(57)【要約】【課題】軸受組込み時の作業性が確保され、かつ潤滑油を漏れなく確実に軸受に供給できる軸受組込み構造を提供することである。【解決手段】軸受箱１に給油用間座２と軸受３と外輪押えリング５とを箱中央側から順に組み込んで軸受箱蓋４を取り付けたときに、蓋４と押えリング５とが干渉しないようにし、蓋４にねじ込んだ押えねじ７をトルク管理しながら締め付けて、押えリング５を軸受３の外輪８に押し付け、押えリング５と軸受箱１内周の段差面１ｂとで軸受外輪８および間座２を挟み付けて固定する構造とすることにより、軸受組込み時の作業性を大きく低下させることなく、蓋４を軸受箱１の側端面に確実に隙間なく取り付けられるようにして、蓋４の給油口４ａと軸受箱１の給油路１ａとの接続部からの潤滑油の漏れを防止したのである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の軸受箱が、その側端面から内周面に通じる給油路を有し、内周面には給油路出口よりも中央側で内径が小さくなるように段差が形成されたものであり、この軸受箱の側端部内周に給油ノズルを備えた間座と軸受とを箱中央側から順に組み込み、前記軸受箱の側端面に給油口を有する軸受箱蓋を取り付けて、この蓋の給油口を軸受箱の給油路入口に接続するとともに、この蓋の内側面に形成した環状突部と軸受箱内周の段差面とで前記軸受の外輪および間座を挟み付けて固定し、間座の給油ノズル入口を軸受箱の給油路出口に接続した軸受組込み構造において、前記軸受箱蓋の環状突部を蓋と別体の外輪押えリングとし、この押えリングの幅を、前記軸受外輪の幅および前記間座の幅との合計が、前記軸受箱の側端面に隙間なく取り付けた軸受箱蓋の内側面と軸受箱内周の段差面との間の距離よりも小さくなるように設定し、前記軸受箱蓋に押えねじをねじ込んで、この押えねじにより前記押えリングを軸受外輪に押し付けるようにしたことを特徴とする軸受組込み構造。
【請求項２】
筒状の軸受箱が、その側端面から内周面に通じる給油路を有し、内周面には給油路出口よりも中央側で内径が小さくなるように段差が形成されたものであり、この軸受箱の側端部内周に給油ノズルを備えた間座と軸受とを箱中央側から順に組み込み、前記軸受箱の側端面に給油口を有する軸受箱蓋を取り付けて、この蓋の給油口を軸受箱の給油路入口に接続するとともに、この蓋の内側面に形成した環状突部と軸受箱内周の段差面とで前記軸受の外輪および間座を挟み付けて固定し、間座の給油ノズル入口を軸受箱の給油路出口に接続した軸受組込み構造において、前記間座を前記軸受箱蓋に連結して回り止めしたことを特徴とする軸受組込み構造。
【請求項３】
前記間座を軸受箱蓋に連結する手段が、前記軸受箱蓋の環状突部と前記軸受外輪との対向面および軸受外輪と間座との対向面に、互いに対向するピン穴を少なくとも一組ずつ設け、各組のピン穴に止めピンを挿入して、前記軸受箱蓋に軸受外輪を、軸受外輪に間座をそれぞれ連結するものであることを特徴とする請求項２に記載の軸受組込み構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工作機械主軸用の転がり軸受のうち、特にエアオイル潤滑やオイルミスト潤滑が適用される軸受の組込み構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な工作機械においては、加工能率向上のため、主軸の回転速度がより高速になっていく傾向にある。これに対応して、主軸用軸受の潤滑には、搬送エアに潤滑油を混合して軸受軌道面に直接噴射するエアオイル潤滑や、オイルミスト潤滑が多く適用されるようになってきている。図５は、このような方式で潤滑される軸受を組み込んだ工作機械主軸の一例を示す（非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
ＮＴＮ株式会社、カタログ、ＣＡＴ．Ｎｏ．８４０１−ＶＩ／Ｊ、２００１年３月３日
【０００４】
