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JP5402660B2 - Rolling bearing device - Google Patents

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JP5402660B2
JP5402660B2 JP2010007255A JP2010007255A JP5402660B2 JP 5402660 B2 JP5402660 B2 JP 5402660B2 JP 2010007255 A JP2010007255 A JP 2010007255A JP 2010007255 A JP2010007255 A JP 2010007255A JP 5402660 B2 JP5402660 B2 JP 5402660B2
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Description

本発明は、転がり軸受と、オイルおよびエアを噴射する噴射ノズルとを有する転がり軸受装置に関し、例えば、工作機械等の主軸の支持に使用すれば好適な転がり軸受装置に関する。   The present invention relates to a rolling bearing device having a rolling bearing and an injection nozzle for injecting oil and air. For example, the present invention relates to a rolling bearing device suitable for use in supporting a main shaft of a machine tool or the like.

工作機械の主軸支持用の玉軸受は、高速度で回転する工作機械の主軸を低抵抗で支持する必要がある。また、このような高速度で回転する玉軸受では、軌道輪の軌道面を潤滑する方法として、微量なオイルを圧縮エアで軸受の軌道面周辺に搬送・噴射するオイルエア潤滑あるいはオイルミスト潤滑が好適に使用される。高速度で回転する玉軸受において、オイルエア潤滑を採用することによって、回転輪の高速回転や、玉軸受の低昇温や、上記主軸の低動力損失等を実現することができるからである。   A ball bearing for supporting a spindle of a machine tool needs to support a spindle of a machine tool rotating at a high speed with low resistance. Also, in such ball bearings rotating at high speeds, oil-air lubrication or oil mist lubrication, in which a small amount of oil is transported and injected around the bearing surface of the bearing with compressed air, is suitable as a method of lubricating the raceway surface of the race Used for. This is because, by adopting oil-air lubrication in a ball bearing that rotates at a high speed, it is possible to achieve high-speed rotation of the rotating wheel, low temperature rise of the ball bearing, low power loss of the main shaft, and the like.

しかしながら、オイルエア潤滑を使用すると、回転輪の高速回転等を実現できる一方、圧縮エアが玉軸受内を通過することになり、圧縮エアの流れを、公転している玉が断続的に遮断することにより、100デシベル程度の耳障りな高周波の騒音(風切音)が発生する。   However, when oil-air lubrication is used, high-speed rotation of the rotating wheel can be realized, while compressed air passes through the ball bearing, and the revolving ball interrupts the flow of compressed air intermittently. Therefore, annoying high frequency noise (wind noise) of about 100 dB is generated.

また、この騒音を抑制するために、圧縮エアの量を減らすと、圧縮エアの噴射力が弱くなって、オイルが軸受内部へ入りにくくなって、玉軸受の転動体と軌道面との間の潤滑剤不足に起因する焼付きが発生する。   In addition, if the amount of compressed air is reduced in order to suppress this noise, the injection force of the compressed air becomes weak and the oil becomes difficult to enter the bearing, and the gap between the rolling element of the ball bearing and the raceway surface is reduced. Seizure occurs due to lack of lubricant.

これらの問題を回避するべく提案された玉軸受としては、特開2008−75882号公報(特許文献1)に記載されているものがある。   As a ball bearing proposed in order to avoid these problems, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-75882 (Patent Document 1).

この玉軸受は、内輪の外周面の形状をテーパ状にすることによって、オイルの内部への供給を促進すると共に、エアの供給の方向を変えて、風切り音を抑制するようにしている。しかしながら、この玉軸受では、内輪のテーパ状外周面をオイルがうまく伝わらないと、潤滑切れを起こす場合があり、また、エアの流れ方によっては、風切り音の抑制が十分でない場合がある。   In this ball bearing, the shape of the outer peripheral surface of the inner ring is tapered, thereby promoting the supply of oil to the inside and changing the direction of air supply to suppress wind noise. However, in this ball bearing, if the oil does not propagate well on the tapered outer peripheral surface of the inner ring, lubrication may be lost, and wind noise may not be sufficiently suppressed depending on the air flow.

特開2008−75882号公報(第1図)Japanese Patent Laying-Open No. 2008-75882 (FIG. 1)

そこで、本発明の課題は、不快な風切り音を抑制できると共に、転動体と軌道面との間の潤滑切れも起こしにくい転がり軸受装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rolling bearing device that can suppress unpleasant wind noise and is less likely to lose lubrication between a rolling element and a raceway surface.

