KR20140033427A

KR20140033427A - 롤링 베어링

Info

Publication number: KR20140033427A
Application number: KR1020137033508A
Authority: KR
Inventors: 후토시 고스기
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2014-03-18
Also published as: CN105605101B; CN103635708A; DE112012002734B4; CN103635708B; JP2013015152A; DE112012002734T5; JP5917030B2; CN105605101A; KR101968714B1; WO2013002252A1

Abstract

공작 기계 주축 등의 지지에 사용되는 롤링 베어링에 있어서, 외륜(2)에, 베어링 공간 내를 관통하는 에어 오일 윤활용의 급유공(5)을 형성한다. 외륜(2)의 폭면의 양쪽에, 베어링의 축 방향 내측으로 오목한 에어 오일 배기용의 절결 오목부(9)를, 내경면(2b)으로부터 외경면(2c)에 걸쳐서 형성하였다. 또한 외륜(2)의 외경면에, 급유공(5)에 연통되는 원주홈(6)을 형성하는 동시에, 이 외륜(2)의 외경면에서의, 원주홈(6)의 양측 위치에, 각각 환형 홈(7, 7)을 형성하고, 각각의 환형 홈(7)에 각각 환형의 실링 부재(8)를 설치하였다.

Description

롤링 베어링{ROLLING BEARING}

본 출원은, 2011년 6월 30일자 일본특허출원 제2011―146142호의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조에 의해 본원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다.

본 발명은, 예를 들면, 공작 기계 주축(主軸) 등의 지지에 사용되는 롤링 베어링에 관한 것이다.

도 16은, 종래의 노즐 스페이서를 가지는 롤링 베어링의 종단면도이다. 이 롤링 베어링에서는, 스페이서(70)에 배기용 절결(切缺; notch)(71, 71)을 형성하여, 베어링의 윤활에 제공된 윤활제가 배기용 절결(71, 71)로부터 베어링 외부로 배출된다. 롤링 베어링에 있어서, 외륜에 외경부(外徑部)로부터 내경부(內徑部)로 연통되는 급유공을 형성하고, 이 급유공으로부터 급유하는 방식이 있다(특허 문헌 1). 이 방식에서는, 베어링을 배면 조합(back-to-back)에 의해 사용하는 경우에, 에어 오일 배기를 위한 배기구(절결;cutout)를 형성한 스페이서를, 베어링 사이에 설치할 필요가 있다.

일본국 실용신안등록출원 공개 소63―180726호 공보

도 17에 나타낸 외륜(72)에 급유공(73)을 형성한 베어링을, 도 18에 나타낸 바와 같이, 배면 조합에 의해 스페이서 없이 사용하면, 베어링 사이에 에어 오일 배출을 위한 배기구가 없기 때문에, 운전 중에 베어링 내부에서 윤활유의 체류나 말려들어감이 생겨, 온도의 불안정화나 최악의 경우에는 과도한 승온(昇溫)에 이를 가능성이 있다.

본 발명의 목적은, 외륜에 급유공을 형성한 베어링을 스페이서 없이 조합시켜 사용하는 경우에, 베어링 공간 내로 공급한 에어 오일을, 베어링 외부로 원활하게 배출할 수 있는 롤링 베어링을 제공하는 것이다.

본 발명의 롤링 베어링은, 내륜 및 외륜의 전주면(轉走面) 사이에 전동체(轉動體)를 개재(介在)시킨 롤링 베어링으로서, 상기 외륜에, 베어링 공간 내를 관통하는 에어 오일 윤활용의 급유공을 형성하고, 상기 외륜의 폭면 중 어느 한쪽 또는 양쪽에, 베어링의 축 방향 내측으로 오목한 에어 오일 배기용의 절결 오목부를, 내경면으로부터 외경면에 걸쳐서 형성한 것이다.

이 구성에 의하면 에어 오일이, 베어링 외부로부터 외륜의 급유공을 통해 베어링 공간 내로 공급되고, 베어링의 윤활에 제공된다. 그 후, 에어 오일은 외륜의 절결 오목부로부터 원활하게 배기된다. 이와 같이 베어링 공간 내로 공급한 에어 오일을, 베어링 공간 내에 체류시키지 않고, 베어링 외부로 원활하게 배출할 수 있다. 그러므로, 운전 중, 베어링 온도가 불안정하게 변위하거나 과도하게 승온하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 배기용의 절결을 형성한 스페이서가 불필요해지므로, 베어링끼리를 인접하여 조합시켜 사용하는 것이 가능해진다. 이 경우, 예를 들면, 주축 전방에 베어링을 집중하여 배치할 수 있으므로, 종래와 같이 스페이서를 베어링 사이에 설치한 경우와 비교하여, 주축 강성(剛性)이 높아지는 장점이 있다.

