JP5678632B2 - Rolling bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、オイルエア潤滑方式によって潤滑される転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device lubricated by an oil-air lubrication system.
従来、例えば工作機械の主軸を支持する転がり軸受のように、高速回転下で使用される転がり軸受においては、軸受内部を確実に潤滑するために、転がり軸受の軸方向一方側から軸受内部に向かって圧縮空気と共に潤滑油を供給するオイルエア潤滑方式が多用されている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, for example, a rolling bearing used under high speed rotation, such as a rolling bearing that supports a spindle of a machine tool, in order to reliably lubricate the inside of the bearing, the axial direction from one side of the rolling bearing is directed toward the inside of the bearing. An oil-air lubrication system that supplies lubricating oil together with compressed air is often used (for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載のオイルエア潤滑方式では、転がり軸受の外輪の軸方向中央部に、軌道面と外周面とに開口する排出孔が貫通形成されている。この排出孔はハウジングに形成された排出路に連通しており、この排出路を流れる圧縮空気によって軸受内部を負圧にすることにより、軸受内部に供給された潤滑油を排出孔を介して排出路に吸引してハウジング外部へ排出するようになっている。 In the oil-air lubrication method described in Patent Document 1, a discharge hole that opens to the raceway surface and the outer peripheral surface is formed through the central portion in the axial direction of the outer ring of the rolling bearing. The discharge hole communicates with a discharge path formed in the housing, and the lubricating oil supplied to the bearing is discharged through the discharge hole by applying a negative pressure to the inside of the bearing by compressed air flowing through the discharge path. It is sucked into the passage and discharged to the outside of the housing.
高速回転下で使用される転がり軸受では、外輪の軌道面に供給された潤滑油は、高速回転に伴う遠心力によって前記軌道面に隣接する外輪内周面に沿って軸方向両端部へ流れ易い。これに対して、従来の特許文献1に記載の転がり軸受にあっては、潤滑油を排出する排出孔は、外輪軌道面に開口しているため、高速回転下では潤滑油を排出するための流路としてほとんど機能せず、外輪内周面の軸方向両端部に潤滑油が滞留し易くなる。このため、滞留した潤滑油が軸方向中央に向かって逆流することがあり、この場合、転走中の転動体に対する潤滑油の撹拌抵抗が増大し、軸受トルクの損失が大きくなるという問題があった。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、高速回転下における潤滑油の撹拌抵抗を低減することができる転がり軸受装置を提供することを目的とする。
In a rolling bearing used under high speed rotation, the lubricating oil supplied to the raceway surface of the outer ring is likely to flow to both axial ends along the inner peripheral surface of the outer ring adjacent to the raceway surface due to centrifugal force accompanying high speed rotation. . On the other hand, in the conventional rolling bearing described in Patent Document 1, since the discharge hole for discharging the lubricating oil is opened in the outer ring raceway surface, the lubricating oil is discharged under high speed rotation. It hardly functions as a flow path, and the lubricating oil tends to stay at both axial ends of the inner peripheral surface of the outer ring. For this reason, the accumulated lubricating oil may flow backward toward the center in the axial direction.In this case, there is a problem that the agitation resistance of the lubricating oil to the rolling elements during rolling increases and bearing torque loss increases. It was.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a rolling bearing device that can reduce the stirring resistance of lubricating oil under high-speed rotation.