上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受装置は、
内周面に軌道面を有する外輪と、
外周面に軌道面を有する内輪と、
上記外輪の軌道面と、上記内輪の軌道面との間に配置された複数の転動体と、
周方向に互いに略同一の間隔をおいて位置すると共に、上記複数の転動体を収容する複数のポケットを有する保持器と、
上記外輪と上記内輪との間に向けてオイルおよびエアを噴射すると共に、周方向に互いに略同一の間隔をおいて配置された複数の噴射ノズルと
を備え、
上記転動体の数がxであると共に、上記噴射ノズルの数がyであり、
上記外輪に対する上記内輪の相対回転の回転速度が、許容回転速度であるときの、上記各噴射ノズルに対する上記保持器の相対回転数がz1[HZ]であり、
上記xと、上記yとは、互いに素であり、
かつ、x×y×z1[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きいことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the rolling bearing device of the present invention is
An outer ring having a raceway surface on the inner peripheral surface;
An inner ring having a raceway surface on the outer peripheral surface;
A plurality of rolling elements disposed between the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring;
A cage having a plurality of pockets that are positioned at substantially the same interval in the circumferential direction and that accommodates the plurality of rolling elements, and
Injecting oil and air between the outer ring and the inner ring, and a plurality of injection nozzles arranged at substantially the same interval in the circumferential direction,
The number of rolling elements is x, the number of spray nozzles is y,
When the rotational speed of the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring is an allowable rotational speed, the relative rotational speed of the cage with respect to each of the injection nozzles is z1 [HZ],
X and y are prime to each other,
In addition, x × y × z1 [HZ] is characterized by being larger than the frequency in the audible range.

軸受の回転速度は、主に軸受内部の摩擦熱に起因する温度上昇によって制約を受け、ある限度以上の速度に達すると軸受の焼付きなどにより継続運転ができなくなる。上記許容回転速度は、仕様書に規定されるもので、軸受において焼付きに至るような発熱を生じさせないで継続運転できる回転速度の許容値として定義されるものである。   The rotational speed of the bearing is restricted by a temperature rise mainly due to frictional heat inside the bearing, and if it reaches a speed exceeding a certain limit, continuous operation cannot be performed due to the seizure of the bearing. The allowable rotational speed is defined in the specification, and is defined as an allowable rotational speed that can be continuously operated without generating heat that would cause seizure in the bearing.

本発明によれば、上記外輪に対する内輪の相対回転の回転速度が、許容回転速度であるときの、上記各噴射ノズルに対する保持器の相対回転数がz1[HZ]であると共に、転動体の数xと噴射ノズルの数yとが互いに素であり、かつ、x×y×z1[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きいから、許容回転速度において、転動体と、噴射ノズルから噴射されたエアとの衝突、非衝突によって生じる音の変動の主な周波数が、可聴域の周波数よりも大きくなる。したがって、不快な風切り音を、大きく抑制することができる。   According to the present invention, when the rotation speed of the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring is an allowable rotation speed, the relative rotation speed of the cage with respect to each of the injection nozzles is z1 [HZ], and the number of rolling elements. Since x and the number y of injection nozzles are relatively prime, and x × y × z1 [HZ] is larger than the frequency in the audible range, it is injected from the rolling element and the injection nozzle at an allowable rotational speed. The main frequency of sound fluctuation caused by collision with air and non-collision becomes larger than the frequency in the audible range. Therefore, unpleasant wind noise can be greatly suppressed.

また、一実施形態では、
x≧6かつy≧2である。
In one embodiment,
x ≧ 6 and y ≧ 2.

転動体の数が、6以上で、噴射ノズルの数が、2以上である場合、一般的に風切り音が、大きくなる。しかし、本実施形態によれば、許容回転速度において、音の変動の主な周波数が、可聴域の周波数よりも大きくなる。したがって、許容回転速度およびそれ以外の使用速度においても、不快な風切り音を、大きく抑制することができる。   When the number of rolling elements is 6 or more and the number of injection nozzles is 2 or more, the wind noise generally increases. However, according to the present embodiment, the main frequency of sound fluctuation is larger than the frequency in the audible range at the allowable rotational speed. Therefore, unpleasant wind noise can be greatly suppressed even at the permissible rotational speed and other usage speeds.

また、一実施形態では、
上記外輪に対する上記内輪の相対回転の回転速度が、1万r.p.mであるときの、上記各噴射ノズルに対する上記保持器の相対回転数がz2[HZ]であるとき、
x×y×z2[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きい。
In one embodiment,
When the rotational speed of the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring is 10,000 rpm, when the relative rotational speed of the cage with respect to each of the injection nozzles is z2 [HZ],
x × y × z2 [HZ] is larger than the frequency in the audible range.

従来のオイルおよびエアを噴射する潤滑においては、回転輪(外輪または内輪のこと)の回転速度が1万r.p.m程度で、不快な風切り音が発生することが多い。上記実施形態によれば、回転輪の回転速度が1万r.p.mにおいて、耳障りな風切り音を、大きく抑制できる。   In conventional lubrication for injecting oil and air, the rotational speed of the rotating wheel (outer ring or inner ring) is about 10,000 rpm, and unpleasant wind noise is often generated. According to the above embodiment, an unpleasant wind noise can be greatly suppressed when the rotational speed of the rotating wheel is 10,000 rpm.

