(57)【要約】【課題】  油潤滑で使用するアンギュラ玉軸受において、保持器と外輪間での潤滑油の排出を良くし、発熱を抑制することのできるアンギュラ玉軸受を提供する。【解決手段】  このアンギュラ玉軸受１は、外輪３の軌道面３ａよりも背面側の内径面における軌道面３ａに隣接する肩部Ａを、外輪端面側が大径となるテーパ状面３ｂに形成したものである。これにより、外輪３の背面側での保持器５との間の隙間ａを大きくし、この隙間ａから潤滑油が排出され易くしている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転動体を保持する保持器を有するアンギュラ玉軸受において、外輪の軌道面よりも背面側の内径面における軌道面に隣接する肩部を、外輪端面側が大径となるテーパ状面に形成したことを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項２】
転動体を保持する保持器を有するアンギュラ玉軸受において、前記保持器の外径面におけるポケット幅よりも外輪背面側の部分を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面に形成したことを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項３】
転動体を保持する保持器を有するアンギュラ玉軸受において、外輪の軌道面よりも背面側の内径面における軌道面に隣接する肩部を、外輪端面側が大径となるテーパ状面に形成し、前記保持器の外径面におけるポケット幅よりも外輪背面側の部分を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面に形成したことを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項において、工作機械の主軸を支持する軸受に用いられるアンギュラ玉軸受。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のアンギュラ玉軸受と、このアンギュラ玉軸受における内輪の外径面へ潤滑油を供給する潤滑油供給ノズルとを備えたノズル付アンギュラ玉軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械の主軸等の支持に用いられるアンギュラ玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
油潤滑のアンギュラ玉軸受では、例えば図１１のように、内輪３２から保持器３５と転動体３４の隙間に入った潤滑油は、矢印で示すように遠心力により保持器３５と外輪３３の間を通過して軸受の側面側に排出される。
このようなアンギュラ玉軸受において、潤滑油の流入性を向上させるために、保持器３５の内径面を、図示の例とは逆に、転動体３４に向かうにつれて大径となるように傾斜させ、この傾斜面に付着した潤滑油を遠心力で転動体３４側へ移動させるようにしたものが提案さている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−９９１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アンギュラ玉軸受を油潤滑で使用する場合、潤滑油の攪拌に起因する軸受の発熱を抑制する必要がある。上記提案例のものは、潤滑油の流入性は向上するが、出口である保持器３５と外輪３３間の隙間は、図１１の例と同じく小さい。そのため、潤滑油の排出性が悪く、軸受の内部に潤滑油が溜まって攪拌され、これにより発熱が大きくなる。
【０００４】
この発明の目的は、油潤滑とするアンギュラ玉軸受において、保持器と外輪間での潤滑油の排出を良くし、これにより攪拌による発熱を抑制することのできるアンギュラ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】
【０００５】
この発明のアンギュラ玉軸受は、転動体を保持する保持器を有するアンギュラ玉軸受において、外輪の軌道面よりも背面側の内径面における軌道面に隣接する肩部を、外輪端面側が大径となるテーパ状面に形成したことを特徴とする。
