(57)【要約】【課題】  軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる転がり軸受を提供する。【解決手段】  外輪２が固定側輪となる転がり軸受において、その軌道面２ａに対する軸方向の一方に新グリース供給手段５を、他方にミスト回収再供給手段１５をそれぞれ設ける。新グリース供給手段５は、外輪２に接して設けられて内部にグリース溜まり８を形成したグリース溜まり形成部品６と、隙間形成片７とを有する。隙間形成片７は、グリース溜まり８から外輪２の軌道面２ａの付近まで連通する隙間１４を、その軌道面２ａの形成された周面に沿って形成する。上記隙間１４は、グリース溜まり８内のグリースの基油が増稠剤の毛細管現象により前記外輪２の軌道面２ａ付近まで供給可能な程度の僅かなギャップ量のものとする。ミスト回収再供給手段１５は、運転中に軸受内に発生するミストを回収する回収手段１６と、この回収手段１６で回収されたミストを内輪の回転による空気流を利用して凝集することで油状にし、軌道面１ａ，２ａに送る凝集送り手段１７とを備える。【選択図】      図１
2005221042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在した複数の転動体を有し、前記内輪が回転側、外輪が固定側となる転がり軸受において、前記軌道面に対する軸方向の一方に、内部に溜めたグリースを前記軌道面の付近へ補給する補給する新グリース供給手段を設け、他方に、軸受内のミストを回収し凝集状態として前記軌道面付近へ戻すミスト回収再供給手段を設けたことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記新グリース供給手段は、外輪に接して設けられて内部にグリース溜まりを形成したグリース溜まり形成部品と、前記外輪に設けられ前記グリース溜まりから外輪の軌道面の付近まで連通する隙間を、その軌道面の形成された周面に沿って形成する隙間形成片とを有し、上記隙間は、グリース溜まり無いのグリースの基油が増稠剤の毛細管現象により前記外輪の軌道面付近まで供給可能な程度の僅かなギャップ量のものとした転がり軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記ミスト回収再供給手段は、運転中に軸受内に発生するミストを回収する回収手段と、この回収手段で回収されたミストを内輪の回転による空気流を利用して凝集することで油状にし、軌道面に送る凝集送り手段とを備えた転がり軸受。
【請求項４】
請求項３において、前記凝集送り手段が、内輪の外径面における軌道面の近傍に設けられて軌道面側が大径となる段差面、およびこの段差面の小径側端に続く内輪外径面部分と、この内輪外径面部分の外周および前記段差面に隙間を介して対向する内径面および先端面を有し前記外輪に対して固定状態に設けられる凝集隙間形成体とでなる転がり軸受。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記回収手段が、内輪の外径面に形成され軌道面側が大径となるテーパ面と、このテーパ面の外周に対向してこのテーパ面との間に環状でテーパ状断面形状のミスト回収空間を形成するミスト回収部品と、このミスト回収部品に設けられて軸受内のミスト浮遊空間から前記ミスト回収空間に連通した連通路とでなる転がり軸受。
【請求項６】
請求項３において、前記凝集送り手段が、内輪の外径面における軌道面の近傍に設けられて軌道面側が大径となる段差面、およびこの段差面の小径側端に続く内輪外径面部分と、この内輪外径面部分の外周および前記段差面に隙間を介して対向する内径面および先端面を有する凝集隙間形成体とでなり、前記回収手段が、内輪の外径面に形成され軌道面側が大径となるテーパ面と、このテーパ面の外周に対向してこのテーパ面との間で環状でテーパ状断面形状のミスト回収空間を形成するミスト回収部分と、このミスト回収部品に設けられて軸受内のミスト浮遊空間から前記ミスト回収空間に連通した連通路とでなり、前記凝集隙間形成体と前記ミスト回収部品を互いに一体の凝集隙間形成・ミスト回収部品とした転がり軸受。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記新グリース供給手段および前記ミスト回収再供給手段の両方またはいずれか片方が、外輪に対して軸方向に隣接して設けられて一部が外輪幅内に入るものである転がり軸受。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の両方またはいずれか片方が、外輪の幅内に収まるものである転がり軸受。
【請求項９】
