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JP2009185979A - Angular contact ball bearings for spindle equipment - Google Patents

Angular contact ball bearings for spindle equipment Download PDF

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JP2009185979A
JP2009185979A JP2008028969A JP2008028969A JP2009185979A JP 2009185979 A JP2009185979 A JP 2009185979A JP 2008028969 A JP2008028969 A JP 2008028969A JP 2008028969 A JP2008028969 A JP 2008028969A JP 2009185979 A JP2009185979 A JP 2009185979A
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JP
Japan
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outer ring
oil
bearing
raceway surface
spindle device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008028969A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Katsuno
美昭 勝野
Mitsuho Aoki
満穂 青木
Naoki Matsuyama
直樹 松山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2008028969A priority Critical patent/JP2009185979A/en
Publication of JP2009185979A publication Critical patent/JP2009185979A/en
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Abstract

【課題】良好な排油性を有し、軸受に対する潤滑油過多や軸受の異常発熱を抑制することができる主軸装置用アンギュラ玉軸受を提供する。
【解決手段】主軸装置用アンギュラ玉軸受70では、外周面に内輪軌道面72aを有する内輪72と、内周面に外輪軌道面71aを有する外輪71と、内輪軌道面72aと外輪軌道面71aとの間に接触角を持って配置される複数の玉73と、内輪72の周囲に、外輪71に隣接して配置される外輪間座75と、を有する。外輪間座75には、軸受70の内部空間と連通する排油穴75aが径方向に亘って形成される。排油穴75a内には、負圧発生装置103の吸引力によって、負圧が作用する。
【選択図】図5
The present invention provides an angular contact ball bearing for a spindle device that has good oil drainage and can suppress excessive lubricating oil with respect to the bearing and abnormal heat generation of the bearing.
An angular contact ball bearing 70 for a spindle device includes an inner ring 72 having an inner ring raceway surface 72a on an outer peripheral surface, an outer ring 71 having an outer ring raceway surface 71a on an inner peripheral surface, an inner ring raceway surface 72a and an outer ring raceway surface 71a. There are a plurality of balls 73 arranged with a contact angle between them, and an outer ring spacer 75 arranged adjacent to the outer ring 71 around the inner ring 72. In the outer ring spacer 75, an oil drain hole 75a communicating with the internal space of the bearing 70 is formed in the radial direction. A negative pressure is applied to the oil drain hole 75 a by the suction force of the negative pressure generator 103.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、主軸装置用アンギュラ玉軸受に関し、より詳細には、多軸制御の工作機械等に適用され、外部から潤滑油が供給される、高速回転可能な主軸装置用アンギュラ玉軸受に関する。   The present invention relates to an angular contact ball bearing for a spindle device, and more particularly to an angular contact ball bearing for a spindle device capable of high-speed rotation, which is applied to a multi-axis control machine tool or the like and is supplied with lubricating oil from the outside.

例えば、5軸加工機や複合加工工作機械のような多軸制御される工作機械では、工具が取り付けられる回転軸が、水平位置と垂直位置との間、或いは、360度全域に亘って旋回可能な、チルトタイプの主軸装置が使用されている。   For example, in a multi-axis controlled machine tool such as a 5-axis machine or a multi-task machine tool, the rotary shaft to which the tool is attached can turn between a horizontal position and a vertical position or 360 degrees. A tilt type spindle device is used.

このような主軸装置では、内部に配置された軸受を潤滑する方式として、エアを利用して、外部から軸受内部に微量の潤滑油を供給するオイルエア潤滑方式やオイルミスト潤滑方式、また、潤滑油を軸受内部に間欠的に高速度で直接噴射する直接噴射方式が採用されている。   In such a spindle device, as a method of lubricating a bearing disposed inside, an oil-air lubrication method or an oil mist lubrication method that supplies a small amount of lubricating oil from the outside to the inside of the bearing using air, or a lubricating oil A direct injection method is employed in which the nozzle is directly injected into the bearing intermittently at a high speed.

例えば、オイルエア潤滑やオイルミスト潤滑では、図10に示すように、ノズル901から軸受900に潤滑油を供給するとともに、外輪900aや間座902に形成された排油穴903aや排油溝903bからハウジング904の排油通路905を経て外部に排出される構造が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
実開昭63−139324号公報(第3図)
For example, in oil-air lubrication or oil mist lubrication, as shown in FIG. 10, the lubricating oil is supplied from the nozzle 901 to the bearing 900, and from the oil drain holes 903a and the oil drain grooves 903b formed in the outer ring 900a and the spacer 902. A structure in which the oil is discharged to the outside through an oil drain passage 905 of the housing 904 is known (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Utility Model Publication No. 63-139324 (FIG. 3)

ところで、特許文献1に記載の工作機械用主軸装置では、重力作用により潤滑油をハウジング904の排油通路905を介して自然に排油するものであるが、軸受内部やその周辺に潤滑のために使用された潤滑油が排出しきれない可能性がある。特に、dm・N50万以上、さらに軸受内部の残油量が潤滑条件に敏感に作用するdm・N100万以上で高速回転可能な主軸装置においては、潤滑油過多や攪拌抵抗によって異常発熱を生じる可能性がある。また、チルトタイプの主軸装置に適用した場合には、主軸装置の姿勢変化により、一端排油穴903aや排油溝903b内に排出された潤滑油が軸受内部に戻り、潤滑油過多や攪拌抵抗によって異常発熱を生じる可能性がある。   By the way, in the spindle device for machine tools described in Patent Document 1, the lubricating oil is naturally discharged through the oil discharge passage 905 of the housing 904 due to the gravitational action. There is a possibility that the lubricating oil used in the exhaust may not be exhausted. In particular, in a spindle device capable of high-speed rotation with dm · N 500,000 or more, and dm · N 1,000,000 or more, where the amount of residual oil in the bearing is sensitive to lubrication conditions, excessive heat generation and excessive stirring oil can cause abnormal heat generation. There is sex. In addition, when applied to a tilt type spindle device, the lubricating oil discharged into the oil drain hole 903a or the oil drain groove 903b is returned to the inside of the bearing due to a change in the posture of the spindle device, resulting in excessive lubricating oil or stirring resistance. May cause abnormal heat generation.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な排油性を有し、潤滑油過多や異常発熱を抑制することができる主軸装置用アンギュラ玉軸受を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an angular contact ball bearing for a spindle device that has good oil drainage and can suppress excessive lubricating oil and abnormal heat generation. It is in.

