(57)【要約】【課題】転がり軸受の昇温を効果的に抑制できる転がり軸受装置を提供すること。【解決手段】転がり軸受装置１は、内輪１０、外輪１１、およびこれら内外輪間に配置された複数の転動体１２を有する転がり軸受４と、外輪１１および／または外輪１１の外周を取り囲むハウジング３に少なくとも一部が形成された連通路３６とを含む。連通路３６は、環状空間３２Ａと環状空間３２Ｃとを連通する。転がり軸受４の回転に伴って、内輪１０と外輪１１との間に転がり軸受４の軸方向Ｘにおける一端側から他端側へ向かう空気流が形成されるようになっており、空気流が連通路３６を通って転がり軸受４の軸方向Ｘ一端側に戻される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪、外輪、およびこれら内外輪間に配置された複数の転動体を有する転がり軸受と、
前記外輪および／または前記外輪の外周を取り囲む外周部材に少なくとも一部が形成され、前記転がり軸受の軸方向の一端側の空間と他端側の空間とを連通する連通路とを含み、
前記転がり軸受の回転に伴って、前記内輪と前記外輪との間に前記一端側から前記他端側へ向かう空気流が形成されるようになっており、前記空気流が前記連通路を通って前記一端側に戻される、転がり軸受装置。
【請求項２】
前記転がり軸受は、当該転がり軸受の回転に伴って、前記空気流を発生させる、請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記転がり軸受は、前記内輪と前記外輪との間に配置され、前記転動体を保持する保持器をさらに含み、前記内輪と前記保持器とによって区画された空間の径方向幅は、前記外輪と前記保持器とによって区画された空間よりも大きく設けられており、
前記空気流は、前記一端側の空間から、前記内輪と前記保持器との間の空間に進入する、請求項１または２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記外輪を、その外周を取り囲むように収容するハウジングをさらに含み、
前記連通路は、少なくとも一部が前記ハウジングに形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記ハウジングには、前記連通路を流れる空気を冷却する冷却部材が設けられている、請求項４に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、内輪、外輪、およびこの内輪と外輪との転走面間に介在した転動体としての複数の玉と、この複数の玉を周方向に沿って所定間隔毎に保持する保持器とを備える転がり軸受と、転がり軸受を潤滑する転がり軸受の潤滑装置とを開示している。転がり軸受の回転時には、内輪および外輪と転動体との間に摩擦による熱が生じ、その結果、転がり軸受が昇温する虞がある。
【０００３】
潤滑装置は、内輪の肩部外周面に、内輪の端面側から転走面へと延びるように形成された複数条の動圧溝を備える。動圧溝は、内輪の回転によって、転がり軸受の端面側から転走面側へと向かう空気流を発生し、この空気流が転がり軸受に吹き付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７２８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の転がり軸受の潤滑装置のように単に空気流を転がり軸受に吹き付けるだけでは、転がり軸受の昇温を効果的に抑制することはできない。
そこで、この発明は、転がり軸受の昇温を効果的に抑制できる転がり軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、内輪（１０）、外輪（１１）、およびこれら内外輪間に配置された複数の転動体（１２）を有する転がり軸受（４，４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ）と、前記外輪および／または前記外輪の外周を取り囲む外周部材（３）に少なくとも一部が形成され、前記転がり軸受の軸方向（Ｘ）の一端側の空間（３２Ａ，３２Ｂ）と他端側の空間（３２Ｂ，３２Ｃ）とを連通する連通路（３６，７０，８０）とを含み、前記転がり軸受の回転に伴って、前記内輪と前記外輪との間に前記一端側から前記他端側へ向かう空気流が形成されるようになっており、前記空気流が前記連通路を通って前記一端側に戻される、転がり軸受装置（１）である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記転がり軸受は、当該転がり軸受の回転に伴って、前記空気流を発生させる、請求項１に記載の転がり軸受装置である。
請求項３に記載の発明は、前記転がり軸受は、前記内輪と前記外輪との間に配置され、前記転動体を保持する保持器（１３）をさらに含み、前記内輪と前記保持器とによって区画された空間（２６Ｂ）の径方向幅（Ｗ１２）は、前記外輪と前記保持器とによって区画された空間（２６Ａ）よりも大きく設けられており、前記空気流は、前記一端側の空間から、前記内輪と前記保持器との間の空間に進入する、請求項１または２に記載の転がり軸受装置である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、前記外輪を、その外周を取り囲むように収容するハウジング（３）をさらに含み、前記連通路は、少なくとも一部が前記ハウジングに形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置である。
