(57)【要約】      （修正有）【課題】固定側軌道輪の軌道面に、グリースの基油を安定して確実に供給することができるグリース容器付き転がり軸受装置を提供する。【解決手段】外輪３に対して位置固定に、軸受空間内に取付けられて内部にグリースを溜めるグリース容器２を設ける。転がり軸受１の外輪３の軌道面３ａの縁に沿って、この軌道面３ａに近づくに従って軌道面３ａの底部へ近づく傾斜を持った環状の傾斜油案内面８ａを設ける。グリース容器２に、軸方向に延びて先端部１２ａが傾斜油案内面８ａの付近に位置し、先端部１２ａに、グリース容器２内のグリースの基油を滲み出させる隙間を形成した隙間形成片１２を設けた。【選択図】図１
2012072859.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する複数の転動体を有する転がり軸受と、この転がり軸受における、前記内輪および外輪のうち回転しない固定側軌道輪に固定し、軸受空間内または隣接位置に取付けられて内部にグリースを溜めるグリース容器とを備えたグリース容器付き転がり軸受装置において、
前記転がり軸受の前記固定側軌道輪の軌道面の縁に沿って、この軌道面に近づくに従って軌道面の底部へ近づく傾斜を持った環状の傾斜油案内面を設け、
前記グリース容器に、軸方向に延びて先端部が前記傾斜油案内面の付近に位置し、前記先端部に、前記グリース容器内のグリースの基油を滲み出させる隙間を形成した隙間形成片を設けたことを特徴とするグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記固定側軌道輪が外輪であるグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項２において、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記傾斜油案内面を、外輪の軌道面に対して接触角を成す作用線の偏り側に続く位置としたグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項２において、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記傾斜油案内面を、外輪の軌道面に対して接触角を成す作用線の偏り側と反対側に続く位置としたグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記グリース容器を外輪の内周に設けたグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項６】
請求項５において、前記グリース容器が、外周面側が開口する溝形のグリース容器本体を有し、このグリース容器本体の軸受内側の側壁部の外径側端から前記隙間形成片が延び、前記グリース容器本体の軸受内側の側壁部の外径側端が、前記外輪の内周面に形成された環状の位置決め用切欠部に係合するグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項７】
請求項３または請求項４において、前記グリース容器を外輪に隣接する外輪間座の内周に設けたグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項８】
請求項３ないし請求項７のいずれか１項において、前記隙間形成片は、前記外輪の内周面に対面して、外輪内周面と隙間形成片の先端部との間に、前記隙間を形成するグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項９】
請求項３ないし請求項８のいずれか１項において、前記隙間形成片は、内周片と外周片とでなる２重構造であり、これら内周片と外周片との間で、前記隙間を形成するグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項１０】
請求項１または請求項２において、前記転がり軸受が深溝玉軸受であるグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項１１】
請求項１または請求項２において、前記転がり軸受がころ軸受であるグリース容器付き転がり軸受装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項において、前記グリース容器内の前記隙間からなる出口に対する底部の全周にわたり、圧縮気体が封入された気体封入袋を設け、前記グリース容器内に、グリース初期封入状態で、前記気体封入袋を袋内の気圧に抗して収縮させた状態にグリースを封入したグリース容器付き転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機械主軸等においてグリース潤滑とされるグリース容器付き転がり軸受装置に関する。
【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による方法がある。このグリース潤滑とされる潤滑機能付きの転がり軸受が種々提案されている（特許文献１〜４）。
