特許 6136279 転がり軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6136279

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】転がり軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/66 20060101AFI20170522BHJP

   F16C 19/16 20060101ALI20170522BHJP

   F16C 33/58 20060101ALI20170522BHJP

   F16N 9/02 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/66 Z

   F16C19/16

   F16C33/58

   F16N9/02

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-4501(P2013-4501)

(22)【出願日】2013年1月15日

(65)【公開番号】特開2014-137076(P2014-137076A)

(43)【公開日】2014年7月28日

【審査請求日】2015年12月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】特許業務法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】美佐田 泰治

【審査官】 渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／０１０８９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−７４６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３３３０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１５９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９２２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６１６４８３２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６９３６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １９／００− １９／５６

Ｆ１６Ｃ ３３／３０− ３３／６６

Ｂ２３Ｂ １／００− ２５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸側に配設される内輪と、ハウジング側に配設される外輪と、前記内輪と前記外輪との間の環状空間に転動可能に配設される複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する保持器と、を有する転がり軸受と、
前記外輪と一体又は別体で前記ハウジング側に固定されると共に、グリースを供給しつつ前記保持器の内周面を案内する案内面を有する保持器案内部材と、を備え、
前記保持器案内部材は、前記環状空間内に突出すると共に、外周面の一部が前記案内面をなす案内突部と、
グリースが貯留されるグリース貯留部を有し、かつ前記グリース貯留部のグリースを前記案内面に供給する供給口が、前記案内突部の外周面のうち、前記案内面よりも前記案内突部の基部側に形成されているグリース供給部と、を備えており、
前記案内突部の外周面のうち、前記供給口よりも基部側の部分が前記グリース貯留部の壁面の一部を構成しており、
前記壁面は、前記案内面に連続し、かつ前記転がり軸受の軸方向において前記案内面の延長上に位置している転がり軸受装置。

【請求項2】

請求項１に記載の転がり軸受装置であって、
前記グリース供給部は、前記保持器案内部材の側壁と、前記外輪と、前記保持器において前記転がり軸受の軸方向の一端面と、で囲まれた空間で構成されている転がり軸受装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の転がり軸受装置であって、
前記保持器案内部材は、前記外輪とは別体に設けられ、かつ前記外輪に対する外輪間座であることを特徴とする転がり軸受装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置であって、
前記保持器案内部材の側壁に凹部が形成されており、前記凹部が前記グリース貯留部を構成していることを特徴とする転がり軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、転がり軸受とその転がり軸受にグリースを供給するグリース供給部とを備えた転がり軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

転がり軸受と、その転がり軸受に対しグリースを供給するグリース供給部とを備えた転がり軸受装置は、例えば特許文献１に開示されている。
これにおいては、転がり軸受の外輪に隣接して設けられた間座の内周に、内部にグリース溜まりが形成された環状のグリース溜まり形成部品が設けられる。
グリース溜まり形成部品の隙間形成片の先端面に、先端が外輪の段差面に当接する凸部が設けられ、凸部が存在しない箇所と段差面との間の隙間を、グリース溜まり内のグリースの基油を外輪の軌道面へ導く油路としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−５８５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の転がり軸受装置の場合、グリースの種類によってはグリースから基油への分離が起こりにくい場合があり、その場合には、基油が軌道面に供給されず、潤滑に悪影響を及ぼす恐れがあった。また、グリースは熱せられることで基油への分離が促進されるが、グリース溜まり形成部品は、軸受から離間しているため、軸受の駆動により生じた熱が伝わりにくく、グリースから基油への分離が促進されにくい場合もあった。さらには、工作機のスピンドルような高速回転する回転軸では、回転軸に組み付けられた軸受を冷却するためにハウジングに冷却機構が設けられている場合がある。これによって、回転軸の駆動による軸受の昇温は抑制されるが、このような回転軸に組み付けられて、ハウジングから冷却機構による影響を受けた場合には、グリースから基油への分離が一層起こりにくくなり、軸受の潤滑性能を確保することが困難となる恐れがある。

