JP2008075738A

JP2008075738A - 軸受装置

Info

Publication number: JP2008075738A
Application number: JP2006255064A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Kaikogi; 高明貝漕; Tanehiro Shinohara; 種宏篠原; Hide Honda; 秀本多; Hidefumi Shigekawa; 英文重川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】簡単な構造で以って、必要な潤滑部に必要量のオイルを供給可能とすることにより、オイル消費量を低減するとともに、オイルミストの外部への飛散を防止しかかるオイルミストによる環境汚染を防止した、特に高回転数の軸受に好適な軸受装置を提供する。
【解決手段】外輪２に転動体３との接触部近傍に向けて開口する油孔１０を穿設し、外輪２の油孔１０に連通して該油孔１０にオイルを供給するオイル通路８を設け、該オイル通路８に外輪２の油孔１０及びオイル通路８よりも小径のオイル噴出口５ａを有するオリフィス部材５を固挿して、オイル通路８及びオイル噴出口５ａ及び外輪２の油孔１０を同一軸線上に配置し、オイル通路８に導入されたオイルがオリフィス部材５のオイル噴出口５ａから外輪２の油孔１０内を貫通して接触部近傍に供給されるようにオイル噴出口５ａの径と外輪２の油孔１０の径との関係を設定したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械用主軸受等の、主として高回転軸の軸受に好適な軸受装置であって、内輪の外周と外輪の内周との間に円周方向に沿って複数の転動体を転接してなるころがり軸受の前記内輪を回転軸の外周に固挿するとともに前記外輪をケース部材の取付穴の内周に固挿して、前記回転軸をころがり軸受を介してケース部材に回転自在に支持する軸受装置に関する。

回転軸用ころがり軸受の潤滑方式には、オイル噴霧による給油方式、内輪あるいは外輪に穿孔した油孔からの給油方式等が、主として採用されている。
図５はオイル噴霧による給油方式の一例を示し、７は回転軸（７ａは回転軸心）、６はケース部材、１００は該回転軸７をケース部材６に回転自在に支持する軸受（玉軸受）で、内輪１の外周と外輪２の内周との間に円周方向に沿って複数の転動体３を転接して構成される。前記軸受１００は、給油管０７から油通路０１２，油孔０８を経て油通路０９から噴出されるオイルの噴霧によって潤滑されている。０５はオイルの排出口である。

図６は、内輪に穿孔した油孔からの給油方式の一例を示し、７は回転軸（７ａは回転軸心）、６はケース部材、１００は該回転軸７をケース部材６に回転自在に支持する軸受（玉軸受）で、内輪１の外周と外輪２の内周との間に円周方向に沿って複数の転動体３を転接して構成される。４は前記転動体３の保持器である。
前記軸受１００は、前記回転軸７の中心部に形成された油通路０１２から、該回転軸７に半径方向に穿孔された油孔０１１及び前記内輪１に穿孔された油孔０１０を通して内輪１と転動体３との転接部０１７に向けて噴出されるオイルによって潤滑されている。

また、特許文献１（特開平６−２６４９３４号公報）には、外輪に転動体との転接部近傍に向けて開口する油孔を穿設して、主給油路からのオイルを油孔から前記転接部近傍に噴出するとともに、前記主給油路から分岐したオイル通路を通したオイルをケース部材に軸方向に穿孔された噴出口から前記転動体の側部に吹き付けることによって、前記外輪の油孔及び前記噴出口の２箇所から噴出されるオイルで軸受を潤滑している。