상기 외륜의 외경면에, 급유공에 연통되는 원주홈을 형성하는 동시에, 이 외륜의 외경면에서의, 상기 원주홈의 양측 위치에, 각각 환형(環形) 홈을 형성하고, 각각의 환형 홈에 각각 환형의 실링 부재를 설치해도 된다. 이들 환형의 실링 부재에 의해, 외륜의 외경면으로부터 에어 오일이 뜻하지 않도록 누출되는 것을 방지할 수 있다.

복수의 롤링 베어링의 조합 시에, 각 베어링의 절결 오목부의 원주 방향의 위상을 같은 위상으로 배치해도 된다. 이 경우, 절결 오목부의 배출 면적 즉 단면적(斷面績)을 크게 확보할 수 있다. 이로써, 각 베어링에 있어서 윤활에 제공된 에어 오일은, 인접하는 베어링의 베어링 공간 내로 거의 이동하지 않고 절결 오목부로부터 신속하게 배출된다. 이와 같이 에어 오일에 대하여 효과적인 배기 및 배유(排油) 흐름을 실현할 수 있다. 따라서, 베어링 온도의 불안정한 변위를 확실하게 해소할 수 있다.

상기 외륜의 내경면을, 전주면 측으로부터 폭면 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면(斷面) 형상으로 형성해도 된다. 베어링 운전 중, 베어링 공간 내에서 윤활에 제공된 에어 오일은, 내륜 회전에 의한 원심력, 이 원심력에 따른 배기 및 배유 흐름에 의해, 내륜측으로부터 외륜측을 향한다. 에어 오일의 일부는, 외륜의 내경면에서 체류하는 경우가 있지만, 외륜의 내경면을 전술한 바와 같이 경사지게 하였으므로 에어 오일은 외륜의 내경면에 체류하지 않고, 경사면을 따라 원활하게 배출된다.

상기 내륜의 외경면에, 카운터보어부(counterbore portion)가 형성되고, 이 카운터보어부에서의 축 방향 단부에, 외경측으로 돌출하는 돌출부를 형성해도 된다. 베어링 운전 중, 돌출부 부근에 존재하는 에어 오일은, 돌출부의 내경측(內徑側) 부분으로부터 외경측 부분을 따라 흘러 절결 오목부를 향해 간다. 따라서 효과적인 배기 및 배유 흐름을 실현할 수 있다.

상기 내륜의 외경면에서의 상기 전주면의 축 방향 양측 부분 중 어느 한쪽에 카운터보어부가 형성되고, 다른 쪽에, 카운터보어부가 없는 반(反)카운터보어부가 형성되고, 이 반카운터보어부를, 상기 내륜의 전주면 측으로부터 폭면 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면 형상으로 형성해도 된다. 베어링 운전 중, 반카운터보어부에 존재하는 에어 오일은, 이 반카운터보어부의 경사면에서의 전주면 측으로부터 폭면 측을 따라 흘러 절결 오목부를 향해 간다. 따라서 효과적인 배기 및 배유 흐름을 실현할 수 있다.

상기 내륜의 외경면에, 카운터보어부가 형성되고, 복수의 롤링 베어링의 조합 시에, 카운터보어부의 내륜 카운터 직경보다 대경(大徑)으로 되는 환형 부재를 베어링 사이에 끼워넣은 것이라도 된다. 상기 환형 부재의 두께는, 예를 들면, 수 ㎜ 이하 정도의 박판형(薄板形)이라도 된다. 내륜 카운터 직경보다 대경으로 되는 환형 부재를 베어링 사이에 끼워넣음으로써, 각 베어링에 있어서 윤활에 제공된 에어 오일은, 환형 부재에 차단되어, 인접하는 베어링의 베어링 공간 내로 거의 이동하지 않고 절결 오목부로부터 신속하게 배출된다.

상기 외륜의 절결 오목부와 급유공과의 원주 방향의 위상을 같은 위상으로 배치해도 된다. 이 경우, 절결 오목부와 급유공과의 원주 방향의 위상을 상이하게 한 것보다도, 베어링에서의 급배(給排) 오일 사이의 거리를 작게 할 수 있고, 보다 효과적인 배기 및 배유 흐름으로 할 수 있다. 상기 외륜의 절결 오목부와, 이 외륜의 외경면과의 코너부에, 모따기부(chamfered)를 형성해도 된다. 이 경우, 배기 출구의 단면적을 배기 입구의 단면적보다 크게 할 수 있어, 보다 효과적인 배기 및 배유 흐름으로 할 수 있다.

