転がり軸受および転がり軸受装置
【課題】 軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる転がり軸受および転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 この転がり軸受装置は、内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に、保持器４に保持された複数の転動体３を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構Ｋｕとを備えている。内輪１の外径面１ｃの端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部１７を設け、給排油機構Ｋｕから供給され軸受内で潤滑に供された潤滑油を、振切用鍔状部１７に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとした。
【解決手段】 この転がり軸受装置は、内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に、保持器４に保持された複数の転動体３を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構Ｋｕとを備えている。内輪１の外径面１ｃの端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部１７を設け、給排油機構Ｋｕから供給され軸受内で潤滑に供された潤滑油を、振切用鍔状部１７に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、工作機械主軸を回転自在に支持する転がり軸受および転がり軸受装置に関し、立軸等でも使用可能とした転がり軸受および転がり軸受装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受の冷却と、軸受に対する潤滑油の給排油を行う機構を有する潤滑装置が提案されている（特許文献１）。この潤滑装置では、図１７（Ａ）に示すように、内輪端面に接する内輪間座５０を設け、外輪端面に接する潤滑油導入部材５１を設けている。内輪５２のうち前記内輪端面から内輪軌道面に繋がる斜面に円周溝５３を設けると共に、前記潤滑油導入部材５１にノズル５４を設け、このノズル５４から前記円周溝５３内に軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を吐出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記軸受を立軸に使用する場合、図１７（Ｂ）に示すように、潤滑油が滞留する高さＡよりも排油口の高さＢの方が高い。このため、排油を十分に行えない。このとき、排油されない多量の潤滑油が軸受内に浸入する。すると、攪拌抵抗が増加し、軸受内部の温度が上昇して、高速運転が困難な場合がある。そのため、軸受内へ浸入した潤滑油の排油を円滑に行う必要がある。
【０００５】
この発明の目的は、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる転がり軸受および転がり軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の転がり軸受装置は、内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、前記給排油機構から供給され軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたことを特徴とする。
前記「端部付近」とは、内輪の外径面のうち、保持器の端面よりも軸方向外側の部分を指す。
【０００７】
前記軸受を例えば立軸で使用する場合、給排油機構から軸受内に潤滑油を導入することで内外輪を冷却する。軸受内に導入された潤滑油の一部は、軸受の潤滑に供された後、下部へ流れる。その後、前記潤滑油は、自重により環状の振切用鍔状部に衝突し、内輪回転による遠心力によりこの振切用鍔状部の径方向外方へ振り切って飛ばされる。このように、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油することができる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速運転を可能とすることができる。
【０００８】
前記内輪に軸方向に延びる軌道輪延長部を設けると共に、外輪に、前記軌道輪延長部に対向する間座を設け、これら軌道輪延長部と間座とにわたって給排油機構を設けても良い。
前記外輪のうち、振切用鍔状部の径方向外方に位置する外輪端面に、軸受内で潤滑に供された潤滑油を軸受外に排出する切欠部を設けても良い。軸受潤滑に必要な潤滑油が軸受内に供給された後、振切用鍔状部で径方向外方へ振り飛ばされる。この振り飛ばされた潤滑油が切欠部から軸受外に円滑に排出される。これにより潤滑油が滞留し難くなる。
【０００９】
前記切欠部における外輪端面からの深さＡと、前記振切用鍔状部の軸方向厚みＢとの関係がＡ＞Ｂの関係にあるものとしても良い。前記Ａ＞Ｂの関係とすることで、振切用鍔状部で径方向外方へ振り飛ばされた潤滑油が、外輪の内径面に衝突したり滞留することを抑えて切欠部にスムーズに導入され、軸受外に排出される。
前記切欠部の底面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されていても良い。前記切欠部のある外輪端面のうち、外輪内径縁側の排出口を拡大することができ、これにより、振り飛ばされた潤滑油をより排出し易くできる。
【００１０】
前記振切用鍔状部のうち、軸受内部側に臨む内側面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されていても良い。この場合、軸受内で潤滑に供された潤滑油が振切用鍔状部に衝突した後、この振切用鍔状部の内側面の基端側から径方向外方に沿って流れ易くなる。したがって、潤滑油を軸受外により円滑に排油することができる。
【００１１】
前記外輪のうち振切用鍔状部の径方向外方に位置する外輪端面と、この外輪端面に繋がる外輪内径面との角部に、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成された傾斜面を設けたものとしても良い。この場合、前記外輪端面と外輪内径面との角部付近に存する潤滑油が傾斜面に沿って流れ、潤滑油をより排出し易くできる。
【００１２】
前記内輪の外径面の端部付近に円周溝を設け、この円周溝に、円周方向の１箇所に割り口を有する一つ割り形状の振切用鍔状部を装着したものとしても良い。この場合、振切用鍔状部を内輪の外径面に一体に設けたものより、内輪を簡単に加工することができる。これにより加工工数の低減を図れる。振切用鍔状部の円周方向の両端部を離間させ、この振切用鍔状部を拡径させた後、弾性を利用して前記円周溝に容易に装着することが可能となる。
前記振切用鍔状部は、前記割り口を形成する端面が、互いに平行でかつ割り口における振切用鍔状部の円周方向に対して傾斜したテーパ面であり、割り口の隙間が負隙間または零であるものとしても良い。この場合、内輪および振切用鍔状部が回転したとき、この振切用鍔状部の円周方向の両側の端面に生じ得る攪拌抵抗を、両端面が離間したものより小さくすることができる。
【００１３】
前記振切用鍔状部は、内輪よりも線膨張係数の小さい材料から成るものとしても良い。高速運転時に、内輪および振切用鍔状部の温度が上昇し、振切用鍔状部が内輪よりも膨張する場合、振切用鍔状部が内輪に対して相対的に滑る。この振切用鍔状部の滑りが原因で、振切用鍔状部が発熱したり他部品と接触することが懸念される。この構成によると、振切用鍔状部の線膨張係数が内輪の線膨張係数よりも小さい材料を使用したため、高速運転時に振切用鍔状部が内輪よりも膨張しないようにできる。これにより、振切用鍔状部の滑りを防止し、振切用鍔状部の発熱や他部品との接触を防止することができる。
【００１４】
軸受を複数個組合わせた場合に、いずれか一つの軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する軸受へ漏れることを防ぐ潤滑油漏れ防止機構を設けても良い。この場合、隣接する軸受において、潤滑油の攪拌抵抗による温度上昇を抑制することができる。
前記いずれかの転がり軸受装置が、工作機械主軸の支持に用いられるものであっても良い。
【００１５】
この発明の転がり軸受は、内輪および外輪の軌道面間に転動体を介在させた転がり軸受において、前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたことを特徴とする。