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1)外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に接触角を持って配置される複数の玉と、
前記内輪の周囲に、該外輪に隣接して配置される外輪間座と、
を有し、工具を取り付け可能な回転軸をハウジングに対して回転自在に支持するとともに、オイル潤滑によって潤滑される主軸装置用アンギュラ玉軸受であって、
前記外輪間座には、前記軸受の内部空間と連通する排油部が径方向に亘って形成され、
該排油部内には、軸受外部からの吸引力によって、負圧が作用することを特徴とする主軸装置用アンギュラ玉軸受。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) an inner ring having an inner ring raceway surface on the outer peripheral surface;
An outer ring having an outer ring raceway surface on the inner circumferential surface;
A plurality of balls arranged with a contact angle between the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface;
An outer ring spacer disposed around the inner ring and adjacent to the outer ring;
An angular contact ball bearing for a spindle device that is rotatably supported with respect to a housing and is lubricated by oil lubrication.
In the outer ring spacer, an oil drainage portion communicating with the internal space of the bearing is formed in the radial direction,
An angular contact ball bearing for a spindle device, wherein a negative pressure is applied to the oil drainage portion by a suction force from the outside of the bearing.

本発明の主軸装置用アンギュラ玉軸受によれば、外輪間座に形成される排油部内には、軸受外部からの吸引力によって、負圧が作用するので、軸受内部の余分な潤滑油を排油穴を介して速やかに排出することができる。特に、チルトタイプの主軸装置では、その姿勢が変化した場合であっても、排出されるはずの排油穴内の潤滑油が軌道面に戻ることが防止され、潤滑油過多や異常発熱を抑制することができる。   According to the angular contact ball bearing for the spindle device of the present invention, a negative pressure is applied to the oil drainage portion formed in the outer ring spacer by the suction force from the outside of the bearing, so that excess lubricating oil inside the bearing is drained. It can be quickly discharged through the oil hole. In particular, in the tilt type spindle device, even if the posture changes, the lubricating oil in the drainage hole that should be discharged is prevented from returning to the raceway surface, and excessive lubricating oil and abnormal heat generation are suppressed. be able to.

また、軸受の内部空間と連通する、径方向に亘って形成される排油部が、外輪間座に形成されるので、排油部を外輪に加工する必要がなく、加工性の良い構成となる。   In addition, since the oil drainage part formed over the radial direction that communicates with the internal space of the bearing is formed in the outer ring spacer, it is not necessary to process the oil drainage part into the outer ring, and the workability is good. Become.

(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態に係る主軸装置用アンギュラ玉軸受について図面に基づいて詳細に説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, an angular contact ball bearing for a spindle device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施形態の軸受を備えた主軸装置が組み込まれる、複合加工工作機械としての門形マシニングセンタを示す。門形マシニングセンタ1では、ベッド2の上にテーブル3がX軸方向へ移動可能に支持されており、ベッド2の両側には一対のコラム4が立設されている。コラム4の上端にはクロスレール5が架設されており、クロスレール5には、サドル6がY軸方向へ移動可能に設けられる。また、サドル6には、Z軸方向に昇降可能なラム7が支持されており、ラム7の下端には、主軸装置20をY軸回り及びZ軸回りに回転割出し駆動可能に保持する主軸ヘッド8が装着されている。   FIG. 1 shows a portal machining center as a multi-tasking machine tool in which a spindle device having a bearing of this embodiment is incorporated. In the portal machining center 1, a table 3 is supported on a bed 2 so as to be movable in the X-axis direction, and a pair of columns 4 are erected on both sides of the bed 2. A cross rail 5 is installed on the upper end of the column 4, and a saddle 6 is provided on the cross rail 5 so as to be movable in the Y-axis direction. The saddle 6 supports a ram 7 that can be moved up and down in the Z-axis direction. A spindle that holds the spindle device 20 at the lower end of the ram 7 so as to be capable of rotational indexing around the Y axis and the Z axis. A head 8 is attached.

主軸ヘッド8には、主軸装置20のブラケット21を挟むように一対の支持アーム9が設けられており、一対の支持アーム9は、ブラケット21の両側面に固定された図示しない一対の旋回シャフトを回転可能に支持する。これにより、主軸装置20は、主軸ヘッド8側に設けられた図示しない駆動機構によって一対の支持アーム9に対してY軸回りに旋回可能であり、水平位置と垂直位置との間、或いは、360度全域に亘って取付姿勢を変化することができるチルトタイプを構成する。   The spindle head 8 is provided with a pair of support arms 9 so as to sandwich the bracket 21 of the spindle device 20. The pair of support arms 9 has a pair of swivel shafts (not shown) fixed to both side surfaces of the bracket 21. Support for rotation. Thus, the spindle device 20 can be swiveled around the Y axis with respect to the pair of support arms 9 by a drive mechanism (not shown) provided on the spindle head 8 side, and between the horizontal position and the vertical position, or 360 A tilt type capable of changing the mounting posture over the entire range is constructed.