請求項８において、内輪および外輪の両側に、前記新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の収容用の幅広げ部を設け、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の両方を、外輪の幅内に収めた転がり軸受。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記転がり軸受を工作機械の主軸の支持に用いた転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械主軸等のグリース潤滑とされる潤滑機構付きの転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械主軸軸受の潤滑方法として、メンテナンスフリーで使用可能なグリース潤滑、搬送エアに潤滑オイルを混合してオイルをノズルより軸受内に噴射するエアオイル潤滑、軸受内に潤滑油を直接に噴射するジェット潤滑等の方法がある。最近の工作機械は、加工能率を上げるために、ますます高速化の傾向にあり、主軸軸受の潤滑も比較的安価で簡単に高速化が可能なエアオイル潤滑が多く用いられてきている。しかし、このエアオイル潤滑法は、付帯設備としてエアオイル供給装置が必要であることと、多量のエアを必要とすることから、コスト、騒音、省エネ、省資源の観点から問題がある。また、オイルの飛散によって環境を悪化させる問題もある。これらの問題点を回避するため、最近ではグリース潤滑による高速化が注目され始め、要望も多くなってきている。
【０００３】
グリース潤滑は、軸受組立時に封入されたグリースのみで潤滑するため、高速運転すると、軸受発熱によるグリースの劣化や、軌道面、特に内輪での油膜切れのため、早期焼き付きに至ってしまうことが考えられる。特に、ｄｎ値が１００万（軸受内径mm×回転数rpm ）を超えるような高速回転領域では、グリース寿命を保証するのは困難である。
【０００４】
グリース寿命を延長させる手段として、新しい提案も紹介されている。一つには、外輪軌道面部にグリース溜まりを設けて高速長寿命を狙った提案（特許文献１）がある。またスピンドル外部に設けたグリース補給装置により、適宜軸受部に給脂して潤滑する提案（特許文献２）がある。
【特許文献１】特開平１１−１０８０６８号公報
【特許文献２】特開平２０００−１１３９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記各提案例の技術は、エアオイル潤滑と同等の使用回転数（＞ｄｎ値１５０万）や、またメンテナンスフリーを考えると満足できるものではない。
【０００６】
この発明は、これらの課題を解消することを目的としたものであり、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる転がり軸受を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の転がり軸受は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在した複数の転動体を有し、前記内輪が回転側、外輪が固定側となる転がり軸受において、前記軌道面に対する軸方向の一方に、内部に溜めたグリースを前記軌道面の付近へ補給する補給する新グリース供給手段を設け、他方に、軸受内のミストを回収し凝集状態として前記軌道面付近へ戻すミスト回収再供給手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
前記新グリース供給手段は、例えば、外輪に接して設けられて内部にグリース溜まりを形成したグリース溜まり形成部品と、前記外輪に設けられ前記グリース溜まりから外輪の軌道面の付近まで連通する隙間を、その軌道面の形成された周面に沿って形成する隙間形成片とを有し、上記隙間は、グリース溜まり無いのグリースの基油が増稠剤の毛細管現象により前記外輪の軌道面付近まで供給可能な程度の僅かなギャップ量のものとする。
【０００９】
前記ミスト回収再供給手段は、例えば、運転中に軸受内に発生するミストを回収する回収手段と、この回収手段で回収されたミストを内輪の回転による空気流を利用して凝集することで油状にし、軌道面に送る凝集送り手段とを備えるものとする。
【００１０】
この構成の転がり軸受は、グリース溜まり、およびグリース溜まり形成部品と外輪の軌道面の形成された周面との間で形成された隙間の全周にグリースを封入して使用される。軸受運転中は、新グリース供給手段によるグリース溜まり内のグリース供給と、ミスト回収再供給手段によるミスト化されたグリースの再利用とが行われ、両手段の相乗効果により、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーが達成される。
【００１１】
新グリース供給手段は、前記グリース溜まり形成部品および前記隙間形成片を設けた場合、次の作用を奏する。軸受内部には初期潤滑油としてグリースを封入しておく。これにより、グリース溜まりと外輪の軌道面における転動体接触部との間がグリースで繋がる。このようにグリースが繋がると、グリース中の増稠剤の毛細管現象により基油が浸透移動する。このため、転動体接触部で潤滑油として消費された分の基油が、グリース溜まりから上記隙間を経て転動体接触部に連続的に補給される。その結果、軸受の潤滑寿命は、グリース溜まりのグリース量で決定されることになり、グリース溜まりの容量を適宜設計することで、軸受内に封入したグリースだけを使用して、メンテナンスフリーでの高速化運転、長寿命化が達成される。なお、内輪に対面して上記隙間形成片を設けた場合、回転による遠心力を受けてグリースの供給過多となり、温度上昇の原因となる恐れがあるが、外輪に対面して隙間形成片を設けると、遠心力の影響を受けずに、上記のような毛細管現象によるグリース基油の供給が行われて、僅かな潤滑油で潤滑されることになる。そのため、攪拌抵抗がなく、温度上昇が安定になる。