この構成によると、外輪の背面側の内径面における軌道面に隣接する肩部を、外輪端面側が大径となるテーパ状面に形成したため、隙間の得難い外輪の背面側での外輪と保持器との間の隙間が大きくでき、この隙間から潤滑油が排出され易くなる。このため、軸受内部に溜まって攪拌される油量を少なくでき、油の攪拌に起因する発熱を抑えることができる。
【０００６】
この発明の他のアンギュラ玉軸受は、転動体を保持する保持器を有するアンギュラ玉軸受において、前記保持器の外径面におけるポケット幅よりも外輪背面側の部分を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面に形成したことを特徴とする。
この構成によると、保持器の外径面における外輪背面側の部分を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面に形成したため、保持器外径面の幅方向の中央部分の外径を小さくして、外輪の背面側での外輪と保持器との間の隙間を大きくできる。そのため、この隙間から潤滑油が排出され易くなり、軸受内部に溜まって攪拌される油量を少なくできて、油の攪拌に起因する発熱を抑えることができる。
【０００７】
この発明のさらに他のアンギュラ玉軸受は、転動体を保持する保持器を有するアンギュラ玉軸受において、外輪の軌道面よりも背面側の内径面における軌道面に隣接する肩部を、外輪端面側が大径となるテーパ状面に形成し、前記保持器の外径面におけるポケット幅よりも外輪背面側の部分を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面に形成したことを特徴とする。
この構成によると、外輪の背面側の内径面における軌道面に隣接する肩部を、外輪端面側が大径となるテーパ状面に形成したため、外輪の背面側での外輪と保持器との間の隙間が大きくできる。この構成において、保持器の外径面における外輪背面側の部分を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面に形成したため、背面側における外輪内径面と保持器外径面とが共に同じ傾斜方向のテーパ状面で対向することになる。このため、保持器の外径を大きくして保持器の剛性を確保しながら、外輪と保持器との隙間を大きくし、この隙間からの潤滑油の排出性を改善することができる。したがって、油の攪拌に起因する発熱を抑え、かつ保持器剛性を確保することができる。
【０００８】
これらの発明において、そのアンギュラ玉軸受は、工作機械の主軸を支持する軸受に用いられるものであっても良い。
工作機械の主軸では、加工能率の向上のために高速回転が要望され、また加工精度の向上のために、軸受の発熱は極力抑制する必要がある。そのため、この発明のアンギュラ玉軸受における発熱抑制効果が効果的に発揮され、発熱を防止しながら、主軸の高速回転が可能となる。
【０００９】
この発明のノズル付アンギュラ玉軸受装置は、上述したいずれかの発明のアンギュラ玉軸受と、このアンギュラ玉軸受における内輪の外径面へ潤滑油を供給する潤滑油供給ノズルとを備えたものである。潤滑油供給ノズルは、軸受の背面側に設けても、また正面側に設けても良い。
この構成によると、潤滑油供給ノズルから供給される潤滑油がアンギュラ玉軸受の内輪の外径面に吹き付けられて効率良く潤滑油が軸受内に供給され、また、この発明の上記の作用によって軸受からの潤滑油の排出も良くなるので、油の攪拌に起因する発熱も抑えながら、軸受の潤滑性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のアンギュラ玉軸受は、外輪の軌道面よりも背面側の内径面における軌道面に隣接する肩部を、外輪端面側が大径となるテーパ状面に形成したため、油潤滑で使用するときに、保持器と外輪間での潤滑油の排出が良くなり、軸受の発熱を抑制することができる。
この発明の他のアンギュラ玉軸受は、保持器の外径面における外輪背面側の部分を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面に形成したため、背面側における外輪内径面と保持器外径面との隙間を大きくできて、油潤滑で使用するときに、保持器と外輪間での潤滑油の排出が良くなり、軸受の発熱を抑制することができる。