図2に示すように、主軸装置20は、モータビルトイン方式であり、その軸方向中心部には、中空状の回転軸22が設けられ、回転軸22の軸芯には、ドローバ23が摺動自在に挿嵌されている。ドローバ23は、工具ホルダ24に取付けられたプルスタッド25を、クランプボール26を介して、皿ばね27の力によって反工具側方向(図の右方向)に付勢しており、工具ホルダ24は、回転軸22のテーパ面28と嵌合する。工具ホルダ24には図示しない工具が取り付けられており、この結果、回転軸22は、一端(図の左側)に工具をクランプして、工具を取り付け可能としている。   As shown in FIG. 2, the spindle device 20 is a motor built-in system, and a hollow rotary shaft 22 is provided at the axial center, and a draw bar 23 slides on the axis of the rotary shaft 22. It is freely inserted. The draw bar 23 urges the pull stud 25 attached to the tool holder 24 in the counter tool side direction (right direction in the figure) by the force of the disc spring 27 via the clamp ball 26. It fits with the tapered surface 28 of the rotating shaft 22. A tool (not shown) is attached to the tool holder 24. As a result, the rotary shaft 22 clamps the tool at one end (the left side in the figure) so that the tool can be attached.

また、回転軸22は、その工具側を支承する2列の前側軸受60,70と、反工具側を支承する1列の後側軸受80とによって、ブラケット21(図1参照。)に固定されたハウジングHを構成する外筒29に回転自在に支持されている。   The rotary shaft 22 is fixed to the bracket 21 (see FIG. 1) by two rows of front bearings 60 and 70 that support the tool side and a row of rear bearings 80 that support the opposite tool side. Further, the outer cylinder 29 constituting the housing H is rotatably supported.

前側軸受60,70と後側軸受80間における回転軸22の外周面には、ロータ30が焼き嵌めされたロータスリーブ31が外嵌されている。また、ロータ30の周囲に配置されるステータ32は、ステータ32に焼き嵌めされた冷却ジャケット33を外筒29に内嵌することで、外筒29に固定される。従って、ロータ30とステータ32はモータを構成し、ステータ32に電力を供給することでロータ30に回転力を発生させ、回転軸22を回転させる。   On the outer peripheral surface of the rotary shaft 22 between the front bearings 60 and 70 and the rear bearing 80, a rotor sleeve 31 on which the rotor 30 is shrink-fitted is fitted. The stator 32 disposed around the rotor 30 is fixed to the outer cylinder 29 by fitting a cooling jacket 33 shrink-fitted into the stator 32 into the outer cylinder 29. Therefore, the rotor 30 and the stator 32 constitute a motor, and by supplying electric power to the stator 32, a rotational force is generated in the rotor 30 and the rotating shaft 22 is rotated.

また、外筒29と反工具側で固定されたハウジングHを構成する後蓋34には、工具アンクランプピストン35を摺動自在に内嵌したハウジングHを構成する工具アンクランプシリンダ36が固定されている。よって、工具を交換する際には、油路37から油圧室38に作動油を導き、工具アンクランプピストン35を工具側(図の左側)へ前進させることにより、ドローバ23を工具側(図の左側)へ前進させて、工具をアンクランプする。   Further, a tool unclamp cylinder 36 constituting the housing H in which a tool unclamp piston 35 is slidably fitted is fixed to the rear cover 34 constituting the housing H fixed to the outer cylinder 29 and the non-tool side. ing. Therefore, when exchanging the tool, the hydraulic oil is guided from the oil passage 37 to the hydraulic chamber 38 and the tool unclamp piston 35 is advanced to the tool side (left side in the figure), so that the drawbar 23 is moved to the tool side (in the figure). Advance to the left) to unclamp the tool.

前側軸受60,70は、外輪61,71と、内輪62,72と、接触角を持って配置される転動体としての玉63,73と、玉63,73を略等間隔で保持する外輪案内の保持器64,74と、内輪72の周囲に、外輪71に隣接して配置される外輪間座65,75と、をそれぞれ有するアンギュラ玉軸受であり、背面組み合わせとなるように配置されている。また、後側軸受80は、外輪81と、内輪82と、転動体としての円筒ころ83と、円筒ころ83を略等間隔で保持する外輪案内の保持器84と、を有する円筒ころ軸受である。   The front bearings 60, 70 are outer rings 61, 71, inner rings 62, 72, balls 63, 73 as rolling elements arranged with contact angles, and outer ring guides that hold the balls 63, 73 at substantially equal intervals. Angular contact ball bearings having outer ring spacers 65 and 75 arranged adjacent to the outer ring 71 around the inner ring 72 and arranged in a rear combination. . The rear bearing 80 is a cylindrical roller bearing having an outer ring 81, an inner ring 82, a cylindrical roller 83 as a rolling element, and an outer ring guide cage 84 that holds the cylindrical roller 83 at substantially equal intervals. .

前側軸受60,70の外輪61,71は外筒29に内嵌されており、且つ外筒29にボルト締結された前側軸受外輪押え39によってノズル付き外輪間座40を介して外筒29に対し軸方向に固定されている。また、前側軸受60,70の内輪62,72は、回転軸22に外嵌されており、且つ回転軸22に締結されたナット41によって内輪間座42を介して回転軸22に対し軸方向に固定されている。   The outer rings 61 and 71 of the front bearings 60 and 70 are fitted in the outer cylinder 29 and are attached to the outer cylinder 29 via the outer ring spacer 40 with a nozzle by a front bearing outer ring presser 39 bolted to the outer cylinder 29. It is fixed in the axial direction. Further, the inner rings 62 and 72 of the front bearings 60 and 70 are fitted on the rotating shaft 22 and are axially connected to the rotating shaft 22 via the inner ring spacer 42 by the nut 41 fastened to the rotating shaft 22. It is fixed.

