JP5944198B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、工作機械主軸を回転自在に支持する転がり軸受装置に関し、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置に関する。

軸受の冷却と、軸受に対する潤滑油の給排油を行う機構を有する潤滑装置が提案されている（特許文献１）。この潤滑装置では、図１５に示すように、内輪端面に接する内輪間座５０を設け、外輪端面に接する潤滑油導入部材５１を設けている。内輪５２のうち前記内輪端面から内輪軌道面に繋がる斜面に円周溝５３を設けると共に、前記潤滑油導入部材５１にノズル５４を設け、このノズル５４から前記円周溝５３内に軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を吐出するようになっている。

特開２００８−２４０９４６号公報

図１５の構造では、軸受内へ多量の潤滑油が浸入し軸受内で潤滑油が滞留すると、攪拌抵抗が増加し、軸受の温度が上昇して、高速回転が不可能となる場合がある。

ここで本件出願人は、図１６に示す転がり軸受装置を提案している。同図に示すように、内輪１には、軸方向に延びる内輪延長部６を設け、外輪２に隣接し且つ内周面が内輪延長部６に対向する間座７を設けている。この場合、軸受運転時、以下の(1)〜(5)のように潤滑油が軸受内部に浸入する。同図における矢符は潤滑油の流れを示す。
(1) 潤滑油を給油路９から供給する。
(2) 潤滑油が内輪円周溝８に当たる。
(3) 潤滑油は、回転中の内輪１から遠心力を受けて、間座７の内周面７ａに当たる。
(4) 潤滑油は、内輪延長部６の外周面と、間座７の内周面との径方向すきまから軸受内に浸入する。このとき転がり軸受装置を例えば立軸の支持に用いる場合には、内周面７ａに当たった潤滑油が、排油口に向かうまでの経路途中で重力等の作用により、排油口であまり排出されずに軸受内に多量に浸入する場合がある。
(5) このように潤滑油が多量に浸入すると、軸受内に潤滑油が滞留する。この滞留した潤滑油が軸受の発熱の原因となり、高速運転が不可能となる。

この発明の目的は、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる転がり軸受装置を提供することである。

この発明の転がり軸受装置は、内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、前記内輪の一端面に隣接し且つ外径が外輪の一端面の径方向幅内に位置する内輪間座を設けると共に、外輪の一端面に隣接し且つ内周面が前記内輪間座の外周面に対向する外輪間座を設け、前記給排油機構は、前記内輪間座の外周面に設けられた円周溝と、前記外輪間座に設けられ、潤滑油を前記円周溝へ向けて吐出する給油口を有する給油路と、前記内輪間座の外周面と外輪間座の内周面とのすきま部に設けられ、円周溝から外輪の一端面に導かれる潤滑油の油量を絞る第一絞り部と、前記外輪の一端面に設けられ、第一絞り部に連通してこの第一絞り部から導かれる潤滑油を収容する環状の油保有溝と、前記外輪の一端面と、この外輪の一端面に臨む内輪間座の一端面との間に設けられ、油保有溝および内外輪の軸受空間にそれぞれ連通して、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を絞る第二絞り部とを有することを特徴とする。

この構成によると、軸受運転時、外輪間座の給油路から潤滑油を供給すると、内輪間座の外周面の円周溝に沿って潤滑油が流れる。これにより軸受を冷却する。軸受を冷却した油は、例えば、排出されるものと、軸受潤滑のために第一絞り部を通過して油保有溝に流れるものとに分かれる。この油保有溝に流れる潤滑油の少なくとも一部は、第二絞り部を通過して軸受空間内に浸入する。このように第一および第二絞り部を設けることにより、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制することができる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速回転を可能とすることができる。