상기 롤링 베어링이 앵귤러 볼베어링이라도 된다. 복수의 전동체를 원주 방향으로 일정 간격을 두고 유지하는 유지기(retainer)를 가지고, 이 유지기를 외륜 안내 형식 또는 전동체 안내 형식으로 해도 된다. 예를 들면, 고속 회전에서 사용되는 앵귤러 볼베어링에서는, 유지기를 외륜 안내 형식으로 함으로써, 고속 회전 시의 유지기의 소용돌이(whirling)를 더욱 억제할 수 있다.

상기 유지기가 전동체 안내 형식으로서, 이 유지기의 외경면을, 전동체를 유지하는 포켓 측으로부터 유지기 단면(端面) 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면 형상으로 형성해도 된다. 베어링 운전 시, 유지기의 외경면 부근에 존재하는 에어 오일은, 경사면의 소경(小徑) 측으로부터 대경(大徑) 측을 따라 흘러 절결 오목부로 원활하게 향해 간다.

상기 롤링 베어링이 내륜 콜러(collar)가 형성된 원통 롤러 베어링이라도 된다. 복수의 전동체를 원주 방향으로 일정 간격을 두고 유지하는 유지기를 가지고, 이 유지기를 외륜 안내 형식 또는 전동체 안내 형식으로 해도 된다.

본 발명의 공작 기계용 주축은, 상기 어느 하나의 구성에 관한 롤링 베어링을 사용한 것이다. 이 경우, 주축의 고속화 및 온도 상승 저감이 가능하다.

청구범위 및/또는 명세서 및/또는 도면에 개시된 적어도 2개의 구성의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다. 특히, 청구의 범위의 각 청구항의 2개 이상의 어떠한 조합도, 본 발명에 포함된다.

본 발명은, 첨부한 도면을 참고로 한 이하의 바람직한 실시형태의 설명으로부터, 더욱 명료하게 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 실시형태 및 도면은 단순한 도시 및 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 정하기 위해 이용되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 첨부한 청구의 범위에 의해 정해진다. 첨부 도면에 있어서, 복수의 도면에서의 동일한 부호는, 동일 또는 상당하는 부분을 나타낸다.
도 1의 (A)는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도, (B)는, 동 베어링을 도 1의 (A)의 화살표 A 방향으로부터 본 평면도이다.
도 2의 (A)는 동 롤링 베어링의 외륜의 일측면도, (B)는 동 외륜의 타측면도이다.
도 3은 동 롤링 베어링을 배면 조합으로 한 예를 나타낸 종단면도이다.
도 4는 외륜의 절결 오목부의 유무의 비교 시험 데이터를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도이다.
도 11의 (A)는, 본 발명의 제8 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도, (B)는, 동 베어링을 도 11의 (A)의 화살표 A 방향으로부터 본 평면도이다.
도 12는 (A)는, 본 발명의 제9 실시형태에 관한 롤링 베어링의 외륜의 일측면도, (B)는 동 롤링 베어링의 외륜의 타측면도이다.
도 13의 (A)는, 본 발명의 제10 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도, (B)는, 동 베어링을 도 13의 (A)의 화살표 A 방향으로부터 본 평면도이다.
도 14의 (A)는, 본 발명의 제11 실시형태에 관한 롤링 베어링의 종단면도, (B)는, 동 베어링을 도 14의 (A)의 화살표 A 방향으로부터 본 평면도이다.
도 15는 본 발명 중 어느 하나의 실시형태에 관한 롤링 베어링을 사용한 공작 기계용 주축의 종단면도이다.
도 16은 종래예의 노즐 스페이서를 가지는 롤링 베어링의 종단면도이다.
도 17은 다른 종래예의 롤링 베어링의 종단면도이다.
도 18은 동 롤링 베어링을 배면 조합으로 한 예를 나타낸 종단면도이다.

본 발명의 제1 실시형태를 도 1의 (A), (B) 내지 도 4의 (A), (B)와 함께 설명한다. 이 실시형태에 관한 롤링 베어링은, 예를 들면, 공작 기계 주축의 지지에 사용되고, 에어 오일 윤활로 사용된다. 단, 공작 기계 주축 용도에 한정되는 것은 아니다. 도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 이 롤링 베어링은, 내륜(1)과, 외륜(2)과, 이들 내외륜(1, 2)의 전주면(1a, 2a) 사이에 개재하는 복수의 전동체(3)를 구비한다. 이 예의 롤링 베어링은 앵귤러 볼베어링이며, 상기 전동체(3)는 볼로 이루어진다. 각각의 전동체(3)는, 링형의 유지기(4)의 포켓(4a) 내에 원주 방향으로 일정 간격을 두고 각각 유지된다. 유지기(4)는, 예를 들면, 외륜(2)의 내경면(內徑面)(2b)에 안내되는 외륜 안내 형식의 것이 적용되고 있다.