また、一実施形態では、
上記外輪に対する上記内輪の相対回転の回転速度が、上記外輪または上記内輪が固定される回転軸の定格回転速度であるときの、上記各噴射ノズルに対する上記保持器の相対回転数がz3[HZ]であるとき、
x×y×z3[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きい。
In one embodiment,
When the rotational speed of the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring is the rated rotational speed of the rotating shaft to which the outer ring or the inner ring is fixed, the relative rotational speed of the cage with respect to each injection nozzle is z3 [HZ]. When
x × y × z3 [HZ] is larger than the frequency in the audible range.

上記実施形態によれば、上記外輪に対する内輪の相対回転の回転速度が、回転軸の定格回転速度であるときの、音の変動の主な周波数が、可聴域以上になる。したがって、使用頻度の高い回転数において、不快な風切り音を大きく抑制することができる。   According to the above embodiment, the main frequency of sound fluctuation when the rotational speed of the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring is the rated rotational speed of the rotating shaft is greater than or equal to the audible range. Therefore, unpleasant wind noise can be greatly suppressed at the frequently used rotational speed.

本発明の転がり軸受装置によれば、許容回転速度において、転動体と、ノズルから噴射されたエアとの衝突、非衝突によって生じる音の変動の主な周波数が、可聴域の周波数よりも大きくなる。したがって、不快な風切り音を、大きく抑制することができる。   According to the rolling bearing device of the present invention, at the permissible rotational speed, the main frequency of sound fluctuation caused by collision and non-collision between the rolling element and the air injected from the nozzle is larger than the frequency in the audible range. . Therefore, unpleasant wind noise can be greatly suppressed.

本発明の一実施形態のアンギュラ玉軸受装置の軸方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the angular ball bearing apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of this invention. 本発明の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of this invention.

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の転がり軸受装置の一実施形態であるアンギュラ玉軸受装置の軸方向の断面図である。   FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of an angular ball bearing device which is an embodiment of the rolling bearing device of the present invention.

このアンギュラ玉軸受装置は、内輪5と、外輪6と、保持器9と、転動体の一例としての24個の玉7と、17個の噴射ノズル10とを有する。   This angular ball bearing device has an inner ring 5, an outer ring 6, a cage 9, 24 balls 7 as an example of a rolling element, and 17 injection nozzles 10.

上記内輪5は、回転軸としての工作機械の主軸(図示せず)の外周面に外嵌されており、主軸と同期回転するようになっている。上記内輪5は、軌道面の一例としての軌道溝15を有している。一方、上記外輪6は、工作機械のハウジング(図示せず)の内周面に内嵌されている。上記外輪6は、軌道面の一例としてのアンギュラ型の軌道溝16を有している。   The inner ring 5 is externally fitted on the outer peripheral surface of a main shaft (not shown) of a machine tool as a rotating shaft, and rotates in synchronization with the main shaft. The inner ring 5 has a raceway groove 15 as an example of a raceway surface. On the other hand, the outer ring 6 is fitted into the inner peripheral surface of a housing (not shown) of the machine tool. The outer ring 6 has an angular type raceway groove 16 as an example of a raceway surface.

上記保持器9は、二つの環状部と、図示しない複数の柱部とを有し、上記各柱部は、二つの環状部の間を連結している。上記複数の柱部は、周方向に略等間隔に配置されている。また、上記複数の玉7は、内輪5の軌道溝15と、外輪6の軌道溝16との間に、保持器9によって保持された状態で、周方向に互いに略等しい間隔をおいて配置されている。   The cage 9 has two annular parts and a plurality of pillar parts (not shown), and each pillar part connects the two annular parts. The plurality of column portions are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. The plurality of balls 7 are disposed between the raceway grooves 15 of the inner ring 5 and the raceway grooves 16 of the outer ring 6 with substantially equal intervals in the circumferential direction while being held by the cage 9. ing.

上記複数の噴射ノズル10は、内輪5の内部に形成されている。上記各噴射ノズル10は、略同一である。上記各噴射ノズル10は、内輪5の軌道溝15に開口している。上記複数の噴射ノズル10は、周方向に略等間隔に配置されている。   The plurality of injection nozzles 10 are formed inside the inner ring 5. Each said injection nozzle 10 is substantially the same. Each of the injection nozzles 10 opens in the raceway groove 15 of the inner ring 5. The plurality of injection nozzles 10 are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction.