前記給排油機構は、外輪の外周面に設けられ、油保有溝に連通して潤滑油を排出する排油口を含むものとしても良い。前記第一絞り部を通過して油保有溝に流れ込んだ潤滑油は、外輪の排油口を通り回収されるものと、前記第二絞り部を通過して軸受空間内に浸入するものとに分かれる。このように外輪の外周面に排油口を設けた場合、外輪の外周面に排油口を設けない構成に比べて、排油効率を上げることができる。
前記外輪の排油口を２箇所以上設けても良い。この場合、排油効率の向上をさらに図ることができる。

前記内輪間座の円周溝は、この内輪間座を軸受軸心を含む平面で切断して見た断面が凹形状に形成されたものであっても良い。この場合、給油路から供給された潤滑油は、断面凹形状の円周溝の溝底面に跳ね返って、内輪回転に伴う遠心力により、第一絞り部などへ向かうようになっている。

前記給排油機構は、前記外輪間座に設けられる排油口を含み、この排油口は、前記給油口とは異なる円周方向位置で円周溝に連通し、潤滑油を排出するものであっても良い。この場合、内輪間座の円周溝に沿って流れた潤滑油は、外輪間座の排油口から排出されるものと、軸受潤滑のために第一絞り部を通過するものとに分かれる。
前記外輪間座の排油口に、潤滑油の円周溝に沿う流れを規制する障壁を設けても良い。この場合、内輪の回転に伴い円周溝に沿って流れる潤滑油は、障壁に当たり、排油口に回収され易くなる。これにより、潤滑油が軸受内部に滞留することを抑制することができ、したがって、軸受内部の攪拌抵抗の増加を防止し得る。

前記障壁を、外輪間座の排油口における周方向長さの中央部に配設したものであっても良い。この場合、軸受が正回転する場合に、円周溝に沿って正回転方向に流れる潤滑油を前記障壁で規制し、排油口に円滑に導くことができる。軸受が逆回転する場合にも、円周溝に沿って逆回転方向に流れる潤滑油を前記障壁で規制し、排油口に円滑に導くことができる。

前記障壁は、内輪間座における円周溝の底面付近まで延びる延在部を含むものとしても良い。この場合、内輪間座の円周溝に沿って流れる潤滑油を、障壁により確実に衝突させることができる。これにより、延在部がない障壁に比べて、排油口から回収される潤滑油の回収効率を高めることができる。
前記障壁は、潤滑油の流れ方向に応じて可動する弁構造であっても良い。この場合、軸受の正回転、逆回転にかからわず、潤滑油の流れ方向に応じて障壁を可動させて、潤滑油を排油口に円滑に導くことができる。

前記障壁は、排油口における半径方向内方の円周方向一側部から、半径方向外方の開口縁に向かうに従って、前記排油口における周方向長さの中央部に至るように傾斜する傾斜部を含むものであっても良い。この場合、潤滑油が傾斜部に沿って円滑に流れるため、排油口から回収される潤滑油の回収効率の向上を図ることができる。
前記障壁は、排油口にて軸方向に並ぶ２つの壁部を有し、各壁部は、排油口における半径方向内方の円周方向一側部から、前記排油口における半径方向外方の円周方向他側部に至るようにそれぞれ傾斜すると共に、これら軸方向に並ぶ２つの壁部が互いに交差するように設けられるものであっても良い。この場合、軸受の正回転、逆回転にかかわらず、潤滑油がいずれか一方の壁部に沿って円滑に流れるため、排油口から回収される潤滑油の回収効率の向上を図ることができる。
前記第一および第二絞り部の各すきまを、一つの前記転がり軸受における軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制するように定めることで潤滑油の撹拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制可能としても良い。
前記いずれかの転がり軸受装置は、工作機械主軸の支持に用いられるものであっても良い。