例えば、図１５に示すように、外輪５０に隣接して間座５１を設け、この間座５１の内周にグリース溜まり形成部品５２（グリース容器５２）を設けたものがある。外輪軌道面５０ａに続く段差面５３を設け、前記グリース溜まり形成部品５２の隙間形成片５４の先端面の一部を前記段差面５３に当接させ、前記先端面と段差面５３との隙間から外輪軌道面５０ａに、グリースの基油を径方向に導くようになっている（特許文献３）。
また、図１６に示すように、外輪５５に段差面を設けず、テーパ面とした外輪５５の正面側内周面５６に沿って隙間形成片５７を挿入して設けたものも提案されている。この隙間形成片５７における先端の外周面と、この外輪５５の正面側内周面５６との間に、傾斜隙間５８を形成し、この傾斜隙間５８から外輪軌道面５５ａにグリースの基油を導くようになっている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２３４１２７号公報
【特許文献２】特許第４２５６３９１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９２６８号公報
【特許文献４】特開２０１０−１４１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の図１５の従来例では、隙間形成片５２の先端面を段差面５３に当接させることで、前記隙間を精度良く管理してグリースの基油を供給しているが、次のような問題がある。工作機械主軸用のスピンドル装置の振動等により、隙間形成片５２の先端面がフレッティングにより摩耗すると、前記隙間が所望の範囲から外れる場合がある。
アンギュラ玉軸受からなる前記転がり軸受を、背面組合せで且つ立軸で使用する場合、下側つまり加工点側に近い転がり軸受は、表面張力、毛細管現象等による潤滑は期待できるが、この軸受の下方にグリース溜まり形成部品が配置されるため、グリースの基油が所望の供給量に満たない場合がある。これは、外輪５０のうち、外輪軌道面５０ａに対して接触角を成す作用線５０ｂの偏り側と反対側に、段差面５３およびグリース容器５２を設けたことに起因する。逆に、接触角を成す作用線５０ｂの偏り側に、段差面５３およびグリース容器５２を設けると、軌道面５０ａを形成できないためである。
図１６の従来例においても、外輪５５のうち、外輪軌道面５５ａに対して接触角を成す作用線５５ｂの偏り側に、グリース容器５２および隙間形成片５７を設けると、軌道面５５ａを形成できない。また、この転がり軸受を横軸で使用する場合、全周のうち、正面側内周面５６が軌道面５５ａに対して下り傾斜となる箇所が生じる。しかし、隙間形成片５７の先端とボールとの干渉を防ぐため、正面側内周面５６をボールから離隔した位置に配置しなければならない。このため、正面側内周面５６が軌道面５５ａに対して下り傾斜となる箇所においても、傾斜隙間５８から吐出された基油が、正面側内周面５６に沿って円滑に流れず、グリース容器５２の先端(紙面左側)の内径を伝ってしまい軌道面に供給されない場合がある。
【０００５】
この発明の目的は、固定側軌道輪の軌道面に、グリースの基油を安定して確実に供給することができるグリース容器付き転がり軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のグリース容器付き転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受と、この転がり軸受における、前記内輪および外輪のうち回転しない固定側軌道輪に固定し、軸受空間内または隣接位置に取付けられて内部にグリースを溜めるグリース容器とを備えたグリース容器付き転がり軸受装置において、前記転がり軸受の前記固定側軌道輪の軌道面の縁に沿って、この軌道面に近づくに従って軌道面の底部へ近づく傾斜を持った環状の傾斜油案内面を設け、前記グリース容器に、軸方向に延びて先端部が前記傾斜油案内面の付近に位置し、前記先端部に、前記グリース容器内のグリースの基油を滲み出させる隙間を形成した隙間形成片を設けたことを特徴とする。
前記固定側軌道輪が外輪であっても良い。
【０００７】
前記グリース容器内および転がり軸受内には、一般的に、グリースが初期封入される。この初期封入されたグリースが前記傾斜油案内面に付着する。この付着が不十分であっても、軸受の運転により、転がり軸受内に初期封入したグリースが、遠心力により飛散し、その一部が傾斜油案内面に付着する。これにより、グリース容器内、傾斜油案内面、および固定側軌道輪の軌道面の各グリースが繋がる。また、グリース容器は前記隙間を除いて密閉される。軸受の運転停止と運転再開との繰り返しによる前記グリース容器の温度の上昇と下降の繰り返しのヒートサイクルにおける運転時の温度上昇により、前記密閉されたグリース容器内の内部圧力が上昇する。
軸受の運転により、固定側軌道輪の軌道面にあるグリースの基油が少なくなると、この軌道面に対し、傾斜油案内面のグリース中の基油が供給される。つまり軌道面に対し、毛細管現象により傾斜油案内面のグリース中の基油のみが供給される。これと共に、例えば、横軸で使用する場合に、全周のうち、傾斜油案内面が軌道面に対して下り傾斜となる箇所が生じるが、この下り傾斜の箇所では、傾斜油案内面に付着したグリースの基油が、自重によりこの傾斜面に沿って軌道面の底部側に移動する。このように、傾斜油案内面を設け、自重による基油の移動が行われるようにしたため、グリース基油を軌道面に安定して確実に供給することができる。
