(57)【要約】【課題】潤滑剤の寿命を延ばすことができ、かつ、高速限界を高くすることができる軸受装置を提供する。【解決手段】軸受装置１は、外輪１４に対して相対回転する内輪１５に固定された潤滑剤供給装置１３を備える。潤滑剤供給装置１３は、内部に空間Ｓを定義すると共に、外輪１４の外輪側軌道溝１８と内輪１５の内輪側軌道溝１９との間に連通する外側出口２６を有する外側部材２０と、外側部材２０の内部の空間において径方向に遠心力により移動可能に設けられて、内部にグリース３１を収容すると共に、遠心力により移動したときに、外側出口２６と連通する内側出口３０を有する内側部材２１とを有する。【選択図】図１
2011133024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軌道面を有する第１軌道輪と、
第２軌道面を有する第２軌道輪と、
上記第１軌道輪の上記第１軌道面と上記第２軌道輪の上記第２軌道面との間に配置された複数の転動体と、
上記第２軌道輪に固定または一体に形成された潤滑剤供給装置と
を備え、
上記潤滑剤供給装置は、
内部に空間を定義すると共に、上記第１軌道輪の上記第１軌道面と上記第２軌道輪の上記第２軌道面との間に連通する外側出口を有する外側部材と、
上記外側部材の内部の上記空間において径方向に遠心力により移動可能または変形可能に設けられて、内部に潤滑剤を収容すると共に、遠心力により移動または変形したときに、上記外側出口と連通する内側出口を有する内側部材と
を有することを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高速回転する工作機械の主軸などに使用すれば好適な軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸受装置としては、特許文献１（特開２００６−１３２７６５号公報）に開示されているように、外輪と、内輪と、内外輪間に介在する複数の転動体と、これらの間に予め充填されたグリースとを備えたものがある。
【０００３】
しかしながら、上記従来の軸受装置では、グリースは攪拌抵抗が大きくて、温度や荷重負荷で劣化するので、グリースの寿命が短いと問題があった。
【０００４】
また、上記従来の軸受装置では、高速運転時には攪拌抵抗により温度上昇が著しいため、高速限界が低いという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３２７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、潤滑剤の寿命を延ばすことができ、かつ、高速限界を高くすることができる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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の軸受装置は、
第１軌道面を有する第１軌道輪と、
第２軌道面を有する第２軌道輪と、
上記第１軌道輪の上記第１軌道面と上記第２軌道輪の上記第２軌道面との間に配置された複数の転動体と、
上記第２軌道輪に固定または一体に形成された潤滑剤供給装置と
を備え、
上記潤滑剤供給装置は、
内部に空間を定義すると共に、上記第１軌道輪の上記第１軌道面と上記第２軌道輪の上記第２軌道面との間に連通する外側出口を有する外側部材と、
上記外側部材の内部の上記空間において径方向に遠心力により移動可能または変形可能に設けられて、内部に潤滑剤を収容すると共に、遠心力により移動または変形したときに、上記外側出口と連通する内側出口を有する内側部材と
を有することを特徴としている。
【０００８】
上記構成の軸受装置によれば、上記第２軌道輪が回転すると、第２軌道輪と共に潤滑剤供給装置も回転する。このとき、上記潤滑剤供給装置の内側部材が遠心力により移動または変形し、内側部材の内側出口が外側部材の外側出口と連通する。その結果、上記内側部材の内部に収容された潤滑剤が、内側部材の内側出口と、外側部材の外側出口とを通って、第１軌道輪の第１軌道面と第２軌道輪の第２軌道面との間へ出る。したがって、最初から大量の潤滑剤を第１軌道輪の第１軌道面と第２軌道輪の第２軌道面との間に充填することなく、必要時のみに、第１軌道輪の第１軌道面と第２軌道輪の第２軌道面との間に適量の潤滑剤を補給できるので、攪拌抵抗を小さくして、潤滑剤の昇温を小さく抑えて、潤滑剤の寿命を長くし、かつ、高速限界を高くすることができる。