この発明の転がり軸受装置は、内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、前記内輪の一端面に隣接し且つ外径が外輪の一端面の径方向幅内に位置する内輪間座を設けると共に、外輪の一端面に隣接し且つ内周面が前記内輪間座の外周面に対向する外輪間座を設け、前記給排油機構は、前記内輪間座の外周面に設けられた円周溝と、前記外輪間座に設けられ、潤滑油を前記円周溝へ向けて吐出する給油口を有する給油路と、前記内輪間座の外周面と外輪間座の内周面とのすきま部に設けられ、円周溝から外輪の一端面に導かれる潤滑油の油量を絞る第一絞り部と、前記外輪の一端面に設けられ、第一絞り部に連通してこの第一絞り部から導かれる潤滑油を収容する環状の油保有溝と、前記外輪の一端面と、この外輪の一端面に臨む内輪間座の一端面との間に設けられ、油保有溝および内外輪の軸受空間にそれぞれ連通して、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を絞る第二絞り部とを有する。このため、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制し、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制することができる。

この発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。 同転がり軸受装置の要部の断面図である。 同転がり軸受装置における外輪の正面図である。 同転がり軸受装置における図２の要部の拡大図である。 同転がり軸受装置における潤滑油の流れを示す平面図である。 （Ａ）は、この発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の平面図、（Ｂ）は同図６（Ａ）のVI(B) - VI(B) 線端面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の要部の平面図である。 （Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置において、内輪が同図反時計回りに回転するときの状態を表す要部の平面図、（Ｂ）は、同内輪が同図時計回りに回転するときの状態を表す要部の平面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の外輪間座の斜視図である。 同外輪間座の要部を内径側から拡大して示す斜視図である。 同外輪間座の要部の平面図である。 この発明のいずれかの実施形態に係る転がり軸受装置を、工作機械主軸を支持する転がり軸受に適用した例を示す概略断面図である。 従来例の転がり軸受の潤滑装置の要部の断面図である。 潤滑油が軸受内部へ浸入する参考提案例を示す要部の断面図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１に示すように、この実施形態に係る転がり軸受装置は、転がり軸受Ｂｒと、給排油機構Ｋｕとを備えている。
図２に示すように、転がり軸受Ｂｒは、内外輪１，２である一対の軌道輪と、内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在する複数の転動体３と、これら転動体３を保持するリング状の保持器４とを有する。この転がり軸受Ｂｒはアンギュラ玉軸受からなり、転動体３として、鋼球やセラミックス球等からなる玉が適用される。

内輪１の軌道面１ａの軸方向両側に、内輪外径面１ｂおよびこの内輪外径面１ｂに続く斜面１ｃと、斜面状のカウンタボア１ｄとがそれぞれ形成されている。この例の内輪外径面１ｂは、軌道面１ａに対し接触角を成す作用線Ｌの偏り側から幅方向に延びる。この内輪外径面１ｂの軸方向外縁部に続く斜面１ｃは、軸方向一方（図２の上方）に向かうに従って内径側に至るように傾斜する断面形状に形成されている。外輪２の軌道面２ａの軸方向両側に、外輪内径面２ｂ，２ｂがそれぞれ形成され、これら外輪内径面２ｂ，２ｂに保持器４が案内されるように構成されている。

図１に示すように、給排油機構Ｋｕは、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を潤滑内(軸受内)に供給すると共に、軸受外に排出する機構である。内輪１の一端面に隣接して内輪間座６を設け、この内輪間座６の外径６ａが、外輪２の一端面の径方向幅内に位置するように構成している。さらに外輪２の一端面に隣接して外輪間座７を設け、この外輪間座７の内周面を、内輪間座６の外周面に対向させている。給排油機構Ｋｕは、内輪間座６の外周面に設けられた円周溝８と、外輪間座７に設けられた給油路９と、外輪間座７に設けられた排油口１０と、第一絞り部１１と、環状の油保有溝１２と、外輪２の排油口１３と、第二絞り部１４とを有する。