請求項５に記載の発明は、前記ハウジングには、前記連通路を流れる空気を冷却する冷却部材（７）が設けられている、請求項４に記載の転がり軸受装置である。
【０００９】
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、転がり軸受の軸方向の一端側の空間と他端側の空間とを連通する連通路の少なくとも一部が、外輪または外輪を取り囲む外周部材に形成されている。また、転がり軸受の回転に伴って、内輪と外輪との間に一端側から他端側へ向かう空気流が形成されるようになっている。また、この空気流は、他端側から、連通路を通って一端側に戻される。そのため、転がり軸受の回転に伴って、転がり軸受の軸方向の一端側の空間から、内輪と外輪との間、転がり軸受の軸方向の一端側の空間、および連通路を経由して、転がり軸受の軸方向の他端側の空間に戻る空気の循環流が形成される。すなわち、内輪と外輪との間に空気流が断続的に形成されるようになる。この空気流により、転がり軸受の内部に発生する熱が逃がされる。これによって、転がり軸受の昇温を効果的に抑制できる転がり軸受装置を提供できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、転がり軸受の回転に伴って、転がり軸受が空気流を発生させる。そのため、空気流を発生させるための他の部材を設ける必要がない。よって、転がり軸受装置のコストを低減できる。
請求項３に記載の発明によれば、循環流は、転がり軸受の軸方向の一端側の空間から、内輪と保持器との間の空間に進入し、内輪側から外輪側へ向けて内輪と外輪との間を流れる。これにより、空気流は、内輪、外輪および転動体に吹き付けられる。よって、転がり軸受全体の昇温を確実に抑制できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、連通路の少なくとも一部が、ハウジングに形成されているため、連通路を好適に形成できる。また、ハウジングが外輪の外周を取り囲んでいるので、連通路を流れる空気が冷却される。これにより、冷却された空気を転がり軸受に断続的に供給でき、転がり軸受の昇温をより効果的に抑制できる。
請求項５に記載の発明によれば、ハウジングに設けられた冷却部材によって連通路を流れる空気が冷却される。これにより、冷却された空気を転がり軸受に断続的に供給でき、転がり軸受の昇温をより効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の転がり軸受装置を軸方向Ｘに沿った面で切断した断面図である。
【図２Ａ】図１の要部を拡大した図である。
【図２Ｂ】図２Ａの右側の転がり軸受を拡大した図である
【図２Ｃ】図２Ａにおいて、ＩＩＣで示した部分を拡大した図である。
【図３】本発明の一実施形態の第１変形例の要部を示した図である。
【図４】本発明の一実施形態の第２変形例の要部を示した図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う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】
【００１４】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態の転がり軸受装置１を軸方向Ｘに沿った面で切断した断面図である。
図１を参照して、転がり軸受装置１は、例えば工作機械に搭載されている。転がり軸受装置１は、工作機械の回転軸２に外嵌されており、回転軸２を支持している。回転軸２は、中心軸Ｃを中心に回転する。
【００１５】
ここで、回転軸２の軸方向には、符号「Ｘ」を付し、回転軸２の径方向には、符号「Ｒ」を付す。図１において、径方向Ｒにおける回転軸２に近づく側を「内側」ということにし、径方向Ｒにおける回転軸２から離れる側を「外側」ということにする。また、図１の軸方向Ｘに関し、転がり軸受装置１の略中央部を通り、軸方向Ｘに垂直な平面を、基準面２Ａと呼ぶことにする。
【００１６】
転がり軸受装置１は、外周部材としてのハウジング３と、複数の転がり軸受４と、軸方向Ｘから転がり軸受４に隣接して設けられた複数の間座５とを含んでいる。本実施形態では、転がり軸受装置１は、転がり軸受４としてのアンギュラ玉軸受を４列に組み合わせたものである。軸方向Ｘの両端の転がり軸受４と、当該転がり軸受４と隣り合う転がり軸受４とは、並列組合せにより配列されており、軸方向Ｘの両端を除く２個の転がり軸受４は、背面組合せにより配列されている。すなわち、転がり軸受装置１は、基準面２Ａを挟んで対称であり、転がり軸受装置１を構成する各部材の配置および姿勢は、基準面２Ａを挟んで対称である。
【００１７】
ハウジング３には、挿通穴６が形成されている。ハウジング３において挿通穴６を区画する部分を内周面６Ａということにする。内周面６Ａは、回転軸２と同軸状の円周面をなす。挿通穴６には、回転軸２が挿通されている。回転軸２の一部は、挿通穴６からハウジング３の外部に露出している。
ハウジング３の外周面には、冷却部材７が設けられている。冷却部材７は、例えば、外部タンク（図示しない）から供給される冷媒（油等）を流す流路である。回転軸２は、冷却部材７によって冷却される。