この構成によると、潤滑油を軸受内に導入することで内外輪を冷却する。軸受内に導入された潤滑油の一部は、軸受の潤滑に供された後、環状の振切用鍔状部に衝突し、内輪回転による遠心力によりこの振切用鍔状部の径方向外方へ振り切って飛ばされる。このように、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油することができる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速運転を可能とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の転がり軸受装置は、内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、前記給排油機構から供給され軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたため、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる。
【００１７】
この発明の転がり軸受は、内輪および外輪の軌道面間に転動体を介在させた転がり軸受において、前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたため、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。
【図２】同転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図３】（Ａ）は、同転がり軸受装置における潤滑油の流れを示す平面図、（Ｂ）は図３（Ａ）の要部の正面図である。
【図４】同転がり軸受装置における潤滑油を流れを示す断面図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図９】同転がり軸受装置の振切用鍔状部の平面図である。
【図１０】（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の振切用鍔状部の正面図、（Ｂ）は、同振切用鍔状部の平面図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図１２】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置における間座の平面図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線端面図である。
【図１４】同間座の断面図である。
【図１５】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図１６】この発明のいずれかの実施形態に係る転がり軸受装置を、立型の工作機械主軸を支持する転がり軸受に適用した例を示す概略断面図である。
【図１７】（Ａ）は、従来例の転がり軸受の潤滑装置の給油側の断面図、（Ｂ）は同潤滑装置の排油側の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１に示すように、この実施形態に係る転がり軸受装置は、転がり軸受と、給排油機構Ｋｕとを備えている。
図２に示すように、転がり軸受は、内外輪１，２である一対の軌道輪と、内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在する複数の転動体３と、これら転動体３を保持するリング状の保持器４とを有する。この転がり軸受はアンギュラ玉軸受からなり、転動体３として、鋼球やセラミックス球等からなる玉が適用される。
【００２０】
図１に示すように、内輪１は、内輪本体部５と、軌道輪延長部６とを有する。内輪本体部５は、軸受としての必要な強度を満たし、且つ、所定の幅寸法に設けられる。前記所定の幅寸法とは、ＪＩＳ、軸受カタログ等に規定される内輪の幅寸法である。内輪本体部５における外周面の中央部に軌道面１ａが形成されている。前記外周面のうち軌道面１ａに繋がる軸方向一方側に、軌道面側に向かうに従って大径となるように傾斜する断面形状に形成された斜面１ｂが形成され、前記外周面のうち軌道面１ａに繋がる軸方向他方側に、平坦な外径面１ｃが形成されている。この内輪本体部５の内輪背面側に、軌道輪延長部６が軸方向一方に延びるように一体に設けられる。
外輪２の軌道面２ａの軸方向両側に、外輪内径面２ｂと、カウンタボア２ｃとがそれぞれ形成されている。前記外輪内径面２ｂに保持器４が案内されるように構成されている。
【００２１】
図１に示すように、給排油機構Ｋｕは、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する機構である。この転がり軸受装置を例えば立軸で使用する場合、給排油機構Ｋｕを転がり軸受の上部に配設する。外輪２に隣接して間座７を設け、この間座７の内周面を、軌道輪延長部６の外周面に対向させている。これら軌道輪延長部６と間座７とにわたって給排油機構Ｋｕを設けている。
図３（Ａ）に示すように、給排油機構Ｋｕは、環状油路８と、給油口９と、排油口１０とを有する。これらのうち環状油路８は、図１左側に示すように、軌道輪延長部６の外周面に設けられる断面凹形状の内輪側円周溝１１と、間座７の内周面に設けられ、前記内輪側円周溝１１に対して径方向に対向するように配設される間座側円周溝１２とで成る。これら内輪側円周溝１１と間座側円周溝１２とで断面矩形孔状で環状に連なる環状油路８が形成される。
【００２２】
図１左側に示すように、間座７のうち円周方向の一部に、潤滑油を軸受内に供給する前記給油口９が形成されている。この給油口９は、間座７の外周面から前記環状油路８に径方向に貫通する段付きの貫通孔状に形成されている。すなわち給油口９は、環状油路８の円周方向の一部に連通する連通孔９ａと、この連通孔９ａに繋がり前記外周面に開口する座繰り孔９ｂとで成る。座繰り孔９ｂは、連通孔９ａに対し同心で同連通孔９ａよりも大径に形成されている。給油口９から環状油路８に供給された潤滑油は、図３（Ａ）に示すように、環状油路８内を、回転側の軌道輪である内輪１の回転方向Ｌ１と同一方向に進み、排油口１０および後述する切欠部１３から排出される。
【００２３】
図３（Ａ）に示すように、間座７のうち、前記給油口９とは位相の異なる円周方向の一部に、潤滑油を軸受外に排出する排油口１０が形成されている。排油口１０は、図１右側に示すように、間座７の外周面から環状油路８に径方向に貫通する貫通孔状に形成されている。図３（Ａ）に示すように、給油口９に対し、排油口１０の位相が所定の位相角度α（この例ではα＝２７０度）となるように設けられている。
【００２４】
図２に示すように、軌道輪延長部６および間座７には、給油口９から環状油路８に供給された潤滑油を、斜面１ｂを介して内輪軌道面１ａに導くラビリンス１４を設けている。図１に示すように、軌道輪延長部６のうち、内輪側円周溝１１を成す断面凹形状の一方側肩部１５は、内輪本体部５に一体に繋がっている。図２に示すように、間座７のうち環状油路８を成す断面凹形状の一方側肩部１６の内周面と、同内周面に径方向すきまを介して対向する軌道輪延長部６の一方側肩部１５の外周面とにより、ラビリンス１４を形成している。このラビリンス１４を形成したことで、軸受内への潤滑油の供給量を抑制し得る。
【００２５】
図２に示すように、内輪１の外径面の端部付近には、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部１７が設けられている。この例では、振切用鍔状部１７は、内輪１に一体に設けられ、軸受外部側に臨む外側面が内輪端面に同一平面に設けられている。振切用鍔状部１７のうち軸受内部側に臨む内側面１７ａは、前記外側面に平行に設けられている。前記ラビリンス１４を経由して軸受内に供給された潤滑油を、振切用鍔状部１７に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方に振り切るものとしている。
【００２６】
固定側の軌道輪である外輪１には、軸受内で潤滑に供された潤滑油を軸受外に排出する切欠部１３が設けられている。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の要部の正面図（IIIB-IIIB端面図）である。図２および図３（Ｂ）に示すように、外輪２のうち、間座７が設けられる側とは軸方向逆側の外輪端面に、切欠部１３が設けられている。つまり切欠部１３は、外輪２のうち、振切用鍔状部１７の径方向外方に位置する外輪端面に設けられている。この切欠部１３を、図３（Ａ）に示すように、内輪１の回転方向Ｌ１に沿う、給油口９と排油口１０との間に配設している。この例では、切欠部１３は、給油口９に対し９０度の位相角度をもって配設され、且つ、排油口１０に対し１８０度の位相角度をもって配設されている。
