JP5980992B1 - 工作機械の軸受潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤を簡易な構造で効率よく軸受内に供給できる工作機械の軸受潤滑装置を提供することを課題としている。【解決手段】外輪６ｂの軸方向移動を許容すると共に該外輪６ｂを軸方向に付勢して予圧を付加した定圧予圧型の第１軸受６の、前記外輪６ｂの軸方向移動を利用してグリースをボール６ｃの転動面６dに供給するグリース供給機構１４を備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、定圧予圧型の軸受に潤滑剤を簡易な構造で効率的に供給できるようにした工作機械の軸受潤滑装置に関する。

工作機械において、例えば主軸を支持する構造では、軸受に潤滑剤を供給するのが一般的である。このような軸受の潤滑構造として、外輪の玉との接触部から軸方向にずれた位置に補給孔を径方向に設け、外部に設けた給油機構によりグリースを、前記補給孔を通して間欠的に軸受内に供給するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）がある。

特許第３７０７５５３号公報

前記従来構造では、外輪に補給孔を形成し、外部に設けた専用の給油機構により前記補給孔を介して軸受内部にグリースを補給するようにしているので、補給構造が専用の補給機構を要する分複雑化し、コスト高を招くという問題があった。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、潤滑剤を簡易な構造で効率よく軸受内に供給できる工作機械の軸受潤滑装置を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を許容すると共に該外輪を前記軸方向に付勢して予圧を付加した状態で軸とハウジングとの間に介在される定圧予圧型の第１軸受を備えた工作機械の軸受潤滑装置において、
前記軸の回転速度の増加，減少に伴う前記外輪の軸方向移動を利用して潤滑剤を前記転動体の転動面に供給する潤滑剤供給機構を備え、該潤滑剤供給機構は、前記外輪とハウジングとで構成されるシリンダ機構と、前記潤滑剤を貯留する潤滑剤タンクと、前記シリンダ機構と前記潤滑剤タンクとを連通する吸引通路と、前記シリンダ機構と記転動面とを連通する供給通路とを有することを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の工作機械の軸受潤滑装置において、
前記供給通路には前記シリンダ機構から転動面への流れのみを許容する逆止弁が設けられていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の工作機械の軸受潤滑装置において、
内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を規制した状態で軸とハウジングとの間に介在される定位置型の第２軸受をさらに備え、
該第２軸受の外輪を前記ハウジングの軸受囲繞部に形成された外輪代替部で兼用し、前記第１軸受の外輪を前記軸受囲繞部に形成された外輪支持部で支持し、
前記シリンダ機構は、前記第１軸受の外輪と前記外輪支持部とで構成され、
前記供給通路の少なくとも一部は前記外輪代替部に形成されていることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項３に記載の工作機械の軸受潤滑装置において、
前記軸受囲繞部は、前記ハウジングと別体に、かつ該ハウジングに対して着脱可能に形成されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、定圧予圧型の第１軸受の外輪はハウジングに対して軸方向に移動可能に構成されており、軸受の回転速度が上昇すると、外輪は、転動体に作用する遠心力により軸方向に移動し、シリンダ機構におけるピストンとして機能することとなり、これにより外輪の軸方向移動を利用して潤滑剤を軸受の転動面に向けて供給可能となる。

このように外輪の移動を利用したので、前記従来構造のように外部に専用のグリース供給機構を設ける必要がなく、従って、簡易な構成により潤滑剤を効率的に軸受に供給可能である。

また、前記潤滑剤供給機構を、前記外輪とハウジングとで構成されるシリンダ機構と、前記潤滑剤を貯留する潤滑剤タンクと、該シリンダ機構と前記転動面とを連通する供給通路とを有する構造としたので、前記外輪の一方向の移動に伴って潤滑剤タンクから潤滑剤がシリンダ機構側に吸引され、前記外輪の他方向の移動に伴って前記シリンダ機構から潤滑剤が供給通路を介して転動面に向けて供給される。このようにして外輪の移動を利用して潤滑剤を軸受に供給する潤滑剤供給機構を実現できる。

請求項２の発明によれば、供給通路にシリンダ機構から転動面への流れのみを許容したので、供給通路に押し出された潤滑剤がシリンダ機構側に引き戻されることがなく、潤滑剤を確実に転動面に供給できる。

請求項３の発明によれば、さらに備えた定位置型の第２軸受の外輪を前記ハウジングの軸受囲繞部に形成された外輪代替部で兼用し、前記シリンダ機構を、前記第１軸受の外輪と該外輪の支持部とで構成すると共に、前記供給通路の少なくとも一部を前記外輪代替部に形成したので、第２軸受への供給通路のオイルシールを不要にでき、潤滑剤供給機構の構造をより一層簡素化できる。

