転がり軸受装置
【課題】 軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成でき、グリースまたはその基油の漏れや異物の混入が防げ、組立精度が高く、グリースの封入状態の信頼性が高い転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】 転がり軸受装置３０は、内輪２、外輪３、および転動体３を有する。例えば、固定側軌道輪が外輪２とする。外輪２に、軌道面２ａに続く段差面２ｂを設ける。段差面２ｂと隙間１１を介して対向し、内部のグリース溜まり１０と隙間１１とが連通した環状のグリース溜まり形成部品７を設ける。グリース溜まり形成部品７は、段差面２ｂとの対向面１８に凸部１９を有し、凸部１９を有しない対向面１８の箇所と段差面２ｂとの間に隙間１１が形成され、少なくとも一部分が、凸部１９を段差面２ｂ対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部Ａとされている。
【解決手段】 転がり軸受装置３０は、内輪２、外輪３、および転動体３を有する。例えば、固定側軌道輪が外輪２とする。外輪２に、軌道面２ａに続く段差面２ｂを設ける。段差面２ｂと隙間１１を介して対向し、内部のグリース溜まり１０と隙間１１とが連通した環状のグリース溜まり形成部品７を設ける。グリース溜まり形成部品７は、段差面２ｂとの対向面１８に凸部１９を有し、凸部１９を有しない対向面１８の箇所と段差面２ｂとの間に隙間１１が形成され、少なくとも一部分が、凸部１９を段差面２ｂ対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部Ａとされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械主軸等のグリース潤滑とされる潤滑機構付きの転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械主軸軸受の潤滑方法として、メンテナンスフリーで使用可能なグリース潤滑、搬送エアに潤滑オイルを混合してオイルをノズルより軸受内に噴射するエアオイル潤滑、軸受内に潤滑油を直接に噴射するジェット潤滑等の方法がある。最近の工作機械は、加工能率を上げるために、ますます高速化の傾向にあり、主軸軸受の潤滑も比較的安価で簡単に高速化が可能なエアオイル潤滑が多く用いられてきている。しかし、このエアオイル潤滑法は、付帯設備としてエアオイル供給装置が必要であることと、多量のエアを必要とすることから、コスト、騒音、省エネ、省資源の観点から問題がある。また、オイルの飛散によって環境を悪化させる問題もある。これらの問題を回避するために、最近ではグリース潤滑による高速化が注目され始め、要望も多くなってきている。
【０００３】
このような試みの一つに、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載の転がり軸受は、図７に示すように、内部にグリース溜まり５０を形成したグリース溜まり形成部品５１を固定側軌道輪（例えば外輪）２に接して設けると共に、このグリース溜まり形成部品５１から固定側軌道輪２の軌道面２ａの付近まで延びて、固定側軌道輪２との間に隙間５２を形成する隙間形成片５３を設け、前記グリース溜まり５０と固定側軌道輪２の軌道面２ａとを前記隙間５２を介して連通させたものである。
【０００４】
上記転がり軸受によると、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および前記隙間５２の毛細管現象によりグリースの基油が隙間５２に移動する。軸受を運転すると、隙間５２に貯油されていた基油は、運転で生じる固定側軌道輪２の温度変化と、転動体３の公転・自転で生じる空気流とにより隙間５２から吐出されて、固定側軌道輪２の軌道面２ａに付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。
【特許文献１】特開２００６−１３２７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のものは、グリース溜まり形成部品５１が、固定側軌道輪２の位置決め関座５４とこの位置決め間座５４に嵌合するグリース溜まり形成部品本体５５とでなり、両者の間にグリース溜まり５０が形成されている。組立に際しては、位置決め間座５４とグリース溜まり形成部品本体５５とを固定ねじ５６で固定してグリース溜まり形成部品５１とし、このグリース溜まり形成部品５１を固定側軌道輪２に組立てた後、グリース溜まり５０にグリースを封入する。この構成であることにより、以下の問題を有していた。
【０００６】
（１）固定側軌道輪２と位置決め間座５４の合わせ面に形成された微細な隙間から、グリース溜まり５０内のグリース自体またはグリースから分離した基油が漏れる可能性がある。
（２）組立時に、ゴミ等の異物がグリース溜まり５０内に入る可能性がある。
（３）グリース封入時におけるグリース溜まり５０へのグリース充填状況が分かり難いため、グリースを多く充填してしまい、軸受空間に必要以上のグリースが漏れ出る可能性がある。軸受空間に必要以上のグリースが存在すると、運転中の攪拌抵抗が大きくなる。
（４）油吐出用の前記隙間５２の隙間量δを適正に設定する必要があるが（例えばδ＝５０〜１００μｍ）、その調整が難しい。
【０００７】
この発明は、これらの課題を解決することを目的としたものであり、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成でき、またグリースまたはその基油の漏れや異物の混入が防げ、組立精度が高く、グリースの封入状態の信頼性が高い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】
【０００８】
この発明にかかる転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、この段差面と隙間を介して対向し、内部のグリース溜まりと前記隙間とが連通した環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記段差面と対向する対向面に、先端が段差面に当接する凸部を有し、この凸部を有しない前記対向面の箇所と前記段差面との間に前記隙間が形成されたものであり、少なくとも一部分が、前記凸部を前記段差面に対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部とされていることを特徴とする。
【０００９】
この構成の転がり軸受装置は、グリース溜まりにグリースを充填して使用される。転がり軸受装置の運転と停止に伴うグリース溜まりでのヒートサイクルによる温度変化が発生し、グリースから分離した基油が流路を通って隙間から軸受空間に吐出されて、固定側軌道輪の軌道面に供給される。これにより、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる。
【００１０】
グリース溜まり形成部品は独立した一体型の部品であるため、組立前にグリース溜まりにグリースを密封状態に封入しておくことができ、グリースまたはその基油の漏れ、およびゴミ等の異物の混入を防げる。また、組立時に、グリースが軸受空間に漏れ出ることがない。そのため、軸受空間内に過剰なグリースが存在することにより運転中の攪拌抵抗が大きくなることがない。
【００１１】
グリース溜まり形成部品の少なくとも一部分が弾性部とされているため、固定側軌道輪にグリース溜まり形成部品を組付けた状態では、グリース溜まり形成部品の凸部が固定側軌道輪の段差面に対して押し当て状態に維持され、凸部の先端が段差面に確実に当接する。凸部の高さ、すなわち前記対向面から凸部の先端までの軸方向距離を、目標とする隙間のギャップ量に設定しておけば、適正なギャップ量の隙間が形成される。また、弾性部が変形することで、固定側軌道輪およびグリース溜まり形成部品の各部の寸法誤差や組立誤差が吸収されるため、グリース溜まり形成部品を精度良く組付けられる。
