JPH0675639U - 超高速回転軸の軸受用潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、オイルエアー等の噴射流が主軸の
超高速回転に伴なう軸受による空気流を殆ど受けること
なく、軸受の転動面上の転動体の接触点に潤滑油を充分
に供給でき、且つ、軸動力損失を可及的に小さく抑える
ことを目的とする。 【構成】 回転軸に、その軸方向に沿って中空孔を形成
し、回転軸の中空孔の内側に、該中空孔の内壁面と非接
触状態で潤滑油圧送管を配置し、回転軸に、その内壁面
から外周に向けて貫通して潤滑油圧送管内に連通する潤
滑油供給孔を形成し、軸受内輪に、一端が回転軸の潤滑
油供給孔に連通するとともに他端が軸受の転動体の近傍
に開口する噴射小孔を、該軸受内輪を貫通して形成し
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、工作機械等の超高速回転軸の軸受用潤滑装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、工作機械の主軸や排気タービン過給機のタービンブロア軸等の超高速 回転させる回転軸においては、ジェット潤滑或いはアンダーレス潤滑（実開平４ −１３６３２３号公報参照）と称される潤滑方法が採用されるが、この場合、多 量の潤滑油を攪拌することよって生じる軸動力損失が非常に大きいという問題が ある。従って、小出力モータでは、この動力損失のために、超高速回転が困難と されている。

【０００３】 そこで、回転軸の超高速回転の際には、オイルミスト潤滑やオイルエア潤滑が 用いられ、例えば図４に示すように、工作機械の主軸１０１を支持する軸受１０ ２の近傍に給油ノズル１０３が配置され、給油ノズル１０３の噴射口１０３Ａか ら軸受１０２の内輪１０４の転動面１０４Ａ上にエアー圧送力によりオイルミス トやオイルエアーが噴射され、軸受１０２に潤滑油か供給される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、従来の超高速回転軸の軸受用潤滑装置にあっては、軸受１０２を超 高速回転させると、転動体１０５，保持器１０６により軸受１０２の側面付近の 空気が攪拌されて激しい空気流が発生し、オイルエアーの噴射流が抵抗の少ない 方に流れ易くなる。そのため、給油ノズル１０３の噴射口１０３Ａから、多量の 圧縮空気流と一緒に噴射された微量の潤滑油が軸受１０２の内部に導入され難く なり、軸受１０２の転動面１０４Ａ上の転動体１０５における接触点１０４Ｂに 充分な潤滑油が到達し難いという問題があった。その結果、異常な発熱を生じた り、軸受１０２の焼き付けを起こす虞がある。

【０００５】 例えば、１０万回転／分で回転する主軸１０１の場合には、転動体１０５は、 自転しながら公転し、その公転速度は主軸１０１の回転の約半分となり、一方、 保持器１０６の周速は、９０〜１００ｍ／ｓｅｃの高速となり、その近傍に激し い空気流（膜）が発生するが、軸受１０２の端面と噴射口１０３Ａまでに隙間が あり、且つ、噴射口１０３Ａが転動面１０４Ａから半径方向で外側に位置して離 れているので、給油ノズル１０３の噴射口１０３Ａから転動面１０４Ａ上の転動 体１０５の接触点１０４Ｂまでの距離Ｌが、長くなり、上記の発生した激しい空 気流（膜）にオイルエアーの噴射流が邪魔され、給油ノズル１０３より亜音速の 圧縮空気流で微量の潤滑油を噴射しても、潤滑油が転動体１０５上の接触点１０ ４Ｂに到着し難い。

【０００６】 本考案は、上述の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、オイ ルエアー等の噴射流が主軸の超高速回転に伴なう軸受による空気流を殆ど受ける ことなく、軸受の転動面上の転動体の接触点に潤滑油を充分に供給でき、且つ、 軸動力損失を可及的に小さく抑えることができる超高速回転軸の軸受の潤滑装置 を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、回転軸を支持する軸受へエアー圧送力を介して潤滑油を供給する超 高速回転軸の軸受用潤滑装置において、上記回転軸に、その軸方向に沿って中空 孔を形成し、回転軸の中空孔の内側に、該中空孔の内壁面と非接触状態で潤滑油 圧送管を配置し、回転軸に、その内壁面から外周に向けて貫通して潤滑油圧送管 内に連通する潤滑油供給孔を形成し、軸受内輪に、一端が回転軸の潤滑油供給孔 に連通するとともに他端が軸受の転動体の近傍に開口する噴射小孔を、該軸受内 輪を貫通して形成したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