請求項４の発明によれば、前記軸受囲繞部を、前記ハウジングと別体に、かつ該ハウジングに対して着脱可能に形成したので、軸と軸受囲繞部との間に軸受を介在させて両者をアッセンブリ化し、これをハウジング内に挿入し、軸受囲繞部をハウジングに固定することにより、軸をハウジングに回転可能に組み付けることができ、組み付け作業が容易である。

本発明の実施例１に係る軸受潤滑装置の断面側面図である。 前記実施例１の潤滑装置の断面側面図（図４のII-II線断面図）である。 前記実施例１の潤滑装置の断面側面図（図４のIII-III線断面図）である。 前記実施例１の潤滑装置の断面正面図（図２のIV-IV線断面図）である。 本発明の実施例２に係る軸受潤滑装置の図２相当断面側面図である。 本発明の実施例２に係る軸受潤滑装置の図３相当断面側面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図４は、本発明の実施例１に係る工作機械の軸受潤滑装置を説明するための図である。

図において、１は主軸であり、該主軸１は、その前端部，後端部に配設された前部軸受２，後部軸受３を介してハウジング４により回転自在に支持されている。前記主軸１は、その外周面に固定されたロータ５ａと、前記ハウジング４の内周面に固定されたステータ５ｂとからなるビルトインモータ５により回転駆動される。

前記主軸１は、円筒状をなしており、その前端には前記前部軸受２が当接するストッパ部１ａが径方向外側に段をなすように形成されている。

前記後部軸受３は、外輪と内輪との間に円筒ころを２列介在させた複列円筒ころ軸受である。前記前部軸受２は、第１軸受６と、２組の互いに当接するように配置された第２軸受７，７とで構成されている。

前記第１軸受６は、内輪６ａと外輪６ｂとの間に複数のボール（転動体）６ｃを図示しない保持器により介在させた構造のものである。また前記第２軸受７は、内輪７ａと外輪７ｂとの間に複数のボール７ｃを図示しない保持器により介在させた構造のものである。

前記第１，第２軸受６，７の内輪６ａ，７ａは前記主軸１の外周面に嵌合している。また前記第１軸受６と後側の第２軸受７との間に内輪間座８を介在させ、第１軸受６の後端面に後カラー９ａを当接させ、さらに前側の第２軸受７と前記主軸１のストッパ部１ａとの間に前カラー９ｂを介在させ、ロックナット１０を締め込むことで、前記第１，第２軸受６，７の内輪６ａ，７ａは主軸１の外周面に固定されている。

また前記第１軸受６，第２軸受７，７の外周部には、前記ハウジング４の一部を構成し、かつ該ハウジング４とは別体に形成された軸受囲繞部材１１が配置されている。該軸受囲繞部材１１は筒状をなしており、そのフランジ部１１gがボルト２０によりハウジング４に対して着脱可能に固定されている。

前記第１軸受６の外輪６ｂは、前記軸受囲繞部材１１の内周面に形成された第１外輪支持部１１ａに軸方向に移動可能に嵌合し、かつ該軸受囲繞部材１１に径方向内方に突出するように形成された環状の外輪ストッパ部１１ｂに対向している。

また前記第２軸受７，７の外輪７ｂ，７ｂは、前記軸受囲繞部材１１に形成された第２外輪支持部１１ｄに嵌合し、前記外輪ストッパ部１１ｂと軸受押圧部材１３により挟持され、これにより前記軸受囲繞部材１１の内周面に固定されている。

前記軸受囲繞部材１１の外輪ストッパ部１１ｂには多数のばね穴１１ｃが端面１１eに開口するように、かつ環状をなすように形成されている。該各ばね穴１１ｃ内にはコイルばね１２が挿入配置されており、前記第１軸受６の外輪６ｂは前記コイルばね１２により軸方向後方(図示左方)に付勢されている。このようにして前記第１軸受６は、外輪６ｂの軸方向移動を許容すると共に該外輪６ｂを軸方向に付勢してボール６ｃに予圧を付加した状態で主軸１と軸受囲繞部材１１ひいてはハウジング４との間に介在される定圧予圧型軸受となっている。

