KR20070083655A - 롤링 베어링 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 베어링 내에 밀봉한 그리스(grease)만을 사용하여 고속화와 장기 수명화, 유지보수 프리 및 안정된 그리스 공급이 가능한 롤링 베어링(rolling bearing)을 제공한다. 본 발명의 롤링 베어링은, 내륜(1), 외륜(2), 및 이들 내외륜(1, 2)의 궤도면(1a, 2a) 사이에 개재된 복수개의 전동체(轉動體)(3)를 가진다. 궤도륜인 내륜(1) 및 외륜(2) 중, 회전하지 않는 고정측 궤도륜(2)에, 궤도면(2a)에 계속되는 단차면(段差面)(2b)을 전동체(3)로부터 이격되는 방향으로 형성한다. 선단이 상기 단차면(2b)에 간극을 통하여 대면하여 주위벽과 상기 고정측 궤도륜(2) 사이에 유로(14)를 형성한 간극 형성편(7)을 설치한다. 상기 유로(14)에 연통되는 그리스 저장소(9)를 설치한다. 상기 단차면(2b)과 간극 형성편(7)의 선단(7a) 사이의 간극(15)은, 그리스의 베이스 오일을 항상 보유 가능하고, 또한 베어링의 회전에 의해 생기는 베이스 오일의 체적 팽창 및 궤도면(2a) 부근의 공기류에 의해 상기 베이스 오일을 궤도면(2a)에 공급 가능한 치수로 한다.

롤링 베어링, 전동체, 단차면, 간극 형성편, 베이스 오일

Description

롤링 베어링 {ROLLING BEARING}

본 발명은, 공작 기계 주축(主軸) 등의 그리스(grease) 윤활로 되는 윤활 기능을 가지는 롤링 베어링에 관한 것이다.

공작 기계 주축 베어링의 윤활 방법으로서, 유지보수 프리(free)로 사용 가능한 그리스 윤활, 반송(搬送) 에어에 윤활 오일을 혼합하여 오일을 노즐로부터 베어링 내에 분사(噴射)하는 에어 오일 윤활, 베어링 내에 그리스를 직접 분사하는 제트 윤활 등의 방법이 있다. 최근의 공작 기계는, 가공 능률을 올리기 위하여, 보다 고속화의 경향에 있으므로, 주축 베어링의 윤활도 비교적 염가로 간단하게 고속화가 가능한 에어 오일 윤활이 많이 이용되고 있다. 그러나, 이 에어 오일 윤활법은, 관련 설비로서 에어 오일 공급 장치가 필요한 것과 다량의 에어를 필요로 하는 것이므로, 비용, 소음, 에너지 절약, 자원 절약의 관점으로부터 문제가 있다. 또, 오일의 비산(飛散)에 의해 환경을 악화시키는 문제도 있다. 이들 문제점을 회피하기 위하여, 최근에는 그리스 윤활에 의한 고속화가 주목받기 시작했고, 요청도 많아지고 있다.

그리스 윤활은, 베어링 조립 시에 밀봉된 그리스만으로 윤활하므로, 고속 운전하면, 베어링 발열에 의한 그리스의 열화(劣化)나, 궤도면, 특히 내륜에서의 오 일막 로스(loss) 때문에, 조기에 눌어붙게 되는 것을 생각할 수 있다. 특히, dn 값이 100만(베어링 내경 mm×회전수 rpm)을 초과하도록 한 고속 회전 영역에서는, 그리스 수명을 보증하는 것은 곤란하다.

그리스 수명을 연장시키는 수단으로서, 새로운 제안도 소개되어 있다. 일례로서, 외륜 궤도면부에 그리스 저장소(reservoir)를 설치하여 고속 장수명을 실현하기 위한 제안(일본국 특개평 11-108068호 공보 참조)이 있다. 또 스핀들 외부에 설치한 그리스 보급 장치에 의해, 적당히 베어링부에 공급하여 윤활하는 제안(일본국 특개 2003-113998호 공보 참조)이 있다.

그러나, 상기 각 제안 예의 기술은, 에어 오일 윤활과 동등한 사용 회전수(＞dn값 150만)나, 또 유지보수 프리를 생각하면 만족할 수 있는 것은 아니다.

그래서, 일본국 특개평 11-108068호 공보의 기술을 발전시켜, 고정측 궤도륜(예를 들면, 외륜)에 접하여 설치되는 그리스 저장소로부터 고정측 궤도륜의 궤도면의 부근까지 연통되는 간극(間隙)을, 그 궤도면의 주위면을 따라 형성하고, 그리스 저장소의 베이스 오일을 증조제(增稠劑;thickening agents)의 모세관 현상에 의해 상기 간극을 거쳐 궤도륜 부근까지 이동시키는 것을 생각했다.

그러나, 이와 같이 증조제의 모세관 현상을 이용하여 베이스 오일을 이동시키는 구조에서는, 상기 간극의 선단부 즉 궤도면의 부근에서의 오일 소비가 없는 한 베이스 오일의 이동이 없어, 급가속 운전 등에 있어서는 그리스 공급이 사이에 맞지 않아, 안정된 운전을 바랄 수 없는 경우가 있다.

그래서, 본 발명의 목적은, 베어링 내에 밀봉한 그리스만을 사용하여 고속화와 장기 수명화, 유지보수 프리화, 및 안정된 그리스 공급이 가능한 롤링 베어링을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 구성의 롤링 베어링은, 내륜, 외륜, 및 이들 내외륜의 궤도면 사이에 개재된 복수개의 전동체를 가지는 롤링 베어링으로서, 궤도륜인 내륜 및 외륜 중, 회전하지 않는 고정측 궤도륜에, 궤도면에 계속되는 단차면(段差面)을 전동체로부터 이격되는 방향으로 설치하고, 선단이 상기 단차면에 간극을 통하여 대면하여 주위벽과 상기 고정측 궤도륜과의 사이에 유로(流路)를 형성하는 간극 형성편을 설치하고, 상기 유로에 연통되는 그리스 저장소를 설치하고, 상기 단차면과 간극 형성편의 선단 사이의 간극을, 그리스의 베이스 오일을 항상 보유 가능하며, 또한 베어링의 회전에 의해 생기는 베이스 오일의 체적 팽창 및 궤도면 부근의 공기류에 의해 상기 베이스 오일을 궤도면에 공급 가능한 치수로 하고 있다.

제1 구성의 롤링 베어링은, 그리스 저장소, 및 고정측 궤도륜의 단차면과 간극 형성편의 주위벽 사이에 형성된 유로에 그리스를 충전하여 사용된다. 베어링 내부에는 초기 그리스로서의 그리스를 밀봉하여 둔다. 이로써, 베어링의 정지시에는, 그리스 중의 증조제 및 상기 간극의 모세관 현상에 의해, 그리스의 베이스 오일이 유로로부터 간극으로 이동하여, 이 모세관 현상과 오일의 표면 장력이 함께 간극에 베이스 오일이 오일 상태로 유지된다. 베어링을 운전하면, 간극에 저류되어 있던 베이스 오일은, 운전으로 생기는 고정측 궤도륜의 온도 상승에 의한 체적 팽창과 전동체의 공전·자전으로 생기는 공기류에 의해 간극으로부터 토출되어, 고정측 궤도륜의 궤도면에 부착되면서 이동하여 전동체 접촉부에 연속적으로 보급된다. 간극으로부터 전동체 접촉부로의 베이스 오일의 유입량은, 간극의 갭량을 모세관 현상이 작용하는 범위 내에서 변경함으로써 조정할 수 있다.

이 경우에, 상기 간극은, 궤도면에 계속되는 단차면과 간극 형성편 사이에 형성된 것으로서, 궤도면의 가까운 개소에서 전동체 바로 아래에 위치하고 있고, 또 그리스의 베이스 오일이 항상 저장 유지되므로, 즉 그리스가 항상 오일의 상태로 궤도면의 바로 곁에 유지되므로, 정지시부터의 급가속 운전에 있어서도, 그리스의 공급이 신속하고 확실하게 행해진다. 그러므로, 윤활 불량에 기인하는 운전 부진이 적어져, 안정된 운전을 바랄 수 있다. 또, 상기 간극의 갭량을 바꿈으로써, 그리스의 공급량을 조정할 수 있어, 유지보수 프리에서의 베어링의 고속 운전, 장기 수명화가 가능해진다.

본 발명의 제2 구성의 롤링 베어링은, 내륜, 외륜, 및 이들 내외륜의 궤도면 사이에 개재한 복수개의 전동체를 가지는 롤링 베어링으로서, 궤도륜인 내륜 및 외륜 중, 회전하지 않는 고정측 궤도륜에, 궤도면에 계속되는 단차면을 전동체로부터 이격되는 방향으로 설치하고, 선단이 상기 단차면에 간극을 통하여 대면하여 주위벽과 상기 고정측 궤도륜과의 사이에 유로를 형성하는 간극 형성편을 설치하고, 상기 유로에 연통되는 그리스 저장소를 설치하고, 상기 그리스 저장소로부터 상기 간극 형성편의 유로에 그리스의 베이스 오일이 공급되는 것을 촉진시키는 베이스 오일 이동 매체를 개재시키고 있다. 상기 베이스 오일 이동 매체는 종이 또는 직포라도 된다.