前記目的を達成するための本発明の転がり軸受は、外周に環状の内輪軌道面を有する内輪と、内周に環状の外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間を転動する複数の転動体とを有する転がり軸受と、前記外輪が内嵌されるハウジングと、前記内輪外周と前記外輪内周との間の環状空間に圧縮空気と共に潤滑油を供給する給油部材と、前記ハウジングに形成され、前記環状空間に供給された潤滑油を吸引して前記ハウジング外部へ排出するための排出路とを備えたオイルエア潤滑方式の転がり軸受装置であって、前記外輪内周の軸方向両端部のうち少なくとも一方の端部に流れる潤滑油を毛細管現象によって前記排出路へ排出する排油部材を備え、前記排油部材は、前記外輪の端面に沿って径方向に延びる本体部と、前記本体部の径方向内端から前記環状空間内に延長された延長部とを有していることを特徴とすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a rolling bearing according to the present invention includes an inner ring having an annular inner ring raceway surface on an outer periphery, an outer ring having an annular outer ring raceway surface on an inner periphery, and the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface. Oil supply for supplying lubricating oil together with compressed air to a rolling bearing having a plurality of rolling elements rolling between, a housing in which the outer ring is fitted, and an annular space between the outer periphery of the inner ring and the inner periphery of the outer ring An oil-air lubrication type rolling bearing device comprising a member and a discharge passage formed in the housing and for sucking and discharging the lubricating oil supplied to the annular space to the outside of the housing, An oil draining member that drains the lubricating oil flowing to at least one of the circumferential axial ends into the discharge path by capillary action is provided , and the oil draining member extends in the radial direction along the end surface of the outer ring. Main unit and Characterized in that characterized in that the radially inner end of said body portion has an extension portion extended into said annular space.
本発明によれば、外輪内周の軸方向端部に流れる潤滑油を排油部材により排出路へ排出することができるため、高速回転下において外輪内周の軸方向中央から軸方向端部に流れる潤滑油を排出路へ効果的に排出することができる。しかも、前記軸方向端部に流れる潤滑油は毛細管現象によって排油部材に吸い込まれるため、排油部材に吸い込まれた潤滑油が外輪内周の軸方向中央に向かって逆流するのを抑制することができる。したがって、高速回転下において転走中の転動体に対する潤滑油の撹拌抵抗を低減することができ、ひいては軸受トルクの損失を低減することができる。 According to the present invention, since the lubricating oil flowing to the axial end of the inner periphery of the outer ring can be discharged to the discharge path by the oil draining member, from the axial center to the axial end of the inner periphery of the outer ring under high speed rotation. The flowing lubricating oil can be effectively discharged to the discharge path. In addition, since the lubricating oil flowing to the axial end is sucked into the oil draining member by capillary action, the lubricating oil sucked into the oil draining member is prevented from flowing back toward the axial center of the inner periphery of the outer ring. Can do. Accordingly, it is possible to reduce the agitation resistance of the lubricating oil with respect to the rolling elements that are rolling under high-speed rotation, thereby reducing the loss of bearing torque.
また、前記排油部材は、前記外輪の端面に沿って径方向に延びる本体部と、前記本体部の径方向内端から前記環状空間内に延長された延長部とを有しているので、本体部から環状空間内に延長された延長部によって、潤滑油の吸い込み量を増加させることができるため、排油部材による潤滑油の排出効率をより高めることができる。
In addition, the oil drain member includes a body portion extending radially along the end face of the outer ring, since it has an extension portion extended into said annular space from the radially inner end of said body portion, Since the amount of the lubricating oil sucked in can be increased by the extension portion extended from the main body portion into the annular space, the lubricating oil discharging efficiency by the oil discharging member can be further increased.
また、前記延長部は、前記外輪内周面の端部に沿って延びていることが好ましい。この場合は、外輪内周の軸方向中央から軸方向端部に流れる潤滑油を、延長部によって効率良く吸い込むことができるため、排油部材による潤滑油の排出効率をさらに高めることができる。 Moreover, it is preferable that the said extension part is extended along the edge part of the said outer ring | wheel inner peripheral surface. In this case, since the lubricating oil flowing from the axial center of the inner circumference of the outer ring to the axial end can be efficiently sucked by the extension, the lubricating oil discharging efficiency by the oil discharging member can be further increased.
また、前記延長部は、前記外輪内周の周方向に沿って環状に形成されていることが好ましい。この場合は、外輪内周の全周に亘って滞留する潤滑油を、延長部によって吸い込むことができるため、排油部材による潤滑油の排出効率をさらに高めることができる。 Moreover, it is preferable that the said extension part is cyclically | annularly formed along the circumferential direction of the outer periphery of the said outer ring | wheel. In this case, since the lubricating oil staying over the entire inner circumference of the outer ring can be sucked in by the extension portion, the lubricating oil discharging efficiency by the oil discharging member can be further increased.
