(57)【要約】【課題】  保持器の形状の工夫により、軸受内部の油の流れを良好とできて、油の滞留による発熱を小さくでき、これにより回転精度の向上を図ることができ、また工作機械の主軸の支持等に適用した場合に、加工精度の向上に貢献できる玉軸受を提供する。【解決手段】  内輪１と外輪２の軌道面１ａ，２ａ間に複数の玉３が介在し、これら複数の玉３を保持する環状の保持器４を有する。この保持器４は、環状の保持器本体４ａの幅方向の中間に、玉３を保持する複数のポケット４ｃが円周方向に等配される。保持器本体４ａのポケット間部分４ｂにおける保持器本体幅方向の中央に、内径側へ延びる突起部４ｄが設けられる。この突起部４ｄの玉３と対向する面は、ポケット４ｃの内径側へ小径となる円すい状面４ｄａとされる。この円すい状面４ｄａが、玉３に接することで保持器４の径方向および周方向の動きを規制する転動体案内形式となる。前記突起部４ｄは、各ポケット４ｃのうちの、円周方向の均等配置となる一部のポケット４ｃに対してのみ設ける。【選択図】      図２
2008032070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪の軌道面間に、転動体である複数の玉が介在し、これら複数の玉を保持する保持器が有り、この保持器は、環状の保持器本体の幅方向の中間に、前記玉を保持する複数のポケットが円周方向に等配され、前記保持器本体のポケット間部分における保持器本体幅方向の中央に内径側へ延びる突起部が設けられ、この突起部の前記玉と対向する面が、保持器本体の内径側へ小径となる円すい状面とされ、この円すい状面が前記玉に接することで保持器の径方向および周方向の動きを規制する転動体案内形式となる玉軸受において、前記突起部を、前記各ポケットのうちの、円周方向の均等配置となる一部のポケットに対してのみ設けたことを特徴とする玉軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記突起部の個数を、ポケットの個数の１／２以下とした玉軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、工作機械主軸用のアンギュラ玉軸受である玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主として工作機械の主軸を支持するために用いられるアンギュラ玉軸受であって、特に、転動体で保持器を案内するタイプ（転動体案内）の玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンギュラ玉軸受用保持器には、保持器の挙動を拘束する手法が複数あり、これらの手法としては、軸受内輪外径面で保持器を案内する手法（内輪案内）、転動体で保持器を案内する手法（転動体案内）、軸受外輪内径面で保持器外径面を案内させる手法（外輪案内）が一般的である。このうち、最も汎用的な手法が転動体案内で、このような転動体案内の保持器としては、通常ポリアミド系樹脂材を射出成形したものが用いられている。転動体案内保持器は、転動体を保持する部位であるポケットの内径側に突起を設け、この突起の円錐形状部で転動体を拘束する。通常、この突起は全てのポケット間に設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は従来の一般的な転動体案内保持器の形状を示している。図示の保持器５０は、ポリアミド系樹脂材等の射出成形により環状に作製したものであって、環状の保持器本体５１の円周方向複数箇所における幅方向の中間に、玉５３を保持するポケット５４が等配されている。保持器本体５１の各ポケット間部分５２には突起部５５が設けられ、この突起部５５の両側のポケット５４内の玉５３と対向する面が、保持器本体５１の内径側へ小径となる円すい状面５５ａとされている。保持器５０は、この円すい状面５５ａにより、保持器５０の径方向および周方向の動きを規制する転動体案内となる。通常、この突起部５５は、保持器本体５１の幅方向の中央に、円周方向に見て台形状に形成され、全てのポケット５４間に設けられている。