제2 구성의 경우도, 상기 간극은, 궤도면에 계속되는 단차면과 간극 형성편 사이에 형성된 것으로서, 궤도면의 가까운 개소에서 전동체 바로 아래에 위치하고 있고, 또 이 간극에 그리스의 베이스 오일이 항상 유지되므로, 정지시부터의 급가속 운전에 있어서도, 그리스의 공급이 신속하고 확실하게 행해진다. 제2 구성의 경우에는, 베이스 오일의 이동이, 베이스 오일 이동 매체의 모세관 현상에 의해 보다 촉진되므로, 그리스 베이스 오일의 이동이 양호하고 또한 확실해 지고, 그 이동량을 보다 증가시킬 수 있다. 또, 베이스 오일 이동 매체의 재질이나 원주 길이 등을 선정함으로써, 그리스 베이스 오일의 공급량의 조정이 가능해지고, 베어링의 운전 조건에 적합한 조정이 보다 용이해진다.

본 발명에 있어서, 고정 측의 궤도륜이 외륜이라도 된다. 고정 측의 궤도륜이 외륜인 경우, 외륜에 상기 단차면이 설치되지만, 그리스 밀봉 상태로 베어링을 회전시키면, 밀봉 그리스가 원심력에 의해 외륜 내경부로 비산(飛散)되므로, 상기 간극과 궤도면 사이의 베이스 오일의 연결이 보다 확실해진다. 그러므로, 전동체 접촉부에서 그리스로서 소비된 만큼의 베이스 오일이, 그리스 저장소로부터 상기 간극을 거쳐 궤도면에 보급되는 작용을 높일 수 있어, 보다 안정된 그리스의 보급이 행해진다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 궤도면에 대하여 축 방향의 한쪽에 상기 그리스 저장소를 설치하고, 다른 쪽에, 베어링 내의 미스트(mist)를 회수하여 응집 상태로 하여 상기 궤도면의 부근으로 되돌리는 미스트 회수 재생 수단을 설치해도 된다.

이 구성의 경우, 그리스 저장소로부터의 그리스 공급과 미스트 회수 재생 수단에 의한 미스트화된 그리스의 재이용이 행해지고, 이들 상승효과에 의해, 베어링 내에 밀봉한 그리스만을 사용하여 고속화와 장기 수명화, 유지보수 프리가 달성된다.

그리고, 한쪽에 그리스류를 설치하고, 다른 쪽에는, 상기 미스트 회수 재생 수단에 대신하여, 비접촉 시일을 설치해도 된다.

또, 본 발명에 있어서, 롤링 베어링이 앵귤러(angular) 볼 베어링이며, 상기 단차면은, 궤도면에 있어서의 접촉각이 생기는 방향과 반대측의 둘레부에 이어서 설치해도 된다. 앵귤러 볼 베어링이면, 단차면을 접촉각이 생기는 방향과 반대측에 설치함으로써, 단차면을 보다 전동체의 바로 아래에 배치하기가 용이해진다. 전동체의 중심 부근에 단차면을 근접시킬 수 있어, 단차면으로부터의 궤도면으로의 그리스의 보급이 보다 양호하게 행해진다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 그리스 저장소가 그리스 저장소 형성 부품에 의해 설치된 것으로서, 이 그리스 저장소 형성 부품이, 상기 고정측 궤도륜에 인접하여 설치된 스페이서와, 이 스페이서의 내주측 및 외주측 중 베어링 공간 측에 설치된 그리스 저장소 형성 부품 본체로 이루어지고, 상기 스페이서와 상기 고정측 궤도륜의 맞댐면에 밀봉재를 개재시켜도 된다.

그리스 저장소 형성 부품이, 상기 스페이서와 그리스 저장소 형성 부품 본체로 이루어지는 경우, 그리스 저장소의 형성이 용이하지만, 스페이서와 고정측 궤도륜의 맞댐면에 있어서, 그리스 저장소의 그리스의 베이스 오일이 모세관 현상에 의해 누출될 우려가 있다. 이 베이스 오일의 누출이, 상기 밀봉재에 의해 방지된다. 이와 같이, 베어링 밖으로의 베이스 오일의 누출이 감소하므로, 윤활에 기여되는 유량이 증가함으로써, 윤활 수명의 향상이 도모된다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 그리스 저장소가 그리스 저장소 형성 부품에 의해 설치된 것으로서, 이 그리스 저장소 형성 부품이, 상기 고정측 궤도륜에 인접하여 설치된 스페이서와, 이 스페이서의 내주측 및 외주측 중 베어링 공간 측에 설치된 그리스 저장소 형성 부품 본체로 이루어지는 경우에, 상기 스페이서에, 상기 고정측 궤도륜의 베어링 공간 측의 주위면에 끼워맞추어지는 칼라부(collar portion)를 설치하고, 이 칼라부와 고정측 궤도륜의 결합부에 밀봉재를 개재시켜도 된다.

그리스 저장소 형성 부품이 스페이서와 그리스 저장소 형성 부품 본체로 구성되는 경우, 스페이서와 고정측 궤도륜이 분리 구조로 되므로, 조립성 등에서 문제가 생기는 경우가 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 상기 스페이서에 칼라부를 설치하여 고정측 궤도륜에 결합시킴으로써, 비분리 구조로 되어, 조립성이 향상된다. 또, 칼라부와 고정측 궤도륜의 결합부에 개재시킨 밀봉재에 의해, 칼라부의 이탈 방지와 그리스 베이스 오일의 베어링 밖으로의 누출 방지 효과가 얻어지고. 그러므로, 스페이서와 고정측 궤도륜의 비분리가 보다 확실해 지고, 또 그리스 베이스 오일이 확실하게 외륜 궤도면에 공급될 수 있으므로, 베어링의 고속화, 윤활 수명의 연장을 기대할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 고정측 궤도륜에, 그리스 저장소 형성용의 폭방향으로 연장되는 궤도륜 연장부를 설치하고, 상기 그리스 저장소를, 상기 궤도륜 연장부와 이 궤도륜 연장부의 베어링 공간 측에 설치한 일체의 그리스 저장소 형성 부품으로 형성해도 된다.

이와 같이 그리스 저장소 형성용의 궤도륜 연장부를 설치하여 상기 스페이서에 상당하는 부분을 고정측 궤도륜과 일체화 시켰을 경우, 별체의 스페이서를 설치한 경우와 같은 오일 누출이 생기는 맞댐면이 없어진다. 그러므로, 상기 맞댐면으로부터의 그리스 베이스 오일의 누출의 문제가 생기지 않는다. 또, 스페이서 상당 부분을 고정측 궤도륜과 일체화하여 그리스 저장소를 형성하였으므로, 베어링의 조립성이 양호해지는 동시에, 부품수의 삭감에 의해, 조립 정밀도의 향상을 기대할 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 간극 형성편의 선단부의 단면에 계속되는 베어링 공간 측의 주위면을, 전동체에 근접한 테이퍼면으로 하고, 이 테이퍼면과 전동체와의 거리를 0.2mm 이하로 해도 된다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 간극 형성편의 선단부의 단면에 계속되는 베어링 공간 측의 주위면을, 전동체의 중심을 원호 중심으로 하는 단면이 원호형인 곡면으로 하고, 이 곡면과 전동체와의 거리를 0.2mm 이하로 해도 된다.

간극 형성편의 선단부로부터 토출한 그리스 베이스 오일은, 베어링 그리스로서 사용되지 않고, 그리스 저장소를 형성하는 부품의 외표면에 부착되면서 유출되어 버리는 경우가 있다. 이와 같은 문제에 대하여, 간극 형성편의 선단부의 전동체 측의 주위면과 전동체와의 간극을, 전동체에 접촉하지 않을 정도의 극소 간극인 0.2mm 이하로 함으로써, 전술한 그리스 저장소를 형성하는 부품의 외표면에 부착되면서 유출되어 버리는 오일을, 상기 극소 간극의 개소에서 전동체 표면에 부착시켜, 그리스로서 유효하게 이용할 수 있다. 그러므로, 베어링 윤활에 기여하는 유량이 증가하여, 윤활의 신뢰성의 향상, 윤활 수명의 장기화가 도모된다.

상기 간극 형성편의 선단부의 베어링 공간 측의 주위면은, 전술한 바와 같이 테이퍼면으로 하면, 전술한 전동체 표면에 부착시키는 작용을 얻을 수 있다. 상기 간극 형성편의 선단부 주위면을 전술한 바와 같이 단면이 원호형인 곡면으로 한 경우에는, 이 원호형 곡면의 전체로 전동체로의 오일의 전이(轉移)가 행해지므로, 상기 테이퍼면으로 한 경우보다 효과적이다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 고정측 궤도륜이 외륜으로서, 상기 그리스 저장소가, 외륜 또는 외륜에 인접하는 스페이서의 내주에 설치된 그리스 저장소 형성 부품에 의해 설치된 것이며, 이 그리스 저장소 형성 부품의 내주면과 내륜의 외주면에, 서로 미소 간극을 통하여 대향하고 또한 베어링 중심 측이 대경인 테이퍼면부를 형성해도 된다.

