形可能な薄肉部を構成している。   In the outer diameter side ring 32, the inner peripheral surface of the annular inner peripheral groove 34 that constitutes the outer peripheral surface in the radial direction of the pressure chamber 35 has an extension line CL of the contact angle α of the pair of angular bearings 24, 24 in the axial direction. , At positions Pa and Pa. That is, the axial length L3 of the annular inner circumferential groove 34 of the outer diameter side ring 32 is a position where the extension line CL of the contact angle α of the pair of angular bearings 24, 24 intersects the inner circumferential surface of the annular inner circumferential groove 34. It is longer than the length L4 between Pa and Pa (L4 <L3). Further, the intermediate portion in the axial direction of the sleeve 30 forming the annular inner circumferential groove 34 constitutes a thin portion that can be easily elastically deformed in the radial direction.

また、外径側リング32の内向きフランジ32aには、圧力室35に連通する圧力流体供給穴36が形成され、配管37、ニップル38を介して不図示の圧力流体供給装置に接続されて圧力流体が供給される。   A pressure fluid supply hole 36 communicating with the pressure chamber 35 is formed in the inward flange 32 a of the outer diameter side ring 32, and is connected to a pressure fluid supply device (not shown) via a pipe 37 and a nipple 38. Fluid is supplied.

この場合にも、配管37およびニップル38の一部は、固定軸41に設けられた配管用穴41a内に配置されているので、ニップル38がスリーブ30の回止めとしても機能し、ピンなどの専用の回止めを設ける必要はない。   Also in this case, since the pipe 37 and a part of the nipple 38 are disposed in the pipe hole 41a provided in the fixed shaft 41, the nipple 38 also functions as a rotation stop of the sleeve 30, and a pin or the like There is no need to provide a dedicated rotation stop.

一対のアンギュラ軸受24,24に重予圧を付与する場合、圧力流体供給穴36から圧力室35に圧力流体を供給してスリーブ30(内径側リング31及び外径側リング32)の薄肉部を径方向外方に弾性変形(拡径)させ、各内輪21,21を径方向外方に押圧して拡径することによって、一対のアンギュラ軸受24,24に予め付与されている定位置予圧(軽予圧)に加えて、更に圧力流体による予圧を加えて重予圧を付与する。また、この際、スリーブ30は、各内輪21,21に圧力を与えると同時に固定軸41にも圧力が与えられるため、スリーブ30と固定軸41との間の密着により、系全体の剛性を向上することができる。
なお、その他の構成及び作用については、第1実施形態の軸受装置12と同様である。
When a heavy preload is applied to the pair of angular bearings 24, 24, the pressure fluid is supplied from the pressure fluid supply hole 36 to the pressure chamber 35, and the thin portion of the sleeve 30 (the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32) has a diameter. A fixed position preload (light weight) applied in advance to the pair of angular bearings 24, 24 by elastically deforming (expanding diameter) outward in the direction and pressing the inner rings 21, 21 outward in the radial direction to expand the diameter. In addition to the preload), a preload is further applied by a pressurized fluid to give a heavy preload. At this time, since the sleeve 30 applies pressure to the inner rings 21 and 21 as well as pressure to the fixed shaft 41, the tightness between the sleeve 30 and the fixed shaft 41 improves the rigidity of the entire system. can do.
In addition, about another structure and effect | action, it is the same as that of the bearing apparatus 12 of 1st Embodiment.

尚、本実施形態の軸受装置40は、背面組合せされた一対のアンギュラ軸受24,24について説明したが、正面組合せされた一対のアンギュラ軸受24,24にも同様に適用される。   In addition, although the bearing apparatus 40 of this embodiment demonstrated the pair of angular bearings 24 and 24 combined with the back surface, it is applied similarly to a pair of angular bearings 24 and 24 combined with the front surface.

(第3実施形態)
図8は肉薄外輪を有する背面組合せされたアンギュラ軸受を内輪回転機構に適用した軸受装置の要部断面図である。図8に示す一対のアンギュラ軸受24,24は、転動体23のピッチ円直径φdmが、各外輪22,22の外径と、各内輪21,21の内径との平均直径(φD+φd)/2より大きく設定されている(φdm>(φD+φd)/2)。ここで、φDは各外輪22,22の外径であり、φdは各内輪21,21の内径である。即ち、第1および第2実施形態で説明した通常のアンギュラ軸受24,24に対して、各外輪22,22が肉薄に形成され、各内輪21,21が肉厚に形成されている。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of a bearing device in which an angular bearing combined with a back surface having a thin outer ring is applied to an inner ring rotating mechanism. In the pair of angular bearings 24, 24 shown in FIG. 8, the pitch circle diameter φdm of the rolling element 23 is based on the average diameter (φD + φd) / 2 of the outer diameter of each outer ring 22, 22 and the inner diameter of each inner ring 21, 21. It is set large (φdm> (φD + φd) / 2). Here, φD is the outer diameter of each outer ring 22, 22, and φd is the inner diameter of each inner ring 21, 21. That is, the outer rings 22 and 22 are formed thinner than the normal angular bearings 24 and 24 described in the first and second embodiments, and the inner rings 21 and 21 are formed thick.

