JP2001208088A - Bearing support apparatus and method of application of bearing - Google Patents
Bearing support apparatus and method of application of bearingInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば工作機械用
の転がり軸受のように、長寿命・高精度を要求される用
途に使用する転がり軸受の寿命及び精度を向上させる軸
受支持装置および軸受の使用方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing support device and a bearing for improving the life and accuracy of a rolling bearing used for applications requiring a long service life and high precision, such as a rolling bearing for a machine tool. How to use.
【０００２】[0002]
【従来の技術】工作機械等に使用される転がり軸受は、
工作機械の高速化や高効率化により使用条件が年々厳し
くなっており、軸受に要求される寿命や精度も厳しさを
増している。なかでも工作機械の主軸に使用される軸受
の場合、その軸受の性能が直接に工作物の加工精度を左
右する。特に主軸の高回転・高荷重化により軸受の発熱
が高くなる場合には、その発熱の影響で主軸の熱変形等
が大きくなって工作物の加工精度を顕著に低下させる。
軸受の発熱はまた、軸受に使用しているグリースや潤滑
油の劣化を促進して焼付きなどの問題を起こすこともあ
り、その影響は無視できなくなってきている。さらに、
最近の工作機械は油圧を利用することが多く、その一部
分を利用して潤滑を行わせるものが多い。その場合、圧
油そのものもポンプやリリース・バルブを通過する際に
相当熱せられる。そのうえ更に軸受等を潤滑する際にも
熱せられるから、相当の温度上昇が伴うことになる。2. Description of the Related Art Rolling bearings used in machine tools and the like are:
The operating conditions are becoming stricter year by year due to the higher speed and higher efficiency of machine tools, and the service life and accuracy required for bearings are also becoming stricter. In particular, in the case of a bearing used for a main shaft of a machine tool, the performance of the bearing directly affects the machining accuracy of a workpiece. In particular, when heat generation of the bearing increases due to high rotation and high load of the main shaft, thermal deformation and the like of the main shaft increase due to the influence of the heat generation, and the processing accuracy of the workpiece is remarkably reduced.
The heat generated by the bearing also promotes deterioration of grease and lubricating oil used in the bearing and may cause problems such as seizure, and the influence thereof cannot be ignored. further,
Recent machine tools often use hydraulic pressure, and many of them use a part of them to perform lubrication. In that case, the pressurized oil itself is also substantially heated as it passes through the pump and the release valve. In addition, since the bearings and the like are heated when lubricated, the temperature rises considerably.
【０００３】そこで、近来、軸受の発熱の影響をできる
限り小さく抑える研究が盛んに行われている。例えば
「機械の研究，第１１巻第１号（１９５９）」の工作機
械用軸受の潤滑及び温度上昇対策の項には、潤滑油をそ
の貯蔵源において水冷等の手段を用いて冷却し、その冷
却潤滑油によって軸受を潤滑させると同時に発熱を取去
ってしまう方法が提示されている。このように、潤滑油
をその貯蔵源において水冷しようとする方法は非常に効
果があり、最近次第にこの方法が採用されている。[0003] Therefore, recently, researches for minimizing the influence of heat generation of the bearing as much as possible have been conducted. For example, in the section on lubrication and temperature rise countermeasures for machine tool bearings in "Research on Machinery, Vol. 11, No. 1 (1959)", lubricating oil is cooled at its storage source using a means such as water cooling. A method has been proposed in which a bearing is lubricated with cooling lubricating oil and heat is removed at the same time. As described above, the method of water-cooling the lubricating oil at its storage source is very effective, and this method has been gradually adopted recently.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】特に工作機械等の主軸
などに用いる転がり軸受は、軸受の内輪（以下回転輪と
いう）を主軸に嵌合して使用されることが多く、冷却効
率の良いハウジングに組込まれる軸受外輪（以下固定輪
という）よりも、冷却効率の悪い主軸に使用される回転
輪の方が短寿命になるという問題があった。In particular, a rolling bearing used for a main shaft of a machine tool or the like is often used by fitting an inner ring (hereinafter referred to as a rotating wheel) of the bearing to the main shaft, thereby providing a housing having good cooling efficiency. There is a problem that the life of a rotating wheel used for a main shaft with poor cooling efficiency is shorter than that of a bearing outer ring (hereinafter, referred to as a fixed ring) incorporated in a bearing.
【０００５】因みに、この現象は、いわゆるマランゴニ
効果に由来するものと思われる。すなわち、濃度や温度
の局所的な変動により液面に表面張力勾配が存在すると
き、これが液面にせん断応力として作用し、液体内部に
も流動を誘起するという現象に基づくもので、温度勾配
による場合には熱毛管効果と呼ばれ、特に摩擦熱による
温度勾配が発生すると、表面に存在する油膜が高温側の
摩擦面から低温側の非摩擦面に逃げ去り、摩擦面におけ
る油量不足を促進することがあるとされており、この効
果によって回転輪の軌道側で潤滑不良をきたし、寿命が
短くなると推定される。[0005] Incidentally, this phenomenon is considered to be derived from the so-called Marangoni effect. That is, when there is a surface tension gradient on the liquid surface due to local fluctuations in concentration or temperature, this acts as a shear stress on the liquid surface and induces flow inside the liquid, and is based on the phenomenon that the temperature gradient In some cases, this is called the thermocapillary effect.In particular, when a temperature gradient occurs due to frictional heat, the oil film on the surface escapes from the high-temperature side friction surface to the low-temperature side non-friction surface, promoting the lack of oil on the friction surface. It is presumed that this effect causes poor lubrication on the raceway side of the rotating wheel and shortens the service life.
【０００６】そこで本発明は、このような従来技術の未
解決の課題に着目してなされたものであり、使用軸受の
固定輪と回転輪との温度差を抑制することにより、例え
ば工作機械に使用される軸受であっても、その仕様を変
更することなく、また主軸にも特別な機構を設けること
なく、使用される軸受の寿命と工作機械の精度の向上を
図ることが可能な軸受支持装置および軸受の使用方法を
提供することを目的とする。Accordingly, the present invention has been made in view of such an unsolved problem of the prior art. By suppressing the temperature difference between a fixed wheel and a rotating wheel of a bearing to be used, for example, the present invention is applied to a machine tool. Bearing support that can improve the life of the used bearing and the accuracy of machine tools without changing the specifications of the used bearing and without providing a special mechanism on the main shaft It is an object to provide a method of using the device and the bearing.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に係る本発明は、固定輪と回転輪とその
両輪の間に転動自在に介装された転動体とを有する軸受
を支持する軸受支持装置において、前記固定輪を保持し
必要に応じ冷却される固定輪保持装置と、回転軸に取り
付けた前記回転輪を冷却する冷却手段と、当該回転輪と
前記固定輪との温度を検出しその温度差を±５０℃以内
に維持するように前記冷却手段を制御する温度制御手段
とを備えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 comprises a fixed wheel, a rotating wheel, and a rolling element rotatably interposed between the two wheels. A bearing support device for supporting a bearing having a fixed wheel holding device that holds the fixed wheel and is cooled as necessary, cooling means for cooling the rotating wheel attached to a rotating shaft, the rotating wheel and the fixed wheel And a temperature control means for controlling the cooling means so as to maintain the temperature difference within ± 50 ° C.