【００１８】
各転がり軸受４は、回転軸２を支持するためのものであり、玉軸受やころ軸受等の転がり軸受が用いられる。本実施形態の転がり軸受４は、玉軸受の一例であるアンギュラ玉軸受である。間座５は、転がり軸受４同士の隙間を埋めるためのものである。
転がり軸受４および間座５は、環状であり、ハウジング３に全体が収容されている。
本実施形態では、４つの転がり軸受４と６つの間座５とが図示されている。転がり軸受４は、基準面２Ａを挟んで対称となるように基準面２Ａの両側に２つずつ配置されている。間座５は、基準面２Ａを挟んで対称となるように基準面２Ａの両側に３つずつ配置されている。
【００１９】
図１において基準面２Ａよりも左側では、転がり軸受４と間座５とが軸方向Ｘに沿って交互に並んでいる。また、図１において基準面２Ａよりも右側でも、転がり軸受４と間座５とが軸方向Ｘに沿って交互に並んでいる。
図１において基準面２Ａよりも左側の転がり軸受４のうち基準面２Ａに最も近い転がり軸受４には、符号「４１Ａ」を付す。同様に、図１において基準面２Ａよりも右側の転がり軸受４のうち基準面２Ａに最も近い転がり軸受４には、符号「４２Ａ」を付す。転がり軸受４１Ａと転がり軸受４２Ａとは、基準面２Ａを挟んで対向している。
【００２０】
転がり軸受４１Ａよりも基準面２Ａから離れた側（図１の左側）に配置された転がり軸受４には、符号「４１Ｂ」を付す。転がり軸受４２Ａよりも基準面２Ａから離れた側（図１の右側）に配置された転がり軸受４には、符号「４２Ｂ」を付す。
基準面２Ａよりも軸方向Ｘの一方側（図１の右側）において、各転がり軸受４には、間座５が軸方向Ｘの両側から隣接している。同様に、基準面２Ａよりも軸方向Ｘの他方側（図１の左側）において、各転がり軸受４には、間座５が軸方向Ｘの両側から隣接している。
【００２１】
転がり軸受４１Ａに軸方向Ｘの一方側から隣接する間座５には、符号「５１Ａ」を付す。転がり軸受４１Ａに軸方向Ｘの他方側から隣接する間座５には、符号「５１Ｂ」を付す。間座５１Ｂは、転がり軸受４１Ｂに、軸方向Ｘの一方側から隣接している。転がり軸受４１Ｂに対して軸方向Ｘの他方側から隣接する間座５には、符号「５１Ｃ」を付す。
転がり軸受４２Ａに軸方向Ｘの他方側から隣接する間座５には、符号「５２Ａ」を付す。転がり軸受４２Ａに軸方向Ｘの一方側から隣接する間座５には、符号「５２Ｂ」を付す。間座５２Ｂは、転がり軸受４２Ｂに、軸方向Ｘの他方側から隣接している。転がり軸受４２Ｂに軸方向Ｘの一方側から隣接する間座５には、符号「５２Ｃ」を付す。間座５１Ａと間座５２Ａとは、基準面２Ａを挟んで互いに隣接している。
【００２２】
図２Ａは、図１の要部を拡大した図である。図２Ｂは、図２Ａの右側の転がり軸受を拡大した図である。以下では、基準面２Ａよりも軸方向Ｘの他方側の転がり軸受４および間座５について図２Ａおよび図２Ｂを参照して説明する。
図２Ａを参照して、転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂは、同一の諸元を有している。以下では、転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの詳細な構成を、転がり軸受４１Ａを用いて説明する。転がり軸受４１Ｂの構成のうち、転がり軸受４１Ａと共通する部分には同一の参照符号を付し、その説明と符号の一部の図示とを省略する。
【００２３】
図２Ｂを参照して、転がり軸受４１Ａは、内輪１０と、外輪１１と、複数の転動体１２と、保持器１３とを含んでいる。
内輪１０は、環状体である。内輪１０は、回転軸２に対して外嵌固定されている。そのため、内輪１０は、回転軸２と一体回転可能である。内輪１０の外周面１０Ａでは、径方向Ｒにおける内側に向けて円弧状に窪んだ内輪軌道面１５が軸方向Ｘにおける略中央部に設けられている。軸方向Ｘにおいて、内輪軌道面１５の両側には、一対の内輪軌道肩部１６および１７が設けられている。
【００２４】
内輪軌道肩部１６は、内輪軌道面１５よりも軸方向Ｘにおける一方側（図２Ｂの右側）に位置しており、内輪軌道肩部１７は、内輪軌道面１５よりも軸方向Ｘにおける他方側（図２Ｂの左側）に位置している。内輪軌道肩部１６における外周面１０Ａの直径は、内輪軌道肩部１７における外周面１０Ａの直径よりも小さい。内輪軌道面１５は、内輪軌道肩部１６における外周面１０Ａと内輪軌道肩部１７における外周面１０Ａとを接続している。
【００２５】
外輪１１は、環状体である。外輪１１はハウジング３内に収容されており、外輪１１の外周が、ハウジング３の内周面６Ａに対して内嵌固定されている。この状態で、ハウジング３は、外輪１１の外周全域を取り囲んでいる。外輪１１の内周面１１Ａでは、径方向Ｒにおける外側に向けて円弧状に窪んだ外輪軌道面１８が軸方向Ｘにおける略中央部に設けられている。軸方向Ｘにおいて、外輪軌道面１８の両側には、一対の外輪軌道肩部１９および２０が設けられている。外輪１１の外輪軌道面１８は、内輪１０の内輪軌道面１５よりも軸方向Ｘの一方側（図２Ｂの右側）に位置している。外輪１１は、内輪１０に対して非接触かつ同軸状で外嵌されている。
【００２６】
