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発明の名称 転がり軸受の潤滑装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−24249(P2007−24249A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−209786(P2005−209786)
出願日 平成17年7月20日(2005.7.20)
代理人 【識別番号】100074206
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二
発明者 森 正継
要約 課題
内輪の温度上昇を十分に抑制できる内輪の冷却機能を兼ね備えた転がり軸受の潤滑装置を提供することである。

解決手段
アンギュラ玉軸受1の背面側に、内輪2のテーパ面2bへ一部を軸受内部の潤滑油とする冷却油を吐出するノズル16を設けた冷却油導入部材12を配設するとともに、アンギュラ玉軸受1の正面側に、内輪2の端面に設けた円周溝6へ冷却油を吐出するノズル13を設けた冷却油導入部材11を配設することにより、内輪2を軸方向の両側から冷却油で冷却し、内輪2の温度上昇を十分に抑制できる内輪2の冷却機能を兼ね備えたものとした。
特許請求の範囲
【請求項1】
冷却油供給装置から供給される冷却油を転がり軸受の軸方向一端側から回転輪の内輪に吐出し、吐出された冷却油の一部を潤滑油として軸受内部に流入させるようにした転がり軸受の潤滑装置において、前記転がり軸受の軸方向一端側と反対側の内輪の端面に周方向へ延びる円周溝を設け、前記冷却油をこの円周溝にも吐出するようにしたことを特徴とする転がり軸受の潤滑装置。
【請求項2】
前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受であり、前記円周溝を荷重が負荷される前記内輪の正面側の端面に設けた請求項1に記載の転がり軸受の潤滑装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、内輪の冷却機能を兼ね備えた転がり軸受の潤滑装置に関する。
【背景技術】
【0002】
工作機械の主軸等のように高速回転する回転軸を支持する転がり軸受では、加工負荷等によって内輪の温度が外輪よりも高くなる。このためこの温度差に伴う内輪と外輪の熱膨張差によって軸受の予圧が過大となり、軸受寿命が短くなる問題がある。
【0003】
このような問題に対して、冷却油供給装置から供給される冷却油を転がり軸受の軸方向一端側から回転輪の内輪に吐出し、吐出される冷却油の一部を潤滑油として軸受内部に流入させるようにした転がり軸受の潤滑装置がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されたものでは、内輪の一端側の外径面を軌道面側へ拡径するテーパ面とし、吐出される冷却油の一部を、内輪の回転に伴う遠心力でテーパ面に沿わせて軌道面側へ導いて軸受内部を潤滑することにより、別途の冷却装置を設けることなく内輪の冷却機能を兼ね備えた潤滑装置としている。
【0004】
【特許文献1】特開2004−360828号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、工作機械での加工の高速化に伴って単位時間当たりの加工エネルギが増大し、その負荷等による主軸の温度上昇が大きくなる傾向がある。このため、工作機械の主軸を支持する転がり軸受では、特許文献1に記載されたような内輪の冷却機能を兼ね備えた潤滑装置を設けても、内輪の温度上昇を十分に抑制できず、軸受の予圧が過大となって、軸受寿命が短くなる可能性がある。
【0006】
そこで、本発明の課題は、内輪の温度上昇を十分に抑制できる内輪の冷却機能を兼ね備えた転がり軸受の潤滑装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本発明は、冷却油供給装置から供給される冷却油を転がり軸受の軸方向一端側から回転輪の内輪に吐出し、吐出された冷却油の一部を潤滑油として軸受内部に流入させるようにした転がり軸受の潤滑装置において、前記転がり軸受の軸方向一端側と反対側の内輪の端面に周方向へ延びる円周溝を設け、前記冷却油をこの円周溝にも吐出する構成を採用した。
【0008】
すなわち、一部を潤滑油とする冷却油が吐出される転がり軸受の軸方向一端側と反対側の内輪の端面に周方向へ延びる円周溝を設け、冷却油をこの円周溝にも吐出することにより、内輪を軸方向の両側から冷却油で冷却し、内輪の温度上昇を十分に抑制できる内輪の冷却機能を兼ね備えたものとした。
【0009】
前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受である場合は、前記円周溝を荷重が負荷される前記内輪の正面側の端面に設けることにより、アキシアル荷重が負荷される内輪の正面側は熱源に近く背面側よりも温度上昇が大きいので、より効果的に内輪を冷却することができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の転がり軸受の潤滑装置は、一部を潤滑油とする冷却油が吐出される転がり軸受の軸方向一端側と反対側の内輪の端面に周方向へ延びる円周溝を設け、冷却油をこの円周溝にも吐出するようにしたので、内輪を軸方向の両側から冷却油で冷却し、内輪の温度上昇を十分に抑制できる内輪の冷却機能を兼ね備えたものとすることができる。
【0011】
前記転がり軸受がアンギュラ玉軸受である場合は、前記円周溝を荷重が負荷される内輪の正面側の端面に設けることにより、アキシアル荷重が負荷される内輪の正面側は熱源に近く背面側よりも温度上昇が大きいので、より効果的に内輪を冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明に係る転がり軸受の潤滑装置を採用した工作機械のスピンドル装置を示す。このスピンドル装置は、端部に工具またはワークのチャックが取り付けられる主軸20が、軸受箱21に軸方向で離して組み込まれた2つの転がり軸受であるアンギュラ玉軸受1で支持されている。また、スピンドル装置には、後述するように、軸受箱21とアンギュラ玉軸受1の内輪2を冷却する冷却油を供給する冷却油供給装置30が接続されている。