また、前記第２軸受７，７は、外輪７ｂの軸方向移動を規制した状態で主軸１１と軸受囲繞部材１１ひいてはハウジング４との間に介在される定位置型軸受となっている。

そして本実施例の軸受装置は、前記第１軸受６の外輪６ｂの軸方向移動を利用してグリース（潤滑剤）を前記ボール６ｃ，７ｃとその転動面６ｄ，７ｄとの間に供給するグリース供給機構１４を備えている。

前記グリース供給機構１４は、前記第１軸受６の外輪６ｂとハウジング４の一部をなす前記軸受囲繞部材１１とで構成されるシリンダ機構１５と、前記グリースが充填されたグリースタンク(潤滑剤タンク)１６と、該グリースタンク１６と前記シリンダ機構１５とを連通する吸引通路１７と、前記シリンダ機構１５と前記転動面６ｄ，７ｄとを連通する供給通路１８とを有する。

前記シリンダ機構１５は、前記軸受囲繞部材１１の第１外輪支持部１１ａの内周面にリング溝状に凹設されたシリンダ穴１５ａ内にピストンとして機能する前記外輪６ｂを挿入した構造を有する。

前記グリースタンク１６は前記軸受囲繞部材１１に軸方向に延びるように形成された複数（本実施例では４本）の孔１６ａで構成されている。この孔１６ａ内にはピストン１６ｂがバネ１６ ｃで軸方向内方に付勢して配置されている。

前記吸引通路１７には、前記グリースタンク１６から前記シリンダ穴１５ａ方向のみの流れを許容する逆止弁１７ａが介設されている。

前記供給通路１８は、軸方向に延びるメイン孔１８ａと、前記シリンダ穴１５ａを前記メイン孔１８ａに連通させる吐出孔１８ｂと、メイン孔１８ａから分岐する分岐孔１８ｃとを有し、該各分岐孔１８ｃは前記各外輪６ｂ，７ｂに前記転動面６ｄ，７ｄに開口するよう形成された貫通孔６ｅ，７ｅに連通している。前記吐出孔１８bには前記シリンダ穴１５ａからメイン孔１８ａ方向の流れのみを許容する逆止弁１８ｄが介設されている。

なお、１９は前記各外輪６ｂ，７ｂと前記第１，第２外輪支持部１１ｄとの間をシールするオーリングであり、これにより前記分岐孔１８ｃからグリースが漏れ出すのを防止している。

本実施例の第１軸受６では、主軸１の回転停止状態において、バネ１２の付勢力に応じた与圧が付与されており、外輪６ｂ前端面と外輪スットパ部１１ｂの端面１１ｅとの間には極僅かな、例えば０．０７ｍｍ程度の隙間が設けられている。そして主軸１の高速回転時には、ボール６ｃの遠心力の作用により前記外輪６ｂが軸方向前方(図示右方)に前記バネ１２を圧縮しつつ移動し、主軸回転速度が減少するに伴って前記外輪６ｂは図示左方に移動する。これにより第１軸受６には略一定の圧力が作用することとなる。

前記外輪６ｂの左方移動により前記グリースタンク１６内のグリースがシリンダ穴１５ａ側に吸引され、前記外輪６ｂの右方移動により前記シリンダ穴１５ａ側のグリースが吐出孔１８ｂに吐出される。これにより前記グリースがメイン孔１８ａから分岐孔１８ｃ，貫通孔６ｅ，７ｅを介して前期第１，第２軸受６，７の転動面６d,７dに供給される。

本実施例１によれば、定圧予圧型の第１軸受６の外輪６ｂを軸受囲繞部材１１に対して軸方向に移動可能に構成し、該軸方向移動を利用してグリースを第１，第２軸受６，７の転動面６d，７dとボール６ｃ，７ｃとの間に向けて供給するグリース供給機構１４を構成したので、前記従来構造のように外部に専用のグリース供給機構を設ける必要がなく、グリースを簡易な構成により効率的に軸受に供給できる。

具体的には、前記グリース供給機構１４を、前記外輪６ｂとハウジング４の一部を構成する軸受囲繞部材１１とで構成されるシリンダ機構１５と、前記グリースを貯留するグリースタンク１６と、該グリースタンク１６と前記シリンダ機構１５とを連通する吸引通路１７と、前記シリンダ機構１５と前記転動面６d，７dとを連通する供給通路１８とを有する構造とした。

そのため前記外輪６ｂの図示左方移動に伴ってグリースタンク１６からグリースが吸引通路１７を介してシリンダ機構１５側に吸引され、前記外輪６ｂの右方移動に伴って前記シリンダ機構１５からグリースが供給通路１８を介して転動面６d，７dに向けて供給される。このようにして第１軸受６の外輪６ｂの軸方向移動を利用してグリースを軸受６，７に供給することができる。