後側軸受80の外輪81は後蓋34に内嵌されており、且つ後蓋34にボルト締結された後側軸受外輪押え43によって後蓋34に固定されている。後側軸受80の内輪82は、回転軸22に形成されたテーパ面44とテーパ嵌合されており、回転軸22に締結された他のナット45によって、内輪間座46及び速度センサ47の被検出部48を介して位置決めされている。   An outer ring 81 of the rear bearing 80 is fitted in the rear lid 34 and is fixed to the rear lid 34 by a rear bearing outer ring presser 43 that is bolted to the rear lid 34. The inner ring 82 of the rear bearing 80 is taper-fitted to a tapered surface 44 formed on the rotating shaft 22, and the other ring 45 fastened to the rotating shaft 22 is used to cover the inner ring spacer 46 and the speed sensor 47. Positioning is performed via the detection unit 48.

なお、後側軸受外輪押え43の反工具側には、被検出部48と径方向に対向する位置に速度センサ47の検出部49が固定されており、回転軸22の回転速度を検出する。また、前側軸受外輪押え39の工具側端面には、フロントカバー50がボルト固定されている。   Note that a detection unit 49 of the speed sensor 47 is fixed to a position opposite to the detection unit 48 in the radial direction on the side opposite to the tool of the rear bearing outer ring presser 43 and detects the rotation speed of the rotary shaft 22. A front cover 50 is bolted to the tool side end surface of the front bearing outer ring presser 39.

ここで、図2〜図4に示すように、ハウジングHを構成する外筒29、後蓋34、工具アンクランプシリンダ36には、前側軸受60,70及び後側軸受80をそれぞれ潤滑するための複数の給油通路(ハウジングHの給油用穴)90,91,92が形成されており、これら経路90,91,92の一端側には、潤滑油を送り込む潤滑装置93が図示しない配管を介してそれぞれ取り付けられている。なお、潤滑装置93によって供給される潤滑方式は、オイル潤滑であればよく、オイルエア潤滑、オイルミスト潤滑、直噴潤滑等のいずれであってもよい。   Here, as shown in FIGS. 2 to 4, the outer cylinder 29, the rear lid 34, and the tool unclamping cylinder 36 constituting the housing H are used for lubricating the front bearings 60 and 70 and the rear bearing 80, respectively. A plurality of oil supply passages (oil supply holes in the housing H) 90, 91, 92 are formed, and a lubrication device 93 for feeding the lubricant oil is provided to one end side of these paths 90, 91, 92 via a pipe (not shown). Each is attached. The lubrication system supplied by the lubrication device 93 may be oil lubrication, and may be any of oil-air lubrication, oil mist lubrication, direct injection lubrication, and the like.

例えば、オイルエア潤滑の場合、給油通路90,91,92の他端側は、外輪間座40に形成されたノズル40a(図2参照。),40b(図3参照。)、後側軸受外輪押え43に形成されたノズル43a(図4参照。)と連通しており、潤滑装置93によって送られた潤滑油を各軸受60,70,80の側方から軸受空間内に供給する。   For example, in the case of oil-air lubrication, the other end sides of the oil supply passages 90, 91, 92 are provided with nozzles 40a (see FIG. 2), 40b (see FIG. 3) formed in the outer ring spacer 40, and rear bearing outer ring pressers. The nozzle 43a (see FIG. 4) formed in the nozzle 43 communicates with the lubricating oil sent by the lubricating device 93 from the side of each bearing 60, 70, 80 into the bearing space.

また、ハウジングHには、各軸受60,70,80を潤滑した潤滑油をそれぞれ排出する複数の排油通路(ハウジングHの排油用穴)100(図2参照。),101(図3参照。),102(図4参照。)が形成されており、これら通路100,101,102の一端側には、潤滑油を吸引するための負圧発生装置103がそれぞれ図示しない配管を介して接続されている。   Further, the housing H has a plurality of oil drain passages (oil drain holes of the housing H) 100 (see FIG. 2) and 101 (see FIG. 3) through which the lubricating oil that lubricates the bearings 60, 70, and 80 is discharged. ), 102 (see FIG. 4) are formed, and a negative pressure generator 103 for sucking lubricating oil is connected to one end side of each of the passages 100, 101, 102 via pipes (not shown). Has been.

具体的に、図5に拡大して示すように、前側軸受70では、複数の玉73が、外輪71の内周面に形成された断面略円弧状の外輪軌道面71aと、内輪72の外周面に形成された断面略円弧状の内輪軌道面72aとの間に径方向に対して接触角を持って配置されている。また、外輪71は、玉73の軸方向中心位置Oに対して玉73と外輪軌道面71aとの接触点P1と反対側の外輪軌道面71aの近傍に軸方向端面が位置するように、内輪72より軸方向幅が短く形成されている。そして、外輪71に隣接する外輪間座75には、軸受70の内部空間と外筒29の排油通路101とを連通する排油部である排油穴75aが周方向に略等間隔で複数本ずつ形成されている。これら排油穴75aは、外輪間座75を径方向に貫通し、径方向外方に向かうにつれて外輪71から離れるように傾斜する。   Specifically, as shown in an enlarged view in FIG. 5, in the front bearing 70, a plurality of balls 73 are formed on the inner peripheral surface of the outer ring 71 and the outer ring raceway surface 71 a having a substantially arc-shaped cross section and the outer periphery of the inner ring 72. A contact angle with respect to the radial direction is arranged between the inner ring raceway surface 72a formed on the surface and having a substantially arc-shaped cross section. Further, the outer ring 71 has an inner ring so that its axial end surface is positioned in the vicinity of the outer ring raceway surface 71a opposite to the contact point P1 between the ball 73 and the outer ring raceway surface 71a with respect to the axial center position O of the ball 73. The axial width is shorter than 72. The outer ring spacer 75 adjacent to the outer ring 71 includes a plurality of oil drain holes 75a that are oil drain portions that communicate the internal space of the bearing 70 and the oil drain passage 101 of the outer cylinder 29 at substantially equal intervals in the circumferential direction. Each book is formed. These oil drain holes 75a penetrate the outer ring spacer 75 in the radial direction and incline away from the outer ring 71 as going outward in the radial direction.