【０００８】また、請求項２に係る本発明は、軸受の使
用方法に係り、固定輪と回転輪とその両輪の間に転動自
在に介装された転動体とを少なくとも備えた軸受の使用
中、前記回転輪と前記固定輪との温度差を±５０℃以内
に維持することを特徴とする。本願発明者らは、回転輪
と固定輪との温度差が±５０℃を超えると、先に述べた
マランゴニ効果による回転輪の潤滑不足が促進されると
共に潤滑剤の温度が１００℃を超えて潤滑剤の劣化が促
進される結果、焼付きが多発して軸受寿命が著しく短縮
されることを実験的に見出して本発明をなすに至ったも
のである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of using a bearing, which comprises using at least a fixed wheel, a rotating wheel, and a rolling element rotatably interposed between the two wheels. The temperature difference between the rotating wheel and the fixed wheel is maintained within ± 50 ° C. When the temperature difference between the rotating wheel and the fixed wheel exceeds ± 50 ° C., insufficient lubrication of the rotating wheel due to the Marangoni effect described above is promoted, and the temperature of the lubricant exceeds 100 ° C. The present invention has been accomplished by experimentally finding that as a result of accelerated deterioration of the lubricant, seizure frequently occurs and the life of the bearing is remarkably shortened.
【０００９】本発明によれば、軸受の回転輪は工作機械
等の主軸に嵌合して一体回転自在に取り付けられ、一
方、軸受の固定輪は固定輪保持装置（ハウジング）で固
定して保持される。その回転輪は主軸と共に冷却手段で
強制冷却される。固定輪の方は、必要に応じて固定輪保
持装置に設けられた冷却手段で冷却される。かくして、
回転輪と固定輪との温度差を、軸受の運転中常に±５０
℃以内に維持する。これにより、主軸の発熱による熱変
形を抑えて工作物の加工精度を向上させることができ
る。更に、回転輪の最高温度を１００℃以下に抑制でき
る。主として回転輪の方を冷却する理由は、冷却効率の
良いハウジングに組込まれる固定輪よりも、冷却効率の
悪い主軸に使用される回転輪の方が温度上昇が大きいた
めである。また、回転輪の最高温度を１００℃以下に抑
制する理由は、軸受に充填されているグリースや潤滑油
等の潤滑剤は温度が１００℃を超えると急激に劣化が進
行して軸受の焼付きが促進されるためである。According to the present invention, the rotating wheel of the bearing is fitted to the main shaft of a machine tool or the like so as to be integrally rotatable, while the fixed wheel of the bearing is fixed and held by the fixed wheel holding device (housing). Is done. The rotating wheel is forcibly cooled by the cooling means together with the main shaft. The fixed wheel is cooled by cooling means provided in the fixed wheel holding device as needed. Thus,
The temperature difference between the rotating wheel and the fixed wheel is always ± 50 during operation of the bearing.
Keep within ° C. Thus, it is possible to suppress the thermal deformation due to the heat generation of the main shaft and improve the processing accuracy of the workpiece. Further, the maximum temperature of the rotating wheel can be suppressed to 100 ° C. or less. The reason that the rotating wheel is mainly cooled is that the temperature of the rotating wheel used for the spindle having low cooling efficiency is larger than that of the fixed wheel incorporated in the housing having high cooling efficiency. Also, the reason why the maximum temperature of the rotating wheel is suppressed to 100 ° C or less is that the lubricant filled in the bearing, such as grease or lubricating oil, rapidly deteriorates when the temperature exceeds 100 ° C, and the bearing seizure occurs. Is promoted.
【００１０】本発明によれば、軸受の仕様を変更するこ
と無く、また主軸にも特別な機構を設けることなく、使
用されている軸受及びグリースや潤滑油の寿命の延長ひ
いては軸受寿命の延長が達成できると共に、工作機械の
加工精度を向上させることができる。According to the present invention, it is possible to extend the life of the used bearing and the grease or lubricating oil without changing the specifications of the bearing and without providing a special mechanism on the main shaft. This can be achieved, and the processing accuracy of the machine tool can be improved.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は第１の実施の形態の概要を
示す図である。図中の符号１は転がり軸受で、固定輪で
ある外輪２と回転輪である内輪３との間に、図示されな
い保持器に保持された転動体４が転動自在に介装されて
いる。その外輪２は、固定輪保持装置としてのハウジン
グ５の内径面に嵌合されて固定されている。内輪３の方
は、例えば工作機械の主軸６に圧入され、間座７を介し
て締めつけナット８により主軸６と一体に回転可能に取
り付けられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the first embodiment. Reference numeral 1 in the figure denotes a rolling bearing, and a rolling element 4 held by a retainer (not shown) is rotatably interposed between an outer ring 2 as a fixed ring and an inner ring 3 as a rotating ring. The outer ring 2 is fitted and fixed to an inner diameter surface of a housing 5 as a fixed wheel holding device. The inner ring 3 is press-fitted into, for example, a main shaft 6 of a machine tool, and is rotatably attached to the main shaft 6 with a fastening nut 8 via a spacer 7.
【００１２】符号１０は、主軸６に取り付けた軸受内輪
３を主軸６と共に冷却するための空冷式冷却手段であ
り、本実施の形態では圧縮空気を断熱膨張させて得られ
た冷却空気を噴射する装置である。具体的には、米国Ｖ
ｏｒｔｅｃ社製の「Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ Ｃｏｌｄ
Ａｉｒ Ｇｕｎ（商品名）」を用いている。このもの
は、温度２５℃の圧縮空気を導入して最低温度−３８℃
までの間の任意温度に調整した冷却空気として、制御弁
で噴射する冷却空気の温度を設定し、温度を低く設定す
ると流量が減少する関係で出力できる機能を備えてお
り、例えば、０℃に調整した冷却空気をフレキシブルホ
ース１１の先端に有する口径９．８ｍｍのノズルから主
軸６の先端部又は軸受内輪３等に向けて噴射する。Reference numeral 10 denotes an air-cooling type cooling means for cooling the bearing inner ring 3 attached to the main shaft 6 together with the main shaft 6, and in this embodiment, injects cooling air obtained by adiabatically expanding compressed air. Device. Specifically, US V
"Adjustable Cold" manufactured by ortec
Air Gun (trade name) "is used. This product has a minimum temperature of -38 ° C by introducing compressed air at a temperature of 25 ° C.
