(57)【要約】【課題】第１軌道輪の周面に案内される環状保持器の周面に焼付きが起こりにくくて、環状保持器の振れ回りも発生しにくい転がり軸受装置を提供すること。【解決手段】玉軸受１の外輪１０の軸方向の一方側に位置する一方側内周面部４０に、円筒面部５０と、複数の溝５１とを形成し、円筒面部５０で環状保持器１２の第１環状部３０の外周面３５を案内する。上記複数の溝５１を周方向に略等間隔に配置する。潤滑剤吐出装置２の第１吐出ノズル６１の吐出口を、外輪１０の一方側内周面部４０と、環状保持器１２の第１環状部３０の外周面３５との間に向け、第１吐出ノズル６１の吐出口から略軸方向にオイルエアを吐出する。【選択図】図１
2011112152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道面を有する第１軌道輪と
軌道面を有する第２軌道輪と、
上記第１軌道輪の上記軌道面と、上記第２軌道輪の上記軌道面との間に配置された複数の転動体と、
上記複数の転動体を保持する環状保持器と、
潤滑剤吐出装置と
を備え、
上記環状保持器の周面は、上記第１軌道輪の周面に案内されており、
上記第１軌道輪の上記周面は、軸方向一方側に開口する溝を有し、
上記潤滑剤吐出装置は、上記軸方向の一方側から、上記第１軌道輪の上記周面と上記環状保持器の上記周面との間に向けて潤滑剤を吐出することを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置において、
上記第１軌道輪の上記周面は、内周面であると共に、上記環状保持器の上記周面は、外周面であり、
上記溝は、上記軸方向の一方側の端に行くにしたがって上記溝の底と上記第１軌道輪の中心軸との径方向の距離が増大する部分を有することを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の転がり軸受装置において、
上記第１軌道輪の上記周面は、上記軸方向一方側に開口する複数の略同一の上記溝を有し、
上記複数の溝は、周方向に略等間隔に配置され、
上記各溝は、動圧発生溝であることを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受装置に関し、例えば、工作機械の主軸を回転自在に支持するのに使用すると好適な転がり軸受装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受装置としては、特開２０００−５５０６３号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この転がり軸受装置は、玉軸受と、オイルエア吐出装置とを備える。上記玉軸受は、工作機械のハウジングと、工作機械の主軸との間に配置され、上記主軸を、回転自在に支持している。
【０００３】
上記玉軸受は、外輪、内輪、複数の玉および環状保持器を有する。上記環状保持器の外周面は、外輪の内周面に僅かな隙間をおいて案内されている。また、上記複数の玉は、外輪の軌道面と、内輪の軌道面との間に環状保持器に保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【０００４】
上記オイルエア吐出装置は、二つのノズルを有し、一方のノズルから、外輪の内周面と、環状保持器の外周面との間にオイルエアを吐出するようになっている一方、他方のノズルから、環状保持器の内周面と、内輪の外周面との間にオイルエアを吐出するようになっている。
【０００５】
ここで、上記構成において、環境保全のために、オイルエアの量を減らした場合、上記環状保持器の外周面の潤滑不良を回避しがたくて、その外周面の焼付きを回避しがたいという問題がある。
【０００６】
一方、外輪の内周面と、環状保持器の外周面との間に、オイルエアを浸入し易くすべく、外輪の内周面と、環状保持器の外周面との間の隙間を大きくすると、環状保持器の振れ回りが大きくなって、玉軸受の高速化の妨げになる等の問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−５５０６３号公報（第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、第１軌道輪の周面に案内される環状保持器の周面に焼付きが起こりにくくて、環状保持器の振れ回りも発生しにくい転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受装置は、
軌道面を有する第１軌道輪と
軌道面を有する第２軌道輪と、
上記第１軌道輪の上記軌道面と、上記第２軌道輪の上記軌道面との間に配置された複数の転動体と、
上記複数の転動体を保持する環状保持器と、