内輪間座６の外周面には、この内輪間座６を軸受軸心を含む平面で切断して見た断面が凹形状となる円周溝８が設けられている。図１左側に示すように、外輪間座７のうち円周方向の一部に、潤滑油を前記円周溝８へ向けて吐出する給油口１８を有する給油路９が形成されている。この給油路９は、外輪間座７の外周面から、径方向に貫通する段付きの貫通孔状に形成されている。図５に示すように、給油路９から供給された潤滑油は、給油口１８から吐出されて円周溝８に供給される。この潤滑油は、円周溝８に沿って、内輪１（図１）の回転方向Ｌ１と同一方向に進み、軸受の冷却に供される。冷却に供された潤滑油は、排油口１０，１３（図１）および後述の切欠部１５から排出される。

外輪間座７のうち、前記給油路９とは異なる円周方向位置には、潤滑油を外部に排出する排油口１０が形成されている。排油口１０は、図１右側に示すように、外輪間座７の外周面から径方向に貫通して円周溝８に連通するように形成されている。図５に示すように、給油路９に対し、排油口１０の位相が所定の位相角度α（この例ではα＝２７０度）となるように設けられている。

図２に示すように、内輪間座６における、軸受とは軸方向逆側の外周面と、この外周面に対向する外輪間座７の内周面との間には、例えば、隣接する軸受等に潤滑油が漏洩することを抑制するラビリンス機構Ｒｋを設けている。このラビリンス機構Ｒｋは、給油路９および排油口１０（図１）に連通し、広部と狭部とが軸方向に連なるものとしている。広部は、内輪間座６における前記軸方向逆側の外周面に設けられる円周溝６ｂと、この円周溝６ｂに対向する外輪間座７の内周面とを含んで構成される。前記円周溝６ｂは、軸方向に間隔をあけて複数配設される。前記狭部は、内輪間座６における前記外周面の突出先端部と、この突出先端部に対向する外輪間座７の内周面とを含んで構成される。潤滑油が給油路９から供給されラビリンス機構Ｒｋに浸入した場合、この潤滑油は、内輪回転による遠心力により円周溝６ｂに沿って漏れ側とは反対方向に移動するため、隣接する軸受等に潤滑油が漏洩することを抑制し得る。なお、内輪間座６の外周面に円周溝６ｂを設ける構成に代えて、外輪間座７の内周面に、円周溝を設けても良い。また内輪間座６および外輪間座７にそれぞれ円周溝を設けても良い。

図４は、図２の要部の拡大図である。図２および図５に示すように、内輪間座６における、ラビリンス機構Ｒｋとは軸方向逆側の外周面と、外輪間座７の内周面とのすきま部には、円周溝８から外輪２の一端面に導かれる潤滑油の油量を絞る第一絞り部１１が設けられている。したがって、内輪間座６の円周溝８に沿って流れ軸受を冷却した油は、排油口１０から排出されるものと、軸受潤滑のために第一絞り部１１を通過するものとに分かれる。この第一絞り部１１を成す軸方向のすきまδ１は、例えば、上限値および下限値が管理され、これにより軸受側に導かれる潤滑油の油量を制御可能としている。

図４に示すように、外輪２の一端面には、環状の油保有溝１２が設けられている。この油保有溝１２は、第一絞り部１１に連通してこの第一絞り部１１から導かれる潤滑油を収容する円周溝である。油保有溝１２は、外輪２の一端面における径方向幅内で、且つ、断面矩形状に形成される。
図３は外輪２の正面図である。図３および図４に示すように、外輪２の外周面には、排油口１３が設けられている。この排油口１３は、例えば、円周方向等配に２箇所以上（２箇所の排油口１３，１３が設けられる場合、これら排油口１３，１３は１８０度対角位置にある）設けられている。各排油口１３，１３は、油保有溝１２にそれぞれ連通し、潤滑油を排出する。図３に示すように、この例の各排油口１３は、軸方向長さＬ２よりも円周方向長さＬ３が長い長孔状に形成され、油保有溝１２から円周方向に沿って流れ込む潤滑油を排油口１３における長孔に沿って円滑に排油し得る。よって丸孔状のものより、排油効率が高められている。図２に示すように、外輪２の各排油口１３および油保有溝１２は、外輪２における、軌道面２ａに対し接触角を成す作用線Ｌの偏り側とは逆側の反偏り側に設けられている。なお排油口１３を円周方向不等配に２箇所以上設けることも可能であり、排油口１３を円周方向の一箇所のみに設けることも可能である。

