JP6234017B2

JP6234017B2 - 軸受装置の潤滑構造

Info

Publication number: JP6234017B2
Application number: JP2012209137A
Authority: JP
Inventors: 森　正継; 正継森; 水谷　守; 守水谷; 裕士恩田
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: JP2014062618A

Description

この発明は、軸受装置の潤滑構造に関し、例えば、工作機械の主軸および主軸に組み込まれる軸受装置の潤滑構造に関する。

工作機械の主軸装置では、加工精度を確保するのと加工能率を向上させる必要性から、主軸の支持に使用される軸受には低温度上昇と高速化の相反する技術が求められている。このことから、最近では軸受の冷却方法、潤滑方法等で種々新しい技術が紹介されている。

軸受の冷却方法に関しては、例えば特許文献１に、軸受間の空隙に冷風を、軸の回転方向に対し軸側の回転面を基準として−４５°〜＋４５°の角度範囲で噴出させて軸を冷却し、間接的に軸受内輪の温度上昇を抑制する技術が開示されている。内輪を冷却すると、冷風により発生熱を放出する作用と、内輪温度の低下により軸受予圧を低減させる作用とがあり、これら作用により相乗的な軸受温度の抑制効果が期待できる。

また、軸受の潤滑方法に関しては、例えば特許文献２に、高速運転に適したエアオイル潤滑方法の技術が開示されている。この技術は、軸受内輪の外径面に軌道面に続く斜面部を設け、この斜面部にすきまを持って沿うリング状のノズル部材を設けている。ノズル部材には内輪斜面部にエアオイルを吐出するノズルが設けられており、ノズルより吐出されたエアオイル中の油を確実に斜面部に付着させることができる。付着した油は、回転により遠心力と付着力により、付着流れとなって油を確実に軸受内に導入される。それにより、軸受の高速化と共に、従来の給油方法と比べて低騒音化が可能となっている。

上記エアオイル潤滑方法の技術を、複数の転がり軸受が軸方向に並ぶ軸受装置に適用すると、例えば図１９、図２０のようになる。すなわち、図１９に示すように、この軸受装置は、軸方向に並ぶ２つの転がり軸受１，１を備え、各転がり軸受１，１の外輪２，２間および内輪３，３間に、外輪間座４および内輪間座５がそれぞれ介在されている。この例では、転がり軸受１はアンギュラ玉軸受である。２つの転がり軸受１，は、外輪間座４と内輪間座５の幅寸法差により初期予圧を設定して使用される。

図２０に示すように、外輪間座４は、外輪間座本体１０と一対のノズル部材１１，１１とで構成され、各ノズル部材１１に、転がり軸受１にエアオイルを供給するノズル１２が設けられている。ノズル１２の吐出口１２ａは内輪３の肩面（斜面部）３ｂとすきまδを介して対向している。内輪３の肩面３ｂには、ノズル１２の吐出口１２ａと対向する軸方向位置に円周方向に並ぶ複数の環状凹み２０が形成されている。

軸受潤滑用のエアオイルは、外部のエアオイル供給装置４５より、供給口４０、供給孔４７、外輪間座４内の導入経路１３を介して、ノズル１２より吐出される。吐出されたエアオイル中の油は、内輪３の環状凹み２０で内輪３に吹き付けられ、内輪３に付着する。付着した油は、付着力と内輪３の回転による遠心力により、肩面３ｂを付着流れとなって軌道面３ａの側へ導かれて、転がり軸受１の潤滑に供される。

特開２０００−１６１３７５号公報特許第４２６１０８３号

軸受の高速化には、運転中の軸受温度の抑制と共に、潤滑油の確実な供給が必須条件となる。特許文献１の軸受温度抑制技術は、圧縮空気を利用した軸受の冷却であるため、比較的安価に装置の構築が可能である反面、多量の空気を消費する問題がある。また、特許文献２の潤滑方法は、潤滑に関しては良好な結果が得られるが、更なる高速化の要求に応えるために冷却効果をより一層高めることが求められる。

この発明の目的は、転がり軸受を良好に潤滑することができ、かつ転がり軸受の内輪、内輪間座、およびこれらの内周に嵌合する主軸を効率良く冷却できる軸受装置の潤滑構造を提供することである。