図５に示した主軸における軸受組込み構造は、内部に給油路５１ａを有する筒状の軸受箱５１の側端部内周に、給油用間座５２とアンギュラ玉軸受５３とを箱中央側から順に組み込み、軸受箱５１の側端面に軸受箱蓋５４をボルト止めして、この蓋５４の内側面に形成した環状突部５５と軸受箱５１内周の段差面５１ｂとで軸受５３の外輪５６および間座５２を挟み付けて固定している。このとき、軸受箱５１の給油路５１ａの入口に軸受箱蓋５４の給油口５４ａを、給油路５１ａの出口に間座５２の給油ノズル５２ａ入口をそれぞれ接続し、外部から給油口５４ａに供給されたエアオイルやオイルミストが、給油路５１ａを通って間座５２に導かれ、給油ノズル５２ａ先端から軸受５３に向けて噴射されるようにしている。また、軸受５３の内輪５７は、内輪位置決め間座５８、５９を用いて、軸受箱５１に挿入された回転軸６０に固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した軸受組込み構造では、通常、軸受の組込み精度を向上させるために、軸受箱蓋を軸受箱に固定するボルトの締付けトルクを管理して、蓋の内側面の環状突部を全周にわたって均等に軸受外輪に押し付けるようにしている。しかし、各部材の寸法の公差内のばらつきにより、蓋と軸受箱の側端面との間に隙間が生じ、蓋の給油口と軸受箱の給油路との接続部からエアオイル等の潤滑油が漏れることがある。
【０００６】
上記の潤滑油漏れをなくすには、軸受箱蓋をその環状突部と軸受箱内周の段差面とで軸受外輪および給油用間座を隙間なく挟む込む位置にセットしたときに、蓋と軸受箱側端面との間に軸受外輪および間座の締め代に相当する３０μｍ程度の所定幅の微小隙間が形成されるようにして、この微小隙間がなくなるまで蓋固定ボルトを締め付ければよい。しかしながら、この方法を採用すると、軸受組込み時に、各部材の寸法測定と、蓋の環状突部の幅を調整する加工が必要となるため、組込み作業が非常に煩雑になり、コストも高くなってしまう。
【０００７】
また、この軸受組込み構造では、組込み時や運転中に給油用間座の給油ノズル入口位置が軸受箱の給油路出口の位置から周方向にずれ、潤滑油が十分に軸受に供給されなくなって、潤滑不良によるトラブルが発生する場合がある。
【０００８】
上記の給油用間座の周方向位置ずれへの対策としては、軸受箱の外周側から差し込んだ止めピンで間座を軸受箱に連結して回り止めする方法がある。しかし、この方法では、軸受を軸受箱に組み込む前に、間座と軸受箱のピン穴の位置を合わせて止めピンを差し込む必要があり、これに手間がかかるため、軸受組込み作業全体の能率が低くなる。また、ノズル詰まり等により間座を交換するときのピン抜き取り作業も面倒である。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、軸受組込み時の作業性が確保され、かつ潤滑油を漏れなく確実に軸受に供給できる軸受組込み構造を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、筒状の軸受箱が、その側端面から内周面に通じる給油路を有し、内周面には給油路出口よりも中央側で内径が小さくなるように段差が形成されたものであり、この軸受箱の側端部内周に給油ノズルを備えた間座と軸受とを箱中央側から順に組み込み、前記軸受箱の側端面に給油口を有する軸受箱蓋を取り付けて、この蓋の給油口を軸受箱の給油路入口に接続するとともに、この蓋の内側面に形成した環状突部と軸受箱内周の段差面とで前記軸受の外輪および間座を挟み付けて固定し、間座の給油ノズル入口を軸受箱の給油路出口に接続した軸受組込み構造において、前記軸受箱蓋の環状突部を蓋と別体の外輪押えリングとし、この押えリングの幅を、前記軸受外輪の幅および前記間座の幅との合計が、前記軸受箱の側端面に隙間なく取り付けた軸受箱蓋の内側面と軸受箱内周の段差面との間の距離よりも小さくなるように設定し、前記軸受箱蓋に押えねじをねじ込んで、この押えねじにより前記押えリングを軸受外輪に押し付けるようにしたのである。
【００１１】
すなわち、軸受箱の側端部内周に軸受箱蓋と別体の外輪押えリングを軸受外輪および間座とともに組み込んで、軸受箱に蓋を取り付けたときに、蓋の内側面と軸受箱内周の段差面との間に少なくとも１箇所の軸方向隙間ができて、蓋と押えリングとが干渉しないようにし、蓋にねじ込んだ押えねじで押えリングを軸受外輪に押し付けて軸受外輪および間座を固定する構造とすることにより、軸受組込み時の作業性を大きく低下させることなく、蓋を軸受箱の側端面に確実に隙間なく取り付けられるようにして、蓋の給油口と軸受箱の給油路との接続部からの潤滑油の漏れを防止したのである。
【００１２】