도 1의 (B)는, 도 1의 (A)의 화살표 A 방향으로부터 본 평면도이다. 도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 외륜(2)에는, 에어 오일 윤활용의 급유공(5) 및 원주홈(6)이 형성되어 있다. 상기 급유공(5)은, 외륜(2)의 외경면(外徑面)(2c)과, 외륜 내경면(2b)에서의 전주면 근방 위치를 직경 방향으로 연통하는 관통공이며, 베어링 공간 내에 에어 오일을 공급하는 구멍이다. 상기 전주면 근방 위치란, 외륜 내경면(2b) 중, 전동체 중심보다 전동체(3)와 외륜(2)과의 반(反)접촉 측에서, 급유공(5)으로부터 토출되는 에어 오일이 전동체(3)에 걸리기까지의 위치를 말한다. 그리고, 상기 「반접촉 측」이란, 외륜(2) 중, 전주면(2a)에 대하여 접촉각을 이루는 작용선(L1)의 치우침 측(bias side)과는 반대측을 말한다. 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 급유공(5)은, 외륜(2)에서의 180°대각(對角) 위치에 2개소 형성하고 있다.

도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 외륜(2)의 외경면(2c)에 원주홈(6)이 형성되고, 이 원주홈(6)은, 상기 2개소의 급유공(5, 5)에 각각 연통되어 있다. 환언하면, 외륜(2)의 외경면(2c) 중, 2개소의 급유공(5, 5)의 개구 선단이 있는 개소(箇所)를, 원주홈(6)이 지나도록 형성되어 있다. 도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 이 원주홈(6)은, 원호형상의 단면(斷面)으로 형성되고, 예를 들면, 원주홈(6)의 홈바닥 위치가 급유공(5, 5)의 중심축선에 합치하도록 형성되어 있다. 또한 이 예에서는, 원주홈(6) 내에, 급유공(5, 5)의 각각의 개구 선단이 들어가도록 형성되어 있다.

도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 외륜(2)의 외경면(2c)에서의, 원주홈(6)의 양측 위치에, 각각 환형 홈(7, 7)을 형성하고 있다. 각각의 환형 홈(7, 7)에 각각 O링으로 이루어지는 환형의 실링 부재(8, 8)를 설치하고 있다. 즉 하우징(Hs)의 내주면과, 외륜(2)의 외경면(2c) 사이에서의, 원주홈(6) 및 급유공(5, 5)의 양측 위치에, 각각 환형의 실링 부재(8, 8)를 설치함으로써, 에어 오일의 누출 방지를 도모하고 있다.

외륜(2)의 양 폭면에, 에어 오일 배기용의 절결 오목부(9, 9)를 각각 형성하고 있다. 도 2의 (A) 및 (B)에 나타낸 바와 같이, 외륜(2)의 양 폭면에서의 절결 오목부(9, 9)는, 서로 동일 위상이며 동일 형상이므로, 한쪽의 폭면의 절결 오목부(9, 9)에 대하여만 설명하고, 다른 쪽의 폭면의 절결 오목부(9, 9)에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 상기 「폭면」을 「단면(端面)」이라고 하는 경우가 있다.

도 1의 (A)에 나타낸 바와 같이, 상기 한쪽의 폭면의 절결 오목부(9, 9)는, 각각 베어링의 축 방향 내측으로 오목하고, 또한 외륜(2)의 내경면(2b)으로부터 외경면(2c)에 걸쳐서 설치되어 있다. 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 상기 절결 오목부(9, 9)는, 외륜(2)의 180°대각 위치에 형성되는 동시에, 이들 절결 오목부(9, 9)의 폭 치수(H1, H1)가 동일 치수로 되도록 형성되어 있다. 절결 오목부(9, 9)는, 각각 바닥면의 깊이(D1), (D1)[도 1의 (B)]가 동일 깊이로 되는 단면 오목 형상으로 형성되어 있다. 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 외륜(2)의 절결 오목부(9, 9)는, 급유공(5, 5)의 위상에 대하여, 정해진 각도 α1 위상을 가지고 형성되어 있다.

