(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの内周に、軸方向に離隔した一対のアンギュラ玉軸受を介して軸体が軸心回りに回転自在に支持され、前記各アンギュラ玉軸受の内輪は、それぞれカウンタボアを有し、
前記アンギュラ玉軸受の外輪間に外側間座が配置され、前記アンギュラ玉軸受の内輪間に内側間座が配置され、前記外側間座と内側間座とは、同心に配置されるとともに、第１対向隙間を介して径方向に対向配置され、前記外側間座に、前記ケースに設けられた給油路から供給される潤滑油を前記第１対向隙間に供給する通孔が穿設され、
前記外側間座の内径側に、前記各アンギュラ玉軸受の内輪におけるカウンタボアに第２対向隙間を介して径方向で対向する環状突片が、前記アンギュラ玉軸受の内部に挿入されて転動体近傍まで軸方向に沿って延長して形成され、
前記第１対向隙間と第２対向隙間とは、軸方向に沿ってほぼ一直線に連通され、 各アンギュラ玉軸受の内輪におけるカウンタボアが転動体に向けて拡径する円錐面とされることで、第２対向隙間は、環状突片の突出端側で狭くなるよう形成された、ことを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケースの内周に軸体を転がり軸受を介して相対回転可能に支持し、かつ前記転がり軸受に対する潤滑油供給形態をアンダーレース潤滑とする軸受装置に関する。この軸受装置は、例えば工作機械などの高速回転機器に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の軸受装置として、例えば特開平６−２３５４２５号公報や特開平６−２６４９３４号公報に示すようなものが考えられている。
【０００３】
前者では、ケース側に配設される外側間座と、回転軸側に配設される内側間座とに、ケース側から供給される潤滑油を転がり軸受に対して導くための通孔や油受空間などを振り分けて形成している。
【０００４】
後者では、ケース側に配設される外側間座の端部に転がり軸受の内部に挿入する環状突片を設け、この外側間座と環状突片とにほぼ９０度屈曲する通孔を設け、この通孔を介してケースから供給される潤滑油を転がり軸受側に対して供給させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特開平６−２３５４２５号公報の例では、内側間座に油受空間を設けているために、内側間座の肉厚寸法が厚くなり、この肉厚寸法に対して転がり軸受の内輪の肉厚寸法を合わせる必要があるので、内輪の肉厚寸法も厚くなってしまう。このため、転がり軸受の転動体のＰＣＤが大となって高速回転での使用が不利となる。
【０００６】
一方、上記特開平６−２６４９３４号公報の例では、外側間座の環状突片に対して軸方向に沿う通孔を設けているために、環状突片の肉厚寸法を厚くせざるを得ず、それに伴い転がり軸受の内輪の肉厚寸法も厚くする必要がある。このため、上記公報例と同様、転がり軸受の転動体のＰＣＤが大となって高速回転での使用が不利となる。
【０００７】
これら公報例の他に、特開平３−１４４１１７号公報に示すようなものが考えられている。この例では、ケース側と回転軸側とに一対の間座が径方向で所要隙間を介して同心状に対向配設されており、外側間座に径方向内外に貫通する通孔を設けている。但し、この例では、転がり軸受の内輪を一般的なものとは異なり、軸方向寸法をほぼ半分にし、この内輪に対して、外側間座の端部に突設する環状突片を所要隙間を介して近接させている。そして、ケース側から供給される潤滑油が、まず、外側間座の通孔から外側間座と内側間座との間の対向隙間へ径方向内向きに流れ、この対向隙間を軸方向に流れて、さらに、転がり軸受の内輪の端面と外側間座の軸方向突片の端面との間の対向隙間を径方向外向きに流れ、転がり軸受の転動体に対して噴射される。
【０００８】
