(57)【要約】【課題】オイルの排出性に優れ、温度上昇を招きにくい転がり軸受および転がり軸受構造を提供すること。【解決手段】外輪４０の内周面において軌道溝５０の軸方向の一方の側に、その内周面の軸方向の一方の側の端から軸方向の内方にいくにしたがって内径が小さくなるテーパ面部６０を形成する。また、このテーパ面部６０に、撥油剤としてのテフロンをコーテイングする。また、ハウジング１の一部をなすカラー１１の内周面において、軸方向において上記テーパ面部６０と、油排出通路部２０と油排出通路部２５とからなる油排出通路の開口との間に位置している部分に、撥油剤としてのテフロンをコーテイングする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に軌道面を有する外輪と、
外周面に軌道面を有する内輪と、
上記外輪の上記軌道面と上記内輪の上記軌道面との間に配置された転動体と
を備え、
上記外輪の上記内周面は、上記外輪の上記軌道面の軸方向の一方の側に、上記内周面の上記軸方向の上記一方の側の端から上記軸方向の内方にいくにしたがって内径が小さくなるテーパ面部を有し、
上記テーパ面部には、撥油剤がコーテイングされていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
内周面を有するハウジングと、
上記ハウジングの上記内周面に内嵌されて固定された請求項１に記載の転がり軸受と
を備え、
上記ハウジングは、上記転がり軸受の上記軸方向の一方の側に位置する開口を有する油排出通路を有し、
上記ハウジングの上記内周面において、上記軸方向において上記外輪の上記テーパ面部と上記油排出通路の上記開口との間に位置している部分には、撥油剤がコーテイングされていることを特徴とする転がり軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に、数万回転の回転速度で高速回転する工作機械の主軸を回転自在に支持する転がり軸受として使用されれば好適な転がり軸受に関する。
【０００２】
また、本発明は、転がり軸受とハウジングとを備える転がり軸受構造に関し、特に、工作機械に使用されれば好適な転がり軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、転がり軸受としては、特開２００２−３６１５４０号公報（特許文献１）に記載されているアンギュラ玉軸受がある。
【０００４】
このアンギュラ玉軸受は、工作機械の主軸を回転自在に支持している。このアンギュラ玉軸受は、オイルエア潤滑によって、内外輪および玉が潤滑されるようになっている。
【０００５】
すなわち、このアンギュラ玉軸受は、外輪と内輪との間の軸方向の両側の開口が密封されておらず、オイルミストを含んだオイルエアが、一方の上記開口から軸受内部に導入されるようになっている。
【０００６】
このような構成において、近年、省エネおよび環境対応の観点からオイルエアのエアの量を極力減らした潤滑が行われるようになった。
【０００７】
また、近年、工作機械の主軸を支持する転がり軸受の潤滑として、エアを全く使用しないエアレス微量潤滑も行われるようになってきた。
【特許文献１】特開２００２−３６１５４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者は、オイルエア潤滑においてエアの量を極力減らした潤滑またはエアレス微量潤滑において、以下に示す好ましくない現象が発生する場合があることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明者は、省エネおよび環境対応の観点からオイルの量を極限まで減らした潤滑を採用した場合に、一旦軸受内部に浸入したオイルが軸受外に排出されにくくて長期間軸受内に留まり、これに起因してオイルが長時間攪拌され続けることによって昇温し、このオイルの温度上昇が、転がり軸受の温度上昇を招く場合があることを見出した。そして、この温度上昇が、工作機械の主軸の熱膨張を誘発し、工作機械の加工精度の劣化の一因になる場合があることを見出した。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、オイルの排出性に優れ、温度上昇を招きにくい転がり軸受を提供することにある。また、本発明の課題は、オイルの排出性に優れ、温度上昇を招きにくい転がり軸受構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受は、