この発明のさらに他のアンギュラ玉軸受は、外輪の軌道面よりも背面側の内径面における軌道面に隣接する肩部を、外輪端面側が大径となるテーパ状面に形成し、かつ保持器の外径面における外輪背面側の部分を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面に形成したため、保持器の剛性を確保しながら、保持器と外輪間での潤滑油の排出を向上させ、軸受の発熱を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。このアンギュラ玉軸受１は、転動体４を保持する保持器５を有し、保持器５のポケット５ａ内に保持される複数の転動体４を、内輪２と外輪３の軌道面２ａ，３ａ間に介在させたものである。転動体４はボールからなる。外輪３において、その軌道面３ａよりも背面側の内径面は、その全体を外輪端面側が大径となるテーパ状面３ｂに形成している。なお、外輪３の背面側の内径面は、少なくとも軌道面３ａに隣接する肩部Ａ、つまり軌道面３ａの近傍部分が、外輪端面側が大径となるテーパ状面３ｂとされていれば良く、必ずしも全体がテーパ状面３ｂとされていなくても良い。図２では、従来例と比較するために、上記テーパ状面３ｂに対応する従来例の外輪内径面を２点鎖線で示している。従来例では、外輪内径面の端部付近はテーパ面とされているが、肩部Ａ′は円筒状面とされている。
【００１２】
この構成のアンギュラ玉軸受１によると、油潤滑で使用する場合に、外輪３における内径面の肩部Ａを外輪端面側が大径となるテーパ状面３ｂに形成したので、図２に２点鎖線で示す従来例と比較してわかるように、外輪３の背面側での保持器５との間の隙間ａが大きくなる。このため、軸受内に流入した潤滑油が隙間ａから排出され易くなり、したがって軸受内部に溜まって攪拌される油量を少なくでき、油の攪拌に起因する発熱を抑えることができる。
【００１３】
図３はこの発明の他の実施形態を示す。この実施形態のノズル付アンギュラ玉軸受装置６は、図１の実施形態のアンギュラ玉軸受１と、このアンギュラ玉軸受１における内輪２の外径面へ潤滑油を供給する潤滑油供給ノズル７とを備える。潤滑油供給ノズル７は、アンギュラ玉軸受１の外輪３を取付けたハウジング（図示せず）の内径面に、アンギュラ玉軸受１に隣接して取付けられる。潤滑油供給ノズル７は、内輪２の軸受背面側（すなわち内輪正面側）の外径面に対面して吐出口８ａが開口する吐出孔８が設けられている。吐出孔８は潤滑油供給ノズル７の円周方向の１か所または複数箇所に設けられる。吐出孔８の入口は、潤滑油供給ノズル７からハウジングにわたって設けられた給油路９に連通して、潤滑油の供給源（図示せず）に接続されている。
【００１４】
この構成のノズル付アンギュラ玉軸受装置６によると、潤滑油供給ノズル７から供給される潤滑油がアンギュラ玉軸受の内輪２の外径面に吹き付けられて軸受内部に効率良く供給される。上記のように、外輪３の背面側の内径面をテーパ状面３ｂとしたことで、外輪３と保持器５との間の隙間ａからの潤滑油の排出も良くなるので、油の攪拌に起因する発熱を抑えながら、潤滑性の向上が図れる。
【００１５】
図４は、図１のアンギュラ玉軸受１を用いたスピンドル装置１０を示す。このスピンドル装置１０は工作機械に応用されるものであり、主軸１５の端部１５ａに工具またはワークのチャックが取付けられる。主軸１５は、軸方向に離れた複数のアンギュラ玉軸受１により支持されており、これらのアンギュラ玉軸受１に隣接して図３の潤滑油供給ノズル７が設けられている。各アンギュラ玉軸受１の内輪２は主軸１５の外径面に嵌合し、外輪３はハウジング１１の内径面に嵌合している。これら内外輪２，３は、内輪押さえ２５および外輪押さえ２６により、ハウジング１１内に固定されている。ハウジング１１は、内周ハウジング１１Ａと外周ハウジング１１Ｂの二重構造とされ、内外のハウジング１１Ａ，１１Ｂ間に冷却媒体流路１６が形成されている。内周ハウジング１１Ａは、前記給油路９（図３）およびその供給口９ａが設けられている。ハウジング１１は支持台１７に設置され、ボルト１８で固定されている。また、ハウジング１１には、内径面におけるアンギュラ玉軸受１の設置部付近に排油溝２２が設けられ、この排油溝２２から外部に開放される排油路２３が設けられる。
【００１６】
このように、発熱抑制効果に優れた上記構成のアンギュラ玉軸受１を、工作機械のスピンドル装置１０の主軸１５の支持に用いることにより、発熱による加工精度の低下を招くことなく、主軸１５の高速回転が可能となる。
【００１７】