도 3은, 2개의 롤링 베어링을, 스페이서 없이 배면 조합(DB 조합)으로 한 예를 나타낸 종단면도이다. 이 예에서는, 각 베어링의 절결 오목부(9, 9)의 원주 방향의 위상을 같은 위상으로 배치하고 있다. 여기서 2개의 롤링 베어링을 스페이서 없이 배면 조합으로 한 경우의, 절결 오목부(9)의 유무의 비교 시험을 행하였다. 본 실시품인 절결 오목부(9)가 있는 조합 베어링과, 비교품인 절결 오목부가 없는 조합 베어링의 각각에 대하여, 정해진 운전 시간의 경과와 함께 베어링 회전수를 단계적으로 올려가 베어링 온도와 운전 시간과의 관계를 비교했다.

도 4의 (A)는, 실시품인 절결 오목부가 있는 조합 베어링의 시험 데이터이며, 도 4의 (B)는, 비교품인 절결 오목부가 없는 조합 베어링의 시험 데이터이다. 시험에 사용한 실시품의 절결 오목부(9)는, 외륜(2)의 양 폭면에 형성하였다. 또한 각 폭면에 대하여 180°대각 위치에 2개소 절결 오목부(9, 9)를 형성하고 있다. 상기 절결 오목부(9)의 사이즈는, 베어링 내경(內徑) φ100㎜의 것이며 폭 30㎜, 깊이 2㎜이다. 시험 결과에 의하면, 도 4의 (B)에 나타낸 절결 오목부가 없는 비교품에서는, 베어링 온도 t가 불안정하게 변위하는 이른바 온도 워블링(wobbling)이 해소되고 있지 않지만, 도 4의 (A)에 나타낸 절결 오목부(9)를 형성한 실시품에서는, 베어링 온도 t의 온도 워블링이 해소되어 있다. 또한 실시품에서는, 베어링 온도 t의 과도한 승온도 없다. 그리고, 폭 30㎜, 깊이 1㎜의 절결 오목부의 사이즈에서는, 온도 워블링이 남아 있어 어느 정도의 배출 면적을 확보할 필요가 있다. 이번 시험에서는, 2개소의 급유공(5, 5)을 형성하고, 각각의 급유공(5)의 직경을 φ1.5㎜로 하였다. 이 급유공(5)으로부터의 급유에 대하여, 실시품의 절결 오목부(9)는, 깊이 2㎜×폭 30㎜의 4개소이다.

이상 설명한 롤링 베어링에 의하면, 에어 오일이, 베어링 외부로부터 외륜(2)의 급유공(5)을 통해 베어링 공간 내로 공급되고, 베어링의 윤활에 제공된다. 그 후, 에어 오일은 외륜(2)의 절결용 오목부(9)로부터 원활하게 배기된다. 이와 같이 베어링 공간 내로 공급한 에어 오일을, 베어링 공간 내에 체류시키지 않고, 베어링 외부로 원활하게 배출할 수 있다. 그러므로, 운전 중, 베어링 온도가 불안정하게 변위하거나 과도하게 승온하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 따라서, 배기용의 절결을 형성한 스페이서가 불필요해지므로, 베어링끼리를 인접하여 조합시켜 사용하는 것이 가능해진다.

복수의 롤링 베어링의 조합 시에, 각 베어링의 절결 오목부(9, 9)의 원주 방향의 위상을 같은 위상으로 배치한 경우, 절결 오목부(9)의 배출 면적 즉 단면적을 크게 확보할 수 있다. 이로써, 각 베어링에 있어서 윤활에 제공된 에어 오일은, 인접하는 베어링의 베어링 공간 내로 거의 이동하지 않고 절결 오목부(9)로부터 신속하게 배출된다. 이와 같이 에어 오일에 대하여 효과적인 배기 및 배유 흐름을 실현할 수 있다. 따라서, 베어링 온도의 불안정한 변위를 확실하게 해소할 수 있다. 또한 유지기(4)를 외륜 안내 형식으로 함으로써, 고속 회전 시의 유지기(4)의 소용돌이를 더욱 억제할 수 있다.

이하, 본 발명의 제2 내지 제11 실시형태를 도 5 내지 도 14의 (A), (B)와 함께 설명한다. 그리고, 도 5 내지 도 14의 (A), (B)에 나타낸 제2 내지 제11 실시형태에 있어서, 도 1의 (A), (B)에 나타낸 제1 실시형태와 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 제2 실시형태에 대해서 도 5와 함께 설명한다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 롤링 베어링을 배면 조합으로 하고, 외륜(2)의 내경면(2b)을, 전주면 측으로부터 폭면 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면 형상으로 형성해도 된다. 이 예에서는, 베어링 운전 중, 베어링 공간 내에서 윤활에 제공된 에어 오일은, 내륜 회전에 의한 원심력, 이 원심력에 따른 배기 및 배유 흐름에 의해, 내륜(1) 측으로부터 외륜(2) 측을 향한다. 에어 오일의 일부는, 외륜(2)의 내경면(2b)에서 체류하는 경우가 있지만, 외륜(2)의 내경면(2b)을 전술한 바와 같이 경사지게 하였으므로 에어 오일은 외륜(2)의 내경면(2b)에 체류하지 않고, 경사면인 내경면(2b)을 따라 원활하게 배출된다.