内周面に軌道面を有する外輪と、
外周面に軌道面を有する内輪と、
上記外輪の上記軌道面と上記内輪の上記軌道面との間に配置された転動体と
を備え、
上記外輪の上記内周面は、上記外輪の上記軌道面の軸方向の一方の側に、上記内周面の上記軸方向の上記一方の側の端から上記軸方向の内方にいくにしたがって内径が小さくなるテーパ面部を有し、
上記テーパ面部には、撥油剤がコーテイングされていることを特徴としている。
【００１２】
本発明において、外輪と内輪との間における上記軸方向の上記一方の側とは反対側の開口からオイルを供給する。換言すれば、外輪と内輪との間における上記軸方向の上記一方の側の開口からオイルを排出する。
【００１３】
本発明によれば、上記外輪の上記内周面が、上記外輪の上記軌道面の軸方向の一方の側に、上記内周面の上記軸方向の上記一方の側の端から上記軸方向の内方にいくにしたがって内径が小さくなるテーパ面部を有しているから、内外輪の間に吹き込まれ等したオイルが、遠心力によって径方向の外方に移動すると共に上記テーパ面部のポンプ効果によって、軸方向の上記一方の側の外方に移動する。
【００１４】
また、上記テーパ面部に、撥油剤がコーテイングされているから、テーパ面部上のオイルがテーパ面部上に留まることがなくて、テーパ面部上を円滑に移動する。
【００１５】
したがって、上記二つの理由から、軸受内部内のオイルが軸受外部に排出され易くなって、オイルが軸受内部に長時間滞留することがない。したがって、オイルの攪拌抵抗を低減できてトルクを低減でき、かつ、オイルの温度上昇を抑制できて回転軸の熱膨張を抑制でき、回転軸の熱膨張に起因するこの回転軸を有する工作機械等の機械の加工精度の劣化を抑制できる。
【００１６】
また、本発明の転がり軸受構造は、
内周面を有するハウジングと、
上記ハウジングの上記内周面に内嵌されて固定された本発明の転がり軸受と
を備え、
上記ハウジングは、上記転がり軸受の上記軸方向の一方の側に位置する開口を有する油排出通路を有し、
上記ハウジングの上記内周面において、上記軸方向において上記外輪の上記テーパ面部と上記油排出通路の上記開口との間に位置している部分には、撥油剤がコーテイングされていることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、上記ハウジングの上記内周面において、上記軸方向において上記テーパ面部と上記油排出通路の上記開口との間に位置している部分には、撥油剤がコーテイングされているから、転がり軸受の上記軸方向の一方の側から排出されたオイルの上記ハウジングの油排出通路への流れを促進することができる。したがって、転がり軸受の焼付きを防止するオイルを円滑にハウジングの外に排出することができて、この転がり軸受構造を有する工作機械等の機械の温度上昇を抑制でき、上記工作機械等の機械の加工精度の劣化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の転がり軸受および転がり軸受構造によれば、オイルの排出性を向上させることができると共に、温度上昇を抑制することができる。したがって、本転がり軸受または転がり軸受構造を備える工作機械等の機械の温度上昇を抑制することができて、本転がり軸受または転がり軸受構造を備える工作機械等の加工精度の劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２０】
図１は、工作機械の一部を示す図であり、本発明の一実施形態の転がり軸受構造である玉軸受構造を示す軸方向の模式断面図である。
【００２１】
図１に示すように、この玉軸受構造は、ハウジング１と、本発明の第１実施形態の転がり軸受である玉軸受２とを備えている。
【００２２】
上記ハウジング１は、ハウジング本体１０と、カラー１１とを有している。上記ハウジング本体１０は、工作機械の外面の全てまたは大部分を構成している。上記ハウジング本体１０は、内周面を有している。上記ハウジング本体１０は、円筒状の小径内周部３０と、円筒状の大径内周部３１とを有し、小径内周部３０は、段部３３を介して大径内周部３１に連なっている。上記大径内周部３１は、油排出通路部２０を有し、この油排出通路部２０は、ハウジング本体１０の外部と内部とを連通している。
【００２３】