また、前記転がり軸受装置は、前記給油部材は、前記環状空間の軸方向外側から当該環状空間内に向けて、圧縮空気と共に潤滑油を供給する供給ノズルを有することが好ましい。
この場合は、環状空間の軸方向外側から圧縮空気と共に潤滑油を供給するため、高速回転下であっても潤滑油を確実に環状空間に供給することができる。したがって、環状空間内の潤滑油が排油部材によって排出路へ排出されても、潤滑不足による転がり軸受の焼き付きを防止することができる。
In the rolling bearing device, it is preferable that the oil supply member has a supply nozzle that supplies lubricating oil together with compressed air from the outside in the axial direction of the annular space into the annular space.
In this case, since the lubricating oil is supplied together with the compressed air from the outside in the axial direction of the annular space, the lubricating oil can be reliably supplied to the annular space even under high speed rotation. Therefore, even if the lubricating oil in the annular space is discharged to the discharge path by the oil draining member, it is possible to prevent seizure of the rolling bearing due to insufficient lubrication.
本発明の転がり軸受装置によれば、高速回転下において転走中の転動体に対する潤滑油の撹拌抵抗を低減することができ、ひいては軸受トルクの損失を低減することができる。 According to the rolling bearing device of the present invention, it is possible to reduce the agitation resistance of the lubricating oil with respect to the rolling elements that are rolling under high-speed rotation, thereby reducing the bearing torque loss.
以下、図面を参照しつつ、本発明の転がり軸受装置の実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。転がり軸受装置1は、工作機械の主軸(図示省略)を支持する転がり軸受2と、この転がり軸受2を保持するハウジング3と、転がり軸受2にオイルエア潤滑方式によりオイルエア(圧縮空気と共に送給される潤滑油)を供給する給油部材を兼ねる外輪間座5と、転がり軸受2に供給された潤滑油をハウジング3の外部へ排出するための排出路8とを備えている。
Hereinafter, embodiments of a rolling bearing device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a rolling bearing device according to an embodiment of the present invention. The rolling bearing device 1 includes a rolling
転がり軸受2は、前記主軸に外嵌固定された内輪21と、ハウジング3に内嵌された外輪22と、内輪21と外輪22との間を転動する複数の玉(転動体)23と、各玉23を円周方向に沿って等間隔に保持するための保持器24とで構成されるアンギュラ玉軸受である。内輪21、外輪22及び玉23は、軸受鋼や浸炭鋼等の軸受用鋼によって形成されており、保持器24は、例えばフェノール樹脂等の合成樹脂によって形成されている。
The rolling
内輪21は、その外周の軸方向中央部に形成された内輪軌道面21aを有している。内輪21の軸方向一方側(図1の左側)には、環状に形成された内側間座4が隣接して設けられており、この内側間座4によって内輪21の軸方向位置が設定されている。なお、以下、本実施形態の各図面における左側を「軸方向一方側」とし、右側を「軸方向他方側」とする。
The
外輪22は、内輪21と同心上に配置されており、その内周の軸方向中央部に形成された外輪軌道面22aを有している。前記複数の玉23は、内輪軌道面21aと外輪軌道面22aとの間に転動可能に配置されている。
The
保持器24は、軸方向に離間して配置された一対の円環部24a,24bと、この円環部24a,24bの周方向に沿って等間隔おきに配置されて両円環部24a,24bを連結する複数の柱部24cとを備えている。一対の円環部24a、24bと隣接する柱部24cとの間には、それぞれポケット24dが形成されており、このポケット24d内に各玉23を配置し、玉23を円周方向に沿って所定間隔に保持している。