【０００８】
傾斜油案内面のグリース中の基油が少なくなると、この傾斜油案内面のグリースの増稠剤に対し、前記隙間内に存在するグリース中の毛細管現象により、グリース容器内の基油が、隙間内に存在する増稠剤を通路として経由して隙間形成片の先端部の隙間から滲み出される。これと同時に、前記隙間全体の毛細管現象により、グリース容器内のグリースが、隙間形成片の先端部の隙間から傾斜油案内面に供給される。これと共に、前記ヒートサイクルによるグリース容器内の内部圧力の上昇により、同グリース容器内のグリースの基油が前記隙間から吐出する。以後、このグリースの基油の供給が繰り返し行われる。このように固定側軌道輪の軌道面に、グリースの基油を確実に供給し、軸受潤滑に寄与する油量を増加することができる。また、隙間形成片の先端部が、軸方向に延びて傾斜油案内面の付近に位置するため、隙間形成片の先端部が、フレッティングにより摩耗するおそれがなくなる。したがって、先端部の隙間を精度良く管理でき、例えば、スピンドル装置の振動等に拘わらずグリースの基油を安定供給することができる。
【０００９】
前記固定側軌道輪が外輪である場合に、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記傾斜油案内面を、外輪の軌道面に対して接触角を成す作用線の偏り側に続く位置としても良い。一対のアンギュラ玉軸受を背面組合せとして、工作機械主軸用のスピンドル装置に使用する場合、次のような作用効果を奏する。一対のアンギュラ玉軸受のうち、加工点に近い側に配置されるアンギュラ玉軸受について、この外輪の軌道面に対して接触角を成す作用線と主軸の軸中心との交点から、前記加工点までの距離を、従来例のものより短縮することができる。これにより、スピンドル装置の剛性を高め、加工精度を高めることが可能となる。
【００１０】
立型のスピンドル装置に、一対のアンギュラ玉軸受を背面組合せとして使用する場合、加工点に近い側に配置されるアンギュラ玉軸受については、この軸受の上方にグリース容器を配置するため、グリース容器内のグリースが自重により隙間形成片の先端部側に円滑に移動する。グリース容器内のグリースの基油も、隙間形成片の先端部の隙間から、基油自体の自重により傾斜油案内面に移動し易くなる。傾斜油案内面のグリース中の基油も、基油自体の自重により、外輪軌道面または転動体に移動し易くなる。このように加工点に近い側に配置されるアンギュラ玉軸受において、外輪軌道面にグリースの基油をより確実に供給することができる。
【００１１】
前記固定側軌道輪が外輪である場合に、前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記傾斜油案内面を、外輪の軌道面に対して接触角を成す作用線の偏り側と反対側に続く位置としても良い。立型のスピンドル装置に、一対のアンギュラ玉軸受を背面組合せとして使用する場合、加工点から離れた側に配置されるアンギュラ玉軸受について、この軸受の上方にグリース容器を配置するため、前記と同様に、グリースおよび基油を自重により軸受側に移動することができる。したがって、加工点から離隔したアンギュラ玉軸受において、外輪軌道面にグリースの基油をより確実に供給することができる。
【００１２】
前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記傾斜油案内面を、前記接触角を成す作用線の偏り側、または反対側に続く位置とした場合に、前記グリース容器を外輪の内周に設けても良い。このようにグリース容器を、軸受構成部品である外輪の内周面に設けたため、グリース容器を例えば外輪間座の内周に配置する構成と比べて、部品点数の低減を図り、軸受装置全体のコンパクト化を図ることができる。
【００１３】
前記グリース容器を外輪の内周に設ける場合に、前記グリース容器が、外周面側が開口する溝形のグリース容器本体を有し、このグリース容器本体の軸受内側の側壁部の外径側端から前記隙間形成片が延び、前記グリース容器本体の軸受内側の側壁部の外径側端が、前記外輪の内周面に形成された環状の位置決め用切欠部に係合するものであっても良い。
この場合、グリース容器本体の側壁部の外径側端を、位置決め用切欠部に係合するだけで、グリース容器を外輪に位置決めでき、且つこの軸受装置を簡単に組立てることが可能となる。また、グリース容器を外輪に固定する止め環等を不要とでき、部品点数の低減を図れる。
【００１４】
前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記傾斜油案内面を、前記接触角を成す作用線の偏り側、または反対側に続く位置とした場合に、前記グリース容器を外輪に隣接する外輪間座の内周に設けても良い。この場合、標準的な外輪幅の素材を用いることができ、製造コストの低減を図れる。
【００１５】
