(57)【要約】【課題】外輪案内方式の転がり軸受にグリース潤滑を採用したとき、その案内すきまにおける潤滑状態を改善する。【解決手段】外輪１と内輪２の間に組み込んだ樹脂保持器３を、前記外輪１の保持器案内面と前記樹脂保持器３の案内面とで案内するようにし、前記外輪１の保持器案内面および前記樹脂保持器３の案内面のうち、少なくとも一方の面に、グリースを保持する凹部３３を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内輪の間に組み込んだ樹脂保持器を、前記外輪の保持器案内面と前記樹脂保持器の案内面とで案内するようにした転がり軸受において、前記外輪の保持器案内面および前記樹脂保持器の案内面のうち、少なくとも一方の面に、グリースを保持する凹部を形成したことを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
上記樹脂保持器が円環部とこの円環部の軸方向側面に形成された複数の柱部とを有し、上記凹部を、前記円環部のうち、前記柱部の軸方向延長上の部分に形成した請求項１に記載の転がり軸受。
【請求項３】
工作機の主軸を支持する請求項１または２に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機の主軸などのような高速回転軸を支持するのに好適な転がり軸受に関し、特に保持器を外輪案内方式とした際の潤滑技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の工作機では、加工時間を短縮するため、主軸の高速回転化が図られている。この主軸のような高速回転軸を支持する転がり軸受では、その内部の潤滑剤が遠心力で外輪側に飛ばされる。このため、内輪外径面と保持器内径面に潤滑不良が生じないように対策が求められる。
【０００３】
従来、上記の潤滑不良対策として、外輪と内輪の間に保持器を組み込んだ転がり軸受において、保持器を樹脂製とし、この保持器を、外輪の保持器案内面と保持器の案内面とで案内するように構成した外輪案内方式を採用することにより、内輪外径面と保持器内径面との間に形成される隙間の拡大化を図り、この隙間に潤滑油を直接的に供給するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
上記転がり軸受では、内輪外径面と保持器内径面との間に直接的に給油されるため、両面間に油膜が形成され易くなる。また、供給された潤滑油は、遠心力で飛ばされて外輪と保持器間にも油膜を形成する。さらに、保持器を形成する樹脂材料の自己潤滑性も保持器と両輪間の潤滑に寄与する。したがって、上記転がり軸受は、高速回転する軸を支持するのに適したものであった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５７７号公報（図１、図２［０００４］〜［０００９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような外輪案内方式の転がり軸受は、油潤滑を採用できる場合に有効であるが、外輪の保持器案内面の直径と保持器の案内面の直径との差（案内すきま）が内輪案内方式や転動体案内方式の場合と比して小さくなる。このため、外輪案内方式の転がり軸受でグリース潤滑を採用した場合、案内すきまにグリースが供給され難く、この案内すきまにグリースが殆どない潤滑不良の状態で保持器が案内されるため、保持器が高速回転するほどに潤滑不良に起因する保持器音が発生し易い、という問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、外輪案内方式の転がり軸受にグリース潤滑を採用したとき、その案内すきまにおける潤滑状態を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を達成するため、この発明は、外輪と内輪の間に組み込んだ樹脂保持器を、前記外輪の保持器案内面と前記樹脂保持器の案内面とで案内するようにした転がり軸受において、前記外輪の保持器案内面および前記樹脂保持器の案内面のうち、少なくとも一方の面に、グリースを保持する凹部を形成したものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明では、前記外輪の保持器案内面および前記樹脂保持器の案内面のうち、少なくとも一方の面に、グリースを保持する凹部を形成した構成により、グリース潤滑を採用したとき、その凹部に保持されたグリースにより案内すきまに油膜が形成され、その結果、その案内すきまにおける潤滑状態を改善することできる。