この発明の軸受装置の潤滑構造は、軸方向に並ぶ複数の転がり軸受の外輪間および内輪間に外輪間座および内輪間座がそれぞれ介在され、前記外輪および前記外輪間座がハウジングに設置され、前記内輪および前記内輪間座が主軸に嵌合される軸受装置において、
前記外輪間座に、前記転がり軸受内に突出する突出部が設けられ、この突出部における内周面に開口して、前記内輪の外周面に対して、エアにより液状の油を搬送するエアオイルを潤滑および冷却用に吹き付けて前記転がり軸受に供給するノズルが設けられ、このノズルは吐出口側を前記主軸の回転方向の前方へ傾斜させて設けられ、前記ノズルの前記吐出口が、前記内輪の外周面における軌道面に対して前記内輪間座側に続く肩面に対向し、前記突出部の内周面は、前記内輪の前記肩面にすきまδａを介して対向し、前記肩面は、前記軌道面から離れるほど外径が小さくなる傾斜面であり、前記肩面と前記突出部の内周面との前記すきまδａの大きさは、前記ノズルの口径の１／２以下であり、前記突出部の先端の内周に凸条が設けられ、前記凸条と前記内輪の肩面のすきまδｂは、（すきまδｂの径方向の寸法）×（すきまδｂのノズル位置での円周方向長さ）がノズルの総孔径面積の１０倍であり、前記ノズルは、直線状であって、前記外輪間座の軸心に垂直な断面における任意の半径方向の直線Ｌ２から、この直線Ｌ２と直交する方向に前記内輪の外径寸法Ｄの０．４〜０．５倍オフセットしたことを特徴とする。
なお、ノズルの総孔径面積とは、１個のノズルの孔径面積にノズルの個数を乗じた面積のことである。

この構成によると、外輪間座に設けられたノズルより内輪の外周面にエアオイルを吹き付けて、転がり軸受にエアオイルを供給する。エアオイル中の油が転がり軸受に安定して与えられ、転がり軸受を良好に潤滑することができる。
また、潤滑と同時に、エアオイルを内輪の外周面に吹き付けることにより、内輪を冷却する。ノズルは吐出口側を主軸の回転方向の前方へ傾斜させてあるため、エアオイルが内輪の外周面に沿う旋回流となって主軸の回転方向に安定して流れる。それにより、内輪の表面の熱を奪って、効果的に冷却することが期待できる。内輪が冷却されることにより、これらの内周に嵌合する主軸が冷却される。

前記ノズルの前記吐出口を、前記内輪の外周面における軌道面に対して前記内輪間座側に続く肩面にすきまを持って対向させている。また、前記肩面は、前記軌道面から離れるほど外径が小さくなる傾斜面としている。
ノズルの吐出口を内輪の肩面にすきまを持って対向させると、ノズルの吐出口から吐出されたエアオイルが内輪の肩面に吹き付けられる。肩面に吹き付けられたエアオイルのうちの油が、肩面に沿って軌道面に導かれることで、内輪の軌道面を良好に潤滑することができる。肩面が傾斜面であると、肩面に付着した油に対して内輪の回転に伴う遠心力が作用し、外径側である内輪の軌道面に向けて油が円滑に導かれる。
また、エアオイルを内輪の肩面に直接吹き付けることにより、内輪を冷却する効果が高い。

この発明において、前記ノズルは、前記外輪間座に設けられて前記転がり軸受内に突出する突出部における内周面に開口し、この内周面は、前記内輪の前記肩面に隙間を介して開口し、前記突出部の先端の内周に凸条が設けられている。

この発明の軸受装置の潤滑構造は、工作機械の主軸の支持に好適に用いることができる。その場合、転がり軸受を良好に潤滑することができ、かつ転がり軸受の内輪、内輪間座、およびこれらの内周に嵌合する主軸を効率良く冷却できるので、高速な領域での運転が可能となる。

