(57)【要約】 【課題】  簡単な構成で内輪間座の熱変位により軸受の内輪を軸方向に移動させ、熱変位による予圧の変化を抑えるようにした軸受装置を提供する。【解決手段】  内輪間座８を回転軸５の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の材料で構成し、スペーサ７を回転軸５の熱膨張係数より小さな熱膨張係数の材料で構成し、回転軸５の回転により軸受３，４に生じる熱によって熱変位する内輪間座８と内輪間座付近の回転軸５との変位量の差ΔＬ１を、前記熱によって熱変位するスペーサ７とスペーサ７付近の回転軸５との変位量との差ΔＬ２で相殺するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内の軸方向に間隔を設けて嵌合した軸受により回転軸を回転自在に軸支し、前記軸受と軸受の間には内輪間座と外輪間座とを夫々設け、回転軸の後端側に備えたナットと後方の軸受との間にスペーサを設け、ナットを締め付けることでスペーサ、内輪間座を介して各軸受に予圧を付与するようにした軸受装置において、内輪間座を回転軸の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の材料で構成し、スペーサを回転軸の熱膨張係数より小さな熱膨張係数の材料で構成し、回転軸の回転により軸受に生じる熱によって熱変位する内輪間座と内輪間座付近の回転軸との変位量の差を、前記熱によって熱変位するスペーサとスペーサ付近の回転軸との変位量との差で相殺するようにしたことを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を軸支する軸受の間に内、外輪間座を夫々設け、回転軸に備えたナットを締め付けることでスペーサ、内輪間座を介して各軸受に予圧を付与するようにした軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハウジング内の軸方向に間隔を設けて嵌合した軸受により回転軸を回転自在に軸支し、前記軸受と軸受の間には内輪間座と外輪間座とを夫々設け、回転軸の後端側に備えたナットと後方の軸受との間にスペーサを設け、ナットを締め付けることでスペーサ、内輪間座を介して各軸受に予圧を付与するようにした軸受装置では、回転軸の回転により軸受の内輪と転動体が遠心力により外輪に押し付けられ、内、外輪と転動体の間で摩擦等によって熱が生じ、その熱により軸受の内輪が熱膨張して内、外輪と転動体との間で焼付きが起きるので、特許文献１，２のように、内輪間座を熱膨張係数の大きな材料で構成し、前記熱により内輪間座を軸方向に熱変位させて軸受の内輪を軸方向に変位させることが知られている。また、特許文献３には、凹溝を設けて弾性を有するようにスペーサを形成したものが記載されている。
【特許文献１】実開昭６１−１１４１２１号公報
【特許文献２】実開平２−１２７８１７号公報
【特許文献３】特開平９−１９８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、軸受に生じる熱により内輪間座が熱変位すると共に、回転軸及びスペーサも軸方向に熱変位するので、上記特許文献１，２では、熱変位する内輪間座と内輪間座付近の回転軸との変位量の差を、熱変位するスペーサとスペーサ付近の回転軸との変位量の差で相殺することが出来ないために、内輪間座の熱変位量とスペーサの熱変位量が回転軸の熱変位量より大きくなって軸受の内輪が軸方向に移動しないので、予め軸受に付与する予圧と、回転軸の回転中に軸受に付与する予圧が異なるおそれがあった。そこで、特許文献３のようにスペーサや回転軸が熱変位しても、スペーサが伸縮することで、内輪間座の熱変位により軸受の内輪を軸方向に移動させることが考えられた。しかし、回転軸の回転によってスペーサの撓みに遠心力が生じて回転軸の回転に悪影響を与えるおそれがあった。
そこで本発明の課題は、上記問題点に鑑み、簡単な構成で内輪間座の熱変位により軸受の内輪を軸方向に移動させ、熱変位による予圧の変化を抑えるようにした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】
【０００４】