また、この発明は、筒状の軸受箱が、その側端面から内周面に通じる給油路を有し、内周面には給油路出口よりも中央側で内径が小さくなるように段差が形成されたものであり、この軸受箱の側端部内周に給油ノズルを備えた間座と軸受とを箱中央側から順に組み込み、前記軸受箱の側端面に給油口を有する軸受箱蓋を取り付けて、この蓋の給油口を軸受箱の給油路入口に接続するとともに、この蓋の内側面に形成した環状突部と軸受箱内周の段差面とで前記軸受の外輪および間座を挟み付けて固定し、間座の給油ノズル入口を軸受箱の給油路出口に接続した軸受組込み構造において、前記間座を前記軸受箱蓋に連結して回り止めすることにより、間座の組み込みに手間をかけずに、間座の給油ノズル入口の位置が軸受箱の給油路出口位置からずれないようにして、潤滑油が確実に軸受に供給されるようにしたのである。
【００１３】
前記間座を軸受箱蓋に連結する手段としては、前記軸受箱蓋の環状突部と前記軸受外輪との対向面および軸受外輪と間座との対向面に、互いに対向するピン穴を少なくとも一組ずつ設け、各組のピン穴に止めピンを挿入して、前記軸受箱蓋に軸受外輪を、軸受外輪に間座をそれぞれ連結するものを採用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態の軸受組込み構造を適用して、エアオイルまたはオイルミストで潤滑される軸受を組み込んだ工作機械主軸を示す。図１に示すように、この主軸の軸受箱１は、筒状で、その側端面から内周面に通じる給油路１ａを有しており、内周面には給油路１ａ出口よりも中央側で内径が小さくなるように段差が形成されている。なお、軸受箱１中央の段差部は、この例のように軸受箱１と一体に形成してもよいし、軸受箱１と別体の外輪位置決め間座を組み込むようにしてもよい。
【００１５】
この主軸の軸受組込み構造は、前記軸受箱１の側端部内周に、給油用間座２とアンギュラ玉軸受３とを箱中央側から順に組み込み、さらに軸受箱蓋４と別体に形成した外輪押えリング５を組み込んで、軸受箱蓋４を軸受箱１の側端面に蓋固定ボルト６で固定し、軸受箱蓋４にねじ込んだ押えねじ７により押えリング５を軸受３の外輪８に押し付け、押えリング５と軸受箱１内周の段差面１ｂとで軸受外輪８および間座２を挟み付けて固定している。
【００１６】
このとき、軸受箱１の給油路１ａの入口に軸受箱蓋４の給油口４ａを、給油路１ａの出口に間座２の給油ノズル２ａ入口をそれぞれ接続し、外部から給油口４ａに供給されたエアオイルまたはオイルミストが、給油路１ａを通って間座２に導かれ、給油ノズル２ａ先端から軸受３に向けて噴射されるようにしている。
【００１７】
また、軸受３の内輪９は、内輪位置決め間座１０、１１とともに、軸受箱１に挿入された回転軸１２の一端側の鍔部１３と回転軸１２他端側にねじ結合したナット１４とで挟み付けて固定している。
【００１８】
図２に示すように、前記押えリング５は、その幅Ｗ１  と軸受外輪８の幅Ｗ２  および間座２の幅Ｗ３  との合計が、軸受箱１の側端面に隙間なく取り付けた軸受箱蓋４の内側突出面４ｂと軸受箱１内周の段差面１ｂとの間の距離Ｌよりも小さくなるように形成されている。すなわち、軸受箱１の側端部内周に間座２および軸受３とともに押えリング５を組み込んで、軸受箱１の側端面に軸受箱蓋４をボルト止めした状態では、蓋４の内側突出面４ｂと軸受箱１の段差面１ｂとの間に少なくとも１箇所の軸方向隙間ができ、蓋４と押えリング５とが干渉しないようになっている。そして、この状態で押えねじ７をトルク管理しながら締め込むことにより、軸受外輪８および間座２が押えリング５と軸受箱１の段差面１ｂとで挟み付けられて固定される。
【００１９】
また、軸受箱蓋４をボルト止めするときには、蓋４の給油口４ａと軸受箱１の給油路１ａ入口との接続部にＯリング１５が組み込まれ、押さえねじ７締め込み後には、押さえねじ７用の緩み止めねじ１６が蓋４に取り付けられる。
【００２０】
この軸受組込み構造は、上記の構成であり、軸受箱１に軸受箱蓋４をボルト止めするときに蓋４と押えリング５とが干渉しないので、蓋４を軸受箱１の側端面に確実に隙間なく取り付けられるとともに、蓋４の給油口４ａと軸受箱１の給油路１ａ入口との接続部ではＯリング１５を確実に圧縮でき、この接続部からの潤滑油の漏れを防止することができる。
【００２１】
また、押えねじ７をトルク管理しながら締め込んでいくので、軸受外輪８を周方向にほぼ均等に締め付けることができ、軸受３の組立精度の向上が図れる。なお、押えねじ７の本数を多くするほど、より均等な締め付けができ、軸受３の組立精度を向上させることができる。