潤滑剤吐出装置と
を備え、
上記環状保持器の周面は、上記第１軌道輪の周面に案内されており、
上記第１軌道輪の上記周面は、軸方向一方側に開口する溝を有し、
上記潤滑剤吐出装置は、上記軸方向の一方側から、上記第１軌道輪の上記周面と上記環状保持器の上記周面との間に向けて潤滑剤を吐出することを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、上記環状保持器の周面を案内する第１軌道輪の周面が、軸方向一方側に開口する溝を有するから、潤滑剤吐出装置から第１軌道輪の周面と環状保持器の周面との間に向けて潤滑剤が吐出された際、吐出された潤滑剤が、溝の開口を介して溝内に浸入することになる。したがって、溝から環状保持器の周面に潤滑剤を供給できるから、環状保持器の周面の潤滑不足を抑制することができて、環状保持器の周面の焼付きを抑制できる。
【００１１】
また、本発明によれば、従来例と比較して、第１軌道輪の周面に対する環状保持器の周面の嵌合隙間を大きくする必要がないから、環状保持器が従来例と比較して大きく触れ回ることがない。したがって、環状保持器の周面の焼付きを抑制できる上、転がり軸受装置の高速化に支障をきたすことが殆どない。
【００１２】
また、一実施形態では、
上記第１軌道輪の上記周面は、内周面であると共に、上記環状保持器の上記周面は、外周面であり、
上記溝は、上記軸方向の一方側の端に行くにしたがって上記溝の底と上記第１軌道輪の中心軸との径方向の距離が増大する部分を有する。
【００１３】
上記実施形態によれば、第１軌道輪の上記周面が、内周面であると共に、環状保持器の上記周面が、外周面であり、かつ、溝が、軸方向の一方側の端に行くにしたがって溝の底と第１軌道輪の中心軸との径方向の距離が増大する部分を有するから、より大きくの潤滑剤が溝に浸入可能になる。したがって、環状保持器の周面の焼付きの抑制効果を大きくすることができる。
【００１４】
また、一実施形態では、
上記第１軌道輪の上記周面は、上記軸方向一方側に開口する略同一の複数の上記溝を有し、
上記複数の溝は、周方向に略等間隔に配置され、
上記各溝は、動圧発生溝である。
【００１５】
上記実施形態によれば、第１軌道輪の周面と、環状保持器の周面との間に、周方向および径方向に略均一な動圧が発生するから、環状保持器と、第１軌道輪との接触を軽減できる。したがって、環状保持器の上記周面の焼付きを、更に効果的に抑制できる。
【００１６】
また、一実施形態では、
上記第１軌道輪の上記周面は、軸方向一方側に開口する略同一の複数の上記溝を有し、
上記複数の溝は、周方向に略等間隔に配置されている。
【００１７】
上記実施形態によれば、環状保持器の周面に、より均一に潤滑剤を供給できる。したがって、環状保持器の周面の焼付きをより効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の環状保持器によれば、環状保持器の周面を案内する第１軌道輪の周面が、軸方向一方側に開口する溝を有するから、潤滑剤吐出装置から吐出された潤滑剤が、溝の開口を介して溝内に浸入することになる。したがって、溝から環状保持器の周面に潤滑剤を供給できるから、環状保持器の周面の潤滑不足を抑制することができて、環状保持器の周面の焼付きを抑制できる。
【００１９】
また、本発明の環状保持器によれば、従来例と比較して、第１軌道輪の周面に対する環状保持器の周面の嵌合隙間を大きくする必要がないから、環状保持器が従来例と比較して大きく触れ回ることがない。したがって、環状保持器の周面の焼付きを抑制できる上、転がり軸受装置の高速化に支障をきたすことが殆どない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態の転がり軸受装置の溝の底を通る軸方向の断面図である。
【図２】上記転がり軸受装置の玉軸受を、軸方向の潤滑剤吐出装置側から見たときの上記玉軸受の一部を示す図である。
【図３】第２実施形態の転がり軸装置が備える玉軸受の溝の底を通る軸方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態の転がり軸受装置の溝５１の底を通る軸方向の断面図である。
【００２３】
この転がり軸受装置は、工作機械（図示しない）のハウジングと、主軸との間に配置されている。この転がり軸受装置は、上記主軸を回転自在に支持するようになっている。この転がり軸受装置は、転がり軸受の一例としてのアンギュラ玉軸受（以下、単に玉軸受という）１と、潤滑剤吐出装置２とを備える。
【００２４】
