(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪および外輪の転走面間に転動体が介在した転がり軸受において、
前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記内輪の外径面に、カウンタボア部が形成され、このカウンタボア部における軸方向端部に、外径側に突出する突出部が設けられた転がり軸受。
【請求項２】
内輪および外輪の転走面間に転動体が介在した転がり軸受において、
前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記内輪の外径面のうちいずれか一方にカウンタボア部が形成され、他方に、カウンタボア部の無い反カウンタボア部が形成され、この反カウンタボア部が、前記内輪の転走面側から幅面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成された転がり軸受。
【請求項３】
内輪および外輪の転走面間に転動体が介在した転がり軸受において、
前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記内輪の外径面に、カウンタボア部が形成され、複数の転がり軸受の組合せ時に、カウンタボア部の内輪カウンタ径よりも大径となる環状部材が軸受間に挟み込んで設けられた転がり軸受。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記外輪の切欠き凹部と給油孔との円周方向の位相が同位相に配置された転がり軸受。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記外輪の切欠き凹部と、この外輪の外径面との角部に、面取りが設けられた転がり軸受。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受である転がり軸受。
【請求項７】
請求項６において、複数の転動体を円周方向一定間隔おきに保持する保持器を有し、この保持器が外輪案内形式または転動体案内形式である転がり軸受。
【請求項８】
内輪および外輪の転走面間に転動体が介在し、複数組み合わせて用いられる転がり軸受において、
前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記外輪の外径面に、前記給油孔に連通する円周溝が設けられ、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、複数の転動体を円周方向一定間隔おきに保持する保持器を有し、
前記保持器が外輪案内形式であって、この保持器の内径面が、転動体を保持するポケット側から保持器端面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成された転がり軸受。
【請求項９】
請求項８において、前記外輪の外径面における、前記円周溝の両側位置に、それぞれ環状溝が設けられ、各環状溝にそれぞれ環状のシール部材が設けられた転がり軸受。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、複数の転がり軸受の組合せ状態で、各軸受の切欠き凹部の円周方向の位相が同位相に配置された転がり軸受。
【請求項１１】
請求項８ないし請求項１０のいずれか１項において、前記外輪の内径面が、転走面側から幅面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成された転がり軸受。
【請求項１２】
内輪および外輪の転走面間に複数の転動体が介在し、これら転動体を円周方向一定間隔おきに保持する保持器を有する転がり軸受において、
前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記保持器が転動体案内形式であって、この保持器の外径面が、転動体を保持するポケット側から保持器端面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成された転がり軸受。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記転がり軸受が内輪つば付の円筒ころ軸受である転がり軸受。
【請求項１４】
請求項１３において、複数の転動体を円周方向一定間隔おきに保持する保持器を有し、この保持器が外輪案内形式または転動体案内形式である転がり軸受。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれか１項の転がり軸受が用いられた工作機械用主軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、工作機械主軸等の支持に用いられる転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６は、従来のノズル間座付きの転がり軸受の断面図である。この転がり軸受では、間座７０に排気用切欠き７１，７１を設けて、軸受の潤滑に供された潤滑剤が排気用切欠き７１，７１から排出される。