도 6에 나타낸 제3 실시형태와 같이, 내륜(1)의 외경면에 카운터보어부(10)가 형성된 롤링 베어링을 배면 조합으로 하고, 상기 카운터보어부(10)에서의 축 방향 단부에, 외경측으로 돌출하는 돌출부(11)를 형성해도 된다. 이 예에서는, 베어링 운전 중, 돌출부(11) 부근에 존재하는 에어 오일은, 돌출부(11)의 내경측 부분으로부터 외경측 부분을 따라 흘러 절결 오목부(9)를 향해 간다. 따라서 효과적인 배기 및 배유 흐름을 실현할 수 있다.

도 7에 나타낸 제4 실시형태와 같이, 내륜(1)의 외경면 중, 배면 측에 카운터보어부(10)가 형성되고, 정면 측에 반카운터보어부(12)가 형성된 롤링 베어링을 배면 조합으로 하고, 반카운터보어부(12)를, 내륜(1)의 전주면(1a) 측으로부터 폭면 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면 형상으로 형성해도 된다. 이 예에서는, 베어링 운전 중, 반카운터보어부(12)에 존재하는 에어 오일은, 이 반카운터보어부(12)의 경사면에서의 전주면(1a) 측으로부터 폭면 측을 따라 흘러 절결 오목부(9)를 향해 간다. 따라서 효과적인 배기 및 배유 흐름을 실현할 수 있다.

도 8에 나타낸 제5 실시형태와 같이, 2개의 롤링 베어링을 배면 조합으로 하고, 내륜 단면 사이에, 내륜 카운터보어부(10)의 내륜 카운터 직경 D2보다 대경으로 되는 환형 부재(13)를 끼워넣은 것이라도 된다. 이 환형 부재(13)는 박판형의 강판 등으로 이루어지고, 환형 부재(13)의 내경은 내륜 내경과 대략 동일 치수이며, 환형 부재(13)의 외경은 내륜 카운터 직경 D2보다 대경이며 또한 외륜 내경보다 소경으로 정해져 있다. 또한 외륜 단면 사이에도, 박판형의 강판 등으로 이루어지는 환형 부재(14)를 끼워넣고 있다. 이 환형 부재(14)는, 내륜 단면 사이의 환형 부재(13)와 두께가 동일하며, 외륜 내경보다 대경이며 또한 외륜 외경과 대략 동일 치수로 정해져 있다. 이 구성에 의하면 내륜 카운터 직경 D2보다 대경으로 되는 환형 부재(13)를, 내륜 단면 사이에 끼워넣음으로써, 각 베어링에 있어서 윤활에 제공된 에어 오일은, 상기 환형 부재(13)에 차단되어, 인접하는 베어링의 베어링 공간 내로 거의 이동하지 않고 절결 오목부(9)로부터 신속하게 배출된다.

도 9에 나타낸 제6 실시형태에서는, 2개의 롤링 베어링을 배면 조합으로 하고, 각 베어링의 유지기(4A)가 외륜 안내 형식으로서, 이 유지기(4A)의 내경면(4Aa)을, 포켓(4a) 측으로부터 유지기 단면 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면 형상으로 형성하고 있다. 이 예에서는, 베어링 운전 시, 유지기(4A)의 내경면 부근에 존재하는 에어 오일은, 유지기 경사면의 소경 측으로부터 대경 측을 따라 흘러 절결 오목부(9)에 원활하게 향해 간다.

도 10에 나타낸 제7 실시형태에서는, 2개의 롤링 베어링을 배면 조합으로 하고, 각 베어링의 유지기(4B)가 전동체 안내 형식으로서, 이 유지기(4B)의 외경면(4Bb)을, 포켓(4a) 측으로부터 유지기 단면 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면 형상으로 형성하고 있다. 유지기(4B)의 내경면(4Ba)도, 상기 외경면(4Bb)과 평행한 경사면으로 하고 있다. 베어링 운전 시, 유지기(4B)의 외경 면 부근, 내경면 부근에 존재하는 에어 오일은, 각각의 경사면의 소경 측으로부터 대경 측을 따라 흘러 절결 오목부(9)로 원활하게 향해 간다.