前記隙間形成片は、前記外輪の内周面に対面して、外輪内周面と隙間形成片の先端部との間に、前記隙間を形成するものであっても良い。この場合、グリースの基油を前記隙間から軸方向に供給することができる。グリースの基油を径方向ではなく軸方向に供給するため、グリース容器を、外輪の軌道面に対して接触角の成す作用線の偏り側、偏り側の反対側のいずれの側にも配置できる。前記偏り側、反対側のいずれの側にグリース容器を配置する場合でも、外輪を兼用することができるため、製造コストの低減を図れる。
また、外輪内周面と隙間形成片の先端部との間に、前記隙間を形成するため、従来の外輪軌道面に続く段差面を設けた外輪よりも、外輪の肉厚を大きく確保でき、軸受剛性を高めたものにできる。
【００１６】
前記隙間形成片は、内周片と外周片とでなる２重構造であり、これら内周片と外周片との間で、前記隙間を形成するものであっても良い。
前記転がり軸受が深溝玉軸受であっても良い。
前記転がり軸受がころ軸受であっても良い。
【００１７】
前記グリース容器内の前記隙間からなる出口に対する底部の全周にわたり、圧縮気体が封入された気体封入袋を設け、前記グリース容器内に、グリース初期封入状態で、前記気体封入袋を袋内の気圧に抗して収縮させた状態にグリースを封入したものであっても良い。
軸受運転時の温度上昇により、気体封入袋内の圧縮空気が膨張し、これによりグリース容器内に封入されたグリースが前記隙間側に押し出される。これと共に、前記毛細管現象およびヒートサイクルにより、グリース容器内のグリースの基油が前記隙間から安定して滲み出される。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のグリース容器付き転がり軸受装置は、内輪、外輪、およびこれら内外輪の軌道面間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受と、この転がり軸受における、前記内輪および外輪のうち回転しない固定側軌道輪に固定し、軸受空間内または隣接位置に取付けられて内部にグリースを溜めるグリース容器とを備えたグリース容器付き転がり軸受装置において、前記転がり軸受の前記固定側軌道輪の軌道面の縁に沿って、この軌道面に近づくに従って軌道面の底部へ近づく傾斜を持った環状の傾斜油案内面を設け、前記グリース容器に、軸方向に延びて先端部が前記傾斜油案内面の付近に位置し、前記先端部に、前記グリース容器内のグリースの基油を滲み出させる隙間を形成した隙間形成片を設けたため、固定側軌道輪の軌道面に、グリースの基油を安定して確実に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。
【図２】（Ａ）は同軸受装置の全断面図、（Ｂ）は、図２（Ａ）のII B部の拡大断面図である。
【図３】同軸受装置における外輪の保持器案内面付近を拡大して示す断面図である。
【図４】同軸受装置におけるグリース容器等を拡大して示す断面図である。
【図５】（Ａ）は、同軸受装置を部分的に変更した変更形態に係り、同軸受装置に対し接触角を逆向きとしたグリース容器付き転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）は、同軸受装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】同軸受装置の作用効果を説明する概略図である。
【図７】この発明の他の実施形態に係るグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。
【図８】（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係るグリース容器付き転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）は、同軸受装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図９】同軸受装置を部分的に変更した変更形態に係り、同軸受装置に対し接触角を逆向きとしたグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。
【図１０】（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係るグリース容器付き転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）は、同軸受装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１１】（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係るグリース容器付き転がり軸受装置の断面図、（Ｂ）は、同軸受装置の要部を拡大して示す断面図である。
【図１２】この発明のさらに他の実施形態に係るグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。
【図１３】この発明のいずれかのグリース容器付き転がり軸受装置を用いたスピンドル装置の断面図である。
【図１４】スピンドル装置の他の例を示す断面図である。