転がり軸受において、外輪に外径部から内径部に連通する給油孔を設けて、この給油孔から給油する方式がある（特許文献１）。この方式では、軸受を背面組み合せで使用する場合に、エアオイル排気のための排気口（切欠き）を形成した間座を、軸受間に設ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６３−１８０７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１７に示す外輪７２に給油孔７３を設けた軸受を、図１８に示すように、背面組合せで間座無しで用いると、軸受間にエアオイル排出のための排気口が無いため、運転中に軸受内部で潤滑油の滞留や捲き込みを生じ、温度の不安定化や最悪の場合には過度の昇温に至る可能性がある。
【０００５】
この発明の目的は、外輪に給油孔を設けた軸受を間座無しで組合わせて用いる場合に、軸受空間内に供給したエアオイルを、軸受外部にスムーズに排出することができる転がり軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の基礎となる第１の提案例に係る転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に転動体が介在し、複数組み合わせて用いられる転がり軸受において、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記外輪の外径面に、前記給油孔に連通する円周溝が設けられたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によると、エアオイルが、軸受外部から外輪の給油孔を通して軸受空間内に供給され、軸受の潤滑に供される。その後、エアオイルは外輪の切欠き用凹部からスムーズに排気される。このように軸受空間内に供給したエアオイルを、軸受空間内に滞留させることなく、軸受外部にスムーズに排出することができる。このため、運転中、軸受温度が不安定に変位したり過度に昇温することを未然に防止することができる。したがって、排気用の切欠きを設けた間座が不要となり、軸受同士を隣接して組合わせて用いることが可能となる。この場合、例えば、主軸前方に軸受を集中して配置できるため、従来のように間座を軸受間に設けた場合に比べて、主軸剛性が高くなるという利点がある。
【０００８】
前記外輪の外径面における、前記円周溝の両側位置に、それぞれ環状溝が設けられ、各環状溝にそれぞれ環状のシール部材が設けられていても良い。これら環状のシール部材により、外輪の外径面からエアオイルが不所望に漏れることを防止することができる。
【０００９】
複数の転がり軸受の組合せ状態で、各軸受の切欠き凹部の円周方向の位相が同位相に配置されていても良い。この場合、切欠き凹部の排出面積つまり断面積を大きく確保することができる。これにより、各軸受において潤滑に供されたエアオイルは、隣接する軸受の軸受空間内に殆んど移動することなく切欠き凹部から速やかに排出される。このようにエアオイルについて効果的な排気および排油流れを実現することができる。したがって、軸受温度の不安定な変位を確実に解消することができる。
【００１０】
前記外輪の内径面が、転走面側から幅面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成されていても良い。軸受運転中、軸受空間内で潤滑に供されたエアオイルは、内輪回転による遠心力、この遠心力に伴う排気および排油流れにより、内輪側から外輪側に向かう。エアオイルの一部は、外輪の内径面にて滞留する場合があるが、外輪の内径面を前記のように傾斜させたため、エアオイルは外輪の内径面に滞留することがなく、傾斜面に沿ってスムーズに排出される。
【００１１】
この発明における第１の発明の転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に転動体が介在した転がり軸受において、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記内輪の外径面に、カウンタボア部が形成され、このカウンタボア部における軸方向端部に、外径側に突出する突出部が設けられた。軸受運転中、突出部付近に存するエアオイルは、突出部の内径側部分から外径側部分に沿って流れ、切欠き凹部に向かっていく。したがって効果的な排気および排油流れを実現することができる。
【００１２】