上記玉軸受１は、第１軌道輪としての外輪１０と、第２軌道輪としての内輪１１と、環状保持器１２と、転動体としての複数の玉１３とを有する。上記外輪１０は、工作機械のハウジングの内周面に内嵌されている。上記外輪１０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。
【００２５】
上記外輪１０は、一方側内周面部４０を有する。上記一方側内周面部４０は、外輪１０の内周面において軌道溝１６よりも軸方向の一方側に位置している。上記一方側内周面部４０は、円筒面部５０と、複数の溝５１を有する。上記円筒面部５０は、円筒面の一部からなっている。また、上記各溝５１は、円筒面部５０につながっている。上記各溝５１は、軸方向に延在している。図１に示すように、上記各溝５１は、軸方向の一方側に開口していると共に、軌道溝１６につながっている。
【００２６】
一方、上記外輪１０の内周面の軌道溝１６の軸方向の他方側は、肩部が存在しない構造になっている。すなわち、上記外輪１０は、その内周面の軌道溝１６の軸方向の他方側に、カウンタボア構造を有している。
【００２７】
上記内輪１１は、工作機械の主軸の外周面に外嵌されており、上記主軸と同期回転するようになっている。上記内輪１１は、軌道面の一例としての軌道溝１７を有している。
【００２８】
上記環状保持器１２は、第１環状部３０、第２環状部３１および複数の柱部（図示せず）を有し、第１環状部３０は、玉１３よりも軸方向の一方側に位置している。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、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。また、上記第１環状部３０の外周面３５は、上記一方側内周面部４０の円筒面部５０に極小さい隙間を介して径方向に対向している。言い換えれば、上記第１環状部３０の外周面３５は、外輪１０の円筒面部５０に案内されるようになっている。また、上記複数の玉１３は、外輪１０の軌道溝１６と、内輪１１の軌道溝１７との間に、環状保持器１２によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００２９】
上記潤滑剤吐出装置２は、玉軸受１の軸方向の一方側に位置している。上記潤滑剤吐出装置２は、軸方向の一方側から、玉軸受１の外輪１０と内輪１１との間に、オイルを含む圧縮エア（オイルエア）を吐出するようになっている。詳しくは、潤滑剤吐出装置２は、気体圧縮部（図示せず）と、気体圧縮部の吐出口に接続されているガス通路６０とを有し、ガス通路６０は、第１吐出ノズル６１と、第２吐出ノズル６２とに分岐されている。
【００３０】
上記第１吐出ノズル６１の吐出口は、外輪１０の一方側内周面部４０と、環状保持器１２の第１環状部３０の外周面３５との間に向けられている。また、上記第２吐出ノズル６２の吐出口は、環状保持器１２の第１環状部３０の内周面と、内輪１１の外周面との間に向けられている。
【００３１】
上記第１および第２吐出ノズル６１,６２の夫々の中心軸は、略玉軸受１の軸方向に一致している。上記第１および第２吐出ノズル６１,６２の夫々の開口から、略軸方向にオイルとエアが吐出されるようになっており、吐出されたオイルによって、玉１３および軌道溝１６,１７を潤滑するようになっている。
【００３２】
図２は、玉軸受１を、軸方向の潤滑剤吐出装置２側から見たときの一部を示す図である。尚、図２および図１において、同一の参照番号が付されている部位は、同一の部位である。
【００３３】
図２に示すように、上記溝５１は、径方向の断面において円弧状の内面を有している。上記溝５１は、軌道溝１６の底７０よりも径方向の内方側に位置している。上記溝５１の径方向の深さは、ｍｍオーダの大きさを有し、外輪１０の一方側内周面部４０の円筒面部５０と、環状保持器１２の第１環状部３０の外周面との嵌合隙間よりも大きくなっている。
【００３４】
上記構成において、この転がり軸受装置は、工作機械の運転に伴って、その主軸が、数万ｒ.ｐ.ｍ程度の超高速で回転すると、潤滑剤吐出装置２が、主軸の回転を検知した回転センサ（図示しない）からの信号を受けるようになっている。そして、上記信号を受けた潤滑剤吐出装置２が、エアによって運ばれたオイルを、第１,第２吐出ノズル６１,６２を介して間欠的に外輪１０と内輪１１との間に軸方向に吐出するようになっている。このように、工作機械が運転状態になると、微量なオイルが圧縮エアといっしょに玉軸受１の軌道溝１６,１７周辺に搬送・吐出されるようになっており、玉１３および軌道溝１６,１７をオイルエア潤滑するようになっている。
【００３５】