外輪２の一端面と、この外輪２の一端面に臨む内輪間座６の一端面との間には、第二絞り部１４が設けられている。この第二絞り部１４は、油保有溝１２および内外輪１，２の軸受空間Ａ１にそれぞれ連通して、軸受空間Ａ１内に浸入する潤滑油の油量を絞る。つまり内輪間座６の円周溝８から第一絞り部１１、第二絞り部１４を順次、通過した潤滑油のみが、軸受空間Ａ１内に浸入する。このように第一絞り部１１、第二絞り部１４を設けたことで、多量の潤滑油が軸受空間Ａ１内に浸入することを防止し得る。前記「多量の潤滑油」とは、潤滑油が攪拌抵抗となって、例えば、実験やシミュレーション等により定められる温度以上に軸受が温度上昇するような潤滑油の油量を言う。

図４に示すように、この例では、外輪２の一端面のうち、油保有溝１２よりも内径側の径方向幅面を全周に渡って削る加工等を施すことにより、外輪２、内輪間座６間に、径方向のすきまδ２を形成する第二絞り部１４が設けられる。この第二絞り部１４を成す径方向のすきまδ２は、例えば、上限値および下限値が管理されている。第一および第二絞り部１１，１４のすきまδ１，δ２を管理することにより、軸受空間Ａ１内に浸入する潤滑油の油量を制御可能としている。なお外輪２の一端面に加工等を施すのに代えて、または、外輪２の一端面に加工等を施すと共に、内輪間座６の一端面に加工等を施すことにより、第二絞り部１４を設けても良い。

図２に示すように、固定側の軌道輪である外輪２には、軸受空間Ａ１内で潤滑に供された潤滑油を軸受外に排出する切欠部１５が設けられている。外輪２における、外輪間座７が設けられる軸方向逆側の外輪他端面に、切欠部１５が設けられている。この切欠部１５を、図５に示すように、内輪１の回転方向Ｌ１に沿う、給油路９と排油口１０との間に配設している。この例では、切欠部１５は、例えば、給油路９に対し９０度の位相角度をもって配設され、且つ、排油口１０に対し１８０度の位相角度をもって配設されている。

作用効果について説明する。
図１に示すように、軸受運転時、外輪間座７の給油路９から潤滑油を供給すると、内輪間座６の円周溝８に沿って潤滑油が流れる。これにより軸受を冷却する。軸受を冷却した油は、外輪間座７の排油口１０から排出されるものと、軸受潤滑のために第一絞り部１１を通過して油保有溝１２に流れるものとに分かれる。さらに油保有溝１２に流れ込んだ潤滑油は、外輪２の排油口１３を通り回収されるものと、第二絞り部１４を通過して軸受空間Ａ１内に浸入するものとに分かれる。このように第一および第二絞り部１１，１４を設けることにより、軸受空間Ａ１内に浸入する潤滑油の油量を抑制することができる。したがって、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速回転を可能とすることができる。

また、この例では、外輪２の外周面に排油口１３を設けたため、外輪２の外周面に排油口１３を設けない構成に比べて、排油効率を上げることができる。外輪２の排油口１３を２箇所以上設けた場合、排油効率の向上をさらに図ることができる。内輪間座６の円周溝８は、断面凹形状に形成されたため、給油路９から供給された潤滑油は、断面凹形状の円周溝８の溝底面８ａに跳ね返って、内輪回転に伴う遠心力により、外輪間座７の排油口１０および第１絞り部１１へ向かうようになっている。内輪間座６の外径６ａを、外輪２の一端面の径方向幅内に位置するように径方向に厚肉に設けたうえで、この内輪間座６の円周溝８を径方向外方に開口する断面凹形状に形成したため、内輪間座６の外径６ａが内輪１の一端面の径方向幅内に位置するものより、溝底をより深くして潤滑剤を供給可能な溝断面を大きくすることができる。これにより冷却および潤滑に必要十分な量の潤滑剤を円周溝８に供給することができ、特に冷却効果をより高めることができる。