この発明における第２の発明の転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に転動体が介在した転がり軸受において、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記内輪の外径面のうちいずれか一方にカウンタボア部が形成され、他方に、カウンタボア部の無い反カウンタボア部が形成され、この反カウンタボア部が、前記内輪の転走面側から幅面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成された。軸受運転中、反カウンタボア部に存するエアオイルは、この反カウンタボア部の傾斜面における転走面側から幅面側に沿って流れ、切欠き凹部に向かっていく。したがって効果的な排気および排油流れを実現することができる。
【００１３】
この発明における第３の発明の転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に転動体が介在した転がり軸受において、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記内輪の外径面に、カウンタボア部が形成され、複数の転がり軸受の組合せ時に、カウンタボア部の内輪カウンタ径よりも大径となる環状部材が軸受間に挟み込まれたものである。前記環状部材の厚みは、例えば数１ｍｍ以下程度の薄板状であっても良い。内輪カウンタ径よりも大径となる環状部材を軸受間に挟み込むことで、各軸受において潤滑に供されたエアオイルは、環状部材に遮られて、隣接する軸受の軸受空間内に殆んど移動することなく切欠き凹部から速やかに排出される。
【００１４】
前記外輪の切欠き凹部と給油孔との円周方向の位相を同位相に配置しても良い。この場合、切欠き凹部と給油孔との円周方向の位相を異ならせたものよりも、軸受における給排油間の距離を小さくすることができ、より効果的な排気および排油流れとすることができる。
前記外輪の切欠き凹部と、この外輪の外径面との角部に、面取りを設けても良い。この場合、排気出口の断面積を排気入口の断面積よりも大きくすることができ、より効果的な排気および排油流れとすることができる。
【００１５】
前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であっても良い。
複数の転動体を円周方向一定間隔おきに保持する保持器を有し、この保持器を外輪案内形式または転動体案内形式としても良い。例えば、高速回転で使用されるアンギュラ玉軸受では、保持器を外輪案内形式にすることで、高速回転時の保持器の振れ回りをより抑えることができる。
この発明における第４の発明の転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に転動体が介在し、複数組み合わせて用いられる転がり軸受において、
前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記外輪の外径面に、前記給油孔に連通する円周溝が設けられ、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、複数の転動体を円周方向一定間隔おきに保持する保持器を有し、前記保持器が外輪案内形式であって、この保持器の内径面が、転動体を保持するポケット側から保持器端面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成されている。
この発明における第５の発明の転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に複数の転動体が介在し、これら転動体を円周方向一定間隔おきに保持する保持器を有する転がり軸受において、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部を、内径面から外径面にわたって設け、前記保持器が転動体案内形式であって、この保持器の外径面を、転動体を保持するポケット側から保持器端面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成した。軸受運転時、保持器の外径面付近に存するエアオイルは、傾斜面の小径側から大径側に沿って流れ、切欠き凹部にスムーズに向かっていく。
【００１６】
前記転がり軸受が内輪つば付の円筒ころ軸受であっても良い。
複数の転動体を円周方向一定間隔おきに保持する保持器を有し、この保持器を外輪案内形式または転動体案内形式としても良い。