この発明の軸受装置の潤滑構造は、軸方向に並ぶ複数の転がり軸受の外輪間および内輪間に外輪間座および内輪間座がそれぞれ介在され、前記外輪および前記外輪間座がハウジングに設置され、前記内輪および前記内輪間座が主軸に嵌合される軸受装置において、前記外輪間座に、前記転がり軸受内に突出する突出部が設けられ、この突出部における内周面に開口して、前記内輪の外周面に対して、エアにより液状の油を搬送するエアオイルを潤滑および冷却用に吹き付けて前記転がり軸受に供給するノズルが設けられ、このノズルは吐出口側を前記主軸の回転方向の前方へ傾斜させて設けられ、前記ノズルの前記吐出口が、前記内輪の外周面における軌道面に対して前記内輪間座側に続く肩面に対向し、前記突出部の内周面は、前記内輪の前記肩面にすきまδａを介して対向し、前記肩面は、前記軌道面から離れるほど外径が小さくなる傾斜面であり、前記肩面と前記突出部の内周面との前記すきまδａの大きさは、前記ノズルの口径の１／２以下であり、前記突出部の先端の内周に凸条が設けられ、前記凸条と前記内輪の肩面のすきまδｂは、（すきまδｂの径方向の寸法）×（すきまδｂのノズル位置での円周方向長さ）がノズルの総孔径面積の１０倍であり、前記ノズルは、直線状であって、前記外輪間座の軸心に垂直な断面における任意の半径方向の直線Ｌ２から、この直線Ｌ２と直交する方向に前記内輪の外径寸法Ｄの０．４〜０．５倍オフセットしたため、転がり軸受を良好に潤滑することができ、かつ転がり軸受の内輪、内輪間座、およびこれらの内周に嵌合する主軸を効率良く冷却できる。

この発明の基礎となる第１の提案例に係る潤滑構造を備えた軸受装置が組み込まれた主軸装置の断面図である。図１の一部を抽出して拡大した図である。図１のIII −III 断面の一部を抽出して表した図である。図３の部分拡大図である。図２に表わされる部分の変形例を示す図である。この発明の一実施形態に係り、図２に表わされる部分と対応する部分を示す図である。図６に示す実施形態の油排出部の断面図である。第２の提案例に係る潤滑構造を備えた軸受装置が組み込まれた主軸装置の断面図である。同軸受装置の断面図である。図９のＸ−Ｘ断面図である。図１０の部分拡大図である。図９に示す軸受装置の変形例の断面図である。図１２の部分拡大図である。図９に示す軸受装置の他の変形例の断面図である。図１４の部分拡大図である。図９に示す軸受装置のさらに他の変形例の断面図である。図１６の部分拡大図である。参考例として軸受装置の図９におけるＸ−Ｘ断面に相当する断面図である。提案例である潤滑構造を備えた軸受装置の断面図である。図１９の一部を抽出して拡大した図である。

この発明の基礎となる第１の提案例に係る軸受装置の潤滑構造を図１ないし図４と共に説明する。この発明の実施形態では、後に図６と共に説明する凸条２１を設けている。
図１に示すように、この軸受装置は、軸方向に並ぶ２つの転がり軸受１，１を備え、各転がり軸受１，１の外輪２，２間および内輪３，３間に、外輪間座４および内輪間座５がそれぞれ介在されている。転がり軸受１はアンギュラ玉軸受であり、内外輪３，２の軌道面３ａ，２ａ間に複数の転動体８が介在されている。各転動体８は、保持器９により円周等配に保持される。２つの転がり軸受１，１は互いに背面組合せで配置されており、外輪間座４と内輪間座５の幅寸法差により、各転がり軸受１，１の初期予圧を設定して使用される。

図１は軸受装置を工作機械の主軸の支持に用いた状態を示す。転がり軸受１，１の外輪２，２および外輪間座４がハウジング６の内周面に嵌合し、転がり軸受１，１の内輪３，３および内輪間座５が主軸７の外周面に嵌合している。外輪２，２および外輪間座４は、例えばハウジング６に対してすきま嵌めとされ、ハウジング６の段部６ａと端面蓋４０とにより軸方向の位置決めがされる。また、内輪３，３および内輪間座５は、例えば主軸７に対して締まり嵌めとされ、両側の位置決め間座４１，４２により軸方向の位置決めがされる。なお、図の左側の位置決め間座４２は、主軸７に螺着させたナット４３により固定されている。

