JP2002323048A

JP2002323048A - 軸受装置及び工作機械主軸

Info

Publication number: JP2002323048A
Application number: JP2002116962A
Authority: JP
Inventors: Naoki Matsuyama; 直樹松山; Sumio Sugita; 澄雄杉田; Tamotsu Koiwa; 有小岩
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】潤滑性を向上させると共に、保持器の変形や破
損などを抑制できる軸受装置及びそれを用いた工作機械
主軸を提供する。【解決手段】保持器１４は、外輪１１の内周に対して位
置決めされており、すなわち保持器１４の案内面を、外
輪１１の軌道面１１ａと対向する保持器外周面１４ａと
しているので、内輪１２の外周面１２ｂと、保持器１４
の内周面１４ｂとの間のスキマを比較的大きく設計する
ことが可能となる。この結果、潤滑油供給装置２０の供
給路２０ａから噴射された潤滑油は、この比較的広いス
キマから確実に軸受装置１０の内部に導入され、遠心力
により外輪側に潤滑油が飛ばされ、保持器１４の案内面
の潤滑がスムーズに行なえるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速回転する工作
機械の主軸などを支持する軸受装置及びそれを用いた工
作機械主軸に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術を円筒ころ軸受を例にとり説明
する。工作機械の主軸を支持する軸受には、加工精度を
高く維持するために、高い回転精度と剛性が必要とされ
ている。このような用途に用いられる円筒ころ軸受にお
いては、軸・ハウジングに組込まれた後、軸受内部すき
まが５μｍ程度の小さなすきまに調整されて使用される
のが常である。

【０００３】一方、最近の傾向として加工効率向上のた
め、主軸の高速化が図られており、軸受にも高速化に対
応するよう要求がなされている。かかる用途に対応でき
る軸受として、外輪つば付・内輪つば無し（ＮＵ型）円
筒ころ軸受よりも給油した潤滑油が容易に軸受外部に排
出できる内輪つば付、外輪つば無し（Ｎ型）円筒ころ軸
受が広く採用されている。又、現在多く使用されている
保持器の案内（位置決め）形式には、保持器を銅合金製
として内輪つば部外周面で案内をする内輪案内形式と、
合成樹脂製でころによって案内をするころ案内形式とが
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、工作機械の
運転時に軸受が高速回転すると、内部に充填されたグリ
ースやオイルエア潤滑で供給された潤滑油は、遠心力に
より外輪側に飛ばされてしまい、内輪案内保持器の場
合、案内面の潤滑不良により焼付きに至る恐れがある。
また、高速回転時には、遠心力による内輪みぞ部の膨張
や外筒冷却、機械にビルトインされたモータの影響によ
る内・外輪温度差増大などのため、運転中、軸受の内部
すきまが負となりころ荷重が増加してしまうという問題
もある。さらに保持器は高速回転時、遠心力によって振
れ回り運動をおこすとともに、合成樹脂製の保持器で
は、強度が低いと変形量が大きくなってしまうという問
題もある。特に、ころ案内保持器の場合は、保持器がこ
ろをかかえ、ころによって保持器が案内される構成のた
め、遠心力の影響により保持器の振れ回りが発生したと
きや、保持器の変形量が大きくなったときには、ポケッ
卜部でころを拘束しその運動を阻害してしまい、また保
持器にころから過大な荷童が負荷されて、保持器破損の
恐れもあった。

【０００５】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
のであり、潤滑性を向上させると共に、保持器の変形や
破損などを抑制できる軸受装置及びそれを用いた工作機
械主軸を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明の軸受装置は、内輪と、外輪と、前記内輪と
前記外輪との間に、回転自在に配置された複数の転動体
と、前記転動体を保持する保持器とを有する軸受装置に
おいて、前記保持器は、樹脂素材から形成され、前記外
輪の内周又は前記内輪の外周に対して位置決めされてお
り、軸線方向に並列した一対の環状部と、前記環状部を
連結する柱部とを有し、前記環状部の断面の半径方向長
さをＨ、軸線方向長さをＬ、前記ころのＰＣＤをｄｍと
したときに、以下の式が成立するものである。ＡＩ＝（ＬＨ^３）／ｄｍ（１）ＡＩ≧０．０２５（２）