【0013】
図2に示すように、前記アンギュラ玉軸受1は、内輪2と外輪3の各軌道面2a、3a間にボール4が保持器5で保持され、内輪2にアキシアル荷重が負荷される正面側で、内輪2の端面に周方向へ延びる円周溝6が設けられるとともに、外輪3の内径面にカウンタボア3bが設けられ、背面側の内輪2の外径面に、軌道面2a側へ拡径するテーパ面2bが設けられている。
【0014】
図1に示したように、前記軸受箱21は、内箱21aと外箱21bの二重構造とされ、2つのアンギュラ玉軸受1の内輪2は、間に内輪間座22を介在させて主軸20に外嵌され、両側を内輪押さえ23で固定されている。また、間に外輪間座24を介在させた2つの外輪3は、本発明に係る潤滑装置を構成する冷却油導入部材11、12をそれぞれ正面側と背面側の端面に当接され、内箱21aに内嵌されて両側を外輪押さえ25で固定されている。
【0015】
前記軸受箱21の内箱21aと外箱21bの間には冷却油循環路31が形成され、冷却油供給装置30から供給経路32と戻り経路33で循環供給される冷却油が、外箱21bの外径面に設けられた導入孔34aと排出孔34bを通して冷却油循環路31に供給されるようになっている。
【0016】
また、前記冷却油供給装置30の供給経路32には、圧力調整弁35と油濾過器36を介在させた分岐供給経路32aが設けられ、内箱21aの両端面に設けられた各導入孔37に冷却油が供給されるようになっている。各導入孔37に供給される冷却油は、各冷却油導入部材11、12へ導入され、後述するように、各アンギュラ玉軸受1の軸受内部の潤滑と内輪2の冷却に使用された後、内箱21aの下側に設けられた油回収路38に回収され、油ポンプ39で冷却油供給装置30に戻される。
【0017】
図2に示したように、前記外輪3の正面側端面に当接された冷却油導入部材11は内箱21aに内嵌され、内箱21aの導入孔37に連通する導入孔11bが設けられて、その先端に内輪2の円周溝6に冷却油を吐出するノズル13が設けられている。冷却油導入部材11の前面側には、内輪2と外輪3の間に張り出して内輪2の外径面に近接する張り出し部11aが設けられ、この張り出し部11aと内輪押さえ23の外径面に近接する内端部とによって、円周溝6の周りに密閉された貯油空間14aが形成され、円周溝6に吐出されて内輪2を冷却した冷却油が飛散しないようになっている。内輪2を冷却して貯油空間14aに溜まる冷却油は、冷却油導入部材11に設けられた連通孔11eから、その後面側に取り付けられた蓋部材15で密閉された貯油空間14bへ移動する。
【0018】
前記外輪3の背面側端面に当接された冷却油導入部材12も内箱21aに内嵌され、内箱21aの導入孔37に連通する導入孔12bが設けられて、その先端に内輪2のテーパ面2bに冷却油を吐出するノズル16が設けられている。また、冷却油導入部材12の前面側には、内輪2のテーパ面2bと保持器5の間に張り出し、テーパ面2bとの間に隙間を持たせたシール部17を形成する張り出し部12aが設けられている。テーパ面2bに吐出されて内輪2を冷却した冷却油の一部は、内輪2の回転に伴う遠心力によりテーパ面2bに沿ってシール部17の隙間から内輪2の軌道面2a側へ導かれ、軸受内部を潤滑する。内輪2を冷却した大部分の冷却油は、冷却油導入部材12の後面側に取り付けられた蓋部材18で密閉された貯油空間19に溜まる。
【0019】
図3に示すように、前記各冷却油導入部材11、12には、それぞれ貯油空間14b、19に連通する排出孔11c、12cと、外輪3の端面に沿って軸受内部に連通する排出溝11d、12dとが設けられている。また、内箱21aの下部には、これらの排出孔11c、12cと排出溝11d、12dとを、それぞれ油回収路38に連通する排出孔40a、40bが設けられている。したがって、内輪2を冷却して各貯油空間14b、19に溜まった冷却油は、各排出孔11c、12cと排出孔40aを通して油回収路38に回収され、軸受内部を潤滑した一部の冷却油は、各排出溝11d、12dと排出孔40bを通して油回収路38に回収される。
【0020】
上述した実施形態では、転がり軸受をアンギュラ玉軸受としたが、本発明に係る転がり軸受の潤滑装置は、深溝玉軸受やころ軸受等の他の転がり軸受にも適用することができる。なお、深溝玉軸受やころ軸受等のように正面と背面の区別がない転がり軸受の場合は、冷却油を吐出する円周溝を内輪のどちら側の端面に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明に係る転がり軸受の潤滑装置を採用したスピンドル装置とこれに接続された冷却油供給装置を示す構成図
【図2】図1の潤滑装置のA部を拡大して示す断面図
【図3】図1の潤滑装置のB部を拡大して示す断面図
【符号の説明】
【0022】
1 アンギュラ玉軸受
2 内輪
3 外輪
2a、3a 軌道面
2b テーパ面
3b カウンタボア
4 ボール
5 保持器
6 円周溝
11、12 冷却油導入部材
11a、12a 張り出し部
11b、12b 導入孔
11c、12c 排出孔
11d、12d 排出溝
11e 連通孔
13 ノズル
14a、14b 貯油空間
15 蓋部材
16 ノズル
17 シール部
18 蓋部材
19 貯油空間
20 主軸
21 軸受箱
21a 内箱
21b 外箱
22 内輪間座
23 内輪押さえ
24 外輪間座
25 外輪押さえ
30 冷却油供給装置
31 冷却油循環路
32 供給経路
32a 分岐供給経路
33 戻り経路
34a 導入孔
34b 排出孔
35 圧力調整弁
36 油濾過器
37 導入孔
38 油回収路
39 油ポンプ
40a、40b 排出孔




 

 


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