【００１２】
前記固定側軌道輪に隣接する間座を備える場合、前記グリース溜まり形成部品に、前記間座の固定側軌道輪との合わせ面に当接してグリース溜まり形成部品の軸方向の位置決めする位置決め面を設けるとよい。この位置決め面は、前記グリース溜まり形成部品における前記弾性部でない箇所に設けるのが望ましい。
上記間座の合わせ面でグリース溜まり形成部品の位置決め面を当接させることで、正確にグリース溜まり形成部品の軸方向の位置決めをすることができる。
【００１３】
また、前記間座に、前記グリース溜まり形成部品を軸方向に案内するガイド部を設けるとよい。
間座にガイド部が設けられていると、間座とグリース溜まり形成部品の組立時における両者の案内が安定すると共に、組立精度を向上させられる。
【００１４】
この発明において、前記グリース溜まり形成部品は、前記段差面との間に前記隙間を形成する隙間形成分割体と、前記段差面に当接しこの段差面との間に前記隙間を形成しない非隙間形成分割体とを接合した構成とすることができる。その場合、前記隙間形成分割体は全体または一部が前記弾性部であり、前記非隙間形成分割体は前記弾性部を含まない剛体であってもよい。あるいは、前記隙間形成分割体および非隙間形成分割体は共に、全体または一部が前記弾性部であってもよい。
【００１５】
前記隙間形成分割体は全体または一部が前記弾性部であり、前記非隙間形成分割体は前記弾性部を含まない剛体である場合は、前記グリース溜まり形成部品を前記固定側軌道輪に組付ける前の状態で、軸方向基準位置から前記隙間形成分割体の前記段差面側端までの軸方向長さを、軸方向基準位置から前記非隙間形成分割体の前記段差面側端までの軸方向長さよりも長くする。
隙間形成分割体と非隙間形成分割体とを上記寸法関係にすれば、グリース溜まり形成部品を固定側軌道輪に組付けた状態で、確実に隙間形成分割体の凸部が固定側軌道輪の段差面に対して押し当てられた状態に維持することができ、所定の隙間量に確実に形成することができる。
【００１６】
また、前記隙間形成分割体および非隙間形成分割体は共に、全体または一部が前記弾性部である場合は、前記グリース溜まり形成部品の前記位置決め面から前記段差面側端までの軸方向長さを、前記固定側軌道輪の前記段差面から前記合わせ面までの軸方向長さよりも長くする。
グリース溜まり形成部品と固定側軌道輪とを上記寸法関係にすれば、グリース溜まり形成部品を固定側軌道輪に組付けた状態で、確実に隙間形成分割体の凸部が固定側軌道輪の段差面に対して押し当てられた状態に維持することができ、所定の隙間量に確実に形成することができる。
【００１７】
この発明において、前記グリース溜まり形成部品における前記固定側軌道輪と接する周面に環状の溝または切欠きを設け、この溝または切欠きに油漏れ防止体を嵌め込むとよい。前記油漏れ防止体は、耐熱性および耐油性を有する材料からなるものとする。
グリース溜まり形成部品における固定側軌道輪と接する周面に環状の溝または切欠きを設け、この溝または切欠きに油漏れ防止体を嵌め込むと、前記周面からの基油の漏れを防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、この段差面と隙間を介して対向し、内部のグリース溜まりと前記隙間とが連通した環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記段差面と対向する対向面に、先端が段差面に当接する凸部を有し、この凸部を有しない前記対向面の箇所と前記段差面との間に前記隙間が形成されたものであり、少なくとも一部分が、前記凸部を前記段差面に対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部とされているため、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成でき、またグリースまたはその基油の漏れや異物の混入が防げ、組立精度が高く、グリースの封入状態の信頼性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。図１において、この転がり軸受装置３０は、内輪１、外輪２、およびこれら内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在する複数の転動体３を有し、外輪位置決め間座６と、グリース溜まり形成部品７とを備える。複数の転動体３は、保持器４に保持され、内外輪１，２間の軸受空間の一端は、シール５によって密封されている。この転がり軸受装置３０はアンギュラ玉軸受であり、外輪位置決め間座６およびグリース溜まり形成部品７は軸受正面側に設けられ、シール５は軸受背面側の端部に設けられる。軸受正面側ではグリース溜まり形成部品７がシールを兼ねており、軸受正面側からの潤滑油漏れが防止される。図において、交差したハッチングで示す部分は、グリースの充填された部分を示す。なお、図１（Ｂ）の部分拡大図では、グリースの表示を省略してある。内輪１は、図示しない主軸に嵌合して回転可能とされ、外輪２はスピンドルユニットにおける図示しないハウジングの内周に嵌合状態で固定支持される。
【００２０】
固定側軌道輪となる外輪２には、その軌道面２ａに続く段差面２ｂが、転動体３から離れる外輪正面側、つまり軌道面２ａにおける接触角が生じる方向と反対側の縁部に続いて設けられている。この段差面２ｂは、軌道面２ａから外径側に延びて外輪正面側に対面する面である。段差面２ｂから外輪正面側に続く内周面２ｃは、円筒状の面とされている。
内輪１の正面側の肩部１ｂは、後記グリース溜まり形成部品７の本体部７ａとの干渉を避けるために、内外輪１，２の正面側端面よりも後退した形状としてある。
【００２１】
外輪位置決め間座６は、外輪２の正面側の端面に接して設けられる。外輪２および外輪位置決め間座６の合わせ面２ｄ，６ａは、外径縁では両者共に同径で、内径縁では外輪２よりも外輪位置決め間座６の方が小径である。外輪位置決め間座６の内周面の軸方向中央部は、他よりも内径の小さい円筒面からなるガイド部６ｂになっている。
【００２２】
グリース溜まり形成部品７は環状の部品であり、内部にグリース溜まり１０が形成された本体部７ａと、この本体部７ａから軸受内へ延びる隙間形成部７ｂとでなる。隙間形成部７ｂの先端と外輪２の段差面２ｂとの間には、油吐出用の隙間１１が形成されている。グリース溜まり１０と隙間１１間は、隙間形成部７ｂ内の流路１２を介して連通している。隙間１１は、グリース溜まり１０内のグリースから分離した基油を軸受空間に吐出するためのものであり、その隙間量δは、例えば５０〜１００μｍに設定されている。
【００２３】
グリース溜まり形成部品７は、内径側の隙間形成分割体１３と外径側の非隙間形成分割体１４とを接合してなる。外輪２にグリース溜まり形成部品７を組付けた状態において、隙間形成分割体１３の先端面と前記段差面２ｂとの間に隙間１１が形成される。非隙間形成分割体１４の先端は前記段差面２ｂに当接している。この例では、隙間形成分割体１３は樹脂等の弾性を有する材料からなり、非隙間形成分割体１４は鉄等の剛性を有する材料からなっている。
【００２４】
隙間形成分割体１３は、グリース溜まり形成部品本体部７ａの内径側の周壁となる部位１３ａと、同本体部７ａの軸受側の側壁となる部位１３ｂと、隙間形成部７ｂの内径側の周壁となる部位１３ｃとでなる。この構成としたことにより、隙間形成分割体１３が軸方向に押し付けられた場合に、軸方向に変形して、全体の軸方向寸法が短くなる。つまり、各部位１３ａ，１３ｂ，１３ｃで構成される屈曲構造が、後記凸部１９を段差面２ｂに対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部Ａとされている。なお、広義では、弾性材料からなる隙間形成分割体１３の全体が弾性部であるとも言える。