図２に示すように、外輪間座４は、断面略Ｔ字形状の外輪間座本体１０と、この外輪間座本体１０におけるＴ字の縦部分に相当する部位の両側に配置された一対のリンク状のノズル部材１１，１１とで構成される。各ノズル部材１１は、転がり軸受１に、エアにより液状の油を搬送する潤滑用流体であるエアオイルを供給するノズル１２を有する。ノズル１２は、ノズル部材１１における軸受内に突出する突出部１１ａに設けられている。ノズル１２の吐出口１２ａは前記突出部１１ａの内周面に開口しており、この内周面は、内輪３の軌道面３ａに続く傾斜面からなる肩面３ｂとすきまδａを介して対向している。このすきまδａの大きさは、例えばノズル１２の口径の１／２以下とされている。これは、騒音の問題を考慮した場合に、ノズル１２から吐出されたエアオイルの圧力が急激に降下しないようにするためである。

内輪３の肩面３ｂの傾斜角度αは、肩面３ｂに吹き付けられたエアオイルの油が肩面３ｂ上で付着流れとなって軌道面３ａに導入できる角度とされる。具体的には、主軸７の回転速度の指標となるｄｍｎ値（ｄｍ：転動体８のピッチ円径ｍｍ、ｎ：最高回転速度ｍｉｎ^−１）に比例し、下記の式１（「エアオイル潤滑における供給油量の微小化」ＮＴＮＴＥＣＨＩＣＡＬＲＥＶＩＥＷ No72(2004)15 から引用）により概略値を求めることができる。
α°＝０．０６×ｄｍｎ値／１００００・・・式１

図３に示すように、上記ノズル１２は、円周方向に等配で複数個（この例では３個）設けられている。各ノズル１２は、直線状であって、吐出口１２ａ側を主軸７の回転方向Ｌ１の前方へ傾斜させてある。つまり、各ノズル１２は、外輪間座４の軸心に垂直な断面における任意の半径方向の直線Ｌ２から、この直線Ｌ２と直交する方向にオフセットした位置にある。そのオフセット量ＯＳは、例えばノズル１２位置での内輪３の外径寸法Ｄに対し、０．４Ｄ〜０．５Ｄの範囲とする。なお、ノズル１２は、円周方向に１個だけ設けてもよい。

図２において、外輪間座本体１０およびノズル部材１１には、ノズル１２にエアオイルを導入する導入経路１３が設けられている。この導入経路１３は、外輪間座本体１０の外周面に形成された環状溝からなる外部導入口１４と、この外部導入口１４から内径側へ延びる複数（ノズル１２と同数）の径方向孔１５と、この径方向孔１５の孔底部から軸方向に延びる軸方向孔１６とからなり、軸方向孔１６の先端がノズル１２の吐出口１２ａと反対側端と連通している。上記軸方向孔１６は、外輪間座本体１０に形成された部分１６ａとノズル部材１１に形成された部分１６ｂとを有し、両部分１６ａ，１６ｂの接続部となるノズル部材１１の側面には両部分１６ａ，１６ｂよりも大径の座繰り孔部１６ｃが設けられている。なお、ノズル１２が円周方向に１個だけである場合、前記外部導入口１４は座繰り孔であってもよい。

図１に示すように、外輪間座本体１０におけるノズル部材１１の外径端よりも軸方向に張り出した部分に、エアオイルの排気口となる切欠き１６が設けられている。外輪間座４に隣接して転がり軸受１の外輪２が配置されることで、切欠き１６が、転がり軸受１の軸受空間と軸受装置の外部とを連通する開口形状となる。

主軸装置の外部にエアオイル供給装置４５が設けられており、このエアオイル供給装置４５から送り出されるエアオイルが、端面蓋４０の供給口４６およびハウジング６内の供給孔４７を通って、外輪間座４の前記外部導入口１４に供給される。また、ハウジング６には排気孔４８が設けられている。この排気孔４８は、接続孔４９を介して外輪間座本体１０の前記切欠き１６と連通している。