隙間形成片は、必ずしも全周に設けなくても良いが、全周に連続して設けることで、外因の軌道面に全周から上記の毛細管現象による基油補給が行え、潤滑性に優れたものとできる。グリース溜まりについても、全周に連続して設けた場合は、基油補給の供給性に優れたものとなる。
【００１２】
ミスト回収再供給手段は、前記回収手段および前記凝集送り手段を有するものとした場合、次の作用を奏する。グリース潤滑で軸受を運転するときに、内外輪軌道面のグリース基油等の付着油が転動体との接触によりミスト化し、軸受内で浮遊する。この浮遊するミストは、回収手段により回収され、さらに凝集送り手段により、内輪の回転による空気流や遠心力の利用によって油状に凝集させられ、内輪側より軌道面に送り返される。上記ミストは、そのままでは潤滑に供されないが、このように回収，凝集過程を経ることで、潤滑油として再利用される。そのため、グリース潤滑の長寿命化が得られる。また、従来の内輪回転で外部からグリース補給を行うものと異なり、封入されたグリースを循環使用し、僅かな潤滑油で潤滑を行うため、グリースの供給過多となって攪拌抵抗による温度上昇の原因となることがなく、回転の高速化が可能となる。
このように、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段は、共にグリス供給過多となることなく、微量潤滑による温度安定が得られる。
【００１３】
この発明において、前記凝集送り手段が、内輪の外径面における軌道面の近傍に設けられて軌道面側が大径となる段差面、およびこの段差面の小径側端に続く内輪外径面部分と、この内輪外径面部分の外周および前記段差面に隙間を介して対向する内径面および先端面を有し前記外輪に対して固定状態に設けられる凝集隙間形成体とでなるものとしても良い。
この構成の場合、回収手段で回収され凝集送り手段の隙間に導入されたミストが、凝集隙間形成体の内径面に当たりながら移動することで互いの凝集を生じる。凝集されたミストは、油状となって凝集隙間形成体の内径面に付着し、この内径面を伝わって、内輪の段差面と凝集隙間形成体の先端面とで挟まれる隙間から軸受潤滑油として軸受内に吐出される。このため、内輪軌道面への潤滑供給が可能となる。
【００１４】
この発明において、前記回収手段が、内輪の外径面に形成され軌道面側が大径となるテーパ面と、このテーパ面の外周に対向してこのテーパ面との間に環状でテーパ状断面形状のミスト回収空間を形成するミスト回収部品と、このミスト回収部品に設けられて軸受内のミスト浮遊空間からミスト回収空間に連通した連通路とでなるものとしても良い。
この構成の場合、軸受内に発生したミストが連通路を経てミスト回収空間に流入し、ミスト回収空間でのミストは、内輪テーパ面の回転によるポンピング作用でミスト回収空間の軸受内部方向へ吸い込まれて行く。このため、簡単な構成によりミスト回収が効率良く行われる。
【００１５】
この発明において、前記凝集送り手段が、内輪の外径面における軌道面の近傍に設けられて軌道面側が大径となる段差面、およびこの段差面の小径側端に続く内輪外径面部分と、この内輪外径面部分の外周および前記段差面に隙間を介して対向する内径面および先端面を有する凝集隙間形成体とでなり、前記回収手段が、内輪の外径面に形成され軌道面側が大径となるテーパ面と、このテーパ面の外周に対向してこのテーパ面との間で環状でテーパ状断面形状のミスト回収空間を形成するミスト回収部品と、このミスト回収部品に設けられて軸受内のミスト浮遊空間から前記ミスト回収空間に連通した連通路とでなり、前記凝集隙間形成体と前記ミスト回収部品を互いに一体の凝集隙間形成・ミスト回収部品としても良い。
上記凝集隙間形成体とミスト回収部品とは、それぞれ別体の部品としても良いが、互いに一体の凝集隙間形成・ミスト回収部品とすると、部品点数を削減でき、組付けの作業性も向上する。
【００１６】
この発明において、前記新グリース供給手段および前記ミスト回収再供給手段の両方またはいずれか片方が、外輪に対して軸方向に隣接して設けられて一部が外輪幅内に入るものであっても良い。
特に、新グリース供給手段が前記グリース溜まり形成部品を有するものであり、また前記ミスト回収再供給手段が前記回収手段を有するものである場合は、これら新グリース供給手段におけるグリース溜まり形成部品、およびミスト回収再供給手段における回収手段の両方またはいずれか片方が、外輪に対して軸方向に隣接して設けられて一部が外輪幅内に入るものであっても良い。
このように外輪に軸方向に隣接して設けることで、新グリース供給手段によるグリース供給作用領域や、ミスト回収再供給手段によるミスト回収作用領域を広く確保でき、それらの作用を効果的に行わせることができる。
【００１７】
この発明において、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の両方またはいずれか片方が、外輪の幅内に収まるものであっても良い。
外輪の幅内に収めるようにすると、新グリース供給手段やミスト回収再供給手段が組付けられた一体の転がり軸受として取り扱えるので、この転がり軸受の機器への組立作業性が向上する。
【００１８】