また、前記吸引通路１７,供給通路１８の吐出孔１８ｂに逆止め弁１７a,１８dを配設したので、グリースが逆流するのを防止でき、グリースを効率よく軸受に供給できる。

前記軸受囲繞部材１１を、前記ハウジング４と別体に、かつ該ハウジング４に対して着脱可能に形成したので、主軸１と軸受囲繞部材１１との間に前記第１，第２軸受６，７を介在させて両者をアッセンブリ化し、これをハウジング４内に挿入し、該軸受囲繞部材１１をハウジング４にボルト締め固定することにより、主軸１をハウジング４に回転可能に組み付けることができ、組み付け作業が容易である。

図５，図６は本発明の実施例２に係る軸受潤滑装置を説明するための図であり、図中、図２，図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本実施例２では、第２軸受７の外輪を、前記ハウジング４の一部をなす前記軸受囲繞部材１１に形成された外輪代替部１１ｆ，１１ｆで兼用した。

また、前記供給通路１８の、前記第２軸受７，７側の分岐孔１８ｃ，１８ｃは前記転動面７dに直接連通している。

本実施例２では、第２軸受７の外輪７ｂを軸受囲繞部材１１に形成された外輪代替部１１ｆ，１１ｆで兼用したので、第２軸受７，７への分岐孔１８ｃ，１８ｃ自体の構造を簡素にできると共に、該分岐孔に対するオイルシールを不要にでき、グリース供給機構１４の構造をより一層簡素化できる。

なお、前記実施例では、軸受囲繞部材１１がハウジング４と別体である場合を説明したが、本発明では軸受囲繞部をハウジングと一体に形成しても良い。

また、前記実施例では、グリースタンク１６とシリンダ機構１５とを明瞭な長さを有する吸引通路１７で連通させたが、本発明における吸引通路は、グリースタンクとシリンダ機構とを直接接続させた場合の接続口をも含むものである。

１ 主軸
４ ハウジング
６ 第１軸受
６ａ 内輪
６ｂ 外輪
６ｃ ボール（転動体）
６d，７d 転動面
７ 第２軸受
７ａ 内輪
７ｃ ボール
１１ 軸受囲繞部材
１１ａ 外輪支持部
１１ｆ 外輪代替部
１４ グリース供給機構
１５ シリンダ機構
１６ グリース（潤滑剤）タンク
１８ 供給通路
１８d 逆止弁

Claims (4)

1. 内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を許容すると共に該外輪を前記軸方向に付勢して予圧を付加した状態で軸とハウジングとの間に介在される定圧予圧型の第１軸受を備えた工作機械の軸受潤滑装置において、
   前記軸の回転速度の増加，減少に伴う前記外輪の軸方向移動を利用して潤滑剤を前記転動体の転動面に供給する潤滑剤供給機構を備え、
   該潤滑剤供給機構は、前記外輪とハウジングとで構成されるシリンダ機構と、前記潤滑剤を貯留する潤滑剤タンクと、前記シリンダ機構と前記潤滑剤タンクとを接続する吸引通路と、前記シリンダ機構と前記転動面とを連通する供給通路とを有する
   ことを特徴とする工作機械の軸受潤滑装置。
2. 請求項１に記載の工作機械の軸受潤滑装置において、
   前記供給通路には前記シリンダ機構から転動面への流れのみを許容する逆止弁が設けられている
   ことを特徴とする工作機械の軸受潤滑装置。
3. 請求項２に記載の工作機械の軸受潤滑装置において、
   内輪と外輪との間に複数の転動体を介在させてなり、外輪の軸方向移動を規制した状態で軸とハウジングとの間に介在される定位置型の第２軸受をさらに備え、
   該第２軸受の外輪を前記ハウジングの軸受囲繞部に形成された外輪代替部で兼用し、
   前記第１軸受の外輪を前記軸受囲繞部に形成された外輪支持部で支持し、
   前記シリンダ機構は、前記第１軸受の外輪と前記外輪支持部とで構成され、
   前記供給通路の少なくとも一部は前記外輪代替部に形成されている
   ことを特徴とする工作機械の軸受潤滑装置。
4. 請求項３に記載の工作機械の軸受潤滑装置において、
   前記軸受囲繞部は、前記ハウジングと別体に、かつ該ハウジングに対して着脱可能に形成されている
   ことを特徴とする工作機械の軸受潤滑装置。

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