特開平６−２６４９３４号公報

特許文献１（特開平６−２６４９３４号公報）においては、図５に示されるオイル噴霧による給油方式では、油通路０９から噴出される軸受の側部に噴出されるオイルの噴霧によって軸受を潤滑しており、気体が混入したミスト状のオイルが軸受の側部に吹き付けられることから、軸受の側部に衝突後のミスト状オイルが外部に洩れやすく、かかるオイルミストの外部への飛散による環境汚染の原因となる。
また、図６に示されるような、内輪に穿孔した油孔からの給油方式では、内輪１に穿孔された油孔０１０を通して内輪１と転動体３との転接部０１７に向けて半径方向にオイルを噴出するので、内輪１及び回転軸７の回転数が増大すると、遠心力によるオイル噴出量の増加作用によってオイル噴出量が必要以上に増加して、損失が増加する、という問題がある。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、簡単な構造で以って、必要な潤滑部に必要量のオイルを供給可能とすることにより、オイル消費量を低減するとともに、オイルミストの外部への飛散を防止し、かるオイルミストによる環境汚染を防止した、特に高回転数の軸受に好適な軸受装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、内輪の外周と外輪の内周との間に円周方向に沿って複数の転動体を転接してなるころがり軸受をそなえ、前記ころがり軸受の内輪を回転軸の外周に固挿するとともに前記外輪をケース部材の取付穴の内周に固挿して、前記回転軸を前記ころがり軸受を介して前記ケース部材に回転自在に支持する軸受装置において、前記外輪または内輪と前記転動体との接触部または接触部近傍に向けて開口する油孔を前記外輪に穿設し、前記外輪の油孔に連通して該油孔にオイルを供給するオイル通路を前記ケース部材に設け、該オイル通路に前記外輪の油孔及び前記オイル通路よりも小径のオイル噴出口を有するオリフィス部材を固挿して、前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を同一軸線上に配置し、前記オイル通路に導入されたオイルが前記オリフィス部材のオイル噴出口から前記外輪の油孔内を貫通して前記接触部または接触部近傍に供給されるように、およびオイル噴出口（ノズル）の長さ、外輪の油孔の長さ、ケース部材の穴径と長さ、ポンプからケース部材までの配管径と長さ、ポンプ圧、オイル物性を考慮して前記オイル噴出口の径と前記外輪の油孔の径との関係を設定したことを特徴とする。

かかる発明によれば、入口のオイル通路及び該オイル通路に設けたオリフィス部材に穿孔されたオイル噴出口及び外輪の油孔を同一軸線上に配置し、該オイル噴出口の径と外輪の油孔の径との関係を該オイル噴出口から噴出したオイルが前記油孔の内壁に触れないように設定することにより、オイル噴出口で加速して噴出されるオイルが、外輪の油孔の内周に接触することなく直状に貫通して外輪または内輪と転動体との接触部または転接部近傍に到達して、転動体と外輪または内輪との接触部を潤滑することができる。

これにより、オイル噴出口で加速して噴出されるオイルによって、オイル切れを起こすことなく最小のオイル量で以って前記接触部を安定して潤滑できることとなって、前記接触部の安定した潤滑を保持しつつオイル消費量を低減できる。
また、外輪に穿設した油孔から前記接触部にオイルを供給するので、図６の従来技術のように内輪側からオイルを供給する手段のように回転軸の回転数に影響されることなく、高回転数域においても安定した潤滑作用が得られる。
従来技術では気体であるため漏れやすく、回収が難しい。一方、本特許で提案する構造では油は液体で供給されるため、漏れ難く回収しやすい。

かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記外輪の油孔を前記ころがり軸受の半径方向線に沿って設けて前記外輪と前記転動体との接触部近傍に向けて開口させる。
このように構成すれば、同一軸線上に配置した入口のオイル通路及びオリフィス部材に穿孔されたオイル噴出口及び外輪の油孔を半径方向線に沿って加工形成することができて、斜め孔加工が不要となり、前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔の加工が簡単化されて加工工数を低減できる。