As a cooling air adjusted to an arbitrary temperature up to, the temperature of the cooling air injected by the control valve is set, and if the temperature is set low, a function that can output in relation to a decrease in the flow rate is provided. The adjusted cooling air is injected from a nozzle having a diameter of 9.8 mm provided at the tip of the flexible hose 11 toward the tip of the main shaft 6 or the bearing inner ring 3.
【００１３】本実施の形態では、固定輪である外輪２の
強制冷却は行なわず、外輪温度測定手段である例えば熱
電対温度検出器１２を備えて、外輪側温度の検出を行
う。回転輪３については、それが装着されている主軸６
の温度を検出し、その検出温度に基づいて前記空冷式冷
却手段１０の冷却空気の噴射を制御することで、主軸６
ひいては軸受の内輪３の温度調節を行っている。その回
転輪温度検出手段としては、例えば５℃温度が上昇する
と色が白から黒に変化するペーパ型温度センサ１３を主
軸６の先端面などに貼付して使用している。In this embodiment, the outer ring 2, which is a fixed wheel, is not forcibly cooled, but is provided with, for example, a thermocouple temperature detector 12, which is an outer ring temperature measuring means, to detect the outer ring side temperature. For the rotating wheel 3, the main shaft 6 on which it is mounted
Of the main shaft 6 by controlling the injection of cooling air from the air-cooling type cooling means 10 based on the detected temperature.
As a result, the temperature of the inner ring 3 of the bearing is adjusted. As the rotating wheel temperature detecting means, for example, a paper-type temperature sensor 13 whose color changes from white to black when the temperature rises by 5 ° C. is attached to the tip surface of the main shaft 6 and used.
【００１４】ペーパ型温度センサ１３としては、例えば
商品名「サーモラベルスーパーミニ」（日油技研工業
（株）製）が好適に使用できる。このものは、１枚当た
り５℃飛びに３段階の温度（１３０℃未満で６５℃，７
０℃，７５℃。１３０℃以上では１０℃飛びに作られて
いる。）を検知するように円形に離れて並べられてお
り、その温度になると黒色に変化する。最初は白い円形
センサー部が、その感知温度になると黒色になるので、
その変化を光反射率の変化ととらえ、空冷式冷却手段１
０の制御に供することができる。従ってこのペーパ型温
度センサ１３を用いることにより、１３０℃未満の温度
領域では少なくとも５℃範囲の温度変化をとらえること
が可能であり、例えばこれを固定輪である外輪の温度測
定部に貼り付けておけば、予め定めた上限温度を中央の
温度とした±５℃が極めて簡単に検出できる。また、回
転輪の温度測定部にペーパ型温度センサ１３を貼り付け
て回転輪を一時的に止めて行えば、固定輪と同様に温度
測定を極めて簡単に行うことができる。As the paper type temperature sensor 13, for example, a product name "Thermo Label Super Mini" (manufactured by NOF Engineering Co., Ltd.) can be suitably used. This product has three stages of temperature at 5 ° C / sheet (65 ° C, 7 ° C at less than 130 ° C).
0 ° C, 75 ° C. Above 130 ° C, it is made 10 ° C. ) Are arranged so as to be separated from each other in a circle so as to detect the temperature. At first, the white circular sensor part turns black when it reaches the sensing temperature,
The change is regarded as a change in light reflectance, and the air-cooled cooling means 1 is used.
0 can be provided. Therefore, by using the paper-type temperature sensor 13, it is possible to capture a temperature change of at least 5 ° C. in a temperature range of less than 130 ° C., for example, by attaching this to a temperature measurement unit of an outer ring as a fixed wheel. If this is the case, ± 5 ° C. with the predetermined upper limit temperature as the center temperature can be detected very easily. Further, if the paper-type temperature sensor 13 is attached to the temperature measuring portion of the rotating wheel and the rotating wheel is temporarily stopped, the temperature can be measured very easily as in the case of the fixed wheel.
【００１５】すなわち、そのペーパ型温度センサ１３の
変色を、これに対向して配設した反射型光電センサ１４
で光反射率の変化として捉え、その信号を温度制御手段
である制御装置１５に送る。ここで、外輪温度検出器１
２から送られてくる温度信号との差が演算され、その差
分が常に±５０℃以内であるか否かが判断される。そし
て温度差が±５０℃を越えないように、制御装置１５か
ら空冷式冷却手段１０の制御回路に信号が送られて、内
部の冷却空気系統に設置されている制御弁を開閉し、冷
却空気の温度と流量を制御するものである。That is, the discoloration of the paper-type temperature sensor 13 is reflected by the reflection-type photoelectric sensor 14 disposed opposite thereto.
, And sends the signal to a control device 15 as a temperature control means. Here, the outer ring temperature detector 1
Then, the difference from the temperature signal sent from 2 is calculated, and it is determined whether or not the difference is always within ± 50 ° C. Then, a signal is sent from the control device 15 to the control circuit of the air-cooling type cooling means 10 so that the temperature difference does not exceed ± 50 ° C., and the control valve installed in the internal cooling air system is opened and closed, and the cooling air is This controls the temperature and flow rate.
【００１６】この第１の実施の形態によれば、主軸６の
先端部に冷却空気を噴射して冷却するのみであり、主軸
６自体に特別な冷却機構を内設することなく主軸６の熱
変形が抑制できて、その結果工作物の加工精度を向上さ
せることができる。また、主軸６を支持する転がり軸受
１の仕様を変更することなく、転がり軸受１の温度を１
００℃以内に維持できてグリースや潤滑油の劣化が防止
され、その結果転がり軸受１の寿命を向上させることが
できる。According to the first embodiment, cooling is merely performed by injecting cooling air to the tip of the main shaft 6, and the heat of the main shaft 6 is not provided inside the main shaft 6 without a special cooling mechanism. Deformation can be suppressed, and as a result, the processing accuracy of the workpiece can be improved. Further, without changing the specifications of the rolling bearing 1 supporting the main shaft 6, the temperature of the rolling bearing 1
The temperature can be maintained within 00 ° C., and the deterioration of grease and lubricating oil can be prevented. As a result, the life of the rolling bearing 1 can be improved.