【００２７】
図２に示すように、切欠部１３における外輪端面からの深さＡと、前記振切用鍔状部１７の軸方向厚みＢとがＡ＞Ｂの関係を持つ。このＡ＞Ｂの関係により振切用鍔状部１７で振り切った潤滑油が排出され易い。また振切用鍔状部１７の内側面に対向する保持器４の端面４ａにおける、外輪端面からの距離Ｃは、前記深さＡに対してＣ＞Ａの関係を持つ。このＣ＞Ａの関係により、保持器案内面４ｂと、切欠部１３を成す外輪内周縁部とが干渉しないようになっている。
【００２８】
図１に示すように、軌道輪延長部６および間座７には、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制するラビリンス機構１８を設けている。このラビリンス機構１８は、給油口９および排油口１０に連通し、広部と狭部とが軸方向に連なるものとしている。広部は、内輪延長部６における他方側肩部１９の外周面に設けられる円周溝２０と、この円周溝２０に対向する間座７の内周面とを含んで構成される。前記円周溝２０は、軸方向に間隔をあけて複数（この例では２つ）配設される。各円周溝２０は、内輪延長部６の端面側（図１の上側）に向かうに従って小径となる、換言すると溝が深くなるように傾斜する断面形状に形成されている。前記狭部は、内輪延長部６における前記外周面の突出先端部と、この突出先端部に対向する間座７の内周面とを含んで構成される。
【００２９】
各円周溝２０が前記のように傾斜する断面形状に形成されているため、給油口９から供給されてラビリンス機構１８に浸入した潤滑油は、内輪回転による遠心力により円周溝２０の傾斜面に沿って漏れ側とは反対方向に移動する。このようなラビリンス機構１８により、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制し得る。なお円周溝２０は、３つ以上であっても良いし１つであっても良い。内輪延長部６に円周溝２０を設ける構成に代えて、間座７における断面凹形状の他方側肩部２１に、円周溝を設けても良い。また内輪延長部６および間座７にそれぞれ円周溝を設けても良い。
【００３０】
作用効果について説明する。
図４は、この転がり軸受装置における潤滑油の流れを示す断面図である。
軸受を例えば立軸で使用する場合、軸受運転時、以下の（1）〜(5)のように潤滑油が流れる。同図における矢符は潤滑油の流れを示す。
(1) 潤滑油を給油口９から環状油路８に供給する。
(2) 内輪側円周溝１１に沿って潤滑油が流れ、軸受を冷却する。
(3) 軸受を冷却した潤滑油が、排油口１０から排出される。
(4) 軸受潤滑に必要な潤滑油が、ラビリンス１４を経由して軸受内に供給される。
(5) 軸受の潤滑に供された潤滑油は、自重により振切用鍔状部１７に衝突し、内輪回転による遠心力によりこの振切用鍔状部１７の径方向外方へ振り切って飛ばされる。この振り飛ばされた潤滑油が切欠部１３から軸受外に円滑に排出される。
【００３１】
このように軸受内に浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油することができる。これにより潤滑油が滞留し難くなる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速運転を可能とすることができる。
軌道輪延長部６および間座７には、給油口９から環状油路８に供給された潤滑油を、斜面１ｂを介して内輪軌道面１ａに導くラビリンス１４を設けたため、潤滑油の供給量を抑制することができる。これにより、攪拌抵抗の増加をさらに確実に防止することができる。
【００３２】
他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。
図５に示すように、振切用鍔状部１７のうち、軸受内部側に臨む内側面１７ａは、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に傾斜する断面形状に形成されていても良い。この場合、軸受内で潤滑に供された潤滑油が振切用鍔状部１７に衝突した後、この振切用鍔状部１７の内側面１７ａの基端側から径方向外方に沿って流れ易くなる。したがって、潤滑油を軸受外により円滑に排油することができる。
【００３３】
図６に示すように、切欠部１３の底面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されていても良い。この場合、切欠部１３のある外輪端面のうち、外輪内径縁側の排出口を拡大することができ、これにより、振り飛ばされた潤滑油をより排出し易くできる。
図７に示すように、外輪２のうち振切用鍔状部１７の径方向外方に位置する外輪端面と、この外輪端面に繋がる外輪内径面との角部に、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成された傾斜面２２を設けたものとしても良い。この場合、外輪端面と外輪内径面との角部付近に存する潤滑油が傾斜面２２に沿って流れ、潤滑油をより排出し易くできる。
【００３４】
図８に示すように、内輪１の外径面の端部付近に円周溝２３を設け、この円周溝２３に、図９に示す円周方向の１箇所に割り口２４を有する一つ割り形状の振切用鍔状部１７Ａを装着しても良い。この振切用鍔状部１７Ａは、内輪１よりも線膨張係数の小さい材料等から成る。内輪１がＳＵＪ２から成る場合、ＳＵＪ２の線膨張係数１２．５×１０−６／°Ｃよりも小さい線膨張係数の、例えば、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）等が振切用鍔状部１７Ａの材料として用いられる。
図８および図９の構成によると、振切用鍔状部１７Ａの円周方向の両端部１７Ａａ，１７Ａａを離間させ、この振切用鍔状部１７Ａを拡径させた後、弾性を利用して内輪１の前記円周溝２３に容易に装着することが可能となる。さらにこの構成によると、振切用鍔状部１７を内輪１の外径面に一体に設けたものより、内輪１を簡単に加工することができる。これにより加工工数の低減を図れる。
【００３５】
ところで高速運転時に、内輪および振切用鍔状部の温度が上昇し、振切用鍔状部が内輪よりも膨張する場合、振切用鍔状部が内輪に対して相対的に滑る。この振切用鍔状部の滑りが原因で、振切用鍔状部が不所望に発熱したり他部品と接触することが懸念される。この構成によると、振切用鍔状部１７Ａの線膨張係数が内輪１の線膨張係数よりも小さい材料を使用したため、高速運転時に振切用鍔状部１７Ａが内輪１よりも膨張しないようにできる。これにより、振切用鍔状部１７Ａの滑りを防止し、振切用鍔状部１７Ａの発熱や他部品との接触を防止することができる。
【００３６】
図１０（Ａ）は、さらに他の実施形態に係る振切用鍔状部１７Ｂの正面図であり、図１０（Ｂ）は、同振切用鍔状部１７Ｂの平面図である。図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、振切用鍔状部１７Ｂは、円周方向の１箇所に割り口２４を有する一つ割り形状であって、前記割り口２４を形成する端面１７Ｂａ，１７Ｂａが、互いに平行でかつ割り口２４における振切用鍔状部１７Ｂの円周方向に対して傾斜したテーパ面であり、割り口２４の隙間が負隙間または零であるものとしても良い。
【００３７】
前記割り口２４を形成する両側の端面１７Ｂａ，１７Ｂａは、この振切用鍔状部１７Ｂの軸心Ｌ２に垂直な平面に対してそれぞれ角度α（αは例えば４５度）傾斜したテーパ面である。但し、角度αは４５度に限定されるものではない。この振切用鍔状部１７Ｂを前述のように内輪１の円周溝２３に装着した状態において、前記割り口２４の隙間が負隙間または零となるように規定されている。前記割り口２４の隙間が「零」とは、割り口２４の隙間がないことを意味する。前記割り口２４の隙間が「負隙間」とは、内輪円周溝２３に装着された振切用鍔状部１７Ｂの両側の端面１７Ｂａ，１７Ｂａ同士が、互いに周方向に圧接させた状態になることを意味する。
この構成によると、内輪１および振切用鍔状部１７Ｂが回転したとき、この振切用鍔状部１７Ｂの円周方向の両側の端面１７Ｂａ，１７Ｂａに生じ得る攪拌抵抗を、両端面が離間したものより小さくすることができる。
【００３８】
図１１に示すように、軸受を複数個組合わせて例えば立軸で使用する場合に、上側の軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する下側の軸受へ漏れることを防ぐ潤滑油漏れ防止機構２５を設けた転がり軸受装置としても良い。
潤滑油漏れ防止機構２５は、上側の軸受に隣接する間座幅面に設けた円周溝２６と、この円周溝２６に連通し同間座幅面に設けた排出用切欠き２７とを有する。間座幅面は間座端面とも言う。前記円周溝２６は、軸受軸心と同心の断面凹形状で上側の軸受の軸受空間に臨み、且つ、同軸受の内輪外径面１ｃよりも所定小距離径方向外側に配設される。前記排出用切欠き２７は、間座幅面のうち、円周溝２６の円周方向の１箇所から径方向内外にわたって延びるように切欠き形成されている。