（２）前記外輪の油孔を前記ころがり軸受の半径方向線に対して軸方向に一定角度傾斜させて設けて前記外輪と前記転動体との接触部近傍に向けて開口させる。
このように構成すれば、外輪と転動体との接触部の斜め方向からオイルを噴射するため、オイルが転動体と外輪及び内輪との接触部に侵入し易くなって、軸受転動面への確実な潤滑を実現できる。
また、斜め方向からオイルが接触部に侵入するため外輪の油孔の軸受転動面側の開口端を、外輪と転動体との接触部から離すことができるので、前記油孔の加工によって生じたバリ、かえり等によって転動体を傷つけることがない。

（３）同一軸線上に配置された前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を、前記ころがり軸受の半径方向線に対して円周方向に一定角度傾斜させるとともに、前記同一軸線を、前記内輪と転動体との接触部に、前記オイル噴出口からのオイルが前記内輪と転動体との間に引き込まれる方向に噴出されるように指向する。
このように構成すれば、外輪の油孔からのオイルを、内輪と転動体との接触部に、オイルが前記内輪と転動体との間に引き込まれる方向に噴出することにより、内輪に対する転動体の相対回転によってオイルが転動体と内輪との接触部に侵入し易くなって、軸受転動面の安定的な潤滑を実現できる。また、内輪の転動面に噴射されたオイルが転動体の回転による遠心力で転動体と外輪との接触部に搬入されやすくなって、この面からも軸受転動面の効率的な潤滑を実現できる。

（４）同一軸線上に配置された前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を、前記ころがり軸受の半径方向線に対して円周方向に一定角度傾斜させるとともに、前記同一軸線を、前記外輪と転動体との接触部に、前記オイル噴出口からのオイルが前記外輪と転動体との間に引き込まれる方向に噴出されるように指向する。
このように構成すれば、外輪の油孔からのオイルを、外輪と転動体との接触部に、オイルが前記外輪と転動体との間に引き込まれる方向に噴出することにより、外輪に対する転動体の相対回転によってオイルが転動体と外輪との接触部に侵入し易くなって、軸受転動面の安定的な潤滑を実現できる。

（５）同一軸線上に配置された前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を、前記ころがり軸受の円周方向に複数個配設し、あるいは同一軸線上に配置された前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を、前記ころがり軸受の軸方向に複数列配設する。
このように構成すれば、外輪の油孔から軸受転動面への給油箇所が軸受の円周方向に複数箇所となって、軸受転動面の円周方向にオイルが均一に供給されて、潤滑性能がさらに向上する。
また、外輪２の油孔１０から軸受転動面への給油箇所が軸受の軸方向に複数箇所となって、軸受転動面へのオイルが軸方向の複数箇所から供給されて、潤滑性能がさらに向上する。

本発明によれば、オイル噴出口で加速して外輪の油孔から噴出されるオイルによって、オイル切れを起こすことなく最小のオイル量で以って転動体と外輪あるいは内輪との接触部に安定して潤滑できることとなって、前記接触部の安定した潤滑を保持しつつオイル消費量を低減できる。
また、外輪に穿設した油孔から前記接触部にオイルを供給するので、内輪側からオイルを供給する手段のように回転軸の回転数に影響されることなく、高回転数域においても安定した潤滑作用が得られる。
さらに、前記オイル噴出口の内径で絞り込まれた最小径の流路に相当する最小のオイル量で以って前記接触部を潤滑できるので、転動体のオイル受け部に当たった後のオイルの飛散が抑制されて、オイルミストの外部への飛散による環境汚染の発生を防止できる。
以上により、高回転数の軸受に好適な軸受装置が得られる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の第１実施例に係る工作機械用軸受装置を示し、（Ａ）は回転軸心に沿う軸受装置の部分断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）、図２、図３、図４におけるＺ部拡大図である。
図１（Ａ）、（Ｂ）において、７は回転軸（７ａは回転軸心）、６はケーシング（ケース部材）、１００は該回転軸７をケーシング６に回転自在に支持する軸受（玉軸受）で、前記回転軸７の外周に固挿された内輪１の外周と、前記ケーシング６の取付穴６ａの内周に固挿された外輪２の内周との間に円周方向に沿って等間隔に複数設けられた転動体３を転接して構成される。４は前記転動体３の保持器である。