【００２５】
一方、非隙間形成分割体１４は、グリース溜まり形成部品本体部７ａの外径側の周壁となる部位１４ａと、同本体部７ａの反軸受側の側壁となる部位１４ｂとでなる。非隙間形成分割体１４の部位１４ａは、外輪２の内周面２ｃおよび外輪位置決め間座６の内周面ガイド部６ｂに嵌合している。この部位１４ａの外周には、軸受正面側を向く段差状の位置決め面１４ａａが設けられている。
【００２６】
隙間形成分割体１３と非隙間形成分割体１４とは、隙間形成分割体１３の部位１３ａの端面に設けた凸状係合部１５を、非隙間形成分割体１４の部位１４ｂに設けた凹状係合部１６に挿入させて互いに結合される。凸状係合部１５および凹状係合部１６は、環状であってもよく、あるいは円周方向の一部分に形成されたものであってもよい。
【００２７】
図１および図２に示すように、前記流路１２は、隙間形成分割体１３および非隙間形成分割体１４の間に形成されている。隙間形成分割体１３の円周方向複数箇所には、外径端が非隙間形成分割体１４の内周面に当接して、流路１２の最小幅部１２aを所定の径方向寸法に保つスペーサ突起１７が設けられている。隙間形成分割体１３の段差面２ｂとの対向面１８には、凸部１９が周方向複数箇所に設けられている。この凸部１９は、先端が段差面２ｂに当接している。凸部１９を有しない対向面１８の箇所と段差面２ｂとの間に、前記油吐出用の隙間１１が形成されている。
【００２８】
また、非隙間形成分割体１４の外周面先端には環状の切欠き２０が設けられ、この切欠き２０に油漏れ防止体２１が嵌め込まれている。油漏れ防止体２１の材料としては、天然ゴム系、ＳＢＲ系、ウレタンゴム系、ＮＢＲ系等を用いることができる。中でも、ＮＢＲ系（二トリルゴム）は、耐熱性および耐油性を有するため適している。この構造とすることにより、非隙間形成分割体１４の外周面と外輪２の内周面２ｃとの接触部から油が漏れるのが防がれる。この例の構造に代えて、非隙間形成分割体１４の外周面軸方向中間部に環状の溝を設け、この溝に油漏れ防止体２１を嵌め込んだ構造としてもよい。
【００２９】
図３に示すように、グリース溜まり形成部品７は、外輪２に組立ける前の状態で、軸方向基準位置から弾性部Ａを有する隙間形成分割体１３の先端までの軸方向長さＬ１を、軸方向基準位置から剛体である非隙間形成分割体１４の先端までの軸方向長さＬ２よりも長くしてある（Ｌ１＞Ｌ２）。この例では、上記軸方向基準位置は、グリース溜まり形成部品７の軸受正面側端の位置である。
【００３０】
この転がり軸受装置３０の組立は次のように行う。まず、隙間形成分割体１３と非隙間形成分割体１４とを接合してグリース溜まり形成部品７とし、そのグリース溜まり１０内にグリースを封入する。グリース溜まり形成部品７は独立した一体型の部品であるため、このように組立前にグリースを密封状態に封入しておくことができる。そのため、組立時におけるグリースまたはその基油の漏れ、およびゴミ等の異物の混入を防げる。
【００３１】
グリースを封入した後、グリース溜まり形成部品７の隙間形成部７ｂを軸受内に挿入して、隙間形成部７ｂを外輪２の内周面２ｃに嵌合させる。次いで、外輪２の合わせ面２ｄと外輪位置決め間座６の合わせ面６ａが当接するように、外輪位置決め間座６を外輪２に隣接して配置する。これにより、外輪位置決め間座６の合わせ面６ａがグリース溜まり形成部品７の位置決め面１４ａａに当たって、グリース溜まり形成部品７が軸方向に正確に位置決めがされると共に、外輪位置決め間座６の内周面ガイド部６ｂがグリース溜まり形成部品７の外周面に嵌合することで、グリース溜まり形成部品７が安定する。
【００３２】
グリース溜まり形成部品７が軸方向に位置決めされると、隙間形成分割体１３の各部位１３ａ，１３ｂ，１３ｃで構成される屈曲構造からなる弾性部Ａが変形することにより、凸部１９が段差面２ｂに対して押し当てられた状態になる。また、隙間形成分割体１３の弾性変形により、外輪２およびグリース溜まり形成部品７の各部の寸法誤差や組立誤差を吸収することができる。そのため、所定の隙間量δにして精度良く組立てられる。グリース溜まり形成部品７は独立した一体型の部品であるため、組立時に、グリースが軸受空間に漏れ出ることがない。
【００３３】
この転がり軸受の作用を説明する。軸受内には、初期潤滑用としてグリースを封入しておく。軸受を運転すると、運転時の起動、停止により軸受に温度変化が発生し、グリース溜まり１０内から基油が分離する。同時に、密閉状態のグリース溜まり部品１０の内部の温度が上昇する。この温度上昇により、分離した基油が流路１２を通って隙間１１から軸受空間に吐出される。吐出された基油は、外輪２の軌道面２ａに供給される。温度が上昇して定常状態になると、基油の吐出と並行して内部温度が徐々に減じ、単位時間当たりの基油吐出量も減少していく。その後、運転が中止されると、グリース溜まり１０の温度も下降する。このとき、温度上昇による基油の吐出は無く、隙間１１には基油が満たされる。したがって、運転停止状態では、グリース溜まり１０は密閉された状態にある。
その後、運転が再開されると、グリース溜まり１０の温度変化が再度発生する。このような温度上昇と下降のヒートサイクルによって、グリース溜まり１０内での温度変動が繰り返され、グリースから分離した基油が確実に隙間１１から吐出され、外輪２の軌道面２ａに繰り返し供給される。
【００３４】
また、上記ヒートサイクルによる基油吐出作用とは別に、以下に示す毛細管現象による基油吐出作用も加わる。すなわち、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および前記隙間１１の毛細管現象により、グリースの基油が流路１２から隙間１１に移動し、この毛細管現象と油の表面張力とが相まって隙間１１に基油が油状で保持される。軸受を運転すると、隙間１１に貯油されていた基油は、運転で生じる外輪２の温度上昇と、転動体３の公転・自転で生じる空気流とにより隙間１１から流出して、外輪２の軌道面２ａに付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。
【００３５】
このように、この転がり軸受では、運転停止と運転再開の繰り返しに伴うグリース溜まり１０でのヒートサイクルによる温度変動で、グリースから分離した基油が隙間１１を経て外輪２の軌道面２ａに供給されるので、潤滑油の供給が確実に行われる。加えて、隙間１１での毛細管現象によっても基油が外輪２の軌道面２ａに吐出されるので、潤滑が一層確実なものとなる。これにより、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリー化、および安定した潤滑油供給が可能である。
【００３６】
この実施形態では、固定側軌道輪が外輪２であり、この外輪２に前記段差面２ｂが設けられるが、グリース封入状態で軸受を回転させたときに、封入グリースが遠心力で外輪内径部に飛散するため、前記隙間１１と軌道面２ａとの間の基油の繋がりが確実となる。そのため、転動体接触部で潤滑油として消費される分の基油が、グリース溜まり１０から隙間１１を経て軌道面２ａに補給される作用が高められ、より安定した潤滑油の補給が行われる。
【００３７】
また、この実施形態では、転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記段差面２ｂが、軌道面２ａにおける接触角が生じる方向とは反対側の縁部に続いて形成されているので、段差面２ｂをより転動体３の直下に配置し易くなる。これにより、転動体３の中心付近に段差面２ｂを近づけることができ、隙間１１から軌道面２ａへの潤滑油の補給がより効率良く行える。
【００３８】