【0005】

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、グリース貯留部内のグリースの基油の分離を促進させることができ、グリースの基油を良好に供給することができる転がり軸受装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る転がり軸受装置は、回転軸側に配設される内輪と、ハウジング側に配設される外輪と、前記内輪と前記外輪との間の環状空間に転動可能に配設される複数の転動体と、前記複数の転動体を保持する保持器と、を有する転がり軸受と、
前記外輪と一体又は別体で前記ハウジング側に固定されると共に、グリースを供給しつつ前記保持器の内周面を案内する案内面を有する保持器案内部材と、を備え、
前記保持器案内部材は、前記環状空間内に突出すると共に、外周面の一部が前記案内面をなす案内突部と、
グリースが貯留されるグリース貯留部を有し、かつ前記グリース貯留部のグリースを前記案内面に供給する供給口が、前記案内突部の外周面のうち、前記案内面よりも前記案内突部の基部側に形成されているグリース供給部と、を備えており、
前記案内突部の外周面のうち、前記供給口よりも基部側の部分が前記グリース貯留部の壁面の一部を構成しており、
前記壁面は、前記案内面に連続し、かつ前記転がり軸受の軸方向において前記案内面の延長上に位置している。

【0007】

請求項２に係る転がり軸受装置は、請求項１に記載の転がり軸受装置であって、
前記グリース供給部は、前記保持器案内部材の側壁と、前記外輪と、前記保持器において前記転がり軸受の軸方向の一端面と、で囲まれた空間で構成されている。

【0008】

請求項３に係る転がり軸受装置は、請求項１又は２に記載の転がり軸受装置であって、
前記保持器案内部材は、外輪とは別体に設けられ、かつ前記外輪に対する外輪間座であることを特徴とする。

【0009】

請求項４に係る転がり軸受装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置であって、
前記保持器案内部材の側壁に凹部が形成されており、前記凹部がグリース貯留部を構成していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

請求項１記載の転がり軸受装置によると、グリースを供給しつつ保持器の内周面を案内する案内面を有する保持器案内部材は、環状空間内に突出すると共に、外周面の一部が案内面をなす案内突部と、グリースが貯留されるグリース貯留部を有し、かつグリース貯留部のグリースを案内面に供給する供給口が、案内突部の外周面のうち、案内面よりも案内突部の基部側に形成されているグリース供給部と、を備える。このため、保持器案内部材と保持器との摺動摩擦により生じる熱は、そのまま案内突部を基部側に向けて伝わることになる。この結果、ハウジング側に配置された冷却機構による冷却の影響を受けにくく、供給口おいてグリースから基油の分離が促進される。
また、請求項１に記載の転がり軸受装置によると、案内突部の外周面のうち、供給口よりも基部側の外周面部分がグリース貯留部の壁面の一部を構成しているため、グリース貯留部のグリースは案内突部の供給口よりも基部側の外周面部分に直接接する。これによって、グリース貯留部のグリースは案内突部からの熱の影響を受けやすくなりため、基油への分離が一層促進される。
請求項３に記載の転がり軸受装置によると、外輪とは別体に設けられた保持器案内部材が外輪間座であるため、軸受自体の製造工程を変える必要がない。したがって、軸受の制動を維持できると共に、製造工程を変えることによるコストの増大を抑えることができる。
請求項４に記載の転がり軸受装置によると、保持器案内部材の側壁に形成された凹部がグリース貯留部を構成しているため、凹部の大きさを調整することで、グリースの貯留量を容易に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】この発明の実施例１に係る転がり軸受装置の軸方向断面図である。

【図2】同じく転がり軸受装置を拡大して示す軸方向断面図である。

【図3】この発明の実施例２に係る転がり軸受装置を拡大して示す軸方向断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

【実施例1】

【0013】

この発明の実施例１を図１と図２にしたがって説明する。
図１に示すように、転がり軸受装置は、転がり軸受１０（この実施例１ではアンギュラ玉軸受）と、この転がり軸受１０にグリース（主としてグリースの基油）を供給するグリース供給部６０とを備える。
転がり軸受１０は、内輪２０と、外輪３０と、複数の転動体４０（この実施例１では玉）と、保持器４５とを備える。