上記第１実施形態の転がり軸受装置によれば、環状保持器１２の外周面３５を案内する外輪１０の一方側内周面部４０が、軸方向一方側に開口する溝５１を有するから、潤滑剤吐出装置２から外輪１０の一方側内周面部４０と、環状保持器１２の第１環状部３０の外周面３５との間に向けてオイルエアが略軸方向に吐出された際、吐出されたオイルエアが、溝５１の開口を介して溝５１内に浸入することになる。したがって、上記溝５１から環状保持器１２の外周面３５にオイルを供給できるから、環状保持器１２の外周面３５の潤滑不足を抑制することができて、環状保持器１２の外周面３５の焼付きを抑制できる。
【００３６】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置によれば、従来例と比較して、外輪１０の一方側内周面部４０の円筒面部５０に対する環状保持器１２の外周面３５の嵌合隙間を大きくする必要がないから、環状保持器１２が従来例と比較して大きく触れ回ることがない。したがって、環状保持器１２の外周面３５の焼付きを抑制できる上、転がり軸受装置の高速化に支障をきたすことが殆どない。
【００３７】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置によれば、複数の溝５１が、周方向に略等間隔に配置される構成であるから、環状保持器１２の外周面３５に、周方向により均一にオイルを供給できる。したがって、上記環状保持器１２の外周面３５の焼付きをより効果的に抑制できる。
【００３８】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置によれば、上記各溝５１が、軸方向の一方側に開口していると共に、軌道溝１６につながっているから、オイルを、外部から溝５１を介して軌道溝１６および玉１３に供給できることになる。したがって、軌道溝１６および玉１３の潤滑性能を向上させることができる。
【００３９】
尚、第１実施形態の転がり軸受装置では、複数の溝５１が、略同一であると共に、周方向に略等間隔に配置された。しかしながら、この発明では、複数の溝は、全てが略同一でなくても良く、溝が、Ｎ個（Ｎは、二以上の自然数）存在する場合に、Ｎ個の溝に含まれるＭ個（Ｍは、１≦Ｍ≦Ｎを満たす整数）の溝で、形状および大きさが、互いに異なっていても良い。また、複数の溝は、略同一であると共に、周方向に非等間隔で配置されても良い。また、全て同一でない複数の溝が、周方向に非等間隔で配置されても良い。また、この発明では、第１軌道輪の一以上の溝は、軸方向に直線的に延在していなくても良く、例えば、螺旋状に延在していても良い。つまり、この発明では、第１軌道輪の一以上の溝は、軸方向に傾斜する方向に延在していても良い。また、この発明では、第１軌道輪は、一のみの溝を有していても良い。
【００４０】
また、第１実施形態の転がり軸受装置では、各溝５１が、外輪１０の軌道溝１６につながっていたが、この発明では、第１軌道輪の溝は、第１軌道輪の軌道面につながっていなくても良い。
【００４１】
また、第１実施形態の転がり軸受装置では、主軸が、回転している際に、エアを常時、内外輪１０,１１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たが、この発明では、主軸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。
【００４２】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置では、環状保持器１２が、第１,第２環状部３０,３１と、その二つの環状部３０,３１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、環状部を軸方向の潤滑剤吐出装置側に一つしか有さない冠型保持器であっても良い。
【００４３】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置では、転がり軸受が、アンギュラ玉軸受１であったが、この発明では、転がり軸受は、深溝玉軸受等、アンギュラ玉軸受以外の玉軸受であっても良い。
【００４４】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置では、転動体が玉１３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。
【００４５】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置では、潤滑剤吐出装置２の第１吐出ノズル６１の吐出口を、外輪１０の一方側内周面部４０と、環状保持器１２の第１環状部３０の外周面３５との間に向け、第１吐出ノズル６１の吐出口から軸方向にオイルエアを吐出した。ここで、第１吐出ノズル６１の吐出口は、環状であっても良く、周方向に等間隔または非等間隔に複数箇所設けられても良く、また、第１吐出ノズル６１の吐出口は、周方向に一箇所のみに設けられても良い。また、本発明では、潤滑剤吐出装置の吐出ノズルの吐出口から、第１軌道輪の周面と、環状保持器の周面との間に、軸方向に傾斜する方向から潤滑剤を、吐出する構成であっても良い。