図４は、この発明の第２の実施形態を示す。この転がり軸受装置３０は、グリース溜まり形成部品７の隙間形成分割体１３および非隙間形成分割体１４がいずれも樹脂等の弾性を有する材料からなる。したがって、両分割体１３，１４は、共に全体または一部が弾性部であると言える。図５に示すように、グリース溜まり形成部品７の位置決め面１４ａａから先端までの軸方向長さＬ３は、外輪２の段差面２ｂから合わせ面２ｄまでの軸方向長さＬ４よりも長くしてある（Ｌ３＞Ｌ４）。
【００３９】
この構成とすると、グリース溜まり形成部品７を外輪２に組付けたときに、隙間形成分割体１３および非隙間形成分割体１４が共に軸方向寸法が短くなる側に変形して、両分割体１３，１４の先端が外輪２の段差面２ｂに確実に当接させられる。また、両分割体１３，１４の弾性変形により、外輪２およびグリース溜まり形成部品７の各部の寸法誤差や組立誤差を吸収することができる。そのため、油吐出用の所定の隙間量δにして精度良く組立てられる。
【００４０】
このように隙間形成分割体１３および非隙間形成分割体１４が樹脂等の弾性体である場合は、両分割体１３，１４を超音波接着により互いに接合するのが望ましい。樹脂等の弾性体同士の接着方法としては、直接加熱による接着、高周波接着、超音波接着等があるが、その中で超音波接着が望ましいのは、接着速度が速く、製品の表面に損傷を与えずに接着できるからである。
【００４１】
第１の実施形態では、広義で、隙間形成分割体１３の全体が弾性部とされているが、隙間形成分割体１３の一部だけを弾性部としてもよい。例えば、部位１３ａだけを弾性部とすることができる。部位１３ｂだけを弾性部とすることができる。部位１３ｃだけを弾性部とすることができる。部位１３ａと部位１３ｂの交差部の周辺を弾性部とすることができる。部位１３ｂと部位１３ｃの交差部の周辺を弾性部とすることができる。部位１３ａと部位１３ｂの交差部の周辺から部位１３ｂと部位１３ｃの交差部の周辺にかけてを弾性部とすることができる。いずれの場合も、外輪２にグリース溜まり形成部品７を組付けた状態で、弾性部が変形することにより、グリース溜まり形成部品７の凸部１９を、外輪２の段差面２ｂに対して押し当て状態に維持させることができる。
また、隙間形成分割体１３は剛体とし、非隙間形成分割体１４の全体または一部を弾性部とすることもできる。その場合、少なくとも非隙間形成分割体１４の部位１４ｂは弾性部とする。非隙間形成分割体１４の部位１４ｂが弾性部であると、外輪２にグリース溜まり形成部品７を組付けた状態で、上記部位１４ｂが撓み変形することにより、グリース溜まり形成部品７の凸部１９を、外輪２の段差面２ｂに対して押し当て状態に維持させることができる。
【００４２】
図６は、第１または第２の実施形態の転がり軸受装置３０を用いた工作機械用スピンドル装置の例を示す。このスピンドル装置では、２個の上記転がり軸受装置３０を背面組合せで用いている。２個の転がり軸受装置３０Ａ，３０Ｂは、ハウジング３２内で主軸３１の両端を回転自在に支持する。各転がり軸受装置３０Ａ，３０Ｂの内輪１は、内輪位置決め間座３６および内輪間座３７により位置決めされ、内輪固定ナット３９により主軸３１に締め付け固定されている。外輪２は、外輪位置決め間座６、外輪間座４０および外輪押え蓋４１，４２によりハウジング３２内に位置決め固定されている。ハウジング３２は、ハウジング内筒３２Ａとハウジング外筒３２Ｂ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４３が設けられている。
【００４３】
主軸３１は、その前端の端部３１ａに工具またはワーク（図示せず）を着脱自在に取付けるチャック（図示せず）が設けられ、後ろ側の端部３１ｂは、モータ等の駆動源が回転伝達機構（図示せず）を介して連結される。モータは、ハウジング３２に内蔵してもよい。このスピンドル装置は、例えばマシニングセンター、旋盤、フライス盤、研削盤等の各種工作機械に適用できる。
【００４４】
この構成のスピンドル装置によると、この実施形態の転がり軸受装置３０Ａ，３０Ｂにおける高速化、長寿命化、メンテナンスフリー化の作用が効果的に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図２】同転がり軸受装置のグリース溜まり部品の側面図である。
【図３】同グリース溜まり部品の組立前の状態を示す説明図である。
【図４】この発明の第２の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。
【図５】同転がり軸受装置の組立前の状態を示す説明図である。
【図６】この発明の転がり軸受を備えたスピンドル装置の構成図である。
【図７】従来の潤滑機構付きの転がり軸受の断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…内輪
１ａ…軌道面
２…外輪（固定側軌道輪）
２ａ…軌道面
２ｂ…段差面
３…転動体
６…外輪位置決め間座
６ａ…合わせ面
６ｂ…内周面案内部
７…グリース溜まり形成部品
１０…グリース溜まり
１１…隙間
１２…流路
１３…隙間形成分割体
１４…非隙間形成分割体
１４ａａ…位置決め面
１８…対向面
１９…凸部
２０…切欠き
２１…油漏れ防止体
３０…転がり軸受装置
Ａ…弾性部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械主軸等のグリース潤滑とされる潤滑機構付きの転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械主軸軸受の潤滑方法として、メンテナンスフリーで使用可能なグリース潤滑、搬送エアに潤滑オイルを混合してオイルをノズルより軸受内に噴射するエアオイル潤滑、軸受内に潤滑油を直接に噴射するジェット潤滑等の方法がある。最近の工作機械は、加工能率を上げるために、ますます高速化の傾向にあり、主軸軸受の潤滑も比較的安価で簡単に高速化が可能なエアオイル潤滑が多く用いられてきている。しかし、このエアオイル潤滑法は、付帯設備としてエアオイル供給装置が必要であることと、多量のエアを必要とすることから、コスト、騒音、省エネ、省資源の観点から問題がある。また、オイルの飛散によって環境を悪化させる問題もある。これらの問題を回避するために、最近ではグリース潤滑による高速化が注目され始め、要望も多くなってきている。
【０００３】
このような試みの一つに、例えば特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載の転がり軸受は、図７に示すように、内部にグリース溜まり５０を形成したグリース溜まり形成部品５１を固定側軌道輪（例えば外輪）２に接して設けると共に、このグリース溜まり形成部品５１から固定側軌道輪２の軌道面２ａの付近まで延びて、固定側軌道輪２との間に隙間５２を形成する隙間形成片５３を設け、前記グリース溜まり５０と固定側軌道輪２の軌道面２ａとを前記隙間５２を介して連通させたものである。
【０００４】
上記転がり軸受によると、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および前記隙間５２の毛細管現象によりグリースの基油が隙間５２に移動する。軸受を運転すると、隙間５２に貯油されていた基油は、運転で生じる固定側軌道輪２の温度変化と、転動体３の公転・自転で生じる空気流とにより隙間５２から吐出されて、固定側軌道輪２の軌道面２ａに付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。
【特許文献１】特開２００６−１３２７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のものは、グリース溜まり形成部品５１が、固定側軌道輪２の位置決め関座５４とこの位置決め間座５４に嵌合するグリース溜まり形成部品本体５５とでなり、両者の間にグリース溜まり５０が形成されている。組立に際しては、位置決め間座５４とグリース溜まり形成部品本体５５とを固定ねじ５６で固定してグリース溜まり形成部品５１とし、このグリース溜まり形成部品５１を固定側軌道輪２に組立てた後、グリース溜まり５０にグリースを封入する。この構成であることにより、以下の問題を有していた。