【００１７】図２〜図３は、第２の実施の形態の概要を
示す模式図であり、図２は工作機械の主軸に装着した転
がり軸受とそのハウジングの軸直角断面図、図３は図２
のIII −III 線断面図である。なお、図１と同一部分に
は同一の符号を付して詳細説明を省略する。この実施の
形態の場合は、転がり軸受１の固定輪である外輪２を保
持している固定輪保持装置としてのハウジング５に、外
輪２の周囲を取り囲むようにして冷媒循環路２０が内設
されており、これに冷媒を通して軸受の外輪２を強制冷
却するようになっている。また、内輪３が取り付けられ
る主軸６には、その軸心を貫通する回転輪冷却手段とし
ての冷媒循環路２１が内設されている。そして、これら
の冷媒循環路２０，２１に、冷却媒体液を循環または通
過させることで主軸６及び軸受１の外輪３、ハウジング
５及び軸受１の内輪２を強制的に冷却する。その冷却装
置としては、冷却媒体とその冷却装置とポンプとを備え
た一般的な冷却装置が使用可能であるが、その他、例え
ば工作機械の油圧装置を利用するもので、油圧油貯蔵源
に水冷装置を有し、２５℃程度に冷却した油圧油の一部
を冷却媒体として１０リットル／分で循環させるように
した市販のものなども使用できる。FIGS. 2 and 3 are schematic views showing the outline of a second embodiment. FIG. 2 is a sectional view taken at right angles to a rolling bearing mounted on a main shaft of a machine tool and its housing. 2
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. In the case of this embodiment, a refrigerant circulation path 20 is provided inside a housing 5 as a fixed ring holding device that holds an outer ring 2 that is a fixed ring of the rolling bearing 1 so as to surround the outer ring 2. The outer ring 2 of the bearing is forcibly cooled through a coolant. The main shaft 6 to which the inner ring 3 is attached has a refrigerant circulation path 21 as a rotating wheel cooling means penetrating the axis thereof. Then, the main shaft 6, the outer ring 3 of the bearing 1, the housing 5, and the inner ring 2 of the bearing 1 are forcibly cooled by circulating or passing the cooling medium liquid through the refrigerant circulation paths 20 and 21. As the cooling device, a general cooling device including a cooling medium, the cooling device, and a pump can be used. In addition, for example, a hydraulic device of a machine tool is used. A commercially available product that has a device and circulates a part of the hydraulic oil cooled to about 25 ° C. as a cooling medium at 10 liters / minute can also be used.
【００１８】そして、外輪２の温度測定のため、ハウジ
ング５に外輪温度の検出手段である温度検出器１２が設
置されている。この温度検出器１２としては、例えば熱
電対のように検出温度に応じた電圧を出力する熱電温度
計を用いることができる。なお、外輪温度の検出手段と
して、先に述べたペーパ型温度センサ１３を用いること
もできる。In order to measure the temperature of the outer race 2, a temperature detector 12 as a means for detecting the outer race temperature is installed in the housing 5. As the temperature detector 12, for example, a thermocouple that outputs a voltage corresponding to the detected temperature, such as a thermocouple, can be used. The above-described paper-type temperature sensor 13 can be used as the outer ring temperature detecting means.
【００１９】一方、内輪３の温度検出手段としては、内
輪３の温度を検出してその検出温度に応じた電圧を出力
する回転体温度検出器２２が設置されている。なお、内
輪３の温度は主軸６の温度と等しいと考えて、主軸６の
温度を検出してその検出温度に応じた電圧を出力するよ
うにしてもよい。この回転体温度検出器２２の具体例と
して、例えば本出願人が先に提出した特開平１１−１１
８６２２号公報に開示されている回転体用の温度測定器
を挙げることができる。このものは、水晶振動子と検出
コイルとを有する温度検出手段と、その検出手段が発し
た信号を受信する受信コイルを有する受信手段とを備え
て構成されている。On the other hand, a rotating body temperature detector 22 for detecting the temperature of the inner ring 3 and outputting a voltage corresponding to the detected temperature is provided as the temperature detecting means of the inner ring 3. The temperature of the inner ring 3 may be considered to be equal to the temperature of the main shaft 6, and the temperature of the main shaft 6 may be detected to output a voltage corresponding to the detected temperature. As a specific example of the rotating body temperature detector 22, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
A temperature measuring device for a rotating body disclosed in Japanese Patent No. 8622 can be mentioned. This device is provided with temperature detecting means having a quartz oscillator and a detecting coil, and receiving means having a receiving coil for receiving a signal emitted by the detecting means.
【００２０】本実施の形態の回転体温度検出器２２にあ
っては、図４に示すように、水晶振動子２３は内輪３の
先端面に固着して取り付けられ、主軸６の先端面に固定
した検出側コイル２４とケーブル２５で接続されてい
る。そしてケーブル２５を介して励振されることで温度
に依存した周波数で残留振動するようになっており、例
えば内輪３の温度が上昇するとそれに応じて振動周波数
が増加し、周波数の変化として取り出せるようになって
いる。前記検出側コイル２４は発信子であり、次に述べ
る受信側コイル２６からの可変周波数の電波を受信し、
また振動子２３からの共振周波数の電波を送信する機能
を有する。In the rotating body temperature detector 22 according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, a quartz oscillator 23 is fixedly attached to the tip end face of the inner ring 3 and fixed to the tip end face of the main shaft 6. The detection side coil 24 and the cable 25 are connected. When excited through the cable 25, residual vibration occurs at a frequency depending on the temperature. For example, when the temperature of the inner ring 3 rises, the vibration frequency increases accordingly, so that it can be extracted as a change in frequency. Has become. The detection side coil 24 is a transmitter, and receives a variable frequency radio wave from the reception side coil 26 described below,
Further, it has a function of transmitting a radio wave of a resonance frequency from the vibrator 23.