【００３９】
この構成によると、軸受運転時、以下の（1）〜(3)のように潤滑油が流れる。
(1) 上側の軸受内に供給された潤滑油は、潤滑に供された後、この潤滑油の自重により下部へ流れる。
(2) 前記潤滑油は、自重および内輪回転による遠心力により、間座幅面に設けた円周溝２６に流れ込む。
(3) 円周溝２６に流れ込んだ潤滑油は、この円周溝２６に沿って流れ、排出用切欠き２７にて径方向外方に排出される。
以上説明した円周溝２６および排出用切欠き２７により、上側の軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する下側の軸受へ不所望に漏れることを防ぐことが可能となる。
【００４０】
図１１の形態を部分的に変更した転がり軸受装置の例として、図１２〜図１４の間座７Ａを適用しても良い。この間座７Ａは、円周溝２６に流れ込んだ潤滑油が、排出用切欠き２７に向けて流れ込みやすいように、間座幅面の円周溝２６に傾斜βを設けている。図１２は、前記転がり軸受装置における間座７Ａの平面図であり、この図１２におけるドットは、円周溝２６へ流れ込んだ潤滑油を表す。図１３は図１２のＡ−Ａ線端面図である。図１４は同間座７Ａの断面図である。この例では、図１４の丸印で囲ったＰ部に示すように、間座幅面のうち、排出用切欠き２７がある円周方向箇所の１８０度対角位置における円周溝２６の溝底ｄ１が最も浅く、排出用切欠き２７がある円周方向箇所の円周溝２６の溝底ｄ２が最も深くなるように形成されている。すなわち図１２上半部、下半部の円周溝２６，２６をそれぞれ円周方向に切断して展開して見た断面形状が、円周溝２６の溝底ｄ１から円周溝２６の溝底ｄ２に向かうに従って、溝底が深くなる傾斜断面に形成されている。また間座７Ａにおいて、溝底ｄ１が最も浅い円周溝２６は、排油口１０のある円周方向位置と同位相となる位置に設けられる。排出用切欠き２７は、間座幅面のうち、円周溝２６の円周方向の１箇所から径方向外方に延びるように切欠き形成されている。
【００４１】
この構成によると、図１２に示すように、軸受運転時、同図上半部の円周溝２６に流れ込んだ潤滑油は、軸受回転方向と同一方向に流れ、排出用切欠き２７から排出される。同図下半部の円周溝２６に流れ込んだ潤滑油は、軸受回転方向とは逆方向に流れ、前記排出用切欠き２７から排出される。特に、円周溝２６を前記のような傾斜断面にしたため、円周溝２６に流れ込んだ潤滑油が、傾斜断面の下流側である排出用切欠き２７に流れ込み易くなる。したがって、上側の軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する下側の軸受へ不所望に漏れることをより確実に防ぐことが可能となる。
【００４２】
図１５に示すように、排出用切欠き２７がある円周方向箇所の円周溝２６の底面を、半径方向外方に向かうに従って、溝底が深くなる傾斜状の断面形状に形成しても良い。この例では、図１１の構成を前提としているが、図１２の構成と共にこの図１５の構成を適用しても良い。図１５の構成によると、潤滑油を排出用切欠き２７の傾斜面に沿って排出し易くできる。この場合にも、潤滑に供された潤滑油が、隣接する下側の軸受へ不所望に漏れることをより確実に防ぐことが可能となる。
【００４３】
図１６は、前述のいずれかの転がり軸受装置を、立型の工作機械主軸の支持に用いた例を概略示す断面図である。この例では、アンギュラ玉軸受を含む転がり軸受装置２８，２８を、２個背面組み合わせでハウジング２９に設置し、これらの転がり軸受装置２８，２８により主軸３０を回転自在に支持する。各軸受装置２８における内輪１は、内輪位置決め間座３１，３１および主軸３０の段部３０ａ，３０ａにより軸方向に位置決めされ、内輪固定ナット３２により主軸３０に締め付け固定されている。主軸上側の間座７および主軸下側の外輪２は、外輪押え蓋３４，３４によりハウジング２９内に位置決め固定されている。また主軸上側の外輪端面と、主軸下側の間座幅面との間には、外輪間座３５が介在されている。
【００４４】
ハウジング２９は、ハウジング内筒２９ａとハウジング外筒２９ｂとを嵌合させたものであり、その嵌合部に、冷却のための通油溝２９ｃが設けられている。ハウジング内筒２９ａには、各軸受装置２８にそれぞれ潤滑油を供給する供給油路３６，３６が形成されている。これら供給油路３６，３６は図示外の潤滑油供給源に接続されている。さらにハウジング内筒２９ａには、潤滑に供された潤滑油を排出する排油溝３７および排油路３８が形成されている。排油溝３７は、各軸受装置２８における切欠部１３および排油口１０にそれぞれ連通する。各排油溝３７に、主軸軸方向に延びる排油路３８が繋がり、この排油路３８から潤滑油が排出されるようになっている。
このように転がり軸受装置２８，２８を、立型の工作機械主軸の支持に用いた場合、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油することができる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速運転を可能とすることができる。
本実施形態に係る転がり軸受装置を、横型の工作機械主軸の支持に用いることも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…軌道面
３…転動体
４…保持器
６…軌道輪延長部
７…間座
８…環状油路
９…給油口
１０…排油口
１３…切欠部
１７，１７Ａ，１７Ｂ…振切用鍔状部
２５…潤滑油漏れ防止機構
２８…転がり軸受装置
３０…主軸
Ｋｕ…給排油機構
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、工作機械主軸を回転自在に支持する転がり軸受および転がり軸受装置に関し、立軸等でも使用可能とした転がり軸受および転がり軸受装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受の冷却と、軸受に対する潤滑油の給排油を行う機構を有する潤滑装置が提案されている（特許文献１）。この潤滑装置では、図１７（Ａ）に示すように、内輪端面に接する内輪間座５０を設け、外輪端面に接する潤滑油導入部材５１を設けている。内輪５２のうち前記内輪端面から内輪軌道面に繋がる斜面に円周溝５３を設けると共に、前記潤滑油導入部材５１にノズル５４を設け、このノズル５４から前記円周溝５３内に軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を吐出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記軸受を立軸に使用する場合、図１７（Ｂ）に示すように、潤滑油が滞留する高さＡよりも排油口の高さＢの方が高い。このため、排油を十分に行えない。このとき、排油されない多量の潤滑油が軸受内に浸入する。すると、攪拌抵抗が増加し、軸受内部の温度が上昇して、高速運転が困難な場合がある。そのため、軸受内へ浸入した潤滑油の排油を円滑に行う必要がある。
【０００５】
この発明の目的は、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる転がり軸受および転がり軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の転がり軸受装置は、内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、前記給排油機構から供給され軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたことを特徴とする。
前記「端部付近」とは、内輪の外径面のうち、保持器の端面よりも軸方向外側の部分を指す。
【０００７】
前記軸受を例えば立軸で使用する場合、給排油機構から軸受内に潤滑油を導入することで内外輪を冷却する。軸受内に導入された潤滑油の一部は、軸受の潤滑に供された後、下部へ流れる。その後、前記潤滑油は、自重により環状の振切用鍔状部に衝突し、内輪回転による遠心力によりこの振切用鍔状部の径方向外方へ振り切って飛ばされる。このように、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油することができる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速運転を可能とすることができる。
【０００８】
前記内輪に軸方向に延びる軌道輪延長部を設けると共に、外輪に、前記軌道輪延長部に対向する間座を設け、これら軌道輪延長部と間座とにわたって給排油機構を設けても良い。