外輪２の各排油口１３および油保有溝１２は、外輪２における、軌道面２ａに対し接触角を成す作用線Ｌの偏り側とは逆側の反偏り側に設けられているため、外輪２が許容し得る荷重が低下することはない。このため外輪２の剛性を高く維持することができ、軸受寿命の低下を防ぐことができる。

他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。

図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、外輪間座７の排油口１０に、潤滑油の円周溝８に沿う流れを規制する障壁１６を設けても良い。この障壁１６は、外輪間座７の排油口１０における周方向長さＬａの中央部に配設される半径方向に延びる矩形板状である。障壁１６は、排油口１０の開口縁から、同排油口１０における半径方向内周付近まで延びる。この障壁１６によると、内輪の回転に伴い円周溝８に沿って流れる潤滑油は、障壁１６に当たり、排油口１０に回収され易くなる。これにより、潤滑油が軸受内部に滞留することを抑制することができ、したがって、軸受内部の攪拌抵抗の増加を防止し得る。また、障壁１６を外輪間座７の排油口１０における周方向長さＬａの中央部に配設したため、軸受が正逆回転いずれの場合にも、円周溝８に沿って潤滑油を前記障壁１６で規制し、排油口１０に円滑に導くことができる。

図７に示すように、障壁１６は、内輪間座６における円周溝８の底面付近まで延びる延在部１６ａを含むものとしても良い。この場合、円周溝８に沿って流れる潤滑油を、障壁１６により確実に衝突させることができる。これにより、延在部１６ａがない障壁に比べて、排油口１０から回収される潤滑油の回収効率を高めることができる。

図８に示すように、障壁１６Ａをテーパ形状にしても良い。この例の障壁１６Ａは、例えば、三角柱形状からなり、排油口１０における周方向長さＬａの中央部Ｐ１に至るように傾斜する傾斜部１６Ａａ，１６Ａａを含む。前記中央部Ｐ１を通る半径方向に対する各傾斜部１６Ａａ，１６Ａａの傾斜角度α１，α１は、同一角度に設定され、且つ、排油の回収を阻害しない角度に規定される。一方の傾斜部１６Ａａの半径方向内方側の端部と、他方の傾斜部１６Ａａの半径方向内方側の端部との距離Ｌｂは、この障壁１６Ａを排油口１０の外径方向から挿入して組み立てる組立性から、排油口１０の周方向長さ（幅寸法）Ｌａと略同一とされている。これら両端部を結ぶ辺が、外輪間座７における前記中央部Ｐ１を通る接線と平行になるように傾斜部１６Ａａ，１６Ａａが設けられる。

この構成によると、潤滑油が傾斜部１６Ａａに沿って円滑に流れるため、排油口１０から回収される潤滑油の回収効率の向上を図ることができる。また各傾斜部１６Ａａにより、軸受が正逆回転いずれの場合にも、円周溝８に沿って流れる潤滑油を、傾斜部１６Ａａに沿って円滑に流し排油口１０に円滑に導くことができる。