上記カラー１１は、筒状部材であり、ハウジング本体１０の大径内周部３１の一部に締まり嵌めにより内嵌されて固定されている。上記カラー１１は、油排出通路部２５を有し、その油排出通路部２５は、ハウジング本体１０の油排出通路部２０に連通している。上記カラー１１の油排出通路部２５と、ハウジング本体１０の油排出通路部２０とは、ハウジング１の油排出通路を構成している。上記軸方向において、カラー１１の内周面の小径内周部３０側の端３７から、油排出通路部２５の開口において最も小径内周部３０から遠い箇所３８までに位置するカラー１１の内周面の部分には、撥油剤の一例としてのテフロン（登録商標）がコーテイングされている。
【００２４】
上記玉軸受２は、外輪４０と、内輪４１と、転動体の一例としての複数の玉４２とを有する。
【００２５】
上記外輪４０は、ハウジング本体１０の大径内周部３１に締まり嵌めにより内嵌されて固定されている。上記外輪４０は、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝５０を有している。上記外輪４０の軸方向の一方の側の端面は、カラー１１の軸方向の他方の側の端面４４に当接している一方、外輪４０の軸方向の他方の側の端面は、ハウジング本体１０の段部３３に当接している。
【００２６】
上記外輪４０の内周面は、テーパ面部６０を有している。テーパ面部６０は、外輪４０の軌道面５０の軸方向の一方の側に、内周面の軸方向の一方の側の端５２から軌道溝５０まで存在している。上記テーパ面部６０の内径は、内周面の軸方向の一方の側の端から軌道溝５０にいくにしたがって小さくなっている。上記テーパ面部６０には、撥油剤としてのテフロンがコーテイングされている。上記テーパ面部６０の軸方向の一方の側の端の内径は、カラー１１の円筒内周面の内径と略等しくなっている。図１に示すように、上記テーパ面部６０の内周面の大径側の端は、カラー１１の内周面につながっている。
【００２７】
上記内輪４１は、回転軸としての工作機械の主軸７０に締まり嵌めにより外嵌されて固定されている。上記主軸７０には、内側カラー７１が外嵌されて固定されている。上記内輪４１の軸方向の一方の側の端面は、内側カラー７１の軸方向の他方の側の端面に当接している一方、内輪４１の軸方向の他方の側の端面は、主軸７０の段部７２に当接している。上記内輪４１は、軌道面としての軌道溝５１を有している。
【００２８】
上記軸方向において、内側カラー７１の外周面の内輪４１側の端から、油排出通路部２５の開口において最も小径内周部３０から遠い箇所３８までに位置する内側カラー７１の外周面の部分には、撥油剤の一例としてのテフロンがコーテイングされている。
【００２９】
上記内輪４１の外周面は、テーパ面部７３を有している。上記テーパ面部７３は、内輪４１の軌道面５１の軸方向の一方の側に、外周面の軸方向の一方の側の端から軌道溝５１の肩部の円筒外周面まで存在している。上記テーパ面部７３の外径は、外周面の軸方向の一方の側の端から、内輪４１の軸方向の内方にいくにしたがって、大きくなっている。上記テーパ面部７３には、撥油剤の一例としてのテフロンがコーテイングされている。上記テーパ面部７３の軸方向の一方の側の端の外径は、内側カラー７１の円筒外周面の外径と略等しくなっている。図１に示すように、上記テーパ面部７３の外周面の小径側の端は、内側カラー１１の円筒外周面につながっている。
【００３０】
上記複数の玉４２は、外輪４０の軌道溝５０と、内輪４１の軌道溝５１との間に、保持器７７によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００３１】
上記構成において、この玉軸受２は、オイルエア潤滑によって潤滑されるようになっている。具体的には、オイルミストを含んだエアを、図１に矢印ａで示す玉軸受の軸方向の他方の側から玉軸受２内に吹き込んで、内外輪４０,４１の軌道溝５０,５１および玉４２の外面等を潤滑するようになっている。そして、玉軸受２から排出されたオイルを、カラー１１の内周面をつたわせて油排出通路まで案内し、その後、油排出通路内をオイルを図１に矢印ｂで示す方向に移動させて、オイルを玉軸受２を有する工作機械の外部に排出するようになっている。
【００３２】
上記第１実施形態の玉軸受によれば、外輪４０の内周面が、外輪４０の軌道溝５０の軸方向の一方の側に、内周面の軸方向の一方の側の端から軸方向の内方にいくにしたがって内径が小さくなるテーパ面部６０を有しているから、内外輪４０,４１の間に吹き込まれ等したオイル（この発明では、潤滑方式がエアレス微量潤滑等のオイルエア潤滑以外の潤滑方式であっても良いことは言うまでもない）が、遠心力によって径方向の外方に移動すると共にテーパ面部６０のポンプ効果によって、軸方向の一方の側の外方に移動する。