【図１５】従来例のグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。
【図１６】他の従来例のグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
この実施形態に係るグリース容器付き転がり軸受装置は、例えば、工作機械主軸の支持に用いられる。図１に示すように、このグリース容器付き転がり軸受装置は、転がり軸受１と、グリース容器２とを有する。転がり軸受１はアンギュラ玉軸受であり、この図１の例では、グリース容器２は、アキシアル荷重を受ける外輪背面側に設けられる。また、固定側軌道輪である外輪３に対して位置固定に、グリース容器２が軸受空間内に取付けられ、このグリース容器２内にグリースを溜めるように構成されている。後述するように、グリース容器２内のグリースの基油を、固定側軌道輪の軌道面３ａに供給するようになっている。
【００２１】
図１に示すように、転がり軸受１は、内輪４、外輪３、複数の転動体５、保持器６、およびシール７を備え、複数の転動体５は、内外輪４，３の軌道面４ａ，３ａ間に介在する。これら転動体５は、円筒状の保持器６により円周方向一定間隔おきに保持されている。内外輪４，３間の軸方向一端つまり軸受正面側の一端は、シール７によって密封されている。
外輪３には、グリース容器２の形成用に幅方向に延びる外輪延長部３ｂを設けている。この外輪延長部３ｂは、外輪３の軌道面３ａに対して接触角を成す作用線３ｃの偏り側から、グリース容器２の容量等に応じて幅方向に延びる。
図２（Ｂ）に示すように、外輪３の軌道面３ａの同図右側に隣接する内周面部分８は、環状の傾斜油案内面８ａと円筒面部８ｂとでなる。これらのうち傾斜油案内面８ａは、外輪３の軌道面３ａに対して接触角を成す作用線３ｃの偏り側に続く位置に設けられる。この傾斜油案内面８ａは、外輪３の軌道面３ａの縁に沿って、この軌道面３ａに近づくに従って軌道面３ａの底部に近づく傾斜を持つ。軸受の運転により、転がり軸受１内に初期封入したグリースが、遠心力により飛散し、その一部が前記傾斜油案内面８ａに付着するようになっている。円筒面部８ｂは、前記傾斜油案内面８ａから前記軌道面３ａと反対側に続く。
【００２２】
図３に示すように、外輪３の軌道面３ａの同図左側に隣接する内周面、つまり傾斜油案内面８ａと反対側の内周面には、小径内周面部９を有する。この小径内周面部９は、傾斜油案内面側の内周面部分よりも小径に形成されている。この小径となる小径内周面部９を、保持器６の案内面としている。すなわち保持器６の外周面６ａが、小径内周面部９に案内されるようになっている。小径内周面部９に隣接する外輪内周面における端部に外輪シール溝１０が形成され、この外輪シール溝１０にシール７が嵌合固定されている。
【００２３】
図１に示すように、内輪４にも、幅方向に延びる内輪延長部４ｂを設けている。この内輪延長部４ｂは、外輪延長部３ｂおよびグリース容器２の内周側に位置する。前記内輪延長部４ｂを含む内輪４の全幅寸法は、外輪３の全幅寸法と略同一に規定されている。
内輪４の軌道面４ａの同図右側に隣接する内輪外周面４ｃが形成され、この内輪外周面４ｃに、段差部４ｄを介して、前記内輪外周面４ｃよりも小径となる小径外周面部４ｅが形成されてる。この小径外周面部４ｅとグリース容器２との間に所定の径方向隙間δ１が形成され、内輪４とグリース容器２との干渉が防止されるようになっている。図３に示すように、内輪４の軌道面４ａの同図左側に隣接する内輪外周面４ｆにおける端部に内輪シール溝１１が形成されている。
【００２４】
グリース容器２等について説明する。
図４に示すように、グリース容器２に、軸方向に延びて先端部１２ａが前記傾斜油案内面８ａの付近に位置する隙間形成片１２を設けている。この隙間形成片１２の先端部１２ａに、グリース容器２内のグリースの基油を滲み出させる隙間δ２を形成している。グリース容器２は、外周面側が開口する溝形のグリース容器本体１３を有し、このグリース容器本体１３は、円筒状の底面部１３ａと、この底面部１３ａの軸方向一端縁部から径方向斜め外方に立設する一側壁部１３ｂと、底面部１３ａの軸方向他端縁部から径方向外方に立設する他側壁部１３ｃとを有する。前記グリース容器本体１３における一側壁部１３ｂの外径側端から前記隙間形成片１２が軸方向転動体側に延びる。前記一側壁部１３ｂは、内径側端から径方向外方に向かうに従って軸受内側に傾斜する傾斜角度を有する。
【００２５】
外輪３における外輪延長部３ｂの内周面には、外輪３に対してグリース容器２を位置決めする環状の位置決め用切欠き部１４が形成されている。この位置決め用切欠き部１４は、外輪延長部３ｂの内周面における端部に形成され、円筒面状の内周面部１４ａと、この内周面部１４ａに続く段部１４ｂとでなる。これら内周面部１４ａと段部１４ｂとの隅部には、逃がし部１４ｃが環状に設けられている。この位置決め用切欠き部１４に、他側壁部１３ｃの外径側端が係合している。位置決め用切欠き部１４の内周面部１４ａに、グリース容器本体１３の他側壁部１３ｃの外径側端が嵌合固定されることで、外輪３に対してグリース容器２の径方向位置が位置決めされる。これと共に、位置決め用切欠き部１４の段部１４ｂに、前記他側壁部１３ｃの外径側端の内側面が当接することで、外輪３に対してグリース容器２の軸方向位置が位置決めされる。なお内周面部１４ａと段部１４ｂとの隅部に、逃がし部１４ｃを設けたため、他側壁部１３ｃの外径側端の角部と前記隅部との干渉を防止し得る。これにより、外輪３に対しグリース容器２を正確に位置決めし得る。