도 11의 (A), (B)에 나타낸 제8 실시형태에서는, 2개의 롤링 베어링을 배면 조합으로 하고, 각각의 외륜(2)의 절결 오목부(9)와 이 외륜(2)의 외경면(2c)과의 코너부에, 모따기부(15)를 형성하고 있다. 이 경우, 배기 출구의 단면적을 배기 입구의 단면적보다 크게 할 수 있어, 더욱 효과적인 배기 및 배유 흐름으로 할 수 있다.

도 12의 (A)에 나타낸 제9 실시형태와 같이, 외륜(2)의 절결 오목부(9)와 급유공(5)과의 원주 방향의 위상을, 같은 위상으로 배치해도 된다. 이 경우, 절결 오목부(9)와 급유공(5)과의 원주 방향의 위상을 90° 상이하게 한 도 12의 (B)의 형태보다, 베어링에서의 급배 오일 간의 거리를 작게 할 수 있어, 더욱 효과적인 배기 및 배유 흐름으로 할 수 있다.

도 13의 (A)에 나타낸 제10 실시형태와 같이, 외륜(2)의 외경면(2c)에 있어서, 원주홈을 없게 하고, 도 13의 (B)에 나타낸 바와 같이, 이 외경면(2c)에서의 급유공(5)의 배기 출구의 외주 부분에 환형 홈(16)을 형성해도 된다. 이 환형 홈(16)에, 에어 오일의 누출 방지용의 O링으로 이루어지는 환형의 실링 부재(8A)를 형성하고 있다. 이 경우, 2열의 원주홈(6, 6)을 형성하는 경우보다 가공 공정수의 저감을 도모할 수 있는 데 더하여, 부품수의 저감이 도모된다.

도 14의 (A), (B)에 나타낸 제11 실시형태와 같이, 롤링 베어링이 내륜 콜러가 형성된 원통 롤러 베어링이라도 된다. 이 경우, 외륜(2)에서의 급유공(5)의 축 방향 위치가, 전동체(3)의 일단면(3a)에 합치하도록 설치된다. 이로써, 에어 오일을, 유지기 포켓(4a) 및 내륜(1)의 콜러면(1c)으로 확실하게 안내할 수 있어, 윤활 효과를 높일 수 있다. 그 외에 상기 각각의 실시형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

상기 각각의 실시형태에서는 앵귤러 볼베어링의 조합의 예로서, 배면 조합으로 한 예를 나타내고 있지만, 정면 조합이나 병렬 조합이라도 된다. 외륜 안내 형식의 유지기를 전동체 안내 형식의 유지기로 변경해도 되고, 반대로 전동체 안내 형식의 유지기를 외륜 안내 형식으로 변경해도 된다.

도 15는, 상기 어느 하나의 실시형태에 관한 롤링 베어링을 사용한 공작 기계용 주축의 종단면도이다. 이 도 15의 예는, 모터를 하우징 내에 내장한, 이른바 빌트인(built in) 모터 구동식의 공작 기계용 주축이다. 주축(17)에, 모터(18)의 로터(19)가 장착되고, 하우징(Hs)에, 이 모터(18)의 스테이터(stator)(20)가 장착되어 있다. 로터(19)는 영구 자석 등으로 이루어지고, 스테이터(20)는 코일 및 코어 등으로 이루어진다. 주축(17)의 전단(前端) 측에, 실시형태에 관한 원통 롤러 베어링(BR1) 및 배면 조합 한 앵귤러 볼베어링(BR2)가 배치되고, 주축(17)의 후단측에도 실시형태에 관한 원통 롤러 베어링(BR1)이 배치되어 있다.

각 베어링(BR1, BR2)의 내륜(1)은 주축(17)의 외주면에 끼워맞추어지고, 외륜(2)은 하우징(Hs)의 내주면에 끼워맞추어져 있다. 이들 내외륜(1, 2)은 내륜 가압 부재(21) 및 외륜 가압 부재(22) 등에 의해 주축(17) 및 하우징(Hs)에 각각 고정되어 있다. 하우징(Hs)에는 에어 오일 공급로(23)가 설치되고, 이 에어 오일 공급로(23)는 도시하지 않은 에어 오일 공급원에 접속되어 있다. 상기 에어 오일 공급로(23)는, 각각의 외륜(2)의 급유공(5)에 연통되어 있다. 또한 하우징(Hs)에는, 각각의 외륜(2)의 절결 오목부(9)에 연통되는 에어 오일 배기 홈(24)이 각각 형성되는 동시에, 각 에어 오일 배기 홈(24)에 연결되는 에어 오일 배기로(25)가 설치되어 있다. 이 에어 오일 배기로(25)로부터 에어 오일이 배기되도록 되어 있다. 이 경우, 주축(17)의 전단 측에, 베어링을 집중하여 배치할 수 있으므로, 종래와 같이 스페이서를 베어링 사이에 설치한 경우와 비교하여, 주축(17)의 단축화를 도모하여 주축 강성을 높일 수 있다. 이와 동시에, 베어링 온도가 불안정하게 변위하거나, 과도하게 승온하는 것을 미연에 방지할 수 있으므로, 주축(17)의 고속화 및 고정밀도화를 도모할 수 있다.