前記外輪のうち、振切用鍔状部の径方向外方に位置する外輪端面に、軸受内で潤滑に供された潤滑油を軸受外に排出する切欠部を設けても良い。軸受潤滑に必要な潤滑油が軸受内に供給された後、振切用鍔状部で径方向外方へ振り飛ばされる。この振り飛ばされた潤滑油が切欠部から軸受外に円滑に排出される。これにより潤滑油が滞留し難くなる。
【０００９】
前記切欠部における外輪端面からの深さＡと、前記振切用鍔状部の軸方向厚みＢとの関係がＡ＞Ｂの関係にあるものとしても良い。前記Ａ＞Ｂの関係とすることで、振切用鍔状部で径方向外方へ振り飛ばされた潤滑油が、外輪の内径面に衝突したり滞留することを抑えて切欠部にスムーズに導入され、軸受外に排出される。
前記切欠部の底面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されていても良い。前記切欠部のある外輪端面のうち、外輪内径縁側の排出口を拡大することができ、これにより、振り飛ばされた潤滑油をより排出し易くできる。
【００１０】
前記振切用鍔状部のうち、軸受内部側に臨む内側面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されていても良い。この場合、軸受内で潤滑に供された潤滑油が振切用鍔状部に衝突した後、この振切用鍔状部の内側面の基端側から径方向外方に沿って流れ易くなる。したがって、潤滑油を軸受外により円滑に排油することができる。
【００１１】
前記外輪のうち振切用鍔状部の径方向外方に位置する外輪端面と、この外輪端面に繋がる外輪内径面との角部に、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成された傾斜面を設けたものとしても良い。この場合、前記外輪端面と外輪内径面との角部付近に存する潤滑油が傾斜面に沿って流れ、潤滑油をより排出し易くできる。
【００１２】
前記内輪の外径面の端部付近に円周溝を設け、この円周溝に、円周方向の１箇所に割り口を有する一つ割り形状の振切用鍔状部を装着したものとしても良い。この場合、振切用鍔状部を内輪の外径面に一体に設けたものより、内輪を簡単に加工することができる。これにより加工工数の低減を図れる。振切用鍔状部の円周方向の両端部を離間させ、この振切用鍔状部を拡径させた後、弾性を利用して前記円周溝に容易に装着することが可能となる。
前記振切用鍔状部は、前記割り口を形成する端面が、互いに平行でかつ割り口における振切用鍔状部の円周方向に対して傾斜したテーパ面であり、割り口の隙間が負隙間または零であるものとしても良い。この場合、内輪および振切用鍔状部が回転したとき、この振切用鍔状部の円周方向の両側の端面に生じ得る攪拌抵抗を、両端面が離間したものより小さくすることができる。
【００１３】
前記振切用鍔状部は、内輪よりも線膨張係数の小さい材料から成るものとしても良い。高速運転時に、内輪および振切用鍔状部の温度が上昇し、振切用鍔状部が内輪よりも膨張する場合、振切用鍔状部が内輪に対して相対的に滑る。この振切用鍔状部の滑りが原因で、振切用鍔状部が発熱したり他部品と接触することが懸念される。この構成によると、振切用鍔状部の線膨張係数が内輪の線膨張係数よりも小さい材料を使用したため、高速運転時に振切用鍔状部が内輪よりも膨張しないようにできる。これにより、振切用鍔状部の滑りを防止し、振切用鍔状部の発熱や他部品との接触を防止することができる。
【００１４】
軸受を複数個組合わせた場合に、いずれか一つの軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する軸受へ漏れることを防ぐ潤滑油漏れ防止機構を設けても良い。この場合、隣接する軸受において、潤滑油の攪拌抵抗による温度上昇を抑制することができる。
前記いずれかの転がり軸受装置が、工作機械主軸の支持に用いられるものであっても良い。
【００１５】
この発明の転がり軸受は、内輪および外輪の軌道面間に転動体を介在させた転がり軸受において、前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたことを特徴とする。
この構成によると、潤滑油を軸受内に導入することで内外輪を冷却する。軸受内に導入された潤滑油の一部は、軸受の潤滑に供された後、環状の振切用鍔状部に衝突し、内輪回転による遠心力によりこの振切用鍔状部の径方向外方へ振り切って飛ばされる。このように、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油することができる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速運転を可能とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の転がり軸受装置は、内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、前記給排油機構から供給され軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたため、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる。
【００１７】
この発明の転がり軸受は、内輪および外輪の軌道面間に転動体を介在させた転がり軸受において、前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたため、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。
【図２】同転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図３】（Ａ）は、同転がり軸受装置における潤滑油の流れを示す平面図、（Ｂ）は図３（Ａ）の要部の正面図である。
【図４】同転がり軸受装置における潤滑油を流れを示す断面図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図９】同転がり軸受装置の振切用鍔状部の平面図である。
【図１０】（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の振切用鍔状部の正面図、（Ｂ）は、同振切用鍔状部の平面図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図１２】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置における間座の平面図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ線端面図である。
【図１４】同間座の断面図である。
【図１５】この発明のさらに他の実施形態の転がり軸受装置の要部の拡大断面図である。
【図１６】この発明のいずれかの実施形態に係る転がり軸受装置を、立型の工作機械主軸を支持する転がり軸受に適用した例を示す概略断面図である。
【図１７】（Ａ）は、従来例の転がり軸受の潤滑装置の給油側の断面図、（Ｂ）は同潤滑装置の排油側の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１に示すように、この実施形態に係る転がり軸受装置は、転がり軸受と、給排油機構Ｋｕとを備えている。
図２に示すように、転がり軸受は、内外輪１，２である一対の軌道輪と、内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在する複数の転動体３と、これら転動体３を保持するリング状の保持器４とを有する。この転がり軸受はアンギュラ玉軸受からなり、転動体３として、鋼球やセラミックス球等からなる玉が適用される。
【００２０】
図１に示すように、内輪１は、内輪本体部５と、軌道輪延長部６とを有する。内輪本体部５は、軸受としての必要な強度を満たし、且つ、所定の幅寸法に設けられる。前記所定の幅寸法とは、ＪＩＳ、軸受カタログ等に規定される内輪の幅寸法である。内輪本体部５における外周面の中央部に軌道面１ａが形成されている。前記外周面のうち軌道面１ａに繋がる軸方向一方側に、軌道面側に向かうに従って大径となるように傾斜する断面形状に形成された斜面１ｂが形成され、前記外周面のうち軌道面１ａに繋がる軸方向他方側に、平坦な外径面１ｃが形成されている。この内輪本体部５の内輪背面側に、軌道輪延長部６が軸方向一方に延びるように一体に設けられる。
外輪２の軌道面２ａの軸方向両側に、外輪内径面２ｂと、カウンタボア２ｃとがそれぞれ形成されている。前記外輪内径面２ｂに保持器４が案内されるように構成されている。
【００２１】