【０００７】

【作用】この発明によれば、前記保持器は、前記外輪の
内周に対して位置決めされており、すなわち前記保持器
の案内面を、前記外輪の軌道面と対向する保持器外周面
としているので、前記内輪の外周面と前記保持器の内周
面との間、又は前記外輪の内周面と前記保持器の外周面
との間のスキマを比較的大きく設計することが可能とな
る。この結果、オイルエアやオイルミスト潤滑用のノズ
ルから噴射された潤滑油は、この比較的広いスキマから
確実に軸受内部に導入され、遠心力により外輪側に潤滑
油が飛ばされ、前記保持器の案内面の潤滑がスムーズに
行なえるようになっている。

【０００８】また、前記保持器をこのように外輪案内又
は内輪案内とすることにより、高速回転時の保持器振れ
回り量を、案内スキマで規制することができ、さらに保
持器の素材として、微量潤滑でも焼付きにくい樹脂素材
を使用し、前記環状部の断面の半径方向長さをＨ、軸線
方向長さをＬ、前記転動体のＰＣＤをｄｍとしたとき
に、（１）、（２）式が成立する設計とすることで、従
来の保持器と比較し高剛性化が可能となり、高速回転時
の変形量を抑えることが可能となる。

【０００９】保持器の樹脂素材としては、フェノール樹
脂やポリアミド４６、ポリフェニレンサルファイド、熱
可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等を母
材として使用することができる。さらに、保持器の強度
向上のために、ガラス繊維は、１０〜４０重量％、炭素
繊維、アラミド繊維を１０〜３０重量％程度添加するこ
とが好ましい。また、高速回転の使用を満たすには、炭
素繊維やアラミド繊維がより好ましいが、使用に応じて
ガラス繊維も選択できる。炭素繊維やアラミド繊維の添
加量が、１０重量％以下では強度の保持が不十分であ
り、３０重量％以上とすると成形性が悪くなり外観も悪
くなる。またさらに好ましくは、炭素繊維やアラミド繊
維の添加量を２０〜３０重量％とすると、強度、成形性
も共に良好になる、ガラス繊維の場合は１０〜４０重量
％が好ましく、この理由は上記と同様である。

【００１０】ただし、円筒ころ軸受装置の場合、外輪案
内形式で前記保持器の軸線方向幅を、（１）、（２）式
を満たすようにすると、円筒ころの組込みをスムーズに
行なうために設けられている外輪軌道面のリードイン部
と、前記保持器の案内面とが、組込み誤差や運転中の軸
伸びによる内輪の軸方向移動により干渉してしまう恐れ
があり、それにより保持器の運転にブレーキをかけてし
まったり、保持器案内面が摩耗するといった不具合が発
生する。これに対し、前記保持器の案内面の外周部に面
取りやテーパー加工を施し、外輪の軌道面とリードイン
部の交点まで、軸方向に０．５ｍｍ以上のスキマを設け
ることで、かかる問題を回避することができる。

【００１１】尚、前記転動体を保持する前記保持器のポ
ケットにおける４つの角部の少なくとも一つに切欠き部
を設けることで、前記内輪の軌道面やつば部に給油され
た潤滑油を、軸受装置の回転速度に応じて、かかる切欠
き部を通って速やかに外輪軌道面側に移動させることが
可能となる。

【００１２】又、ポケットの円周方向ころ又は玉案内部
形状が平坦面であり、前記軸受装置が支持する軸と平行
な構成とすることで、前記ころ又は玉を保持するための
スナップ部は、前記保持器の動き量や寸法公差を考慮
し、最悪でも運転中にころ又は玉と干渉しないようにで
き、前記ころ又は玉の運動を阻害することなく高速回転
が実現できる。加えて、保持器の高速安定化をはかるた
めに、保持器の傾きに対し有利な両側案内とすると好ま
しい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明にか
かる実施の形態による軸受装置を示す軸線方向断面図で
ある。図２は、本実施の形態の軸受装置のみを拡大して
示す図である。軸受装置１０は、つばを設けていない外
輪１１と、つば１２ａを両端に設けた内輪１２と、両輪
１１，１２間に転動自在に配置された複数のころ（転動
体）１３と、ころ１３を保持する保持器１４とを有して
いる。図１においては、軸受装置１０に隣接して、オイ
ルエアやオイルミスト潤滑用の潤滑油供給装置２０が設
けられている。潤滑油供給装置２０の供給路２０ａは、
軸受装置１０の内部に向いており、外部より圧送された
潤滑油を噴出可能となっている。