【０００９】
また、上記第１軌道輪の第１軌道面と第２軌道輪の第２軌道面との間の潤滑剤が劣化する前に、その間に潤滑剤を積極的にかつ適量補給できるので、潤滑剤の温度上昇を少なくして、軸受寿命を延ばすことができ、メンテナンスフリーにできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の軸受装置によれば、第２軌道輪に固定または一体に形成された潤滑剤供給装置を備え、この潤滑剤供給装置は、内部に空間を定義すると共に、第１軌道輪の第１軌道面と第２軌道輪の第２軌道面との間に連通する外側出口を有する外側部材と、外側部材の内部の空間において径方向に遠心力により移動可能または変形可能に設けられて、内部に潤滑剤を収容すると共に、遠心力により移動または変形したときに、外側出口と連通する内側出口を有する内側部材とを有するので、第１軌道輪の第１軌道面と第２軌道輪の第２軌道面との間に最初から大量に充填しなくても、必要時のみに、第１軌道輪の第１軌道面と第２軌道輪の第２軌道面との間に適量の潤滑剤を補給できる。したがって、攪拌抵抗を小さくして、潤滑剤の昇温を小さく抑えて、潤滑剤の寿命を長くし、かつ、高速限界を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の軸受装置の要部の概略断面図である。
【図２】図２は上記第１実施形態の軸受装置の要部の他の概略断面図である。
【図３】図３は上記第１実施形態の潤滑剤供給装置の概略断面図である。
【図４】図４は本発明の第２実施形態の軸受装置の要部の概略断面図である。
【図５】図５は上記第２実施形態の軸受装置の要部の他の概略断面図である。
【図６】図６は上記第２実施形態の潤滑剤供給装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の軸受装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１３】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態の軸受装置１の要部の概略断面図である。
【００１４】
上記軸受装置１は、工作機械の静止側のハウジング２に取り付けられ、工作機械の回転側の主軸３を支持している。この軸受装置１は、単列アンギュラ玉軸受１１と、ハウジング２の内周面に内嵌された間座１２と、主軸３の外周面に外嵌された潤滑剤供給装置１３とを備える。
【００１５】
上記単列アンギュラ玉軸受１１は、外輪１４と、内輪１５と、複数の玉１６（図１においては１つのみ図示している）と、保持器１７とを有する。なお、外輪１４は第１軌道輪の一例で、内輪１５は第２軌道輪の一例で、玉１６は転動体の一例である。
【００１６】
上記外輪１４は工作機械のハウジング２の内周面に内嵌されている。この外輪１４の内周面には、断面円弧形状の外輪側軌道溝１８が形成されている。なお、外輪側軌道溝１８は第１軌道面の一例である。
【００１７】
上記内輪１５は工作機械の主軸３の外周面に外嵌されており、主軸３および潤滑剤供給装置１３と同期回転する。また、内輪１５の外周面には断面円弧形状の内輪側軌道溝１９が形成されている。また、内輪１５には潤滑剤供給装置１３が固定されている。なお、内輪側軌道溝１９は第２軌道面の一例である。
【００１８】
上記複数の玉１６は、外輪側軌道溝１８と内輪側軌道溝１９との間に配置されている。また、各玉１６は外輪１４および内輪１５に対して接触角を持っている。この接触角は、主軸３の高速回転に対応する場合、小さくするのが好ましい。
【００１９】
上記保持器１７は、図示しないが、周方向に所定間隔を隔てて形成された複数のポケットを有する。その各ポケットに玉１６を１個ずつ収容している。
【００２０】
