(57)【要約】【課題】過不足のない適切な量の潤滑油を確実に供給できるようにした転がり軸受装置を提供する。【解決手段】ハウジング１に対してスピンドル２を回転可能に支持する転がり軸受装置３は、内輪３１と、外輪３２と、内輪３１及び外輪３２の間に配設される複数の転動体３３と、を備えている。外輪３２は、転動体３３の転動軌道面３２ａに隣接する隣接面３２ｂに設けられた多孔質体３５と、多孔質体３５に潤滑油を供給する供給管路３６とを備えている。多孔質体３５は、露出面の転動軌道面３２ａ側の表面部に設けられた潤滑油供給口３５ａと、露出面の潤滑油供給口３５ａを除く表面部に設けられた潤滑油を不通にする不通層３５ｂとを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に配設される複数の転動体と、を備え、ハウジングに対して回転軸を回転可能に支持する転がり軸受装置において、
前記内輪又は前記外輪は、前記転動体の転動軌道面に隣接する隣接面に設けられた多孔質体と、該多孔質体に潤滑油を供給する供給管路と、を備えていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記多孔質体は、露出面の一部の表面部に、目詰まり加工により形成された潤滑油供給口を有することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記多孔質体は、前記露出面の前記転動軌道面側の表面部に設けられた前記潤滑油供給口と、前記露出面の前記潤滑油供給口を除く表面部に設けられた前記潤滑油を不通にする不通層とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記多孔質体は、周方向に連続して設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記多孔質体及び前記供給管路は、固定側となる前記ハウジングに装着された前記外輪に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項６】
前記多孔質体及び前記供給管路は、回転側となる前記回転軸に装着された前記内輪に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の転がり軸受装置が用いられていることを特徴とする主軸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工作機械の主軸装置等に好適に採用される転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば工作機械の主軸装置には、スピンドル（回転軸）をハウジングに回転可能に支持する転がり軸受装置が広く採用されており、例えばアンギュラ玉軸受やころ軸受等の種々のものが知られている。これらの転がり軸受装置は、回転軸の外周に外嵌される内輪と、ハウジングの内周に内嵌される外輪と、内輪と外輪の間に配設される複数の転動体とを備えている。
【０００３】
そして、この転がり軸受装置には、スピンドルが高速で回転することから、転動体の焼付きを防止するために潤滑油等による潤滑が必要不可欠となっている。潤滑方法としては、潤滑油を含んだエアーを軸受に供給するオイルエアー潤滑方式（特許文献１参照。）や、霧状のオイルを軸受に供給するオイルミスト潤滑方式、軸受に向かってオイルを噴霧するジェット潤滑方式、グリースを軸受に封入するグリース潤滑方式等の方法がある。
【０００４】
ところで、オイルエアー潤滑方式やオイルミスト潤滑方式、ジェット潤滑方式の場合には、通常、２個の軸受の間に配置される外輪間座に設けられたノズルから潤滑油を供給するように構成される。
【０００５】
しかし、このようにすると、潤滑油が供給されるべき転動体の転動軌道面から遠く離れた所にノズルが位置することとなり、また、ある一部の位相からの潤滑油の供給となるので、軸受に必要な潤滑油の供給量を確保するためには、ノズルより大量の潤滑油あるいは潤滑油を含んだエアーを供給しなければならないという問題がある。逆に、潤滑油の供給量が多すぎると、潤滑油の攪拌熱により軸受が発熱するという事態が発生する。よって、潤滑油の適切な量の供給が求められる。
【０００６】
なお、特許文献１には、多孔質材料の一部をエアー配管の内部に露出させ、多孔質材料を透過した微少量の潤滑油をエアー配管に連続的に供給させるようにすることが開示されている。しかし、この場合にも、ノズルが転動軌道面から遠く離れた所に配置されることとなるため、上記の問題は解消されない。