図９の例は、図８と同様に、障壁１６Ｂをテーパ形状にした例であるが、障壁１６Ｂを２分割構造とすることにより、一方の傾斜部１６Ｂａの半径方向内方側の端部と、他方の傾斜部１６Ｂａの半径方向内方側の端部との距離Ｌｂを、排油口１０の周方向長さＬａよりも大きくしている。各傾斜部１６Ｂａの端部は、それぞれ内輪間座６における円周溝８の底面付近まで延びる。このように障壁１６Ｂが内輪間座６と外輪間座７とにまたがる場合には、障壁１６Ｂは組立性を考慮し排油口１０の外径方向から挿入されるため、排油口１０の幅寸法＜前記距離Ｌｂとすると、障壁１６Ｂを２分割以上の構造にしないと成立しない。図９の例では、各傾斜部１６Ｂａ，１６Ｂａの端部間の距離Ｌｂ＞排油口１０の周方向長さＬａとし、障壁１６Ｂを傾斜部１６Ｂａ，１６Ｂａを含む２分割構造とすることで、図８の例よりも潤滑油の回収効率の向上をさらに図ることができる。また各傾斜部１６Ｂａを排油口１０の外径方向から挿入して障壁１６Ｂを容易に組み立てることができ、製造コストの低減を図れる。

図１０に示すように、障壁１６Ｃは、潤滑油の流れ方向に応じて可動する弁構造であっても良い。図１０（Ａ）は、内輪が同図反時計回りに回転するときの状態を表す要部の平面図であり、同図（Ｂ）は、同内輪が同図時計回りに回転するときの状態を表す要部の平面図である。外輪間座７の排油口１０における半径方向内方には、弁体１６Ｃａの長手方向一端が揺動自在に支持されている。内輪が回転する場合、円周溝８に沿って内輪回転方向に流れる潤滑油が、弁体１６Ｃａの長手方向他端を押圧して可動させる。この場合、軸受の正回転、逆回転にかかわらず、潤滑油の流れ方向に応じて障壁１６Ｃを可動させて、潤滑油を排油口１０に円滑に導くことができる。また弁体１６Ｃａを可動させる駆動源等が不要であるため、構造を簡単化することができる。

図１１〜図１３の例では、障壁１６Ｄは、排油口１０にて軸方向に並ぶ２つの壁部１６Ｄａ，１６Ｄａを有する。図１２は外輪間座７の要部を内径側から拡大して示す斜視図であり、図１３は同外輪間座７の要部の平面図である。図１２，図１３に示すように、各壁部１６Ｄａ，１６Ｄａは、排油口１０における半径方向内方の円周方向一側部から、前記排油口１０における半径方向外方の円周方向他側部に至るようにそれぞれ傾斜すると共に、これら軸方向に並ぶ２つの壁部１６Ｄａ，１６Ｄａが互いに交差するように設けられる。
この場合、軸受の正回転，逆回転にかかわらず、潤滑油がいずれか一方の壁部１６Ｄａに沿って円滑に流れるため、排油口１０から回収される潤滑油の回収効率の向上を図ることができる。

図１４は、前述のいずれかの転がり軸受装置を、立型の工作機械主軸の支持に用いた例を概略示す断面図である。この例では、アンギュラ玉軸受を含む転がり軸受装置２８，２８を、２個背面組み合わせでハウジング２９に設置し、これらの転がり軸受装置２８，２８により主軸３０を回転自在に支持する。各軸受装置２８における内輪１は、内輪位置決め間座３１，３１および主軸３０の段部３０ａ，３０ａにより軸方向に位置決めされ、内輪固定ナット３２により主軸３０に締め付け固定されている。主軸上側の間座７および主軸下側の外輪２は、外輪押え蓋３４，３４によりハウジング２９内に位置決め固定されている。また主軸上側の外輪端面と、主軸下側の間座幅面との間には、間座３５が介在されている。

ハウジング２９は、ハウジング内筒２９ａとハウジング外筒２９ｂとを嵌合させたものであり、その嵌合部に、冷却のための通油溝２９ｃが設けられている。ハウジング内筒２９ａには、各軸受装置２８にそれぞれ潤滑油を供給する供給油路３６，３６が形成されている。これら供給油路３６，３６は図示外の潤滑油供給源に接続されている。さらにハウジング内筒２９ａには、潤滑に供された潤滑油を排出する排油溝３７および排油路３８が形成されている。排油溝３７は、各軸受装置２８における切欠部１５および排油口１０にそれぞれ連通する。各排油溝３７に、主軸軸方向に延びる排油路３８が繋がり、この排油路３８から潤滑油が排出されるようになっている。