この構成の軸受装置は、エアオイル供給装置４５より供給されるエアオイルが、外輪間座４の導入経路１３を通ってノズル１２から吐出される。前記すきまδａの大きさをノズル１２の口径の１／２以下としたことにより、ノズル１２から吐出されたエアオイルの圧力が急激に降下することがなく、騒音の発生を抑えることができる。吐出されたエアオイルは内輪３の肩面３ｂに吹き付けられ、エアオイルの油が肩面３ｂに付着する。この油は、内輪３の回転に伴う遠心力により、傾斜面である肩面３ｂに沿って大径側の軌道面３ａの側へ円滑に導かれる。肩面３ｂの傾斜角度αを前記式１で表わされる角度としたことにより、油の良好な付着流れが得られる。このように、エアオイルの油が転がり軸受１に安定して供給されるので、転がり軸受１を常に良好に潤滑することができる。

また、潤滑と同時に、エアオイルが内輪３に吹き付けられることにより、内輪３が冷却される。ノズル１２は吐出口１２ａ側を主軸７の回転方向の前方へ傾斜させてあるため、エアオイルが内輪３の外周面に沿う旋回流となって主軸７の回転方向に安定して流れる。それにより、内輪３の表面の熱を奪って、効果的に冷却することが期待できる。ノズル１２のオフセット量ＯＳを内輪３の外径寸法Ｄの０．４〜０．５倍とすることにより、冷却効果が最も良好となることが、試験により確かめられている。内輪３が冷却されることにより、内輪３の内周に嵌合する主軸７も冷却される。

図５に示すように、内輪３の肩面３ｂにおけるエアオイルが吹き付けられる軸方向位置に、環状凹み２０を設けてもよい。環状凹み２０が設けられていると、ノズル１２から吐出されたエアオイルの吐出流速が増し、肩面３ｂに沿う油の付着流れが良好に行われる。

図６は、この発明の一実施形態に係る。この実施形態では、同図に示すように、ノズル部材１１の内周面における軸方向端に、他よりも内径が小さい凸条２１を設ける。この凸条２１と内輪３の肩面３ｂのすきまδｂは、（すきまδｂの径方向の寸法）×（すきまδｂのノズル１２位置での円周方向長さ）がノズル１２の総孔径面積の１０倍程度となるようにする。ノズル１２の総孔径面積とは、１個のノズル１２の孔径面積にノズル１２の個数を乗じた面積のことである。このようにすきまδｂを決めることにより、凸条２１が、ノズル１２から吐出されるエアオイルの噴射音が転がり軸受１側へ漏れ出るのを防ぐ遮音壁として機能し、低騒音化が図れる。

この発明とは異なるが、潤滑用流体は、エアにより霧状の油を搬送するオイルミストであってもよい。また、潤滑用流体が油のみからなる油潤滑としてもよい。油潤滑の場合も、第１の提案例またはその変形例（図５）、または実施形態（図６）と同じ構成とすることができる。

油潤滑では、エアの噴射音が発生しないので、図６の構成における遮音壁としての凸条２１は不要である。ただし、図６と同様の凸条２１を設けて、この凸条２１を転がり軸受１内に流入する油の量を抑制するために機能させることは有効である。すきまδｂの寸法を調整することで潤滑油量の制御ができ、内輪３を冷却しながら内輪３の肩面３ｂでの付着流れを利用した少量油潤滑が可能となる。油潤滑での内輪３の肩面３ｂの角度αも、エアオイル潤滑で用いた前記式１で同様に求められる。また、ノズル１２の回転方向Ｌ１に対する角度は、０°または転がり軸受１内への流入油量が過多にならないように、エアオイル潤滑の場合と逆に内輪３の軌道面３ａと逆方向に僅かに傾けてもよい。