【００４６】
また、上記第１実施形態の転がり軸受装置では、第１軌道輪が外輪１０であって、環状保持器１２の外周面３５が外輪１０の円筒面部５０に案内される構成であったが、この発明では、第１軌道輪が内輪であって、環状保持器の内周面が、内輪の外周面に案内される構成であっても良い。
【００４７】
図３は、第２実施形態の転がり軸装置が備えるアンギュラ玉軸受１０１の溝１５１の底を通る軸方向の断面図である。
【００４８】
第２実施形態の転がり軸受装置は、アンギュラ玉軸受（以下、単に玉軸受という）１０１の外輪１１０の溝１５１の形状が、第１実施形態の転がり軸受装置と異なる点と、オイルエアの吐出方向が異なる点以外の構成については、第１実施形態の転がり軸受装置の構成と同一である。
【００４９】
第２実施形態の転がり軸受装置では、第１実施形態の転がり軸受装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第２実施形態の転がり軸受装置では、第１実施形態の転がり軸受装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の転がり軸受装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【００５０】
図２に示すように、第２実施形態では、溝１５１の底と、外輪１１０の中心軸との径方向の距離が、軸方向の一方側の端に行くにしたがって線形的（一次関数的）に増大する。
【００５１】
また、図２に矢印ａで示すように、第２実施形態では、潤滑剤吐出装置（図示せず）の第１吐出ノズル（図示せず）は、溝１５１の底の延在方向に略一致する方向に、オイルエアを吐出するようになっている。このようにして、より多くのオイルエアが溝１５１内に浸入するようにしている。
【００５２】
上記第２実施形態の転がり軸受装置によれば、上記溝１５１の底と、外輪１１０の中心軸との径方向の距離が、軸方向の一方側の端に行くにしたがって増大するから、より大きくのオイルエアが溝１５１に浸入可能になる。したがって、上記環状保持器１２の外周面３５の焼付きの抑制効果を大きくすることができる。
【００５３】
尚、上記第２実施形態の転がり軸受装置では、溝１５１の底と、外輪１１０の中心軸との径方向の距離は、軸方向の一方側の端に行くにしたがって線形的（一次関数的、直線的）に増大していた。しかしながら、この発明では、溝の底と、外輪の中心軸との径方向の距離は、軸方向の一方側に行くにしたがって曲線的に増大しても良い。尚、この発明では、溝は、その全範囲で、溝の底と外輪の中心軸との径方向の距離が軸方向の一方側の端に行くにしたがって増大しなくても良い。すなわち、この発明では、溝は、その軸方向の外方側の一部の領域のみで、溝の底と外輪の中心軸との径方向の距離が軸方向の一方側の端に行くにしたがって増大していさえすれば良い。このような構成であっても、溝に潤滑剤が浸入し易くなるからである。
【００５４】
尚、上記第１および第２実施形態では、溝５１,１５１が動圧発生溝でなかったが、この発明では、溝は、動圧発生溝であっても良い。すなわち、上述の、上記第１実施形態、第２実施形態、および、それらの変形例において、軸方向に延在している溝を、例えば、スパイラル溝や屈曲しているヘリングボーン溝等の動圧発生溝に置き換えたものも、本発明に含まれる。
【００５５】
この変形例によれば、第１軌道輪の周面と、環状保持器の周面との間に、動圧を発生させることができる。したがって、溝から環状保持器の周面に潤滑剤を供給できるのと同時に、動圧によって環状保持器と第１軌道輪との接触を軽減することができるから、第１軌道輪の周面によって案内される環状保持器の周面の焼付きを、更に効果的に抑制することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１,１０１  玉軸受
２  潤滑剤吐出装置
１０,１１０  外輪
１１  内輪
１２  環状保持器
１３  玉
１６  外輪の軌道溝
１７  内輪の軌道溝
３５  環状保持器の第１環状部の外周面
４０  一方側内周面部
５０  円筒面部
５１,１５１  溝
６１  第１吐出ノズル
【図１】
2011112152.tif 000003
【図２】
2011112152.tif 000004
【図３】
2011112152.tif 000005