８は前記ケーシング６内に穿孔されたオイル通路、５は該オイル通路８に嵌着されたオリフィス、９は該オリフィス５の内周側に穿孔された内周側オイル通路、１０は前記外輪２に穿孔された油孔である。
図１（Ｂ）のように、前記オリフィス５の中心部には小径のオイル噴出口５ａが穿孔されている。そして、前記オイル通路８、オリフィス５のオイル噴出口５ａ、内周側オイル通路９、及び外輪の油孔１０を同一軸線Ｗ上に配置し、同一軸線Ｗは、前記外輪の油孔１０が前記外輪２と転動体３との接触部１６にごく近接した部位（オイル受け部Ｐ）に開口するように位置づけられている。

そして、前記オイル噴出口５ａの内径ｄ２は、前記オイル通路８の内径ｄ１及び前記外輪の油孔１０の内径ｄ３よりも小さく形成され（ｄ２＜ｄ１、ｄ２＜ｄ３）、さらに前記内周側オイル通路９の内径ｄ４は前記外輪の油孔１０の内径ｄ３よりも大きく（ｄ３＜ｄ４）形成されている。
さらに、前記オイル噴出口５ａの内径ｄ２と前記外輪の油孔１０の内径ｄ３との関係は、
前記オイル通路８に導入されたオイルが前記オリフィス５のオイル噴出口５ａから前記外輪の油孔１０内を、該油孔１０の内壁及び内周側オイル通路９の内壁に接触することなく、前記内周側オイル通路９及び外輪の油孔１０内を貫通して前記接触部１６に隣接したオイル受け部に到達するように設定される。

また、前記外輪の油孔１０は、前記ころがり軸受の半径方向線Ｖに沿って設け、前記接触部１６に隣接したオイル受け部に向けて開口させている。
このように構成すれば、同一軸線Ｗ上に配置した入口側のオイル通路８及びオリフィス５に穿孔されたオイル噴出口５ａ及び内周側オイル通路９及び外輪の油孔１０を半径方向線に沿って加工形成することができて、斜め孔加工が不要となり、前記オイル通路８，９，オイル噴出口５ａ及び外輪の油孔１０の加工が簡単化されて、軸受の加工工数を低減できる。

以上の第１実施例によれば、入口のオイル通路８、該オイル通路８に設けたオリフィス５に穿孔されたオイル噴出口５ａ、内周側オイル通路９、及び外輪の油孔１０を同一軸線Ｗ上に配置し、前記オイル噴出口５ａを最小径ｄ２に設定するとともに該オイル噴出口５ａの内径ｄ２と外輪の油孔１０の径ｄ３との関係を、該オイル噴出口５ａから噴出したオイルが前記油孔１０の内壁に触れないように設定することにより、該オイル噴出口５ａで加速して噴出されるオイルが、外輪の油孔１０の内周に接触することなく直状に貫通し、外輪２と転動体３との接触部１６近傍のオイル受け部Ｐに到達して、転動体３と外輪２及び内輪１との接触部を潤滑することができる。

これにより、オイル噴出口５ａで加速して噴出されるオイルによって、オイル切れを起こすことなく最小のオイル量で以って前記接触部１６を安定して潤滑できることとなって、前記転動体３転接部の安定した潤滑を保持しつつオイル消費量を低減できる。
また、外輪２に穿設した油孔１０から前記接触部１６にオイルを供給するので、図６の従来技術のような内輪１側からオイルを供給する手段のように回転軸７の回転数に影響されることなく、高回転数域においても安定した潤滑作用が得られる。
さらに、前記オイル噴出口５ａの内径で絞り込まれた最小径の流路に相当する最小のオイル量で以って前記接触部１６を潤滑できるので、転動体３のオイル受け部に当たった後のオイルの飛散が抑制されて、従来技術のようなオイルミストの外部への飛散による環境汚染の発生を防止できる。