この発明において、内輪および外輪の両側に、前記新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の収容用の幅広げ部を設け、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の両方を、外輪の幅内に収めても良い。
このように新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段を共に外輪の幅内に収めると、これらの手段付きの一体の転がり軸受として取り扱えて、この転がり軸受の機器への組立作業性がより一層向上する。また、内輪および外輪は、新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段の収容用の幅広げ部を設けるため、これら新グリース供給手段およびミスト回収再供給手段を収容する空間を軸受内に十分に確保することができる。
【００１９】
この発明において、前記転がり軸受は、工作機械の主軸の支持に用いたものであっても良い。
工作機械主軸は、加工効率向上のために高速回転と、加工精度確保のための軸受発熱防止と、稼働停止時間短縮による生産性向上等のためのメンテナンスフリー化が強く望まれる。そのため、この発明の転がり軸受を用いることで、この発明における軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できるという利点が効果的に発揮される。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の転がり軸受は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在した複数の転動体を有し、前記内輪が回転側、外輪が固定側となる転がり軸受において、前記軌道面に対する軸方向の一方に、内部に溜めたグリースを前記軌道面の付近へ補給する補給する新グリース供給手段を設け、他方に、軸受内のミストを回収し凝集状態として前記軌道面付近へ戻すミスト回収再供給手段を設けたため、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図４と共に説明する。図１において、この転がり軸受は、内輪１、外輪２、および内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａ間に介在した複数の転動体３を有し、新グリース供給手段５と、ミスト回収再供給手段１５とを設けたものである。内輪１は回転側輪、外輪２は固定側輪とされる。複数の転動体３は、保持器４に保持される。この転がり軸受はグリース封入のアンギュラ玉軸受であり、その軌道面１ａ，２ａに対する軸方向の一方に新グリース供給手段５が、他方にミスト回収再供給手段１５がそれぞれ設けられる。ここでは、ミスト回収再供給手段１５が軸受背面側に設けられ、新グリース供給手段５が軸受正面側に設けられる。軸受正面側では新グリース供給手段５がシールを兼ねており、軸受正面側からのグリース漏れが防止される。軸受背面側ではミスト回収再供給手段１５がシールを兼ねており、軸受背面側からのグリース漏れが防止される。図において、新グリース供給手段５における交差したハッチングで示す部分は、グリースの充填された部分を示す。
【００２２】
新グリース供給手段５は、外輪２に接して設けられて内部にグリース溜まり８を形成したグリース溜まり形成部品６と、外輪２に設けられ前記グリース溜まり８から外輪２の軌道面２ａの付近まで連通する隙間１４を、その軌道面２ａの形成された周面に沿って形成する隙間形成片７とを有する。
【００２３】
グリース溜まり形成部品６は、内部にグリース溜まり８を形成したリング状の部品であり、外輪２の正面側の幅面に接して設けられる。この例では、グリース溜まり形成部品６は、外輪２の正面側の幅面に接して設けられる外輪位置決め間座９と、この外輪位置決め間座９の内径面に嵌合される外向き溝形のグリース溜まり形成部品本体１０とからなる。外輪位置決め間座９とグリース溜まり形成部品本体１０とで挟まれる内部空間がグリース溜まり８とされる。外輪位置決め間座９は、外輪２と反対側端の内径面に、グリース溜まり形成部品本体１０の側壁部１０ａの先端を嵌合させる係合用段差部９ａを有している。グリース溜まり形成部品本体１０は、グリース溜まり８にグリースを封入した後に上記側壁部１０ａを外輪位置決め間座９の係合用段差部９ａに係合させ、この係合用段差部９ａの内径面の止め環溝に係合する止め環（図示せず）により、外輪位置決め間座９に対して軸方向に固定される。グリース溜まり形成部品本体１０における上記側壁部１０ａの外径面と、外輪位置決め間座９における係合用段差部９ａとの間にはＯリング等の密封部品（図示せず）を設け、また外輪位置決め間座９とこれに接する外輪２との隣接部の内径面には、Ｏリング等の密封部品１３（図２）を設け、グリース漏れを防止している。
【００２４】
隙間形成片７は、外輪２の内径面２ｂ（図２）に沿って隙間１４を形成するリング状のものである。この隙間形成片７は、グリース溜まり形成部品本体１０に一体に形成されている。すなわち、グリース溜まり形成部品本体１０の軸受隣接側の側壁部１０ｂにおける外径端部から一体に延びている。
【００２５】