【００１４】保持器１４は、外輪１１の内周に対して位
置決めされており、すなわち保持器１４の案内面を、外
輪１１の軌道面１１ａと対向する保持器外周面１４ａと
しているので、内輪１２のつば１２ａの外周面１２ｂ
と、保持器１４の内周面１４ｂとの間のスキマを比較的
大きく設計することが可能となる。この結果、潤滑油供
給装置２０の供給路２０ａから噴射された潤滑油は、図
１の矢印で示すように、この比較的広いスキマから確実
に軸受装置１０の内部に導入され、遠心力により外輪側
に潤滑油が飛ばされ、保持器１４の案内面の潤滑がスム
ーズに行なえるようになっている。

【００１５】また、保持器１４をこのように外輪案内と
することにより、高速回転時の保持器１４の振れ回り量
を、案内スキマで規制することができる。さらに保持器
１４の素材として、フェノール樹脂やポリアミド４６、
ポリフェニレンサルファイド、熱可塑性ポリイミド、ポ
リエーテルエーテルケトン等を母材として使用すること
ができる。さらに、保持器の強度向上のために、ガラス
繊維は、１０〜４０重量％、炭素繊維、アラミド繊維を
１０〜３０重量％程度添加することが好ましい。また、
高速回転の使用を満たすには、炭素繊維やアラミド繊維
がより好ましいが、使用に応じてガラス繊維も選択でき
る。炭素繊維やアラミド繊維の添加量が、１０重量％以
下では強度の保持が不十分であり、３０重量％以上とす
ると成形性が悪くなり外観も悪くなる。またさらに好ま
しくは、炭素繊維やアラミド繊維の添加量を２０〜３０
重量％とすると、強度、成形性も共に良好になる、ガラ
ス繊維の場合は１０〜４０重量％が好ましく、この理由
は上記と同様である。

【００１６】又、図２に示すように、保持器１４は、軸
線方向に並列した一対の環状部１４ｒと、前記環状部を
連結する柱部１４ｐとを有し、環状部１４ｒの断面の半
径方向長さをＨ、軸線方向長さをＬ、ころ１３のＰＣＤ
をｄｍとしたときに、以下の式が成立するようになって
いる。ＡＩ＝（ＬＨ^３）／ｄｍ（１）ＡＩ≧０．０２５（２）このように保持器１４を設計することで、従来の保持器
と比較し高剛性化が可能となり、高速回転時の変形量を
抑えることが可能となる。

【００１７】ただし、外輪案内形式で保持器１４の環状
部１４ｒ（すなわちポケット形状）を（１）、（２）式
を満たすように設計すると、円筒ころ１３の組込みをス
ムーズに行なうために設けられている外輪１１の軌道面
１１ａの端部内周に形成されたリードイン部１１ｂと、
保持器１４の案内面１４ａとが、組込み誤差や運転中の
軸伸びによる内輪１２の軸方向移動により干渉してしま
う恐れがあり、それにより保持器１４の運転にブレーキ
をかけてしまったり、保持器１４の案内面１４ａが摩耗
するといった不具合が発生する。本実施の形態では、保
持器１４の案内面１４ａの外周端に面取り（又はテーパ
ー）１４ｃを設け、面取り１４ｃの内方端と、外輪１１
の軌道面１１ａとリードイン部１１ｂの交点とを、軸方
向に０．５ｍｍ以上の距離をもって隔置することで、か
かる問題を回避している。

【００１８】図３は、図１の軸受装置から外輪を取り外
し、矢印III方向に見た図である。図４は、図１の形態
の軸受装置から内輪を取り外した状態で、軸線方向に見
た図である。図３に示すように、保持器１４がころ１３
を保持するポケット１４ｄは、４つの角部に切欠き部１
４ｇを設けているので、内輪１２の軌道面やつばに給油
された潤滑油を、軸受装置１０の回転速度に応じて、か
かる切欠き部１４ｇを通って速やかに外輪１１の軌道面
１１ａ（図１）側に移動させることが可能となる。