図２は本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
この第２実施例においては、前記外輪２の油孔１０を、ころがり軸受の半径方向線Ｖに対して軸方向に一定角度α傾斜させて設けて、前記外輪２と転動体３との接触部１６に隣接したオイル受け部に向けて開口させている。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
かかる第２実施例のように構成すれば、次のような特有の効果が得られる。
即ち、外輪２と転動体３との接触部１６近傍のオイル受け部Ｐの斜め方向からオイルを噴射するため、オイルが転動体３と外輪２及び内輪１との接触部に侵入し易くなって、軸受転動面の安定的な潤滑を実現できる。
また、外輪２の油孔１０の軸受転動面側の開口端を、外輪２と転動体３との接触部１６から離すことができるので、前記油孔１０の加工によって生じたバリ、かえり等によって転動体を傷つけることがない。

図３は本発明の第３実施例を示し、軸受を回転軸心に直角方向に視た図である。
この第３実施例においては、同一軸線Ｗ上に配置された前記オイル通路８及びオイル噴出口５ａ及び内周側オイル通路９及び外輪の油孔１０を、ころがり軸受の半径方向線Ｖに対して円周方向に一定角度傾斜させるとともに、前記同一軸線Ｗを、前記内輪１と転動体３との接触部に、前記油孔１０からのオイルが前記転動体３の回転方向ｎと内輪１との間に引き込まれる方向に噴出されるように指向している。すなわち転動体３と内輪１との間で生ずる相対回転によって接触部に引き込まれる方向に噴射される。Ｎは回転軸の回転方向を示す。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

かかる第３実施例のように構成すれば、外輪２の油孔１０からのオイルを、内輪１と転動体３との接触部１９に、オイルが前記内輪１と転動体３との間に引き込まれる方向に噴出することにより、内輪１に対する転動体３の相対回転によってオイルが転動体３と内輪１との接触部１９に侵入し易くなって、軸受転動面の安定的な潤滑を実現できる。また、内輪１の転動面に噴射されたオイルが転動体３の回転による遠心力で該転動体３と外輪２との接触部に搬入されやすくなって、この面からも軸受転動面の効率的な潤滑を実現できる。

本発明の第４実施例を示す図３対応図である。
この第４実施例においては、同一軸線Ｗ上に廃置された前記オイル通路８及びオイル噴出口５ａ及び内周側オイル通路９及び外輪の油孔１０を、ころがり軸受の半径方向線Ｖに対して円周方向に一定角度傾斜させるとともに、前記同一軸線Ｗを、前記外輪２と転動体３との接触部に、前記油孔１０からのオイルが前記転動体３の回転方向ｎと外輪２との間に引き込まれる方向に噴出されるように指向している。すなわち転動体３と外輪２との間で生ずる相対回転によって接触部に引き込まれる方向に噴射される。Ｎは回転軸の回転方向を示す。
かかる第４実施例のように構成すれば、外輪２の油孔１０からのオイルを、外輪２と転動体３との接触部１６に、オイルが前記外輪２と転動体３との間に引き込まれる方向に噴出することにより、外輪２に対する転動体３の相対回転によってオイルが転動体３と外輪２との接触部１６に侵入し易くなって、軸受転動面の安定的な潤滑を実現できる。

前記第１〜第４実施例において、同一軸線Ｗ上に配置された前記オイル通路８及びオイル噴出口５ａ及び内周側オイル通路９及び外輪の油孔１０を、好ましくは、ころがり軸受の円周方向に等間隔に２組以上設置する。
このように構成すれば、外輪２の油孔１０から軸受転動面への給油箇所が軸受の円周方向に複数箇所となって、軸受転動面の円周方向にオイルが均一に供給されて、潤滑性能がさらに向上する。

