(57)【要約】【課題】グリース封入量を多くして長寿命化を図る。【解決手段】内輪１と、外輪２と、複数の玉３と、保持器４と、外輪２の軸方向両端部に形成されたシール溝５、６に嵌合されたシール部材７、８と、を備えるシール付きアンギュラ玉軸受であって、内輪の内径寸法をｄ、外輪の外径寸法をＤとすると、軸受の軸方向断面寸法Ｘ、前記軸受の径方向断面寸法（Ｄ−ｄ）／２、玉径Ｄａとの関係が、１．２≦（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝≦１．４である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された複数の玉と、該複数の玉を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、前記外輪の軸方向両端部に形成されたシール溝に嵌合されたシール部材と、を備えるシール付きアンギュラ玉軸受であって、
前記内輪の内径寸法をｄ、前記外輪の外径寸法をＤとすると、前記軸受の軸方向断面寸法Ｘ、前記軸受の径方向断面寸法（Ｄ−ｄ）／２、玉径Ｄａとの関係は、
１．２≦（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝≦１．４
であることを特徴とするシール付きアンギュラ玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール付きアンギュラ玉軸受に関し、特に、工作機械の主軸を回転支持するために使用されるシール付きアンギュラ玉軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工作機械の主軸を回転支持するアンギュラ玉軸受では、グリースの長寿命化と主軸装置への組み付け性等の観点から、グリースが予め封入され、シールにより密封されているシール付きアンギュラ玉軸受のニーズが高まっている（例えば、特許文献１参照）。一般に、アンギュラ玉軸受では、国際規格（ＩＳＯ１５）の主要寸法によって、軸受内径、軸受外径、軸受幅等、標準的な軸受寸法が規定されており、主軸やハウジングの寸法によって規格内の軸受が採用される。ＪＩＳ規格（ＪＩＳＢ１５２２）もこれと整合しており、アンギュラ玉軸受は、寸法系列が１９，１０，０２及び０３である一般に用いる軸受の寸法範囲から定められている。上記のシール付きアンギュラ玉軸受でも、この標準的な軸受寸法を有するものが使用されており、シール部材によって囲まれる内輪と外輪との間の軸受空間に、例えば、空間容積の１５〜３０％程度のグリースが封入されている。
【特許文献１】特開２００３−４２１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来のシール付きアンギュラ玉軸受では、グリースを多く封入することでグリース耐久性を向上することができるが、空間容積の３０％程度のグリースを軸受空間内に封入する場合、グリースの落ちつきが悪く、グリースの慣らし運転をする際に多くの時間がかかる。
【０００４】
一方、従来のシール付きアンギュラ玉軸受では、シールと保持器の干渉を避けるため、或いは、グリースを封入するための空間容積を大きくとるため、保持器の幅を小さくして使用されることがあり、保持器の強度が不十分となる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、グリースの慣らし運転時間を長期化することなく、グリース封入量を多くすることができ、耐久性を向上できるシール付きアンギュラ玉軸受を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
（１）  外周面に内輪軌道面を有する内輪と、内周面に外輪軌道面を有する外輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配置された複数の玉と、該複数の玉を円周方向に所定の間隔で保持する保持器と、前記外輪の軸方向両端部に形成されたシール溝に嵌合されたシール部材と、を備えるシール付きアンギュラ玉軸受であって、
前記内輪の内径寸法をｄ、前記外輪の外径寸法をＤとすると、前記軸受の軸方向断面寸法Ｘ、前記軸受の径方向断面寸法（Ｄ−ｄ）／２、玉径Ｄａとの関係は、
１．２≦（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝≦１．４
であることを特徴とするシール付きアンギュラ玉軸受。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のシール付きアンギュラ玉軸受によれば、軸受の軸方向断面寸法Ｘ、軸受の径方向断面寸法（Ｄ−ｄ）／２、玉径Ｄａとの関係を、１．２≦（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝とし、アンギュラ玉軸受における標準的な軸受幅の寸法を変更し、軸受の径方向断面寸法に対し軸方向断面寸法を大きく設定している。これにより、グリースを封入するための空間容積を従来よりも広くすることができ、空間容積に対するグリース封入量の割合を同等にしても、グリース封入量の絶対量を多くすることができる。このグリース封入量のアップにより、グリース寿命の長期化を図ることができる。また、グリース封入量が多くなるものの、空間容積も広がるので、慣らし時間の長期化を避けることができる。また、（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝≦１．４とすることで、グリースを無駄に増加することがなく、経済性のよいものとなる。
