(57)【要約】【課題】低速回転から高速回転まで軸受剛性を低下させることなく、小さな力で運転中に予圧を調整できるようにすることである。【解決手段】内輪２の軌道面２ａ側の大鍔部を別体の鍔輪６で形成して、この鍔輪６の外径面に歯車６ａとねじ部６ｂを設け、この歯車６ａを軸受箱１２側に固定したモータ２４の出力軸の歯車２４ａと噛み合わせて鍔輪６を回転させ、ねじ部６ｂを軸受箱１２側のねじ部１２ｂと螺合させて、回転する鍔輪６をこれらのねじ部６ｂ、１２ｂの螺合で軸方向へ直線駆動し、円錐ころ４の大端面４ａを押圧することにより、締付け力が作用しない鍔輪６を小さな回転駆動力で軸方向へ移動させて、低速回転から高速回転まで軸受剛性を低下させることなく、小さな力で運転中に予圧を調整できるようにした。【選択図】図２
2007177856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に取り付けられる内輪の軌道面と、軸受箱に固定される外輪の軌道面との間に複数の円錐ころを配列し、これらの円錐ころの大端面側への軸方向移動を規制する大鍔部を前記内輪の軌道面側に設けた円錐ころ軸受において、前記大鍔部を別体の鍔輪で形成し、回転駆動を直線駆動に変換する手段により、この鍔輪を前記円錐ころの大端面側の軸方向へ押圧移動させるようにしたことを特徴とする円錐ころ軸受。
【請求項２】
前記回転駆動を直線駆動に変換する手段が、前記鍔輪の外径面に歯車とねじ部を設け、この鍔輪の歯車を前記軸受箱側に固定したモータの出力軸の歯車と噛み合わせて鍔輪を回転させ、前記ねじ部を前記軸受箱側に設けたねじ部と螺合させて、前記回転する鍔輪をこれらのねじ部の螺合で軸方向へ直線駆動し、前記円錐ころの大端面側の軸方向へ押圧移動させるものである請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項３】
前記鍔輪と軸受箱側の螺合するねじ部をボールねじとした請求項２に記載の円錐ころ軸受。
【請求項４】
前記回転駆動を直線駆動に変換する手段が、前記軸受箱側に固定したモータの出力軸に、前記鍔輪の背面側に当接されるカムを設け、このカムの回転によって前記鍔輪を軸方向へ直線駆動し、前記円錐ころの大端面側の軸方向へ押圧移動させるものである請求項１に記載の円錐ころ軸受。
【請求項５】
前記円錐ころ軸受が、工作機械の主軸を支持するものである請求項１乃至４のいずれかに記載の円錐ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円錐ころ軸受に関し、特に、工作機械の主軸の支持に好適な円錐ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械では、加工精度や加工面の品位の向上と加工能率の向上のために、主軸の高剛性化と高速回転化が進んでおり、主軸を支持する転がり軸受には、ラジアル荷重とアキシアル荷重を高い剛性で支持できる円錐ころ軸受が多く用いられるようになっている。工作機械の主軸を支持する円錐ころ軸受は、内輪が回転する主軸に取り付けられ、外輪が軸受箱に固定されるが、主軸が高速回転すると、内輪の温度上昇が外輪よりも大きくなり、その熱膨張量の差によって軸受隙間が減少する。このため、工作機械の運転中に軸受の予圧が過大となって、発熱や焼付き等の不具合が生じることがある。
【０００３】
工作機械の運転中における円錐ころ軸受の過大予圧を抑制する手段としては、ばね等によって外輪を軸方向へ押圧する定圧予圧方法や、高速回転時に適正予圧となるように、組立て時に軸受隙間を調整する定位置予圧方法がある。また、外輪を軸方向へ押圧移動させる油圧シリンダ装置を設けて、運転中に予圧を調整するようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−３２８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したばね等で外輪を軸方向へ押圧する定圧予圧方法は、軸受剛性が低くなるので、工作機械の加工精度や加工面の品位で問題を生じる場合がある。また、高速回転時に適正予圧となるように軸受隙間を調整する定位置予圧方法は、低速回転時に軸受隙間が大きくなって軸受剛性が低下し、やはり加工精度や加工面の品位が低下する。