本発明は、ハウジング内の軸方向に間隔を設けて嵌合した軸受により回転軸を回転自在に軸支し、前記軸受と軸受の間には内輪間座と外輪間座とを夫々設け、回転軸の後端側に備えたナットと後方の軸受との間にスペーサを設け、ナットを締め付けることでスペーサ、内輪間座を介して各軸受に予圧を付与するようにした軸受装置において、内輪間座を回転軸の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の材料で構成し、スペーサを回転軸の熱膨張係数より小さな熱膨張係数の材料で構成し、回転軸の回転により軸受に生じる熱によって熱変位する内輪間座と内輪間座付近の回転軸との変位量の差を、前記熱によって熱変位するスペーサとスペーサ付近の回転軸との変位量との差で相殺するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、内輪間座を回転軸の熱膨張係数より大きな熱膨張係数の材料で構成し、スペーサを回転軸の熱膨張係数より小さな熱膨張係数の材料で構成し、回転軸の回転により軸受に生じる熱によって熱変位する内輪間座と内輪間座付近の回転軸との変位量の差を、前記熱によって熱変位するスペーサとスペーサ付近の回転軸との変位量との差で相殺するようにしたので、回転軸の回転により、回転軸、内輪間座及びスペーサが熱変位しても、内輪間座とスペーサの熱変位量の合計が回転軸の熱変位量と略同一となり、回転軸の回転中に予め軸受に付与した予圧と同一の予圧を付与し続けることが可能となる。また、スペーサを熱膨張係数の小さな材料で構成し、長さを調整するだけの簡単な構成で行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１に示す軸受装置１は、ハウジング２内の軸方向に間隔を設けて嵌合した軸受３，４により回転軸５（例えば工作機械の主軸）が回転自在に軸支されている。前方の軸受３の外輪３ａ、内輪３ｂは、夫々ハウジング２に取り付けたヘッドキャップ６と回転軸５の段部５ａに当接させている。後方の軸受４の外輪４ａ、内輪４ｂは、夫々ハウジング２の段部２ａと回転軸５に嵌め込んだスペーサ７に当接させている。前方の軸受３と後方の軸受４の間には内輪間座８と外輪間座９とが夫々設けられている。回転軸５の後端側に備えたナット１０を前記スペーサ７に当接させている。ナット１０を締め付けることで、スペーサ７、内輪間座８を介して各軸受３，４に予圧が付与されるようになっている。
本実施形態では前記回転軸５を鋼材としたときに、内輪間座８を熱膨張係数Ａ：１１〜１２×１０−６／℃の鋼材より大きな熱膨張係数の材料、例えば、熱膨張係数Ｂ：１９〜２３×１０−６／℃のアルミニウム材で構成した。また、スペーサ７を熱膨張係数Ａ：１１〜１２×１０−６／℃の鋼材より小さな熱膨張係数の材料、例えば、熱膨張係数Ｃ：１〜２×１０−６／℃のノビナイト鋳鉄（商品名）で構成した。
【０００７】
上記構成の軸受装置１では、回転軸５の回転により軸受３，４に熱が生じ、その熱が回転軸５、内輪間座８及びスペーサ７に伝わって夫々熱変位する。熱変位量は長さ×熱膨張係数であるので、内輪間座８及びスペーサ７長さをＬ１、Ｌ２としたとき、内輪間座８と内輪間座８付近の回転軸５との変位量の差ΔＬ１がＬ１×（１９〜２３）×１０−６−Ｌ１×（１１〜１２）×１０−６となり、スペーサ７とスペーサ７付近の回転軸５との変位量の差ΔＬ２がＬ２×（１〜２）×１０−６−Ｌ２×（１１〜１２）×１０−６となる。よって、内輪間座８が内輪間座８付近の回転軸５よりΔＬ１多く熱変位し、スペーサ７付近の回転軸５がスペーサ７よりΔＬ２多く熱変位していることになる。従って、Ｌ１×（８〜１１）＝Ｌ２×１０となるようにＬ２を設定し、変位量の差ΔＬ１を変位量の差ΔＬ２で相殺することで、回転軸５の回転により、回転軸５、内輪間座８及びスペーサ７が熱変位しても、内輪間座８とスペーサ７の熱変位量の合計が回転軸５の熱変位量と略同一となり、回転軸５の回転中に予め軸受３，４に付与した予圧と同一の予圧を付与し続けることができる。また、スペーサ７を熱膨張係数の小さな材料で構成し、長さを調整するだけの簡単な構成であり、従来のように、スペーサ７を伸縮させるための溝加工をする必要がない。尚、内輪間座８やスペーサ７の材料が上記のもの以外であっても、内輪間座８を熱膨張係数の大きな材料でマグネシウム材やステンレス材等で構成し、スペーサ７を熱膨張係数の小さな材料でセラミック材やインバー材等で構成し、変位量の差ΔＬ１を変位量の差ΔＬ２で相殺するように選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の軸受装置を示す図である。
【符号の説明】
【０００９】
１      軸受装置
２      ハウジング
３      軸受
４      軸受
５      回転軸
７      スペーサ
８      内輪間座
９      外輪間座
１０      ナット
ΔＬ１      変位量の差
ΔＬ２      変位量の差
【図１】
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