【００１９】又、ポケット１４ｄの円周方向ころ案内面
１４ｅの形状が、軸線方向の幅ａにわたって平坦となっ
ている。また、ころ１３の両端面に対し、保持器１４の
軸線方向案内面１４ｈは、周方向長さｂ（図４参照）で
当接している。このとき、案内面１４ｅの幅ａを、ころ
長さＬ２の４０〜８０％とし、案内面１４ｈの長さｂを
ころ怪の４０〜８０％とし、案内面１４ｈのころ１３の
ＰＣＤからの高さｃ（図４参照）を、ころ１３の外径Ｄ
の２０〜４０％とすることで、ころ１３と保持器１４の
接触面積を小さくするとともに、ころ１３の面取り部１
３ａと、案内面１４ｈとの干渉を抑制している。尚、ス
ナップ部１４ｆの面取り角度は、２５〜６０°であると
好ましい。尚、スナップ部１４ｆは、連転中保持器１４
が半径方向に案内スキマ分移動し、ころ１３がポケット
スキマ分円周方向に移動した状態でも、ころ１３と干渉
しないような設計となっている。加えて、本実施の形態
では、保持器１４の高速安定化をはかるために、保持器
１４の傾きに対し有利な両側案内となっているが、片側
案内でも良い。

【００２０】尚、保持器１４の軸線方向案内面１４ｈ
は、図１４，１５に示す変形例のように省略してもよ
い。潤滑油が通過できる空間が設けられていればよい。
又、アンダーレース潤滑用の保持器として、内輪案内保
持器でも同様のことがいえるので、案内は外輪となって
いるが、内輪側であっても良い。上記実施の形態では、
もっぱら円筒ころ軸受について説明したが、玉軸受であ
っても良い。これらの実施の形態について、図面を参照
して以下に説明する。

【００２１】図７は、片側案内の実施の形態にかかる円
筒ころ軸受装置の図２と同様な断面図である。図７にお
いて、軸受装置１１０は、つばを設けていない外輪１１
１と、つば１１２ａを両端に設けた内輪１１２と、両輪
１１１，１１２間に転動自在に配置された複数のころ
（転動体）１１３と、ころ１１３を保持する保持器１１
４とを有している。図７では図示していないが、軸受装
置１１０に隣接して、オイルエアやオイルミスト潤滑用
の潤滑油供給装置が設けられている。

【００２２】図２に示す実施の形態と同様に、保持器１
１４も、外輪１１１の内周に対して位置決めされている
が、本実施の形態では、保持器１１４の案内面を、外輪
１１１の軌道面１１１ａと対向する、図７で右方側の環
状部１１４ｒの外周面１１４ａのみとしている。かかる
実施の形態においては、保持器１１４の右方の環状部１
１４ｒの断面の半径方向長さをＨ、軸線方向長さをＬと
している。それ以外の構成については、上述した実施の
形態と同様であり、作用・効果も又同様に得られる。

【００２３】図８は、つばナシ内輪の実施の形態にかか
る円筒ころ軸受装置の図２と同様な断面図である。図８
において、軸受装置２１０は、つばを設けている外輪２
１１及び内輪２１２と、両輪２１１，２１２間に転動自
在に配置された複数のころ（転動体）２１３と、ころ２
１３を保持する保持器２１４とを有している。図８では
図示していないが、軸受装置２１０に隣接して、オイル
エアやオイルミスト潤滑用の潤滑油供給装置が設けられ
ている。

【００２４】図２に示す実施の形態と同様に、保持器２
１４も、外輪２１１の内周に対して位置決めされてお
り、保持器２１４の案内面を、外輪２１１の軌道面２１
１ａと対向する保持器外周面２１４ａとしている。内輪
２１２につばを設けていない以外の基本的構成について
は、上述した実施の形態と同様であり、作用・効果も又
同様に得られる。

【００２５】図９は、片側案内の実施の形態にかかるア
ンギュラ玉軸受装置の図２と同様な断面図である。図９
において、軸受装置３１０は、外輪３１１及び内輪３１
２と、両輪３１１，３１２間に転動自在に配置された複
数の玉（転動体）３１３と、玉３１３を保持する保持器
３１４とを有している。図９では図示していないが、軸
受装置３１０に隣接して、オイルエアやオイルミスト潤
滑用の潤滑油供給装置が設けられている。