前記第１〜第４実施例において、同一軸線Ｗ上に配置された前記オイル通路８及びオイル噴出口５ａ及び内周側オイル通路９及び外輪の油孔１０を、好ましくは、ころがり軸受の軸方向に複数列設置する。
このように構成すれば、外輪２の油孔１０から軸受転動面への給油箇所が軸受の軸方向に複数箇所となって、軸受転動面へのオイルが軸方向の複数箇所から供給されて、潤滑性能がさらに向上する。

本発明によれば、簡単な構造で以って、必要な潤滑部に必要量のオイルを供給可能とすることにより、オイル消費量を低減するとともに、オイルミストの外部への飛散を防止しかかるオイルミストによる環境汚染を防止した、特に高回転数の軸受に好適な軸受装置を提供できる。

本発明の第１実施例に係る工作機械用軸受装置を示し、（Ａ）は回転軸心に沿う軸受装置の部分断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）、図２、図３、図４におけるＺ部拡大図である。本発明の第２実施例を示す図１対応図である。本発明の第３実施例を示し、軸受を回転軸心に直角方向に視た図である。本発明の第４実施例を示す図３対応図である。従来技術の第１例を示す軸受部の回転軸心に沿う部分断面図である。従来技術の第１例を示す図１対応図である。

符号の説明

１内輪
２外輪
３転動体
４保持器
５オリフィス
５ａオイル噴出口
６ケーシング
７回転軸
８オイル通路
９内周側オイル通路
１０油孔
１６，１９接触部
１００軸受（玉軸受）
Ｐオイル受け部
Ｗ同一軸線
Ｖ半径方向線

Claims

内輪の外周と外輪の内周との間に円周方向に沿って複数の転動体を転接してなるころがり軸受をそなえ、前記ころがり軸受の内輪を回転軸の外周に固挿するとともに前記外輪をケース部材の取付穴の内周に固挿して、前記回転軸を前記ころがり軸受を介して前記ケース部材に回転自在に支持する軸受装置において、前記外輪または内輪と前記転動体との接触部または接触部近傍に向けて開口する油孔を前記外輪に穿設し、前記外輪の油孔に連通して該油孔にオイルを供給するオイル通路を前記ケース部材に設け、該オイル通路に前記外輪の油孔及び前記オイル通路よりも小径のオイル噴出口を有するオリフィス部材を固挿して、前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を同一軸線上に配置し、前記オイル通路に導入されたオイルが前記オリフィス部材のオイル噴出口から前記外輪の油孔内を貫通して前記接触部または接触部近傍に供給されるように前記オイル噴出口の径と前記外輪の油孔の径との関係を設定したことを特徴とする軸受装置。
前記外輪の油孔を前記ころがり軸受の半径方向線に沿って設けて前記外輪と前記転動体との接触部近傍に向けて開口させたことを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
前記外輪の油孔を前記ころがり軸受の半径方向線に対して軸方向に一定角度傾斜させて設けて前記外輪と前記転動体との接触部近傍に向けて開口させたことを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
同一軸線上に配置された前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を、前記ころがり軸受の半径方向線に対して円周方向に一定角度傾斜させるとともに、前記同一軸線を、前記内輪と転動体との接触部に、前記オイル噴出口からのオイルが前記内輪と転動体との間に引き込まれる方向に噴出されるように指向したことを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
同一軸線上に配置された前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を、前記ころがり軸受の半径方向線に対して円周方向に一定角度傾斜させるとともに、前記同一軸線を、前記外輪と転動体との接触部に、前記オイル噴出口からのオイルが前記外輪と転動体との間に引き込まれる方向に噴出されるように指向したことを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
同一軸線上に配置された前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を、前記ころがり軸受の円周方向に複数個配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の軸受装置。
同一軸線上に配置された前記オイル通路及びオイル噴出口及び外輪の油孔を、前記ころがり軸受の軸方向に複数列配設したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の軸受装置。