また、このアンギュラ玉軸受装置は、内輪5の軌道溝15の外径と、玉7の外周との寸法比から、外輪6に対する内輪5の相対回転の回転速度が、許容回転速度であるときの、各噴射ノズル10に対する保持器9の相対回転数がz1[HZ]になっている。また、上記外輪6に対する内輪5の相対回転の回転速度が、1万r.p.mであるときの、各噴射ノズル10に対する保持器9の相対回転数がz2[HZ]になっている。また、このアンギュラ玉軸受装置は、外輪6に対する内輪5の相対回転の回転速度が、主軸の定格回転速度であるときの、各噴射ノズル10に対する保持器9の相対回転数z3が100[HZ]になっている。   In addition, this angular ball bearing device is based on the ratio of the outer diameter of the raceway groove 15 of the inner ring 5 and the outer periphery of the ball 7 when the rotational speed of the relative rotation of the inner ring 5 with respect to the outer ring 6 is an allowable rotational speed. The relative rotational speed of the cage 9 with respect to each injection nozzle 10 is z1 [HZ]. Further, when the rotational speed of the relative rotation of the inner ring 5 with respect to the outer ring 6 is 10,000 rpm, the relative rotational speed of the cage 9 with respect to each injection nozzle 10 is z2 [HZ]. Also, in this angular ball bearing device, when the rotational speed of the inner ring 5 relative to the outer ring 6 is the rated rotational speed of the main shaft, the relative rotational speed z3 of the cage 9 with respect to each injection nozzle 10 is 100 [HZ]. It has become.

また、このアンギュラ玉軸受装置は、24×17×z1[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きくなっている。また、24×17×z2[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きくなっている。また、24×17×z3=24×17×100=40800[HZ]になっている。   In this angular ball bearing device, 24 × 17 × z1 [HZ] is larger than the frequency in the audible range. Further, 24 × 17 × z2 [HZ] is larger than the frequency in the audible range. 24 × 17 × z3 = 24 × 17 × 100 = 40800 [HZ].

ここで、人の可聴域の周波数は、一般的には、15000[HZ]程度であるといわれており、20000[HZ]以上の周波数の音は、如何なる人でも聞こえないといわれている。したがって、可聴域の周波数を15000[HZ]に設定すれば、不快な風切り音の変動の主な周波数がカットされ、不快感を格段に抑制することができる。   Here, it is said that the frequency of a person's audible range is generally about 15000 [HZ], and it is said that any person cannot hear a sound having a frequency of 20000 [HZ] or higher. Therefore, if the frequency of the audible range is set to 15000 [HZ], the main frequency of unpleasant wind noise fluctuation is cut, and unpleasant feeling can be remarkably suppressed.

以下、図2および図3を用いて、玉の数xと、噴射ノズルの数yとが、互いに素の数であり、外輪に対する内輪の相対回転の回転速度が、設定回転速度領域であるときの、各噴射ノズルに対する保持器の相対回転数がz[HZ]であるとき、x×y×z[HZ]が、可聴域より大きい周波数であれば、耳障りな風切り音が、大幅に抑制される理由について説明する。   Hereinafter, with reference to FIGS. 2 and 3, when the number x of balls and the number y of injection nozzles are relatively prime numbers, and the rotation speed of the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring is in the set rotation speed region. When the relative rotation speed of the cage with respect to each injection nozzle is z [HZ], if x × y × z [HZ] is a frequency higher than the audible range, an unpleasant wind noise is greatly suppressed. Explain why.

尚、図2および図3では、比較例として、玉の数が、24個で、噴射ノズルの数が、16個である場合について説明する。   2 and 3, as a comparative example, a case where the number of balls is 24 and the number of spray nozzles is 16 will be described.

先ず、玉の数である24を素因数分解すると、
24=2×2×2×3となる。
First, when factoring 24, the number of balls, into prime factors,
24 = 2 × 2 × 2 × 3.

また、噴射ノズルの数である16を素因数分解すると、
16=2×2×2×2となる。
Further, when prime factorization of 16 which is the number of spray nozzles,
16 = 2 × 2 × 2 × 2.

したがって、この場合、玉の数と、噴射ノズルの数の最大公約数は、8となる。   Therefore, in this case, the greatest common divisor of the number of balls and the number of injection nozzles is 8.

図2は、周方向に等配された16の噴射ノズルの位置を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing the positions of 16 injection nozzles equally distributed in the circumferential direction.

また、図3は、周方向に等配された24の玉の位置を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing the positions of 24 balls equally distributed in the circumferential direction.

ここで、各噴射ノズルに対して玉を保持している保持器が相対的に一回転した場合に、噴射ノズルと、玉とが、衝突する場合の数は、24×16=384になる。   Here, when the cage holding the balls with respect to each injection nozzle makes one rotation relatively, the number of cases where the injection nozzle and the balls collide is 24 × 16 = 384.