油潤滑でノズル部材１１に前記凸条２１を設ける場合、ノズル１２から吐出される油のうち、凸条２１と内輪３の肩面３ｂのすきまδｂから排出される油の量は制限されるので、残りの油の排出について考慮する必要がある。図７は、油の排出について工夫した油排出部の一例を示す。この例では、外輪間座本体１０の内周面をノズル部材１１の内周面よりも外径側に後退させて、外輪間座本体１０と内輪間座５との間に油溜り部２２を設けると共に、外輪間座本体１０と接するノズル部材１１の内側面および外周面に、油溜り部２２およびノズル部材１１の軸方向外側と連通する排油溝２３，２４をそれぞれ設けてある。排油ポンプ（図示せず）等で吸引することにより、油溜り部２２の油が、排油溝２３，２４および前記切欠き１６を通って軸受装置の外部に排出される。

図８ないし図１２は、第２の提案例に係る軸受装置の潤滑構造を示す。図８に示すように、この軸受装置も、第１の実施形態と同様に、軸方向に並ぶ２つの転がり軸受１，１と、外輪間座４と、内輪間座５とでなり、工作機械の主軸７の支持に用いられている。第１の提案例と同じ構成である箇所は同じ符号を付して示し、説明は省略する。

第２の提案例が第１の提案例と異なる点は、図９に示すように、外輪間座４が一つの部材で構成され、この外輪間座４の軸方向中央部に、転がり軸受１にエアオイルを供給するノズル１２が設けられていることである。ノズル１２の吐出口１２ａは、外輪間座４の内周面に開口している。外輪間座４の内周面は、内輪間座５の外周面にすきまδｃを介して対向している。

図１０およびその部分拡大図である図１１に示すように、上記ノズル１２は、円周方向に等配で複数個（この例では３個）設けられている。各ノズル１２は、直線状であって、吐出口１２ａ側を主軸７の回転方向Ｌ１の前方へ傾斜させてある。つまり、各ノズル１２は、外輪間座４の軸心に垂直な断面における任意の半径方向の直線Ｌ２から、この直線Ｌ２と直交する方向にオフセット（オフセット量ＯＳ）した位置にある。なお、ノズル１２は、円周方向に１個だけ設けてもよい。

図９において、外輪間座４には、ノズル１２にエアオイルを導入する導入経路１３が設けられている。この導入経路１３は、外輪間座４の外周面に形成された環状溝からなる外部導入口１４と、この外部導入口１４と各ノズル１２とを連通するノズル１２と同数の連通孔３０とからなる。なお、ノズル１２が円周方向に１個だけである場合、前記外部導入口１４は座繰り孔であってよい。
この第２の提案例の外輪間座４には、第１の実施形態の外輪間座４に設けられているエアオイルの排気用の切欠き１６（図１）が設けられていない。

この構成の軸受装置は、エアオイル供給装置４５より供給されるエアオイルが、外輪間座４の導入経路１３を通ってノズル１２から吐出される。図９に矢印で示すように、吐出されたエアオイルは、内輪間座５の外周面に対して吹き付けられ、外輪間座４と内輪間座５の間のすきまδｃを通って両側の転がり軸受１に向かって流れ、さらに転がり軸受１を通過して軸受外に排出される。エアオイルが転がり軸受１を通過する際に、エアオイル中の油が転がり軸受１の各部に付着して潤滑に供される。

また、潤滑と同時に、エアオイルが内輪間座５に吹き付けられることにより、内輪間座５が冷却される。ノズル１２は吐出口１２ａ側を主軸７の回転方向の前方へ傾斜させてあるため、エアオイルが内輪間座５の外周面に沿う旋回流となって主軸７の回転方向に安定して流れる。それにより、内輪間座５の表面の熱を奪って、効果的に冷却することが期待できる。内輪間座５が冷却されることにより、内輪間座５に接する内輪３およびの主軸７も冷却される。

図１２、図１３は第２の実施形態の変形例を示す。この軸受装置は、内輪間座５の外周面を、ノズル１２から吐出されたエアオイルが吹き付けられる箇所Ａの外径が最も小さく、前記箇所Ａから転がり軸受１に近づくほど外径が大きくなる断面形状がＶ字形の傾斜面とし、内輪間座５の外周面における軸方向外側端Ｂ，Ｂの外径を、転がり軸受１の内輪３における内輪間座側端Ｃの外径と比べて同じか、または大きくした。これにより、図１３に示すように、ノズル１２から吐出されたエアオイルのうちの内輪間座５の外周面に付着した油２５を、内輪間座５の回転に伴う遠心力により内輪間座５の外周面に沿って転がり軸受１側へ円滑に導くことができる。