図１に示すように、給排油機構Ｋｕは、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する機構である。この転がり軸受装置を例えば立軸で使用する場合、給排油機構Ｋｕを転がり軸受の上部に配設する。外輪２に隣接して間座７を設け、この間座７の内周面を、軌道輪延長部６の外周面に対向させている。これら軌道輪延長部６と間座７とにわたって給排油機構Ｋｕを設けている。
図３（Ａ）に示すように、給排油機構Ｋｕは、環状油路８と、給油口９と、排油口１０とを有する。これらのうち環状油路８は、図１左側に示すように、軌道輪延長部６の外周面に設けられる断面凹形状の内輪側円周溝１１と、間座７の内周面に設けられ、前記内輪側円周溝１１に対して径方向に対向するように配設される間座側円周溝１２とで成る。これら内輪側円周溝１１と間座側円周溝１２とで断面矩形孔状で環状に連なる環状油路８が形成される。
【００２２】
図１左側に示すように、間座７のうち円周方向の一部に、潤滑油を軸受内に供給する前記給油口９が形成されている。この給油口９は、間座７の外周面から前記環状油路８に径方向に貫通する段付きの貫通孔状に形成されている。すなわち給油口９は、環状油路８の円周方向の一部に連通する連通孔９ａと、この連通孔９ａに繋がり前記外周面に開口する座繰り孔９ｂとで成る。座繰り孔９ｂは、連通孔９ａに対し同心で同連通孔９ａよりも大径に形成されている。給油口９から環状油路８に供給された潤滑油は、図３（Ａ）に示すように、環状油路８内を、回転側の軌道輪である内輪１の回転方向Ｌ１と同一方向に進み、排油口１０および後述する切欠部１３から排出される。
【００２３】
図３（Ａ）に示すように、間座７のうち、前記給油口９とは位相の異なる円周方向の一部に、潤滑油を軸受外に排出する排油口１０が形成されている。排油口１０は、図１右側に示すように、間座７の外周面から環状油路８に径方向に貫通する貫通孔状に形成されている。図３（Ａ）に示すように、給油口９に対し、排油口１０の位相が所定の位相角度α（この例ではα＝２７０度）となるように設けられている。
【００２４】
図２に示すように、軌道輪延長部６および間座７には、給油口９から環状油路８に供給された潤滑油を、斜面１ｂを介して内輪軌道面１ａに導くラビリンス１４を設けている。図１に示すように、軌道輪延長部６のうち、内輪側円周溝１１を成す断面凹形状の一方側肩部１５は、内輪本体部５に一体に繋がっている。図２に示すように、間座７のうち環状油路８を成す断面凹形状の一方側肩部１６の内周面と、同内周面に径方向すきまを介して対向する軌道輪延長部６の一方側肩部１５の外周面とにより、ラビリンス１４を形成している。このラビリンス１４を形成したことで、軸受内への潤滑油の供給量を抑制し得る。
【００２５】
図２に示すように、内輪１の外径面の端部付近には、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部１７が設けられている。この例では、振切用鍔状部１７は、内輪１に一体に設けられ、軸受外部側に臨む外側面が内輪端面に同一平面に設けられている。振切用鍔状部１７のうち軸受内部側に臨む内側面１７ａは、前記外側面に平行に設けられている。前記ラビリンス１４を経由して軸受内に供給された潤滑油を、振切用鍔状部１７に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方に振り切るものとしている。
【００２６】
固定側の軌道輪である外輪１には、軸受内で潤滑に供された潤滑油を軸受外に排出する切欠部１３が設けられている。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の要部の正面図（IIIB-IIIB端面図）である。図２および図３（Ｂ）に示すように、外輪２のうち、間座７が設けられる側とは軸方向逆側の外輪端面に、切欠部１３が設けられている。つまり切欠部１３は、外輪２のうち、振切用鍔状部１７の径方向外方に位置する外輪端面に設けられている。この切欠部１３を、図３（Ａ）に示すように、内輪１の回転方向Ｌ１に沿う、給油口９と排油口１０との間に配設している。この例では、切欠部１３は、給油口９に対し９０度の位相角度をもって配設され、且つ、排油口１０に対し１８０度の位相角度をもって配設されている。
【００２７】
図２に示すように、切欠部１３における外輪端面からの深さＡと、前記振切用鍔状部１７の軸方向厚みＢとがＡ＞Ｂの関係を持つ。このＡ＞Ｂの関係により振切用鍔状部１７で振り切った潤滑油が排出され易い。また振切用鍔状部１７の内側面に対向する保持器４の端面４ａにおける、外輪端面からの距離Ｃは、前記深さＡに対してＣ＞Ａの関係を持つ。このＣ＞Ａの関係により、保持器案内面４ｂと、切欠部１３を成す外輪内周縁部とが干渉しないようになっている。
【００２８】
図１に示すように、軌道輪延長部６および間座７には、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制するラビリンス機構１８を設けている。このラビリンス機構１８は、給油口９および排油口１０に連通し、広部と狭部とが軸方向に連なるものとしている。広部は、内輪延長部６における他方側肩部１９の外周面に設けられる円周溝２０と、この円周溝２０に対向する間座７の内周面とを含んで構成される。前記円周溝２０は、軸方向に間隔をあけて複数（この例では２つ）配設される。各円周溝２０は、内輪延長部６の端面側（図１の上側）に向かうに従って小径となる、換言すると溝が深くなるように傾斜する断面形状に形成されている。前記狭部は、内輪延長部６における前記外周面の突出先端部と、この突出先端部に対向する間座７の内周面とを含んで構成される。
【００２９】
各円周溝２０が前記のように傾斜する断面形状に形成されているため、給油口９から供給されてラビリンス機構１８に浸入した潤滑油は、内輪回転による遠心力により円周溝２０の傾斜面に沿って漏れ側とは反対方向に移動する。このようなラビリンス機構１８により、隣接する軸受内に潤滑油が漏洩することを抑制し得る。なお円周溝２０は、３つ以上であっても良いし１つであっても良い。内輪延長部６に円周溝２０を設ける構成に代えて、間座７における断面凹形状の他方側肩部２１に、円周溝を設けても良い。また内輪延長部６および間座７にそれぞれ円周溝を設けても良い。
【００３０】
作用効果について説明する。
図４は、この転がり軸受装置における潤滑油の流れを示す断面図である。
軸受を例えば立軸で使用する場合、軸受運転時、以下の（1）〜(5)のように潤滑油が流れる。同図における矢符は潤滑油の流れを示す。
(1) 潤滑油を給油口９から環状油路８に供給する。
(2) 内輪側円周溝１１に沿って潤滑油が流れ、軸受を冷却する。
(3) 軸受を冷却した潤滑油が、排油口１０から排出される。
(4) 軸受潤滑に必要な潤滑油が、ラビリンス１４を経由して軸受内に供給される。
(5) 軸受の潤滑に供された潤滑油は、自重により振切用鍔状部１７に衝突し、内輪回転による遠心力によりこの振切用鍔状部１７の径方向外方へ振り切って飛ばされる。この振り飛ばされた潤滑油が切欠部１３から軸受外に円滑に排出される。
【００３１】
このように軸受内に浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油することができる。これにより潤滑油が滞留し難くなる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速運転を可能とすることができる。
軌道輪延長部６および間座７には、給油口９から環状油路８に供給された潤滑油を、斜面１ｂを介して内輪軌道面１ａに導くラビリンス１４を設けたため、潤滑油の供給量を抑制することができる。これにより、攪拌抵抗の増加をさらに確実に防止することができる。
【００３２】
他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。
図５に示すように、振切用鍔状部１７のうち、軸受内部側に臨む内側面１７ａは、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に傾斜する断面形状に形成されていても良い。この場合、軸受内で潤滑に供された潤滑油が振切用鍔状部１７に衝突した後、この振切用鍔状部１７の内側面１７ａの基端側から径方向外方に沿って流れ易くなる。したがって、潤滑油を軸受外により円滑に排油することができる。
【００３３】
図６に示すように、切欠部１３の底面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されていても良い。この場合、切欠部１３のある外輪端面のうち、外輪内径縁側の排出口を拡大することができ、これにより、振り飛ばされた潤滑油をより排出し易くできる。