しかし、この384には、先程計算した最大公約数である8倍のだぶりがある。すなわち、図2および図3において、ある噴射ノズルと、ある玉とが周方向において重なっている場合、他の噴射ノズル7個と、他の玉7個が、必ず重なることになる。図で説明すると、図2に実線で周方向の位置を示す8個の噴射ノズルと、図3で実線で周方向の位置を示す8個の玉とは、同時に衝突することになる。したがって、各噴射ノズルに対して玉を保持している保持器が相対的に一回転した場合に、噴射ノズルと、玉とが、衝突する場合の数は、384/8=48になる。   However, this 384 has a bulge of 8 times, which is the greatest common divisor calculated earlier. That is, in FIG. 2 and FIG. 3, when a certain injection nozzle and a certain ball overlap in the circumferential direction, the other seven injection nozzles and the other seven balls necessarily overlap. If it demonstrates in a figure, the eight injection nozzles which will show the position of the circumferential direction with a solid line in FIG. 2, and the eight balls which will show the position of the circumferential direction with a solid line in FIG. 3 will collide simultaneously. Therefore, when the cage holding the balls relative to each injection nozzle makes one rotation, the number of cases where the injection nozzles collide with the balls is 384/8 = 48.

すなわち、定性的に述べると、噴射ノズルの数と、玉の数とが、互いに素でない場合、両者の単純な積を、両者の最大公約数で割ると、場合の数が算出される。一方、両者が、互いに素である場合には、最大公約数で割る必要がないから、場合の数が、大きくなり、頻繁に噴射ノズルと、保持器に保持された玉との衝突、非衝突が繰り返されることになる。   In other words, qualitatively, if the number of spray nozzles and the number of balls are not relatively prime, the number of cases is calculated by dividing the simple product of both by the greatest common divisor of both. On the other hand, if both are relatively prime, the number of cases does not need to be divided by the greatest common divisor, so the number of cases increases frequently, and the collision between the injection nozzle and the ball held in the cage does not collide. Will be repeated.

次に、内輪と、保持器との相対回転数の計算方法について説明する。内輪の軌道溝の外径と、玉の外周の距離(玉の半径をr’とすると、2πr’)とは、予め決定される。したがって、上記内輪の軌道溝の外径と、上記玉の外周の距離とにより、内輪に対して玉が相対的に一回転するときの、内輪に対する玉の公転の周波数が、決定される。したがって、内輪の回転速度と、上記軌道溝の外径と、上記玉の外周の距離とにより、内輪が特定の回転速度で回転しているときの、各噴射ノズルに対する保持器の相対回転数が一意に決定される。   Next, a method for calculating the relative rotational speed between the inner ring and the cage will be described. The outer diameter of the raceway groove of the inner ring and the distance of the outer periphery of the ball (2πr ′ where the radius of the ball is r ′) are determined in advance. Therefore, the frequency of the revolution of the ball relative to the inner ring when the ball makes one rotation relative to the inner ring is determined by the outer diameter of the raceway groove of the inner ring and the distance of the outer periphery of the ball. Therefore, the relative rotation speed of the cage with respect to each injection nozzle when the inner ring is rotating at a specific rotation speed is determined by the rotation speed of the inner ring, the outer diameter of the raceway groove, and the outer peripheral distance of the ball. Determined uniquely.

以下、具体的に、上記例の場合について、一例について計算を行う。   Hereinafter, specifically, calculation is performed for one example in the case of the above example.

先ず、玉の数が24、噴射ノズルの数が16の場合においては、各玉に対する内輪の相対一回転に対し、16×24/8=48回の音の変動が生じる。   First, in the case where the number of balls is 24 and the number of spray nozzles is 16, a sound variation of 16 × 24/8 = 48 times occurs for one relative rotation of the inner ring with respect to each ball.

もし、内輪が12000r.p.m(200HZ)で回転しているとすると、内輪に対する各玉の公転の周波数は、約100HZ程度に設定できる場合が多い。したがって、発生する音の周波数としては、100×48=4800HZが主成分となる。   If the inner ring is rotating at 12000 rpm (200 HZ), the frequency of revolution of each ball relative to the inner ring can often be set to about 100 HZ. Therefore, the frequency of the generated sound is 100 × 48 = 4800 HZ as the main component.

これに対し、本発明の一実施形態であるが、噴射ノズルの数が17で、玉の数24と互いに素である場合、内輪と玉との相対一回転に対して24×17=408回の音の変動が生じるから、内輪に対する各玉の公転の周波数は、約100HZである場合、発生する音の主成分が、408×100=40800HZであり、人の可聴域を超える音となるのである。   In contrast, in the embodiment of the present invention, when the number of injection nozzles is 17 and the number of balls 24 is relatively prime, 24 × 17 = 408 times for one relative rotation of the inner ring and the balls. Therefore, when the frequency of revolution of each ball relative to the inner ring is about 100 Hz, the main component of the generated sound is 408 × 100 = 40800 Hz, which exceeds the human audible range. is there.