外輪軌道肩部１９は、外輪軌道面１８よりも軸方向Ｘにおける一方側（図２Ｂの右側）に位置しており、外輪軌道肩部２０は、外輪軌道面１８よりも軸方向Ｘにおける他方側（図２Ｂの左側）に位置している。外輪軌道肩部１９における内周面１１Ａの直径は、外輪軌道肩部２０における内周面１１Ａの直径よりも小さい。外輪軌道面１８は、外輪軌道肩部１９における内周面１１Ａと外輪軌道肩部２０における内周面１１Ａとを接続している。
【００２７】
外輪１１は、ハウジング３に固定されているため、回転軸２が軸回りに回転しても、ハウジング３に対する相対位置は変わらない。そのため、回転軸２が回転すると、外輪１１と内輪１０とは、互いに相対回転する。
複数の転動体１２は、内輪１０と外輪１１との間（内外輪間）に配置されている。複数の転動体１２は、転がり軸受４の周方向に等間隔で並んでいる。各転動体１２のそれぞれは、球状をなす。各転動体１２の半径は、内輪１０の内輪軌道面１５の曲率半径と外輪１１の外輪軌道面１８の曲率半径とに一致している。
【００２８】
保持器１３は、全体として環状である。保持器１３は、内輪１０と外輪１１との間に配置されている。保持器１３は、円環状をなす円環部２１を含んでいる。
軸方向Ｘにおける円環部２１の一端部（図２Ｂの右側の端部）には、符号「２１Ａ」を付し、軸方向Ｘにおける円環部２１の他端部（図２Ｂの左側の端部）には、符号「２１Ｂ」を付す。円環部２１には、径方向Ｒから見て円状の保持孔２２が複数形成されている。
【００２９】
複数の保持孔２２は、転がり軸受４の周方向に等間隔で並んでいる。各保持孔２２は、円環部２１を径方向Ｒに貫通している。
保持器１３の各保持孔２２には、転動体１２が１つずつ配置されている。そのため、保持器１３は、複数の転動体１２を保持していることになる。
ここで、内輪１０と外輪１１との間の環状の空間を環状空間２５ということにする。環状空間２５において軸方向Ｘの一端側（図２Ｂの右側）の空間には、符号「２６」を付し、環状空間２５において軸方向Ｘの他端側（図２Ｂの左側）の空間には、符号「２７」を付す。保持器１３は、環状空間２５を空間２６と空間２７とに、軸方向Ｘに隔てている。
【００３０】
空間２６は、保持器１３の円環部２１の一端部２１Ａと外輪１１の外輪軌道肩部１９とによって径方向Ｒに区画された空間２６Ａと、円環部２１の一端部２１Ａと内輪１０の内輪軌道肩部１６とによって径方向Ｒに区画された空間２６Ｂと、内輪１０の一端部（図２Ｂの右側の端部）と外輪１１の一端部（図２Ｂの右側の端部）とによって径方向Ｒに区画された空間とを含む。径方向Ｒにおける空間２６Ａの幅Ｗ１１は、径方向Ｒにおける空間２６Ｂの幅Ｗ１２よりも小さい。
【００３１】
空間２７は、保持器１３の円環部２１の他端部２１Ｂと外輪１１の外輪軌道肩部２０とによって径方向Ｒに区画された空間２７Ａと、円環部２１の他端部２１Ｂと内輪１０の内輪軌道肩部１７とによって径方向Ｒに区画された空間２７Ｂと、内輪１０の他端部（図２Ｂの左側の端部）と外輪１１の他端部（図２Ｂの左側の端部）とによって径方向Ｒに区画された空間とを含む。径方向Ｒにおける空間２７Ａの幅Ｗ２１は、径方向Ｒにおける空間２７Ｂの幅Ｗ２２よりも大きい。
【００３２】
図２Ａを参照して、次に、間座５１Ａ，５１Ｂおよび５１Ｃの構成について説明する。
間座５１Ａは、内輪間座３０Ａと外輪間座３１Ａとを含んでいる。
内輪間座３０Ａは、円環状をなし、回転軸２に対して外嵌固定されている。内輪間座３０Ａは、軸方向Ｘの一方側（図２Ａの右側）から転がり軸受４１Ａの内輪１０に隣接している。内輪間座３０Ａは、内輪１０とともに回転軸２と一体回転する。
【００３３】
外輪間座３１Ａは、円環状をなし、ハウジング３の内周面６Ａに対して内嵌固定されている。外輪間座３１Ａは、軸方向Ｘの一方側から転がり軸受４１Ａの外輪１１に隣接している。
内輪間座３０Ａと外輪間座３１Ａとの間には、環状空間３２Ａが形成されている。環状空間３２Ａは、転がり軸受４１Ａの空間２６に連通している。環状空間３２Ａは、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ａおよび転がり軸受４１Ｂの一端側（図２Ａの右側）に位置している。
【００３４】
間座５１Ｂは、内輪間座３０Ｂと外輪間座３１Ｂとを含んでいる。
内輪間座３０Ｂは、円環状をなし、回転軸２に対して外嵌固定されている。内輪間座３０Ｂは、軸方向Ｘの他方側から転がり軸受４１Ａの内輪１０に隣接しており、軸方向Ｘの一方側から転がり軸受４１Ｂの内輪１０に隣接している。内輪間座３０Ｂは、内輪１０とともに回転軸２と一体回転する。
【００３５】
外輪間座３１Ｂは、円環状をなし、ハウジング３の内周面６Ａに対して内嵌固定されている。外輪間座３１Ｂは、軸方向Ｘの他方側から転がり軸受４１Ａの外輪１１に隣接しており、軸方向Ｘの一方側から転がり軸受４１Ｂの外輪１１に隣接している。
内輪間座３０Ｂと外輪間座３１Ｂとの間には、環状空間３２Ｂが形成されている。環状空間３２Ｂは、転がり軸受４１Ａの空間２７と転がり軸受４１Ｂの空間２６とに連通している。環状空間３２Ｂは、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ａの他端側（図２Ａの左側）に位置しており、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ｂの一端側に位置している。
【００３６】
間座５１Ｃは、内輪間座３０Ｃと外輪間座３１Ｃとを含んでいる。