The
外輪間座5は、外輪22の軸方向一方側に隣接して設けられており、この外側間座5によって外輪22の軸方向位置が設定されている。外輪間座5の外径は外輪22の外径と同一に形成されるとともに、外輪間座5の内径は外輪22の内径よりも小さく形成されている。これにより、外輪間座5は外輪22よりも肉厚に形成されている。
The
図2は、オイルエア潤滑方式におけるオイルエアの供給側を示す図1の要部拡大断面図である。外側間座5の周方向の所定箇所には、内輪21の外周と外輪22の内周との間の環状空間Sにオイルエアを供給する供給孔6が形成されている。この供給孔6には、外側間座5の外周部に開口した凹溝6aが周方向の全周に亘って形成されている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 1 showing the oil / air supply side in the oil / air lubrication system. A
さらに、供給孔6は、前記凹溝6aから径方向内方に延びる第一孔部6bと、この第一孔部6bの径方向中央部から軸方向他方側に延びる第二孔部6cと、第一孔部6bの径方向内端から軸方向他方側かつ内輪21側へ傾斜して延びる第三孔部6dとから構成されている。第二孔部6c及び第三孔部6dは、第一孔部6bよりも小径に形成されており、その軸方向他方側の端部は外側間座5の端面5aに開口している。これにより、第二孔部6c及び第三孔部6dは、環状空間Sの軸方向外側から環状空間S内に向けてオイルエアを供給する供給ノズルPとして機能している。
Further, the
外側間座5の凹溝6aに対向するハウジング3には、径方向に貫通する供給路3aが形成されており、この供給路3aの外周側には、ハウジング3の外部に配置されたオイルエア潤滑方式の給油装置(図示省略)が接続されている。この給油装置によって給油されたオイルエアは、図2の矢印Aで示すように、供給路3aを介して凹溝6aから第一孔部6bに流入し、第二孔部6c及び第三孔部6dの開口から、環状空間Sに供給される。なお、給油装置は、ハウジング3内部に配置されていてもよい。
A
図3は、オイルエア潤滑方式におけるオイルエアの排出側を示す図1の要部拡大断面図である。外輪22の端面22bと外側間座5の端面5aとの間には、環状空間Sに供給されたオイルエア中の潤滑油を排出路8へ排出するための排出孔7が周方向に間隔をあけて複数形成されている。なお、図3には1つの排出孔7のみを示す。排出孔7は、径方向に延びて形成されており、その径方向内端は環状空間Sに連通するとともに、径方向外端はハウジング3に形成された前記排出路8に連通している。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 1 showing the oil-air discharge side in the oil-air lubrication system. Between the
排出路8は、環状空間Sに供給された潤滑油を吸引してハウジング3の外部へ排出するためのものであり、軸方向に延びる主路8aと、この主路8aから径方向内方に延びる一対の分岐路8b,8cとを有している。主路8a内には、圧縮空気が図3の矢印B方向に流れており、分岐路8b内を負圧にしている。分岐路8bは、その径方向内端が排出孔7の径方向外端に対向するように形成されており、分岐路8cは、その径方向内端が外輪22の端面22cの軸方向他方側に隣接するように形成されている。
The
転がり軸受装置1は、外輪22の内周の軸方向一方側の端部に導かれた潤滑油を毛細管現象によって排出路8へ排出する排油部材であるフェルト9をさらに備えている、このフェルト9は、排出孔7内において外輪22の端面22aに沿って径方向に延びる本体部9aと、この本体部9aの径方向内端から環状空間S内に延長された延長部9bとを有している。本体部9aは、排出孔7の孔径と同一径に形成された紐状部材からなり、外輪22の端面22b及び外側間座5の端面5aに沿って径方向に延びている。本体部9aの径方向外端は、前記排出路8の分岐路8bの径方向内端に位置している。
The rolling bearing device 1 further includes a felt 9 that is an oil discharge member that discharges lubricating oil guided to one end in the axial direction of the inner circumference of the
延長部9bは、本体部9aの径方向内端から外輪22の内周面の端部に沿って軸方向に延びている。延長部9bの軸方向他方側の端部は、保持器24の円環部24aに近接して配置されている。また、延長部9bは、外輪22の内周面の周方向に沿って環状に形成されており、延長部9bの外周面は外輪22の内周面に固定されている。
The
これにより、環状空間Sに供給されたオイルエアのうち、転がり軸受2の高速回転に伴う遠心力により外輪軌道面22aから軸方向一方側に流れる潤滑油は、図3の矢印Cに示すように、毛細管現象によってフェルト9の延長部9bに吸い込まれるとともに本体部9aをつたって径方向外方へ移動する。そして、本体部9aの径方向外端まで移動した潤滑油は、負圧になっている分岐路8bを介して主路8aに吸引され、ハウジング3の外部へ排出される。