外輪間座75の外周面には、排油穴75aが開口する環状の周方向溝75bが形成されており、また、外輪間座75の内周面には、排油穴75aが開口する軸方向位置に環状の集油溝75cが周方向に亘って形成される。なお、排油穴75aは、外輪71の外輪軌道面71aの近傍に開口することが好ましく、図5に示すように、排油穴75aと連通する少なくとも集油溝75cが、径方向から見て玉73とオーバーラップする位置に形成されている。この結果、転がり接触部を潤滑後、玉73に付着した油が遠心力により振り切られた後、直接集油溝75cに導かれるメリットがある。また、本実施形態では、外輪71と外輪間座75の各軸方向幅の合計が、内輪72の軸方向幅と略一致するように形成されている。さらに、前側軸受60は、前側軸受70と背面組み合わせで配置される、前側軸受70と同一の構成であるので、説明を省略する。   An annular circumferential groove 75b in which an oil drain hole 75a is opened is formed on the outer circumferential surface of the outer ring spacer 75, and an axis in which the oil drain hole 75a is opened on the inner circumferential surface of the outer ring spacer 75. An annular oil collecting groove 75c is formed in the circumferential position in the circumferential direction. The oil drain hole 75a preferably opens in the vicinity of the outer ring raceway surface 71a of the outer ring 71. As shown in FIG. 5, at least the oil collecting groove 75c communicating with the oil drain hole 75a is seen from the radial direction. It is formed at a position overlapping with the ball 73. As a result, there is an advantage that after the rolling contact portion is lubricated, the oil adhering to the ball 73 is directly shaken off by the centrifugal force and then guided directly to the oil collecting groove 75c. Further, in the present embodiment, the sum of the axial widths of the outer ring 71 and the outer ring spacer 75 is formed so as to substantially match the axial width of the inner ring 72. Furthermore, since the front bearing 60 has the same configuration as that of the front bearing 70 arranged in combination with the front bearing 70 and the back surface, the description thereof is omitted.

また、図4に示すように、後側軸受80は、外輪81の軸方向両側の内周面で、円筒ころ83が通過する外輪軌道面81cの近傍に、径方向に貫通する排油穴81a,81bが周方向に略等間隔で複数本ずつ形成されている。そして、外輪81の外周面には、これら排油穴81a,81bがそれぞれ開口する環状の周方向溝85a,85bが形成されており、これら周方向溝85a,85bは、これら排油穴81a,81bと、後蓋34に形成された排油通路102とを連通する。   As shown in FIG. 4, the rear bearing 80 has an oil drain hole 81 a that penetrates in the radial direction in the vicinity of the outer ring raceway surface 81 c through which the cylindrical roller 83 passes on the inner circumferential surfaces on both axial sides of the outer ring 81. , 81b are formed in a plurality at regular intervals in the circumferential direction. The outer circumferential surface of the outer ring 81 is formed with annular circumferential grooves 85a and 85b in which the oil drain holes 81a and 81b are opened. The circumferential grooves 85a and 85b are formed of the oil drain holes 81a and 85b, respectively. 81 b communicates with the oil drainage passage 102 formed in the rear lid 34.

従って、各軸受60,70,80を潤滑した、排油穴75a,81a,81bの潤滑油が、周方向溝75b,85a,85bと、各排油通路100,101,102とを介して、外部へ排出される。この際、軸受外部からの吸引力、即ち、負圧発生装置103の吸引力によって、排油穴75a,81a,81b内には、負圧が作用し、排油穴75a,81a,81b内の潤滑油が強制的に吸引される。また、各外輪軌道面の近傍の外輪61,71,81の内周面に付着した潤滑油も、負圧発生装置103の吸引力によって、排油穴75a,81a,81bへと導かれる。   Accordingly, the lubricating oil in the oil drain holes 75a, 81a, 81b, which lubricated the bearings 60, 70, 80, passes through the circumferential grooves 75b, 85a, 85b and the oil drain passages 100, 101, 102, respectively. It is discharged outside. At this time, the suction force from the outside of the bearing, that is, the suction force of the negative pressure generator 103, negative pressure acts in the oil drain holes 75a, 81a, 81b, and the oil drain holes 75a, 81a, 81b have a negative pressure. Lubricating oil is forcibly sucked. Further, the lubricating oil adhering to the inner peripheral surfaces of the outer rings 61, 71, 81 in the vicinity of the outer ring raceway surfaces is also guided to the oil drain holes 75a, 81a, 81b by the suction force of the negative pressure generator 103.