上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置によれば、外輪6に対する内輪5の相対回転の回転速度が、許容回転速度であるときの、各噴射ノズル10に対する保持器9の相対回転数がz1[HZ]であると共に、玉の数xと噴射ノズルの数yとが互いに素であり、かつ、x×y×z1[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きいから、許容回転速度において、玉と、噴射ノズルから噴射されたエアとの衝突、非衝突によって生じる音の変動の主な周波数が、可聴域の周波数よりも大きくなる。したがって、不快な風切り音を、大きく抑制することができる。   According to the angular ball bearing device of the above embodiment, when the rotational speed of the relative rotation of the inner ring 5 with respect to the outer ring 6 is an allowable rotational speed, the relative rotational speed of the cage 9 with respect to each injection nozzle 10 is z1 [HZ]. And the number x of the balls and the number y of the injection nozzles are relatively prime and x × y × z1 [HZ] is larger than the frequency of the audible range. The main frequency of the fluctuation of the sound caused by the collision with the air injected from the injection nozzle and the non-collision becomes higher than the frequency in the audible range. Therefore, unpleasant wind noise can be greatly suppressed.

また、上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置によれば、x≧6かつy≧2であるから、従来の装置の場合、風切り音が、特に耳障りになる。しかし、本実施形態によれば、許容回転速度において、音の変動の主な周波数が、可聴域の周波数よりも大きくなるから、許容回転速度およびそれ以外の使用速度においても、不快な風切り音を、大きく抑制することができる。   Further, according to the angular ball bearing device of the above embodiment, since x ≧ 6 and y ≧ 2, in the case of a conventional device, the wind noise is particularly disturbing. However, according to the present embodiment, the main frequency of sound fluctuation is larger than the audible frequency at the permissible rotational speed, so that unpleasant wind noise is generated even at the permissible rotational speed and other operating speeds. Can be greatly suppressed.

また、上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置によれば、外輪6に対する内輪5の相対回転の回転速度が、1万r.p.mであるときの、各噴射ノズル10に対する保持器9の相対回転数がz2[HZ]であるとき、24×17×z2[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きいから、従来の装置で、不快な風切り音が発生することが多い、回転輪の回転速度が1万r.p.mにおいても、耳障りな風切り音を、大きく抑制できる。   Further, according to the angular ball bearing device of the above embodiment, the relative rotation of the cage 9 with respect to each injection nozzle 10 when the rotational speed of the relative rotation of the inner ring 5 with respect to the outer ring 6 is 10,000 rpm. When the number is z2 [HZ], since 24 × 17 × z2 [HZ] is larger than the frequency in the audible range, unpleasant wind noise often occurs in the conventional device, and the rotational speed of the rotating wheel Even at 10,000 rpm, an unpleasant wind noise can be greatly suppressed.

また、上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置によれば、外輪6に対する内輪5の相対回転の回転速度が、主軸の定格回転速度であるときの、音の変動の主な周波数が、可聴域以上であるから、使用頻度の高い回転数において、不快な風切り音を大きく抑制することができる。   Further, according to the angular ball bearing device of the above embodiment, when the rotational speed of the relative rotation of the inner ring 5 with respect to the outer ring 6 is the rated rotational speed of the main shaft, the main frequency of the sound fluctuation is above the audible range. Therefore, an unpleasant wind noise can be greatly suppressed at a frequently used rotational speed.

尚、上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置では、玉の数が24で、噴射ノズルの数が17で、外輪6に対する内輪5の相対回転の回転速度が、主軸の定格回転速度であるときの、各噴射ノズル10に対する保持器9の相対回転数z3が100[HZ]であった。しかしながら、この発明では、玉の数が19で、噴射ノズルの数が、15で、z3が100[HZ]等であっても良い。一実施形態では、転動体の数を、x、噴射ノズルの数を、y、外輪6に対する内輪5の相対回転の回転速度が、主軸の定格回転速度であるときの、各噴射ノズルに対する保持器の相対回転数をz3としたとき、xとyとが、互いに素であり、x×y×z3[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きければ、xとyの夫々は、如何なる数でも良い。   In the angular ball bearing device of the above embodiment, when the number of balls is 24, the number of injection nozzles is 17, and the rotational speed of the relative rotation of the inner ring 5 with respect to the outer ring 6 is the rated rotational speed of the main shaft, The relative rotation speed z3 of the cage 9 with respect to each injection nozzle 10 was 100 [HZ]. However, in the present invention, the number of balls may be 19, the number of injection nozzles may be 15, and z3 may be 100 [HZ] or the like. In one embodiment, the number of rolling elements is x, the number of spray nozzles is y, and the cage for each spray nozzle when the rotational speed of the relative rotation of the inner ring 5 with respect to the outer ring 6 is the rated rotational speed of the main shaft. X and y are relatively prime and x × y × z3 [HZ] is greater than the frequency in the audible range, each of x and y can be any number. good.