【０００６】
一方、特許文献１に記載された油圧シリンダ装置で外輪を軸方向へ押圧移動させて、運転中に予圧を調整する方法は、工作機械の運転中には外輪も熱膨張するので、軸受箱による外輪の締付け力が大きくなり、スムーズに外輪を軸方向へ移動させるのが難しい問題がある。また、運転中の外輪にはラジアル荷重やアキシアル荷重等の軸受荷重も負荷されるので、外輪を軸方向へ移動させるためには大きな出力の油圧シリンダ装置を必要とする。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、低速回転から高速回転まで軸受剛性を低下させることなく、小さな力で運転中に予圧を調整できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、回転軸に取り付けられる内輪の軌道面と、軸受箱に固定される外輪の軌道面との間に複数の円錐ころを配列し、これらの円錐ころの大端面側への軸方向移動を規制する大鍔部を前記内輪の軌道面側に設けた円錐ころ軸受において、前記大鍔部を別体の鍔輪で形成し、回転駆動を直線駆動に変換する手段により、この鍔輪を前記円錐ころの大端面側の軸方向へ押圧移動させる構成を採用した。
【０００９】
すなわち、内輪の軌道面側の大鍔部を別体の鍔輪で形成し、回転駆動を直線駆動に変換する手段で、この鍔輪を前記円錐ころの大端面側の軸方向へ押圧移動させることにより、締付け力が作用しない鍔輪を小さな回転駆動力で軸方向へ移動させて、低速回転から高速回転まで軸受剛性を低下させることなく、小さな力で運転中に予圧を調整できるようにした。
【００１０】
前記回転駆動を直線駆動に変換する手段は、前記鍔輪の外径面に歯車とねじ部を設け、この鍔輪の歯車を前記軸受箱側に固定したモータの出力軸の歯車と噛み合わせて鍔輪を回転させ、前記ねじ部を前記軸受箱側に設けたねじ部と螺合させて、前記回転する鍔輪をこれらのねじ部の螺合で軸方向へ直線駆動し、前記円錐ころの大端面側の軸方向へ押圧移動させるものとすることができる。
【００１１】
前記鍔輪と軸受箱側の螺合するねじ部をボールねじとすることにより、より小さな回転駆動力で鍔輪を軸方向へ移動させることができる。
【００１２】
前記回転駆動を直線駆動に変換する手段は、前記軸受箱側に固定したモータの出力軸に、前記鍔輪の背面側に当接されるカムを設け、このカムの回転によって前記鍔輪を軸方向へ直線駆動し、前記円錐ころの大端面側の軸方向へ押圧移動させるものとすることもできる。
【００１３】
上述した各円錐ころ軸受は、工作機械の主軸を支持するものに好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の円錐ころ軸受は、内輪の軌道面側の大鍔部を別体の鍔輪で形成し、回転駆動を直線駆動に変換する手段により、この鍔輪を円錐ころの大端面側の軸方向へ押圧移動させるようにしたので、締付け力が作用しない鍔輪を小さな回転駆動力で軸方向へ移動させて、低速回転から高速回転まで軸受剛性を低下させることなく、小さな力で運転中に予圧を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態である。図１は、第１の実施形態の円錐ころ軸受１で支持された工作機械の主軸１１を示す。この主軸１１は、軸受箱１２に背面側を対向させて配設された一対の円錐ころ軸受１で支持されている。軸受箱１２は外筒１３に内嵌され、外筒１３に設けられた冷却用給油路１４から冷却溝１５を通って排油路１６へ循環する冷却油によって外部冷却される。また、軸受箱１２の内部はエアオイル潤滑されるようになっており、軸受箱１２に設けられた給油路１７から、各円錐ころ軸受１の正面側と背面側とにエアオイルが供給され、使用済のエアオイルは、軸受箱１２に設けられた排油路１８を通して外部に排出される。
【００１６】
前記一対の円錐ころ軸受１の各内輪２は、内輪間座１９で背面側の間隔を開けて主軸１１に取り付けられ、図１左側の内輪２は主軸１１の段差部１１ａに軸方向を固定され、図１右側の内輪２は内輪間座２０で位置決めされて、ナット２１で締付け固定されている。また、各外輪３は外輪間座２２で軸受箱１２の段差部１２ａに位置決め固定されている。