この例では、要するに、転がり軸受の転動体に対して径方向外向きに潤滑油を噴射させるようにしているために、転動体のＰＣＤを大きく設定する必要があり、上記公報例と同様、高速回転での使用が不利となる。また、潤滑油通路を３つの通路の組み合わせとしているが、そのうち、転がり軸受の内輪の端面と外側間座の環状突片の端面との間の対向隙間は、転がり軸受の予圧付与条件によってばらつきやすいなど、この隙間寸法を一定に管理しにくいことが指摘される。このばらつきによって隙間寸法が規定よりも大になってしまうと、例えばオイルミスト給油とする場合では、油分の粒径が小さなまま転がり軸受へ供給されることになり、潤滑、冷却作用が薄くなる。さらに、転がり軸受として内輪の形状が一般的な規格品と異なる特殊なものを専用に用意する必要があり、汎用性が乏しいことが指摘される。
【０００９】
したがって、本発明は、軸受装置において、高速回転での使用に適した構造とすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の軸受装置は、ケースの内周に、軸方向に離隔した一対のアンギュラ玉軸受を介して軸体が軸心回りに回転自在に支持され、前記各アンギュラ玉軸受の内輪は、それぞれカウンタボアを有し、前記アンギュラ玉軸受の外輪間に外側間座が配置され、前記アンギュラ玉軸受の内輪間に内側間座が配置され、前記外側間座と内側間座とは、同心に配置されるとともに、第１対向隙間を介して径方向に対向配置され、前記外側間座に、前記ケースに設けられた給油路から供給される潤滑油を前記第１対向隙間に供給する通孔が穿設され、前記外側間座の内径側に、前記各アンギュラ玉軸受の内輪におけるカウンタボアに第２対向隙間を介して径方向で対向する環状突片が、前記アンギュラ玉軸受の内部に挿入されて転動体近傍まで軸方向に沿って延長して形成され、前記第１対向隙間と第２対向隙間とは、軸方向に沿ってほぼ一直線に連通され、各アンギュラ玉軸受の内輪におけるカウンタボアが転動体に向けて拡径する円錐面とされることで、第２対向隙間は、環状突片の突出端側で狭くなるよう形成されている。
【００１２】
上記本発明では、要するに、ケースから供給される潤滑油を転がり軸受に対して導くための潤滑油経路を、外側間座に設ける通孔と、一対の間座間に形成される対向隙間と、外側間座の環状突片と転がり軸受の内輪との間に形成される対向隙間とで構成するようにしている。このうち、外側間座の環状突片は、転がり軸受の内輪の外周面との間で対向隙間を形成するだけの役割があればよいのであるから、この環状突片の肉厚寸法を可及的に薄くできるようになる。そのため、転がり軸受については、その転動体のＰＣＤを大きくする必要がなくなる。場合によっては、むしろ、転動体のＰＣＤを小さくすることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図１ないし図４に示す各実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態にかかり、軸受装置の上半分の断面図である。図中、Ａは軸受装置の全体を示しており、１はケース、２は回転軸、３は転がり軸受、４は外側間座、５は内側間座である。
【００１５】
ケース１には、潤滑油の給油路６が設けられており、このケース１の内周に回転軸２が２つの転がり軸受３，３を介して回転自在に支持されている。２つの転がり軸受３，３は、軸方向に離れて配置されており、これら２つの転がり軸受３，３の間には、外側間座４と内側間座５とが所要隙間を介して同心状となるように対向配設されている。なお、図例では、２つの転がり軸受３，３に予圧を付与するために、外側間座４と内側間座５とを予め差幅調整して、いわゆる定位置予圧としている。
【００１６】
この実施形態では、転がり軸受３，３に対する潤滑油供給形態をアンダーレース潤滑としており、潤滑油のみを給油するオイル潤滑の他に、潤滑油を霧状とするオイルミスト給油や、潤滑油を圧縮空気により供給するオイルエア給油とされる。
【００１７】
転がり軸受３は、この実施形態においてアンギュラ玉軸受とされており、外周面の一方肩部にカウンタボア１１を有する内輪７と、外輪８と、複数のボールからなる転動体９と、保持器１０とを備えている。保持器１０は、外輪８で案内される形式になっている。
【００１８】