内輪間座３０Ｃは、円環状をなし、回転軸２に対して外嵌固定されている。内輪間座３０Ｃは、軸方向Ｘの他方側から転がり軸受４１Ｂの内輪１０に隣接している。内輪間座３０Ｃは、内輪１０とともに回転軸２と一体回転する。
外輪間座３１Ｃは、円環状をなし、ハウジング３の内周面６Ａに対して内嵌固定されている。外輪間座３１Ｃは、軸方向Ｘの他方側から転がり軸受４１Ｂの外輪１１に隣接している。
【００３７】
内輪間座３０Ｃと外輪間座３１Ｃとの間には、環状空間３２Ｃが形成されている。環状空間３２Ｃは、転がり軸受４１Ｂの空間２７に連通している。環状空間３２Ｃは、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ａおよび転がり軸受４１Ｂの他端側に位置している。
内輪間座３０Ｃおよび外輪間座３１Ｃには、シール構造３３が設けられている。シール構造３３は、軸方向Ｘの他方側における外輪間座３１Ｃの端部から径方向Ｒの内側へ張り出すフランジ部３４と、軸方向Ｘの他方側における内輪間座３０Ａの外周面の端部３５とを含んでいる。
【００３８】
図２Ｃは、図２Ａにおいて、ＩＩｃで示した部分を拡大した図である。図２Ｃを参照して、フランジ部３４と端部３５との間には、僅かに隙間６０が設けられているが、空気流をフランジ部３４に設けられたノズル３４Ａから隙間６０に供給するいわゆるエアパージ等によって、フランジ部３４と端部３５との間、すなわち軸方向Ｘにおける転がり軸受装置１の端部をシールしている。
【００３９】
図１を参照して、転がり軸受４１Ａ，４１Ｂ，４２Ａおよび４２Ｂの環状空間２５と、間座５１Ａおよび５２Ａの環状空間３２Ａと、間座５１Ｂおよび５２Ｂの環状空間３２Ｂと、間座５１Ｃおよび５２Ｃの環状空間３２Ｃとは、連通しており、全体として転がり軸受装置１の内部空間１Ａを構成している。
前述したように、転がり軸受装置１は、基準面２Ａを挟んで対称である。転がり軸受装置１の軸方向Ｘにおける両端は、シール構造３３によってシールされているため、内部空間１Ａは、工作機械の外部から遮断されている。そのため、内部空間１Ａ内の空気は、工作機械の外部へは出て行かない。転がり軸受装置１の内部空間１Ａには、グリース等の潤滑剤（図示しない）が配置されている。
【００４０】
このような構成の転がり軸受装置１が搭載された工作機械が作動し、回転軸２が中心軸Ｃ回りに回転すると、回転軸２と一体回転する内輪１０がハウジング３に固定された外輪１１に対して相対回転する。このような転がり軸受装置１では、転がり軸受４が回転する際、転動体１２の外周面と内輪軌道面１５との間や転動体１２の外周面と外輪軌道面１８との間に摩擦が発生し、転がり軸受４が昇温する。前述のように、転がり軸受装置１の内部空間１Ａには潤滑剤が配置されているのであるが、潤滑剤は、転動体１２と内輪軌道面１５との間や転動体１２と外輪軌道面１８との間に入り込んで摩擦を低減するものの、潤滑剤による摩擦低減のみでは転がり軸受４の昇温抑制を十分に図ることができない。また、転がり軸受装置１の内部空間１Ａがシール構造３３によってシールされていて工作機械の外部から遮断されているために、工作機械の外部から内部空間１Ａに空気を供給することができず、転がり軸受４の内部の熱を外部へ逃がすことができないことも、転がり軸受４の昇温の抑制が不十分である原因の一つである。
【００４１】
そこで、転がり軸受装置１には、複数の連通路３６が設けられている。図２Ａを参照して、複数の連通路３６は、転がり軸受４の周方向に間隔を隔てて設けられている。各連通路３６は、軸方向通路３７と、第１径方向通路３８と、第２径方向通路３９とを含む。
軸方向通路３７は、ハウジング３内で軸方向Ｘに延びている。このように、本実施形態では、連通路３６の一部は、ハウジング３に形成されている。
【００４２】
第１径方向通路３８は、軸方向Ｘにおける軸方向通路３７の一端部（図２Ａの右側の端部）から径方向Ｒの内側へ延びている。第１径方向通路３８は、ハウジング３の内周面６Ａおよび外輪間座３１Ａを径方向Ｒに貫通している。径方向Ｒの内側における第１径方向通路３８の端部は、外輪間座３１Ａの内周面から間座５１Ａの環状空間３２Ａに露出している。
【００４３】
第２径方向通路３９は、軸方向Ｘにおける軸方向通路３７の他端部（図２Ａの左側）から径方向Ｒの内側へ延びている。第２径方向通路３９は、ハウジング３の内周面６Ａおよび外輪間座３１Ｃを径方向Ｒに貫通している。径方向Ｒの内側における第２径方向通路３９の端部は、外輪間座３１Ｃの外周面から間座５１Ｃの環状空間３２Ｃに露出している。
このように、第１径方向通路３８および第２径方向通路３９を含む連通路３６は、軸方向Ｘにおける転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの一端側の空間である環状空間３２Ａと、軸方向Ｘにおける転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの他端側の空間である環状空間３２Ｃとを連通している。
【００４４】