【００１７】
図２は、前記図１左側の円錐ころ軸受１を拡大して示す。この円錐ころ軸受１は、内輪２の軌道面２ａと外輪３の軌道面３ａとの間に、複数の円錐ころ４を保持器５に保持して配列したものであり、内輪２の軌道面２ａの正面側に、大鍔部を形成する別体の鍔輪６が設けられている。
【００１８】
前記鍔輪６の外径面には歯車６ａとねじ部６ｂが設けられ、歯車６ａが外筒１３に外付けされた筒部材２３の内径面に横向きに固定されたモータ２４の出力軸の歯車２４ａと噛み合わされ、ねじ部６ｂが軸受箱１２の端部内径面に設けられたねじ部１２ｂと螺合している。したがって、モータ２４を回転駆動することにより、歯車６ａ、２４ａの噛み合いで鍔輪６が回転し、回転する鍔輪６がねじ部６ｂ、１２ｂの螺合で軸方向へ直線駆動されて、円錐ころ４の大端面４ａを押圧し、軸受の予圧が調整される。
【００１９】
なお、前記鍔輪６と外輪３を位置決め固定する外輪間座２２とには、それぞれ軸受箱１２の給油路１７に連通する吐油孔６ｃ、２２ａが設けられており、エアオイルはこれらの各吐油孔６ｃ、２２ａから円錐ころ軸受１の正面側と背面側とに吐出される。
【００２０】
拡大図示は省略するが、前記図１右側の円錐ころ軸受１も同様の構成とされ、別体の鍔輪６が歯車６ａ、２４ａの噛み合いによって、外筒１３の内径面に固定されたモータ２４で回転駆動されて、ねじ部６ｂ、１２ｂの螺合で軸方向へ移動し、円錐ころ４の大端面４ａを押圧して、軸受の予圧を調整するようになっている。
【００２１】
図３は、前記回転する鍔輪６を軸方向へ直線駆動するねじ部６ｂ、１２ｂの変形例を示す。この変形例は、ねじ部６ｂ、１２ｂ間に複数のボール７が介在するボールねじとされている。したがって、より小さなモータ２４の回転駆動力で鍔輪６を軸方向へ直線駆動することができる。
【００２２】
図４および図５は、第２の実施形態を示す。この円錐ころ軸受１は、前記別体の鍔輪６が軸受箱１２に軸方向へスライド可能に内嵌され、前記筒部材２３の内径面に縦向きに固定されたモータ２４の出力軸に取り付けられたカム２４ｂが、鍔輪６の背面に当接されるようになっている。したがって、モータ２４を回転駆動することにより、鍔輪６がカム２４ｂで押圧されて軸方向へ直線駆動されて、円錐ころ４の大端面４ａを押圧し、軸受の予圧が調整される。その他の部分は、第１の実施形態のものと同じである。
【００２３】
上述した各実施形態では、円錐ころ軸受を工作機械の主軸を支持するものとしたが、本発明に係る円錐ころ軸受は、高速回転で予圧が変化する他の回転軸を支持するものに適用してもよい。また、鍔輪を軸方向へ押圧移動させるための回転駆動を直線駆動に変換する手段も、各実施形態のねじ機構やカム機構に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態の円錐ころ軸受で支持した工作機械の主軸を示す縦断面図
【図２】図１の左側の円錐ころ軸受の部分を拡大して示す縦断面図
【図３】図２のねじ部の変形例を示す縦断面図
【図４】第２の実施形態の円錐ころ軸受を示す縦断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った矢視図
【符号の説明】
【００２５】
１  円錐ころ軸受
２  内輪
２ａ  軌道面
３  外輪
３ａ  軌道面
４  円錐ころ
４ａ  大端面
５  保持器
６  鍔輪
６ａ  歯車
６ｂ  ねじ部
６ｃ  吐油孔
７  ボール
１１  主軸
１１ａ  段差部
１２  軸受箱
１２ａ  段差部
１２ｂ  ねじ部
１３  外筒
１４  給油路
１５  冷却溝
１６  排油路
１７  給油路
１８  排油路
１９、２０  内輪間座
２１  ナット
２２  外輪間座
２２ａ  吐油孔
２３  筒部材
２４  モータ
２４ａ  歯車
２４ｂ  カム
【図１】
2007177856.tif 000003
【図２】
2007177856.tif 000004
【図３】
2007177856.tif 000005
【図４】
2007177856.tif 000006
【図５】
2007177856.tif 000007