図4および式(1)で説明したように、肉厚円筒の外周に圧力をかけたとき、肉厚が薄いほど外径収縮量が大きくなるので、本実施形態のように各外輪22,22の肉厚を薄肉に形成することにより、圧力流体の圧力がより有効に作用して、アンギュラ軸受24,24に大きな予圧を付与することができる。
その他の構成及び作用については、第1実施形態の軸受装置12と同様である。
As described with reference to FIG. 4 and Formula (1), when pressure is applied to the outer periphery of the thick cylinder, the outer diameter shrinkage increases as the wall thickness decreases, so that each outer ring 22, 22 as in this embodiment. By forming the wall thickness of the thin film into a small thickness, the pressure of the pressure fluid acts more effectively, and a large preload can be applied to the angular bearings 24, 24.
About another structure and effect | action, it is the same as that of the bearing apparatus 12 of 1st Embodiment.

(第4実施形態)
図9は非分割型スリーブを備えた軸受装置が内輪回転機構に適用された要部断面図である。本実施形態のスリーブ50は、内径側リング31と外径側リング32とが、一体に形成されて、内部に密閉された圧力室35が形成されている。このような一体型スリーブ50は、例えば、内径側リング31と外径側リング32とを嵌合させた後、嵌合部を溶接することによって実現される。一体型スリーブ50は、内径側リング31と外径側リング32とが嵌合することで形成されたスリーブと比較して、圧力流体の漏れの虞がなく、圧力を有効に利用できるという利点を有する。
その他の構成および機能は、第1実施形態の軸受装置12と同様である。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part in which a bearing device including a non-dividing sleeve is applied to an inner ring rotating mechanism. In the sleeve 50 of this embodiment, the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32 are integrally formed, and a pressure chamber 35 sealed inside is formed. Such an integrated sleeve 50 is realized, for example, by fitting the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32 and then welding the fitting portion. The integrated sleeve 50 has an advantage that pressure can be effectively used compared to a sleeve formed by fitting the inner diameter side ring 31 and the outer diameter side ring 32 with no risk of leakage of pressure fluid. Have.
Other configurations and functions are the same as those of the bearing device 12 of the first embodiment.

(第5実施形態)
図10は背面組合せされたアンギュラ軸受を内輪回転機構に適用した軸受装置において、圧力流体供給穴をハウジング側に設けた実施形態の要部断面図である。
本実施形態の軸受装置12は、圧力流体供給穴36、配管37、およびニップル38がスリーブ30(外径側リング32)の外周面側に設けられ、ハウジング11に設けられた配管用穴11aから導出されて不図示の圧力流体供給装置に接続されている。なお、図中、符号39は埋め栓である。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view of an essential part of an embodiment in which a pressure fluid supply hole is provided on the housing side in a bearing device in which an angular bearing combined with a back surface is applied to an inner ring rotating mechanism.
In the bearing device 12 of the present embodiment, the pressure fluid supply hole 36, the pipe 37, and the nipple 38 are provided on the outer peripheral surface side of the sleeve 30 (outer diameter side ring 32), and from the pipe hole 11 a provided in the housing 11. It is led out and connected to a pressure fluid supply device (not shown). In the figure, reference numeral 39 denotes a plug.

本実施形態においても、配管37及びニップル38の一部が配管用穴11aに配置され、ニップル38の一部がスリーブ30の回り止め機能を有するので、ピンなどの専用回止め部品が不要となる。
その他の構成および機能は、第1実施形態の軸受装置12と同様である。
Also in this embodiment, the pipe 37 and a part of the nipple 38 are disposed in the pipe hole 11a, and a part of the nipple 38 has a function of preventing the sleeve 30 from rotating, so that a dedicated locking part such as a pin is not necessary. .
Other configurations and functions are the same as those of the bearing device 12 of the first embodiment.

尚、本発明は、前述した各実施形態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、上記の説明においては軸受装置が工作機械の回転テーブルに適用された例について説明したが、回転テーブルに限定されず、工作機械のスピンドル装置にも同様に適用することができ、同様の効果を奏する。   In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. For example, in the above description, the example in which the bearing device is applied to the rotary table of the machine tool has been described. However, the bearing device is not limited to the rotary table, and can be similarly applied to the spindle device of the machine tool. Play.