【０００６】
（１）固定側軌道輪２と位置決め間座５４の合わせ面に形成された微細な隙間から、グリース溜まり５０内のグリース自体またはグリースから分離した基油が漏れる可能性がある。
（２）組立時に、ゴミ等の異物がグリース溜まり５０内に入る可能性がある。
（３）グリース封入時におけるグリース溜まり５０へのグリース充填状況が分かり難いため、グリースを多く充填してしまい、軸受空間に必要以上のグリースが漏れ出る可能性がある。軸受空間に必要以上のグリースが存在すると、運転中の攪拌抵抗が大きくなる。
（４）油吐出用の前記隙間５２の隙間量δを適正に設定する必要があるが（例えばδ＝５０〜１００μｍ）、その調整が難しい。
【０００７】
この発明は、これらの課題を解決することを目的としたものであり、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成でき、またグリースまたはその基油の漏れや異物の混入が防げ、組立精度が高く、グリースの封入状態の信頼性が高い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】
【０００８】
この発明にかかる転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、この段差面と隙間を介して対向し、内部のグリース溜まりと前記隙間とが連通した環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記段差面と対向する対向面に、先端が段差面に当接する凸部を有し、この凸部を有しない前記対向面の箇所と前記段差面との間に前記隙間が形成されたものであり、少なくとも一部分が、前記凸部を前記段差面に対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部とされていることを特徴とする。
【０００９】
この構成の転がり軸受装置は、グリース溜まりにグリースを充填して使用される。転がり軸受装置の運転と停止に伴うグリース溜まりでのヒートサイクルによる温度変化が発生し、グリースから分離した基油が流路を通って隙間から軸受空間に吐出されて、固定側軌道輪の軌道面に供給される。これにより、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる。
【００１０】
グリース溜まり形成部品は独立した一体型の部品であるため、組立前にグリース溜まりにグリースを密封状態に封入しておくことができ、グリースまたはその基油の漏れ、およびゴミ等の異物の混入を防げる。また、組立時に、グリースが軸受空間に漏れ出ることがない。そのため、軸受空間内に過剰なグリースが存在することにより運転中の攪拌抵抗が大きくなることがない。
【００１１】
グリース溜まり形成部品の少なくとも一部分が弾性部とされているため、固定側軌道輪にグリース溜まり形成部品を組付けた状態では、グリース溜まり形成部品の凸部が固定側軌道輪の段差面に対して押し当て状態に維持され、凸部の先端が段差面に確実に当接する。凸部の高さ、すなわち前記対向面から凸部の先端までの軸方向距離を、目標とする隙間のギャップ量に設定しておけば、適正なギャップ量の隙間が形成される。また、弾性部が変形することで、固定側軌道輪およびグリース溜まり形成部品の各部の寸法誤差や組立誤差が吸収されるため、グリース溜まり形成部品を精度良く組付けられる。
【００１２】
前記固定側軌道輪に隣接する間座を備える場合、前記グリース溜まり形成部品に、前記間座の固定側軌道輪との合わせ面に当接してグリース溜まり形成部品の軸方向の位置決めする位置決め面を設けるとよい。この位置決め面は、前記グリース溜まり形成部品における前記弾性部でない箇所に設けるのが望ましい。
上記間座の合わせ面でグリース溜まり形成部品の位置決め面を当接させることで、正確にグリース溜まり形成部品の軸方向の位置決めをすることができる。
【００１３】
また、前記間座に、前記グリース溜まり形成部品を軸方向に案内するガイド部を設けるとよい。
間座にガイド部が設けられていると、間座とグリース溜まり形成部品の組立時における両者の案内が安定すると共に、組立精度を向上させられる。
【００１４】
この発明において、前記グリース溜まり形成部品は、前記段差面との間に前記隙間を形成する隙間形成分割体と、前記段差面に当接しこの段差面との間に前記隙間を形成しない非隙間形成分割体とを接合した構成とすることができる。その場合、前記隙間形成分割体は全体または一部が前記弾性部であり、前記非隙間形成分割体は前記弾性部を含まない剛体であってもよい。あるいは、前記隙間形成分割体および非隙間形成分割体は共に、全体または一部が前記弾性部であってもよい。
【００１５】
前記隙間形成分割体は全体または一部が前記弾性部であり、前記非隙間形成分割体は前記弾性部を含まない剛体である場合は、前記グリース溜まり形成部品を前記固定側軌道輪に組付ける前の状態で、軸方向基準位置から前記隙間形成分割体の前記段差面側端までの軸方向長さを、軸方向基準位置から前記非隙間形成分割体の前記段差面側端までの軸方向長さよりも長くする。
隙間形成分割体と非隙間形成分割体とを上記寸法関係にすれば、グリース溜まり形成部品を固定側軌道輪に組付けた状態で、確実に隙間形成分割体の凸部が固定側軌道輪の段差面に対して押し当てられた状態に維持することができ、所定の隙間量に確実に形成することができる。
【００１６】
また、前記隙間形成分割体および非隙間形成分割体は共に、全体または一部が前記弾性部である場合は、前記グリース溜まり形成部品の前記位置決め面から前記段差面側端までの軸方向長さを、前記固定側軌道輪の前記段差面から前記合わせ面までの軸方向長さよりも長くする。
グリース溜まり形成部品と固定側軌道輪とを上記寸法関係にすれば、グリース溜まり形成部品を固定側軌道輪に組付けた状態で、確実に隙間形成分割体の凸部が固定側軌道輪の段差面に対して押し当てられた状態に維持することができ、所定の隙間量に確実に形成することができる。
【００１７】
この発明において、前記グリース溜まり形成部品における前記固定側軌道輪と接する周面に環状の溝または切欠きを設け、この溝または切欠きに油漏れ防止体を嵌め込むとよい。前記油漏れ防止体は、耐熱性および耐油性を有する材料からなるものとする。
グリース溜まり形成部品における固定側軌道輪と接する周面に環状の溝または切欠きを設け、この溝または切欠きに油漏れ防止体を嵌め込むと、前記周面からの基油の漏れを防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、この段差面と隙間を介して対向し、内部のグリース溜まりと前記隙間とが連通した環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記段差面と対向する対向面に、先端が段差面に当接する凸部を有し、この凸部を有しない前記対向面の箇所と前記段差面との間に前記隙間が形成されたものであり、少なくとも一部分が、前記凸部を前記段差面に対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部とされているため、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成でき、またグリースまたはその基油の漏れや異物の混入が防げ、組立精度が高く、グリースの封入状態の信頼性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。図１において、この転がり軸受装置３０は、内輪１、外輪２、およびこれら内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在する複数の転動体３を有し、外輪位置決め間座６と、グリース溜まり形成部品７とを備える。複数の転動体３は、保持器４に保持され、内外輪１，２間の軸受空間の一端は、シール５によって密封されている。この転がり軸受装置３０はアンギュラ玉軸受であり、外輪位置決め間座６およびグリース溜まり形成部品７は軸受正面側に設けられ、シール５は軸受背面側の端部に設けられる。軸受正面側ではグリース溜まり形成部品７がシールを兼ねており、軸受正面側からの潤滑油漏れが防止される。図において、交差したハッチングで示す部分は、グリースの充填された部分を示す。なお、図１（Ｂ）の部分拡大図では、グリースの表示を省略してある。内輪１は、図示しない主軸に嵌合して回転可能とされ、外輪２はスピンドルユニットにおける図示しないハウジングの内周に嵌合状態で固定支持される。