이와 같이 그리스 저장소 형성 부품의 내경면의 일부와 내륜 외경면의 일부를, 작은 간극을 가진 테이퍼면에 의해 대향시킨 것으로 함으로써, 그리스 저장소 형성 부품의 외표면에 부착되면서 유출되도록 하는 그리스 베이스 오일은, 상기 대면(對面)하는 부분에서 내륜 외경면에 부착된다. 내륜 외경면에 부착된 오일은, 오일의 표면 장력과 회전에 의한 원심력의 작용으로 테이퍼면 상을 베어링 내부 방향으로 부착되면서 이동한다. 그러므로, 베어링 밖으로의 유출 유량이 감소하고, 그리스에 기여하는 유량이 증가함으로써, 윤활 수명의 연장이 도모된다.

이 테이퍼면부를 형성한 구성의 경우에, 상기 내륜의 상기 테이퍼면부에 있어서의 대경 측의 에지를, 상기 전동체를 지지하는 지지기의 폭 내의 내경 측에 위치시켜도 되고, 또는 상기 대경 측의 에지를, 전동체의 베어링 축 방향 폭 내에 위치시켜도 된다.

이와 같이 내륜 테이퍼면부에 있어서의 에지를 지지기의 폭내 또는 전동체의 폭 내에 위치시킴으로써, 상기 내륜 테이퍼면부에 부착되면서 이동한 오일이, 상기 에지로부터 원심력으로 수직으로 비산되어도, 지지기 또는 전동체에 포착되어 베어링 그리스로서 이용할 수 있다.

또, 상기 테이퍼면부를 설치한 구성의 경우로서, 축심을 세로 방향으로 하여 사용되는 롤링 베어링으로 하는 경우에, 상기 그리스 저장소 형성 부품이, 베어링 폭의 중심 측으로 향하고, 또한, 외경측단으로부터 상기 간극 형성편이 계속되는 측벽부를 가지고, 이 측벽부의 외면을, 소경 측이 베어링 폭의 중심으로부터 이격되는 방향으로 경사지는 경사면을 가지는 것이라도 된다.

이와 같이 그리스 저장소 형성 부품의 측벽부를 경사면으로 함으로써, 베어링 자세가 세로 방향인 경우에, 그리스 저장소 형성 부품의 외경면을 거쳐 유출되도록 하는 오일을, 보다 효과적으로 내륜의 테이퍼면부에 부착시킬 수 있다.

또, 본 발명에 있어서, 상기 고정측 궤도륜의 상기 단차면의 폭 방향 위치를, 상기 고정측 궤도륜의 전동체에 대한 접촉 타원과 간섭하지 않는 범위에서 이 접촉 타원에 근접하는 위치로 해도 된다.

상기 접촉 타원과 간섭하지 않으면, 상기 단차면을 고정측 궤도륜의 궤도면에 있어서의 전동체가 전주(轉走)하는 부분에 접근해도, 베어링의 기능으로서 지장이 생기지 않는다. 이와 같이, 고정측 궤도륜의 단차면의 위치를 가능한 한 고정측 궤도륜의 궤도면의 전주 부분에 접근시킴으로써, 그리스 저장소로부터 간극 형성편을 거쳐 공급되는 그리스를 양호한 효율로 베어링 내에 도입할 수 있다. 이로써, 고정측 궤도륜의 궤도면으로의 그리스 베이스 오일의 공급이 확실해 지고, 베어링 윤활의 신뢰성 향상을 기대할 수 있다.

본 발명은, 첨부한 도면을 참고로 한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로부터 보다 명료하게 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 실시예 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부한 특허청구의 범위에 의해 정해진다. 첨부 도면에 있어서, 복수개의 도면에 있어서의 동일한 부품 번호는, 동일 부분을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 롤링 베어링의 부분 단면도이다.

도 2는 상기 롤링 베어링의 일부의 확대 단면도이다.

도 3은 상기 롤링 베어링을 사용한 공작 기계용 스핀들 장치의 단면도이다.

도 4는 제1 실시예의 변형예에 있어서의 외륜의 단차면과 접촉 타원의 관계를 나타낸 설명도이다.

도 5는 제1 실시예의 다른 변형예에 관한 롤링 베어링의 부분 확대 단면도이다.

도 6은 제1 실시예의 또다른 변형예에 관한 롤링 베어링의 부분 단면도이다.

도 7은 제1 실시예의 또다른 변형예에 관한 롤링 베어링의 부분 단면도이다.

도 8은 제1 실시예의 또다른 변형예에 관한 롤링 베어링의 부분 단면도이다.

도 9는 도 8의 IX 부분의 확대 단면도이다.

도 10은 제1 실시예의 또다른 변형예에 관한 롤링 베어링의 부분 확대 단면도이다.

도 11은 제1 실시예의 또다른 변형예에 관한 롤링 베어링의 부분 확대 단면도이다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 관한 롤링 베어링의 부분 단면도이다.

도 13은 본 발명의 제3 실시예에 관한 롤링 베어링의 부분 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1에 있어서, 이 롤링 베어링은, 내륜(1), 외륜(2), 및 내외륜(1, 2)의 궤도면(1a, 2a) 사이에 개재된 복수개의 전동체(3)를 가지고, 그리스 저장소 형성 부품(6)과 간극 형성편(7)을 구비한다. 복수개의 전동체(3)는, 지지기(retainer)(4)에 지지되고, 내외륜(1, 2) 사이의 베어링 공간의 일단은, 시일(5)에 의해 밀봉되어 있다. 시일(5)에 의해, 베어링 내부에 밀봉된 그리스의 외부로의 누출을 방지한다. 이 롤링 베어링은 앵귤러 볼 베어링이며, 시일(5)은 베어링 배면측의 단부에 설치되고, 그리스 저장소 형성 부품(6) 및 간극 형성편(7)은 베어링 정면 측에 설치된다. 베어링 정면 측에서는 그리스 저장소 형성 부품(6)이 시일을 겸하고 있어 베어링 정면 측으로부터의 그리스 누출이 방지된다. 도면에 있어서 교차된 해칭으로 나타낸 부분 은, 그리스가 충전된 부분을 나타낸다.

고정측 궤도륜으로 되는 외륜(2)에는, 그 궤도면(2a)에 계속되는 단차면(2b)이, 전동체(3)로부터 이격되는 방향, 즉 궤도면(2a)에 있어서의 접촉각이 생기는 방향과 반대측의 둘레부에 이어서 설치되어 있다. 이 단차면(2b)은, 궤도면(2a)으로부터 외경 측으로 연장되어 외륜 정면 측에 대면하는 면이며, 외륜(2)의 정면 측의 내경면 부분(2c)에 이어져 있다.

단차면(2b)의 베어링 폭 방향의 위치는, 도 4의 변형예에 나타낸 바와 같이, 전동체(3)에 대한 접촉 타원(2e)과 간섭하지 않는 범위에서, 이 접촉 타원(2e)에 근접하는 위치로 해도 된다. 예를 들면, 단차면(2b)의 베어링 폭 방향의 위치는, 전동체(3)의 대략 중심, 또는 이 중심으로부터도 외륜 배면측에 위치시켜도, 접촉 타원(2e)과 간섭하지 않는 위치이면 된다. 이 접촉 타원(2e)은, 베어링에 작용하는 최대 부하 시의 응력 범위를 나타내는 타원이다. 동 도면에 있어서, 접촉 타원(2e)은 장축 길이가 b의 타원으로서 도시되어 있다.

도 1에 있어서, 그리스 저장소 형성 부품(6)은, 내부에 그리스 저장소(9)를 형성한 링형의 부품이며, 외륜(2)의 정면 측의 폭면에 접하여 설치된다. 이 예에서는, 그리스 저장소 형성 부품(6)은, 외륜(2)의 정면 측의 폭면에 접하여 설치되는 외륜 위치 결정 스페이서(10)와, 이 외륜 위치 결정 스페이서(10)의 내경면에 끼워맞추어지는 밖을 향하는 홈형의 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)로 이루어진다. 외륜 위치 결정 스페이서(10)와 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)에 의해 협지되는 내부 공간이 그리스 저장소(9)로 된다. 외륜 위치 결정 스페이서(10)는, 내경면에 있어서의 외륜(2)과 반대측 단에, 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)의 측벽부(11a)가 맞닿는 측벽부(10a)를 가지고 있다. 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)는, 그리스 저장소(9)에 그리스를 밀봉한 후에 상기 측벽부(11a)를 외륜 위치 결정 스페이서(10)의 측벽부(10a)의 내측에 접촉시킴으로써, 외륜 위치 결정 스페이서(10)에 대하여 축방향으로 위치 결정된다.