また、スリーブ30の圧力室35に圧力流体を供給するための供給路の形態は、圧力室35に圧力流体を供給可能であれば、特に限定されず、任意の形態とすることができる。 特に、圧力流体供給穴36は、スリーブ30の側部のいずれの位置に設定してもよく、本実施形態では、スリーブ30の外径側リング32の内向きフランジ32aに形成されているが、図11に示すように、内径側リング31の外向きフランジ31aに形成されてもよい。内径側及び外径側リング31,32の2部品で製作されるスリーブ30が、焼きばめによってしめしろ嵌合される場合、しめしろ量によっては外径側リング32を高温に熱する必要がある。このとき、圧力流体供給穴36が大径部品に設けられていると熱塑性変形や焼き割れなどが発生し、所望の性能を得られない可能性がある。また、圧力流体供給穴36に雌ねじを形成する場合、熱塑性変形や焼き割れにより、その機能が損なわれる可能性がある。そこで、予め内径側リング31に圧力流体供給穴36を設けることで、上述の加熱による問題を回避することが可能となる。   Further, the form of the supply path for supplying the pressure fluid to the pressure chamber 35 of the sleeve 30 is not particularly limited as long as the pressure fluid can be supplied to the pressure chamber 35, and any form can be adopted. In particular, the pressure fluid supply hole 36 may be set at any position on the side portion of the sleeve 30. In the present embodiment, the pressure fluid supply hole 36 is formed on the inward flange 32a of the outer diameter side ring 32 of the sleeve 30, As shown in FIG. 11, it may be formed on the outward flange 31 a of the inner diameter side ring 31. When the sleeve 30 made of two parts of the inner diameter side and outer diameter side rings 31 and 32 is fitted by interference fit, it is necessary to heat the outer diameter side ring 32 to a high temperature depending on the amount of interference. is there. At this time, if the pressure fluid supply hole 36 is provided in the large-diameter part, thermoplastic deformation or burn-out may occur, and desired performance may not be obtained. In addition, when a female screw is formed in the pressure fluid supply hole 36, the function may be impaired due to thermoplastic deformation or burning cracking. Therefore, by providing the pressure fluid supply hole 36 in the inner diameter side ring 31 in advance, it is possible to avoid the above-described problem due to heating.

また、本発明の軸受装置では、アンギュラ玉軸受の列数は、必要とする剛性に応じて、2列以上の多列組合せとしてもかまわない。   In the bearing device of the present invention, the number of rows of angular ball bearings may be a combination of two or more rows depending on the required rigidity.

10 回転テーブル
12,40 軸受装置
21 内輪
22 外輪
22a 外輪の外周面
23 玉(転動体)
24 アンギュラ軸受
30 スリーブ
31 内径側リング
32 外径側リング
33 環状外周溝
34 環状内周溝
35 圧力室
CL 接触角の延長線
L1 一対のアンギュラ軸受の各軸方向外端面間の幅
L2 スリーブの幅
Pa 接触角の延長線が圧力室の径方向周面と交差する位置
α 接触角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotary table 12, 40 Bearing apparatus 21 Inner ring 22 Outer ring 22a Outer ring outer peripheral surface 23 Ball (rolling element)
24 Angular Bearing 30 Sleeve 31 Inner Diameter Side Ring 32 Outer Diameter Side Ring 33 Annular Outer Groove 34 Annular Inner Groove 35 Pressure Chamber CL Contact Angle Extension Line L1 Width Between Each Axial Outer End Face of Paired Angular Bearing L2 Sleeve Width Pa Position where the extended line of the contact angle intersects the radial circumferential surface of the pressure chamber α Contact angle

Claims (6)