【００２１】受信側コイル２６は前記検出側コイル２４
に対向させて、例えばハウジングに連なるケーシング２
７に固定配置されており、ケーブル２８を介して演算処
理装置２９内の送受信部３０に接続されている。この受
信側コイル２６は振動子２３を励振する可変周波数の電
波を発振し、また振動子２３からの共振周波数を受信す
る機能を有している。そして受信側コイル２６は前記演
算処理装置２９内の送信部から送られる電力で検出側コ
イル２４に向かって可変周波数の電波を発振する。それ
を受けた検出側コイル２４が水晶振動子２３を励振させ
る。このとき生じた振動子２３の振動周波数が振動子２
３の温度に相当する共振周波数と一致した時にのみ、そ
の共振周波数が振動子２３から検出側コイル２４を経て
受信側コイル２６に電波として送られ受信される。その
受信信号はケーブル２８を経て演算処理装置２９内の受
信部に送られ増幅され、主軸６の温度信号として出力さ
れるようになっている。The receiving side coil 26 is connected to the detecting side coil 24.
And a casing 2 connected to the housing, for example.
7 and is connected to a transmission / reception unit 30 in an arithmetic processing unit 29 via a cable 28. The receiving coil 26 has a function of oscillating a radio wave of a variable frequency for exciting the vibrator 23 and receiving a resonance frequency from the vibrator 23. The receiving coil 26 oscillates a radio wave of a variable frequency toward the detecting coil 24 with the power transmitted from the transmitting unit in the arithmetic processing unit 29. The detection side coil 24 that has received it excites the crystal oscillator 23. The vibration frequency of the vibrator 23 generated at this time is
Only when the resonance frequency matches the resonance frequency corresponding to the temperature of 3, the resonance frequency is transmitted as a radio wave from the vibrator 23 to the reception coil 26 via the detection coil 24 and received. The received signal is sent to a receiving section in the arithmetic processing unit 29 via a cable 28, amplified, and output as a temperature signal of the main shaft 6.
【００２２】図５に、上記回転体温度測定器２２を用い
た、本発明の軸受支持装置における温度制御手段として
の温度制御回路の例を示す。この温度制御回路は、前記
ハウジング５の冷媒循環回路２０内を循環する冷却媒体
の流量を制御して転がり軸受１の外輪２の温度を制御す
る外輪温度制御回路３１と、内輪３の温度を検出して設
定値内に管理する内輪温度制御回路３２と、これら両制
御回路により維持されている内輪温度と外輪温度との差
分を演算して、その値が１０℃を超えないように補償す
る温度差分調整回路３３とを備えている。FIG. 5 shows an example of a temperature control circuit as a temperature control means in the bearing support device of the present invention using the above-mentioned rotating body temperature measuring device 22. This temperature control circuit controls the flow rate of the cooling medium circulating in the refrigerant circuit 20 of the housing 5 to control the temperature of the outer ring 2 of the rolling bearing 1, and detects the temperature of the inner ring 3. And an inner ring temperature control circuit 32 for managing the difference between the inner ring temperature and the outer ring temperature maintained by the two control circuits, and compensating the difference so that the value does not exceed 10 ° C. And a difference adjusting circuit 33.
【００２３】外輪温度制御回路３１は、予め前記演算処
理装置２９に設定した外輪２の設定温度に相当する出力
信号と、外輪２の温度検出手段としてハウジング５に内
設されている熱電式温度検出器１２からフィードバック
されてくる外輪温度検出信号との差分を温度差分演算器
３４で演算し、当該差分に比例する信号を温度差分比例
電圧演算増幅器３５を経て増幅し、その出力でハウジン
グ５内の冷媒循環路２０に連通して配設してある油圧経
路中の比例電磁式流量制御弁でなる冷媒流量制御弁３６
（イン側またはアウト側の何れかに設置。図２参照）の
開度を調整して、ハウジング５の温度を設定温度にフィ
ードバック制御するように機能するものである。The outer ring temperature control circuit 31 includes an output signal corresponding to the set temperature of the outer ring 2 set in the arithmetic processing unit 29 in advance, and a thermoelectric type temperature detecting means provided in the housing 5 as temperature detecting means for the outer ring 2. The difference from the outer ring temperature detection signal fed back from the heater 12 is calculated by a temperature difference calculator 34, a signal proportional to the difference is amplified via a temperature difference proportional voltage operation amplifier 35, and the output thereof is A refrigerant flow control valve 36 which is a proportional electromagnetic flow control valve in a hydraulic path disposed in communication with the refrigerant circulation path 20
(It is installed on either the in side or the out side; see FIG. 2), and functions to feedback control the temperature of the housing 5 to the set temperature.
【００２４】内輪温度制御回路３２は、予め前記演算処
理装置２９に設定した内輪２の設定温度に相当する出力
信号と、図４に示した前記回転体温度検出器２２から出
力される内輪３の温度信号との差分を温度差分演算器３
７で演算し、当該差分に比例する信号を温度差分比例電
圧演算増幅器３８を経て増幅し、その出力で主軸６内の
冷媒循環路２１に連通して配設してある油圧経路中の比
例電磁式流量制御弁でなる冷媒流量制御弁３９の開度を
調整して、内輪３の温度を設定温度にフィードバック制
御するように機能するものである。The inner ring temperature control circuit 32 outputs an output signal corresponding to the set temperature of the inner ring 2 previously set in the arithmetic processing unit 29 and the output signal of the inner ring 3 output from the rotating body temperature detector 22 shown in FIG. Temperature difference calculator 3 calculates the difference from the temperature signal.
7, a signal proportional to the difference is amplified via a temperature difference proportional voltage operational amplifier 38, and the output thereof is proportional electromagnetic wave in a hydraulic path provided in communication with the refrigerant circulation path 21 in the main shaft 6. The function is such that the opening degree of the refrigerant flow control valve 39, which is a type flow control valve, is adjusted to feedback-control the temperature of the inner race 3 to the set temperature.
【００２５】温度差分調整回路３３は、前記外輪温度制
御回路３１における温度差分演算器３４の演算出力と、
前記内輪温度制御回路３２における温度差分演算器３７
の演算出力とを内輪温度〜外輪温度差分演算増幅器４０
で演算し、その差分に比例した出力信号を定電圧発生装
置４１を経て、主軸の冷却を促進する一定の加算電圧と
して内輪温度制御回路３２に送り、その回路中の冷媒流
量制御弁３９の開度を調整して主軸６ひいては内輪３の
温度を下げるように機能するものである。The temperature difference adjusting circuit 33 is provided with a calculation output of the temperature difference calculator 34 in the outer ring temperature control circuit 31,
Temperature difference calculator 37 in the inner ring temperature control circuit 32
And the arithmetic output of the inner ring temperature to the outer ring temperature difference operational amplifier 40
The output signal proportional to the difference is sent to the inner ring temperature control circuit 32 through the constant voltage generator 41 as a constant added voltage for promoting the cooling of the spindle, and the refrigerant flow control valve 39 in the circuit is opened. It functions so as to lower the temperature of the main shaft 6 and thus the inner ring 3 by adjusting the degree.