以上説明したように、本実施形態の主軸装置用アンギュラ玉軸受70は、軸受70の内部空間と連通する排油穴75aが径方向に亘って形成される外輪間座75を有する。これにより、排油穴75a内には、負圧発生装置103の吸引力によって、負圧が作用し、軸受内部の潤滑油は、外輪間座75に形成される排油穴75aを介して吸引されるので、軸受内部の余分な潤滑油を速やかに排出することができる。特に、チルトタイプの主軸装置20では、その姿勢が変化した場合であっても、排出されるはずの排油穴75a内の潤滑油が軌道面に戻ることが防止され、潤滑油過多や異常発熱を抑制することができる。   As described above, the angular contact ball bearing 70 for the spindle device of the present embodiment has the outer ring spacer 75 in which the oil drain hole 75a communicating with the internal space of the bearing 70 is formed over the radial direction. As a result, a negative pressure is applied to the oil drain hole 75a by the suction force of the negative pressure generator 103, and the lubricating oil inside the bearing is sucked through the oil drain hole 75a formed in the outer ring spacer 75. Therefore, excess lubricating oil inside the bearing can be quickly discharged. In particular, in the tilt type spindle device 20, even if the posture changes, the lubricating oil in the drain hole 75a that should be discharged is prevented from returning to the raceway surface, and excessive lubricating oil or abnormal heat generation is prevented. Can be suppressed.

また、アンギュラ玉軸受70の内部空間とハウジングHの排油通路101とを連通する、径方向に亘って形成される排油穴75aが、外輪間座75に形成されるので、排油穴75aを外輪71に加工する必要がなく、加工性の良い構成となる。   Further, an oil drain hole 75a formed in the outer ring spacer 75 that communicates the internal space of the angular ball bearing 70 and the oil drain passage 101 of the housing H is formed in the outer ring spacer 75, so the oil drain hole 75a. There is no need to process the outer ring 71 into a structure with good workability.

さらに、アンギュラ玉軸受70の外輪間座75の外周面には、排油穴75aとハウジングHの排油通路101とを連通する周方向溝75bが形成されているので、排油通路101との位相合わせを行うことなく、軸受70をハウジングHに組み付けることができ、主軸装置20の組み付け性が向上される。   Further, a circumferential groove 75b that connects the oil drain hole 75a and the oil drain passage 101 of the housing H is formed on the outer peripheral surface of the outer ring spacer 75 of the angular ball bearing 70. The bearing 70 can be assembled to the housing H without performing phase alignment, and the assemblability of the spindle device 20 is improved.

また、外輪間座75の内周面には、排油穴75aが開口する軸方向位置に集油溝75cが周方向に亘って形成されているので、外輪71の内周面に付着する、軸受70を潤滑した潤滑油が集油溝75cに集められ、さらに、集油溝75c内の潤滑油が、負圧発生装置103の吸引力によって、排油穴75aへと速やかに排出される。これにより、排油性をより向上することができ、潤滑油過多や異常発熱をさらに抑制することができる。   Further, since the oil collecting groove 75c is formed in the inner circumferential surface of the outer ring spacer 75 at the axial position where the oil drain hole 75a is opened in the circumferential direction, the oil collecting groove 75c adheres to the inner circumferential surface of the outer ring 71. The lubricating oil that has lubricated the bearing 70 is collected in the oil collecting groove 75c, and the lubricating oil in the oil collecting groove 75c is quickly discharged to the oil drain hole 75a by the suction force of the negative pressure generator 103. As a result, oil drainage can be further improved, and excessive lubricating oil and abnormal heat generation can be further suppressed.

軸受70が高速回転していると、玉73の公転や保持器74や内輪72の自転の際、内部の空気もその粘性抵抗により、同様に回転させられ、円周方向の空気流が生じている。従って、外輪71の内周面や外輪間座75の内周面に付着した油も内周面に沿って円周方向に移動している。特に、回転軸22が立軸の場合、重力効果が少ないのでこの油の移動が発生しやすい。従って、集油溝75cがあると、集油溝75c内に油が集まりやすく、排油性が向上される。従って、集油溝75cは、角型より円弧状がより好ましい。   When the bearing 70 is rotating at a high speed, the internal air is also rotated by the viscous resistance during the revolution of the ball 73 and the rotation of the cage 74 and the inner ring 72, and a circumferential air flow is generated. Yes. Therefore, the oil adhering to the inner peripheral surface of the outer ring 71 and the inner peripheral surface of the outer ring spacer 75 also moves in the circumferential direction along the inner peripheral surface. In particular, when the rotary shaft 22 is a vertical shaft, the oil movement is likely to occur because the gravity effect is small. Therefore, if there is the oil collecting groove 75c, the oil is easily collected in the oil collecting groove 75c, and the oil drainage is improved. Therefore, the oil collecting groove 75c is more preferably arcuate than square.

なお、工具側の前側軸受60も、反工具側のアンギュラ玉軸受70と同一構成であるので、上記効果を奏することができる。また、円筒ころ軸受80の場合にも、負圧発生装置103の吸引力によって、外輪軌道面81cの近傍に設けられた排油穴81a,81bから余分な潤滑油を速やかに排出することができる。   In addition, since the front bearing 60 on the tool side also has the same configuration as the angular ball bearing 70 on the counter tool side, the above effects can be achieved. Also in the case of the cylindrical roller bearing 80, excess lubricating oil can be quickly discharged from the oil drain holes 81a and 81b provided near the outer ring raceway surface 81c by the suction force of the negative pressure generator 103. .