【００２２】
さらに、押えリング５の組み込み、押えねじ７の締め込みおよび緩み止めねじ１６の取り付けの各作業は簡単であり、前述した軸受箱蓋の調整加工のような手間がかからないので、軸受組込み時や軸受交換時には、潤滑油漏れ対策を行わない場合とほぼ同程度の作業性が確保される。
【００２３】
図３は、第２の実施形態を示す。この実施形態では、軸受箱蓋４に図１および図２に示した外輪押えリング５を環状突部１７として一体に形成し、この環状突部１７と軸受外輪８との対向面および軸受外輪８と間座２との対向面に、互いに対向するピン穴１８、１８を一組ずつ設け、各組のピン穴１８、１８にそれぞれ止めピン１９を挿入して、軸受箱蓋４に軸受外輪８を、軸受外輪８に間座２をそれぞれ連結することにより、間座２を軸受外輪８を介して蓋４に連結している。その他の部分の構成は、第１の実施形態と同じである。
【００２４】
従って、間座２は軸受箱１に固定した軸受箱蓋４で回り止めされ、その給油ノズル２ａ入口の位置が軸受箱１の給油路１ａ出口位置から周方向にずれることがなく、潤滑油を確実に軸受３に供給することができる。
【００２５】
しかも、前述した軸受箱の外周側から止めピンを差し込む方法に比べて、止めピン１９の差し込みや抜き取りにも手間がかからない。また、間座２と軸受３と軸受箱蓋４とを２本の止めピン１９、１９で一体に連結した状態で軸受箱１に組み込むようにすれば、軸受組込み時の作業性を向上させることができる。
【００２６】
図４は、第２の実施形態における給油用間座の軸受箱蓋への連結方法の変形例を示す。この変形例では、軸受外輪８のピン穴２０を軸方向に貫通させて設け、軸受箱蓋４と軸受外輪８と間座２の各ピン穴１８、２０、１８に１本の長尺の止めピン２１を挿入することにより、間座２の回り止めを行っている。この方法によれば、止めピン２１が１本ですむため、図３の例よりも軸受組込み作業が簡単である。
【００２７】
なお、第２の実施形態では、間座を軸受箱蓋へ連結するのに止めピンを用いたが、軸受箱蓋の環状突部と軸受外輪との対向面および軸受外輪と間座との対向面に、互いに係合する凹凸を少なくとも一組ずつ設けるようにしてもよい。
【００２８】
また、この発明は、上述した各実施形態のようなアンギュラ玉軸受の組込み構造に限らず、円筒ころ軸受等、エアオイルまたはオイルミストで潤滑される各種の軸受の組込み構造に適用が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、軸受箱に間座と軸受と外輪押えリングとを箱中央側から順に組み込んで軸受箱蓋を取り付けたときに、蓋と押えリングとが干渉しないようにし、蓋にねじ込んだ押えねじで押えリングを軸受外輪に押し付けて、軸受外輪および間座を固定する構造としたので、軸受組込み時の作業性を大きく低下させることなく、蓋を軸受箱の側端面に確実に隙間なく取り付けることができ、蓋の給油口と軸受箱の給油路との接続部からの潤滑油の漏れを防止することができる。
【００３０】
また、この発明は、間座を軸受箱蓋に連結して回り止めすることにより、間座の給油ノズル入口位置が軸受箱の給油路出口位置からずれないようにしたので、間座の組み込みに手間がかからず、運転中には潤滑油を確実に軸受に供給でき、潤滑不良によるトラブルを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の軸受組込み構造を適用した工作機械主軸の正面断面図
【図２】図１の要部拡大断面図
【図３】第２の実施形態の軸受組込み構造を適用した工作機械主軸の要部の正面断面図
【図４】図３の軸受組込み構造の間座を軸受箱蓋に連結する方法の変形例を示す断面図
【図５】従来の軸受組込み構造を適用した工作機械主軸の正面断面図
【符号の説明】
１  軸受箱
１ａ  給油路
１ｂ  段差面
２  給油用間座
２ａ  ノズル
３  軸受
４  軸受箱蓋
４ａ  給油口
４ｂ  突出面
５  押えリング
６  ボルト
７  押えねじ
８  外輪
９  内輪
１２  回転軸
１５  Ｏリング
１６  緩み止めねじ
１７  環状突部
１８  ピン穴
１９  止めピン
２０  ピン穴
２１  止めピン
【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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