【００２６】前記外輪温度制御回路３１及び内輪温度制
御回路３２による温度制御のみにより、外輪２と内輪３
との温度差を１０℃以内に管理することはできるが、そ
の差分が１０℃以下となるような任意の温度に予め設定
しても、状況によっては当該温度差が１０℃を超える場
合もあり得るので、そうした場合にこの温度差分調整回
路３３が有効に機能する。The outer ring 2 and the inner ring 3 are controlled only by the temperature control by the outer ring temperature control circuit 31 and the inner ring temperature control circuit 32.
Can be controlled within 10 ° C, but even if the difference is set in advance to an arbitrary temperature such that the difference is 10 ° C or less, the temperature difference may exceed 10 ° C depending on the situation. In such a case, the temperature difference adjustment circuit 33 functions effectively.
【００２７】なお、冷却手段として油圧油貯蔵源に水冷
装置を有する市販のものを使用して、例えば温度２５℃
程度に冷却した油圧油の一部を冷却媒体として１０リッ
トル／分で循環させるように設定しても、その冷却媒体
の流量制御だけでは、本発明の温度管理ができないとき
には、冷却媒体の温度をさらに低く設定して行うとよ
い。As a cooling means, a commercially available hydraulic oil storage source having a water cooling device at a storage source is used, for example, at a temperature of 25 ° C.
Even if it is set so that a part of the hydraulic oil cooled to a certain degree is circulated as a cooling medium at a rate of 10 liters / minute, if the temperature control of the present invention cannot be performed only by controlling the flow rate of the cooling medium, the temperature of the cooling medium is reduced. It is better to set it even lower.
【００２８】また、上記実施の形態では、内輪３の温度
を測定する回転体温度検出器２２として、水晶振動子１
２を用いたものを説明したが、これに限らず、図１に示
すペーパ型温度センサ１３を用いたものでもよい。次
に、本発明と比較例とについて行った軸受寿命試験につ
いて説明する。 （試験方法）型番６２０６玉軸受を試験体として、上記
第２の実施の形態の方法で回転輪，固定輪を共に強制冷
却した場合（実施例Ａ）、回転輪のみ強制冷却した場合
（実施例Ｂ）と回転輪も固定輪も冷却しない場合（比較
例）の軸受寿命を測定した。In the above embodiment, the quartz oscillator 1 is used as the rotating body temperature detector 22 for measuring the temperature of the inner ring 3.
2 has been described, but the invention is not limited to this, and a paper type temperature sensor 13 shown in FIG. 1 may be used. Next, a bearing life test performed on the present invention and a comparative example will be described. (Test Method) When the rotating wheel and the fixed wheel are both forcibly cooled by the method of the second embodiment using the model number 6206 ball bearing as a test body (Example A), and when only the rotating wheel is forcibly cooled (Example) In B), the bearing life was measured when neither the rotating wheel nor the fixed wheel was cooled (Comparative Example).
【００２９】軸受寿命は、実施例Ａ，実施例Ｂ，比較例
についてそれぞれ１０個の寿命試験を行った後、ワイプ
ル分布関数を用いて１０％寿命（短寿命側から１０％の
軸受が破損する時間）を求め、この時間をもって表現し
た。 （試験装置）図６に示す。試験体軸受１の内輪３は水平
な回転軸６に取り付けて固定し、外輪２はハウジング５
に取り付ける。そのハウジング５の外周面に連結した垂
直軸４２を介して、上下揺動軸４３により試験荷重Ｆｒ
を軸受１に負荷した状態で回転軸６を所定回転数で回転
させる。 （試験条件） 試験体軸受：６２０６ＶＶＣ３（グリース密封玉軸受） 試験荷重Ｆｒ：１３８１８Ｎ 回転輪回転数：３９００ｒｐｍ 潤滑剤 ：Ｅグリース 油膜パラメータΛ：５ 計算寿命Ｌｃａｌ：１２Ｈｒ 試験結果を表１に示す。また、これをまとめた寿命〜残
留存命確率グラフを図７に示す。The life of the bearing is determined by performing a life test of 10 pieces for each of Example A, Example B, and Comparative Example, and then using the wiper distribution function to achieve a 10% life (10% of the bearings are damaged from the short life side). Time) and expressed with this time. (Testing Apparatus) FIG. The inner ring 3 of the test specimen bearing 1 is fixedly mounted on a horizontal rotating shaft 6, and the outer ring 2 is
Attach to The test load Fr is moved by a vertical swing shaft 43 through a vertical shaft 42 connected to the outer peripheral surface of the housing 5.
Is loaded on the bearing 1 to rotate the rotating shaft 6 at a predetermined rotation speed. (Test conditions) Specimen bearing: 6206VVC3 (grease sealed ball bearing) Test load Fr: 13818N Rotating wheel rotation speed: 3900 rpm Lubricant: E grease Oil film parameter Λ: 5 Calculated life Lcal: 12Hr The test results are shown in Table 1. FIG. 7 is a graph summarizing the lifetime to the remaining life probability.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】表１に示す寿命試験結果より，Ｅグリース
封入軸受の実施例Ａ（回転輪及び固定輪冷却品）は、回
転輪はくりが３個と固定輪はくりが２個、そして玉はく
りが３個生じた。このとき試験個数はｎ＝１０であり、
軸受のはくり寿命はＬ10＝１８４．２Ｈｒとなった。ま
た、Ｅグリース封入軸受の実施例Ｂ（回転輪のみ冷却
品）は、回転輪はくりが２個，その他にグリース劣化に
よる軸受の焼き付きが４個生じた。このとき試験個数は
ｎ＝１０であり、軸受寿命はＬ10＝９５．５Ｈｒとなっ
た。According to the life test results shown in Table 1, in Example A of the E-grease-enclosed bearing (cooling product of the rotating wheel and the fixed wheel), the rotating wheel has three holes, the fixed wheel has two holes, and the ball has Three cuts occurred. At this time, the number of tests is n = 10,
The stripping life of the bearing was L10 = 184.2Hr. In Example B of the E-grease sealed bearing (only the rotating wheel is cooled), two rotating wheels were peeled off, and in addition, four bearing seizures due to deterioration of the grease occurred. At this time, the test number was n = 10 and the bearing life was L10 = 95.5Hr.