【0014】

内輪２０は円筒状に形成され、その中心孔が回転軸１（例えば、工作機のスピンドル）の外周面に嵌合（圧入）されて一体回転可能に配設される。なお、この実施例１において、外周面とは、回転軸１の回転中心を中心とする半径方向の外側の面をいうものとする。また、内周面とは、回転軸１の回転中心を中心とする半径方向の内側の面をいうものとする。
図２に示すように、内輪２０の外周面には、その軸方向略中央部に内輪軌道面２１が形成されると共に、内輪軌道面２１の両側部に軌道肩部２２、２３が形成されている。この実施例１において、両軌道肩部２２、２３のうち、図２に向かって右側に位置する軌道肩部２２の外周面の径寸法は、左側に位置する軌道肩部２３の外周面の径寸法よりも設定寸法だけ大きく形成されている。
また、内輪２０の外周面の左側に位置する軌道肩部２３の軸方向外側には軌道肩部２３よりも適宜に小径の段差部２３ａが形成されている。

【0015】

図１に示すように、外輪３０は、内輪２０の外周面との間に環状空間を隔てて同一中心線上に配設される円筒状に形成され、その外周面がハウジング２に嵌合されて固定状態で配設される。
図２に示すように、外輪３０の内周面には、その軸方向略中央部に外輪軌道面３１が形成されると共に、外輪軌道面３１の両側部に軌道肩部３２、３３が形成されている。この実施例１において、両軌道肩部３２、３３のうち、右側の軌道肩部３２の内周面の径寸法は、左側の軌道肩部３３の内周面の径寸法よりも大きく形成されいる。
また、外輪３０の内周面の左側の軌道肩部３３の軸方向外側には、軌道肩部３３よりも適宜に大径の段差部３３ａが形成されている。
複数の転動体４０は、内輪軌道面２１と外輪軌道面３１との間に形成された環状空間に保持器４５によって保持された状態で転動可能に配設されている。

【0016】

また、内輪２０と外輪３０との間の環状空間の一端側（図１では右側）開口部には、この開口部を密封するシール部材１２が組み付けられている。このシール部材１２の外周部には外輪３０の内周面の一端部に形成された環状溝に圧入固定される固定部１３が形成され、シール部材１２の内周部には内輪２０の内周面の一端部に形成された環状溝に僅かな隙間を隔ててラビリンスを構成する非接触のシール部１４が形成されている。
なお、ハウジング２の軸受嵌込部の内周面には、冷却機構を構成するための、冷却オイル、冷却液等の冷却媒体が供給される冷却溝２ａが形成されている。

【0017】

図１と図２に示すように、回転軸１の外周面には、内輪２０の両側部のうちの少なくとも片側に隣接して内輪間座２５が圧入固定されている。この実施例１では、内輪２０と外輪３０との他端側に内輪間座２５が配設されている。なお、この実施例１では、保持器案内部材５０は、外輪３０の他端側に配設されている。
また、ハウジング２には、外輪３０の両側部のうちの少なくとも片側に隣接して保持器案内部材５０が配設されている。
また、この実施例１では、保持器案内部材５０は、外輪３０と別体に設けられた部材であり、ハウジング２側に圧入によって固定されている。なお、保持器案内部材５０は、外輪３０と一体に、つまり外輪３０の一部として構成されていてもよい。保持器案内部材５０が外輪３０と別体に設けられている場合、保持器案内部材５０は外輪間座としても用いることが可能である。この保持器案内部材５０が、グリースを供給しつつ保持器４５の内周面に接して保持器４５を案内する。なお、これについては後に詳述する。
また、保持器案内部材５０の外径寸法は、ハウジング２の軸受嵌込部の内径寸法よりも僅かに大きく、保持器案内部材５０の内径寸法は、内輪間座２５の外径寸法及び内輪２０の外周面端部の段差部２３ａの外径寸法よりも適宜に大きく設定されている。