外側間座４は、内径寸法が転がり軸受３の内輪７の外径寸法よりも若干小さく設定されており、内側間座５の外径寸法は、転がり軸受３の内輪７の外径寸法よりも若干小さく設定されている。
【００１９】
この外側間座４の軸方向両端には、軸方向外向きに突出する環状突片１２，１３が設けられており、また、外側間座４の軸方向両端側には、径方向内外に貫通する通孔１４，１５が設けられている。環状突片１２，１３は、転がり軸受３，３の内部に挿入されて、２つの転がり軸受３，３の内輪７，７のカウンタボア１１，１１に対してそれぞれ所要隙間を介して対向させられている。なお、カウンタボア１１は、内輪７の軸方向中央側から軸方向端縁側へ向けて縮径する円錐面であるから、環状突片１２，１３の面一の内周面との間に形成される対向隙間（第２対向隙間に相当する）２１，３１は、環状突片１２，１３の突出端側で狭くなっている。通孔１４，１５は、その径方向途中から内径側へ向けて小径に絞られている。
【００２０】
なお、外側間座４と内側間座５との間に形成する対向隙間（第１対向隙間に相当する）４５と、環状突片１２，１３と内輪７，７のカウンタボア１１，１１との間に形成する第２対向隙間２１，３１とは、軸方向でほぼ一直線に連通するように設定されている。
【００２１】
次に、上記軸受装置Ａにおいて、潤滑油の流れを説明する。すなわち、図示しない潤滑油供給源の潤滑油がケース１の給油路６，６から外側間座４の通孔１４，１５を介して外側間座４と内側間座５との間の第１対向隙間４５に供給される。この第１対向隙間４５に供給された潤滑油は両側に分流して、外側間座４の環状突片１２，１３と２つの転がり軸受３，３の内輪７，７のカウンタボア１１，１１との間の第２対向隙間２１，３１に導かれ、ここから２つの転がり軸受３，３において内輪７と転動体９との間へ内輪７に対する転動体９の接線方向から噴射される。このようにして転がり軸受３，３の内部に噴射された潤滑油は、転動体９の表面を回り込んで保持器１０との間や外輪８側へ流れて、各部を冷却、潤滑して外部へ排出される。
【００２２】
ところで、外側間座４から転がり軸受３，３の内部に潤滑油を供給する過程では、潤滑油は１回だけほぼ直角に方向転換されるだけであるから、圧力損失が少なくてすむので潤滑油を圧力送するポンプの負担を少なくできるとともに、転がり軸受３，３の冷却、潤滑作用が効率よく行えるようになる。また、潤滑油を転がり軸受３，３の内輪７と転動体９との間の接触部分の側近に噴射させているとともに、この噴射方向を内輪７に対する転動体９の接線方向に特定しているから、潤滑油を転がり軸受３，３の内部で内径側から外径側へ通過させやすくなるなど、効率良く冷却、潤滑できるようになる。さらに、外側間座４と内側間座５との間の第１対向隙間４５および、環状突片１２，１３と内輪７，７との間の第２対向隙間２１，３１は、径方向で対向する隙間であり、隙間寸法が組み立て過程でばらつくことがない。したがって、この隙間寸法を小さく管理しやすいので、例えばオイルミスト給油とする場合において油分の粒径を大にできるようになり、潤滑、冷却作用を高めることができる。
【００２３】
以上、説明したように、上記実施形態では、外側間座４に径方向に沿う通孔１４，１５を形成し、内側間座５や転がり軸受３の内輪７との間に通路用の対向隙間を形成するための環状突片１２，１３を設けるだけであり、この外側間座４の加工がきわめて簡単になっており、その他の部材、すなわち内側間座５や転がり軸受３には、何の加工も施す必要がない。したがって、これら内側間座５や転がり軸受３については、一般的に規格化されている汎用部品をそのまま使用することができる。しかも、外側間座４の環状突片１２，１３は、転がり軸受３，３の内輪７，７の外周面との間で第２対向隙間２１，３１を形成するだけの役割があればよいのであるから、この環状突片１２，１３の肉厚寸法を可及的に薄くできるようになる。そのため、転がり軸受３については、その転動体９のＰＣＤを従来のように大きくする必要がなくなり、高速回転での使用が有利となる。場合によっては、むしろ、図２に示すように、転がり軸受３として、一般的な規格品の中でも、転動体のＰＣＤを小さくしたタイプの転がり軸受３Ａを用いることが可能となる。この場合、高速回転での使用がより一層有利になることは言うまでもない。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２５】