【００２０】
固定側軌道輪となる外輪２には、その軌道面２ａに続く段差面２ｂが、転動体３から離れる外輪正面側、つまり軌道面２ａにおける接触角が生じる方向と反対側の縁部に続いて設けられている。この段差面２ｂは、軌道面２ａから外径側に延びて外輪正面側に対面する面である。段差面２ｂから外輪正面側に続く内周面２ｃは、円筒状の面とされている。
内輪１の正面側の肩部１ｂは、後記グリース溜まり形成部品７の本体部７ａとの干渉を避けるために、内外輪１，２の正面側端面よりも後退した形状としてある。
【００２１】
外輪位置決め間座６は、外輪２の正面側の端面に接して設けられる。外輪２および外輪位置決め間座６の合わせ面２ｄ，６ａは、外径縁では両者共に同径で、内径縁では外輪２よりも外輪位置決め間座６の方が小径である。外輪位置決め間座６の内周面の軸方向中央部は、他よりも内径の小さい円筒面からなるガイド部６ｂになっている。
【００２２】
グリース溜まり形成部品７は環状の部品であり、内部にグリース溜まり１０が形成された本体部７ａと、この本体部７ａから軸受内へ延びる隙間形成部７ｂとでなる。隙間形成部７ｂの先端と外輪２の段差面２ｂとの間には、油吐出用の隙間１１が形成されている。グリース溜まり１０と隙間１１間は、隙間形成部７ｂ内の流路１２を介して連通している。隙間１１は、グリース溜まり１０内のグリースから分離した基油を軸受空間に吐出するためのものであり、その隙間量δは、例えば５０〜１００μｍに設定されている。
【００２３】
グリース溜まり形成部品７は、内径側の隙間形成分割体１３と外径側の非隙間形成分割体１４とを接合してなる。外輪２にグリース溜まり形成部品７を組付けた状態において、隙間形成分割体１３の先端面と前記段差面２ｂとの間に隙間１１が形成される。非隙間形成分割体１４の先端は前記段差面２ｂに当接している。この例では、隙間形成分割体１３は樹脂等の弾性を有する材料からなり、非隙間形成分割体１４は鉄等の剛性を有する材料からなっている。
【００２４】
隙間形成分割体１３は、グリース溜まり形成部品本体部７ａの内径側の周壁となる部位１３ａと、同本体部７ａの軸受側の側壁となる部位１３ｂと、隙間形成部７ｂの内径側の周壁となる部位１３ｃとでなる。この構成としたことにより、隙間形成分割体１３が軸方向に押し付けられた場合に、軸方向に変形して、全体の軸方向寸法が短くなる。つまり、各部位１３ａ，１３ｂ，１３ｃで構成される屈曲構造が、後記凸部１９を段差面２ｂに対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部Ａとされている。なお、広義では、弾性材料からなる隙間形成分割体１３の全体が弾性部であるとも言える。
【００２５】
一方、非隙間形成分割体１４は、グリース溜まり形成部品本体部７ａの外径側の周壁となる部位１４ａと、同本体部７ａの反軸受側の側壁となる部位１４ｂとでなる。非隙間形成分割体１４の部位１４ａは、外輪２の内周面２ｃおよび外輪位置決め間座６の内周面ガイド部６ｂに嵌合している。この部位１４ａの外周には、軸受正面側を向く段差状の位置決め面１４ａａが設けられている。
【００２６】
隙間形成分割体１３と非隙間形成分割体１４とは、隙間形成分割体１３の部位１３ａの端面に設けた凸状係合部１５を、非隙間形成分割体１４の部位１４ｂに設けた凹状係合部１６に挿入させて互いに結合される。凸状係合部１５および凹状係合部１６は、環状であってもよく、あるいは円周方向の一部分に形成されたものであってもよい。
【００２７】
図１および図２に示すように、前記流路１２は、隙間形成分割体１３および非隙間形成分割体１４の間に形成されている。隙間形成分割体１３の円周方向複数箇所には、外径端が非隙間形成分割体１４の内周面に当接して、流路１２の最小幅部１２aを所定の径方向寸法に保つスペーサ突起１７が設けられている。隙間形成分割体１３の段差面２ｂとの対向面１８には、凸部１９が周方向複数箇所に設けられている。この凸部１９は、先端が段差面２ｂに当接している。凸部１９を有しない対向面１８の箇所と段差面２ｂとの間に、前記油吐出用の隙間１１が形成されている。
【００２８】
また、非隙間形成分割体１４の外周面先端には環状の切欠き２０が設けられ、この切欠き２０に油漏れ防止体２１が嵌め込まれている。油漏れ防止体２１の材料としては、天然ゴム系、ＳＢＲ系、ウレタンゴム系、ＮＢＲ系等を用いることができる。中でも、ＮＢＲ系（二トリルゴム）は、耐熱性および耐油性を有するため適している。この構造とすることにより、非隙間形成分割体１４の外周面と外輪２の内周面２ｃとの接触部から油が漏れるのが防がれる。この例の構造に代えて、非隙間形成分割体１４の外周面軸方向中間部に環状の溝を設け、この溝に油漏れ防止体２１を嵌め込んだ構造としてもよい。
【００２９】
図３に示すように、グリース溜まり形成部品７は、外輪２に組立ける前の状態で、軸方向基準位置から弾性部Ａを有する隙間形成分割体１３の先端までの軸方向長さＬ１を、軸方向基準位置から剛体である非隙間形成分割体１４の先端までの軸方向長さＬ２よりも長くしてある（Ｌ１＞Ｌ２）。この例では、上記軸方向基準位置は、グリース溜まり形成部品７の軸受正面側端の位置である。
【００３０】
この転がり軸受装置３０の組立は次のように行う。まず、隙間形成分割体１３と非隙間形成分割体１４とを接合してグリース溜まり形成部品７とし、そのグリース溜まり１０内にグリースを封入する。グリース溜まり形成部品７は独立した一体型の部品であるため、このように組立前にグリースを密封状態に封入しておくことができる。そのため、組立時におけるグリースまたはその基油の漏れ、およびゴミ等の異物の混入を防げる。
【００３１】
グリースを封入した後、グリース溜まり形成部品７の隙間形成部７ｂを軸受内に挿入して、隙間形成部７ｂを外輪２の内周面２ｃに嵌合させる。次いで、外輪２の合わせ面２ｄと外輪位置決め間座６の合わせ面６ａが当接するように、外輪位置決め間座６を外輪２に隣接して配置する。これにより、外輪位置決め間座６の合わせ面６ａがグリース溜まり形成部品７の位置決め面１４ａａに当たって、グリース溜まり形成部品７が軸方向に正確に位置決めがされると共に、外輪位置決め間座６の内周面ガイド部６ｂがグリース溜まり形成部品７の外周面に嵌合することで、グリース溜まり形成部品７が安定する。
【００３２】
グリース溜まり形成部品７が軸方向に位置決めされると、隙間形成分割体１３の各部位１３ａ，１３ｂ，１３ｃで構成される屈曲構造からなる弾性部Ａが変形することにより、凸部１９が段差面２ｂに対して押し当てられた状態になる。また、隙間形成分割体１３の弾性変形により、外輪２およびグリース溜まり形成部品７の各部の寸法誤差や組立誤差を吸収することができる。そのため、所定の隙間量δにして精度良く組立てられる。グリース溜まり形成部品７は独立した一体型の部品であるため、組立時に、グリースが軸受空間に漏れ出ることがない。
【００３３】