図２Ｂを参照して、前述したように、内輪１０の内輪軌道肩部１６における外周面１０Ａの直径は、内輪１０の内輪軌道肩部１７における外周面１０Ａの直径よりも小さく、外輪１１の外輪軌道肩部１９における内周面１１Ａの直径は、外輪１１の外輪軌道肩部２０における内周面１１Ａの直径よりも小さい。そのため、転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂが回転する際、空間２６内の空気が、遠心力を受けて、径方向Ｒの外側へ向けて空間２７へ、図２Ｂに示す矢印のように流れる（いわゆる軸受ポンプ作用）。つまり、転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの回転に伴って、転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂは、環状空間２５に一端側から他端側へ向かう空気流を形成する。
【００４５】
詳しくは、例えば図２Ａの各転がり軸受４１Ａに図示した矢印のように、転がり軸受４１Ａに発生する空気流は、環状空間３２Ａから転がり軸受４１Ａの空間２６Ｂ（空間２６）へ進入する。転がり軸受４１Ａの空間２６Ｂに進入した空気流は、内輪１０と転動体１２との間と、外輪１１と転動体１２との間と、空間２７Ａ（空間２７）とを通って、環状空間３２Ｂへ流れる。同様に、転がり軸受４１Ｂに発生する空気流は、環状空間３２Ｂから転がり軸受４１Ｂの空間２６Ｂ（空間２６）へ進入する。転がり軸受４１Ｂの空間２６Ｂに進入した空気流は、内輪１０と転動体１２との間と、外輪１１と転動体１２との間と、空間２７Ａ（空間２７）とを通って、環状空間３２Ｃへ流れる。
【００４６】
このように、転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの回転によって発生した空気流は、間座５１Ａの環状空間３２Ａから転がり軸受４１Ａの環状空間２５、間座５１Ｂの環状空間３２Ｂ、転がり軸受４１Ｂの環状空間２５を順に通り、間座５１Ｃの環状空間３２Ｃまで到達する。そして、空気流は、環状空間３２から連通路３６の第２径方向通路３９に進入する。第２径方向通路３９に進入した空気流は、軸方向通路３７および第１径方向通路３８を通って第１径方向通路３８から、環状空間３２Ａへ戻される。
【００４７】
以上により、本実施形態によれば、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの一端側の間座５１Ａの環状空間３２Ａと、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの他端側の間座５１Ｃの環状空間３２Ｃとを連通する連通路３６が、ハウジング３、外輪間座３１Ａおよび外輪間座３１Ｃに跨って設けられている。また、転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの回転に伴って、転がり軸受４１Ａの環状空間２５を軸方向Ｘの一端側から他端側へ向かうように流れる空気流が発生すると共に、転がり軸受４１Ｂの環状空間２５を軸方向Ｘの一端側から他端側へ向かうように流れる空気流が発生する。転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの回転に伴って、間座５１Ａの環状空間３２Ａから、転がり軸受４１Ａの環状空間２５、間座５１Ｃの環状空間３２Ｃ、および連通路３６を経由して、環状空間３２Ａに戻る循環流（図１および図２Ａでは時計回りに流れる循環流）が形成される。すなわち、内輪１０と外輪１１との間に空気流が断続的に形成され、この空気流により、転がり軸受４の内部に発生する熱が逃がされる。これによって、転がり軸受４の昇温を効果的に抑制できる転がり軸受装置１を提供できる。
【００４８】
また、循環流は、間座５１Ａの環状空間３２Ａから、転がり軸受４１Ａの空間２６の空間２６Ｂに進入し、内輪１０側から外輪１１側へ向けて内輪１０と外輪１１との間を流れる。また、循環流は、間座５１Ｂの環状空間３２Ｂから、転がり軸受４１Ｂの空間２６の空間２６Ｂに進入し、内輪１０側から外輪１１側へ向けて内輪１０と外輪１１との間を流れる。これにより、空気流は、内輪１０、外輪１１および転動体１２に吹き付けられる。よって、転がり軸受４全体の昇温を、より効果的に抑制できる。
【００４９】
また、連通路３６の少なくとも一部が、ハウジング３に形成されているため、連通路３６を好適に形成できる。また、ハウジング３が外輪１１の外周を取り囲んでいるので、連通路３６を流れる空気が冷却される。これにより、冷却された空気を転がり軸受４に断続的に供給でき、転がり軸受４の昇温をより効果的に抑制できる。
また、連通路３６（特に軸方向通路３７）を流れる空気は、ハウジング３の冷却部材７によって冷却されるため、転がり軸受４１Ａの環状空間２５および転がり軸受４１Ｃの環状空間２５には、冷却された空気流が進入する。これにより、冷却された空気を転がり軸受４に断続的に供給でき、転がり軸受４の昇温をより効果的に抑制できる。
【００５０】
また、転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂの回転に伴って、転がり軸受４が空気流を発生させる。そのため、空気流を発生させるための他の部材を設ける必要がない。よって、転がり軸受装置１のコストを低減できる。
なお、転がり軸受装置１には、図１の基準面２Ａよりも右側にも連通路３６が形成されている。転がり軸受４２Ａおよび４２Ｂと、間座５２Ａ、５２Ｂおよび５２Ｃとによっても連通路３６を流れる循環流（図１では反時計回りに流れる循環流）が形成されている。そのため、上述の図１の基準面２Ａよりも左側の転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂと、間座５１Ａ、５１Ｂおよび５１Ｃと同様に、転がり軸受４の昇温を抑制する効果を奏する。