さらに、図6に示すように、周方向溝75bの代わりに、排油穴75aの外周側開口と対向する外筒29の内周面に、環状溝104が形成されてもよい。この場合、環状溝104は、排油通路101の排油穴と連通するように形成される。このため、負圧発生装置103によって吸引されながら、潤滑油は、集油溝75cによって集められ、排油穴75aへと送られた後、環状溝104を介して排油通路101から外部へと排出される。   Further, as shown in FIG. 6, an annular groove 104 may be formed on the inner peripheral surface of the outer cylinder 29 facing the outer peripheral side opening of the oil drain hole 75a instead of the circumferential groove 75b. In this case, the annular groove 104 is formed so as to communicate with the oil drain hole of the oil drain passage 101. For this reason, while being sucked by the negative pressure generating device 103, the lubricating oil is collected by the oil collecting groove 75c, sent to the oil draining hole 75a, and then from the oil draining passage 101 to the outside through the annular groove 104. Discharged.

また、本実施形態では、アンギュラ玉軸受70の排油穴75aや円筒ころ軸受80の排油穴81a,81bは、それぞれ周方向に複数本ずつ形成されているが、周方向に少なくとも一本形成されればよい。   Further, in the present embodiment, the oil drain holes 75a of the angular ball bearing 70 and the oil drain holes 81a and 81b of the cylindrical roller bearing 80 are respectively formed in the circumferential direction, but at least one is formed in the circumferential direction. It only has to be done.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る主軸装置用アンギュラ玉軸受について、図7及び図8を参照して詳細に説明する。なお、第1実施形態と同等部分については、同一符号を付して説明を省略或いは簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, an angular contact ball bearing for a spindle device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In addition, about the part equivalent to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted or simplified.

図7及び図8に示すように、本実施形態のアンギュラ玉軸受170では、外輪間座175は、第1実施形態の外輪間座75と同様、内輪72の周囲に、外輪71に隣接して配置される。また、外輪間座175には、外輪71の軸方向端面と隣接する軸方向端面に、排油部である排油溝175aが周方向に少なくとも一本(本実施形態では、1本)径方向に亘って形成されている。   As shown in FIGS. 7 and 8, in the angular ball bearing 170 of the present embodiment, the outer ring spacer 175 is adjacent to the outer ring 71 around the inner ring 72 as in the outer ring spacer 75 of the first embodiment. Be placed. The outer ring spacer 175 has at least one oil drain groove 175a in the circumferential direction on the axial end face adjacent to the axial end face of the outer ring 71 in the circumferential direction (one in the present embodiment). It is formed over.

外輪間座175の外周面には、排油溝175aが開口する環状の周方向溝175bが形成されており、また、外輪間座175の内周面には、排油溝175aが開口する軸方向位置に環状の集油溝175cが周方向に亘って形成される。これにより、排油溝175aは、径方向から見て玉73とオーバーラップする位置となり、外輪71の外輪軌道面71aの近傍に開口する。この結果、転がり接触部を潤滑後、玉73に付着した油が遠心力により振り切られた後、直接排油溝175aに導かれるメリットがある。なお、前側軸受60は、前側軸受170と背面組み合わせで配置される、前側軸受170と同一の構成であり、説明を省略する。   An annular circumferential groove 175b in which an oil drain groove 175a is opened is formed on the outer circumferential surface of the outer ring spacer 175, and an axis in which the oil drain groove 175a is opened on the inner circumferential surface of the outer ring spacer 175. An annular oil collecting groove 175c is formed in the circumferential position in the circumferential direction. As a result, the oil drain groove 175a is positioned so as to overlap the ball 73 when viewed from the radial direction, and opens in the vicinity of the outer ring raceway surface 71a of the outer ring 71. As a result, there is an advantage that after the rolling contact portion is lubricated, the oil adhering to the ball 73 is shaken off by the centrifugal force and then directly guided to the oil drain groove 175a. The front bearing 60 has the same configuration as that of the front bearing 170 disposed in combination with the front bearing 170 and the back surface, and the description thereof is omitted.

従って、本実施形態の主軸装置用アンギュラ玉軸受170によれば、外輪71に隣接する軸方向端面に排油溝175a、周方向溝175b、集油溝175cが形成されるので、軸受内部とハウジングHの排油通路101とを連通する排油部をより簡単に加工することができる。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
Therefore, according to the angular contact ball bearing 170 for the spindle device of the present embodiment, the oil drain groove 175a, the circumferential groove 175b, and the oil collecting groove 175c are formed on the axial end surface adjacent to the outer ring 71. The oil drainage portion communicating with the H oil drainage passage 101 can be more easily processed.
Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
本実施形態では、外輪71と外輪間座75,175の各軸方向幅の合計が、内輪72の軸方向幅と略一致するように形成されているが、これに限定されるものでなく、例えば、外輪間座75,175の軸方向端面が内輪72の軸方向端面から軸方向に延出する構成であってもよい。
また、本実施形態では、前側軸受60,70を2列のアンギュラ玉軸受,後側軸受80を円筒ころ軸受としたが、各軸受の種類や列数は任意に設定可能である。
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
In the present embodiment, the sum of the axial widths of the outer ring 71 and the outer ring spacers 75 and 175 is formed so as to substantially match the axial width of the inner ring 72, but the present invention is not limited to this. For example, the axial end surfaces of the outer ring spacers 75 and 175 may extend from the axial end surface of the inner ring 72 in the axial direction.
In this embodiment, the front bearings 60 and 70 are two rows of angular ball bearings, and the rear bearing 80 is a cylindrical roller bearing. However, the type and number of rows of each bearing can be arbitrarily set.

また、図9に示す工作機械用主軸装置20aのように、各軸受60,70,80の排油穴が、ハウジングHに形成された単一の排油通路110と連通し、この排油通路110が、負圧発生装置103に図示しない配管を介して接続されてもよい。   Further, as in the machine tool spindle device 20a shown in FIG. 9, the oil drain holes of the bearings 60, 70, 80 communicate with a single oil drain passage 110 formed in the housing H, and this oil drain passage. 110 may be connected to the negative pressure generator 103 via a pipe (not shown).