図２に拡大して示すように、アンギュラ玉軸受では、正面側の外輪カウンターボア部の内径面２ｂが、転動体３の組込み性から幅面側を大径とするテーパ面とされている。上記隙間形成片７は、このテーパ面２ｂに沿って所定ギャップ量δの隙間１４を形成するように、外輪軌道面２ａの付近まで延びている。この隙間１４はグリース溜まり８に連通している。隙間１４のギャップ量δは、隙間１４にグリースを充填したときにグリース状で保持される程度であれば良い。隙間形成片７の先端部７ａは、転動体３に接触させない程度に転動体３に近接させる。この先端部７ａの内径面は、転動体３側に向けて拡径する傾斜面７ａａとされている。この傾斜面７ａａは、軸受内部に封入したグリースが軸受運転時の遠心力で外輪内径部に向けて飛散するときに、その飛散グリースが隙間形成片７の先端部７ａで堆積し易くなるようにしたものである。隙間形成片７の前記傾斜面７ａａからグリース溜まり形成部品本体１０における側壁部１０ｂの外径端部に跨がる内径面７ｂは、保持器４との干渉を避けるために、外輪２の背面側内径面である保持器案内面２ｄよりも大径寸法とされている。
【００２６】
図１において、ミスト回収再供給手段１５は、運転中に軸受内に発生するグリースのミストを回収する回収手段１６と、この回収手段１６で回収されたミストを内輪１の回転による空気流を利用して凝集することで油状にし、軌道面１ａ，２ａに送る凝集送り手段１７とを備える。
【００２７】
前記回収手段１６は、内輪１の外径面に形成されたテーパ面１ｂと、このテーパ面１ｂの外周に位置してテーパ面１ｂとの間にミスト回収空間１９を形成するミスト回収部品１８と、このミスト回収部品１８に設けられて軸受内のミスト浮遊空間２１から前記ミスト回収空間１９に連通した連通路２０とで構成される。内輪１の前記テーパ面１ｂは、内輪１の軸受背面側の外径面における幅方向端部の付近に設けられ、軌道面１ａ側が大径となるように形成されている。
【００２８】
ミスト回収部品１８は、内輪１と同心状の円筒部１８ａと、この円筒部１８ａの一端部から外径側に延びる鍔状取付部１８ｂとからなる断面概形がＬ字状の部材であって、外輪２の軸受背面側の幅面に接して設けられるリング状の回収部品固定部材２２の内径面に鍔状取付部１８ｂが接着固定されることにより、外輪２に対して軸方向に並べて設けられる。回収部品固定部材２２へのミスト回収部品１８の固定は、接着以外に止め輪などで行っても良い。このミスト回収部品１８が内輪１の前記テーパ面１ｂの外周に対向して配置されることにより、テーパ面１ｂとミスト回収部品１８の内径面１８ｃとの間に、環状でテーパ状断面形状のミスト回収空間１９が形成される。
【００２９】
具体的には、ミスト回収部品１８の内径面１８ｃは、軸受から離反する端部側を小径部１８ｃａとし、この小径部１８ｃａから軸受寄りの部分が小径部１８ｃａに対して段差をなす大径部１８ｃｂとされる。前記ミスト回収空間１９は、内輪１のテーパ面１ｂと、内輪１の軸受背面側の幅面に接する内輪間座２３の外径面２３ａと、ミスト回収部品１８の内径面大径部１８ｃｂとで囲まれた空間である。ミスト回収部品１８の内径面大径部１８ｃｂの粗度はＲａ２〜７程度で良い。これにより、ミスト回収部品１８として、旋削加工品や鋼板によるプレス加工品、あるいは樹脂製の成形加工品を用いることができる。前記テーパ面１ｂの軸方向に対する傾斜角度α（図３）は、例えばα＝５〜１５°とされる。      
【００３０】
前記凝集送り手段１７は、内輪１の外径面における軌道面１ａの近傍に設けられた段差面１ｃと、この段差面１ｃの小径側端から前記テーパ面１ｂへと続く外径面部分１ｄと、凝集隙間形成体２９とでなる。凝集隙間形成体２９は、内輪外径面部分１ｄの外周および前記段差面１ｃにそれぞれ隙間δ，Ｃを介して対向する内径面１８ｃｃおよび先端面１８ｄを有し、外輪１と共に固定状態に設けられるものであり、ミスト回収部品１８の円筒部１８ａの先端側へ続く部分により構成される。前記凝集隙間形成体２９とミスト回収部品１８とで、凝集隙間形成・ミスト回収部品３０が構成される。前記段差面１ｃは、軸受背面側で軌道面１ａに続き、軌道面１ａ側が大径となる面であり、転動体３の幅内の部分、つまり転動体３の直下に設けられる。凝集送り手段１７の隙間δ，Ｃのすきま量は、例えばδ＝０．１５〜０．３mm、Ｃ＝０．２〜０．４mmとされる。
【００３１】
凝集隙間形成体２９における内輪段差面１ｃに対向する先端部の外径面には、付着グリースＧが転動体３に接触可能なようにグリースＧを付着状態に保持するテーパ面状のグリース付着保持面１８ｅａが設けられている。前記ミスト回収部品１８の円筒部１８ａは、外径面における軸受内の進入部分の略全体がテーパ面１８ｅとされていて、前記グリース付着保持面１８ｅａは、そのテーパ面１８ｅの一部からなる。円筒部１８ａの外周のテーパ面１８ｅは、凝集送り手段１７によって凝集された油状のミストを効率良くミスト回収空間１９に導く役割を担う。
【００３２】
ミスト回収部品１８の円筒部１８ａにおけるテーパ面１８ｅに続き軸受から離反する側の外径面は、内径側に凹陥した凹陥部１８ｆとされ、この凹陥部１８ｆから内径面大径部１８ｃｂに貫通して前記連通路２０が形成されている。連通路２０は、ミスト回収部品１８の円周方向の複数箇所に形成された内外に貫通する貫通孔からなる。ミスト回収部品１８の前記凹陥部１８ｆ、鍔状取付部１８ｂ、および回収部品固定部材２２で囲まれる空間は、軸受内のミスト浮遊空間２１に連続する空間であって、前記ミスト回収空間１９の前段の回収空間である前段ミスト回収空間２４を構成する。
【００３３】