【００５１】
図３は、本発明の一実施形態の第１変形例の要部を示した図である。図３において、上記に説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明と符号の一部の図示とを省略する。このことは、図４および図５においても同様である。
図３を参照して、第１変形例の転がり軸受装置１には、本実施形態の連通路３６の代わりに、ぞれぞれの転がり軸受４に対応する連通路７０が設けられている。図３には基準面２Ａの左側の転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂしか図示しないが、第１変形例では、図１の基準面２Ａの右側の転がり軸受４２Ａおよび４２Ｂにも対応する連通路７０が設けられている。
【００５２】
連通路７０は、軸方向通路７２と、第１径方向通路７３と、第２径方向通路７４とを含む。
各軸方向通路７２は、ハウジング３内で軸方向Ｘに延びている。
各第１径方向通路７３は、軸方向Ｘにおける対応する軸方向通路７２の一端部（図３の右側の端部）から径方向Ｒの内側へ延びている。各第２径方向通路７４は、軸方向Ｘにおける対応する軸方向通路７２の他端部（図３の左側の端部）から径方向Ｒの内側へ延びている。第１径方向通路７３および第２径方向通路７４は、ハウジング３の内周面６Ａを径方向Ｒに貫通している。
【００５３】
転がり軸受４１Ａに対応する第１径方向通路７３は、外輪間座３１Ａを径方向Ｒに貫通しており、外輪間座３１Ａの内周面から環状空間３２Ａに露出している。転がり軸受４１Ａに対応する第２径方向通路７４は、外輪間座３１Ｂを径方向Ｒに貫通しており、外輪間座３１Ｂの内周面から環状空間３２Ｂに露出している。転がり軸受４１Ａに対応する連通路７０は、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ａの一端側（図３の右側）の間座５１Ａの環状空間３２Ａと、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ａの他端側（図３の左側）の間座５１Ｂの環状空間３２Ｂとを連通している。
【００５４】
転がり軸受４１Ａの回転に伴って発生した空気流は、間座５１Ａの環状空間３２Ａから転がり軸受４１Ａの環状空間２５、間座５１Ｂの環状空間３２Ｂ、および対応する連通路７０を経由して、環状空間３２Ａに戻る空気の循環流を形成する。
転がり軸受４１Ｂに対応する第１径方向通路７３は、外輪間座３１Ｂを径方向Ｒに貫通しており、外輪間座３１Ｂの内周面から環状空間３２Ｂに露出している。転がり軸受４１Ｂに対応する第２径方向通路７４は、外輪間座３１Ｃを径方向Ｒに貫通しており、外輪間座３１Ｃ内周面から環状空間３２Ｃに露出している。転がり軸受４１Ｂに対応する連通路７０は、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ｂの一端側（図３の右側）の間座５１Ｂの環状空間３２Ｂと、軸方向Ｘにおいて転がり軸受４１Ｂの他端側（図３の左側）の間座５１Ｃの環状空間３２Ｃとを連通している。
【００５５】
転がり軸受４１Ｂの回転に伴って発生した空気流は、間座５１Ｂの環状空間３２Ｂから転がり軸受４１Ｂの環状空間２５、間座５１Ｃの環状空間３２Ｃ、および対応する連通路７０を経由して、環状空間３２Ｂに戻る空気の循環流を形成する。
第１変形例によれば、前述の実施形態と同じ効果を奏する。
図４は、本発明の一実施形態の第２変形例の要部を示した図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う転がり軸受装置１の断面図である。
【００５６】
図４を参照して、第２変形例の転がり軸受装置１には、本実施形態の連通路３６の代わりに、ぞれぞれの転がり軸受４に対応する連通路８０が設けられている。図４には基準面２Ａの左側の転がり軸受４１Ａおよび４１Ｂしか図示しないが、第２変形例では、図１の基準面２Ａの右側の転がり軸受４２Ａおよび４２Ｂにも対応する連通路８０が設けられている。
【００５７】
連通路８０は、軸方向通路８２と、第１径方向通路８３と、第２径方向通路８４とを含む。
軸方向通路８２は、ハウジング３と外輪１１との間で軸方向Ｘに延びている。図５を参照して、軸方向通路８２は、外輪１１の外周面１１Ｂに複数設けられた溝８５とハウジング３の内周面６Ａとによって区画された空間である。複数の軸方向通路８２は、転がり軸受４の周方向に等間隔で並んでいる。
【００５８】
図４を参照して、各第１径方向通路８３は、軸方向Ｘにおける対応する軸方向通路８２の一端部（図４の右側の端部）から径方向Ｒの内側へ延びている。各第２径方向通路８４は、軸方向Ｘにおける対応する軸方向通路８２の他端部（図４の左側の端部）から径方向Ｒの内側へ延びている。
転がり軸受４１Ａに対応する第１径方向通路８３は、外輪間座３１Ａと転がり軸受４１Ａの外輪１１との間に設けられている。転がり軸受４１Ａに対応する第１径方向通路８３は、外輪間座３１Ａの内周面から環状空間３２Ａに露出している。転がり軸受４１Ａに対応する第２径方向通路８４は、外輪間座３１Ｂと転がり軸受４１Ａの外輪１１との間に設けられている。転がり軸受４１Ａに対応する第２径方向通路８４は、外輪間座３１Ｂの内周面から環状空間３２Ｂに露出している。転がり軸受４１Ａに対応する連通路８０は、軸方向Ｘにおける転がり軸受４１Ａの一端側（図４の右側）の間座５１Ａの環状空間３２Ａと、軸方向Ｘにおける転がり軸受４１Ａの他端側（図４の左側）の間座５１Ｂの環状空間３２Ｂとを連通している。