また、図１４、図１５に示すように、外輪間座４の内周面を、内輪間座５の外周面と平行となる断面形状山形に形成してもよい。この場合、外輪間座４と内輪間座５のすきまが軸方向の全域にわたって狭くなる。そうすることで、エアオイルのうちのエアが、速い流速のまま転がり軸受１に向かって流れる。そのエアの流れに導かれて、内輪間座５の外周面に付着した油が転がり軸受１に向かって円滑に流れる。

図１６、図１７は異なる変形例を示す。この軸受装置は、内輪間座５の外周面に、ノズル１２から吐出されたエアオイルが吹き付けられる箇所に位置する円周溝２６と、一端が円周溝２６に繋がり主軸７の回転方向Ｌ１に円周位相がずれるほど転がり軸受１に近づく螺旋溝２７，２７とを設けた。この場合は、ノズル１２から吐出されたエアオイルのうちの油２５が内輪間座５の円周溝２６に溜まり、その油２５が、内輪間座２６の回転に伴い螺旋溝２７に沿って転がり軸受１側へ円滑に送られる。つまり、ねじポンプの効果を利用して油２５を送る。

この発明の範囲からは外れるが、エアオイル等の潤滑用流体を外輪間座４に設けたノズル１２から内輪間座５の外周面に吹き付けて、転がり軸受１の潤滑と軸受装置と主軸７の冷却を行う場合、図１８のように、ノズル１２の吐出口１２ａが主軸７の回転方向Ｌ１の前方へ傾斜されていなくても、傾斜させたものと比べて冷却効果が劣るものの、それなりの冷却効果は得ることができる。

この発明の軸受装置の冷却構造は、各提案例または実施形態で説明したように軸受装置および主軸７の冷却効果が高いので、主軸装置を高速な領域で運転させることが可能となる。このため、この軸受装置を、工作機械の主軸の支持に好適に用いることができる。

１…転がり軸受
２…外輪
２ａ…軌道面
３…内輪
３ａ…軌道面
３ｂ…肩面
４…外輪間座
５…内輪間座
６…ハウジング
７…主軸
１２…ノズル
１２ａ…吐出口
２５…油
２６…円周溝
２７…螺旋溝
Ｌ１…回転方向
δａ…すきま

Claims

軸方向に並ぶ複数の転がり軸受の外輪間および内輪間に外輪間座および内輪間座がそれぞれ介在され、前記外輪および前記外輪間座がハウジングに設置され、前記内輪および前記内輪間座が主軸に嵌合される軸受装置において、
前記外輪間座に、前記転がり軸受内に突出する突出部が設けられ、この突出部における内周面に開口して、前記内輪の外周面に対して、エアにより液状の油を搬送するエアオイルを潤滑および冷却用に吹き付けて前記転がり軸受に供給するノズルが設けられ、このノズルは吐出口側を前記主軸の回転方向の前方へ傾斜させて設けられ、前記ノズルの前記吐出口が、前記内輪の外周面における軌道面に対して前記内輪間座側に続く肩面に対向し、前記突出部の内周面は、前記内輪の前記肩面にすきまδａを介して対向し、前記肩面は、前記軌道面から離れるほど外径が小さくなる傾斜面であり、前記肩面と前記突出部の内周面との前記すきまδａの大きさは、前記ノズルの口径の１／２以下であり、前記突出部の先端の内周に凸条が設けられ、前記凸条と前記内輪の肩面のすきまδｂは、（すきまδｂの径方向の寸法）×（すきまδｂのノズル位置での円周方向長さ）がノズルの総孔径面積の１０倍であり、前記ノズルは、直線状であって、前記外輪間座の軸心に垂直な断面における任意の半径方向の直線Ｌ２から、この直線Ｌ２と直交する方向に前記内輪の外径寸法Ｄの０．４〜０．５倍オフセットしたことを特徴とする軸受装置の潤滑構造。