【００３３】
また、上記テーパ面部６０に、撥油剤がコーテイングされているから、テーパ面部６０上のオイルがテーパ面部６０上に留まることがなくて、テーパ面部６０上を円滑に移動する。
【００３４】
したがって、上記二つの理由から、玉軸受２の内部のオイルが軸受外部に排出され易くなって、オイルが玉軸受２内部に長時間滞留することがない。したがって、オイルの攪拌抵抗を低減できてトルクを低減でき、かつ、オイルの温度上昇を抑制できて主軸４０の熱膨張を抑制でき、主軸７０の熱膨張を抑制できる。したがって、工作機械の加工精度の劣化を抑制できる。
【００３５】
また、上記実施形態の玉軸受構造によれば、ハウジング１の内周面において、軸方向においてテーパ面部６０と油排出通路の開口との間に位置している部分に、撥油剤としてのテフロンがコーテイングされているから、玉軸受２の軸方向の一方の側から排出されたオイルのハウジング１の油排出通路への流れを促進することができる。したがって、玉軸受２の焼付きを防止するオイルを円滑にハウジング１の外に排出することができて、この玉軸受構造を有する工作機械の温度上昇を抑制でき、工作機械の主軸７０の熱膨張を抑制できる。したがって、工作機械の加工精度の劣化を抑制することができる。
【００３６】
尚、上記実施形態の玉軸受２では、外輪４０の内周面に軸方向の一方の端５２から軌道溝５０まで延在するテーパ面部６０を形成したが、この発明では、テーパ面部は、軌道面の軸方向の一方の側であれば如何なる箇所に形成されても良い。例えば、テーパ面部の軸方向の外方の端は、外周面の軸方向の一方の側の端よりも径方向の内方に位置しても良く、テーパ面部の軸方向の外方の端から外周面の軸方向の一方の側の端までの部分が内周円筒面であっても良い。また、テーパ面部の軸方向の内方の端は、軌道面よりも軸方向の外方に位置しても良く、テーパ面部の軸方向の内方の端から軌道面までの部分が内周円筒面であっても良い。尚、これらの場合において、外輪の軌道面から外輪の内周面の軸方向の一方の側の端までの部分でのテーパ面部以外の部分に、撥油剤をコーテイングすれば、オイルを外部に排出する作用を大きくすることができて、好ましいことは言うまでもない。
【００３７】
また、上記実施形態の玉軸受２では、内輪４１の外周面に、軸方向の一方の端５２から軌道溝５１の肩部まで延在するテーパ面部７３を形成すると共に、このテーパ面部７３に撥油剤をコーテイングしたが、この発明では、内輪の外周面に形成したテーパ面部に、撥油剤をコーテイングしなくても良い。また、この発明では、内輪の外周面に、テーパ面部を形成しなくても良い。
【００３８】
また、上記実施形態の玉軸受構造では、ハウジング１を、ハウジング本体１０と、カラー１１とで構成したが、この発明では、転がり軸受構造を有する機械の内外を連通する油排出通路を有する一体のハウジングを使用しても良い。
【００３９】
また、上記実施形態の玉軸受では、軸方向においてテーパ面部６０と油排出通路の開口との間に位置するハウジングの内周面部分が円筒面で、この円筒面に撥油剤がコーテイングされていたが、この発明では、テーパ面部６０と油排出通路の開口との間に位置するハウジングの内周面部分が、油排出通路から外輪のテーパ面部にいくにしたがって内径が小さくなるテーパ面であって、かつ、このテーパ面の軸方向の外輪側の端の内径が、外輪のテーパ面部の軸方向の外方の端の内径以上であっても良い。
【００４０】
このようにすると、ハウジングのテーパ面のポンプ効果によって、転がり軸受から排出されたオイルを油排出通路の開口まで更に円滑に案内できて、オイルの排出効果を向上させることができる。加えて、このように形成したハウジングのテーパ面に撥油剤をコーテイングすると、更に、オイルの排出効果を向上させることができる（上記のように形成したハウジングのテーパ面に撥油剤をコーテイングしなくても良い）。
【００４１】
また、上記実施形態の玉軸受および玉軸受構造では、玉軸受の一部および玉軸受構造の一部に、テフロンをコーテイングしたが、この発明では、玉軸受の一部および玉軸受構造の一部に、テフロン以外のフッ素系撥油剤をコーテイングしても良い。また、この発明では、玉軸受の一部および玉軸受構造の一部に、シリコン系撥油剤等のフッ素系撥油剤以外の撥油剤をコーテイングしても良い。
【００４２】
また、上記実施形態では、玉軸受２の外輪４０の軌道溝６０の軸方向の一方の側にテーパ面部６０を形成したが、この発明では、玉軸受以外の転がり軸受（例えば、円筒ころ軸受、円数ころ軸受、球面ころ軸受等）の外輪の軌道面の軸方向の一方の側にテーパ面部を形成しても良い。
