(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状のノズル本体と、ノズル本体の軸受に対向する側面に設けられて潤滑油を供給する潤滑油噴射穴と、ノズル本体の側面の潤滑油噴射穴と干渉しない位置に設けられる複数の冷却用エアの噴射穴と、前記リング状のノズル本体の外周部に設けられて前記潤滑油噴射穴に連結される第１のリング溝と、第１のリング溝に並列に設けられて前記冷却用エアの噴射穴に連結される第２のリング溝とを備えた、アウターレースとインナーレースとの間にボールを保持した状態で挿入されるリテーナを有する軸受に対する潤滑、冷却装置であって、前記潤滑油噴射穴は、アウターレースとノズル本体側リテーナ間およびインナーレースと前記ノズル本体側リテーナ間に向けて噴射されるように、前記第１のリング溝に設けられた前記ノズル本体の内側に向かう半径方向の有底穴からアウターレースとノズル本体側リテーナ間およびインナーレースと前記ノズル本体側リテーナ間に向けてそれぞれ複数配設し、前記冷却用エアの噴射穴は、前記ノズル本体側リテーナに向けて噴射されるように配設した軸受の潤滑、冷却装置。
【請求項２】
前記冷却用エアの温度は、−１０℃〜−２０℃である請求項１記載の軸受の潤滑、冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却効率の高いころがり軸受の潤滑、冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ころがり軸受の潤滑、冷却装置としては、種々のものが提案されている。
【０００３】
図６は、オイルとエアにより潤滑と冷却を行なう装置である。
ころがり軸受１０は、アウターレース１１と、インナーレース１２の間にボール１３がリテーナ１４で保持された状態で挿入され、アウターレース１１とインナーレースが相対回転する。
潤滑、冷却ノズル２０は、ボール１３と、リテーナ１４の空間に対向する噴射穴２１，２２を有し、ミキシングバルブ２３からの流体をボールとレースの間に供給する。ミキシングバルブ２３には、オイル２４とエア２５が供給され、ミキシングバルブ２３は、オイル２４とエア２５を混合して混合流体２６を生成し、噴射穴２１，２２から噴射する、このオイルとエアの混合流体２６により、ころがり軸受の潤滑と冷却が達成される。
【０００４】
図７は、オイルミストによる潤滑と、冷却装置を示す。
霧吹き装置３０には、オイル３１とエア３２が供給され、オイルミストが生成される。オイルミスト３３は、潤滑冷却ノズル２０の噴射穴２１，２２から、ころがり軸受１０に供給される。
【０００５】
図８は、ジェット潤滑装置を示し、オイルタンク４２内のオイル４１をポンプ４０で加工し、噴射穴２１，２２からオイルのジェット流４３をころがり軸受１０に供給して、潤滑と冷却を強制的に行なう。
【０００６】
図９は、オイルジェットによるアンダーレース潤滑装置を示す。
ころがり軸受１０のインナーレース１２は、主軸５０を支持する。主軸５０は中心穴５２を有しインナーレース１２を貫通する小径穴５１を有する。オイルポンプ４０からのオイルジェット４３は、主軸中心穴５２から小径穴５１を通り、インナーレース１２の内部に強制的に注入する。
例えば、特開平６−６６３２４号公報は、エアによるころがり軸受の冷却装置を開示する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ころがり軸受の潤滑方式としては、グリース潤滑は最も基本的な潤滑方式であるが、高速回転主軸や熱変位を嫌う装置の場合は発熱が大きいため採用できない。
【０００８】
ジェット潤滑およびアンダーレース潤滑は大量の潤滑油を軸受に直接供給するため、潤滑および冷却性能は優れているが、潤滑油のシール技術や潤滑油の冷却装置が大がかりになる。
【０００９】
オイルエア潤滑およびオイルミスト潤滑は、エアと少量の潤滑油を混合させ潤滑油ノズルより軸受に供給する方法で、発熱も少なく潤滑油の処理も必要ないため装置が小さく最も普及している。
【００１０】
しかし、オイルエア潤滑、オイルミスト潤滑を使用して回転主軸の高速化、高精度化をさらに進めようとした場合、何らかの対策が必要となる。