【０００７】
一方、グリース潤滑方式の場合には、転動軌道面に存在するグリースが無くなると焼付きが発生してしまうため、特に高速のスピンドルには不向きである。
【特許文献１】特開２００１−２４１４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、過不足のない適切な量の潤滑油を確実に供給できるようにした転がり軸受装置を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段について、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【００１０】
〔手段１〕  手段１に係る発明は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に配設される複数の転動体と、を備え、ハウジングに対して回転軸を回転可能に支持する転がり軸受装置において、前記内輪又は前記外輪は、前記転動体の転動軌道面に隣接する隣接面に設けられた多孔質体と、該多孔質体に潤滑油を供給する供給管路と、を備えていることを特徴としている。
【００１１】
手段１によれば、内輪又は外輪は、上記の多孔質体及び供給管路を備えているため、供給管路から多孔質体に供給された潤滑油が多孔質体の気孔内に滞留し保持される。これにより、多孔質体から転動軌道面に一定の適切な量の潤滑油を供給することが可能となる。そのため、多孔質体から転動軌道面へ、過不足のない適切な量の潤滑油を確実に且つ安定して供給することができる。
【００１２】
なお、本発明における多孔質体としては、例えば金属焼結体や、グラファイト、カーボン等を好適に採用することができる。この多孔質体は、転動体の転動軌道面にではなく、転動軌道面に隣接する隣接面に設けられるが、多孔質体から転動軌道面への潤滑油の供給をより確実にするためには、転動軌道面に可能な限り近い位置に設けるのが好ましい。
【００１３】
〔手段２〕  手段２に係る発明は、手段１に記載の転がり軸受装置における前記多孔質体が、露出面の一部の表面部に、目詰まり加工により形成された潤滑油供給口を有することを特徴としている。
【００１４】
手段２によれば、潤滑油供給口は、目詰まり加工されていることによって、多孔質体の本体部よりも潤滑油の流通量が少なくなるように抑制されている。これにより、潤滑油供給口から、過度な流出が抑制されて適切な量の潤滑油が転動軌道面へ供給される。そのため、潤滑油の消費量の削減が可能となり、潤滑油の攪拌熱による軸受の発熱の抑制が可能となる。なお、多孔質体の本体部と潤滑油供給口をそれぞれ潤滑油が流通する管路と見た場合、その管路の潤滑油の流通方向と直角の断面積は、多孔質体の本体部よりも潤滑油供給口の方が小さい。
【００１５】
潤滑油供給口は、例えば、多孔質体の表面部に研削加工や切削加工を施すことによって容易に形成することができる。この潤滑油供給口は、目詰まり加工による目詰まり量を変更することによって、潤滑油の供給量をコントロールすることが可能である。
【００１６】
〔手段３〕  手段３に係る発明は、手段１又は２に記載の転がり軸受装置における前記多孔質体が、前記露出面の前記転動軌道面側の表面部に設けられた前記潤滑油供給口と、前記露出面の前記潤滑油供給口を除く表面部に設けられた前記潤滑油を不通にする不通層とを有することを特徴としている。
【００１７】
手段３によれば、多孔質体の気孔内に滞留保持された潤滑油が多孔質体の表面から漏洩するのを、不通層によって防止することができるため、潤滑油の無駄を削減することができる。これにより、多孔質体の潤滑油供給口から転動軌道面への潤滑油の適切な量の供給を長期に亘って維持することが可能となる。なお、この不通層は、例えば、多孔質体の表面部に研削加工や切削加工による目詰まり加工を施すことによって容易に形成することができる。
【００１８】
〔手段４〕  手段４に係る発明は、手段１〜３の何れか一つに記載の転がり軸受装置における前記多孔質体が、周方向に連続して設けられていることを特徴としている。
【００１９】
手段４によれば、周方向の全域から転動軌道面に潤滑油を供給することが可能となるため、転動軌道面の全域に潤滑油をより確実に供給することが可能となる。
【００２０】
〔手段５〕  手段５に係る発明は、手段１〜４の何れか一つに記載の転がり軸受装置における前記多孔質体及び前記供給管路が、固定側となる前記ハウジングに装着された前記外輪に設けられていることを特徴としている。