図５および図６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このアンギュラ玉軸受１Ａは、第１の実施形態のアンギュラ玉軸受１（図１）において、外輪３の内径面における肩部Ａをテーパ状面３ｂに形成していたのに代えて、保持器５の外径面におけるポケット幅よりも外輪背面側の部分Ｂ１および外面正面側の部分Ｂ２を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面５ｂ，５ｃとしたものである。上記ポケット幅は、保持器５におけるポケット５ａのある幅の部分を言う。このようにテーパ状面５ｂ，５ｃを形成することで、保持器５は、外径面の幅方向の中央部が緩やかに凹陥した断面形状となるように形成されている。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。図６では、従来例と比較するために、従来例の保持器外径面Ｂ’を２点鎖線で示している。
【００１８】
この構成のアンギュラ玉軸受１Ａは、油潤滑で使用する場合に、保持器外径面の外輪背面側の部分Ｂ１が、端部側が大径となるテーパ状面５ｂに形成されているので、保持器外径面の中央部分の外径を小さくすることで、外輪３の背面側での保持器５との間の隙間ａが従来例の場合に比べて大きくできる。そのため、この隙間ａから潤滑油が排出され易くなり、軸受内部に溜まって攪拌される油量を少なくできて、油の攪拌に起因する発熱を抑えることができる。
【００１９】
図７および図８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このアンギュラ玉軸受１Ｂは、第１の実施形態のアンギュラ玉軸受１において、保持器５の外径面におけるポケット幅よりも外輪背面側の部分Ｂ１および外輪正面側の部分Ｂ２を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面５ｂ，５ｃとしたものである。このようにテーパ状面５ｂ，５ｃとすることで、保持器５は、外径面の幅方向の中央部が、緩やかに凹陥する断面形状となるるように形成されている。すなわち、外輪３の内径面における肩部Ａ（図１）をテーパ状面３ｂに形成し、かつ保持器５の外径面部分Ｂ１，部分Ｂ２を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面５ｂ，５ｃに形成している。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。図８では、従来例と比較するために、上記テーパ状面３ｂ，５ｂ，５ｃの部分に対応する従来例の外輪内径面肩部Ａ’および保持器外径面Ｂ’を２点鎖線で示している。
【００２０】
この構成のアンギュラ玉軸受１Ｂは、外輪３の背面側の内径面における軌道面に隣接する肩部Ａを、外輪端面側が大径となるテーパ状面に形成したため、外輪３の背面側での外輪３と保持器５との間の隙間ａが大きくできる。この構成において、保持器５の外径面における外輪背面側の部分Ｂ１を、幅方向の端部側が大径となるテーパ状面に形成したため、背面側における外輪内径面と保持器外径面とが、共に同じ傾斜方向のテーパ状面３ｂ，５ｂで対向することになる。このため、保持器５の外径を大きくして保持器５の剛性を確保しながら、外輪３と保持器５との隙間ａを大きくし、この隙間ａからの潤滑油が排出性を改善することができる。したがって、油の攪拌に起因する発熱を抑え、かつ保持器剛性を確保することができる。
【００２１】
図９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このアンギュラ玉軸受１Ｃは、第１の実施形態のアンギュラ玉軸受１において、内輪２の軌道面２ａよりも軸受正面側（内輪背面側）の外径面を、内輪端面側が小径となるテーパ状面２ｂに形成している。このテーパ状面２ｂは、軌道面２ａよりも軸受正面側の内輪外径面の全体に設けても良いが、この例では軌道面２ａに隣接する肩部Ｃを円筒状に残し、残りの外径面部分をテーパ状面としている。
【００２２】
このように、内輪２の外径面をテーパ状面２ｂに形成した場合は、軸受正面側から潤滑油を供給した場合に、潤滑油の軸受内への流入性が向上する。そのため、外輪３の内径面における肩部Ａをテーパ状面３ｂに形成して潤滑油の排出性を向上させたことと相まって、潤滑性をさらに向上させることができる。その他の構成，効果は第１の実施形態の場合と同じである。