この発明の工作機械用主軸は、前記いずれかの転がり軸受を用いたものである。この場合、主軸の高速化および温度上昇低減が可能である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明における第１の発明の転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に転動体が介在し転がり軸受において、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記内輪の外径面に、カウンタボア部が形成され、このカウンタボア部における軸方向端部に、外径側に突出する突出部が設けられたため、外輪に給油孔を設けた軸受を間座無しで組合わせて用いる場合に、軸受空間内に供給したエアオイルを、軸受外部にスムーズに排出することができる。
この発明における第２の発明の転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に転動体が介在した転がり軸受において、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記内輪の外径面のうちいずれか一方にカウンタボア部が形成され、他方に、カウンタボア部の無い反カウンタボア部が形成され、この反カウンタボア部が、前記内輪の転走面側から幅面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成されたため、外輪に給油孔を設けた軸受を間座無しで組合わせて用いる場合に、軸受空間内に供給したエアオイルを、軸受外部にスムーズに排出することができる。
この発明における第３の発明の転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に転動体が介在した転がり軸受において、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記内輪の外径面に、カウンタボア部が形成され、複数の転がり軸受の組合せ時に、カウンタボア部の内輪カウンタ径よりも大径となる環状部材が軸受間に挟み込んで設けられたため、外輪に給油孔を設けた軸受を間座無しで組合わせて用いる場合に、軸受空間内に供給したエアオイルを、軸受外部にスムーズに排出することができる。
この発明における第５の発明の転がり軸受は、内輪および外輪の転走面間に複数の転動体が介在し、これら転動体を円周方向一定間隔おきに保持する保持器を有する転がり軸受において、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記外輪に、軸受空間内に貫通するエアオイル潤滑用の給油孔が設けられ、前記外輪の幅面のうちいずれか一方または両方に、軸受の軸方向内方に凹むエアオイル排気用の切欠き凹部が、内径面から外径面にわたって設けられ、前記保持器が転動体案内形式であって、この保持器の外径面が、転動体を保持するポケット側から保持器端面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成されたため、外輪に給油孔を設けた軸受を間座無しで組合わせて用いる場合に、軸受空間内に供給したエアオイルを、軸受外部にスムーズに排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）は、この発明の基礎となる第一の提案例に係る転がり軸受の断面図、（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線端面図である。
【図２】（Ａ）は同転がり軸受の外輪の一側面図、（Ｂ）は同外輪の他側面図である。
【図３】同転がり軸受を背面組合わせとした例を示す断面図である。
【図４】外輪の切欠き凹部の有無の比較試験データを示す図である。
【図５】他の参考提案例に係る転がり軸受の断面図である。
【図６】この発明の一実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図９】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図１０】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図１２】（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の外輪の一側面図、（Ｂ）は同転がり軸受の外輪の他側面図である。
【図１３】この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図である。
【図１４】（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受の断面図、（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＡ−Ａ線端面図である。
【図１５】この発明のいずれかの実施形態に係る転がり軸受を用いた工作機械用主軸の断面図である。
【図１６】従来例のノズル間座付きの転がり軸受の断面図である。
【図１７】他の従来例の転がり軸受の断面図である。