【００３２】一方、Ｅグリース封入軸受の比較例（回転
輪及び固定輪冷却なし品）は焼付きが多発した。焼付い
た軸受を破損とみなすと軸受寿命はＬ10＝９．５日ｒと
なった。今回の試験結果では、Ｅグリース封入軸受の回
転輪のみ冷却品（実施例Ｂ）と回転論及び固定輪冷却品
（実施例Ａ）とは、計算寿命（１２Ｈｒ）より約８〜１
５倍も長寿命となった。On the other hand, in the comparative example of the E-grease sealed bearing (the product without cooling of the rotating wheel and the fixed wheel), seizure occurred frequently. Assuming that the seized bearing was damaged, the bearing life was L10 = 9.5 days r. According to the test results, the cooling product of only the rotating wheel of the E-grease sealed bearing (Example B) and the rotating theory and the cooling product of the fixed wheel (Example A) are about 8 to 1 due to the calculated life (12Hr).
The life was increased by a factor of five.
【００３３】また、このことは図７からも明らかで、回
転論と固定輪との温度差が実施例Ａでは５℃を下回る最
高３℃であり、実施例Ｂでは１０℃を下回る最高９℃で
あって、いずれも温度差最高１８℃の比較例より長寿命
であることが一目瞭然である。こうした結果から、回転
論と固定輪との温度差を１０℃好ましくは５℃以下にす
ることにより、それを越える温度差のものより長寿命が
得られることが明白である。This is also evident from FIG. 7, where the temperature difference between the rotation theory and the fixed wheel is 3 ° C., which is lower than 5 ° C. in Example A, and 9 ° C., which is lower than 10 ° C. in Example B. It is obvious that each of them has a longer service life than the comparative example having a maximum temperature difference of 18 ° C. From these results, it is apparent that by setting the temperature difference between the rotation theory and the fixed wheel to 10 ° C., preferably 5 ° C. or less, a longer life can be obtained than that having a temperature difference exceeding that.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
工作機械等の主軸などに使用される転がり軸受におい
て、少なくとも回転輪を強制的に冷却し、回転輪と固定
論との温度差を±５０℃以内としたため、軸受の発熱に
よる主軸の熱変形を抑え工作物の加工精度を向上させる
ことができ、且つ軸受の発熱を抑えることで軸受寿命を
大幅に向上させることができるという効果を奏する。As described above, according to the present invention,
In rolling bearings used for main shafts of machine tools, etc., at least the rotating wheel is forcibly cooled and the temperature difference between the rotating wheel and the fixed theory is kept within ± 50 ° C. It is possible to improve the processing accuracy of the workpiece and suppress the heat generation of the bearing, thereby greatly improving the life of the bearing.
【００３５】従って本発明によれば、軸受の仕様を変更
することなく、また主軸にも特別な冷却機構を設けるこ
となく、使用されている軸受の寿命と工作機械の加工精
度を向上させることができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the life of the used bearing and the machining accuracy of the machine tool without changing the specifications of the bearing and without providing a special cooling mechanism on the main shaft. it can.
【図１】本発明の第１の実施の形態の内輪冷却方法を説
明する模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an inner ring cooling method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態の外輪冷却方法を説
明する軸受ハウジングの軸直角断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view at right angles to an axis of a bearing housing illustrating an outer ring cooling method according to a second embodiment of the present invention.
【図３】図２に示すもののIII − III線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG.
【図４】本発明第２の実施形態における内輪温度検出手
段の一例を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an inner ring temperature detecting unit according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明第２の実施形態における温度制御回路の
概要図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a temperature control circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例と比較例との軸受寿命比較試験
に用いた負荷試験装置の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a load test apparatus used for a bearing life comparison test between an example of the present invention and a comparative example.
【図７】上記軸受寿命比較試験の結果を示したグラフで
ある。FIG. 7 is a graph showing the results of the bearing life comparison test.
１ 転がり軸受 ２ 固定輪（外輪） ３ 回転輪ん（内輪） ４ 転動体 ５ 固定輪保持装置（ハウジング） ６ 回転軸（主軸） １０ 回転体冷却手段（空冷式冷却手段） ２１ 回転体冷却手段（冷媒循環路） １２ 固定輪の温度検出器 １３ 回転体温度検出手段（ペーパ型温度センサ） ２２ 回転体温度検出器 ２３ 水晶振動子 １５ 温度制御手段（内外輪温度差の制御装置） ３１ 温度制御手段（外輪温度制御回路） ３２ 温度制御手段（内輪温度制御回路） ３３ 温度制御手段（温度差分調整回路） REFERENCE SIGNS LIST 1 rolling bearing 2 fixed wheel (outer ring) 3 rotating wheel (inner ring) 4 rolling element 5 fixed wheel holding device (housing) 6 rotating shaft (main shaft) 10 rotating body cooling means (air cooling type cooling means) 21 rotating body cooling means ( 12 Refrigerant circulation path) 12 Fixed wheel temperature detector 13 Rotating body temperature detecting means (paper type temperature sensor) 22 Rotating body temperature detector 23 Quartz vibrator 15 Temperature control means (Control device for inner and outer ring temperature difference) 31 Temperature control means (Outer ring temperature control circuit) 32 Temperature control means (Inner ring temperature control circuit) 33 Temperature control means (Temperature difference adjustment circuit)
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１２年２月２４日（２０００．２．２
４）[Submission date] February 24, 2000 (200.2.2
4)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００７[Correction target item name] 0007
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る本発明は、固定輪と回転輪とその両
輪の間に転動自在に介装された転動体とを有する軸受を
支持する軸受支持装置において、前記固定輪を保持し必
要に応じ冷却される固定輪保持装置と、回転軸に取り付
けた前記回転輪を冷却する冷却手段と、当該回転輪と前
記固定輪との温度を検出しその温度差を±５℃以内に維
持するように前記冷却手段を制御する温度制御手段とを
備えたことを特徴とする。To achieve the above object, the present invention according to claim 1 has a fixed wheel, a rotating wheel, and a rolling element rotatably interposed between the two wheels. In a bearing support device that supports a bearing, a fixed wheel holding device that holds the fixed wheel and is cooled as necessary, a cooling unit that cools the rotating wheel attached to a rotating shaft, the rotating wheel and the fixed wheel, And temperature control means for controlling the cooling means so as to maintain the temperature difference within ± 5 ° C.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００８】また、請求項２に係る本発明は、軸受の使
用方法に係り、固定輪と回転輪とその両輪の間に転動自
在に介装された転動体とを少なくとも備えた軸受の使用
中、前記回転輪と前記固定輪との温度差を±１０℃以内
に維持することを特徴とする。本願発明者らは、回転輪
と固定輪との温度差が±１０℃を超えると、先に述べた