（１）  上記実施形態では、軸方向に離れた２つの転がり軸受３，３を備える軸受装置Ａを例に挙げているが、少なくともいずれか一方の転がり軸受３を備える軸受装置にも本発明を適用することができる。また、転がり軸受３の軸受形態として、アンギュラ玉軸受を例に挙げているが、種々な軸受形式のものにも本発明を適用することができる。
【００２６】
（２）  上記実施形態では、外側間座４に２つの通孔１４，１５を設けているが、この数は１つでもあるいは２つ以上でもかまわない。また、通孔１４，１５の形成位置も任意に設定することができる。
【００２７】
（３）  上記実施形態では、通孔１４，１５の小径部分を径方向に沿わせているが、この小径部分を転がり軸受３，３側に向けて斜めとしてもよい。この場合、転がり軸受３，３側への潤滑油の流れを円滑にできるようになる。また、図３に示すように、外側間座４の内周面に環状溝１６を形成しておき、この環状溝１６内に前記斜めにした通孔１４，１５の小径部分を開口させるようにしてもよい。このように比較的大きな空間となる環状溝１６を設けていれば、オイルミスト給油とする場合において、油分の粒径が大きくされやすくなるなど、冷却、潤滑作用が良好となる。さらに、図４に示すように、外側間座４に、通孔１４，１５の大径部分に接続されて転がり軸受３，３の外輪８の内周面に向けて開口する通孔１７を設けてもよい。この場合、通孔１７を加工する手間が増えるものの、転がり軸受３の内部全体により良好に供給できるようになる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明では、ケースから供給される潤滑油を転がり軸受に対して導くための潤滑油通路を、外側間座に設ける通孔と、一対の間座間に形成される対向隙間と、外側間座の環状突片と転がり軸受の内輪との間に形成される対向隙間とで構成するようにしており、前記外側間座の環状突片に対して、転がり軸受の内輪の外周面との間で対向隙間を形成するだけの役割を持たせているから、この環状突片の肉厚寸法を可及的に薄くできるようになり、そのため、転がり軸受の転動体のＰＣＤを大きくする必要がなくなり、場合によっては、むしろ、転動体のＰＣＤを小さくすることが可能となる。このように、高速回転での使用が有利な構造とすることができる。
【００２９】
特に、環状突片を、転がり軸受の内・外輪間で転動体の近傍にまで挿入すれば、転がり軸受に対して潤滑油を安定的に供給できるようになる。
【００３０】
また、転がり軸受を、少なくとも内輪にカウンタボアを有するアンギュラ玉軸受とし、このカウンタボアに対して外側間座の環状突片を対向させれば、潤滑油を転がり軸受の内輪と転動体との間の接触部分の側近に噴射させることができるとともに、この噴射方向を内輪に対する転動体の接線方向にすることができて、転がり軸受の内部を効率よく冷却、潤滑できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の軸受装置の上半分の断面図
【図２】本発明の他の実施形態にかかり、図１の右半分に対応する拡大断面図
【図３】本発明の他の実施形態にかかり、図１の右半分に対応する拡大断面図
【図４】本発明の他の実施形態にかかり、図１の右半分に対応する拡大断面図
【符号の説明】
Ａ    軸受装置
１    ケース
２    回転軸
３    転がり軸受
４    外側間座
５    内側間座
６    ケース１の給油路
７    転がり軸受３の内輪
１２，１３    外側間座４の環状突片
１４，１５    外側間座４の通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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