【図１８】同転がり軸受を背面組合わせとした例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
この発明の基礎となる第一の提案例を図１ないし図４と共に説明する。
この実施形態に係る転がり軸受は、例えば、工作機械主軸の支持に用いられ、エアオイル潤滑で使用される。但し、工作機械主軸用途に限定されるものではない。
図１（Ａ）に示すように、この転がり軸受は、内輪１と、外輪２と、これら内外輪１，２の転走面１ａ，２ａ間に介在する複数の転動体３とを備える。この例の転がり軸受はアンギュラ玉軸受であり、前記転動体３はボールからなる。各転動体３は、リング状の保持器４のポケット４ａ内に円周方向一定間隔おきにそれぞれ保持される。保持器４は、例えば、外輪２の内径面２ｂに案内される外輪案内形式のものが適用されている。
【００２０】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線端面図である。図１（Ｂ）に示すように、外輪２には、エアオイル潤滑用の給油孔５および円周溝６が設けられている。前記給油孔５は、外輪２の外径面２ｃと、外輪内径面２ｂにおける転走面近傍位置とを径方向に連通する貫通孔であり、軸受空間内にエアオイルを供給する孔である。前記転走面近傍位置とは、外輪内径面２ｂのうち、転動体中心よりも転動体３と外輪２との反接触側で、給油孔５から吐出されるエアオイルが転動体３にかかるまでの位置をいう。なお前記「反接触側」とは、外輪２のうち、転走面２ａに対して接触角を成す作用線Ｌ１の偏り側と反対側をいう。図２（Ａ）に示すように、給油孔５は、外輪２における１８０°対角位置に２箇所設けている。
【００２１】
図１（Ｂ）に示すように、外輪２の外径面２ｃに円周溝６が設けられ、この円周溝６は、前記２箇所の給油孔５，５にそれぞれ連通している。換言すれば、外輪２の外径面２ｃのうち、２箇所の給油孔５，５の開口先端のある箇所を、円周溝６が通るように設けられている。図１（Ａ）に示すように、この円周溝６は、円弧形状の断面に形成され、例えば、円周溝６の溝底位置が給油孔５，５の中心軸線に合致するように配設されている。またこの例では、円周溝６内に、給油孔５，５の各開口先端が収まるように設けられている。
【００２２】
図１（Ａ）に示すように、外輪２の外径面２ｃにおける、円周溝６の両側位置に、それぞれ環状溝７，７を設けている。各環状溝７，７にそれぞれＯリングからなる環状のシール部材８，８を設けている。すなわちハウジングＨｓの内周面と、外輪２の外径面２ｃとの間における、円周溝６および給油孔５，５の両側位置に、それぞれ環状のシール部材８，８を設けることで、エアオイルの漏れ防止を図っている。
【００２３】
外輪２の両幅面に、エアオイル排気用の切欠き凹部９，９をそれぞれ設けている。図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、外輪２の両幅面における切欠き凹部９，９は、互いに同一位相で同一形状であるから、一方の幅面の切欠き凹部９，９についてのみ説明し、他方の幅面の切欠き凹部９，９については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。なお、前記「幅面」を「端面」という場合がある。
図１（Ａ）に示すように、前記一方の幅面の切欠き凹部９，９は、それぞれ軸受の軸方向内方に凹み、且つ、外輪２の内径面２ｂから外径面２ｃにわたって設けられている。図２（Ａ）に示すように、前記切欠き凹部９，９は、外輪２の１８０°対角位置に配設されると共に、これら切欠き凹部９，９の幅寸法Ｈ１，Ｈ１が同一寸法となるように設けられている。切欠き凹部９，９は、それぞれ底面の深さＤ１，Ｄ１（図１（Ｂ））が同一深さとなる断面凹形状に形成されている。図２（Ａ）に示すように、外輪２の切欠き凹部９，９は、給油孔５，５の位相に対して、定められた角度α１位相をもって設けられている。
【００２４】
図３は、２個の転がり軸受を、間座無しで背面組合わせ（ＤＢ組合わせ）とした例を示す断面図である。この例では、各軸受の切欠き凹部９，９の円周方向の位相を同位相に配置している。ここで２個の転がり軸受を間座無しで背面組合わせとした場合の、切欠き凹部９の有無の比較試験を行った。本実施品である切欠き凹部９有りの組合わせ軸受と、比較品である切欠き凹部無しの組合わせ軸受のそれぞれについて、定められた運転時間の経過と共に軸受回転数を段階的に上げていき、軸受温度と運転時間との関係を比較した。
【００２５】
図４（ａ）は、提案例品である切欠き凹部有りの組合わせ軸受の試験データであり、図４（ｂ）は、比較品である切欠き凹部無しの組合わせ軸受の試験データである。試験に用いた実施品の切欠き凹部９は、外輪２の両幅面に設けた。また各幅面につき１８０°対角位置に２箇所切欠き凹部９，９を設けている。前記切欠き凹部９のサイズは、軸受内径φ１００ｍｍのもので幅３０ｍｍ、深さ２ｍｍである。