また、上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置では、転動体の数を、x、噴射ノズルの数を、y、外輪6に対する内輪5の相対回転の回転速度が、主軸の定格回転速度であるときの、各噴射ノズルに対する保持器の相対回転数をz3としたとき、xとyとが、互いに素であり、x×y×z3[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きくなっていた。しかしながら、この発明では、転動体の数を、x、噴射ノズルの数を、y、外輪に対する内輪の相対回転の回転速度が、主軸の定格回転速度であるときの、各噴射ノズルに対する保持器の相対回転数を、z3としたとき、xとyとが、互いに素であり、x×y×z3[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きくなっていなくても良い。この発明では、転動体の数を、x、噴射ノズルの数を、y、外輪に対する内輪の相対回転の回転速度が、許容回転速度であるときの、各噴射ノズルに対する保持器の相対回転数がz1[HZ]であるとき、x×y×z1が、可聴域以上の周波数を超える周波数になっていれば良い。   In the angular ball bearing device of the above embodiment, the number of rolling elements is x, the number of injection nozzles is y, and the rotational speed of the relative rotation of the inner ring 5 with respect to the outer ring 6 is the rated rotational speed of the main shaft. When the relative rotation speed of the cage with respect to each spray nozzle is z3, x and y are prime to each other, and x × y × z3 [HZ] is larger than the frequency in the audible range. However, in the present invention, the number of rolling elements is x, the number of injection nozzles is y, and the relative rotation speed of the inner ring with respect to the outer ring is the rated rotation speed of the main shaft. When the relative rotation speed is z3, x and y are relatively prime, and x × y × z3 [HZ] does not have to be larger than the frequency in the audible range. In this invention, the number of rolling elements is x, the number of injection nozzles is y, and the relative rotation speed of the cage with respect to each injection nozzle when the rotation speed of the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring is an allowable rotation speed. When z1 [HZ], x × y × z1 only needs to be a frequency that exceeds the frequency above the audible range.

また、上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置では、噴射ノズル10が、回転輪である内輪5内に形成されていて、回転輪に対して相対回転しない構成であったが、この発明では、噴射ノズルが、静止輪である外輪の内部に形成されるか、または、内外輪に間隔をおいて配置される等して、静止輪に対して相対回転しない一方、回転輪に対して相対回転する構成であっても良い。尚、静止輪は、内輪であっても良く、外輪であっても良い。   In the angular ball bearing device of the above embodiment, the injection nozzle 10 is formed in the inner ring 5 that is a rotating wheel and does not rotate relative to the rotating wheel. Is formed inside the outer ring, which is a stationary wheel, or is arranged at a distance from the inner and outer rings so that it does not rotate relative to the stationary wheel while rotating relative to the rotating wheel. It may be. The stationary wheel may be an inner ring or an outer ring.

また、上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置では、保持器9が、二つの環状部と、その二つの環状部の間を連結する複数の柱部とを有する構成であったが、この発明では、保持器は、環状部を一つしか有さない冠型保持器であっても良い。   In the angular ball bearing device of the above embodiment, the cage 9 has two annular portions and a plurality of pillar portions that connect the two annular portions. The cage may be a crown type cage having only one annular portion.

また、上記実施形態では、外輪6が、カウンタボアを有するアンギュラ型の軌道溝を有していたが、この発明では、外輪は、深溝型の軌道溝であっても良い。   In the above embodiment, the outer ring 6 has an angular type raceway groove having a counterbore. However, in the present invention, the outer ring may be a deep groove type raceway groove.

また、上記実施形態では、転動体が玉7であったが、この発明の転がり軸受装置は、転動体が、円筒ころや円錐ころ等の玉以外の転動体のみからなっていても良い。また、この発明の転がり軸受装置は、玉、円筒ころおよび円錐ころのうちの二以上の転動体を有していても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the rolling element was the ball 7, the rolling element of this invention may consist only of rolling elements other than balls, such as a cylindrical roller and a tapered roller. Moreover, the rolling bearing device of the present invention may have two or more rolling elements of balls, cylindrical rollers and tapered rollers.

また、上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置では、図1に示すように、噴射ノズル10の開口が、軸方向に傾斜する方向に向いていた。しかしながら、この発明では、噴射ノズルは、軸方向に向いていても良い。また、噴射ノズルは、外輪の内部に形成されるとともに、径方向または径方向に傾斜する方向に向いていても良い。また、噴射ノズルは、内輪の内部に形成されるとともに、径方向または径方向に傾斜する方向に向いていても良い。また、噴射ノズルは、内外輪と別体で、軸方向および軸方向に傾斜する方向に向いていても良い。要は、噴射ノズルは、内外輪の間に向いていれば、如何なる角度、また、如何なる箇所から、噴射されても良い。   Further, in the angular ball bearing device of the above embodiment, as shown in FIG. 1, the opening of the injection nozzle 10 is oriented in a direction inclined in the axial direction. However, in this invention, the injection nozzle may face the axial direction. The injection nozzle may be formed inside the outer ring and may be directed in a radial direction or a direction inclined in the radial direction. Further, the injection nozzle may be formed in the inner ring and may be directed in a radial direction or a direction inclined in the radial direction. The injection nozzle may be separate from the inner and outer rings and may face in the axial direction and the direction inclined in the axial direction. In short, the injection nozzle may be injected from any angle and from any location as long as it faces between the inner and outer rings.