【００２６】図２に示す実施の形態と同様に、保持器３
１４も、外輪３１１の内周に対して位置決めされている
が、本実施の形態では、保持器３１４の案内面を、外輪
３１１の内周面３１１ａと対向する、図９で右方側の環
状部３１４ｒの外周面３１４ａのみとしている。かかる
実施の形態においては、保持器３１４の右方の環状部３
１４ｒの断面の半径方向長さをＨ、軸線方向長さをＬと
している。以上のべた主要な相違点以外の構成について
は、上述した実施の形態と同様であり、作用・効果も又
同様に得られる。

【００２７】図１０は、内輪案内の実施の形態にかかる
アンギュラ玉軸受装置の図２と同様な断面図である。図
１０において、軸受装置４１０は、外輪４１１及び内輪
４１２と、両輪４１１，４１２間に転動自在に配置され
た複数の玉（転動体）４１３と、玉４１３を保持する保
持器４１４とを有している。図１０に示すように、内輪
４１２にアンダーレース潤滑用の給油孔４１２ｂが設け
られており、保持器内周面４１４ａに潤滑油が供給され
る。

【００２８】本実施の形態の保持器４１４は、内輪４１
２の外周に対して位置決めされており、従って保持器４
１４の案内面を、内輪４１２の外周面４１２ａと対向す
る保持器内周面４１４ａとしている。以上のべた主要な
相違点以外の基本的構成については、上述した実施の形
態と同様であり、作用・効果も又同様に得られる。

【００２９】図１１は、片側案内の実施の形態にかかる
アンギュラ玉軸受装置の図２と同様な断面図である。図
１１において、軸受装置５１０は、外輪５１１及び内輪
５１２と、両輪５１１，５１２間に転動自在に配置され
た複数の玉（転動体）５１３と、玉５１３を保持する保
持器５１４とを有している。図１１では図示していない
が、軸受装置５１０に隣接して、オイルエアやオイルミ
スト潤滑用の潤滑油供給装置が設けられている。

【００３０】図２に示す実施の形態と同様に、保持器５
１４も、外輪５１１の内周に対して位置決めされている
が、本実施の形態では、保持器５１４の案内面を、外輪
５１１の内周面５１１ａと対向する、図１１で右方側の
環状部５１４ｒの外周面５１４ａのみとしており、又保
持器５１４の一対の環状部５１４ｒの外周面には、内向
きに段部５１４ｓが形成されている。かかる実施の形態
においては、保持器５１４の右方の環状部５１４ｒの断
面の半径方向長さをＨ、軸線方向長さをＬとしている。
以上のべた主要な相違点以外の構成については、上述し
た実施の形態と同様であり、作用・効果も又同様に得ら
れる。

【００３１】図１２は、両側案内の実施の形態にかかる
アンギュラ玉軸受装置の図２と同様な断面図である。図
１２において、軸受装置６１０は、外輪６１１及び内輪
６１２と、両輪６１１，６１２間に転動自在に配置され
た複数の玉（転動体）６１３と、玉６１３を保持する保
持器６１４とを有している。図１２では図示していない
が、軸受装置６１０に隣接して、オイルエアやオイルミ
スト潤滑用の潤滑油供給装置が設けられている。

【００３２】図２に示す実施の形態と同様に、保持器６
１４も、外輪６１１の内周に対して位置決めされてお
り、保持器６１４の案内面を、外輪６１１の内周面６１
１ａと対向する保持器外周面６１４ａとしている。かか
る実施の形態においては、保持器６１４の環状部６１４
ｒの断面の半径方向長さをＨ、軸線方向長さをＬとして
いる。以上のべた主要な相違点以外の構成については、
上述した実施の形態と同様であり、作用・効果も又同様
に得られる。

【００３３】以下、円筒ころ軸受装置に適用される実施
例について説明する。実施例の各種断面形状での計算結
果を示す。（計算条件）保持器外径寸法：９９．５１ｍｍころ径：９ｍｍころ長さ：９ｍｍころ数：２０個ころＰＣＤ（ｄｍ）：９１ｍｍ保持器材質：ＰＥＥＫ樹脂回転数：２５０００回転毎分案内すきま：０．４ｍｍ保持器アンバランス：０．５ｇ・ｃｍ