【００２１】
手段５によれば、多孔質体及び供給管路の作製を容易に行うことが可能であり、耐久性も良好となる。
【００２２】
〔手段６〕  手段６に係る発明は、手段１〜４の何れか一つに記載の転がり軸受装置における前記多孔質体及び前記供給管路が、回転側となる前記回転軸に装着された前記内輪に設けられていることを特徴としている。
【００２３】
手段６によれば、回転軸が回転する際に発生する遠心力を利用して、多孔質体の潤滑油供給口から転動軌道面への潤滑油の供給をより円滑にすることができる。
【００２４】
〔手段７〕  手段７の発明に係る主軸装置は、手段１〜６の何れか一つに記載の転がり軸受装置が用いられていることを特徴としている。
【００２５】
手段７によれば、多孔質体から転動軌道面へ、過不足のない適切な量の潤滑油を確実に且つ安定して供給することができる転がり軸受装置を備えた主軸装置を実現することができる。また、手段２〜６に記載の転がり軸受装置が用いられている場合には、手段２〜６に記載のそれぞれの転がり軸受装置の特徴に応じた上記の作用および効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
〔実施形態１〕
図１は実施形態１に係る転がり軸受装置が適用された主軸装置の要部を示す部分断面図であり、図２は実施形態１に係る転がり軸受装置の断面図である。
【００２８】
図１に示すように、主軸装置は、ハウジング１と、スピンドル（回転軸）２と、スピンドル２をハウジング１に回転自在に支持する２個の転がり軸受装置３、３と、内輪間座２１と、内輪固定ナット２２ａ、２２ｂと、外輪間座２３と、外輪固定ナット２４ａ、２４ｂと、外輪抑え蓋２５と、を備えている。
【００２９】
ハウジング１は、略円筒状に形成され、軸方向において複数に分割されている。図１に示すハウジング１は、フロント側に配置されるフロントハウジングである。このハウジング１の上方部には、径方向に貫通して径方向内方に設けられた各転がり軸受装置３、３の供給管路３６、３６と連通する２本の潤滑油供給路１ａ、１ａが設けられている。
【００３０】
スピンドル２は、図示しないモータの回転をスピンドル２の先端部に装着されたホルダ１１に伝達するための略円筒状の部材である。なお、モータは、スピンドル２の軸方向略中央部の外周に装着される図示しないロータと、このロータと対向してハウジング１の内周に配設される図示しないステータとにより構成される。このモータにより、スピンドル２は回転駆動される。
【００３１】
スピンドル２は、ハウジング１内に収容されており、フロント側に配設された２個の転がり軸受装置３、３と、リア側に配設された図示しない転がり軸受装置とにより、ハウジング１に対して回転自在に支持されている。スピンドル２内部のフロント側には、ホルダ１１をクランプするクランプユニット１２や、クランプユニッ１２を作動させるプッシュロッド１３及びドローバー１４が収容されている。
【００３２】
転がり軸受装置３、３は、図２に示すようなアンギュラ玉軸受が採用されている。この転がり軸受装置３は、内輪３１と、外輪３２と、内輪３１及び外輪３２の間に配設される複数の転動体３３と、転動体３３を保持する保持器３４とからなる。内輪３１の外周面及び外輪３２の内周面には、転動体３３が接触した状態で転動する転動軌道面３１ａ、３２ａが周方向に一周するように形成されている。各転動軌道面３１ａ、３２ａの両側に隣接する隣接面は、各転動軌道面３１ａ、３２ａを介して段差状になっている。
【００３３】
そして、外輪３２の転動軌道面３２ａに隣接する一方の隣接面（軸方向外方に位置し、転動体３３から負荷が作用しない側の隣接面）３２ｂには、多孔質体３５が設けられている。この多孔質体３５は、金属焼結体により、所定の幅及び厚みをもち周方向に連続して延びるリング状に形成されている。この多孔質体３５は、隣接面３２ｂに対して、その略全域を覆うようにして接着剤により貼着されている。
【００３４】
なお、軸受性能を設計通りに引き出すためには、内輪３１及び外輪３２の材質を適切に選択することや、転動軌道面３２ａなどの負荷を受ける部位を精度よく加工することが重要である。転動体３３が押し付けられることによる負荷が作用する軸方向内側の隣接面に多孔質体３５を設けた場合には、設計通りの軸受性能が得られなくなる恐れがある。そのため、多孔質体３５は、上記のように転動体３３が押し付けられる側とは逆側の軸方向外側の隣接面に設ける方が望ましい。
【００３５】