本考案においては、回転軸の中空孔内の潤滑油圧送管内にオイルエアーまたは オイルミストが圧送され、オイルエアーまたはオイルミストは回転軸の潤滑油供 給孔から軸受内輪の噴射小孔を通って軸受内部側の軸受転動面に圧送され、オイ ルエアーまたはオイルミストは潤滑後、軸受の内部を通って外部に排出される。

【０００９】

【実施例】

以下、図１ないし図３により本考案の実施例に係わる工作機械の主軸の軸受用 潤滑装置を説明する。

【００１０】 図において、符号１は主軸ヘッドＨ内に設けた外筒で、この外筒１の前端には リング状の前蓋２が固定して取り付けられ、外筒１の後端には厚肉円筒形の後蓋 ３が固定して取り付けられている。

【００１１】 前蓋２の貫通孔２Ａには、前部軸受４が装着され、後蓋３の内側にはスリーブ ５が装着され、このスリーブ５の前側部分内に後部軸受７が装着されている。前 部軸受４及び後部軸受７に、主軸８が支持されている。また、前蓋２の前端面に は軸受押え９が固定して設けられている。

【００１２】 外筒１の内周面１Ａには、モータ支持部材１０が前蓋２と後蓋３の間に位置し て嵌装され、このモータ支持部材１０にビルトインモータからなる駆動手段１１ が装着されている。

【００１３】 また、後蓋３の後端部３Ａには、リング部材１２が固定して取り付けられ、こ のリング部材１２はその中心線上に軸部１３を有するとともに、その軸部１３の 外周側に排気口１４Ａを有し、軸部１３の中心軸にはエアー通路１４Ｂが貫通し 、このエアー通路１４Ｂの前側部分に、後述の潤滑油圧送管２０が挿入されて固 定されている。上記エアー通路１４Ｂの後端部は配管等を介して図示しない潤滑 油供給源に連絡れている。

【００１４】 そして、主軸８に、その軸方向に沿って中空孔１５が形成されており、中空孔 １５の前端側には、雌螺子部１６が形成されるとともに第１の環状溝１７が形成 され、後端側には、第２の環状溝１８が形成され、さらに、その第２の環状溝１ ８の後端側に位置してラビリンス溝１９が潤滑油圧送管２０の外周面上に多段に 形成されている。ラビリンス溝１９は非接触式のエアーシール構造で、主軸８の 後端部と潤滑油圧送管２０の間から潤滑油が漏れ難くしている。

【００１５】 主軸８の中空孔１５の内側に潤滑油圧送管２０が配置され、潤滑油圧送管２０ の管外壁面２０Ａと該中空孔１５の内壁面との間に断面環状隙間からなる貫流路 ２１が軸方向に沿って形成されている。貫流路２１は第１，第２の環状溝１７， １８に連通している。

【００１６】 潤滑油圧送管２０の内側に供給路２２が形成され、潤滑油圧送管２０の前端部 は、中空孔１５の第１の環状溝１７内に位置するとともに、供給路２２の前端は 蓋体２２Ａで塞がれている。潤滑油圧送管２０の前端部には、壁体２０Ｂを貫通 する複数の透孔２３が供給路２２から十字状に形成され、各透孔２３は中空孔１ ５の第１の環状溝１７に連通している。

【００１７】 主軸８の雌螺子部１６には、螺子込み式の刃具２４が螺合して固定され、この 刃具２４により、供給路２２の端部が塞がれ、潤滑油が主軸８の供給路２２から 漏れないようになっている。

【００１８】 また、主軸８には、主軸８の中空孔１５の第１の環状溝１７に臨む前側の潤滑 油供給孔２５が形成されている。 主軸８に、その壁体８Ａを貫通する前側の潤滑油供給孔２５が形成され、潤滑 油供給孔２５は中空孔１５の第１の環状溝１７に臨んで、透孔２３を介して潤滑 油圧送管２０内の供給路２２に連通している。

【００１９】 そして、前部軸受４の軸受内輪２６に、該軸受内輪２６を貫通する噴射小孔２ ７が形成され、該噴射小孔２７はその一端（内端）が主軸８の前側の潤滑油供給 孔２５に連通している。上記噴射小孔２７の他端の噴射開口の位置は、軸受内輪 ２６の転動面２６Ｂ上の転動体４Ａの接触点２６Ｃの近傍とされている。