그리스 저장소 형성 부품 본체(11)에 있어서의 상기 측벽부(11a)의 외경면과 이것에 대향하는 외륜 위치 결정 스페이서(10)의 내경면 사이에는, 도시하지 않은 밀봉재가 개재되거나, 또는 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)과 외륜 위치 결정 스페이서(10)는, 접착제에 의해 접착된다. 외륜 위치 결정 스페이서(10)와 외륜(2)의 맞댐면에는, 도 2와 같이 밀봉재(51)가 개재되어 있다. 밀봉재(51)는 O링으로 이루어지고, 외륜 위치 결정 스페이서(10)의 상기 맞댐면에 형성된 원주홈(52) 내에 끼워넣어져 있다. 이들에 의해, 그리스 누출 방지가 도모되어 있다.

간극 형성편(7)은, 외륜(2)의 내경면 부분(2c)에 따라 배치되고, 선단이 상기 단차면(2b)에 대향하고, 외륜(2)과의 사이에 유로(14) 및 간극(15)을 형성하는 링형의 부재이다. 이 간극 형성편(7)은, 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)과 일체로 형성되어 있다. 즉, 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)의 베어링 인접 측의 측벽부(11b)에 있어서의 외경 단부로부터 일체로 연장되어 있다.

도 2에 확대하여 나타낸 바와 같이, 간극 형성편 선단부(7a)의 주위벽과 이것에 대면하는 외륜(2)의 내경면 부분(2c)에 의해 상기 유로(14)가 형성된다. 간극 형성편(7)은, 그 선단부(7a)가 외륜(2)의 단차면(2b)에 근접한 위치까지 연장되 어 있고, 간극 형성편 선단부(7a)의 단면과, 이것에 대면하는 외륜 단차면(2b)에 의해 축방향으로 미소한 갭 δ로 되는 상기 간극(15)이 형성된다. 간극(15)은, 상기 유로(14)에 연통되고, 궤도면(2a)의 둘레부에 개구된다. 테이퍼면(7aa)과 전동체(3)와의 거리 d1는, 테이퍼면(7aa)에 부착된 오일이 전동체(3)의 표면에 전이 가능한 크기의 극소 간극으로 하는 것이 바람직하고, 0.2mm 이하로 하고 있다. 간극(15)의 갭량 δ은, 모세관 현상을 작용시킬 수 있는 50μm정도로 되어 있다.

간극 형성편 선단부(7a)의 단면에 계속되는 내경면은, 전동체(3)에 근접한 테이퍼면(7aa)으로 되고, 이 테이퍼면(7aa)와 전동체(3) 사이에 그리스가 저장되기 쉽도록 하고 있다. 간극 형성편(7)의 베이스부(7b)는, 선단부(7a)에 비해 소경으로 된다. 이 베이스부(7b)의 외경면과 외륜(2)의 내경면 부분(2c)으로 둘러싸이는 부분은 그리스 저장소(9)의 일부로 되어 있고, 이 그리스 저장소(9)에 상기 유로(14)가 연통되어 있다.

상기 구성의 작용을 설명한다. 베어링 조립 시에, 그리스 저장소(9) 및 유로(14)에 그리스를 충전하여 둔다. 또, 베어링 내에는 초기 윤활용으로서의 그리스를 밀봉하여 둔다. 베어링의 정지시에는, 그리스 중의 증조제 및 상기 간극(15)의 모세관 현상에 의해, 그리스의 베이스 오일이 유로(14)로부터 간극(15)으로 이동하여, 이 모세관 현상과 오일의 표면 장력이 함께 간극(15)에 베이스 오일이 오일 상태로 유지되고 있다. 베어링을 운전하면, 간극(15)에 저류되어 있던 베이스 오일은, 운전으로 생기는 외륜(2)의 온도 상승에 따른 체적 팽창과, 전동체(3)의 공전·자전으로 생기는 공기류에 의해 간극(15)으로부터 토출되어, 외륜(2)의 궤도 면(2a)에 부착되면서 이동하여 전동체 접촉부에 연속적으로 보급된다. 간극(15)으로부터 전동체 접촉부로의 베이스 오일의 유입량은, 간극(15)의 갭량 δ을 모세관 현상이 작용하는 범위 내에서 변경함으로써 조정할 수 있다. 즉, 간극(15)의 캡량 δ을 크게 하면, 베어링 내로의 베이스 오일의 유입량도 많아지게 되어, 베어링의 운전 조건에 적합한 조정이 가능하다.

이와 같이, 이 롤링 베어링에서는, 외륜 궤도면(2a)의 가까운 위치에 개구된 간극(15)에 그리스의 베이스 오일이 항상 저유 유지되고, 그 베이스 오일이 운전 개시와 함께 전동체 접촉부에 공급되므로, 정지시부터의 급가속 운전에 있어서도 그리스의 공급이 확실하게 행해져, 윤활 불량에 기인하는 운전 부진이 적어진다. 또, 상기 간극(15)의 갭량 δ을 바꿈으로써, 그리스의 공급량을 조정할 수 있어, 유지보수 프리에서의 베어링의 고속 운전, 장기 수명화가 가능해진다.

간극 형성편 선단부(7a)의 단면에 계속되는 내경면은, 전술한 바와 같이 전동체(3)에 근접한 테이퍼면(7aa)으로 하고, 이 테이퍼면(7aa)과 전동체(3)와의 거리 d1를 0.2mm 이하로 하였으므로, 다음의 이점을 얻을 수 있다. 즉, 전술한 거리 d1이 큰 경우, 간극 형성편(7)의 선단부로부터 토출된 그리스 베이스 오일은, 베어링 그리스로서 사용되지 않고, 그리스 저장소 형성 부품(11)의 외표면에 부착되면서 유출되어 버리는 경우가 있다. 상기 테이퍼면(7aa)과 전동체(3) 사이의 거리 d1을, 전동체(3)에 접촉되지 않는 정도의 극소 간극인 0.2mm 이하로 한 경우에는, 전술한 그리스 저장소 형성 부품(11)의 외표면에 부착되면서 유출되어 버리는 오일을, 상기 극소 간극의 개소에서 전동체(3)의 표면에 부착시켜, 그리스로서 유효하 게 이용할 수 있다.

간극 형성편(11)의 선단부의 베어링 공간 측의 주위면은, 전술한 바와 같이 테이퍼면(7aa)으로 하는 대신에, 도 5의 변형예에 나타낸 바와 같이, 전동체(3)의 중심을 원호 중심으로 하는 단면이 원호형인 곡면(7aa´)으로 해도 된다. 그 경우도, 이 곡면(7aa´)과 전동체(3)와의 거리 d1´를 0.2mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 단면이 원호형인 곡면(7aa´)으로 한 경우에는, 이 곡면(7aa´)의 전체로 전동체(3)로의 오일의 전이가 행해지므로, 도 2와 같은 테이퍼면(7aa)으로 한 경우보다 효과적이다.

테이퍼면(7aa)와 원호형 곡면(7aa´)의 어느 것으로 한 경우도, 전술한 바와 같이 유출되는 오일을 전동체(3)에 부착시킬 수 있으므로, 그리스 저장소(9)로부터 간극 형성편(7)의 선단을 거쳐 토출된 그리스 베이스 오일을 그리스로서 낭비없이 이용할 수 있으므로, 베어링 윤활에 기여하는 유량이 증가하고, 윤활의 신뢰성의 향상, 윤활 수명의 장기화가 도모된다.

외륜(2)의 단차면(2b)의 축 방향 위치는, 도 4와 함께 전술한 바와 같이 접촉 타원(2e)과 간섭하지 않는 범위에서, 가능한 한 접촉 타원(2e)에 근접한 위치로 해도 된다. 접촉 타원(2e)과 간섭하지 않으면, 단차면(2b)을 외륜(2)의 궤도면(2a)에 있어서의 전동체(3)가 전주하는 부분에 접근해도, 베어링의 기능으로서 지장이 생기지 않는다. 이와 같이, 단차면(2b)의 위치를 가능한 한 외륜(2)의 궤도면(2a)에 있어서의 전주 부분에 접근시킴으로써, 그리스 저장소(9)로부터 간극 형성편(7)을 거쳐 공급되는 그리스를 양호한 효율로 베어링 내에 도입할 수 있다. 이로써, 외륜(2)의 전동체 전주면으로의 그리스 베이스 오일의 공급이 보다 확실해 지고, 베어링 윤활의 신뢰성 향상을 기대할 수 있다.

외륜 위치 결정 스페이서(10)와 외륜(2)의 맞댐면에는, 도 2와 같이 밀봉재(51)가이 개재되어 있으므로, 그리스 누출이 방지된다. 즉, 이들 외륜 위치 결정 스페이서(10)와 외륜(2)의 맞댐면은, 단지 밀접시킨 것뿐이라면, 그리스 저장소(9)의 그리스의 베이스 오일이 모세관 현상에 의해 누출될 우려가 있다. 이 베이스 오일의 누출이, 상기 밀봉재(51)에 의해 방지된다. 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)와 외륜 위치 결정 스페이서(10)의 접촉면에 있어서는, 전술한 바와 같이 접착제에 의한 접착으로 하거나, 또는 다른 밀봉제(도시하지 않음)를 개재시킴으로써, 베이스 오일의 누출이 방지된다.