多孔質体３５の露出している面の転動軌道面３２ａ側表面部には、多孔質体３５の表面部に目詰まり加工が施されることにより形成された潤滑油供給口３５ａが設けられている。この潤滑油供給口３５ａは、目詰まり加工が施されることによって、潤滑油の流通量が多孔質体３５の本体部よりも少なくなるようにされている。この潤滑油供給口３５ａは、転動軌道面３２ａに隣接して周方向に連続して一周するように形成されている。
【００３６】
多孔質体３５の露出している面の潤滑油供給口３５ａを除く表面部には、潤滑油を不通にする不通層３５ｂが設けられている。この不通層３５ｂは、多孔質体３５の表面部に目詰まり加工が施されることにより形成されたものであり、多孔質体３５の本体部の気孔に滞留保持されている潤滑油が露出面から漏洩するのを防止する。
【００３７】
また、外輪３２には、径方向に貫通して内周側の開口部が多孔質体３５に連通するように形成された供給管路３６が設けられている。この供給管路３６は、多孔質体３５に潤滑油を供給する。
【００３８】
このように構成された転がり軸受装置３、３は、２個で１セットとされて、ハウジング１とスピンドル２との径方向隙間部分に配設されている。この場合、各転がり軸受装置３、３は、各内輪３１、３１がスピンドル２の外周に外嵌され、各外輪３２、３２がハウジング１の内周に内嵌されており、これによりハウジング１に対してスピンドル２のフロント側を回転可能に支持している。
【００３９】
両転がり軸受装置３、３の内輪３１、３１は、それらの間に配置された内輪間座２１と、軸方向両側に配置された内輪固定ナット２２ａ、２２ｂとにより軸方向に位置決めされている。また、両転がり軸受装置３、３の外輪３２、３２は、それらの間に配置された外輪間座２３と、軸方向両側に配置された外輪固定ナット２４ａ、２４ｂと、ハウジング１のフロント側開口部に装着された外輪抑え蓋２５とにより軸方向に位置決めされている。
【００４０】
また、各外輪３２、３２に設けられた各供給管路３６、３６とハウジング１に設けられた各潤滑油供給路１ａ、１ａとが接続された状態となる。これにより、各潤滑油供給路１ａ、１ａから各供給管路３６、３６を経て各多孔質体３５、３５に潤滑油が供給され、各多孔質体３５、３５の気孔内に潤滑油が滞留し保持される。各多孔質体３５、３５に保持された潤滑油は、各多孔質体３５、３５の露出している面に設けられた不通層３５ｂ、３５ｂによって、多孔質体３５、３５の表面からの漏洩が防止されている。そのため、転動軌道面３２ａ、３２ａに隣接して設けられた各潤滑油供給口３５ａ、３５ａから、適切な量の潤滑油が確実に且つ安定的して転動軌道面３２ａ、３２ａへ供給される。
【００４１】
以上のように、本実施形態の転がり軸受装置３、３によれば、外輪３２、３２は、多孔質体３５、３５及び供給管路３６、３６を備えているため、各供給管路３６、３６から各多孔質体３５、３５の気孔内に供給保持された潤滑油を、各転動軌道面３２ａ、３２ａへ適量ずつ確実に且つ安定して供給することができる。
【００４２】
特に、本実施形態の各多孔質体３５、３５には、その本体部よりも潤滑油の流通量が少なくなるように抑制され各潤滑油供給口３５ａ、３５ａが設けられているため、潤滑油供給口３５ａ、３５ａから潤滑油が過度に流出しないので、潤滑油の消費量を削減することができ、潤滑油の攪拌熱による軸受の発熱も抑制することができる。
【００４３】
また、各多孔質体３５、３５には、露出面の潤滑油供給口３５ａ、３５ａを除く表面部に、潤滑油を不通にする不通層３５ｂ、３５ｂが設けられているため、多孔質体３５、３５の気孔内に滞留保持された潤滑油が多孔質体３５、３５の表面から漏洩するのを防止することができる。これにより、多孔質体３５、３５の潤滑油供給口３５ａ、３５ａから転動軌道面３２ａ、３２ａへの潤滑油の適切な量の供給を長期に亘って維持することが可能となる。
【００４４】
また、各多孔質体３５、３５は、周方向に連続して設けられているため、周方向の全域から各転動軌道面３２ａ、３２ａに潤滑油を供給することができるため、各転動軌道面３２ａ、３２ａの全域に潤滑油をより確実に供給することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態においては、各多孔質体３５、３５及び各供給管路３６、３６が、主軸装置において固定側となるハウジング１に装着された外輪３２、３２に設けられているため、各多孔質体３５、３５及び各供給管路３６、３６の作製を容易に行うことが可能となり、耐久性も良好となる。
【００４６】