【０００８】
また、内輪の内径寸法ｄと外輪の外径寸法Ｄは、ＩＳＯ１５の主要寸法において直径系列が９または０の関係を有する構成であってもよい。この場合、主軸やハウジング等は従来のまま使用可能であり、軸受幅を極端に幅広とするわけではないので、取り付けに当たっては、外輪間座や内輪間座等で軸受の位置関係を調整すれば足り、大きな設計変更が不要となる。また、軸受幅を広げることにより、標準の保持器の使用が可能になり、保持器の強度向上も図れ、玉案内保持器の採用も可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のシール付きアンギュラ玉軸受が組み込まれる主軸装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
図１に示すように、工作機械に使用される主軸装置２０では、主軸２１は、その前後部が各々複列に並ぶシール付きアンギュラ玉軸受１を介してハウジング２２に支持されている。各々のアンギュラ玉軸受１は、２列ずつが互いに背面を向けて配置されている（ＤＢＢ組合せ）。
【００１１】
ハウジング２２の内周面は円筒面とされ、中間部に小径の内鍔部２２Ａを有する。前方の２列のアンギュラ玉軸受１の外輪３は、これらの間に外輪間座２３を配して、ハウジング２２の内鍔部２２Ａと前蓋２４との間に固定され、後方の２列のアンギュラ玉軸受１の外輪３も、これらの間に外輪間座２３を配して、ハウジング２２の内鍔部２２Ａと後蓋２５との間に所定の隙間を持って配置される。
【００１２】
主軸２１は、前部に工具ホルダ取付部２１Ａ、後部にプーリ取付部２１Ｂが設けられており、前部及び中間部には後部に向けて徐々に縮径となるように段差２１Ｃ，２１Ｄが設けられている。前方の２列のアンギュラ玉軸受１の内輪２は、これらの間に内輪間座２６を配して、主軸２１の段差２１Ｃと、主軸２１に形成された雄ねじ部分２１Ｅに螺合されるナット２７によって挟みつけ状態で主軸２１に固定され、後方の２列のアンギュラ玉軸受１の内輪２も、これらの間及びその前後に複数の内輪間座２６を配して、主軸２１の段差２１Ｄと、主軸２１に形成された雄ねじ部分２１Ｆに螺合されるナット２８によって挟みつけ状態で主軸２１に固定される。
【００１３】
このシール付きアンギュラ玉軸受１は、外周面に内輪軌道面２ａを有する内輪２と、内周面に外輪軌道面３ａを有する外輪３と、外輪軌道面３ａと内輪軌道面２ａとの間に所定の接触角αを持って転動自在に配置された複数の玉４と、該複数の玉４によって案内されるとともに、複数の玉４を円周方向に所定の間隔で保持する保持器５と、外輪３の軸方向両端部に形成されたシール溝６、７に嵌合された非接触のシール部材８、９と、を備える。
【００１４】
内輪２の内径寸法ｄと外輪３の外径寸法Ｄは、国際規格（ＩＳＯ１５）の主要寸法において直径系列が９または０の関係を満たすように設定されている。また、このシール付きアンギュラ玉軸受１の軸方向断面寸法（軸受幅）をＸ、軸受１の径方向断面寸法を（Ｄ−ｄ）／２、玉径をＤａとすると、表１及び表２に示されるように、これらの関係は、１．２≦（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝≦１．４、好ましくは、１．２≦（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝≦１．３となるように設定され、軸方向断面寸法Ｘは、従来の軸方向断面寸法Ｘよりも大きく幅広な軸受となる（図３及び図４参照）。特に、本実施形態では、軸受幅Ｘは、製造を簡潔に行えるように、国際規格（ＩＳＯ１５）の主要寸法において幅系列が２となるように設定されている。例えば、直径系列が９で、内輪２の内径寸法ｄが７０ｍｍ、外輪３の外径寸法Ｄが１００ｍｍの場合、標準用及び超高速用での玉径Ｄａはともに８．７３１ｍｍのものが使用されており、長径系列が０で、内輪２の内径寸法ｄが７０ｍｍ、外輪３の外径寸法Ｄが１１０ｍｍの場合、標準用での玉径Ｄａは１１．９０６ｍｍのものが使用され、超高速用での玉径Ｄａは８．７３１ｍｍのものがそれぞれ使用されている。
【００１５】
【表１】
2007239801.tif 000003
【００１６】
【表２】
2007239801.tif 000004
【００１７】
ここで、（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝の値を１．２（下限値）より小さくすると、軸受空間を大きくとることができず、グリースの慣らし運転に時間がかかるため、十分な量のグリースを封入することができない。一方、１．４（上限値）より大きくすると、多量のグリースを封入する必要があり経済性が悪い。
【００１８】
例えば、直径系列が９または０の超高速用のシール付きアンギュラ玉軸受１は、表３及び表４に示すように、発明品の空間容積比を従来品のものに比べ１．２５〜１．６倍とすることができる。これにより、慣らし運転の時間を同じ条件としても、グリース封入量を静的空間容積の３０％に増加することができ、従来品に比べて２．５〜３倍の封入量となる。従って、グリース封入量のアップにより、グリース寿命の長期化を図ることができる。