この転がり軸受の作用を説明する。軸受内には、初期潤滑用としてグリースを封入しておく。軸受を運転すると、運転時の起動、停止により軸受に温度変化が発生し、グリース溜まり１０内から基油が分離する。同時に、密閉状態のグリース溜まり部品１０の内部の温度が上昇する。この温度上昇により、分離した基油が流路１２を通って隙間１１から軸受空間に吐出される。吐出された基油は、外輪２の軌道面２ａに供給される。温度が上昇して定常状態になると、基油の吐出と並行して内部温度が徐々に減じ、単位時間当たりの基油吐出量も減少していく。その後、運転が中止されると、グリース溜まり１０の温度も下降する。このとき、温度上昇による基油の吐出は無く、隙間１１には基油が満たされる。したがって、運転停止状態では、グリース溜まり１０は密閉された状態にある。
その後、運転が再開されると、グリース溜まり１０の温度変化が再度発生する。このような温度上昇と下降のヒートサイクルによって、グリース溜まり１０内での温度変動が繰り返され、グリースから分離した基油が確実に隙間１１から吐出され、外輪２の軌道面２ａに繰り返し供給される。
【００３４】
また、上記ヒートサイクルによる基油吐出作用とは別に、以下に示す毛細管現象による基油吐出作用も加わる。すなわち、軸受の停止時には、グリース中の増稠剤および前記隙間１１の毛細管現象により、グリースの基油が流路１２から隙間１１に移動し、この毛細管現象と油の表面張力とが相まって隙間１１に基油が油状で保持される。軸受を運転すると、隙間１１に貯油されていた基油は、運転で生じる外輪２の温度上昇と、転動体３の公転・自転で生じる空気流とにより隙間１１から流出して、外輪２の軌道面２ａに付着しながら移動して転動体接触部に連続的に補給される。
【００３５】
このように、この転がり軸受では、運転停止と運転再開の繰り返しに伴うグリース溜まり１０でのヒートサイクルによる温度変動で、グリースから分離した基油が隙間１１を経て外輪２の軌道面２ａに供給されるので、潤滑油の供給が確実に行われる。加えて、隙間１１での毛細管現象によっても基油が外輪２の軌道面２ａに吐出されるので、潤滑が一層確実なものとなる。これにより、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリー化、および安定した潤滑油供給が可能である。
【００３６】
この実施形態では、固定側軌道輪が外輪２であり、この外輪２に前記段差面２ｂが設けられるが、グリース封入状態で軸受を回転させたときに、封入グリースが遠心力で外輪内径部に飛散するため、前記隙間１１と軌道面２ａとの間の基油の繋がりが確実となる。そのため、転動体接触部で潤滑油として消費される分の基油が、グリース溜まり１０から隙間１１を経て軌道面２ａに補給される作用が高められ、より安定した潤滑油の補給が行われる。
【００３７】
また、この実施形態では、転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記段差面２ｂが、軌道面２ａにおける接触角が生じる方向とは反対側の縁部に続いて形成されているので、段差面２ｂをより転動体３の直下に配置し易くなる。これにより、転動体３の中心付近に段差面２ｂを近づけることができ、隙間１１から軌道面２ａへの潤滑油の補給がより効率良く行える。
【００３８】
図４は、この発明の第２の実施形態を示す。この転がり軸受装置３０は、グリース溜まり形成部品７の隙間形成分割体１３および非隙間形成分割体１４がいずれも樹脂等の弾性を有する材料からなる。したがって、両分割体１３，１４は、共に全体または一部が弾性部であると言える。図５に示すように、グリース溜まり形成部品７の位置決め面１４ａａから先端までの軸方向長さＬ３は、外輪２の段差面２ｂから合わせ面２ｄまでの軸方向長さＬ４よりも長くしてある（Ｌ３＞Ｌ４）。
【００３９】
この構成とすると、グリース溜まり形成部品７を外輪２に組付けたときに、隙間形成分割体１３および非隙間形成分割体１４が共に軸方向寸法が短くなる側に変形して、両分割体１３，１４の先端が外輪２の段差面２ｂに確実に当接させられる。また、両分割体１３，１４の弾性変形により、外輪２およびグリース溜まり形成部品７の各部の寸法誤差や組立誤差を吸収することができる。そのため、油吐出用の所定の隙間量δにして精度良く組立てられる。
【００４０】
このように隙間形成分割体１３および非隙間形成分割体１４が樹脂等の弾性体である場合は、両分割体１３，１４を超音波接着により互いに接合するのが望ましい。樹脂等の弾性体同士の接着方法としては、直接加熱による接着、高周波接着、超音波接着等があるが、その中で超音波接着が望ましいのは、接着速度が速く、製品の表面に損傷を与えずに接着できるからである。
【００４１】
第１の実施形態では、広義で、隙間形成分割体１３の全体が弾性部とされているが、隙間形成分割体１３の一部だけを弾性部としてもよい。例えば、部位１３ａだけを弾性部とすることができる。部位１３ｂだけを弾性部とすることができる。部位１３ｃだけを弾性部とすることができる。部位１３ａと部位１３ｂの交差部の周辺を弾性部とすることができる。部位１３ｂと部位１３ｃの交差部の周辺を弾性部とすることができる。部位１３ａと部位１３ｂの交差部の周辺から部位１３ｂと部位１３ｃの交差部の周辺にかけてを弾性部とすることができる。いずれの場合も、外輪２にグリース溜まり形成部品７を組付けた状態で、弾性部が変形することにより、グリース溜まり形成部品７の凸部１９を、外輪２の段差面２ｂに対して押し当て状態に維持させることができる。
また、隙間形成分割体１３は剛体とし、非隙間形成分割体１４の全体または一部を弾性部とすることもできる。その場合、少なくとも非隙間形成分割体１４の部位１４ｂは弾性部とする。非隙間形成分割体１４の部位１４ｂが弾性部であると、外輪２にグリース溜まり形成部品７を組付けた状態で、上記部位１４ｂが撓み変形することにより、グリース溜まり形成部品７の凸部１９を、外輪２の段差面２ｂに対して押し当て状態に維持させることができる。
【００４２】
図６は、第１または第２の実施形態の転がり軸受装置３０を用いた工作機械用スピンドル装置の例を示す。このスピンドル装置では、２個の上記転がり軸受装置３０を背面組合せで用いている。２個の転がり軸受装置３０Ａ，３０Ｂは、ハウジング３２内で主軸３１の両端を回転自在に支持する。各転がり軸受装置３０Ａ，３０Ｂの内輪１は、内輪位置決め間座３６および内輪間座３７により位置決めされ、内輪固定ナット３９により主軸３１に締め付け固定されている。外輪２は、外輪位置決め間座６、外輪間座４０および外輪押え蓋４１，４２によりハウジング３２内に位置決め固定されている。ハウジング３２は、ハウジング内筒３２Ａとハウジング外筒３２Ｂ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４３が設けられている。
【００４３】
主軸３１は、その前端の端部３１ａに工具またはワーク（図示せず）を着脱自在に取付けるチャック（図示せず）が設けられ、後ろ側の端部３１ｂは、モータ等の駆動源が回転伝達機構（図示せず）を介して連結される。モータは、ハウジング３２に内蔵してもよい。このスピンドル装置は、例えばマシニングセンター、旋盤、フライス盤、研削盤等の各種工作機械に適用できる。
【００４４】
この構成のスピンドル装置によると、この実施形態の転がり軸受装置３０Ａ，３０Ｂにおける高速化、長寿命化、メンテナンスフリー化の作用が効果的に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（Ａ）はこの発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図２】同転がり軸受装置のグリース溜まり部品の側面図である。
【図３】同グリース溜まり部品の組立前の状態を示す説明図である。
【図４】この発明の第２の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。
【図５】同転がり軸受装置の組立前の状態を示す説明図である。
【図６】この発明の転がり軸受を備えたスピンドル装置の構成図である。