試験によると、図４（ｂ）に示す切欠き凹部無しの比較品では、軸受温度ｔが不安定に変位するいわゆる温度ふらつきが解消されていないが、図４（ａ）に示す切欠き凹部９を設けた実施品では、軸受温度ｔの温度ふらつきが解消されている。また実施品では、軸受温度ｔの過度の昇温もない。なお、幅３０ｍｍ、深さ１ｍｍの切欠き凹部のサイズでは、温度ふらつきが残っており、ある程度の排出面積を確保する必要がある。今回の試験では、２箇所の給油孔５，５を設け、各給油孔５の直径をφ１．５ｍｍとした。この給油孔５からの給油に対し、実施品の切欠き凹部９は、深さ２ｍｍ×幅３０ｍｍの４箇所である。
【００２６】
以上説明した転がり軸受によると、エアオイルが、軸受外部から外輪２の給油孔５を通して軸受空間内に供給され、軸受の潤滑に供される。その後、エアオイルは外輪２の切欠き用凹部９からスムーズに排気される。このように軸受空間内に供給したエアオイルを、軸受空間内に滞留させることなく、軸受外部にスムーズに排出することができる。このため、運転中、軸受温度が不安定に変位したり過度に昇温することを未然に防止することができる。したがって、排気用の切欠きを設けた間座が不要となり、軸受同士を隣接して組合わせて用いることが可能となる。
【００２７】
複数の転がり軸受の組合せ時に、各軸受の切欠き凹部９，９の円周方向の位相を同位相に配置した場合、切欠き凹部９の排出面積つまり断面積を大きく確保することができる。これにより、各軸受において潤滑に供されたエアオイルは、隣接する軸受の軸受空間内に殆んど移動することなく切欠き凹部９から速やかに排出される。このようにエアオイルについて効果的な排気および排油流れを実現することができる。したがって、軸受温度の不安定な変位を確実に解消することができる。また保持器４を外輪案内形式にすることで、高速回転時の保持器４の振れ回りをより抑えることができる。
【００２８】
他の参考提案例として、図５に示すように、転がり軸受を背面組合わせとし、外輪２の内径面２ｂを、転走面側から幅面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成しても良い。この例では、軸受運転中、軸受空間内で潤滑に供されたエアオイルは、内輪回転による遠心力、この遠心力に伴う排気および排油流れにより、内輪１側から外輪２側に向かう。エアオイルの一部は、外輪２の内径面２ｂにて滞留する場合があるが、外輪２の内径面２ｂを前記のように傾斜させたため、エアオイルは外輪２の内径面２ｂに滞留することがなく、傾斜面２ｂに沿ってスムーズに排出される。
【００２９】
図６は、この発明の一実施形態を示す。同図に示すように、内輪１の外径面にカウンタボア部１０が形成された転がり軸受を背面組合わせとし、前記カウンタボア部１０における軸方向端部に、外径側に突出する突出部１１を設けても良い。この例では、軸受運転中、突出部１１付近に存するエアオイルは、突出部１１の内径側部分から外径側部分に沿って流れ、切欠き凹部９に向かっていく。したがって効果的な排気および排油流れを実現することができる。
【００３０】
図７に示すように、内輪１の外径面のうち、背面側にカウンタボア部１０が形成され、正面側に反カウンタボア部１２が形成された転がり軸受を背面組合わせとし、反カウンタボア部１２を、内輪１の転走面１ａ側から幅面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成しても良い。この例では、軸受運転中、反カウンタボア部１２に存するエアオイルは、この反カウンタボア部１２の傾斜面における転走面１ａ側から幅面側に沿って流れ、切欠き凹部９に向かっていく。したがって効果的な排気および排油流れを実現することができる。
【００３１】
図８に示すように、２個の転がり軸受を背面組合わせとし、内輪端面間に、内輪カウンタボア部１０の内輪カウンタ径Ｄ２よりも大径となる環状部材１３を挟み込んだものとしても良い。この環状部材１３は薄板状の鋼板等からなり、環状部材１３の内径は内輪内径と略同一寸法で、環状部材１３の外径は内輪カウンタ径Ｄ２よりも大径でかつ外輪内径よりも小径に定められている。また外輪端面間にも、薄板状の鋼板等からなる環状部材１４を挟み込んでいる。この環状部材１４は、内輪端面間の環状部材１３と厚みが同一で、外輪内径よりも大径でかつ外輪外径と略同一寸法に定められている。
この構成によると、内輪カウンタ径Ｄ２よりも大径となる環状部材１３を、内輪端面間に挟み込むことで、各軸受において潤滑に供されたエアオイルは、前記環状部材１３に遮られて、隣接する軸受の軸受空間内に殆んど移動することなく切欠き凹部９から速やかに排出される。
【００３２】