上記潤滑剤供給装置１３は、内部に空間Ｓを定義する環状の外側部材２０と、空間Ｓにおいて径方向に遠心力により移動可能に配置された内側部材２１と、空間Ｓにおいて内側部材２１よりも径方向内側に配置された第１コイルスプリング２２と、空間Ｓにおいて内側部材２１よりも径方向外側に配置された第２コイルスプリング２３とを有する。
【００２１】
上記外側部材２０は、例えばセラミック製の環状蓋部２４と、この環状蓋部２４に固定された例えばセラミック製の環状ケース部２５とを持つ。この環状蓋部２４および環状ケース部２５は別々に製作された後、組み合わされる。
【００２２】
上記環状蓋部２４には、外輪１４の内周面と内輪１５の外周面との間に連通する外側出口２６が形成されている。この外側出口２６は、環状蓋部２４の環状ケース部２５側の表面から環状蓋部２４の単列アンギュラ玉軸受１１側の表面まで貫通する孔である。また、外側出口２６内の空間は、単列アンギュラ玉軸受１１に近づくにしたがって小さくなる。つまり、外側出口２６は、単列アンギュラ玉軸受１１側に向かって先細りとなるように形成されている。
【００２３】
上記環状ケース部２５を軸方向に平行な面で切った形状はほぼコ字状になっている。この環状ケース部２５の単列アンギュラ玉軸受１１側の端が環状蓋部２４に密着している。
【００２４】
上記内側部材２１は、軸方向から見た形状がほぼ円弧状の第１円弧部２７と、軸方向から見た形状がほぼ円弧状の第２円弧部２８と、第１円弧部２７の一端と第２円弧部２８の一端とを連結する連結部２９と、内側出口３０とを持ち、内部にグリース３１を収容する（図３参照）。
【００２５】
上記第１円弧部２７の他端は、環状蓋部２４の環状ケース部２５側の表面上を摺動可能になっている。
【００２６】
上記第２円弧部２８の他端も、第１円弧部２７と同様に、環状蓋部２４の環状ケース部２５側の表面上を摺動可能になっている。また、第２円弧部２８は、潤滑剤供給装置１３の非回転時、軸方向においてが外側出口２６と重なる。
【００２７】
上記連結部２９は、環状ケース部２５の径方向に平行な部分の内面上を摺動可能になっている。
【００２８】
上記内側出口３０は、潤滑剤供給装置１３の非回転時、外側出口２６に連通しない。一方、潤滑剤供給装置１３の回転速度が予め設定された閾値以上になると、図２に示すように、内側部材２１が遠心力により径方向外側に移動して、内側出口３０は外側出口２６に連通する。
【００２９】
図３は、上記潤滑剤供給装置１３を軸方向に垂直な面で切った概略断面図である。
【００３０】
上記内側部材２１は周方向に等間隔を空けて４つ配置されている。そして、内側部材２１，２１間には仕切り部材３２を配置している。また、図３では図示していないが、外側出口２６は環状蓋部２４に周方向に９０°の間隔を空けて４つ形成されている。
【００３１】
上記構成の軸受装置１によれば、主軸３、内輪１５および潤滑剤供給装置１３が回転していないときは、図１に示すように、内側出口３０は外側出口２６に連通せず、グリース３１は内側部材２１の外部へ出ない。
【００３２】
一方、上記主軸３と共に、内輪１５および潤滑剤供給装置１３が回転して、潤滑剤供給装置１３の回転速度が予め設定された閾値以上になると、図２に示すように、潤滑剤供給装置１３の内側部材２１が遠心力により移動して、内側部材２１の内側出口３０が外側部材の外側出口２６と連通する。その結果、内側部材２１の内部に収容されたグリース３１が、内側出口３０および外側出口２６を順次通過して、外輪側軌道溝１８と内輪側軌道溝１９との間へ出る。したがって、最初から大量のグリースを外輪側軌道溝１８と内輪側軌道溝１９との間に充填することなく、必要時のみに、外輪側軌道溝１８と内輪側軌道溝１９との間に適量のグリース３１を補給できるので、攪拌抵抗を小さくして、その間のグリースの昇温を小さく抑えて、上記グリースの寿命を長くし、かつ、高速限界を高くすることができる。
【００３３】
また、上記外輪側軌道溝１８と内輪側軌道溝１９との間のグリースが劣化する前に、その間にグリース３１を積極的にかつ適量補給できるので、その間のグリースの温度上昇を少なくして、軸受寿命を延ばすことができ、メンテナンスフリーにできる。
【００３４】