上記構成の転がり軸受によると、新グリース供給手段５によるグリース溜まり８内のグリース供給と、ミスト回収再供給手段１５によるミスト化されたグリースの再利用とが行われ、両手段５，１５の相乗効果により、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーが達成される。上記新グリース供給手段５の作用と、ミスト回収再供給手段１５の具体的な作用を以下に説明する。
【００３４】
（新グリース供給手段５の作用）
軸受組立時に、グリース溜まり８および隙間１４にはグリースを充填しておく。また、軸受内へは初期潤滑用としてのグリースを封入しておく。軸受を運転することで、軸受内に封入したグリースは遠心力で飛散し、一部が外輪軌道面２ａおよび隙間形成片７の先端部７ａに堆積する。ここにグリースが堆積することで、グリース溜まり８と外輪軌道面２ａの転動体接触部２ａａ（図２）とが連通する。すなわち、グリース溜まり８と外輪軌道面２ａの転動体接触部２ａａとの間はグリースで繋がる。このため、グリース中の基油が増稠剤の毛細管現象により浸透移動し、転動体接触部２ａａで潤滑油として消費された分の基油が、グリース溜まり８から隙間１４を経て転動体接触部２ａａに連続的に補給される。このことから、この軸受の潤滑寿命は、転動体接触部２ａａでのグリース消費量と、グリース溜まり８でのグリース溜まり容量とで決定されることになる。
【００３５】
このように、外輪軌道面２ａの転動体接触部２ａａで潤滑油として消費された分のグリース基油が、連続的に、しかも軸受全周から供給される。また、軸受の潤滑寿命はグリース溜まり８のグリース量で決定されるため、要求寿命に対応したグリース溜まり容量を設計することで、メンテナンスフリーでの高速運転長寿命化が可能となる。
【００３６】
この実施形態の転がり軸受における新グリース供給手段５によって得られる特長をまとめると、次の通りである。
1)メンテナンフリーで使用可能。
2)毛細管現象を利用した潤滑油供給であるため、消費された分が連続的に補給され、高速化が図れる。
3)要求寿命に応じたグリース溜まり８が設計可能となる。
4)グリース潤滑でエアオイル潤滑の回転領域まで高速化が図れ、エアオイル潤滑をこの潤滑方法に置き換えることで、コストの低減、騒音低減、省エネに効果が期待できる。
【００３７】
（ミスト回収再供給手段１５の作用）
グリース封入された軸受の内輪１が回転すると、内外輪１，２の軌道面１ａ，２ａでは、転走する転動体３との接触でグリース中の基油の一部がミスト化して軸受内のミスト浮遊空間２１に浮遊する。このようにして発生したミストは、転動体３の公転による気流により、軸受内で回転しながら図１中の矢印方向に移動し、回収部品固定部材２２とミスト回収部品１８とで囲まれて構成される前段ミスト回収空間２４に流入する。前段ミスト回収空間２４とミスト回収空間１９とは連通路２０で連通しているので、両空間２４，１９の圧力差により前段ミスト回収空間２４のミストはさらにミスト回収空間１９に流入する。
【００３８】
ミスト回収空間１９内のミストは、内輪テーパ面１ｂの回転によるポンピング作用で、図４に拡大して示すようにミスト回収空間１９の軸受内部方向に加速されながら吸い込まれて行く。このように、ミスト浮遊空間２１に浮遊するミストを、簡単な回収手段１６の構成により効率良く回収することができる。その結果、内輪外径面部分１ｄに対向するミスト回収部品１８の内径面大径部８ｃｂにミストがぶつかりながら移動して、ミストの凝集が生じる。
【００３９】
凝集されたミストは油状となって内径面大径部１８ｃｂに付着する。付着した油は、隙間δの空気流により軸受内部方向に移動し、ミスト回収部品１８の円筒部１８ａ先端の隙間Ｃより軸受潤滑油として軸受内に吐出される。
なお、このようなミストの動きを促す構成として、内輪１の外径面は、段差面１ｃの小径端から幅面側にわたってテーパ面１ｂを形成し、途中の円筒面状の外径面部分１ｄを省略しても良い。この場合、上記凝集隙間δは、テーパ状のミスト回収空間１９の先端部からなる。
【００４０】
径方向の吐出隙間Ｃを構成する内輪段差面１ｃは、内輪１の軌道面１ａに続き転動体３の幅内に設けられているので、内輪軌道面１ａへの油吐出がより効果的に行われる。ここでは、軸受内への油吐出を確実に行うため、図３および図４に交差したハッチングで示すように、凝集隙間形成体２９の外径面からなるテーパ面状のグリース付着保持面１８ｅａの全周にグリースＧを付着させ、油吐出部の実隙間Ｃを小さくしている。ミスト回収部品１８の外径面へのグリース付着は、グリースの初期封入状態で運転することで生じる堆積によるものとしても良い。
【００４１】
このように、この転がり軸受におけるミスト回収再供給手段１５の潤滑作用では、グリース潤滑において運転中に生じる基油ミストを回収再利用するので、潤滑寿命の延長が可能となる。また、従来の内輪回転で外部からグリース補給を行うものと異なり、封入されたグリースを循環使用し、僅かな潤滑油で潤滑を行うため、グリースの供給過多となって攪拌抵抗による温度上昇の原因となることがなく、回転の高速化が可能となる。
【００４２】
このように、この転がり軸受では、上記した新グリース供給手段５とミスト回収再供給手段１５の両作用により、軸受内に封入したグリースだけを使用して高速化と長寿命化、メンテナンスフリーを達成できる。また、これら新グリース供給手段５とミスト回収再供給手段１５とは、いずれもグリス供給過多となることなく、微量潤滑による温度安定が得られる。