【特許文献１】特開２００４−１２４９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、軸受の回転速度は高速化し、それに伴い軸受の潤滑もグリース潤滑からオイル潤滑が適用される場合が多くなっている。しかし、工作機械を支持する転がり軸受においては、オイル潤滑を適用した場合、定量の潤滑油が軸受内部を通過することから、この流れが阻害されると潤滑油が軸受内部に滞留し、攪拌抵抗により軸受トルクの増大や発熱を生じる。これにより、ワークの加工精度が劣化したり、あるいは軸受が過熱したりすることがある。
【０００５】
図８の保持器５０を備えた玉軸受の場合、全てのポケット５４間に保持器５０の内径側に突出する突起部５５が設けられているから、この突起部５５が軸受内部空間を狭めて潤滑油の流れを阻害する要因となり、上記のようなワーク加工精度の劣化や軸受の焼き付きを来たす原因となることがある。
軸受の発熱を抑える手法としては、油量調整やエア量調整の方法があるが、その為の大掛かりな装置を必要とする。すなわち、工作機械主軸は、発熱が軸の伸びとなり、ワークの加工精度に大きく影響するため、軸受の発熱を極力抑えることが重要で、そのため、別途冷却構造を設けることもなされている。また、軸受の発熱を抑えるために、境界潤滑域付近での潤滑ができるよう、定量的に安定した潤滑油を供給できる装置を装備しているものもある。このような潤滑環境下において、安定した軸受の運転を行うためには、常に新しい潤滑油を確実に軸受内部に送り込む必要があり、軸受内部空間の拡大による給排油の効率化が求められる。
【０００６】
この発明の目的は、保持器の形状の工夫により、軸受内部の油の流れを良好とできて、油の滞留による発熱を小さくでき、これにより回転精度の向上を図ることができ、また工作機械の主軸の支持等に適用した場合に、加工精度の向上に貢献できる玉軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の玉軸受は、内輪と外輪の軌道面間に、転動体である複数の玉が介在し、これら複数の玉を保持する保持器が有り、この保持器は、環状の保持器本体の幅方向の中間に、前記玉を保持する複数のポケットが円周方向に等配され、前記保持器本体のポケット間部分における保持器本体幅方向の中央に内径側へ延びる突起部が設けられ、この突起部の前記玉と対向する面が、保持器本体の内径側へ小径となる円すい状面とされ、この円すい状面が前記玉に接することで保持器の径方向および周方向の動きを規制する転動体案内形式となる玉軸受において、前記突起部を、前記各ポケットのうちの、円周方向の均等配置となる一部のポケットに対してのみ設けたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、保持器本体の内径側に突出する突起部を、各ポケットのうちの一部のポケットに対してのみ設けたため、軸受幅面から見て、貫通する空間が増え、軸受内部の油の流れが良好となる。上記突起部は、玉と対向する面が円すい状面とされ、保持器を転動体案内として機能させるものであるが、円周方向の均等配置となる一部のポケットに対して前記突起部が設けられていれば、転動体案内の機能が得られる。また、突起部の数は減らすが、保持器本体のポケット間部分が各玉の間に介在するため、保持器の玉を等配位置に保つ機能が維持される。
このように軸受内部の油の流れが良好となるため、攪拌抵抗による軸受トルクの増大や発熱がなく、軸受の過熱の発生も抑えられる。工作機械の主軸の支持に適用した場合は、主軸の回転精度が良好となり、ひいてはワークの加工精度が向上する。
【０００９】
この発明において、前記突起部の個数の、ポケットの個数の１／２以下としても良い。突起部の削減個数が少ないと、軸受内の油の流れを良好にする効果が得られ難いため、
最大でもポケット個数の１／２とすることが好ましい。
【００１０】