이와 같이, 베어링 밖으로의 베이스 오일의 누출이 감소하므로, 윤활에 기여되는 유량이 증가함으로써, 윤활 수명의 향상이 도모된다.

도 3은, 상기 제1 실시예의 롤링 베어링을 사용한 공작 기계용 스핀들 장치의 예를 나타낸다. 이 공작 기계용 스핀들 장치에서는, 상기 롤링 베어링의 2개를, 배면 조합으로서 사용하고 있다. 2개의 롤링 베어링(23, 24)은, 하우징(22) 내에서 주축(21)의 양단을 회전 가능하게 지지한다. 각 롤링 베어링(23, 24)의 내륜(1)은, 내륜 위치 결정 스페이서(26) 및 내륜 스페이서(27)에 의해 위치결정되고, 내륜 고정 너트(29)에 의해 주축(21)에 체결 고정되어 있다. 외륜(2)은, 외륜 위치 결정 스페이서(10), 외륜 스페이서(30) 및 외륜 가압 커버(31, 32)에 의해 하우징(22) 내에 위치 결정 고정되어 있다. 하우징(22)은, 하우징 내통(22A)과 하우 징 외통(22B)을 결합시킨 것이며, 그 결합부에, 냉각을 위한 오일통과홈(33)이 형성되어 있다.

주축(21)은, 그 앞쪽의 단부(21a)에 공구 또는 공작물(도시하지 않음)을 착탈 가능하게 장착하는 척(도시하지 않음)이 설치되고, 뒤쪽의 단부(21b)는, 모터 등의 구동원이 회전 전달 기구(도시하지 않음)를 통하여 연결된다. 모터는, 하우징(22)에 내장해도 된다. 이 스핀들 장치는, 예를 들면, 머시닝 센터, 선반, 프라이즈반, 연삭반 등의 각종의 공작 기계에 적용할 수 있다.

이 구성의 스핀들 장치에 의하면, 제1 실시예의 롤링 베어링(23, 24)에 있어서의 그리스의 안정적인 공급, 고속화, 장기 수명화, 유지보수 프리화의 작용이, 효과적으로 발휘된다.

도 6은, 제1 실시예의 롤링 베어링의 또다른 변형예를 나타낸다. 이 변형예는, 도 1, 도 2에 나타낸 예에 있어서, 외륜 위치 결정 스페이서(10)에, 외륜(2)의 베어링 공간 측의 주위면인 내경면에 끼워맞추어지는 칼라부(10c)를 설치하고, 이 칼라부(10c)와 외륜(2)의 결합부에 밀봉재(53)를 개재시킨 것이다. 밀봉재(53)는 O링으로 이루어지고, 외륜(2)의 내경면에 형성된 환형 홈(54) 내에 끼워넣어져 있다. 그 외의 구성은 도 1, 도 2에 나타낸 예와 같다.

도 1의 예와 같이, 그리스 저장소 형성 부품(6)이 외륜 위치 결정 스페이서(10)와 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)로 구성되는 경우, 외륜 위치 결정 스페이서(10)와 외륜(2)이 분리 구조로 되므로, 조립성 등에서 문제가 생기는 경우가 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 외륜 위치 결정 스페이서(10)에 칼라부(10c)를 설치하여 외륜(2)에 결합시킴으로써, 비분리 구조로 되어, 조립성이 향상된다. 또, 칼라부(10c)와 외륜(2)의 결합부에 개재시킨 밀봉재(53)에 의해, 칼라부(10c)의 이탈 방지와, 그리스 저장소(9) 내의 그리스 베이스 오일의 베어링 밖으로의 누출 방지 효과가 얻어진다. 그러므로, 외륜 위치 결정 스페이서(10)와 외륜(2)과의 비분리가 보다 확실해 지고, 또 그리스 베이스 오일이 확실하게 외륜(2)의 궤도면(2a)에 공급될 수 있으므로, 베어링의 고속화, 윤활 수명의 연장을 기대할 수 있다.

도 7은, 제1 실시예의 롤링 베어링의 또다른 변형예를 나타낸다. 이 변형예는, 도 1, 도 2에 나타낸 예에 있어서, 외륜 위치 결정 스페이서(10)를 설치하는 대신에, 외륜(2)에, 그리스 저장소(9)의 형성용의 폭방향으로 연장되는 궤도륜 연장부(2f)를 설치한 것이다. 그리스 저장소(9)는, 외륜(2)의 상기 궤도륜 연장부(2f)와 이 궤도륜 연장부(2f)의 베어링 공간 측에 설치한 일체의 그리스 저장소 형성 부품(6A)으로 형성된다. 이 경우, 그리스 저장소 형성 부품(6A)의 전체가, 도 1의 예의 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)로 구성된다. 그리스 저장소 형성 부품(6A)은, 그 베어링 내와 반대측의 측벽부(11a)가, 궤도륜 연장부(2f)의 내경면에 설치된 위치결정용 단차면(2g)에 맞닿고, 또한 위치결정용 단차면(2g)의 근방에 설치된 정지 환형 홈(55)에 끼워맞추어지는 멈춤환(56)에 의해, 외륜(2)에 대하여 정규의 축 방향 위치에 위치 결정 상태로 고정된다. 그리스 저장소 형성 부품(6A)의 측벽부(11a)의 베어링 밖으로 향한 면에 있어서의 외경 주위에는, 테이퍼형의 커팅부(58)가 설치되고, 이 커팅부(58)와 멈춤환(56) 사이에, 밀봉재(57)가 개재되 어 있다. 밀봉재(57)는 O링으로 이루어진다.

내륜(1)의 폭은, 도시한 바와 같이, 외륜(2)의 궤도륜 연장부(2f)를 포함하는 폭과 같은 폭이라도 되고, 또 궤도륜 연장부(2f)를 가지고 있지 않은 폭이라도 된다.

이와 같이, 그리스 저장소 형성용의 궤도륜 연장부(2f)를 설치하여 상기 외륜 위치 결정 스페이서(10)에 상당하는 부분을 외륜(2)과 일체화 시켰을 경우, 별체의 스페이서를 설치한 경우와 같은 오일 누출이 생기는 맞댐면이 없어진다. 그러므로, 상기 맞댐면으로부터의 그리스 베이스 오일의 누출의 문제가 생기지 않는다. 또, 스페이서 상당 부분으로 되는 궤도륜 연장부(2f)를 외륜(2)과 일체화하여 그리스 저장소(9)를 설치하였으므로, 베어링의 조립성이 양호해지는 동시에, 부품수의 삭감에 의해 조립 정밀도의 향상을 기대할 수 있다.

도 8 및 도 9는, 제1 실시예의 롤링 베어링의 또다른 변형예를 나타낸다. 이 변형예는, 도 1, 도 2에 나타낸 예에 있어서, 그리스 저장소 형성 부품(6)의 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)의 내주면과 내륜(1)의 외주면에, 서로 미소 간극 d2를 통하여 대향하고 또한 베어링 중심 측이 대경으로 되는 경사 각도α의 테이퍼면부(6h, 1h)를 형성한 것이다. 내륜(1)의 테이퍼면부(1h)는, 내륜(1)의 폭면으로부터 궤도면(1a)의 부근까지 뻗고, 이 테이퍼면부(1h)에 있어서의 대경 측의 에지(1ha)는, 지지기(4)의 폭 내의 내경 측에 위치하고 있다. 그 외의 구성은 도 1, 도 2에 나타낸 예와 같다.

도 9에 있어서, 화살표는 그리스 중의 분리 오일의 흐름을 나타내고 있다. 그리스 저장소(9)로부터 외륜(2)의 단차면(2b)과 간극 형성편(7)의 선단 사이의 간극(15)으로부터 유출된 그리스 베이스 오일은, 일부가 직접 외륜(2)의 궤도면(2a)에 유입되어 그리스로서 제공되지만, 일부의 베이스 오일은 베어링 내에 유입되지 않고, 주위의 공기류에 의해, 화살표와 같이, 그리스 저장소 형성 부품(6)의 외표면에 부착되면서 흘러 내륜(1)의 외경면으로 이동한다. 내륜(1)의 외경면에는 전술한 바와 같이 테이퍼면부(1h)가 형성되어 있으므로, 그리스 저장소 형성 부품(6)의 테이퍼면부(6h)와 미소한 간극 d2를 통하여 중첩되도록 대향하고 있다.

그러므로, 그리스 저장소 형성 부품(6)의 외표면을 따라 내륜(1) 측으로 흐른 오일은, 내륜(1)의 회전에 따른 간극 d2의 양단의 압력차(대경 측＜소경 측)에 의해 베어링 밖으로의 유출이 방지된다. 또, 대면부로 이동한 오일이 내륜(1)의 외경면에 부착됨으로써, 오일의 표면 장력과 오일에 작용하는 원심력에 의해 테이퍼면부(1h)의 대경 측으로 이동하고, 그 에지부(1ha)로부터 지지기(4)의 내경면으로 비산된다. 이 비산된 오일이 지지기(4)에서 받아지게 되므로, 베어링 그리스로서 이용된다. 그러므로, 베어링 밖으로의 유출유량이 감소하고, 그리스에 기여하는 유량이 증가함으로써, 윤활 수명의 연장이 도모된다.