そして、本実施形態の主軸装置によれば、多孔質体３５、３５から転動軌道面３２ａ、３２ａへ、過不足のない適切な量の潤滑油を確実に且つ安定して供給することができる転がり軸受装置３、３を備えてた主軸装置を実現することができる。
【００４７】
〔実施形態２〕
図３は実施形態２に係る転がり軸受装置が適用された主軸装置の部分断面図である。実施形態の転がり軸受装置５は、内輪５１と、外輪５２と、複数の転動体５３と、保持器５４とからなり、基本構成は実施形態１と同じであるが、主軸装置において回転側となるスピンドル（回転軸）２の外周面に装着された内輪５１に対して、多孔質体５５及び供給管路５６が設けられている点で実施形態１と異なる。よって、実施形態１と共通する部材等については、図３に同じ符号を付して詳しい説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
【００４８】
本実施形態においては、内輪５１の転動軌道面５１ａに隣接する一方の隣接面（径方向内方に位置し、転動体５３から負荷が作用しない側の隣接面）５１ｂに多孔質体５５が設けられている。即ち、転動体３３が押し付けられることによる負荷が作用する軸方向内側の隣接面に多孔質体３５を設けた場合には、設計通りの軸受性能が得られなくなる恐れがあるため、それを回避している。
【００４９】
この多孔質体５５は、実施形態１の多孔質体３５と同様に形成されたものである。この多孔質体５５の露出している面の転動軌道面５１ａ側表面部には、実施形態１の場合と同様に形成された潤滑油供給口５５ａが設けられている。即ち、この潤滑油供給口５５ａは、転動軌道面５１ａに隣接して周方向に一周するように設けられている。また、この多孔質体５５の露出している面の潤滑油供給口５５ａを除く表面部には、実施形態１の場合と同様に、潤滑油の漏洩を防止する不通層５５ｂが設けられている。
【００５０】
そして、内輪５１には、径方向に貫通して内周側の開口部が多孔質体５５に連通する２本の供給管路６６、６６が軸対称となる位置に設けられている。各供給管路６６、６６は、スピンドル２に設けられた潤滑油供給路２ａ、２ａとそれぞれ接続されており、各潤滑油供給路２ａ、２ａから潤滑油が供給される。
【００５１】
以上のように構成された本実施形態の転がり軸受装置５では、各潤滑油供給路２ａ、２ａから各供給管路５６、５６を経て多孔質体５５に潤滑油が供給され、多孔質体５５の気孔内に潤滑油が滞留し保持される。そして、多孔質体５５に保持された潤滑油は、転動軌道面５１ａに隣接して設けられた各潤滑油供給口５５ａ、５５ａから、適切な量が確実に且つ安定的して転動軌道面５１ａへ供給される。
【００５２】
したがって、本実施形態の転がり軸受装置５の場合にも、内輪５１が多孔質体５５及び供給管路５６、５６を備えているため、各供給管路５６、５６から各多孔質体５５の気孔内に供給保持された潤滑油を、転動軌道面５１ａへ適量ずつ確実に且つ安定して供給することができ、上記実施形態１と同様の作用及び効果を奏する。。
【００５３】
特に、本実施形態においては、主軸装置において回転側となるスピンドル２に装着された内輪５１に対して、多孔質体５５及び供給管路５６、５６が設けられているため、スピンドル２が回転する際に発生する遠心力を利用して、多孔質体５５の潤滑油供給口５５ａから転動軌道面５１ａへの潤滑油の供給をより円滑にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態１に係る転がり軸受装置が適用された主軸装置の要部を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る転がり軸受装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る転がり軸受装置が適用された主軸装置の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…ハウジング    ２…スピンドル（回転軸）    ３、５…転がり軸受装置    ３１、５１…内輪    ３１ａ、５１ａ…転動軌道面    ３１ｂ、５１ｂ…隣接面    ３２、５２…外輪    ３２ａ、５２ａ…転動軌道面    ３２ｂ、５２ｂ…隣接面    ３３、５３…転動体    ３５、５５…多孔質体    ３５ａ、５５ａ…潤滑油供給口    ３５ｂ、５５ｂ…不通層    ３６、６６…供給管路
【図１】
2009243501.tif 000003
【図２】
2009243501.tif 000004
【図３】
2009243501.tif 000005