図７に示すように、外輪２のうち振切用鍔状部１７の径方向外方に位置する外輪端面と、この外輪端面に繋がる外輪内径面との角部に、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成された傾斜面２２を設けたものとしても良い。この場合、外輪端面と外輪内径面との角部付近に存する潤滑油が傾斜面２２に沿って流れ、潤滑油をより排出し易くできる。
【００３４】
図８に示すように、内輪１の外径面の端部付近に円周溝２３を設け、この円周溝２３に、図９に示す円周方向の１箇所に割り口２４を有する一つ割り形状の振切用鍔状部１７Ａを装着しても良い。この振切用鍔状部１７Ａは、内輪１よりも線膨張係数の小さい材料等から成る。内輪１がＳＵＪ２から成る場合、ＳＵＪ２の線膨張係数１２．５×１０−６／°Ｃよりも小さい線膨張係数の、例えば、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）等が振切用鍔状部１７Ａの材料として用いられる。
図８および図９の構成によると、振切用鍔状部１７Ａの円周方向の両端部１７Ａａ，１７Ａａを離間させ、この振切用鍔状部１７Ａを拡径させた後、弾性を利用して内輪１の前記円周溝２３に容易に装着することが可能となる。さらにこの構成によると、振切用鍔状部１７を内輪１の外径面に一体に設けたものより、内輪１を簡単に加工することができる。これにより加工工数の低減を図れる。
【００３５】
ところで高速運転時に、内輪および振切用鍔状部の温度が上昇し、振切用鍔状部が内輪よりも膨張する場合、振切用鍔状部が内輪に対して相対的に滑る。この振切用鍔状部の滑りが原因で、振切用鍔状部が不所望に発熱したり他部品と接触することが懸念される。この構成によると、振切用鍔状部１７Ａの線膨張係数が内輪１の線膨張係数よりも小さい材料を使用したため、高速運転時に振切用鍔状部１７Ａが内輪１よりも膨張しないようにできる。これにより、振切用鍔状部１７Ａの滑りを防止し、振切用鍔状部１７Ａの発熱や他部品との接触を防止することができる。
【００３６】
図１０（Ａ）は、さらに他の実施形態に係る振切用鍔状部１７Ｂの正面図であり、図１０（Ｂ）は、同振切用鍔状部１７Ｂの平面図である。図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、振切用鍔状部１７Ｂは、円周方向の１箇所に割り口２４を有する一つ割り形状であって、前記割り口２４を形成する端面１７Ｂａ，１７Ｂａが、互いに平行でかつ割り口２４における振切用鍔状部１７Ｂの円周方向に対して傾斜したテーパ面であり、割り口２４の隙間が負隙間または零であるものとしても良い。
【００３７】
前記割り口２４を形成する両側の端面１７Ｂａ，１７Ｂａは、この振切用鍔状部１７Ｂの軸心Ｌ２に垂直な平面に対してそれぞれ角度α（αは例えば４５度）傾斜したテーパ面である。但し、角度αは４５度に限定されるものではない。この振切用鍔状部１７Ｂを前述のように内輪１の円周溝２３に装着した状態において、前記割り口２４の隙間が負隙間または零となるように規定されている。前記割り口２４の隙間が「零」とは、割り口２４の隙間がないことを意味する。前記割り口２４の隙間が「負隙間」とは、内輪円周溝２３に装着された振切用鍔状部１７Ｂの両側の端面１７Ｂａ，１７Ｂａ同士が、互いに周方向に圧接させた状態になることを意味する。
この構成によると、内輪１および振切用鍔状部１７Ｂが回転したとき、この振切用鍔状部１７Ｂの円周方向の両側の端面１７Ｂａ，１７Ｂａに生じ得る攪拌抵抗を、両端面が離間したものより小さくすることができる。
【００３８】
図１１に示すように、軸受を複数個組合わせて例えば立軸で使用する場合に、上側の軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する下側の軸受へ漏れることを防ぐ潤滑油漏れ防止機構２５を設けた転がり軸受装置としても良い。
潤滑油漏れ防止機構２５は、上側の軸受に隣接する間座幅面に設けた円周溝２６と、この円周溝２６に連通し同間座幅面に設けた排出用切欠き２７とを有する。間座幅面は間座端面とも言う。前記円周溝２６は、軸受軸心と同心の断面凹形状で上側の軸受の軸受空間に臨み、且つ、同軸受の内輪外径面１ｃよりも所定小距離径方向外側に配設される。前記排出用切欠き２７は、間座幅面のうち、円周溝２６の円周方向の１箇所から径方向内外にわたって延びるように切欠き形成されている。
【００３９】
この構成によると、軸受運転時、以下の（1）〜(3)のように潤滑油が流れる。
(1) 上側の軸受内に供給された潤滑油は、潤滑に供された後、この潤滑油の自重により下部へ流れる。
(2) 前記潤滑油は、自重および内輪回転による遠心力により、間座幅面に設けた円周溝２６に流れ込む。
(3) 円周溝２６に流れ込んだ潤滑油は、この円周溝２６に沿って流れ、排出用切欠き２７にて径方向外方に排出される。
以上説明した円周溝２６および排出用切欠き２７により、上側の軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する下側の軸受へ不所望に漏れることを防ぐことが可能となる。
【００４０】
図１１の形態を部分的に変更した転がり軸受装置の例として、図１２〜図１４の間座７Ａを適用しても良い。この間座７Ａは、円周溝２６に流れ込んだ潤滑油が、排出用切欠き２７に向けて流れ込みやすいように、間座幅面の円周溝２６に傾斜βを設けている。図１２は、前記転がり軸受装置における間座７Ａの平面図であり、この図１２におけるドットは、円周溝２６へ流れ込んだ潤滑油を表す。図１３は図１２のＡ−Ａ線端面図である。図１４は同間座７Ａの断面図である。この例では、図１４の丸印で囲ったＰ部に示すように、間座幅面のうち、排出用切欠き２７がある円周方向箇所の１８０度対角位置における円周溝２６の溝底ｄ１が最も浅く、排出用切欠き２７がある円周方向箇所の円周溝２６の溝底ｄ２が最も深くなるように形成されている。すなわち図１２上半部、下半部の円周溝２６，２６をそれぞれ円周方向に切断して展開して見た断面形状が、円周溝２６の溝底ｄ１から円周溝２６の溝底ｄ２に向かうに従って、溝底が深くなる傾斜断面に形成されている。また間座７Ａにおいて、溝底ｄ１が最も浅い円周溝２６は、排油口１０のある円周方向位置と同位相となる位置に設けられる。排出用切欠き２７は、間座幅面のうち、円周溝２６の円周方向の１箇所から径方向外方に延びるように切欠き形成されている。
【００４１】
この構成によると、図１２に示すように、軸受運転時、同図上半部の円周溝２６に流れ込んだ潤滑油は、軸受回転方向と同一方向に流れ、排出用切欠き２７から排出される。同図下半部の円周溝２６に流れ込んだ潤滑油は、軸受回転方向とは逆方向に流れ、前記排出用切欠き２７から排出される。特に、円周溝２６を前記のような傾斜断面にしたため、円周溝２６に流れ込んだ潤滑油が、傾斜断面の下流側である排出用切欠き２７に流れ込み易くなる。したがって、上側の軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する下側の軸受へ不所望に漏れることをより確実に防ぐことが可能となる。
【００４２】
図１５に示すように、排出用切欠き２７がある円周方向箇所の円周溝２６の底面を、半径方向外方に向かうに従って、溝底が深くなる傾斜状の断面形状に形成しても良い。この例では、図１１の構成を前提としているが、図１２の構成と共にこの図１５の構成を適用しても良い。図１５の構成によると、潤滑油を排出用切欠き２７の傾斜面に沿って排出し易くできる。この場合にも、潤滑に供された潤滑油が、隣接する下側の軸受へ不所望に漏れることをより確実に防ぐことが可能となる。
【００４３】
図１６は、前述のいずれかの転がり軸受装置を、立型の工作機械主軸の支持に用いた例を概略示す断面図である。この例では、アンギュラ玉軸受を含む転がり軸受装置２８，２８を、２個背面組み合わせでハウジング２９に設置し、これらの転がり軸受装置２８，２８により主軸３０を回転自在に支持する。各軸受装置２８における内輪１は、内輪位置決め間座３１，３１および主軸３０の段部３０ａ，３０ａにより軸方向に位置決めされ、内輪固定ナット３２により主軸３０に締め付け固定されている。主軸上側の間座７および主軸下側の外輪２は、外輪押え蓋３４，３４によりハウジング２９内に位置決め固定されている。また主軸上側の外輪端面と、主軸下側の間座幅面との間には、外輪間座３５が介在されている。
【００４４】
ハウジング２９は、ハウジング内筒２９ａとハウジング外筒２９ｂとを嵌合させたものであり、その嵌合部に、冷却のための通油溝２９ｃが設けられている。ハウジング内筒２９ａには、各軸受装置２８にそれぞれ潤滑油を供給する供給油路３６，３６が形成されている。これら供給油路３６，３６は図示外の潤滑油供給源に接続されている。さらにハウジング内筒２９ａには、潤滑に供された潤滑油を排出する排油溝３７および排油路３８が形成されている。排油溝３７は、各軸受装置２８における切欠部１３および排油口１０にそれぞれ連通する。各排油溝３７に、主軸軸方向に延びる排油路３８が繋がり、この排油路３８から潤滑油が排出されるようになっている。