【００３４】以上の条件による保持器の変形量の計算結
果を表１に示す。

【表１】かかる計算結果を考察するに、表１に示す条件１の場合
が、最も小さい変形量となる。高速運転時、保持器の変
形量を考慮すると、ＡＩ≧０．０２５が必要となる。

【００３５】図２に示すように、保持器案内面と有効外
輪軌道面幅との軸方向距離に関して、リードイン部１１
ｂと外輪内周面１１ａとの交点から０．５ｍｍ以上軸方
向に距離が空くように、保持器の案内面位置Ｐを設定し
た状態で、図５に示すように、保持器外周面１４ａの逃
がし形状を変えて考察する。（ａ）テーパー形状に逃がしたもの（ｂ）Ｃ面取形状で逃がしたもの（ｃ）Ｒ面取形状で逃がしたものいずれの形状でも問題がないことが判った。

【００３６】以下、本発明者らが行った比較試験の供試
仕様・試験条件を説明する。軸受仕様：Ｎ型円筒ころ軸受内径：７０ｍｍ外径：１１０ｍｍころ径：９ｍｍころ長さ：９ｍｍころＰＣＤ（ｄｍ）：９１ｍｍ実施例：外輪案内保持器材質：ＰＥＥＫ保持器案内すきま：０．４ｍｍ保持器幅：１８．５ｍｍ保持器厚さ：５．２ｍｍ比較例：ころ案内保持器材質：ポリアミド６６保持器幅：１１．８ｍｍ保持器厚さ：４．３ｍｍ試験条件組込時ラジアル内部すきま：０μｍ潤滑：オイルエア潤滑回転数：軸受が回転不能となるまで上昇

【００３７】比較試験結果を図６に示す。かかる試験に
よれば、比較例のころ案内保持器では、回転数を１８０
００回転毎分にあげたところ、保持器が破断してしまっ
た。保持器自身の強度（断面形状、材質）が弱く、遠心
力による振れ回りと径方向変形量でポケット部でころの
運動を阻害してしまい、保持器に過大な荷重が負荷し保
持器が破断したものである。

【００３８】一方、本実施例の外輪案内保持器は、温度
上昇も比較例のころ案内保持器よリ低く、限界回転数も
飛躍的に延び、回転数を３１０００回転毎分にしても問
題なく、実施例の形状が有効であることが確認できた。

【００３９】次に、アンギュラ玉軸受装置に適用される
実施例について説明する。実施例の各種断面形状での計
算結果を示す。（計算条件）軸受内径：６５ｍｍ保持器外径：８６ｍｍ玉径：７．１４４ｍｍ玉数：２８個玉ＰＣＤ（ｄｍ）：８２ｍｍ保持器材質：ＰＥＥＫ樹脂回転数：３００００回転毎分案内すきま：０．４ｍｍ保持器アンバランス：０．５ｇ・ｃｍ

【００４０】以上の条件による保持器変形量の計算結果
を表２に示す。

【表２】

【００４１】かかる計算結果を考察にするに、表２に示
す条件１の場合が、最も小さい変形量となる。高速運転
時、保持器の変形量を考慮すると、ＡＩ≧０．０２５が
必要となる。

【００４２】以下、本発明者らが行った比較試験の供試
仕様・試験条件を説明する。軸受仕様：アンギュラ玉軸受内径：６５ｍｍ外径：１０５ｍｍ玉径：７．１４４ｍｍ玉ＰＣＤ（ｄｍ）：８２ｍｍ玉数：２８個組合せ：２列背面組合せ（ＤＢ組合せ、定位置予圧）試験条件組込時アキシアルばね定数：１００Ｎ／μｍ潤滑：オイルエア給油量：０．０３ｃｃ／１６ｍｉｎ回転数：軸受が回転不能となるまで上昇実施例：外輪案内保持器（ＡＩ＝０.０４０）材質：ＰＥＥＫ樹脂保持器案内すきま：０．４ｍｍ保持器幅：１６ｍｍ保持器厚さ：４ｍｍ比較例１：玉案内保持器（従来保持器）材質：ポリアミド６６保持器幅：１５ｍｍ保持器厚さ：２．５ｍｍ比較例２：外輪案内保持器（ＡＩ＝０．０１３）材質：ＰＥＥＫ樹脂保持器案内すきま：０．４ｍｍ保持器幅：１４ｍｍ保持器厚さ：３ｍｍ

【００４３】比較試験結果を図１３に示す。かかる試験
によれば、比較例１の玉案内保持器では２２０００回転
毎分にあげたところ、保持器が溶融してしまった。保持
器自身の強度（断面形状、材質）が弱く、遠心力による
振れ回りと径方向変計量でポケット部で玉の運転を阻害
してしまい、摩擦熱により保持器が溶融破損したもので
ある。