【図７】従来の潤滑機構付きの転がり軸受の断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…内輪
１ａ…軌道面
２…外輪（固定側軌道輪）
２ａ…軌道面
２ｂ…段差面
３…転動体
６…外輪位置決め間座
６ａ…合わせ面
６ｂ…内周面案内部
７…グリース溜まり形成部品
１０…グリース溜まり
１１…隙間
１２…流路
１３…隙間形成分割体
１４…非隙間形成分割体
１４ａａ…位置決め面
１８…対向面
１９…凸部
２０…切欠き
２１…油漏れ防止体
３０…転がり軸受装置
Ａ…弾性部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、この段差面と隙間を介して対向し、内部のグリース溜まりと前記隙間とが連通した環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記段差面と対向する対向面に、先端が段差面に当接する凸部を有し、この凸部を有しない前記対向面の箇所と前記段差面との間に前記隙間が形成されたものであり、少なくとも一部分が、前記凸部を前記段差面に対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部とされている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、前記固定側軌道輪に隣接する間座を備え、前記グリース溜まり形成部品に、前記間座の固定側軌道輪との合わせ面に当接してグリース溜まり形成部品の軸方向の位置決めする位置決め面を設けた転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項２において、前記位置決め面を、前記グリース溜まり形成部品における前記弾性部でない箇所に設けた転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記間座に、前記グリース溜まり形成部品を軸方向に案内するガイド部を設けた転がり軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記グリース溜まり形成部品は、前記段差面との間に前記隙間を形成する隙間形成分割体と、前記段差面に当接しこの段差面との間に前記隙間を形成しない非隙間形成分割体とを接合してなり、前記隙間形成分割体は全体または一部が前記弾性部であり、前記非隙間形成分割体は前記弾性部を含まない剛体である転がり軸受装置。
【請求項６】
請求項５において、前記グリース溜まり形成部品を前記固定側軌道輪に組付ける前の状態で、軸方向基準位置から前記隙間形成分割体の前記段差面側端までの軸方向長さを、軸方向基準位置から前記非隙間形成分割体の前記段差面側端までの軸方向長さよりも長くした転がり軸受装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記グリース溜まり形成部品は、前記段差面との間に前記隙間を形成する隙間形成分割体と、前記段差面に当接しこの段差面との間に前記隙間を形成しない非隙間形成分割体とを接合してなり、前記隙間形成分割体および非隙間形成分割体は共に、全体または一部が前記弾性部である転がり軸受装置。
【請求項８】
請求項７において、前記グリース溜まり形成部品の前記位置決め面から前記段差面側端までの軸方向長さを、前記固定側軌道輪の前記段差面から前記合わせ面までの軸方向長さよりも長くした転がり軸受装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記グリース溜まり形成部品における前記固定側軌道輪と接する周面に環状の溝または切欠きを設け、この溝または切欠きに油漏れ防止体を嵌め込んだ転がり軸受装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記油漏れ防止体は、耐熱性および耐油性を有する材料からなる転がり軸受装置。
【請求項１】
内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受装置において、軌道輪である内輪および外輪のうち、回転しない固定側軌道輪に、軌道面に続く段差面を転動体から離れる方向に設け、この段差面と隙間を介して対向し、内部のグリース溜まりと前記隙間とが連通した環状のグリース溜まり形成部品を設け、このグリース溜まり形成部品は、前記段差面と対向する対向面に、先端が段差面に当接する凸部を有し、この凸部を有しない前記対向面の箇所と前記段差面との間に前記隙間が形成されたものであり、少なくとも一部分が、前記凸部を前記段差面に対して押し当て状態に維持する弾性を有する弾性部とされている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、前記固定側軌道輪に隣接する間座を備え、前記グリース溜まり形成部品に、前記間座の固定側軌道輪との合わせ面に当接してグリース溜まり形成部品の軸方向の位置決めする位置決め面を設けた転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項２において、前記位置決め面を、前記グリース溜まり形成部品における前記弾性部でない箇所に設けた転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記間座に、前記グリース溜まり形成部品を軸方向に案内するガイド部を設けた転がり軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記グリース溜まり形成部品は、前記段差面との間に前記隙間を形成する隙間形成分割体と、前記段差面に当接しこの段差面との間に前記隙間を形成しない非隙間形成分割体とを接合してなり、前記隙間形成分割体は全体または一部が前記弾性部であり、前記非隙間形成分割体は前記弾性部を含まない剛体である転がり軸受装置。
【請求項６】
請求項５において、前記グリース溜まり形成部品を前記固定側軌道輪に組付ける前の状態で、軸方向基準位置から前記隙間形成分割体の前記段差面側端までの軸方向長さを、軸方向基準位置から前記非隙間形成分割体の前記段差面側端までの軸方向長さよりも長くした転がり軸受装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記グリース溜まり形成部品は、前記段差面との間に前記隙間を形成する隙間形成分割体と、前記段差面に当接しこの段差面との間に前記隙間を形成しない非隙間形成分割体とを接合してなり、前記隙間形成分割体および非隙間形成分割体は共に、全体または一部が前記弾性部である転がり軸受装置。
【請求項８】
請求項７において、前記グリース溜まり形成部品の前記位置決め面から前記段差面側端までの軸方向長さを、前記固定側軌道輪の前記段差面から前記合わせ面までの軸方向長さよりも長くした転がり軸受装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記グリース溜まり形成部品における前記固定側軌道輪と接する周面に環状の溝または切欠きを設け、この溝または切欠きに油漏れ防止体を嵌め込んだ転がり軸受装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記油漏れ防止体は、耐熱性および耐油性を有する材料からなる転がり軸受装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２２８７５１（Ｐ２００９−２２８７５１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７３８１５（Ｐ２００８−７３８１５）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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