【００２６】
外輪延長部３ｂには、グリース容器２内にグリースを封入するグリース封入孔１５が形成されている。グリース封入孔１５は、径方向に貫通する雌ねじから成る。このグリース封入孔１５に螺合してグリース封入孔１５を密閉する図示外の雄ねじ部材を設けている。前記外輪延長部３ｂにグリース封入孔１５を設ける構成に代えて、グリース容器本体１３の他側壁部１３ｃに、軸方向に貫通するグリース封入孔１５を設け、このグリース封入孔１５に螺合する雄ねじ部材を設けた構成にしても良い。
【００２７】
図２（Ｂ）および図４に示すように、隙間形成片１２は、外輪３の内周面に対面して、外輪内周面と隙間形成片１２の先端部１２ａとの間に、前記隙間δ２を形成する。すなわち図２（Ｂ）に拡大して示すように、隙間形成片１２の先端部１２ａが、軸方向に延びて傾斜油案内面８ａの付近に位置し、外輪３の内周面部分８のうちの円筒面部８ｂと、隙間形成片１２の先端部１２ａとの間に、前記隙間δ２、つまり半径方向の隙間δ２を形成する。また、グリース容器本体１３の一側壁部１３ｂの外径側端から隙間形成片１２が軸方向転動体側に延び、グリース容器２内のグリースの基油を、外輪３の軌道面３ａに対して軸方向に供給する構成となっている。
【００２８】
ここで、図５（Ａ）は、第１の実施形態に係るグリース容器付き転がり軸受装置を部分的に変更した変更形態に係り、同軸受装置に対し接触角を逆向きとしたグリース容器付き転がり軸受装置の断面図、図５（Ｂ）は同軸受装置の要部を拡大して示す断面図である。この図５の例では、グリース容器２は、アキシアル荷重を受けない外輪正面側に設けられる。図５（Ａ）に示すように、外輪延長部３ｂは、外輪３の軌道面３ａに対して接触角を成す作用線３ｃの偏り側と反対側から、幅方向に延びる。図５（Ｂ）に示すように、外輪３の内周面部分８のうち傾斜油案内面８ａは、外輪３の軌道面３ａに対して接触角を成す作用線３ｃの偏り側と反対側に続く位置に設けられる。
【００２９】
図５（Ａ）に示すように、内輪４の軌道面４ａの同図左側に隣接する、傾斜面から成る内輪カウンタボア４ｇが形成されている。この内輪カウンタボア４ｇの端部に内輪シール溝は形成されない。内輪４の軌道面４ａの同図右側に隣接する内輪外周面４ｈが形成され、この内輪外周面４ｈに、段差部４ｉを介して、前記内輪外周面４ｈよりも小径となる小径外周面部４ｊが形成されてる。その他図１の構成と同一構成となっている。
【００３０】
次に、グリース容器付き転がり軸受装置の作用効果を主に図６と共に説明する。図６の「＋」はグリース中の基油を表すものである。
グリース容器２内および転がり軸受１内には、一般的に、グリースが初期封入される。この初期封入されたグリースが傾斜油案内面８ａに付着する。この付着が不十分であっても、軸受の運転により、転がり軸受１内に初期封入したグリースが、遠心力により飛散し、その一部が傾斜油案内面８ａに付着する。これにより、グリース容器２内、傾斜油案内面８ａ、および外輪３の軌道面３ａの各グリースが繋がる。また、グリース容器２は前記隙間δ２を除いて密閉される。軸受の運転停止と運転再開との繰り返しによるグリース容器２の温度の上昇と下降の繰り返しのヒートサイクルにおける運転時の温度上昇により、前記密閉されたグリース容器２内の内部圧力が上昇する。
軸受の運転により、外輪３の軌道面３ａにあるグリースの基油が少なくなると、この軌道面３ａに対し、傾斜油案内面８ａのグリース中の基油が供給される。つまり軌道面３ａに対し、毛細管現象により傾斜油案内面８ａのグリース中の基油のみが供給される。これと共に、例えば、横軸で使用する場合に、全周のうち、傾斜油案内面８ａが軌道面３ａに対して下り傾斜となる箇所が生じるが、この下り傾斜の箇所では、傾斜油案内面８ａに付着したグリースの基油が、自重によりこの傾斜面に沿って軌道面３ａの底部側に移動する。このように、傾斜油案内面８ａを設け、自重による基油の移動が行われるようにしたため、グリース基油を軌道面３ａに安定して確実に供給することができる。
【００３１】
傾斜油案内面８ａのグリース中の基油が少なくなると、この傾斜油案内面８ａのグリースの増稠剤に対し、前記隙間δ２内に存在するグリース中の毛細管現象により、グリース容器内の基油が、隙間δ２内に存在する増稠剤を通路として経由して隙間形成片１２の先端部１２ａの隙間δ２から滲み出される。これと同時に、前記隙間δ２全体の毛細管現象により、グリース容器２内のグリースが、隙間形成片１２の先端部１２ａの隙間δ２から傾斜油案内面８ａに供給される。これと共に、前記ヒートサイクルによるグリース容器２内の内部圧力の上昇により、同グリース容器２内のグリースの基油が前記隙間δ２から吐出する。以後、このグリースの基油の供給が繰り返し行われる。このように外輪３の軌道面３ａに、グリースの基油を確実に供給し、軸受潤滑に寄与する油量を増加することができる。また、隙間形成片１２の先端部１２ａが、軸方向に延びて傾斜油案内面８ａの付近に位置するため、隙間形成片１２の先端部１２ａが、フレッティングにより摩耗するおそれがなくなる。したがって、先端部１２ａの隙間δ２を精度良く管理でき、例えば、スピンドル装置の振動等に拘わらずグリースの基油を安定供給することができる。