【００１９】
【表３】
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【００２０】
【表４】
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【００２１】
なお、本実施形態のシール付きアンギュラ玉軸受１では、保持器の外周面より径方向外方と、外輪の内周面との間に形成される空間容積は、従来品のものに比べ１．２〜１．６倍に設定されている。
【００２２】
また、本発明のシール付きアンギュラ玉軸受１は、本実施形態のように玉案内方式の保持器であってもよく、或いは、外輪案内方式の保持器であってもよい。図３（ａ）は、直径系列が９で、且つ玉案内方式の従来品と発明品との対比を示し、図３（ｂ）は、直径系列が９で、且つ外輪案内方式の従来品と発明品との対比を示す。図４（ａ）は、直径系列が０で、且つ玉案内方式の従来品と発明品との対比を示し、図４（ｂ）は、直径系列が０で、且つ外輪案内方式の従来品と発明品との対比を示す。
【００２３】
従って、本実施形態のシール付きアンギュラ玉軸受１では、軸受１の軸方向断面寸法Ｘ、軸受１の径方向断面寸法（Ｄ−ｄ）／２、玉径Ｄａとの関係は、１．２≦（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝であるので、アンギュラ玉軸受１における標準的な軸受幅Ｘの寸法を変更し、軸受１の径方向断面寸法に対し軸方向断面寸法を大きく設定している。これにより、グリースを封入するための空間容積を従来よりも広くすることができ、空間容積に対するグリース封入量の割合を同等にしても、グリース封入量の絶対量を多くすることができる。例えば、本発明の軸受において空間容積の３０％のグリースを封入した場合、そのグリースの絶対量は、従来の軸受の空間容積の４０％に相当する。このグリース封入量のアップにより、グリース寿命の長期化を図ることができる。また、グリース封入量が多くなるものの、空間容積も広がるので、慣らし時間の長期化を避けることができる。また、（Ｘ／Ｄａ）／｛（Ｄ−ｄ）／２／Ｄａ｝≦１．４とすることで、グリースを無駄に増加することがなく、経済性のよいものとなる。
【００２４】
また、内輪２の内径寸法ｄと外輪３の外径寸法Ｄは、ＩＳＯ１５の主要寸法において直径系列が９または０の関係を有しているので、主軸２１やハウジング２２等は従来のまま使用可能であり、軸受幅を極端に幅広とするわけではないので、取り付けに当たっては、外輪間座２３や内輪間座２６等で軸受１の位置関係を調整すれば足り、大きな設計変更が不要となる。また、軸受幅を広げることにより、標準の保持器の使用が可能になり、保持器の強度向上も図れ、玉案内保持器の採用も可能になる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更、または改良が可能である。
本発明のシール付アンギュラ玉軸受１が適用される主軸装置は、図１のものに限定されるものでなく、図５に示すようなツールクランプ方式のものであってもよく、任意の主軸装置に適用可能である。
【００２６】
例えば、図５に示す主軸装置３０では、主軸３１の中空部には、先端に工具ホルダを取り付ける為のコレット部３２Ａが形成されるドローバー３２が皿ばね等の付勢手段３３を介して前後に移動可能に配置されている。この主軸３１は、前方に配置された本発明の４列のアンギュラ玉軸受１と、後方に配置された複列円筒ころ軸受３４によって、ハウジング３５に回転自在に支持されている。この主軸装置３０においても、アンギュラ玉軸受１の外輪３は、ハウジング３５の小径鍔部３５Ａと前蓋３６との間に、外輪間座３７を介して固定されており、内輪２は、これらの間に内輪間座３８を配して、主軸３１の段差３１Ａと、主軸３１に形成された雄ねじ部分３１Ｂに螺合されるナット３９によって挟みつけ状態で主軸３１に固定される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のシール付きアンギュラ玉軸受が組み込まれる主軸装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態のシール付きアンギュラ玉軸受の断面図である。
【図３】（ａ）は、直径系列が９で、且つ玉案内方式の従来品と発明品との対比を示す図であり、（ｂ）は、直径系列が９で、且つ外輪案内方式の従来品と発明品との対比を示す図である。
【図４】（ａ）は、直径系列が０で、且つ玉案内方式の従来品と発明品との対比を示すであり、（ｂ）は、直径系列が０で、且つ外輪案内方式の従来品と発明品との対比を示す図である。
【図５】本発明のシール付きアンギュラ玉軸受が組み込まれる他の主軸装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
２  内輪
２ａ  内輪軌道面
３  外輪
３ａ  外輪軌道面
４  玉
５  保持器
６，７  シール溝
８，９  シール部材
【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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