【００２３】
図１０（Ａ）は、参考提案例を示す。このアンギュラ玉軸受１Ｄは、図９の実施形態のアンギュラ玉軸受１Ｃにおいて、外輪３の内径面における肩部Ａを、テーパ状面３ｂに形成した形状に代えて円筒状面とし、この内径面における外輪端部側の部分をテーパ状面としたものである。すなわち、外輪３については図１１に示した従来例と同じ形状とし、内輪２の軌道面２ａよりも軸受正面側（内輪背面側）の外径面を、内輪端面側が小径となるテーパ状面２ｂに形成したものである。その他の構成は図９の実施形態の場合と同じである。
【００２４】
この構成のアンギュラ玉軸受１Ｄでは、内輪２の軸受正面側の外径面をテーパ状面２ｂに形成しているので、軸受正面側での保持器５の内径面と内輪外径面のテーパ状面２ｂとの間の隙間ｂが大きくなる。そのため、図３に示すような潤滑油供給ノズル７を軸受正面側に隣接して配置しても、潤滑油供給ノズル７から供給される潤滑油を軸受内部に十分に給油できる。また、内輪２の負荷側となる軸受正面側（内輪背面側）における溝肩部の強度も十分確保できる。
【００２５】
図１０（Ｂ）に示す一般的な保持器付アンギュラ玉軸受３１と比較する。同図のような一般的なアンギュラ玉軸受３１においては、内輪３２の軸受背面側（内輪正面側）は非負荷側であるため内輪外径を小さくすることができるが、内輪３２の軸受正面側は負荷側であることから、溝肩寸法を確保するために内輪外径が大きく設定される。このため、軸受正面側においては、保持器３５の内径面と内輪３２の外径面との間の隙間ｂが軸受背面側（隙間ｃ）に比べて小さくなり、軸受正面側からのノズル給油では軸受内部に十分に給油できない。このような課題を、同図（Ａ）の内輪外径面のテーハ状面２ｂで解消することができる。
【００２６】
なお、図３では、図１のアンギュラ玉軸受１に隣接して潤滑油供給ノズル７を配置したノズル付アンギュラ玉軸受装置６の例について示したが、図５〜図９に示した各アンギュラ玉軸受１Ａ〜１Ｃに隣接して潤滑油供給ノズル７を配置してノズル付アンギュラ玉軸受装置を構成しても良い。
また、図４では、図１のアンギュラ玉軸１を潤滑油供給ノズル７と共に組み込んだスピンドル装置１０の例について示したが、図５〜図９に示したアンギュラ玉軸受１Ａ〜１Ｃを潤滑油供給ノズル７と共に組み込んだ構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかるアンギュラ玉軸受を示す断面図である。
【図２】同軸受を従来のアンギュラ玉軸受と比較して示す部分拡大断面図である。
【図３】この発明の他の実施形態にかかるノズル付アンギュラ玉軸受装置を示す断面図である。
【図４】図１のアンギュラ玉軸受を用いたスピンドル装置を示す断面図である。
【図５】この発明の他の実施形態にかかるアンギュラ玉軸受を示す断面図である。
【図６】同軸受を従来のアンギュラ玉軸受と比較して示す部分拡大断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態にかかるアンギュラ玉軸受を示す断面図である。
【図８】同軸受を従来のアンギュラ玉軸受と比較して示す部分拡大断面図である。
【図９】この発明のさらに他の実施形態にかかるアンギュラ玉軸受を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は参考提案例にかかるアンギュラ玉軸受を示す断面図、（Ｂ）は従来例の断面図である。
【図１１】従来のアンギュラ玉軸受内での潤滑油の給排流路を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１，１Ａ〜１Ｃ…アンギュラ玉軸受
２…内輪
３…外輪
３ａ…軌道面
３ｂ…テーパ状面
４…転動体
５…保持器
５ｂ…テーパ状面
６…ノズル付アンギュラ玉軸受装置
７…潤滑油供給ノズル
１５…主軸
Ａ…外輪内径面の肩部
Ｂ１…保持器外径面の肩部                                                      
【図１】
2005164005.tif 000003
【図２】
2005164005.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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