【００４３】
図２は、本発明の第２実施形態の転がり軸受である円筒ころ軸受の軸方向の模式断面図である。
【００４４】
上記第２実施形態の円筒ころ軸受では、第１実施形態の玉軸受と共通の変形例については説明を省略することにする。
【００４５】
この円筒ころ軸受は、外輪１４０と、内輪１４１と、転動体としての複数の円筒ころ１４２とを備える。
【００４６】
上記外輪１４０の内周面は、円筒内周面部１５０と、第１テーパ面部１６０と、第２テーパ面部１６１とからなる。上記第１テーパ面部１６０は、円筒内周面部１５０の軸方向の一端につながっている一方、第２テーパ面部１６１は、円筒内周面部１５０の軸方向の他端につながっている。上記第１テーパ面部１６０は、内周面の軸方向の一方の側の端から円筒内周面部１５０の上記一端まで存在する一方、第２テーパ面部１６１は、内周面の軸方向の他方の側から円筒内周面部１５０の上記他端まで存在している。上記第１テーパ面部１６０の内径は、軸方向の外方から軸方向の内方にいくにしたがって小さくなっている一方、第２テーパ面部１６１の内径は、軸方向の外方から軸方向の内方にいくにしたがって小さくなっている。
【００４７】
上記第１テーパ面部１６０上には、撥油剤の一例としてのテフロンがコーテイングされている。上記円筒内周面１５０の軸方向の中央部には、円筒ころ１４２が摺接するようになっている。上記円筒内周面１５０の軸方向の中央部は、円筒軌道面を構成している。
【００４８】
上記内輪１４１は、円筒軌道面１７０、第１鍔部、第２鍔部、第１テーパ面部１７３および第２テーパ面部１７５を有している。上記円筒軌道面１７０は、内輪１４１の外周面の軸方向の中央部に位置している。
【００４９】
上記第１鍔部は、円筒軌道面１７０の軸方向の一方の側に位置する一方、上記第２鍔部は、円筒軌道面１７０の軸方向の他方の側に位置している。上記第１鍔部は、円筒外周面１８０を有し、その円筒外周面１８０の外径は、円筒軌道面１７０の外径よりも大きくなっている。また、上記第２鍔部は、円筒外周面１８１を有し、その円筒外周面１８１の外径は、円筒軌道面１７０の外径よりも大きくなっている。
【００５０】
上記第１テーパ面部１７３は、第１鍔部の円筒外周面１８０の円筒軌道面１７０側とは反対側の端から内輪１４１の外周面の軸方向の一方の側の端まで存在している。上記第１テーパ面部１７３の外径は、軸方向の外方にいくにしたがって小さくなっている。上記第１テーパ面部１７３には、撥油剤の一例としてのテフロンがコーテイングされている。
【００５１】
上記第２テーパ面部１７５は、第２鍔部の円筒外周面１８１の円筒軌道面１７０側とは反対側の端から内輪１４１の外周面の軸方向の他方の側の端まで存在している。上記第２テーパ面部１７５の外径は、軸方向の外方にいくにしたがって小さくなっている。
【００５２】
上記構成において、この円筒ころ軸受には、オイルエアが、図２に矢印Ｃで示す方向に、軸方向の他方の外方から円筒ころ軸受内に吹き込むようになっている。このようにして、円筒ころ軸受の内部を潤滑して、円筒ころ軸受が焼き付かないようにしている。
【００５３】
第２実施形態の円筒ころ軸受においても、オイルの排出側の外周面部および内周面部がテーパ面部１６０,１７３になっているから、このテーパ面部１６０,１７３でオイルをはじくことができて、オイルの排出性を向上させることができる。したがって、オイルが円筒ころ軸受内に長時間留まることを抑制できて、オイルの攪拌抵抗を抑制できると共に、オイルの温度上昇を抑制できる。したがって、この円筒ころ軸受を有する機械の燃費を低減できると共に、その機械の加工精度の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態の玉軸受構造を示す軸方向の模式断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の円筒ころ軸受の軸方向の模式断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ハウジング
２  玉軸受
１０  ハウジング本体
１１  カラー
２０  ハウジング本体の油排出通路部
３８  カラーの油排出通路部
４０,１４０  外輪
４１,１４１  内輪
４２  玉
５０,５１  軌道溝
６０,１６０  テーパ面部
７０  主軸
１４２  円筒ころ
１７０  円筒軌道面
【図１】
2009052583.tif 000003
【図２】
2009052583.tif 000004