이 구성에 있어서, 테이퍼면부(1h)의 경사 각도α는, 테이퍼면부(1h) 상에서 오일의 부착 이동이 가능하도록, 베어링의 사용 최고 회전수 및 오일의 표면 장력으로 결정된다. 또, 간극 d2는, 운전 중의 내륜 외경면의 팽창량, 및 그리스 저장소 형성 부품(6)의 내경면으로 이동한 오일이 내륜(1) 측으로 전이 가능한 양을 고려하여 결정한다. 예를 들면, 내륜 φ100mm의 베어링을 1500rpm로 사용하는 것으 로 한 경우, α는 15°, d2는 0.2mm 정도로 된다.

도 10의 변형예는, 베어링의 윤활을 보다 확실하게 하기 위하여, 도 8, 도 9의 변형예에 있어서, 내륜(1)의 테이퍼면부(1h)의 대경 측의 에지(1ha)를, 전동체(3)의 베어링 축 방향 폭 내에 위치시킨 것이다. 전동체(3)는, 이 실시예에서는 볼이므로, 전동체(3)의 직경 내에 상기 에지(1ha)를 위치시키고 있다.

이 구성의 경우, 내륜 테이퍼면부(1h)의 대경 측 에지(1ha)로부터 비산된 오일이, 전동체(3)에 직접 부착되어, 베어링의 윤활이 보다 한층 확실해진다.

도 11의 변형예는, 도 8, 도 9의 변형예를, 베어링 자세를 종형으로 하는 경우에, 그리스 저장소 형성 부품(6)의 외표면을 전해져 유출되는 오일을 보다 효과적으로 내륜(1)의 외경의 테이퍼면부(1h)에 부착시키기 위한 구성을 나타낸다. 그 구성으로서, 이 변형예에서는, 그리스 저장소 형성 부품(6)에 있어서의 그리스 저장소 형성 부품 본체(11)를 구성하는 베어링 내측의 측벽부(11b)의 외면(11ba)을, 경사 각도θ의 경사면으로 하고 있다. 이 경사면으로 이루어지는 외면(11ba)의 경사의 방향은, 소경 측 즉 내륜(1) 측이, 베어링 폭의 중심으로부터 이격되는 방향이다. 경사 각도θ는, 오일의 흐름을 고려하여 5~10°로 하고 있다. 이 예에서는, 그리스 저장소 형성 부품(6)이 전동체(3)보다 아래쪽에 위치하는 경우를 나타내고 있지만, 그리스 저장소 형성 부품(6)이 전동체(3)의 위쪽에 위치하는 경우도, 외면(11ba)을 상기와 마찬가지로 경사면으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 그리스 저장소 형성 부품(6)의 측벽부(11b)의 외면(11ba)을 경사면으로 함으로써, 그리스 저장소 형성 부품(6)의 외표면을 거쳐 유출되는 오일이 보다 효과적으로 내륜(1)의 외경의 테이퍼면부(1h)에 부착된다.

도 12는, 본 발명의 제2 실시예를 나타낸다. 제2 실시예의 롤링 베어링은, 도 1에 나타낸 제1 실시예의 롤링 베어링에 있어서, 상기 유로(14)에 베이스 오일 이동 매체(8) 개재시킨 것이다. 베이스 오일 이동 매체(8)는, 유로(14) 내에서 모세관 현상에 의해 그리스의 베이스 오일이 틈(15)(δ)에 공급되는 것을 촉진시키는 것이다. 베이스 오일 이동 매체(8)에는 종이 또는 직포 등을 사용할 수 있다.

이 구성의 경우 간극(15)으로부터 전동체 접촉부로의 그리스 베이스 오일의 이동이, 베이스 오일 이동 매체(8)의 모세관 현상에 의해 보다 촉진된다. 그러므로, 그리스 베이스 오일의 이동이 양호하고 또한 확실해 지고, 그 이동량을 보다 증가시킬 수 있다. 또, 베이스 오일 이동 매체(8)의 재질이나 원주 길이 등을 선정함으로써, 그리스 베이스 오일의 공급량의 조정이 가능해지고, 베어링의 운전 조건에 적합한 조정이 보다 용이해진다.

도 13은, 본 발명의 제3 실시예를 나타낸다. 제3 실시예의 롤링 베어링은, 도 1에 나타낸 제1 실시예의 롤링 베어링에 있어서, 그리스 저장소 형성 부품(6), 간극 형성편(7) 등으로 구성되는 그리스 공급 수단(16)과는 별도로, 축 방향의 다른 쪽에, 베어링 내의 미스트를 회수하여 응집 상태로 하여 외륜 궤도면(2a)의 부근으로 되돌리는 미스트 회수 재생 수단(35)을 설치한 것이다.

미스트 회수 재생 수단(35)은, 운전 중에 베어링 내에 발생하는 그리스의 미스트를 회수하는 회수 수단(36)과, 이 회수 수단(36)에 의해 회수된 미스트를 내륜(1)의 회전에 의한 공기류를 이용하여 응집함으로써 오일 상태로 하여, 궤도 면(1a, 2a)에 보내는 응집 이송 수단(37)을 구비한다.

상기 회수 수단(36)은, 내륜(1)의 외경면에 형성된 테이퍼면(1b)과, 이 테이퍼면(1b)의 외주에 위치하여 테이퍼면(1b)과의 사이에 미스트 회수 공간(39)을 형성하는 미스트 회수 부품(38)과, 이 미스트 회수 부품(38)에 설치되어 베어링 내의 미스트 부유 공간(41)으로부터 상기 미스트 회수 공간(39)에 연통된 연통로(40)로 구성된다. 내륜(1)의 상기 테이퍼면(1b)은, 내륜(1)의 베어링 배면측의 외경면에 있어서의 폭 방향 단부의 부근에 설치되고, 궤도면(1a) 측이 대경으로 되도록 형성되어 있다.

미스트 회수 부품(38)은, 내륜(1)과 동심형의 원통부(38a)와, 이 원통부(38a)의 일단부로부터 외경 측으로 연장되는 칼라형 장착부(38b)로 이루어지는 단면이 대략 L자형의 부재로서, 외륜(2)의 베어링 배면측의 폭면에 접하여 설치되는 링형의 회수 부품 고정 부재(42)의 내경면에 칼라형 장착부(38b)가 접착 고정되는 것에 의해, 외륜(2)에 대하여 축방향으로 배열하여 설치된다. 회수 부품 고정 부재(42)로의 미스트 회수 부품(38)의 고정은, 접착 이외에 스냅링 등으로 행해도 된다. 이 미스트 회수 부품(38)이 내륜(1)의 상기 테이퍼면(1b)의 외주에 대향하여 배치됨으로써, 테이퍼면(1b)와 미스트 회수 부품(38)의 내경면(38c) 사이에, 환형으로 테이퍼형 단면 형상의 미스트 회수 공간(39)이 형성된다.

구체적으로는, 미스트 회수 부품(38)의 내경면(38c)은, 베어링으로부터 이반되는 단부 측을 소경부(38ca)로 하고, 이 소경부(38ca)로부터 베어링 가까이의 부분이 소경부(38ca)에 대하여 단차를 이루는 대경부(38cb)로 된다. 상기 미스트 회 수 공간(39)은, 내륜(1)의 테이퍼면(1b)과 내륜(1)의 베어링 배면측의 폭면에 접하는 내륜 스페이서(43)의 외경면(43a)과, 미스트 회수 부품(38)의 내경면 대경부(38cb)로 에워싸인 공간이다. 미스트 회수 부품(38)의 내경면 대경부(38cb)의 조도(粗度) 즉 거칠기는 Ra 2~7 정도로 된다. 이로써, 미스트 회수 부품(38)으로서 선삭(旋削) 가공품이나 강판에 의한 프레스 가공품, 또는 수지제의 성형 가공품을 사용할 수 있다. 상기 테이퍼면(1b)의 축방향에 대한 경사 각도는, 베어링 내측 방향(전동체 방향)으로 미스트 흐름이 발생하는 각도로 된다.

상기 응집 이송 수단(37)은, 내륜(1)의 외경면에 있어서의 궤도면(1a)의 근방에 형성된 단차면(1c)과, 이 단차면(1c)의 소경 측단으로부터 상기 테이퍼면(1b)으로 계속되는 외경면 부분(1d)과, 응집 간극 형성체(49)로 된다. 응집 간극 형성체(49)는, 내륜 외경면 부분(1d)의 외주 및 상기 단차면(1c)에 각각 간극을 통하여 대향하는 내경면 및 선단면을 가지고, 외륜(2)과 함께 고정 상태로 설치되는 것이며, 미스트 회수 부품(38)의 원통부(38a)의 선단측에 계속되는 부분에 의해 구성된다. 상기 단차면(1c)은, 베어링 배면측에서 궤도면(1a)에 계속되어, 궤도면(1a) 측이 대경으로 되는 면으로서, 전동체(3)의 폭 내의 부분, 즉 전동체(3)의 바로 아래에 설치된다.