【００１０】
また、上記構成においては、上記樹脂保持器が円環部とこの円環部の軸方向側面に形成された複数の柱部とを有し、上記凹部を、前記円環部のうち、前記柱部の軸方向延長上の部分に形成した構成を採用することが好ましい。円環部のうち、保持器柱部の軸方向延長上の部分の強度は、他の部分に比して高いため、この部分に凹部を形成することにより、高速回転時の樹脂保持器の変形を可及的に抑制することができる。
【００１１】
また、上記構成では、外輪案内方式を採用したため、保持器内径面と内輪外径面間の隙間が他の案内方式に比して大きくなる結果、封入されたグリースがこの隙間に入り込んで油膜を形成し易い。したがって、上記構成を有する転がり軸受は、上記従来例と比して高速回転への適応性に優れ、保持器音の発生が抑制されるので、工作機の主軸を支持するのにより好適なものになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図４は、旋盤やマシニングセンタなどの工作機の主軸に多用される支持構造を示している。主軸１０の固定側は、ラジアル荷重のみを受ける複列円筒ころ軸受１１と、アキシアル荷重のみを受ける組合せアンギュラ玉軸受１２で支持される。主軸１０の自由側は単列円筒ころ軸受１３によって支持される。
【００１３】
組合せアンギュラ玉軸受１２は、アキシアル荷重のみを受けラジアル荷重は受けないように、その外輪外径面はハウジング１４に対してすきま嵌めされる。これに対し、複列円筒ころ軸受１１、および単列円筒ころ軸受１３はラジアル荷重のみを受けるため、それぞれの外輪外径面はハウジング１４に対して締り嵌めされる。
【００１４】
第１実施形態に係るアンギュラ玉軸受１２は、図１に示すように、反カウンターボア側で分割された外輪１と、カウンターボア側が互いに向き合って当接された２つの内輪２と、これら内輪２と外輪１との間で左右２つの樹脂保持器３に保持された複数の転動体４で構成されている。
【００１５】
転動体４は、外輪１の内径面に形成された左右一対の軌道面５と、内輪２の外径面に形成された軌道面６との間に転動自在に組み込まれている。
【００１６】
外輪１の内径面の両端部には、それぞれオイルシール７が嵌合されており、軸受内部にグリースが封入されている。
【００１７】
図１、図２に示すように、樹脂保持器３は、２つの円環部３１ａ、３１ｂと、これら円環部３１ａ、３１ｂの相対する軸方向側面間に形成された複数の柱部３２とを有し、転動体４を等配するようになっている。組合せアンギュラ玉軸受１２は、一方の円環部３１ａを外輪１の反カウンターボア部１ａと内輪２のカウンターボア部２ａの間に位置させることにより、外輪案内方式に構成されている。
【００１８】
具体的には、樹脂保持器３の外径面のうち、反カウンターボア部１ａとカウンターボア部２ａの間に位置する部分が、樹脂保持器３の案内に所要の案内すきまをもって反カウンターボア部１ａの内径面に対する案内面となり、外輪１の反カウンターボア部１ａの内径面の一部が、保持器案内面となる。
【００１９】
樹脂保持器３の案内面を構成する円環部３１ａの外径面には、グリースを保持する凹部３３が形成されている。この凹部３３にグリースを溜めることにより、案内すきまには、油膜が継続的に形成される。その結果、案内すきまにおける潤滑状態が改善され、これに伴い保持器音の発生も抑制される。
【００２０】
一方、組合せアンギュラ玉軸受１２では、外輪案内方式を採用したことに伴い、樹脂保持器３の内径面と内輪２の間に比較的大きな隙間が形成され、この隙間にもグリースが入り込んで油膜が継続的に形成される。
【００２１】
上記のグリースとしては、例えば、次のような製品を使用することができる。
（１）製品名：イソフレックス  ＬＤＳ１８  製造者：ＮＯＫクリューバー株式会社
（２）製品名：イソフレックス  ＮＢＵ１５  製造者：ＮＯＫクリューバー株式会社
（３）製品名：マルテンプＰＳ２  製造者：協同油脂株式会社
（４）製品名：マルテンプＬＲＬ３  製造者：協同油脂株式会社
（５）製品名：マルテンプＰＳ２  製造者：協同油脂株式会社
【００２２】