【００４４】一方、比較例２の外輪案内保持器は、比較
例１の保持器よりは昇温、高速性に優れていたが、２９
０００回転毎分にあげたところ保持器案内面が摩耗し、
ポケット部柱が破損してしまった。比較例１に比べ、保
持器の運動は外輪案内とすることにより高速域では安定
したものとなったが、保持器断面強度が不足し、運転時
の変形量が大きくなり、案内面での油膜形成が困難とな
り案内面が摩耗してしまった。これは、摩耗することに
より、保持器にアンバランスが加わり、さらに変形量が
大きくなるため、保持器に過大な応力が発生してしまい
柱が破損してしまったためと考えられる。

【００４５】これに対し、本実施例の外輪案内保持器
は、温度上昇も比較例１と比較し低く、比較例２と比較
しても限界回転数が増大している。本実施例では、３３
０００回転毎分にあげたところで試験機はストップした
が、分解してみると、保持器に異常はなく、内輪の軌道
面が焼きついている状態だった。保持器としては、さら
に高速回転が可能であることが判断でき、本発明の形状
が有効であることが確認できた。

【００４６】以上、本発明を実施の形態を参照して説明
してきたが、グリース潤滑でも同様なことがいえる本発
明は、上記実施の形態に限定して解釈されるべきではな
く、適宜変更・改良が可能であることはもちろんであ
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、潤滑性を向上させると
共に、保持器の変形や破損などを抑制できる軸受装置及
びそれを用いた工作機械主軸が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施の形態による軸受装置を示
す軸線方向断面図である。

【図２】本実施の形態の軸受装置のみを拡大して示す図
である。

【図３】図１の軸受装置から外輪を取り外し、矢印III
方向に見た図である。

【図４】図１の形態の軸受装置から内輪を取り外した状
態で、軸線方向に見た図である。

【図５】保持器の形状の変形例を示す図である。

【図６】円筒ころ軸受装置における比較例との試験結果
を示す図である。

【図７】片側案内の実施の形態にかかる円筒ころ軸受装
置の図２と同様な断面図である。

【図８】つばナシ内輪の実施の形態にかかる円筒ころ軸
受装置の図２と同様な断面図である。

【図９】片側案内の実施の形態にかかるアンギュラ玉軸
受装置の図２と同様な断面図である。

【図１０】内輪案内の実施の形態にかかるアンギュラ玉
軸受装置の図２と同様な断面図である。

【図１１】片側案内の実施の形態にかかるアンギュラ玉
軸受装置の図２と同様な断面図である。

【図１２】両側案内の実施の形態にかかるアンギュラ玉
軸受装置の図２と同様な断面図である。

【図１３】アンギュラ玉軸受装置における比較例との試
験結果を示す図である。

【図１４】図１の軸受装置の変形例を示す図３と同様な
図である。

【図１５】図１の軸受装置の変形例を示す図４と同様な
図である。

【符号の説明】

１０、１１０，２１０，３１０，４１０，５１０、６１
０軸受装置１１、１１１，２１１，３１１，４１１，５１１、６１
１外輪１２、１１２，２１２，３１２，４１２，５１２、６１
２内輪１３、１１３，２１３ころ３１３，４１３，５１３、６１３玉１４、１１４，２１４，３１４，４１４，５１４、６１
４保持器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小岩有神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号日本精工株式会社内Ｆターム(参考） 3J101 AA02 AA13 AA24 AA32 AA42 AA52 AA62 BA23 BA44 BA50 CA01 CA17 DA14 EA34 EA36 EA38 FA32 GA31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪と
の間に、回転自在に配置された複数の転動体と、前記転
動体を保持する保持器とを有する軸受装置において、前記保持器は、樹脂素材から形成され、前記外輪の内周
又は前記内輪の外周に対して位置決めされており、軸線
方向に並列した一対の環状部と、前記環状部を連結する
柱部とを有し、前記環状部の断面の半径方向長さをＨ、
軸線方向長さをＬ、前記ころのＰＣＤをｄｍとしたとき
に、以下の式が成立する軸受装置。ＡＩ＝（ＬＨ^３）／ｄｍＡＩ≧０．０２５
【請求項２】請求項１に記載の軸受装置を用いた工作
機械主軸。