【００５９】
転がり軸受４１Ａの回転に伴って発生した空気流は、間座５１Ａの環状空間３２Ａから、転がり軸受４１Ａの環状空間２５、間座５１Ｂの環状空間３２Ｂ、および対応する連通路８０を経由して、環状空間３２Ａに戻る空気の循環流を形成する。
転がり軸受４１Ｂ対応する第１径方向通路８３は、外輪間座３１Ｂと転がり軸受４１Ｂの外輪１１との間に設けられている。転がり軸受４１Ｂに対応する第１径方向通路８３は、外輪間座３１Ｂの内周面から環状空間３２Ｂに露出している。転がり軸受４１Ｂに対応する第２径方向通路８４は、外輪間座３１Ｃと転がり軸受４１Ｂの外輪１１との間に設けられている。転がり軸受４１Ｂに対応する第２径方向通路８４は、外輪間座３１Ｃの内周面から環状空間３２Ｃに露出している。転がり軸受４１Ｂに対応する連通路８０は、軸方向Ｘにおける転がり軸受４１Ｂの一端側（図４の右側）の間座５１Ｂの環状空間３２Ｂと、軸方向Ｘにおける転がり軸受４１Ｂの他端側（図４の左側）の環状空間３２Ｃとを連通している。このように、連通路８０は、各転がり軸受４の外輪１１に形成されている。
【００６０】
転がり軸受４１Ｂの回転に伴って発生した空気流は、間座５１Ｂの環状空間３２Ｂから、転がり軸受４１Ｂの環状空間２５、間座５１Ｃの環状空間３２Ｃ、および対応する連通路８０を経由して、環状空間３２Ｂに戻る空気の循環流を形成する。
第２変形例によれば、前述の実施形態と同じ効果を奏し、それらの効果に加えて次の効果も奏する。
【００６１】
すなわち、連通路８０は、ハウジング３には設けられていないので、連通路８０を設けるためにハウジング３の内部を加工する必要がない。そのため、転がり軸受装置１全体の加工時間を低減できる。
また、第１径方向通路８３および第２径方向通路８４は、軸方向Ｘにおける転がり軸受４の対応する端部にそれぞれ設けられていてもよい。この場合、連通路８０を設けるために外輪１１のみを加工すればよく、転がり軸受装置１全体の加工時間を一層低減できる。
【００６２】
ちなみに、軸方向通路８２は、ハウジング３の内周面６Ａに設けられた溝と、外輪１１の外周面１１Ｂとによって区画された空間であってもよい。この場合、ハウジング３の内部に連通路８０を加工する必要がないため、ハウジング３を加工が容易である。よって、転がり軸受装置１全体の加工時間を低減できる。さらに、外輪１１を加工する必要もないので、外輪１１の寸法精度を向上できる。なお、この場合、連通路８０の一部は、ハウジング３に形成されていることになる。
【００６３】
また、軸方向通路８２が、ハウジング３の内周面６Ａに設けられた溝と、外輪１１の外周面１１Ｂに複数設けられた溝８５とによって形成されていてもよい。この場合、連通路８０の一部は、ハウジング３および外輪１１に形成されていることになる。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【００６４】
たとえば、本実施形態とは異なり、転がり軸受４が空気流を発生させるのではなく、間座５の内輪間座３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃまたは外輪間座３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃの少なくとも１つに空気流を発生させるスクリュー等を設けてもよい。要は、転がり軸受４の回転に伴って、空気流が発生すればよい。
また、空気流は、各環状空間２５において、空間２６の空間２６Ｂから内輪１０と転動体１２との間と、外輪１１と転動体１２との間とを通って、空間２７の空間２７Ａへ流れるとしたが、空間２６Ａから内輪１０と転動体１２との間と、外輪１１と転動体１２との間とを通って、空間２７の空間２７Ｂへ流れてもよい。
【００６５】
また、連通路３６、連通路７０および連通路８０のそれぞれは、転がり軸受４の周方向に並んで複数設けられているとしたが、転がり軸受４の周方向には複数設けられている必要はない。
また、シール構造３３は、エアパージでなくてもよく、ラビリンスシールであってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…転がり軸受装置、３…ハウジング、４…転がり軸受、４１Ａ…転がり軸受、４１Ｂ…転がり軸受、４２Ａ…転がり軸受、４２Ｂ…転がり軸受、７…冷却部材、１０…内輪、１１…外輪、１２…転動体、１３…保持器、２６Ｂ…空間、２６Ａ…空間、３２Ａ…環状空間、３２Ｂ…環状空間、３２Ｃ…環状空間、３６…連通路、７０…連通路、８０…連通路、Ｘ…径方向、Ｗ１２…幅
【図１】
2016014420.tif 000003
【図２Ａ】
2016014420.tif 000004
【図２Ｂ】
2016014420.tif 000005
【図２Ｃ】
2016014420.tif 000006
【図３】
2016014420.tif 000007
【図４】
2016014420.tif 000008
【図５】
2016014420.tif 000009