【００３２】
グリース容器本体１３の軸受内側の側壁部１３ｃの外径側端が、外輪３の内周面に形成された環状の位置決め用切欠部１４に係合するため、次のような作用効果を奏する。グリース容器本体１３の側壁部１３ｃの外径側端を、位置決め用切欠部１４に係合するだけで、グリース容器２を外輪３に位置決めでき、且つこの軸受装置を簡単に組立てることが可能となる。また、グリース容器２を外輪３に固定する止め環等を不要とでき、部品点数の低減を図れる。
【００３３】
隙間形成片１２は、外輪３の内周面に対面して、外輪内周面と隙間形成片１２の先端部１２ａとの間に、隙間δ２を形成するものであるため、グリースの基油を前記隙間δ２から軸方向に供給することができる。グリースの基油を径方向ではなく軸方向に供給するため、グリース容器２を、外輪３の軌道面３ａに対して接触角の成す作用線３ｃの偏り側、偏り側の反対側のいずれの側にも配置できる。前記偏り側、反対側のいずれの側にグリース容器２を配置する場合でも、外輪３を兼用することができるため、製造コストの低減を図れる。
また、外輪内周面と隙間形成片１２の先端部１２ａとの間に、前記隙間δ２を形成するため、従来の外輪軌道面に続く段差面を設けた外輪よりも、外輪３の肉厚を大きく確保でき、軸受剛性を高めたものにできる。
【００３４】
以下、この発明の他の実施形態を説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載する場合を除き、先行して説明している形態と同様とする。同一構成の部分からは同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００３５】
図７に示すように、転がり軸受をアンギュラ玉軸受とする構成に代えて、転がり軸受をころ軸受としても良い。この場合にも、傾斜油案内面８ａを設け、自重による基油の移動が行われるようにしたため、外輪３の軌道面３ａに、グリースの基油を確実に供給し、軸受潤滑に寄与する油量を増加することができる。また、隙間形成片１２の先端部１２ａが、軸方向に延びて傾斜油案内面８ａの付近に位置するため、隙間形成片１２の先端部１２ａが、フレッティングにより摩耗するおそれがなくなる。したがって、先端部１２ａの隙間δ２を精度良く管理でき、スピンドル装置の振動等に拘わらずグリースの基油を安定供給することができる。
以上説明したアンギュラ玉軸受、ころ軸受以外に、転がり軸受を深溝玉軸受としても良い。この場合にも、傾斜油案内面８ａを設け、自重による基油の移動が行われるようにすることで、外輪３の軌道面３ａに、グリースの基油を確実に供給し、軸受潤滑に寄与する油量を増加することができ、また、隙間形成片１２の先端部１２ａがフレッティングにより摩耗するおそれもなくなる。
【００３６】
図８（Ａ）のグリース容器付き転がり軸受装置は、外輪３に隣接する外輪間座１６を設け、この外輪間座１６の内周面に、グリース容器２を設けたものである。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の要部の拡大断面図である。この例では、内輪延長部４ｂに代えて、内輪４に隣接する内輪間座２６を設けている。但し、この内輪間座２６を設ける構成に代えて、図１と同様に内輪延長部４ｂを設けた構成にすることも可能である。図８の構成によると、標準的な外輪幅および内輪幅の素材を用いることができ、製造コストの低減を図れる。
【００３７】
図９は、図８のグリース容器付き転がり軸受装置を部分的に変更した変更形態に係り、同軸受装置に対し接触角を逆向きとしたグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。この図９の構成においても、標準的な外輪幅および内輪幅の素材を用いることができ、製造コストの低減を図れる。
【００３８】
図１０（Ａ），（Ｂ）のグリース容器付き転がり軸受装置は、隙間形成片１２が内周片１７と外周片１８とでなる２重構造であり、これら内周片１７と外周片１８との間で、前記隙間δ２を形成するものである。外周片１８は、他側壁部１３ｃの外径側の内面部から、外輪間座１６の内周面に沿って軸受内側に延びる。この外周片１８の先端部は、外輪内周面の端部に設けられた環状の位置決め用切欠き部１４に、嵌合して位置決めされる。位置決め用切欠き部１４の内周面部１４ａに、外周片１８の先端部における外径側端が嵌合固定されることで、外輪３に対してグリース容器２の径方向位置が位置決めされる。これと共に、位置決め用切欠き部１４の段部１４ｂに、外周片１８の先端部における軸方向先端面が当接することで、外輪３に対してグリース容器２の軸方向位置が位置決めされる。
【００３９】
このように外周片１８が、位置決め用切欠き部１４に嵌合して位置決めされた状態で、外周片１８の内周面部分の円筒面部８ｂと、内周片１７の外周面との間に半径方向の隙間δ２を形成する。前記外周片１８の内周面部分の円筒面部８ｂから、傾斜油案内面８ａを介して軌道面３ａが続く。