この発明の玉軸受を、工作機械主軸用のアンギュラ玉軸受としても良い。これにより、主軸の回転精度が良好となり、ひいてはワークの加工精度も向上する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の玉軸受は、内輪と外輪の軌道面間に、転動体である複数の玉が介在し、これら複数の玉を保持する保持器が有り、この保持器は、環状の保持器本体の幅方向の中間に、前記玉を保持する複数のポケットが円周方向に等配され、前記保持器本体のポケット間部分における保持器本体幅方向の中央に内径側へ延びる突起部が設けられ、この突起部の前記玉と対向する面が、保持器本体の内径側へ小径となる円すい状面とされ、この円すい状面が前記玉に接することで保持器の径方向および周方向の動きを規制する転動体案内形式となる玉軸受において、前記突起部を、前記各ポケットのうちの、円周方向の均等配置となる一部のポケットに対してのみ設けたため、軸受内部の油の流れを良好とできて、油の滞留による発熱を小さくでき、これにより回転精度の向上を図ることができる。そのため、工作機械の主軸の支持等に適用した場合には、加工精度の向上に貢献することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。この玉軸受Ａは、アンギュラ玉軸受であって、内輪１と、外輪２と、これら内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在した転動体である玉３と、玉３を円周方向に沿って所定間隔に保持する環状の保持器４とを備える。
【００１３】
保持器４は、ポリアミド系樹脂材等の射出成形可能な樹脂により環状に射出成形したものであって、環状の保持器本体４ａの幅方向の中間に、前記玉３を保持する複数のポケット４ｃ（図３）が円周方向に等配されている。
保持器本体４ａの各ポケット間部分４ｂには、保持器本体幅方向の中央に、部分的に、保持器４の内径側に延びる突起部４ｄが形成されている。突起部４ｄは、軸方向に沿う断面形状が台形状とされている。この突起部４ｄは、玉３と対向する両側の側面が、各ポケット４ｃの内径側へ小径となる円すい状面４ｄａとされている。ポケット４ｃの保持器本体４ａにより構成される部分は円筒状面であり、この略円筒面に続いて前記突起部４ｄの内面の円すい状面４ｄａが滑らかに連続している。円すい状面４ｄａは、玉３の内面に略沿う傾斜および内径とされている。この円すい状面４ｄａにより、保持器４は、径方向および周方向の動きが規制され、転動体案内となる。
なお、ポケット４ｃの保持器本体４ａで形成される上記円筒状面は、玉３の配列の中心（すなわち、ピッチ円直径）付近からこれよりも外径側の部分が嵌まりものとされる。また、上記円筒状面は、若干、外径側の大径となる円すい状となっていても良い。
【００１４】
図示の保持器４は、円周方向に１２個のポケット４ｃを有し、隣合う柱部２ｂに設けた１対の突起部４ｄでなる突起部対４Ｄが保持器４の周方向に３対等配されている。したがって、この突起部対４Ｄの間には、突起部４ｄを有さない柱部２ｂが各２個ずつ保持器４の周方向３箇所に等配されている。
【００１５】
上記構成の玉軸受によると、保持器４の内径側に突出する突起部４ｄを、各ポケット４ｃのうちの一部のポケット４ｃに対してのみ設けたため、軸受幅面から見て、貫通する空間が増え、軸受内部の油の流れが良好となる。上記突起部４ｄは、玉３と対向する面が円すい状面４ｄａとされ、保持器４を転動体案内として機能させるものであるが、円周方向の均等配置となる一部のポケット４に対して前記突起部４ｄが設けられていれば、転動体案内の機能が得られる。また、突起部４ｄの数は減らすが、ポケット４間に保持器本体４ａのポケット間部分４ｂが介在するため、保持器４の玉３を等配位置に保つ機能が維持される。
このように軸受内部の油の流れが良好となるため、攪拌抵抗による軸受トルクの増大や発熱がなく、軸受の過熱の発生も抑えられる。工作機械の主軸の支持に適用した場合は、主軸の回転精度が良好となり、ひいてはワークの加工精度が向上する。
【００１６】
図６は保持器の他の例を示す。この例の保持器４は、１２個のポケット４ｃを備える点は上記と同様であるが、４対の突起部対４Ｄが保持器４の円周方向に等配され、この突起部対４Ｄの間には突起部４ｄを有さない柱部２ｂが各１個ずつ保持器４の周方向４箇所に等配されている点で異なる。この実施形態の場合、上記実施形態に比べて、突起部４ｄを有さない柱部２ｂの数が少ないので、玉軸受Ａの内部空間に供給される潤滑油の流れの円滑性はやや低下するが、突起部対４Ｄの転動体案内機能により保持器４の挙動の安定性が増す。