Thereby, of the oil air supplied to the annular space S, the lubricating oil flowing from the outer
また、環状空間Sに供給されたオイルエアのうち、転がり軸受2の高速回転に伴う遠心力により外輪軌道面22aから軸方向他方側に流れる潤滑油は、図3の矢印Dに示すように、外輪22の端面22cをつたって径方向外方に流れる。そして、前記端面22cの径方向外端まで移動した潤滑油は、オイルエア中の圧縮空気と共に、負圧になっている分岐路8cを介して主路8aに吸引され、ハウジング3の外部へ排出される。
Also, of the oil air supplied to the annular space S, the lubricating oil that flows from the outer
以上、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置1によれば、外輪22の端面22dに、オイルエア中の潤滑油を毛細管現象によって排出路8へ排出するフェルト9が設けられているため、高速回転下において外輪22の外輪軌道面22aから軸方向軸方向一方側の端部に流れる潤滑油を排出路8へ効果的に排出することができる。しかも、前記端部に流れる潤滑油は、毛細管現象によってフェルト9に吸い込まれるため、フェルト9に吸い込まれた潤滑油が外輪軌道面22aに向かって逆流するのを抑制することができる。したがって、高速回転下において転走中の玉23に対する潤滑油の撹拌抵抗を低減することができ、ひいては軸受トルクの損失を低減することができる。
As described above, according to the rolling bearing device 1 according to the embodiment of the present invention, the
また、フェルト9の本体部9aから環状空間S内に延長された延長部9bによって、潤滑油の吸い込み量を増加させことができるため、フェルト9による潤滑油の排出効率をより高めることができる。
また、延長部9bは外輪22の内周面の軸方向一方側の端部に沿って延びているため、外輪22の外輪軌道面22aから軸方向一方側に流れる潤滑油を、延長部9bによって効率良く吸い込むことができ。したがって、フェルト9による潤滑油の排出効率をさらに高めることができる。
Further, since the amount of the lubricating oil sucked in can be increased by the
Further, since the
また、延長部9bは外輪22の内周面の周方向に沿って環状に形成されているため、外輪22の内周面の全周において、延長部9bによって潤滑油を効率良く吸い込むことができる。したがって、フェルト9による潤滑油の排出効率をさらに高めることができる。
Further, since the
また、外側間座5に形成された第二孔部6c及び第三孔部6dの開口から圧縮空気と共に潤滑油を供給するため、環状空間Sの軸方向外側から当該環状空間S内に向けて、潤滑油を供給することができる。これにより、高速回転下であっても潤滑油を確実に環状空間Sに供給することができるため、環状空間S内の潤滑油がフェルト9によって排出路8へ排出されても、潤滑不足による転がり軸受2の焼き付きを防止することができる。
Further, in order to supply the lubricating oil together with the compressed air from the openings of the
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく適宜変更して実施可能である。例えば、本実施形態では排油部材としてフェルトを用いているが、その他の紐部材や金属性のメッシュ部材など、毛細管現象によって潤滑油を吸い込むことができるものであればよい。また、本実施形態では、フェルトの延長部は、軸方向に延びているが、環状空間S内であれば任意の方向に延長されていればよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with appropriate modifications. For example, in this embodiment, felt is used as the oil draining member, but any other string member or metallic mesh member can be used as long as it can suck the lubricating oil by capillary action. Moreover, in this embodiment, although the extension part of the felt is extended in the axial direction, if it is in the annular space S, it should just be extended in arbitrary directions.