また、上記実施形態のアンギュラ玉軸受装置では、複数の噴射ノズルは、全てが同一であったが、この発明では、複数の噴射ノズルは、周方向に略等間隔に配置されていさえすれば良く、複数の噴射ノズルは、全てが同一でなくても良い。すなわち、噴射ノズルの数がN(Nは、自然数である)とすると、そのうちのM(Mは、0≦M≦Nを満たす自然数)個の噴射ノズルのみが、略同一であっても良い。   Further, in the angular ball bearing device of the above embodiment, the plurality of injection nozzles are all the same. However, in the present invention, the plurality of injection nozzles only have to be arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. The plurality of spray nozzles may not all be the same. That is, if the number of injection nozzles is N (N is a natural number), only M (M is a natural number satisfying 0 ≦ M ≦ N) of them may be substantially the same.

また、この発明では、回転軸が、回転している際に、エアを常時内外輪の間に吹き付けながら、油滴が間欠的にエアに混入されるようになっていても良く、あるいは、回転軸の回転時にオイルミストを含むエアが常時噴霧される形式であっても良い。   Further, in the present invention, when the rotating shaft is rotating, oil droplets may be intermittently mixed into the air while always blowing air between the inner and outer rings, or the rotation shaft A type in which air containing oil mist is always sprayed when the shaft rotates may be used.

5 内輪
6 外輪
7 玉
9 保持器
10 噴射ノズル
15 内輪の軌道溝
16 外輪の軌道溝
5 Inner ring 6 Outer ring 7 Ball 9 Cage 10 Jet nozzle 15 Inner ring raceway groove 16 Outer ring raceway groove

Claims (3)

内周面に軌道面を有する外輪と、
外周面に軌道面を有する内輪と、
上記外輪の軌道面と、上記内輪の軌道面との間に配置された複数の転動体と、
周方向に互いに略同一の間隔をおいて位置すると共に、上記複数の転動体を収容する複数のポケットを有する保持器と、
上記外輪と上記内輪との間に向けてオイルおよびエアを噴射すると共に、周方向に互いに略同一の間隔をおいて配置された複数の噴射ノズルと
を備え、
上記転動体の数がxであると共に、上記噴射ノズルの数がyであり、
上記外輪に対する上記内輪の相対回転の回転速度が、許容回転速度であるときの、上記各噴射ノズルに対する上記保持器の相対回転数がz1[HZ]であり、
上記xと、上記yとは、互いに素であり、
かつ、x×y×z1[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きいことを特徴とする転がり軸受装置。
An outer ring having a raceway surface on the inner peripheral surface;
An inner ring having a raceway surface on the outer peripheral surface;
A plurality of rolling elements disposed between the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring;
A cage having a plurality of pockets that are positioned at substantially the same interval in the circumferential direction and that accommodates the plurality of rolling elements, and
Injecting oil and air between the outer ring and the inner ring, and a plurality of injection nozzles arranged at substantially the same interval in the circumferential direction,
The number of rolling elements is x, the number of spray nozzles is y,
When the rotational speed of the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring is an allowable rotational speed, the relative rotational speed of the cage with respect to each of the injection nozzles is z1 [HZ],
X and y are prime to each other,
In addition, the rolling bearing device is characterized in that x × y × z1 [HZ] is larger than an audible frequency.
請求項1に記載の転がり軸受装置において、
x≧6かつy≧2であることを特徴とする転がり軸受装置。
The rolling bearing device according to claim 1,
A rolling bearing device, wherein x ≧ 6 and y ≧ 2.
請求項1または2に記載の転がり軸受装置において、
上記外輪に対する上記内輪の相対回転の回転速度が、1万r.p.mであるときの、上記各噴射ノズルに対する上記保持器の相対回転数がz2[HZ]であるとき、
x×y×z2[HZ]が、可聴域の周波数よりも大きいことを特徴とする転がり軸受装置。
In the rolling bearing device according to claim 1 or 2,
When the rotational speed of the relative rotation of the inner ring with respect to the outer ring is 10,000 rpm, when the relative rotational speed of the cage with respect to each of the injection nozzles is z2 [HZ],
x * y * z2 [HZ] is larger than the frequency of an audible range, The rolling bearing apparatus characterized by the above-mentioned.
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