응집 간극 형성체(49)에 있어서의 내륜 단차면(1c)에 대향하는 선단부의 외경면은, 부착된 그리스가 전동체(3)에 접촉 가능하도록 그리스를 부착 상태로 유지하는 테이퍼면이다. 원통부(38a)의 외주의 테이퍼면은, 응집 이송 수단(37)에 의해 응집된 오일 상태의 미스트를 양호한 효율로 미스트 회수 공간(39)에 안내하는 역할을 담당한다.

미스트 회수 부품(38)의 원통부(38a)에 있어서의 테이퍼면에 계속되어 베어링으로부터 이반되는 측의 외경면은, 내경 측이 오목한 요함부(凹陷部)(38d)로 되고, 이 요함부(38d)로부터 내경면 대경부(38cb)에 관통하여 상기 연통로(40)가 형성되어 있다. 연통로(40)는, 미스트 회수 부품(38)의 원주 방향의 복수 개소에 형성된 내외로 관통하는 관통공으로 이루어진다. 미스트 회수 부품(38)의 상기 요함부(38d), 칼라형 장착부(38b), 및 회수 부품 고정 부재(42)로 둘러싸이는 공간은, 베어링 내의 미스트 부유 공간(41)에 연속되는 공간으로서, 상기 미스트 회수 공간(39) 전단(前段)의 회수 공간인 전단 미스트 회수 공간(44)을 구성한다.

상기 구성의 롤링 베어링에 의하면, 그리스 공급 수단(16)에 의한 그리스 저장소(9) 내의 그리스 공급과 미스트 회수 재생 수단(35)에 의한 미스트화된 그리스의 재이용이 행해지고, 양 수단(16, 35)의 상승 효과에 의해, 베어링 내에 밀봉한 그리스만을 사용하여 고속화와 장기 수명화, 유지보수 프리가 달성된다. 상기 미스트 회수 재생 수단(35)의 구체적인 작용을 이하에 설명한다.

그리스 밀봉된 베어링의 내륜(1)이 회전하면, 내외륜(1, 2)의 궤도면(1a, 2a)에서는, 전주하는 전동체(3)와의 접촉에 의해 그리스 중의 베이스 오일의 일부가 미스트화되어 베어링 내의 미스트 부유(浮遊) 공간(41)에 부유한다. 이같이 하여 발생한 미스트는, 전동체(3)의 공전에 의한 기류에 의해, 베어링 내에서 회전하면서 도 5 중의 화살표 방향으로 이동하고, 회수 부품 고정 부재(42)와 미스트 회수 부품(38)로 둘러싸여 구성되는 전단 미스트 회수 공간(44)에 유입된다. 전단 미스트 회수 공간(44)과 미스트 회수 공간(39)은 연통로(40)에 의해 연통되어 있으므로, 양 공간(44, 39)의 압력차에 의해 전단 미스트 회수 공간(44)의 미스트는 다시 미스트 회수 공간(39)에 유입된다.

미스트 회수 공간(39) 내의 미스트는, 내륜 테이퍼면(1b)의 회전에 의한 펌핑 작용으로, 미스트 회수 공간(39)의 베어링 내부 방향으로 가속되면서 빨려 들여간다. 이와 같이, 미스트 부유 공간(41)에 부유하는 미스트를, 간단한 회수 수단(36)의 구성에 의해 양호한 효율로 회수할 수 있다. 그 결과, 내륜 외경면 부분(1d)에 대향하는 미스트 회수 부품(38)의 내경면 대경부(38cb)에 미스트가 부딪치면서 이동하여, 미스트의 응집이 생긴다.

응집된 미스트는 오일 상태로 되어 내경면 대경부(38cb)에 부착된다. 부착된 오일은, 미스트 회수 부품 원통부(38a)와 내륜(1) 사이의 간극의 공기류에 의해 베어링 내부 방향으로 이동하고, 미스트 회수 부품 원통부(38a)의 선단의 간극으로부터 베어링 그리스로서 베어링 내에 토출된다.

그리고, 이와 같은 미스트의 움직임을 촉구하는 구성으로서, 내륜(1)의 외경면은, 단차면(1c)의 소경 단으로부터 폭면 측에 걸쳐서 테이퍼면(1b)을 형성하고, 도중의 원통면상의 외경면 부분(1d)을 생략해도 된다.

직경 방향의 토출 간극을 구성하는 내륜 단차면(1c)은, 내륜(1)의 궤도면(1a)에 계속되어 전동체(3)의 폭 내에 형성되어 있으므로, 내륜 궤도면(1a)으로의 오일 토출이 보다 효과적으로 행해진다. 베어링 내로의 오일 토출을 확실하게 행하기 위하여, 응집 간극 형성체(49)의 외경면으로 이루어지는 테이퍼면의 전체 둘레에 그리스를 부착시켜, 오일 토출의 실제 간극을 작게 하는 것이 바람직하다. 미스트 회수 부품(38)의 외경면으로의 그리스 부착은, 그리스의 초기 밀봉 상태로 운전함으로써 생기는 퇴적에 의한 것이라도 된다.

이와 같이, 이 롤링 베어링에 있어서의 미스트 회수 재생 수단(35)의 윤활 작용에서는, 그리스 윤활에 있어서 운전 중에 생기는 베이스 오일 미스트를 회수하여 재이용하므로, 윤활 수명의 연장이 가능해진다. 또, 종래의 내륜 회전에 의해 외부로부터 그리스 보급을 행하는 것과 상이하고, 밀봉된 그리스를 순환 사용하고,약간의 그리스로 윤활을 행하므로, 그리스가 공급 과다로 되어 교반 저항에 의한 온도 상승의 원인으로 되지 않아, 회전의 고속화가 가능해진다.

또, 제3 실시예에서는, 그리스 공급 수단(16)에 있어서의 그리스 저장소 형성 부품(6), 및 상기 미스트 회수 재생 수단(35)에 있어서의 회수 수단(36)의 양쪽이 외륜(2)에 대하여 축방향으로 인접하여 형성되어 있으므로, 외륜 폭 내에 수용되는 경우에 비하여, 그리스 공급 수단(16)에 의한 그리스 공급 작용 영역이나, 미스트 회수 재생 수단(35)에 의한 미스트 회수 작용 영역을 넓게 확보할 수 있어, 이들 작용을 효과적으로 행하게 할 수 있다.

그리고, 상기 각 실시예는, 외륜(2)이 고정측 궤도륜인 경우에 대하여 설명하였으나, 상기 각 실시예 중, 도 1~도 7에 나타낸 제1 실시예의 각 예, 및 도 12에 나타낸 제2 실시예는, 내륜(1)이 고정측 고리의 경우에도, 상기와 마찬가지로 적용할 수 있다.

또, 도 1~도 11에 나타낸 제1 실시예의 각 예, 및 도 13에 나타낸 제3 실시 예에 있어서, 도 12의 제2 실시예와 같이, 베이스 오일 이동 매체(8)를 개재시켜도 된다.

전술한 바와 같이, 도면을 참조하면서 바람직한 실시예를 설명하였으나, 당업자이면, 본건 명세서를 보고, 자명한 범위 내에서 각종의 변경 및 수정을 용이하게 상정할 것이다. 따라서, 그와 같은 변경 및 수정은, 첨부한 특허청구의 범위로부터 정해지는 본 발명의 범위 내의 것으로 해석된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 베어링 내에 밀봉한 그리스만을 사용하여 고속화와 장기 수명화, 유지보수 프리화, 및 안정된 그리스 공급이 가능한 롤링 베어링을 제공할 수 있다.

Claims (29)

1. 내륜, 외륜, 및 이들 내외륜의 궤도면 사이에 개재된 복수개의 전동체(轉動體)를 가지는 롤링 베어링(rolling bearing)으로서,

   궤도륜인 내륜 및 외륜 중, 회전하지 않는 고정측 궤도륜에, 궤도면에 계속되는 단차면(段差面)을 전동체로부터 이격되는 방향으로 형성하고, 선단이 상기 단차면에 간극을 통하여 대면하여 주위벽과 상기 고정측 궤도륜 사이에 유로(流路)를 형성하는 간극 형성편을 설치하고, 상기 유로에 연통되는 그리스(grease) 저장소를 설치하고,

   상기 단차면과 간극 형성편의 선단 사이의 간극을, 그리스의 베이스 오일을 항상 보유 가능하고, 또한 베어링의 회전에 의해 생기는 베이스 오일의 체적 팽창 및 궤도면 부근의 공기류에 의해 상기 베이스 오일을 궤도면에 공급 가능한 치수로 한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
2. 내륜, 외륜, 및 이들 내외륜의 궤도면 사이에 개재한 복수개의 전동체를 가지는 롤링 베어링으로서,

   궤도륜인 내륜 및 외륜 중, 회전하지 않는 고정측 궤도륜에, 궤도면에 계속되는 단차면을 전동체로부터 이격되는 방향으로 설치하고, 선단이 상기 단차면에 간극을 통하여 대면하여 주위벽과 상기 고정측 궤도륜 사이에 유로를 형성하는 간극 형성편을 설치하고, 상기 유로에 연통되는 그리스 저장소를 설치하고,