さらに、フェルトの延長部は、外輪内周面の全周に亘って形成されているが、少なくとも潤滑油が滞留し易い箇所に形成されていればよい。また、フェルトは、外輪の軸方向一方側にのみ設けられているが、外輪の軸方向他方側にのみ又は軸方向両側に設けられていてもよい。 Furthermore, although the felt extension is formed over the entire circumference of the inner peripheral surface of the outer ring, it may be formed at least at a location where the lubricating oil tends to stay. Further, the felt is provided only on one side in the axial direction of the outer ring, but may be provided only on the other side in the axial direction of the outer ring or on both sides in the axial direction.
また、本実施形態の排出孔7は、外輪22の端面22bと外側間座5の端面5aとの間に形成されているが、外輪22の軸方向一方側の端部、又は外側間座5の軸方向他方側の端部に径方向に延びる貫通孔を形成してもよい。
Moreover, although the
また、本実施形態では、転がり軸受としてアンギュラ玉軸受を例示したが、円筒ころ軸受や円錐ころ軸受であってもよい。また、本実施形態の転がり軸受装置は、工作機械に用いられる場合について例示したが、高速回転性能が要求される装置であれば好適に適用することができる。 Moreover, in this embodiment, although the angular ball bearing was illustrated as a rolling bearing, a cylindrical roller bearing and a tapered roller bearing may be sufficient. Moreover, although the rolling bearing apparatus of this embodiment was illustrated about the case where it uses for a machine tool, if it is an apparatus by which high-speed rotation performance is requested | required, it can apply suitably.
1:転がり軸受装置、2:転がり軸受、3:ハウジング、5:外側間座(給油部材)、8:排出路、9:フェルト(排油部材)、9a:本体部、9b:延長部、21:内輪、21a:内輪軌道面、22:外輪、22a:外輪軌道面、23:玉(転動体)、P:供給ノズル、S:環状空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Rolling bearing apparatus, 2: Rolling bearing, 3: Housing, 5: Outer spacer (oil supply member), 8: Discharge path, 9: Felt (oil discharge member), 9a: Main-body part, 9b: Extension part, 21 : Inner ring, 21a: inner ring raceway surface, 22: outer ring, 22a: outer ring raceway surface, 23: ball (rolling element), P: supply nozzle, S: annular space
Claims (4)
前記外輪が内嵌されるハウジングと、
前記内輪外周と前記外輪内周との間の環状空間に圧縮空気と共に潤滑油を供給する給油部材と、
前記ハウジングに形成され、前記環状空間に供給された潤滑油を吸引して前記ハウジング外部へ排出するための排出路とを備えたオイルエア潤滑方式の転がり軸受装置であって、
前記外輪内周の軸方向両端部のうち少なくとも一方の端部に流れる潤滑油を毛細管現象によって前記排出路へ排出する排油部材を備え、
前記排油部材は、前記外輪の端面に沿って径方向に延びる本体部と、前記本体部の径方向内端から前記環状空間内に延長された延長部とを有していることを特徴とする転がり軸受装置。 A rolling bearing having an inner ring having an annular inner ring raceway surface on the outer periphery, an outer ring having an annular outer ring raceway surface on the inner periphery, and a plurality of rolling elements rolling between the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface. When,
A housing in which the outer ring is fitted;
An oil supply member that supplies lubricating oil together with compressed air to an annular space between the inner ring outer periphery and the outer ring inner periphery;
An oil-air lubrication type rolling bearing device comprising a discharge passage formed in the housing and sucking and discharging the lubricant supplied to the annular space to the outside of the housing;
An oil drainage member that drains the lubricating oil flowing to at least one of the axial ends of the inner circumference of the outer ring to the discharge path by capillary action ;
The oil draining member has a main body portion extending in a radial direction along an end surface of the outer ring, and an extension portion extended into the annular space from a radial inner end of the main body portion. Rolling bearing device.
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