そこで本発明は、オイルエア潤滑、オイルミスト潤滑の潤滑性能は維持しながら、冷却効率を飛躍的に向上させるノズルを提案する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の軸受の潤滑、冷却装置は、基本的な手段として、リング状のノズル本体と、ノズル本体の軸受に対向する側面に設けられて潤滑油を供給する潤滑油噴射穴と、ノズル本体の側面の潤滑油噴射穴と干渉しない位置に設けられる複数の冷却用エアの噴射穴と、前記リング状のノズル本体の外周部に設けられて前記潤滑油噴射穴に連結される第１のリング溝と、第１のリング溝に並列に設けられて前記冷却用エアの噴射穴に連結される第２のリング溝とを備えた、アウターレースとインナーレースとの間にボールを保持した状態で挿入されるリテーナを有する軸受に対する潤滑、冷却装置であって、前記潤滑油噴射穴は、アウターレースとノズル本体側リテーナ間およびインナーレースと前記ノズル本体側リテーナ間に向けて噴射されるように、前記第１のリング溝に設けられた前記ノズル本体の内側に向かう半径方向の有底穴からアウターレースとノズル本体側リテーナ間およびインナーレースと前記ノズル本体側リテーナ間に向けてそれぞれ複数配設し、前記冷却用エアの噴射穴は、前記ノズル本体側リテーナに向けて噴射されるように配設したものである。
【００１２】
さらに、前記冷却用エアの温度は、−１０℃〜−２０℃とすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の全体構成を示す説明図、図２は図１のＡ矢視図、図３は図１のＢ矢視図、図４及び図５はノズル装置の要部の拡大断面図である。
全体を符号１００で示すノズル装置は、リング状のノズル本体１１０を有し、ころがり軸受１０に隣接して配設される。ころがり軸受１０は、アウターレース１１、インナーレース１２を有し、ボール１３がリテーナ１４で保持される。
【００１４】
ノズル本体１１０は、２本のリング溝１２０，１４０が並列して設けられる。第１のリング溝１２０は、本体の外周部に向けて開口し、オイルタンク２１０のオイルがポンプ２００でエアと混ざり合って加圧され、オイルミストとなってライン２２０を介して導入される。
【００１５】
第１のリング溝１２０は、ノズル本体１１０の内側に向かう半径方向の有底穴１２１を有する。本実施例にあっては、２本の有底穴１２１が線対称に配設されている。この有底穴１２１の個数は適宜に選択できる。
この有底穴１２１は、ころがり軸受１０側に開口する２個の噴射穴１２２，１２４を有する。この２個の噴射穴１２２，１２４は、アウターレース１１とインナーレース１２の間隔のレースとボールの転動面に向けて開口される。
【００１６】
第１のリング溝１２０に供給されたオイルは、２本の有底穴１２１の噴射穴１２２，１２４から噴射され、ボール１３とアウターレース１１、インナーレース１２の間の転動面を潤滑する。
ノズル本体１１０の第１のリング溝１２０に隣接して設けられる第２のリング溝１４０は、本体１１０の外側に開口し、エア供給源３００からのエアがライン３１０を介して供給される。
【００１７】
第２のリング溝１４０は、ころがり軸受のボール転動面に向けて開口される複数の噴射穴１４２に連結される。噴射穴１４２は円周上に多数設けられる。その直径寸法は１ｍｍ〜５ｍｍ程度の穴が適当である。
【００１８】
エア供給源３００は、通常のエアコンプレッサを使用して、室温のエアを圧縮して供給するものであってもよいが、好ましくは、−１０℃〜−２０℃の冷却風を供給する装置を使用することにより、冷却効果の向上を図ることができる。
ライン３１０を介して第２のリング溝１４０に供給される冷却エアは、噴射穴１４２からころがり軸受１０のボール転動面に向けて噴射され、転動面に発生する摩擦熱を冷却する。
【００１９】
なお、潤滑油の噴射穴１２２，１２４の有底穴１２１との連通部１２２ａ，１２４ａとエアの噴射穴１４２とリング溝１４０との連通部１４２ａは、流体研磨によってＲ状に加工され、スムーズな噴射が達成される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、主軸等を支持するころがり軸受の潤滑を確保しつつ、発熱に対する冷却性を向上することができる。
実験によれば、通常の潤滑、冷却方式では、回転中に１０℃の温度上昇が確認された軸受に本装置を使用し、−１０℃の冷風を用いることで、５℃の温度上昇に改善された。冷風量と温度の最適化により、更なる効果を得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の全体構成を示す説明図。
【図２】図１のＡ矢視図。
【図３】図１のＢ矢視図。
【図４】本発明装置の要部の拡大図。
【図５】本発明装置の要部の拡大図。
【図６】従来の装置の説明図。
【図７】従来の装置の説明図。
【図８】従来の装置の説明図。
【図９】従来の装置の説明図。
【符号の説明】
１０  ころがり軸受
１１  アウターレース
１２  インナーレース
１３  ボール
１４  リテーナ
１００  潤滑、冷却ノズル装置
１１０  ノズル本体
１２０  第１のリング溝
１２２，１２４  オイル噴射穴
１４０  第２のリング溝
１４２  エア噴射穴
２００  オイルポンプ
３００  エア供給源
【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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