【0018】

保持器案内部材５０の外輪３０と対向する一端面には、内輪２０と外輪３０との間の環状空間に向けて突出する案内突部５３が形成されている。
この案内突部５３の外径寸法は、保持器４５の内径寸法よりも僅かに小さく設定され、案内突部５３の外周面の一部には、保持器４５の内周面と接して保持器４５を回転案内する案内面５４が形成されている。
また、案内突部５３の内径寸法は保持器案内部材５０の内径寸法と同じ大きさに設定され、保持器案内部材５０の内周面と案内突部５３の内周面とは同一面をなして連続している。

【0019】

保持器案内部材５０は、上述の案内突部５３と、案内突部５３に設けられた案内面５４にグリースを供給するグリース供給部６０と、を備える。グリース供給部６０は、グリースが貯留されるグリース貯留部６１を有し、グリース貯留部６１のグリースを案内面５４、さらには転がり軸受１０の転動体４０、内輪軌道面２１及び外輪軌道面３１に供給する供給口６２が、案内突部５３における外周面のうち案内面５４よりも基部側、すなわち根元側に形成されている。具体的には、この実施例１では、グリース供給部６０は、保持器案内部材５０の側面と、外輪３０と、保持器４５の軸方向一端面４５ａとで囲まれた空間部で構成されている。そして、案内突部５３の外周面のうち、供給口６２よりも基部側の外周面部分がグリース供給部６０の内壁面の一部を構成している。そして、供給口６２よりも基部側の外周面部分がグリース供給部６０に貯留されたグリースに接している。なお、回転軸１の回転時には、遠心力により、保持器４５の軸方向一端面４５ａと、保持器案内部材５０の壁面との間には、グリース貯留部６１の空間が確保されることになる。
また、この実施例１において、グリース貯留部６１の一側壁を構成する保持器案内部材５０の壁面には凹部５２が形成され、この凹部５２によってグリース貯留部６１の容積が拡大されている。
さらに、この実施例１において、外輪３０の内周面の一端部に形成された大径の段差部３３ａによってもグリース貯留部６１の容積が拡大されている。

【0020】

この実施例１に係る転がり軸受装置は上述したように構成される。
したがって、この実施例１では、内輪２０と外輪３０との間に設けられた環状空間に突出している案内突部５３の外周面の一部、より詳細には案内突部５３の先端部分の外周面が、保持器４５の案内面５４をなす。また、グリース貯留部６１のグリースを案内面５４へと供給する供給口６２が、案内突部５３における外周面のうち案内面５４よりも基部側に形成されている。したがって、保持器４５の内周面と保持器案内部材５０の案内面５４とにおける摺動摩擦で生じた熱は、案内突部５３の先端側から基部側へと案内突部５３を介して伝わることになるため、グリース貯留部６１に貯留されたグリースのうち、供給口６２近傍のグリースは、案内面５４で生じた熱に影響される。

【0021】

従来の保持器の外周面を外輪の内周面側で案内する外輪案内（図示しない）である場合には、案内面で生じた熱は外輪を介してグリース貯留部へと伝わっていた。このため、ハウジングに設けられた冷却機構（冷却機構は、例えば、ハウジングの軸受嵌込部の内周面に形成され、かつ冷却オイル、冷却液等の冷却媒体が供給される冷却溝を主体として構成される）による冷却の影響、及び熱が外輪全体に均等に伝達することにより、グリース貯留部に伝わる熱は、案内面で生じた熱よりも明らかに低くなっていた。