【００１７】
このように、突起部対４Ｄおよび突起部４ｄを有さない柱部２ｂの数によって、潤滑油の流れの円滑性および保持器４の挙動の安定性が変わる。したがって、適用対象の条件等により、両特性を勘案してこれらの数が適宜設定される。特に、工作機械の主軸の支持に適用する場合は、突起部対４Ｄの個数が３対以上でポケット４ｃの個数の１／２以下が望ましいとされる。突起部４ｄの個数は、ポケット４ｃの個数の１／２以下が好ましい。
【００１８】
図７は、この発明の玉軸受Ａを備えた工作機械用スピンドル装置の一例を示す。玉軸受Ａは、上記第１および第２の実施形態のいずれかかのアンギュラ玉軸受が用いられる。このスピンドル装置２０では、上記玉軸受Ａの２個を、背面組み合わせとして用いている。２個の玉軸受Ａは、ハウジング２１内で主軸２２の両端を回転自在に支持する。各玉軸受Ａの内輪１は、正面側の内輪位置決め間座２３および背面側の内輪間座２４により位置決めされ、内輪固定ナット２５により主軸２２に締め付け固定されている。外輪２は、正面側の外輪位置決め間座２６、背面側の外輪間座２７および外輪押え蓋２８，２９によりハウジング２１内に位置決め固定されている。
【００１９】
主軸２２は、その前側の端部２２ａに工具またはワーク（図示せず）を着脱自在に取付けるチャック（図示せず）が設けられ、後ろ側の端部２２ｂは、モータ等の駆動源が回転伝達機構（いずれも図示せず）を介して連結される。モータは、ハウジング２１に内蔵しても良い。各玉軸受Ａの内部空間には、図示しない潤滑油供給手段により潤滑油が供給される。このスピンドル装置は、例えばマシニングセンタ、旋盤、フライス盤、研削盤等の各種の工作機械に適用できる。
【００２０】
このようなスピンドル装置（工作機械）２０の主軸２２の支持に、上記玉軸受Ａを適用すると、その内部空間での潤滑油の流れが良好であるから、発熱が抑えられ、主軸２２の回転精度が良くなり、ワークの加工精度が向上する。特に、高速化が進む工作機械においては、このような潤滑油の流れの良さは、極めて有効である。
【００２１】
なお、上記各実施形態は、保持器４の突起部４ｄを、両面に円すい状面４ｄａを有するものとしたが、片側のみに突起部４ｄが位置するポケット４ｃについては、そのポケット４ｃ側の突起部４ｄの側面は、任意の形状とでき、例えば円すい状面よりも玉３から離れるような側面形状であっても良い。
また、上記実施形態では、単列のアンギュラ玉軸受の例を述べたが、複列のアンギュラ玉軸受であっても良い。また、図７では、背面組み合わせの２個のアンギュラ玉軸受Ａによって主軸２２を支持する例を示したが、複数を組み合わせて前後に配して支持するようにしても良い。更に、この発明の玉軸受は、工作機械以外の産業機械等にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る玉軸受の部分切欠断面図である。
【図２】同実施形態の玉軸受に組み込まれる保持器の一例を示す平面図である。
【図３】図２におけるIII 線方向より見た部分展開拡大図である。
【図４】図３におけるIV−IV線矢視断面図である。
【図５】図４におけるV −V 線矢視断面図である。
【図６】保持器の変形例を示す平面図である。
【図７】第１の実施形態の玉軸受を備えた工作機械用スピンドル装置の一例を示す断面図である。
【図８】従来の保持器の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…内輪
１ａ…軌道面
２…外輪
２ａ…軌道面
３…玉
４…保持器
４ａ…環状部
４ｂ…ポケット間部分
４ｃ…ポケット
４ｄ…突起部
４ｄａ…円すい状面
２１…スピンドル装置（工作機械）
２２…主軸
Ａ…アンギュラ玉軸受（玉軸受）
【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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