【００４３】
また、この実施形態では、新グリース供給手段５におけるグリース溜まり形成部品６、および前記ミスト回収再供給手段１５における回収手段１６の両方が外輪２に対して軸方向に隣接して設けられているので、外輪幅内に収める場合に比べて、新グリース供給手段５によるグリース供給作用領域や、ミスト回収再供給手段１５によるミスト回収作用領域を広く確保でき、それらの作用を効果的に行わせることができる。グリース溜まり形成部品６および回収手段１６のいずれか片方だけが、外輪２に対して軸方向に隣接して設けられる場合も、その作用領域を広く確保することができる。
【００４４】
図５は、上記実施形態のころがり軸受を用いた工作機械用スピンドル装置の例を示す。この工作機械用スピンドル装置では、上記転がり軸受の２個を、背面組み合わせとして用いている。２個の転がり軸受３３，３４は、ハウジング３２内で主軸３１の両端を回転自在に支持する。各転がり軸受３３，３４の内輪１は、内輪位置決め間座３６および内輪間座３７により位置決めされ、内輪固定ナット３９により主軸３１に締め付け固定されている。外輪２は、外輪位置決め間座９、外輪間座４０および外輪押え蓋４１，４２によりハウジング３２内に位置決め固定されている。ハウジング３２は、ハウジング内筒３２Ａとハウジング外筒３２Ｂとを嵌合させたものであり、その嵌合部に、冷却のための通油溝４３が設けられている。
【００４５】
主軸３１は、その前側の端部３１ａ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３１ｂは、モータ等の駆動源が回転伝達機構（図示せず）を介して連結される。モータは、ハウジング３２に内蔵しても良い。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。
【００４６】
この構成のスピンドル装置によると、この実施形態の転がり軸受３３，３４における高速化、長寿命化、メンテナンスフリー化の作用が、効果的に発揮される。
【００４７】
図６は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態は図１〜図４の実施形態の転がり軸受の潤滑構造において、内輪１の外径面部分１ｄとで凝集送り手段１７の隙間δを構成する凝集隙間形成体２９の内径面１８ｃｃに、円周方向に延びる油溜まり溝２６を設けたものである。その他の構成は図１〜図４の実施形態の場合と同様である。
【００４８】
この実施形態では、ミスト回収空間１９から凝集送り手段１７の隙間δに移動したミストの凝集油が前記油溜まり溝２６に一旦溜められるので、隙間Ｃから吐出される油滴が大きくなり、ミスト凝集油を潤滑油として軸受内に確実に供給できる。このほか、ミスト凝集油を確実に軸受内に供給する手段として、ミスト回収部品１８の内径面大径部１８ｃｂおよび凝集隙間形成体２９の内径面１８ｃｃの少なくとも片方に撥油剤を塗布し、凝集油の付着性を悪くすることで、軸受内への油供給を良好にしても良い。
【００４９】
図７は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は図１〜図４の実施形態の転がり軸受の潤滑構造において、新グリース供給手段５を構成する隙間形成片７と一体のグリース溜まり形成部品６Ａ、およびミスト回収再供給手段１５を構成するミスト回収部品１８を、外輪２の内径面に固定することにより、これらの両部品６，１８を軸受内に組み込んだものである。すなわち、新グリース供給手段５は、外輪２の内径面２ｅにグリース溜まり形成部品６Ａを配置することで、内外輪１，２間の軸受空間の内部にグリース溜まり８を形成している。この例では、図１〜図４の例の外輪位置決め間座９はグリース溜まり形成部品６Ａの構成部品とされず、図１〜図４の例におけるグリース溜まり形成部品本体１０に相当する単独の部品でグリース溜まり形成部品６Ａが構成されている。グリース溜まり形成部品６Ａは、外向き溝形の断面形状とされ、隙間形成片７が一体に設けられている。隙間形成片７およびこの隙間成形片７と外輪内径面２ｂとで構成される隙間１４、およびその他の構成は図１〜図４の実施形態の場合と同様である。
【００５０】
この実施形態では、新グリース供給手段５のグリース溜まり８や、ミスト回収再供給手段１５のミスト回収空間１９が小さくなるものの、グリース溜まり形成部品６Ａを固定する外輪位置決め間座９や、ミスト回収部品１８を固定する回収部品固定部材２２を省略できるので、部品点数を低減できて転がり軸受の機器への組立作業性も向上する。
【００５１】
図８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態も図７の実施形態と同様に、新グリース供給手段５を構成する隙間形成片７と一体のグリース溜まり形成部品６Ａ、およびミスト回収再供給手段１５を構成するミスト回収部品１８を、外輪２の内径面に固定することにより、これらの両部品６Ａ，１８を軸受内に組み込んだものである。
【００５２】