【0022】

この実施例１では、ハウジング２に設けられた冷却機構（冷却溝２ａ）による冷却の影響を抑え、熱がグリース貯留部６１に伝わるため、及び案内突部５３のみを介するために熱の拡散を抑えられる。このため、従来の外輪案内の場合と比較して案内面５４で生じた熱とグリース貯留部６１に伝わる熱との差を小さくすることができる。つまり、熱を効率的にグリース貯留部６１に伝えられるため、グリースから基油への熱分離が生じやすく、基油が案内突部５３の外周面を介して案内面５４に供給されることを促進することができる。なお、周速が遅くなること及び遠心力により保持器４５と案内突部５３との接触が少なくなることを考慮し、案内面５４で生じる熱の総量は外輪案内の場合と比較して小さくなる。よって、この実施例１のような構造を採用することで、外輪案内と比較して、転がり軸受１０の昇温を抑えることと、基油を良好に供給することとの両立が可能となる。
このため、回転軸１の高速回転時には、所要とする量の基油を供給口６２から保持器４５の内周面と案内面５４との間に向けて不足なく供給することが可能となり、保持器４５の熱変形や、焼き付きを抑制することができると共に、長期間にわたって良好な軸受機能を維持することができる。

【0023】

特に、この実施例１では、案内突部５３の外周面のうち、供給口６２よりも基部側の外周面部分がグリース供給部６０の内壁面の一部を構成している。そして、供給口６２よりも基部側の外周面部分がグリース供給部６０に貯留されたグリースに接しているため、グリースは面を介して熱の影響を受ける。よって、より効率的に熱を伝えられる。
さらに、この実施例１では、保持器案内部材５０が外輪３０とは別体に構成されており、保持器案内部材５０を外輪間座として用いることも可能である。このように保持器案内部材５０と外輪間座とを併用することが可能であるため、部材を有効に活用することができる。
また、この実施例１において、グリース貯留部６１は、保持器案内部材５０と、外輪３０と、保持器４５の軸方向一端面４５ａとで囲まれた空間部で構成されるため、保持器案内部材の内部にグリース貯留部を形成する場合と比べ、グリース貯留部６１を容易に構成することができる。
さらに、保持器４５の摩擦熱によってもグリース貯留部６１内のグリース７０の基油の分離が促進される。

【実施例2】

【0024】

次に、この発明の実施例２を図３にしたがって説明する。
この実施例２においては、図３に示すように、回転軸１の外周面の内輪２０の両側部に隣接して内輪間座２５がそれぞれ圧入固定されている。
また、ハウジング２の外輪３０の両側部にそれぞれ隣接して外輪間座としても機能する保持器案内部材５０がそれぞれ配設されている。
そして、両保持器案内部材５０の外輪３０と対向する端面に案内突部５３がそれぞれ形成され、これら案内突部５３の外周面に、保持器４５を回転案内する案内面５４がそれぞれ形成されている。

【0025】

また、両保持器案内部材５０と、外輪３０と、保持器４５の軸方向両端面４５ａとでそれぞれ囲まれた空間部で二つのグリース貯留部６１がそれぞれ構成されている。
この実施例２のその他の構成は、実施例１と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。

【0026】

上述したように構成されるこの実施例２の転がり軸受装置において、両保持器案内部材５０の案内突部５３の外周面にそれぞれ形成された案内面５４によって、保持器４５の傾きを抑制して保持器４５をより一層安定よく回転案内することができる。
また、二つのグリース貯留部６１内にグリース７０をそれぞれ貯留することができる。このため、それぞれのグリース７０の基油を両案内面５４と保持器４５の内周面との間に向けて不足なく供給することが可能となる。

【0027】

なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施例１及び２においては、保持器案内部材５０と、外輪３０と、保持器４５の軸方向端面４５ａとで囲まれた空間部でグリース貯留部６１が構成される場合を例示したが、これに限らず、保持器案内部材５０の内部にグリース貯留部６１を形成してもこの発明を実施することができる。
また、前記実施例１においては、外輪３０と保持器案内部材５０とを別体に製作したが、これに限らず、外輪３０の一端部に保持器案内部材５０を一体に形成して、外輪３０と保持器案内部材５０とを一部品で構成することも可能である。

【符号の説明】

【0028】

１ 回転軸
２ ハウジング
１０ 転がり軸受
２０ 内輪
３０ 外輪
４０ 転動体
４５ 保持器
６０ グリース供給部
６１ グリース貯留部
６２ 供給口
７０ グリース

【図1】

【図2】

【図3】