この場合、グリース容器２内にグリースを封入したものを、グリース容器単独で容易に取扱うことができる。したがって、グリースを封入したグリース容器２を、転がり軸受１に位置固定に組み立てることができる。この場合、グリース容器付き転がり軸受装置の組立て後のグリース封入作業を省略できるため、作業工数の低減を図れる。
【００４０】
図１１は、図１０のグリース容器付き転がり軸受装置を部分的に変更した変更形態に係り、同軸受装置に対し接触角を逆向きとしたグリース容器付き転がり軸受装置の断面図である。この図１１の構成においても、グリース容器２内にグリースを封入したものを、グリース容器単独で容易に取扱うことができ、グリースを封入したグリース容器２を、転がり軸受１に位置固定に組み立てることができる。この場合、グリース容器付き転がり軸受装置の組立て後のグリース封入作業を省略できるため、作業工数の低減を図れる。
【００４１】
図１２のグリース容器付き転がり軸受装置は、グリース容器２内の前記隙間δ２からなる出口に対する底部の全周にわたり、圧縮気体が封入された気体封入袋１９を設け、前記グリース容器２内に、グリース初期封入状態で、前記気体封入袋１９を袋内の気圧に抗して収縮させた状態にグリースを封入している。この場合、軸受運転時の温度上昇により、気体封入袋１９内の圧縮空気が膨張し、これによりグリース容器２内に封入されたグリースが前記隙間δ２側に押し出される。これと共に、前記毛細管現象およびヒートサイクルにより、グリース容器２内のグリースの基油が前記隙間δ２から安定して滲み出される。
【００４２】
図１３は、前述のいずれかのグリース容器付き転がり軸受装置を用いたスピンドル装置の断面図である。このスピンドル装置は、例えば、図１、図８、図１０のいずれか１つのアンギュラ玉軸受をスピンドル２０（主軸２０）の前端側に配置し、図５、図９、図１１、図１２のいずれか１つのアンギュラ玉軸受をスピンドル２０の後端側に配置し、これら２個のアンギュラ玉軸受を背面組み合わせでハウジング２１に設置している。２個のアンギュラ玉軸受は、スピンドル２０の両端を回転自在に支持する。各アンギュラ玉軸受の内輪４は、内輪位置決め間座２２，２２およびスピンドル２０の段部２０ａ，２０ａにより軸方向に位置決めされ、内輪固定ナット２３によりスピンドル２０に締め付け固定されている。外輪３は、外輪間座２４および外輪押え蓋２５，２５によりハウジング２１内に位置決め固定されている。ハウジング２１は、ハウジング内筒２１ａとハウジング外筒２１ｂ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２１ｃが設けられている。
【００４３】
スピンドル２０の前端２０ｂは、工具またはワークの支持部となり、スピンドル２０の後端２０ｃは、モータ等の駆動源が図示外の回転伝達機構を介して連結される。モータは、ハウジング２１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。
このスピンドル装置によると、一対のアンギュラ玉軸受のうち、加工点に近いスピンドル２０の前端２０ｂ側に配置されるアンギュラ玉軸受について、この外輪３の軌道面３ａに対して接触角を成す作用線３ｃとスピンドル２０の軸中心Ｌ１との交点から、前記加工点までの距離を、従来例のものより短縮することができる。これにより、スピンドル装置の剛性を高め、加工精度を高めることが可能となる。
【００４４】
図１４に示すように、立型のスピンドル装置に、一対のアンギュラ玉軸受を背面組合せとして使用する場合、加工点に近い側に配置されるアンギュラ玉軸受については、この軸受の上方にグリース容器２を配置するため、グリース容器２内のグリースが自重により隙間形成片１２の先端部１２ａ側に円滑に移動する。グリース容器２内のグリースの基油も、隙間形成片１２の先端部１２の隙間δ２から、基油自体の自重により傾斜油案内面８ａに移動し易くなる。傾斜油案内面８ａのグリース中の基油も、基油自体の自重により、外輪軌道面３ａまたは転動体５に移動し易くなる。このように加工点に近い側に配置されるアンギュラ玉軸受において、外輪軌道面３ａにグリースの基油をより確実に供給することができる。加工点から遠い側に配置されるアンギュラ玉軸受についても、この軸受の上方にグリース容器２を配置するため、加工点に近い側のアンギュラ玉軸受と同様に、外輪軌道面３ａにグリースの基油をより確実に供給することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…転がり軸受
２…グリース容器
３…外輪
３ａ…軌道面
４…内輪
５…転動体
８…内周面部分
８ａ…傾斜油案内面
８ｂ…円筒面部
９…小径内周面部
１２…隙間形成片
１２ａ…先端部
１３…グリース容器本体
１３ｂ…一側壁部
１３ｃ…他側壁部
１４…位置決め用切欠き部
δ２…隙間
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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