特に、この実施形態では、外輪２の軌道面２ａの中心から軸受背面側の幅面までの長さよりも、グリース溜まり形成部品６Ａの配置側である軸受正面側の幅面までの長さを長くし、この長くした部分の外輪内径面２ｅに、グリース溜まり形成部品６Ａを嵌合している。この場合に、内外輪１，２は同一幅寸法であり、規格寸法よりも幅寸法を大きくしており、その外輪２の幅寸法を増加した部分の内径面２ｅに、上記のようにグリース溜まり形成部品６Ａを嵌合させている。内外輪１，２の幅寸法を長くした上記部分１Ａ，２Ａは新グリース供給手段５の収容用の幅広げ部となる。
【００５３】
外輪２の軌道面２ａに続く内径面２ｂの部分は、図１〜図４等に示すアンギュラ玉軸受と同じく、転動体３の組込性を考慮してテーパ面とされており、このテーパ面の内径面２ｂに続く円筒面状とした内径面２ｅに、グリース溜まり形成部品６Ａを嵌合している。この内径面２ｅとグリース溜まり形成部品６Ａとで挟まれる内部空間が、グリース溜まり８とされる。
グリース溜まり形成部品６Ａにおける側壁部６ｂの外径端部に隙間形成片７が一体に形成され、この隙間形成片７が外輪２の内径面２ｂに沿って軌道面２ａの近くまで延ばされて隙間１４が形成されること、およびその隙間１４のギャップ量については、図１〜図４の実施形態の場合と同様である。
グリース溜まり形成部品６Ａの軸受外側の側壁部６ａは外輪内径面２ｅに形成された係合用段差部２ｆに係合させ、この係合用段差部２ｆの内径面の止め環溝に係合する止め環２５により軸方向に固定してある。
【００５４】
内輪１の幅寸法増加部分における内径面は、軌道面１ａに隣接する内径面１ｂの部分よりも段差を持って小径とした小径面部１ｅとされる。この小径面部１ｅ側にグリース溜まり形成部品６Ａの内径部を張り出させることで、グリース溜まり８を広く確保している。      
【００５５】
また、ミスト回収部品８の配置側である軸受背面側の幅面までの長さも規格寸法よりも長くして、この長くした部分の外輪内径面２ｇにミスト回収部品１８の鍔状取付部１８ｂを嵌合させ、止め輪２７等で軸方向の位置決めを図っている。この場合に、隙間δを構成する内輪外径面部分１ｄよりも小径の外径面部分１ｆがテーパ面１ｂから続けて幅面まで形成される。したがって、ミスト回収空間１９は、内輪１のテーパ面１ｂおよび外径面部分１ｆと、ミスト回収部品１８の内径面大径部１８ｃｂで囲まれて構成される。内外輪１，２の幅寸法を長くした上記部分１Ｂ，２Ｂはミスト回収再供給手段１５の収容用の幅広げ部となる。
【００５６】
図９，図１０は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は図１〜図４に示す実施形態の潤滑構造を円筒ころ軸受に適用したものであり、内輪段差面１ｃは内輪１の鍔１ｇに設けられている。また、その段差面１ｃは、転動体３を保持する保持器４の幅内の位置に設けられている。さらに、ミスト回収部品８の円筒部８ａ先端側の外径面には保持器４との干渉を避ける段差面１８ｇが形成されている。その他の構成は図１〜図４の実施形態の場合と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかる転がり軸受の断面図である。
【図２】同転がり軸受における新グリース供給手段の一部の拡大断面図である。
【図３】同転がり軸受におけるミスト回収再供給手段の一部の拡大断面図である。
【図４】同転がり軸受における新グリース供給手段の動作説明図である。
【図５】同転がり軸受を用いた工作機械用スピンドル装置の断面図である。
【図６】この発明の他の実施形態にかかる転がり軸受におけるミスト回収再供給手段の一部の拡大断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態にかか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かか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かかる転がり軸受の断面図である。
【図１０】同転がり軸受におけるミスト回収再供給手段の一部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１…内輪
１ａ…軌道面
１ｂ…テーパ面
１ｃ…段差面
１ｄ…外径面部分
２…外輪
２ａ…軌道面
３…転動体
５…新グリース供給手段
６，６Ａ…グリース溜まり形成部品
７…隙間形成片
８…グリース溜まり
１４…隙間
１５…ミスト回収再供給手段
１６…回収手段
１７…凝集送り手段
１８…ミスト回収部品
１８ｃ…内径面
１８ｄ…先端面
１９…ミスト回収空間
２０…連通路
２１…ミスト浮遊空間
２９…凝集隙間形成体
３０…凝集隙間形成・ミスト回収部品
１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ…幅広げ部
δ，Ｃ…隙間
【図１】
2005221042.tif 000003
【図２】
2005221042.tif 000004
【図３】
2005221042.tif 000005
【図４】
2005221042.tif 000006
【図５】
2005221042.tif 000007
【図６】
2005221042.tif 000008
【図７】
2005221042.tif 000009
【図８】
2005221042.tif 000010
【図９】
2005221042.tif 000011
【図１０】
2005221042.tif 000012