전술한 바와 같이, 도면을 참조하면서 바람직한 실시형태를 설명하였으나, 당업자이면, 본건 명세서를 볼 때, 자명한 범위 내에서 각종 변경 및 수정을 용이하게 상정(想定)할 수 있을 것이다. 따라서, 그와 같은 변경 및 수정은, 청구의 범위로부터 정해지는 발명의 범위 내의 것으로 해석된다.

1…내륜
2…외륜
1a, 2a…전주면
2b…내경면
2c…외경면
3…전동체
5…급유공
6…원주홈
7…환형 홈
8, 8A…실링 부재
10…카운터보어부
11…돌출부
12…반카운터보어부
13…환형 부재
15…모따기부

Claims

내륜 및 외륜의 전주면(轉走面) 사이에 전동체(轉動體)를 개재(介在)시킨 롤링 베어링으로서,
상기 외륜에, 베어링 공간 내를 관통하는 에어 오일 윤활용의 급유공을 형성하고, 상기 외륜의 폭면 중 어느 한쪽 또는 양쪽에, 상기 베어링의 축 방향 내측으로 오목한 에어 오일 배기용의 절결(切缺) 오목부를, 내경면(內徑面)으로부터 외경면(外徑面)에 걸쳐서 형성한,
롤링 베어링.
제1항에 있어서,
상기 외륜의 외경면에, 상기 급유공에 연통되는 원주홈을 형성하는 동시에, 상기 외륜의 외경면에서의, 상기 원주홈의 양측 위치에, 각각 환형(環形) 홈을 형성하고, 각각의 상기 환형 홈에 각각 환형의 실링 부재를 설치한, 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
복수의 롤링 베어링의 조합 시에, 각각의 상기 베어링의 절결 오목부의 원주 방향의 위상을 같은 위상으로 배치한, 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
상기 외륜의 내경면을, 상기 전주면 측으로부터 폭면 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면(斷面) 형상으로 형성한, 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
상기 내륜의 외경면에, 카운터보어부(counterbore portion)가 형성되고, 상기 카운터보어부에서의 축 방향 단부에, 외경측으로 돌출하는 돌출부를 형성한, 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
상기 내륜의 외경면에서의 상기 전주면의 축 방향 양측 부분 중 어느 한쪽에 카운터보어부가 형성되고, 다른 쪽에, 카운터보어부가 없는 반(反)카운터보어부가 형성되고, 상기 반카운터보어부를, 상기 내륜의 전주면 측으로부터 폭면 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면 형상으로 형성한, 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
상기 내륜의 외경면에, 상기 카운터보어부가 형성되고, 복수의 롤링 베어링의 조합 시에, 상기 카운터보어부의 내륜 카운터 직경보다 대경(大徑)으로 되는 환형 부재를 베어링 사이에 끼워넣어 설치한, 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
상기 외륜의 절결 오목부와 상기 급유공과의 원주 방향의 위상을 같은 위상으로 배치한, 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
상기 외륜의 절결 오목부와 상기 외륜의 외경면과의 코너부에, 모따기부(chamfered portion)를 형성한, 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
상기 롤링 베어링이 앵귤러 볼베어링인, 롤링 베어링.
제10항에 있어서,
복수의 상기 전동체를 원주 방향으로 일정 간격을 두고 유지하는 유지기(retainer)를 가지고, 상기 유지기를 외륜 안내 형식 또는 전동체 안내 형식으로 한, 롤링 베어링.
제11항에 있어서,
상기 유지기가 전동체 안내 형식으로서, 상기 유지기의 외경면을, 상기 전동체를 유지하는 포켓 측으로부터 상기 유지기 단면(端面) 측을 향함에 따라 직경 치수가 커지도록 경사지는 단면 형상으로 형성한, 롤링 베어링.
제1항에 있어서,
상기 롤링 베어링이 내륜 콜러(collar)가 형성된 원통 롤러 베어링인, 롤링 베어링.
제13항에 있어서,
복수의 상기 전동체를 원주 방향으로 일정 간격을 두고 유지하는 유지기를 가지고, 상기 유지기를 외륜 안내 형식 또는 전동체 안내 형식으로 한, 롤링 베어링.
제1항에 기재된 롤링 베어링을 사용한, 공작 기계용 주축(主軸).