このように転がり軸受装置２８，２８を工作機械主軸３０の支持に用いた場合、各転がり軸受装置２８に、第一および第二絞り部１１，１４（図１）を設けることにより、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制することができる。このため、潤滑油の攪拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制して、軸受の高速回転を可能とすることができる。
本実施形態に係る転がり軸受装置を、横型の工作機械主軸の支持に用いることも可能である。

１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…軌道面
３…転動体
４…保持器
６…内輪間座
７…外輪間座
８…円周溝
９…給油路
１０…排油口
１１…第一絞り部
１２…環状の油保有溝
１３…排油口
１４…第二絞り部
１６〜１６Ｄ…障壁
１８…給油口
３０…主軸
Ｂｒ…転がり軸受
Ｋｕ…給排油機構

Claims (9)

1. 内外輪の軌道面間に、保持器に保持された複数の転動体を介在させた転がり軸受と、軸受冷却媒体を兼ねる潤滑油を軸受内に供給すると共に、軸受外に排出する給排油機構とを備えた転がり軸受装置において、
   前記内輪の一端面に隣接し且つ外径が外輪の一端面の径方向幅内に位置する内輪間座を設けると共に、外輪の一端面に隣接し且つ内周面が前記内輪間座の外周面に対向する外輪間座を設け、
   前記給排油機構は、
   前記内輪間座の外周面に設けられた円周溝と、
   前記外輪間座に設けられ、潤滑油を前記円周溝へ向けて吐出する給油口を有する給油路と、
   前記内輪間座の外周面と外輪間座の内周面とのすきま部に設けられ、円周溝から外輪の一端面に導かれる潤滑油の油量を絞る第一絞り部と、
   前記外輪の一端面に設けられ、第一絞り部に連通してこの第一絞り部から導かれる潤滑油を収容する環状の油保有溝と、
   前記外輪の一端面と、この外輪の一端面に臨む内輪間座の一端面との間に設けられ、油保有溝および内外輪の軸受空間にそれぞれ連通して、軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を絞る第二絞り部と、
   を有することを特徴とする転がり軸受装置。
2. 請求項１において、前記給排油機構は、外輪の外周面に設けられ、油保有溝に連通して潤滑油を排出する排油口を含む転がり軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記給排油機構は、前記外輪間座に設けられる排油口を含み、この排油口は、前記給油口とは異なる円周方向位置で円周溝に連通し、潤滑油を排出するものである転がり軸受装置。
4. 請求項３において、前記外輪間座の排油口に、潤滑油の円周溝に沿う流れを規制する障壁を設けた転がり軸受装置。
5. 請求項４において、前記障壁を、外輪間座の排油口における周方向長さの中央部に配設した転がり軸受装置。
6. 請求項４または請求項５において、前記障壁は、潤滑油の流れ方向に応じて可動する弁構造である転がり軸受装置。
7. 請求項４または請求項５において、前記障壁は、排油口にて軸方向に並ぶ２つの壁部を有し、各壁部は、排油口における半径方向内方の円周方向一側部から、前記排油口における半径方向外方の円周方向他側部に至るようにそれぞれ傾斜すると共に、これら軸方向に並ぶ２つの壁部が互いに交差するように設けられる転がり軸受装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記第一および第二絞り部の各すきまを、一つの前記転がり軸受における軸受空間内に浸入する潤滑油の油量を抑制するように定めることで潤滑油の撹拌抵抗による軸受の温度上昇を抑制可能とした転がり軸受装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、工作機械主軸の支持に用いられるものである転がり軸受装置。

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