外輪、内輪、および接触角を有して前記外輪および前記内輪間に転動自在に配設された複数の転動体を有するアンギュラ軸受と、
前記外輪の外周面に嵌合され、圧力流体を供給可能な密閉された圧力室が内部に形成された中空断面を有する環状のスリーブと、
を備え、前記圧力室に供給される前記圧力流体の圧力によって前記アンギュラ軸受の予圧を切換可能な軸受装置であって、
前記圧力室の径方向内側周面は、前記接触角の延長線と交差するように形成されており、
前記スリーブの側部には、前記圧力室に開口する圧力流体供給穴が形成され、
前記圧力流体を供給する配管の先端に取り付けられる取付治具は、前記圧力流体供給穴に固定されると共に、前記取付治具の一部は、ハウジング又は前記ハウジングに締結される外輪押えに形成された、前記配管が配索される配管用穴に配置されていることを特徴とする軸受装置。
An angular bearing having an outer ring, an inner ring, and a plurality of rolling elements that have a contact angle and are arranged between the outer ring and the inner ring so as to be freely rollable;
An annular sleeve having a hollow cross section, which is fitted to the outer peripheral surface of the outer ring and has a sealed pressure chamber formed therein, capable of supplying pressure fluid;
A bearing device capable of switching the preload of the angular bearing by the pressure of the pressure fluid supplied to the pressure chamber,
A radially inner circumferential surface of the pressure chamber is formed so as to intersect with an extension line of the contact angle,
A pressure fluid supply hole that opens to the pressure chamber is formed in a side portion of the sleeve,
A mounting jig attached to the tip of the pipe for supplying the pressure fluid is fixed to the pressure fluid supply hole, and a part of the mounting jig is formed on a housing or an outer ring presser fastened to the housing. Further, the bearing device is arranged in a hole for piping in which the piping is routed.
外輪、内輪、および接触角を有して前記外輪および前記内輪間に転動自在に配設された複数の転動体を有するアンギュラ軸受と、
前記内輪の内周面に嵌合され、圧力流体を供給可能な密閉された圧力室が内部に形成された中空断面を有する環状のスリーブと、
を備え、前記圧力室に供給される前記圧力流体の圧力によって前記アンギュラ軸受の予圧を切換可能な軸受装置であって、
前記圧力室の径方向外側周面は、前記接触角の延長線と交差するように形成されており、
前記スリーブの側部には、前記圧力室に開口する圧力流体供給穴が形成され、
前記圧力流体を供給する配管の先端に取り付けられる取付治具は、前記圧力流体供給穴に固定されると共に、前記取付治具の一部は、軸に形成された、前記配管が配索される配管用穴に配置されていることを特徴とする軸受装置。
An angular bearing having an outer ring, an inner ring, and a plurality of rolling elements that have a contact angle and are arranged between the outer ring and the inner ring so as to be freely rollable;
An annular sleeve having a hollow cross section, which is fitted to the inner peripheral surface of the inner ring and has a sealed pressure chamber formed therein capable of supplying pressure fluid;
A bearing device capable of switching the preload of the angular bearing by the pressure of the pressure fluid supplied to the pressure chamber,
The radially outer peripheral surface of the pressure chamber is formed so as to intersect with an extension line of the contact angle,
A pressure fluid supply hole that opens to the pressure chamber is formed in a side portion of the sleeve,
A mounting jig attached to the tip of a pipe for supplying the pressure fluid is fixed to the pressure fluid supply hole, and a part of the mounting jig is formed on a shaft, and the pipe is routed. A bearing device arranged in a hole for piping.
前記アンギュラ軸受には、定位置予圧が予め付与されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の軸受装置。   The bearing device according to claim 1, wherein a fixed position preload is preliminarily applied to the angular bearing. 前記アンギュラ軸受は、背面組合せ、または正面組合せされた一対のアンギュラ軸受からなり、
前記スリーブの幅は、前記一対のアンギュラ軸受の各軸方向外端面間の幅以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の軸受装置。
The angular bearing is composed of a pair of angular bearings that are combined in a rear surface or a front surface.
4. The bearing device according to claim 1, wherein a width of the sleeve is equal to or less than a width between outer end surfaces in the axial direction of the pair of angular bearings. 5.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の軸受装置を備えることを特徴とする工作機械の回転テーブル。   A rotary table for a machine tool, comprising the bearing device according to any one of claims 1 to 4. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の軸受装置を備えることを特徴とする工作機械のスピンドル装置。   A spindle device for a machine tool, comprising the bearing device according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102015118674A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Bernd Bösinger Method for producing a precision spindle for machining
WO2017195956A1 (en) * 2016-05-12 2017-11-16 주식회사 에코텍 Rotary table for processing workpiece
CN106224389B (en) * 2016-08-31 2018-07-20 洛阳轴承研究所有限公司 Retarder back to back angle contact ball bearing installation method and its pre-pressing structure
JP2018204681A (en) * 2017-06-02 2018-12-27 株式会社不二越 Double row four-point contact ball bearing
CN109882511A (en) * 2019-04-17 2019-06-14 南京高速齿轮制造有限公司 Bearing outer ring chocking construction suitable for wind turbine gearbox

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03318A (en) * 1989-05-26 1991-01-07 Brother Ind Ltd Supporting device for bearing
JPH08177852A (en) * 1994-12-28 1996-07-12 Ntn Corp Pre-load variable bearing unit
JP5218137B2 (en) * 2009-02-19 2013-06-26 日本精工株式会社 Bearing device, rotary table of machine tool, and spindle device

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