これにより、各軸受60,70,80を潤滑した潤滑油は、負圧発生装置103の吸引力によって強制的に吸引されながら、排油穴を介して、単一の排油通路110から外部へ排出され、軸受内部の潤滑油過多や異常発熱を抑制することができる。また、ハウジングHに穴加工する排油通路の数を少なくすることができ、加工コストを低減することができる。なお、図9では、異なる位相の前側軸受60,70のノズル40a,40bと、後側軸受80のノズル43aとを同じ断面に示している。   As a result, the lubricating oil that has lubricated the bearings 60, 70, and 80 is forcibly sucked by the suction force of the negative pressure generating device 103, and then flows from the single drainage passage 110 to the outside via the drainage hole. Excessive lubricating oil and abnormal heat generation inside the bearing can be suppressed. In addition, the number of oil drain passages drilled in the housing H can be reduced, and the processing cost can be reduced. In FIG. 9, the nozzles 40 a and 40 b of the front bearings 60 and 70 having different phases and the nozzle 43 a of the rear bearing 80 are shown in the same cross section.

また、本実施形態では、軸受60,70,80毎に複数の給油通路90,91,92が設けられているが、これら給油通路90,91,92を単一の給油通路として、主軸装置20内で分岐して供給するようにしてもよく、潤滑方式や潤滑条件により複数の軸受毎に別通路とするか単一の共有通路とするかは最適方式を選択できる。   In the present embodiment, a plurality of oil supply passages 90, 91, 92 are provided for each of the bearings 60, 70, 80. However, the spindle device 20 is configured by using these oil supply passages 90, 91, 92 as a single oil supply passage. It may be possible to supply it by branching the inside thereof, and an optimum method can be selected as to whether a separate passage or a single common passage is used for each of the plurality of bearings depending on the lubrication method and lubrication conditions.

本発明の軸受を備える主軸装置が適用される門形マシニングセンタの概略図である。1 is a schematic view of a portal machining center to which a spindle device including a bearing of the present invention is applied. 第1実施形態の主軸装置において、一方の前側軸受の給油通路及び排油通路を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an oil supply passage and an oil discharge passage of one front bearing in the spindle device of the first embodiment. 主軸装置において、他方の前側軸受の給油通路及び排油通路を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an oil supply passage and an oil discharge passage of the other front bearing in the spindle device. 主軸装置において、後側軸受の給油通路及び排油通路を示す断面図である。In a main shaft device, it is a sectional view showing an oil supply passage and an oil discharge passage of a rear bearing. 主軸装置の前側軸受の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the front side bearing of a main shaft device. 本実施形態の前側軸受の変形例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the modification of the front side bearing of this embodiment. 第2実施形態の主軸装置に係る前側軸受の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the front side bearing which concerns on the main shaft apparatus of 2nd Embodiment. (a)は、第2実施形態の前側軸受の外輪間座の斜視図であり、(b)は、(a)のVIII部拡大図である。(A) is a perspective view of the outer ring spacer of the front bearing of the second embodiment, and (b) is an enlarged view of the VIII part of (a). 給油通路と排油通路の変形例を示す主軸装置の断面図である。It is sectional drawing of the main axis | shaft apparatus which shows the modification of an oil supply path and an oil discharge path. 従来の主軸装置における断面図である。It is sectional drawing in the conventional main axis | shaft apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 門形マシニングセンタ(複合加工工作機械)
20 主軸装置
22 回転軸
30 ロータ
32 ステータ
60,70,170 前側軸受(アンギュラ玉軸受)
61,71,81 外輪
75,175 外輪間座
75a,81a,81b,175a 排油穴
80 後側軸受(円筒ころ軸受)
100,101,102 排油通路
103 負圧発生装置
75b,175b 周方向溝
75c,175c 集油溝
H ハウジング
1 Portal machining center (multi-task machine tool)
20 Spindle device 22 Rotating shaft 30 Rotor 32 Stator 60, 70, 170 Front bearing (angular ball bearing)
61, 71, 81 Outer ring 75, 175 Outer ring spacer 75a, 81a, 81b, 175a Oil drain hole 80 Rear bearing (cylindrical roller bearing)
100, 101, 102 Oil drain passage 103 Negative pressure generator 75b, 175b Circumferential groove 75c, 175c Oil collecting groove H Housing

Claims (1)

外周面に内輪軌道面を有する内輪と、
内周面に外輪軌道面を有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に接触角を持って配置される複数の玉と、
前記内輪の周囲に、該外輪に隣接して配置される外輪間座と、
を有し、工具を取り付け可能な回転軸をハウジングに対して回転自在に支持するとともに、オイル潤滑によって潤滑される主軸装置用アンギュラ玉軸受であって、
前記外輪間座には、前記軸受の内部空間と連通する排油部が径方向に亘って形成され、
該排油部内には、軸受外部からの吸引力によって、負圧が作用することを特徴とする主軸装置用アンギュラ玉軸受。
An inner ring having an inner ring raceway surface on the outer peripheral surface;
An outer ring having an outer ring raceway surface on the inner circumferential surface;
A plurality of balls arranged with a contact angle between the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface;
An outer ring spacer disposed around the inner ring and adjacent to the outer ring;
An angular contact ball bearing for a spindle device that is rotatably supported with respect to a housing and is lubricated by oil lubrication.
In the outer ring spacer, an oil drainage portion communicating with the inner space of the bearing is formed in the radial direction,
An angular contact ball bearing for a spindle device, wherein a negative pressure is applied to the oil drainage portion by a suction force from the outside of the bearing.
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