図９では、２個の転がり軸受を背面組合わせとし、各軸受の保持器４Ａが外輪案内形式であって、この保持器４Ａの内径面４Ａａを、ポケット４ａ側から保持器端面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成している。この例では、軸受運転時、保持器４Ａの内径面付近に存するエアオイルは、保持器傾斜面の小径側から大径側に沿って流れ、切欠き凹部９にスムーズに向かっていく。
【００３３】
図１０では、２個の転がり軸受を背面組合わせとし、各軸受の保持器４Ｂが転動体案内形式であって、この保持器４Ｂの外径面４Ｂｂを、ポケット４ａ側から保持器端面側に向かうに従って径寸法が大きくなるように傾斜する断面形状に形成している。保持器４Ｂの内径面４Ｂａも、前記外径面４Ｂｂと平行な傾斜面としている。軸受運転時、保持器４Ｂの外径面付近、内径面付近に存するエアオイルは、各傾斜面の小径側から大径側に沿って流れ、切欠き凹部９にスムーズに向かっていく。
【００３４】
図１１では、２個の転がり軸受を背面組合わせとし、各外輪２の切欠き凹部９とこの外輪２の外径面２ｃとの角部に、面取り１５を設けている。この場合、排気出口の断面積を排気入口の断面積よりも大きくすることができ、より効果的な排気および排油流れとすることができる。
図１２（Ａ）に示すように、外輪２の切欠き凹部９と給油孔５との円周方向の位相を、同位相に配置しても良い。この場合、切欠き凹部９と給油孔５との円周方向の位相を９０度異ならせた図１２（Ｂ）の形態よりも、軸受における給排油間の距離を小さくすることができ、より効果的な排気および排油流れとすることができる。
【００３５】
図１３（Ａ）に示すように、外輪２の外径面２ｃにおいて、円周溝を無くし、図１３（Ｂ）に示すように、この外径面２ｃにおける給油孔５の排気出口の外周部分に環状溝１６を設けても良い。この環状溝１６に、エアオイルの漏れ防止用のＯリングからなる環状のシール部材８Ａを設けている。この場合、２列の円周溝７，７を形成する場合より加工工数の低減を図れるうえ、部品点数の低減を図れる。
図１４に示すように、転がり軸受が内輪つば付の円筒ころ軸受であっても良い。この場合、外輪２における給油孔５の軸方向位置が、転動体３の一端面３ａに合致するように設けられる。これにより、エアオイルを、保持器ポケット４ａおよび内輪１のつば面１ｃに確実に導くことができ、潤滑効果を高めることができる。その他前記各実施形態と同様の作用効果を奏する。
アンギュラ玉軸受の組合せの例として、背面組合わせとした例を示しているが、正面組合わせや並列組合わせとしても良い。
外輪案内形式の保持器を転動体案内形式の保持器に変更しても良いし、逆に転動体案内形式の保持器を外輪案内形式に変更しても良い。
【００３６】
図１５は、前記いずれかの実施形態に係る転がり軸受を用いた工作機械用主軸の断面図である。この図１５の例は、モータをハウジング内に内蔵した、いわゆるビルトインモータ駆動式の工作機械用主軸である。主軸１７に、モータ１８のロータ１９が取付けられ、ハウジングＨｓに、このモータ１８のステータ２０が取付けられている。ロータ１９は永久磁石等からなり、ステータ２０はコイルおよびコア等からなる。主軸１７の前端側に、実施形態に係る円筒ころ軸受ＢＲ１および背面組合せしたアンギュラ玉軸受ＢＲ２が配置され、主軸１７の後端側にも実施形態に係る円筒ころ軸受ＢＲ１が配置されている。
【００３７】
各軸受ＢＲ１，ＢＲ２の内輪１は主軸１７の外周面に嵌合し、外輪２はハウジングＨｓの内周面に嵌合している。これら内外輪１，２は内輪押え２１および外輪押え２２等により主軸１７およびハウジングＨｓにそれぞれ固定されている。ハウジングＨｓにはエアオイル供給路２３が設けられ、このエアオイル供給路２３は図示外のエアオイル供給源に接続されている。前記エアオイル供給路２３は、各外輪２の給油孔５に連通している。またハウジングＨｓには、各外輪２の切欠き凹部９に連通するエアオイル排気溝２４がそれぞれ設けられると共に、各エアオイル排気溝２４に繋がるエアオイル排気路２５が設けられている。このエアオイル排気路２５からエアオイルが排気されるようになっている。
この場合、主軸１７の前端側に、軸受を集中して配置できるため、従来のように間座を軸受間に設けた場合に比べて、主軸１７の短縮化を図り主軸剛性を高めることができる。これと共に、軸受温度が不安定に変位したり過度に昇温することを未然に防止できるため、主軸１７の高速化および高精度化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…内輪
２…外輪
１ａ，２ａ…転走面
２ｂ…内径面
２ｃ…外径面
３…転動体
５…給油孔
６…円周溝
７…環状溝
８，８Ａ…シール部材
１０…カウンタボア部
１１…突出部
１２…反カウンタボア部
１３…環状部材
１５…面取り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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