   상기 그리스 저장소로부터 상기 간극 형성편의 유로에 그리스의 베이스 오일이 공급되는 것을 촉진시키는 베이스 오일 이동 매체를 개재시킨 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
3. 제2항에 있어서,

   상기 베이스 오일 이동 매체는 종이 또는 직포인 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
4. 제1항에 있어서,

   고정 측의 궤도륜은 외륜인 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
5. 제2항에 있어서,

   고정 측의 궤도륜은 외륜인 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
6. 제1항에 있어서,

   상기 궤도면에 대하여 축 방향의 한쪽에 상기 그리스 저장소를 설치하고, 다른 쪽에 베어링 내의 미스트(mist)를 회수하여 응집 상태로 하여 상기 궤도면의 부근으로 되돌리는 미스트 회수 재생 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
7. 제2항에 있어서,

   상기 궤도면에 대하여 축 방향의 한쪽에 상기 그리스 저장소를 설치하고, 다른 쪽에 베어링 내의 미스트를 회수하여 응집 상태로 하여 상기 궤도면의 부근으로 되돌리는 미스트 회수 재생 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
8. 제1항에 있어서,

   상기 베어링은 앵귤러(angular) 볼 베어링이며, 상기 단차면은 궤도면에 있어서의 접촉각이 생기는 방향과 반대측의 둘레부에 이어서 형성된 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
9. 제2항에 있어서,

   상기 베어링은 앵귤러 볼 베어링이며, 상기 단차면은 궤도면에 있어서의 접촉각이 생기는 방향과 반대측의 둘레부에 이어서 형성된 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
10. 제1항에 있어서,

    상기 그리스 저장소는 그리스 저장소 형성 부품에 의해 설치된 것이며, 상기 그리스 저장소 형성 부품은 상기 고정측 궤도륜에 인접하여 설치된 스페이서와, 상기 스페이서의 내주측 및 외주측 중 베어링 공간 측에 설치된 그리스 저장소 형성 부품 본체로 이루어지고, 상기 스페이서와 상기 고정측 궤도륜의 맞댐면에 밀봉재 를 개재시킨 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
11. 제2항에 있어서,

    상기 그리스 저장소는 그리스 저장소 형성 부품에 의해 설치된 것이며, 상기 그리스 저장소 형성 부품은 상기 고정측 궤도륜에 인접하여 설치된 스페이서와, 상기 스페이서의 내주측 및 외주측 중 베어링 공간 측에 설치된 그리스 저장소 형성 부품 본체로 이루어지고, 상기 스페이서와 상기 고정측 궤도륜의 맞댐면에 밀봉재를 개재시킨 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
12. 제1항에 있어서,

    상기 그리스 저장소는 그리스 저장소 형성 부품에 의해 설치된 것이며, 상기 그리스 저장소 형성 부품은 상기 고정측 궤도륜에 인접하여 설치된 스페이서와, 상기 스페이서의 내주측 및 외주측 중 베어링 공간 측에 설치된 그리스 저장소 형성 부품 본체로 이루어지고, 상기 스페이서에 상기 고정측 궤도륜의 베어링 공간 측의 주위면에 끼워맞추어지는 칼라부(collar portion)를 설치하고, 상기 칼라부와 고정측 궤도륜의 결합부에 밀봉재를 개재시킨 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
13. 제2항에 있어서,

    상기 그리스 저장소는 그리스 저장소 형성 부품에 의해 설치된 것이며, 상기 그리스 저장소 형성 부품은 상기 고정측 궤도륜에 인접하여 설치된 스페이서와, 상 기 스페이서의 내주측 및 외주측 중 베어링 공간 측에 설치된 그리스 저장소 형성 부품 본체로 이루어지고, 상기 스페이서에 상기 고정측 궤도륜의 베어링 공간 측의 주위면에 끼워맞추어지는 칼라부를 설치하고, 상기 칼라부와 고정측 궤도륜의 결합부에 밀봉재를 개재시킨 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
14. 제1항에 있어서,

    상기 고정측 궤도륜에 그리스 저장소 형성용의 폭방향으로 연장되는 궤도륜 연장부를 설치하고, 상기 그리스 저장소를 상기 궤도륜 연장부와 이 궤도륜 연장부의 베어링 공간 측에 설치한 일체의 그리스 저장소 형성 부품으로 형성한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
15. 제2항에 있어서,

    상기 고정측 궤도륜에 그리스 저장소 형성용의 폭방향으로 연장되는 궤도륜 연장부를 설치하고, 상기 그리스 저장소를 상기 궤도륜 연장부와 이 궤도륜 연장부의 베어링 공간 측에 설치한 일체의 그리스 저장소 형성 부품으로 형성한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
16. 제1항에 있어서,

    상기 간극 형성편의 선단부의 단면에 계속되는 베어링 공간 측의 주위면을 전동체에 근접한 테이퍼면으로 하고, 상기 테이퍼면과 전동체의 거리를 0.2mm 이하 로 한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
17. 제2항에 있어서,

    상기 간극 형성편의 선단부의 단면에 계속되는 베어링 공간 측의 주위면을 전동체에 근접한 테이퍼면으로 하고, 상기 테이퍼면과 전동체의 거리를 0.2mm 이하로 한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
18. 제1항에 있어서,

    상기 간극 형성편의 선단부의 단면에 계속되는 베어링 공간 측의 주위면을 전동체의 중심을 원호 중심으로 하는 단면이 원호형인 곡면으로 하고, 상기 곡면과 전동체의 거리를 0.2mm 이하로 한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
19. 제2항에 있어서,

    상기 간극 형성편의 선단부의 단면에 계속되는 베어링 공간 측의 주위면을 전동체의 중심을 원호 중심으로 하는 단면이 원호형인 곡면으로 하고, 상기 곡면과 전동체의 거리를 0.2mm 이하로 한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
20. 제1항에 있어서,

    상기 고정측 궤도륜이 외륜으로서, 상기 그리스 저장소는 외륜 또는 외륜에 인접하는 스페이서의 내주에 설치된 그리스 저장소 형성 부품에 의해 설치된 것이 며, 상기 그리스 저장소 형성 부품의 내주면과 내륜의 외주면에 서로 미소 간극을 통하여 대향하고 또한 베어링 중심 측이 대경인 테이퍼면부를 형성한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
21. 제2항에 있어서,

    상기 고정측 궤도륜이 외륜으로서, 상기 그리스 저장소는 외륜 또는 외륜에 인접하는 스페이서의 내주에 설치된 그리스 저장소 형성 부품에 의해 설치된 것이며, 상기 그리스 저장소 형성 부품의 내주면과 내륜의 외주면에 서로 미소 간극을 통하여 대향하고 또한 베어링 중심 측이 대경인 테이퍼면부를 형성한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
22. 제20항에 있어서,

    상기 내륜의 상기 테이퍼면부에 있어서의 대경 측의 에지를 상기 전동체를 지지하는 지지기(retainer)의 폭 내의 내경 측에 위치시킨 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
23. 제21항에 있어서,

    상기 내륜의 상기 테이퍼면부에 있어서의 대경 측의 에지를 상기 전동체를 지지하는 지지기의 폭 내의 내경 측에 위치시킨 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
24. 제20항에 있어서,

    상기 내륜의 상기 테이퍼면부에 있어서의 대경 측의 에지를 전동체의 베어링 축 방향 폭 내에 위치시킨 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
25. 제21항에 있어서,

    상기 내륜의 상기 테이퍼면부에 있어서의 대경 측의 에지를 전동체의 베어링 축 방향 폭 내에 위치시킨 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
26. 제20항에 있어서,

    축심(軸心)을 세로 방향으로 하여 사용되는 롤링 베어링이며, 상기 그리스 저장소 형성 부품은 베어링 폭의 중심 측으로 향하고 또한 외경측단으로부터 상기 간극 형성편이 계속되는 측벽부를 가지고, 상기 측벽부의 외면을 소경 측이 베어링 폭의 중심으로부터 이격되는 방향으로 경사지는 경사면으로 한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
27. 제21항에 있어서,

    축심을 세로 방향으로 하여 사용되는 롤링 베어링이며, 상기 그리스 저장소 형성 부품은 베어링 폭의 중심 측으로 향하고 또한 외경측단으로부터 상기 간극 형성편이 계속되는 측벽부를 가지고, 상기 측벽부의 외면을 소경 측이 베어링 폭의 중심으로부터 이격되는 방향으로 경사지는 경사면으로 한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
28. 제1항에 있어서,

    상기 고정측 궤도륜의 상기 단차면의 폭 방향 위치를 상기 고정측 궤도륜의 전동체에 대한 접촉 타원과 간섭하지 않는 범위에서 상기 접촉 타원에 근접하는 위치로 한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.
29. 제2항에 있어서,

    상기 고정측 궤도륜의 상기 단차면의 폭 방향 위치를 상기 고정측 궤도륜의 전동체에 대한 접촉 타원과 간섭하지 않는 범위에서 상기 접촉 타원에 근접하는 위치로 한 것을 특징으로 하는 롤링 베어링.

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