また、上記内輪１５の回転が停止している時、または、内輪１５の回転速度が上記閾値未満である低速回転時においては、内側部材２１にかかる遠心力が弱いため、内側出口３０は外側出口２６に連通せず、グリース３１は内側部材２１の外部へ出ない。したがって、グリース３１の無駄な供給を防ぐことができる。グリース３１の無駄な供給はアンギュラ玉軸受１１の温度上昇を引き起こしてしまう。
【００３５】
また、上記外側出口２６は、単列アンギュラ玉軸受１１側に向かって先細りとなるように形成されているので、グリース３１の過剰供給を防いで、アンギュラ玉軸受１１の温度上昇を抑制することができる。
【００３６】
また、上記潤滑剤供給装置１３が遠心力を利用して単列アンギュラ玉軸受１１内にグリース３１を送るので、軸受外の潤滑油を圧縮エアで軸受内へ送るオイル潤滑のような使用環境の悪化が起こらない。
【００３７】
また、上記潤滑剤供給装置１３が遠心力を利用して単列アンギュラ玉軸受１１内にグリース３１を送るので、圧縮エアに関する装置が不要であり、構造を簡素化できる。
【００３８】
〔第２実施形態〕
図４は本発明の第２実施形態の軸受装置２０１の要部の概略断面図である。また、図４において、図１に示した第１実施形態の構成部と同一構成部は、図１における構成部と同一参照番号を付している。
【００３９】
上記軸受装置２０１は、潤滑剤供給装置２１３を備えている点のみが上記第１実施形態とは異なる。
【００４０】
上記潤滑剤供給装置２１３の内側部材２２１は、図４，図６に示すように、第１円筒部２２７と、第２円筒部２２８と、第１円筒部２２７の一端と第２円筒部２２８の一端とを連結する環状の連結部２２９と、内側出口３０とを持ち、内部にグリース３１を収容する。
【００４１】
上記第１円筒部２２７は例えば鋼からなる。そして、第１円筒部２２７の他端は、環状蓋部２４の環状ケース部２５側の表面上を摺動可能になっている。
【００４２】
上記第２円筒部２２８は、第１円筒部２２７と同じ材料からなる。そして、上記第２円筒部２２８の他端も、第１円筒部２２７と同様に、環状蓋部２４の環状ケース部２５側の表面上を摺動可能になっている。また、第２円筒部２２８は、潤滑剤供給装置１３の非回転時、軸方向において外側出口２６と重なる。
【００４３】
上記連結部２２９は、第１，第２円筒部２２７，２２８とは異なる材料からなる。この連結部２２９の材料としては、第１，第２円筒部２２７，２２８の材料に比べて比重が小さいものを採用する。例えば、第１，第２円筒部２２７，２２８の材料を鋼にした場合、連結部２２９の材料はアルミまたは樹脂にする。そして、連結部２２９は、環状ケース部２５の径方向に平行な部分の内面上を摺動可能になっている。
【００４４】
上記内側出口３０は、潤滑剤供給装置２１３の非回転時、外側出口２６に連通しない。一方、潤滑剤供給装置２１３の回転速度が予め設定された閾値以上になると、図５に示すように、第１，第２円筒部２２７，２２８が遠心力により変形して、内側出口３０は外側出口２６に連通する。
【００４５】
上記構成の軸受装置２０１によれば、主軸３、内輪１５および潤滑剤供給装置２１３が回転していないときは、図４に示すように、内側出口３０は外側出口２６に連通せず、グリース３１は内側部材２２１の外部へ出ない。
【００４６】
一方、上記主軸３と共に、内輪１５および潤滑剤供給装置２１３が回転して、潤滑剤供給装置２１３の回転速度が予め設定された閾値以上になると、連結部２２９および第１，第２円筒部２２７，２２８に遠心力がかかる。このとき、連結部２２９にかかる遠心力よりも、第１，第２円筒部２２７，２２８にかかる遠心力の方が大きくなる。これにより、図５に示すように、内側部材２２１が遠心力により変形して、内側部材２２１の内側出口３０が外側部材の外側出口２６と連通する。その結果、内側部材２２１の内部に収容されたグリース３１が、内側出口３０および外側出口２６を順次通過して、外輪側軌道溝１８と内輪側軌道溝１９との間へ出る。したがって、最初から大量のグリースを外輪側軌道溝１８と内輪側軌道溝１９との間に充填することなく、必要時のみに、外輪側軌道溝１８と内輪側軌道溝１９との間に適量のグリース３１を補給できるので、攪拌抵抗を小さくして、その間のグリースの昇温を小さく抑えて、上記グリースの寿命を長くし、かつ、高速限界を高くすることができる。
【００４７】