マランゴニ効果による回転輪の潤滑不足が促進されると
共に潤滑剤の温度が１００℃を超えて潤滑剤の劣化が促
進される結果、焼付きが多発して軸受寿命が著しく短縮
されることを実験的に見出して本発明をなすに至ったも
のである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of using a bearing, which comprises using at least a fixed wheel, a rotating wheel, and a rolling element rotatably interposed between the two wheels. The temperature difference between the rotating wheel and the fixed wheel is maintained within ± 10 ° C. When the temperature difference between the rotating wheel and the fixed wheel exceeds ± 10 ° C., insufficient lubrication of the rotating wheel due to the Marangoni effect described above is promoted and the temperature of the lubricant exceeds 100 ° C. The present invention has been accomplished by experimentally finding that as a result of accelerated deterioration of the lubricant, seizure frequently occurs and the life of the bearing is remarkably shortened.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００９[Correction target item name] 0009
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００９】本発明によれば、軸受の回転輪は工作機械
等の主軸に嵌合して一体回転自在に取り付けられ、一
方、軸受の固定輪は固定輪保持装置（ハウジング）で固
定して保持される。その回転輪は主軸と共に冷却手段で
強制冷却される。固定輪の方は、必要に応じて固定輪保
持装置に設けられた冷却手段で冷却される。かくして、
回転輪と固定輪との温度差を、軸受の運転中常に±１０
℃以内に維持する。これにより、主軸の発熱による熱変
形を抑えて工作物の加工精度を向上させることができ
る。更に、回転輪の最高温度を１００℃以下に抑制でき
る。主として回転輪の方を冷却する理由は、冷却効率の
良いハウジングに組込まれる固定輪よりも、冷却効率の
悪い主軸に使用される回転輪の方が温度上昇が大きいた
めである。また、回転輪の最高温度を１００℃以下に抑
制する理由は、軸受に充填されているグリースや潤滑油
等の潤滑剤は温度が１００℃を超えると急激に劣化が進
行して軸受の焼付きが促進されるためである。According to the present invention, the rotating wheel of the bearing is fitted to the main shaft of a machine tool or the like so as to be integrally rotatable, while the fixed wheel of the bearing is fixed and held by the fixed wheel holding device (housing). Is done. The rotating wheel is forcibly cooled by the cooling means together with the main shaft. The fixed wheel is cooled by cooling means provided in the fixed wheel holding device as needed. Thus,
The temperature difference between the rotating wheel and the fixed wheel is always ± 10 during the operation of the bearing.
Keep within ° C. Thus, it is possible to suppress the thermal deformation due to the heat generation of the main shaft and improve the processing accuracy of the workpiece. Further, the maximum temperature of the rotating wheel can be suppressed to 100 ° C. or less. The reason that the rotating wheel is mainly cooled is that the temperature of the rotating wheel used for the spindle having low cooling efficiency is larger than that of the fixed wheel incorporated in the housing having high cooling efficiency. Also, the reason why the maximum temperature of the rotating wheel is suppressed to 100 ° C or less is that the lubricant filled in the bearing, such as grease and lubricating oil, rapidly deteriorates when the temperature exceeds 100 ° C, and the bearing seizes. Is promoted.
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１５[Correction target item name] 0015
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１５】すなわち、そのペーパ型温度センサ１３の
変色を、これに対向して配設した反射型光電センサ１４
で光反射率の変化として捉え、その信号を温度制御手段
である制御装置１５に送る。ここで、外輪温度検出器１
２から送られてくる温度信号との差が演算され、その差
分が常に±５℃以内であるか否かが判断される。そして
温度差が±５℃を越えないように、制御装置１５から空
冷式冷却手段１０の制御回路に信号が送られて、内部の
冷却空気系統に設置されている制御弁を開閉し、冷却空
気の温度と流量を制御するものである。That is, the discoloration of the paper-type temperature sensor 13 is reflected by the reflection-type photoelectric sensor 14 disposed opposite thereto.
, And sends the signal to a control device 15 as a temperature control means. Here, the outer ring temperature detector 1
The difference from the temperature signal sent from 2 is calculated, and it is determined whether or not the difference is always within ± 5 ° C. Then, a signal is sent from the control device 15 to the control circuit of the air-cooling type cooling means 10 so that the temperature difference does not exceed ± 5 ° C., and the control valve installed in the internal cooling air system is opened and closed, and the cooling air is This controls the temperature and flow rate.
【手続補正６】[Procedure amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３４[Correction target item name] 0034
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
工作機械等の主軸などに使用される転がり軸受におい
て、少なくとも回転輪を強制的に冷却し、回転輪と固定
論との温度差を±５℃以内としたため、軸受の発熱によ
る主軸の熱変形を抑え工作物の加工精度を向上させるこ
とができ、且つ軸受の発熱を抑えることで軸受寿命を大
幅に向上させることができるという効果を奏する。As described above, according to the present invention,
In rolling bearings used for main shafts of machine tools, etc., at least the rotating wheel is forcibly cooled, and the temperature difference between the rotating wheel and the fixed theory is kept within ± 5 ° C. It is possible to improve the processing accuracy of the workpiece and suppress the heat generation of the bearing, thereby greatly improving the life of the bearing.
Claims (2)
在に介装された転動体とを有する軸受を支持する軸受支
持装置において、 前記固定輪を保持し必要に応じ冷却される固定輪保持装
置と、回転軸に取り付けた前記回転輪を冷却する冷却手
段と、当該回転輪と前記固定輪との温度を検出しその温
度差を±５０℃以内に維持するように前記冷却手段を制
御する温度制御手段とを備えたことを特徴とする軸受支
持装置。1. A bearing support device for supporting a bearing having a fixed wheel, a rotating wheel, and a rolling element rotatably interposed between the two wheels, wherein the fixed wheel is held and cooled as required. A fixed wheel holding device, cooling means mounted on a rotating shaft for cooling the rotating wheel, and cooling means for detecting a temperature between the rotating wheel and the fixed wheel and maintaining a temperature difference within ± 50 ° C. And a temperature control means for controlling the temperature of the bearing.
在に介装された転動体とを少なくとも備えた軸受の使用
中、前記回転輪と前記固定輪との温度差を±５０℃以内
に維持することを特徴とする軸受の使用方法。2. A temperature difference between the rotating wheel and the fixed wheel during use of a bearing including at least a fixed wheel, a rotating wheel, and a rolling element rotatably interposed between the two wheels. A method of using a bearing, characterized in that the temperature is maintained within ° C.
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