なお、樹脂保持器３は、フェノール樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの自己潤滑性に優れた樹脂材料を用いて形成することが好ましい。これは、樹脂保持器３と両輪１、２間の潤滑をより向上させるためである。
【００２３】
なお、組合せアンギュラ玉軸受１２では、凹部３３が、円環部３１ａのうち、各柱部３２の軸方向延長上に位置する部分に形成されている。これは、各柱部３２の近くにグリースを溜めることにより、各柱部３２の外径面と外輪１間における油膜形成を促進するためである。その結果、各柱部３２の外径面の一部をも案内面として積極的に利用することが可能になる。このような位置構成は、樹脂保持器３のように片側案内方式とする場合に保持器の案内面積を増大させて振れ回りの抑制化を図ることができる点で好ましい。
【００２４】
また、凹部３３が形成された部分は樹脂保持器３において比較的強度の高い部分であるため、上記の位置構成は、樹脂保持器３の高速回転時に凹部３３の形成が原因となって生じる変形を軽減できる点でも有利である。特に、上記凹部３３を円環部３１ａの軸方向中心と柱部３２の軸方向延長線とが交わる位置に設けることにより、凹部３３の形成による保持器強度の低下を最小限に抑えることができる。
【００２５】
さらに、凹部３３は、周方向に等配され、かつ一列に並んでいる。これは、樹脂保持器３の偏心を少しでも軽減し、その振れ回りを抑制することができる点で有利なためである。
【００２６】
なお、凹部３３は、案内すきまに油膜が形成される限り、どのような配置でもよく、例えば、不等配置でもよく、１箇所のみに形成してもよい。また、樹脂保持器３の偏心を積極的に回避したり、カウンターボアのない外輪を利用したりする場合には、他方の円環部３１ｂにも凹部３３を形成することができる。
【００２７】
また、凹部３３を穴部とした、より具体的には、凹部３３を断面円弧状とし、その縁形状を略円形の穴としたが、このような形態に限定されず、凹部３３の断面形状、縁形状のそれぞれは、三角形、四角形などに適宜変更し得る。また、凹部３３を溝として形成することもできる。なお、凹部３３の縁を面取りすると、案内面にエッジ当りする部分がなくなり、油膜の破れやエッジ欠損が防止される。
【００２８】
なお、上記組合せアンギュラ玉軸受１２においては、樹脂保持器３の案内面にのみ凹部３３を形成したが、反カウンターボア部１ａの保持器案内面および樹脂保持器３の案内面のうち、少なくとも一方の面に、グリースを保持する凹部を形成すればよく、両面に凹部３３を形成することができる。
【００２９】
次に、第２実施形態に係る単列円筒ころ軸受１３について説明する。なお、上記第１実施形態と相違することのみを説明する。図３に示すように、単列円筒ころ軸受１３は、外輪４１と、両鍔付きの内輪４２との間で樹脂保持器４３に保持された転動体４４とで構成されている。
【００３０】
樹脂保持器４３の各円環部４５の外径面がその案内面となり、外輪４１の内径面のうち、円環部４５の外径面と対する部分が保持器案内面となる。
【００３１】
上記外輪４１の保持器案内面には、グリースを保持する凹部４６が形成されている。また、円環部４５の外径面にも凹部４６が同様に形成されている。各凹部４６にグリースを溜めることにより、案内すきまには、油膜が継続的に形成される。
【００３２】
なお、単列円筒ころ軸受１３においては、外輪４１の保持器案内面と樹脂保持器４３の案内面の両面に凹部４６を形成したが、いずれか一方の面にのみ形成することもできる。
【００３３】
また、上記複列円筒ころ軸受１１においても、保持器を樹脂製とし、その樹脂保持器の案内面および外輪の保持器案内面のうち、少なくとも一方に、グリースを保持する凹部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係る組合せアンギュラ玉軸受の要部断面図
【図２】図１の樹脂保持器の一部切欠き拡大斜視図
【図３】第２実施形態に係る単列円筒ころ軸受の要部断面図
【図４】工作機の主軸を図１、図２の転がり軸受を用いて支持した構造の断面図
【符号の説明】
【００３５】
１、４１  外輪
２、４２  内輪
３、４３  樹脂保持器
１０  主軸
１２  組合せアンギュラ玉軸受
１３  単列円筒ころ軸受
３３、４６  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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