また、上記外輪側軌道溝１８と内輪側軌道溝１９との間のグリースが劣化する前に、その間にグリース３１を積極的にかつ適量補給できるので、その間のグリースの温度上昇を少なくして、軸受寿命を延ばすことができ、メンテナンスフリーにできる。
【００４８】
また、上記内輪１５の回転が停止している時、または、内輪１５の回転速度が上記閾値未満である低速回転時においては、内側部材２２１にかかる遠心力が弱いため、内側出口３０は外側出口２６に連通せず、グリース３１は内側部材２２１の外部へ出ない。したがって、グリース３１の無駄な供給を防ぐことができる。グリース３１の無駄な供給はアンギュラ玉軸受１１の温度上昇を引き起こしてしまう。
【００４９】
また、上記外側出口２６は、単列アンギュラ玉軸受１１側に向かって先細りとなるように形成されているので、グリース３１の過剰供給を防いで、アンギュラ玉軸受１１の温度上昇を抑制することができる。
【００５０】
また、上記第１，第２円筒部２２７，２２８は上記第１実施形態の第１，第２円弧部２７，２８に比べて容易に形成できるので、製造コストの増加を防ぐことができる。
【００５１】
また、上記潤滑剤供給装置２１３が遠心力を利用して単列アンギュラ玉軸受１１内にグリース３１を送るので、軸受外の潤滑油を圧縮エアで軸受内へ送るオイル潤滑のような使用環境の悪化が起こらない。
【００５２】
また、上記潤滑剤供給装置２１３が遠心力を利用して単列アンギュラ玉軸受１１内にグリース３１を送るので、圧縮エアに関する装置が不要であり、構造を簡素化できる。
【００５３】
上記第１，第２実施形態において、潤滑剤供給装置１３，２１３に換えて、内輪１５と一体に形成された潤滑剤供給装置を用いてもよい。
【００５４】
上記第１，第２実施形態では、外側出口２６の数は４つであったが、１、２または３つにしてもよいし、あるいは、５つ以上にしてもよい。
【００５５】
上記第１，第２実施形態では、内側部材２１，２２１が内部にグリース３１を収容していたが、内側部材２１，２２１が内部にオイルを収容するようにしてもよい。つまり、単列アンギュラ玉軸受１１をオイル潤滑するようにしてもよい。
【００５６】
上記第１，第２実施形態では、外輪１４に対して内輪１５が相対回転するようにしていたが、内輪１５に対して外輪１４が相対回転するようにしてもよい。この場合、潤滑剤供給装置１３，２１３は外輪１４に固定または一体に形成する。
【００５７】
上記第１，第２実施形態では、軸受装置１，２０１は、単列アンギュラ玉軸受１１を備えていたが、複列アンギュラ玉軸受を備えてもよいし、アンギュラ玉軸受以外の例えば円筒ころ軸受、円錐ころ軸受、総玉軸受などを備えてもよい。
【００５８】
上記第１，第２実施形態では、空間Ｓにおいて内側部材２１よりも径方向内側に第１コイルスプリング２２を配置していたが、空間Ｓにおいて内側部材２１よりも径方向内側に例えば板バネを配置してもよい。
【００５９】
上記第１，第２実施形態では、空間Ｓにおいて内側部材２１よりも径方向外側に第２コイルスプリング２３を配置していたが、空間Ｓにおいて内側部材２１よりも径方向外側に板バネを配置してもよい。
【００６０】
上記第１，第２実施形態では、軸受装置１，２０１は、間座１２を備えていたが、間座１２を備えなくてもよい。
【００６１】
また、本発明の軸受装置は、工作機械以外の機械であっても使用でき、特に、高速回転する軸を有する機械に好適に使用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１，２０１  軸受装置
１３，２１３  潤滑剤供給装置
１４  外輪
１５  内輪  
１６  玉
１７  保持器
１８  外輪側軌道溝
１９  内輪側軌道溝
２０  外側部材
２１，２２１  内側部材
２６  外側出口
３０  内側出口
３１  グリース
Ｓ  空間
【図１】
2011133024.tif 000003
【図２】
2011133024.tif 000004
【図３】
2011133024.tif 000005
【図４】
2011133024.tif 000006
【図５】
2011133024.tif 000007
【図６】
2011133024.tif 000008