このように転がり軸受装置２８，２８を、立型の工作機械主軸の支持に用いた場合、軸受内へ浸入した潤滑油を軸受外に円滑に排油することができる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速運転を可能とすることができる。
本実施形態に係る転がり軸受装置を、横型の工作機械主軸の支持に用いることも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…軌道面
３…転動体
４…保持器
６…軌道輪延長部
７…間座
８…環状油路
９…給油口
１０…排油口
１３…切欠部
１７，１７Ａ，１７Ｂ…振切用鍔状部
２５…潤滑油漏れ防止機構
２８…転がり軸受装置
３０…主軸
Ｋｕ…給排油機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、
前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、
前記給排油機構から供給され軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記内輪に軸方向に延びる軌道輪延長部を設けると共に、外輪に、前記軌道輪延長部に対向する間座を設け、これら軌道輪延長部と間座とにわたって給排油機構を設けた転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記外輪のうち、振切用鍔状部の径方向外方に位置する外輪端面に、軸受内で潤滑に供された潤滑油を軸受外に排出する切欠部を設けた転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項３において、前記切欠部における外輪端面からの深さＡと、前記振切用鍔状部の軸方向厚みＢとの関係がＡ＞Ｂの関係にある転がり軸受装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記切欠部の底面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されている転がり軸受装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記振切用鍔状部のうち、軸受内部側に臨む内側面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されている転がり軸受装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記外輪のうち振切用鍔状部の径方向外方に位置する外輪端面と、この外輪端面に繋がる外輪内径面との角部に、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成された傾斜面を設けた転がり軸受装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記内輪の外径面の端部付近に円周溝を設け、この円周溝に、円周方向の１箇所に割り口を有する一つ割り形状の振切用鍔状部を装着した転がり軸受装置。
【請求項９】
請求項８において、前記振切用鍔状部は、前記割り口を形成する端面が、互いに平行でかつ割り口における振切用鍔状部の円周方向に対して傾斜したテーパ面であり、割り口の隙間が負隙間または零である転がり軸受装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、前記振切用鍔状部は、内輪よりも線膨張係数の小さい材料から成る転がり軸受装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、軸受を複数個組合わせた場合に、いずれか一つの軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する軸受へ漏れることを防ぐ潤滑油漏れ防止機構を設けた転がり軸受装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項において、工作機械主軸の支持に用いられるものである転がり軸受装置。
【請求項１３】
内輪および外輪の軌道面間に転動体を介在させた転がり軸受において、
前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、
軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項１】
内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、
前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、
前記給排油機構から供給され軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記内輪に軸方向に延びる軌道輪延長部を設けると共に、外輪に、前記軌道輪延長部に対向する間座を設け、これら軌道輪延長部と間座とにわたって給排油機構を設けた転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記外輪のうち、振切用鍔状部の径方向外方に位置する外輪端面に、軸受内で潤滑に供された潤滑油を軸受外に排出する切欠部を設けた転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項３において、前記切欠部における外輪端面からの深さＡと、前記振切用鍔状部の軸方向厚みＢとの関係がＡ＞Ｂの関係にある転がり軸受装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記切欠部の底面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されている転がり軸受装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記振切用鍔状部のうち、軸受内部側に臨む内側面は、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成されている転がり軸受装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記外輪のうち振切用鍔状部の径方向外方に位置する外輪端面と、この外輪端面に繋がる外輪内径面との角部に、径方向外方に向かうに従って軸方向外側に至るように傾斜する断面形状に形成された傾斜面を設けた転がり軸受装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記内輪の外径面の端部付近に円周溝を設け、この円周溝に、円周方向の１箇所に割り口を有する一つ割り形状の振切用鍔状部を装着した転がり軸受装置。
【請求項９】
請求項８において、前記振切用鍔状部は、前記割り口を形成する端面が、互いに平行でかつ割り口における振切用鍔状部の円周方向に対して傾斜したテーパ面であり、割り口の隙間が負隙間または零である転がり軸受装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、前記振切用鍔状部は、内輪よりも線膨張係数の小さい材料から成る転がり軸受装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、軸受を複数個組合わせた場合に、いずれか一つの軸受内で潤滑に供された潤滑油が、隣接する軸受へ漏れることを防ぐ潤滑油漏れ防止機構を設けた転がり軸受装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項において、工作機械主軸の支持に用いられるものである転がり軸受装置。
【請求項１３】
内輪および外輪の軌道面間に転動体を介在させた転がり軸受において、
前記内輪の外径面の端部付近に、径方向外方へ突出する環状の振切用鍔状部を設け、
軸受内で潤滑に供された潤滑油を、前記振切用鍔状部に衝突させ、内輪回転による遠心力により径方向外方へ振り切るものとしたことを特徴とする転がり軸受。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−２５１９（Ｐ２０１３−２５１９Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２８７０（Ｐ２０１１−１３２８７０）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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