【００２０】 一方、主軸８には、その中空孔１５の第２の環状溝１８に臨む後側の潤滑油供 給孔２８が形成され、後部軸受７の軸受内輪２９に、該軸受内輪２９を貫通する 噴射小孔３０が形成され、その一端（他端）は主軸８の後側の潤滑油供給孔２８ に連通している。上記噴射小孔３０の他端の噴射開口の位置は、軸受内輪２９の 転動面２９Ｂ上の転動体７Ａの接触点２９Ｃの近傍とされている。

【００２１】 また、軸受押え９の貫通孔には、前部軸受４の内部に連通する環状凹部９Ａが 形成され、軸受押え９には、前記環状凹部９Ａに連通する第１エアー排出路９Ｂ が径方向に沿って形成されている。さらに、前蓋２には、第１エアー排出路９Ｂ に連通する第２エアー排出路２Ｂが径方向に沿って形成され、第２エアー排出路 ２Ｂに連通する第３エアー排出路１Ｂが外筒１に軸方向に沿って形成されており 、第３エアー排出路１Ｂに連通する第４エアー排出路３Ｂが、後蓋３に、その軸 方向に沿って形成され、第４エアー排出路３Ｂは、後蓋３の後端面に開口してい る。

【００２２】 上記第１エアー排出路９Ｂ，第２エアー排出路２Ｂ，第３エアー排出路１Ｂ， 第４エアー排出路３Ｂで前部側エアー排出路３１が構成されている。 リング部材１２の軸部１３の外周面とスリーブ５の内周面との間に、後部側エ アー排出路３２が形成され、後部側エアー排出路３２の入口は、後部軸受７の内 部に連通し、出口はリング部材１２の排気口１４Ａに連通している。

【００２３】 上記第４エアー排出路３Ｂと排気口１４Ａとは図示しない真空ボンプ等の強制 排気装置にダクト等を介して連結されている。 しかして、本実施例においては、主軸８の中空孔１５内の潤滑油圧送管２０の 供給路２２に潤滑油供給源からオイルエアーまたはオイルミストが圧送され、オ イルエアーまたはオイルミストの一部は潤滑油圧送管２０の透孔２３から、主軸 ８の第１の環状溝１７内に導かれ、この第１の環状溝１７から前側の潤滑油供給 孔２５，軸受内輪２６の噴射小孔２７を通って前部軸受４の内部に噴射される。 このオイルエアーまたはオイルミストは、軸受内輪の外周面６Ａに圧送され、転 動体４Ａを潤滑した後、軸受内輪２６と軸受外輪２６Ａの間の前部軸受４の内部 を通って排出され、さらに、強制排気装置により前部側エアー排出路３１を介し て外部に導かれる。

【００２４】 一方、主軸８の第１の環状溝１７内のオイルエアーまたはオイルミストの他の 一部は、貫流路２１，第２の環状溝１８を介して後側の潤滑油供給孔２８に至り 、さらに、後部軸受７の噴射小孔３０を通って後部軸受７の内部に噴射され、軸 受内輪の外周面６Ｂに圧送され、転動体７Ａを潤滑した後、軸受内輪２９と軸受 外輪２９Ａの間の後部軸受７の内部を通って排出され、さらに、強制排気装置に より後部側エアー排出路３２を介して外部に導かれる。

【００２５】 上記において、第１，第２の環状溝１７，１８は、潤滑油２０から供給された 潤滑油が、主軸８の回転による遠心力により集合される油溜めとなり、潤滑油き 供給孔２５，２８に確実に潤滑油を導く作用をする。

【００２６】 以上の如き構成によれば、前部軸受４の軸受内輪２６に、該軸受内輪２６を貫 通する噴射小孔２７が形成されているので、前部軸受４の噴射小孔２７から軸受 内輪２６の転動面２６Ｂ上の転動体４Ａの接触点２６Ｃまでの距離が短くなり、 潤滑油の流れが主軸８の超高速回転に伴なう前部軸受４の転動体４Ａや保持器４ Ｂ近傍の空気流を殆ど受けることなく、潤滑油が前部軸受４の転動面２６Ｂの接 触点２６Ｃに直接到達し、充分な量の潤滑油の供給を可能にできる。

【００２７】 また、後部軸受７についても、前部軸受４と同様の効果を奏する。即ち、後部 軸受７の軸受内輪２９に、該軸受内輪２９を貫通する噴射小孔３０が形成されて いるので、後部軸受７の噴射小孔３０から軸受内輪２９の転動面２９Ｂ上の転動 体７Ａの接触点２９Ｃまでの距離が短くなり、潤滑油の流れが主軸８の超高速回 転に伴なう後部軸受７の転動体７Ａや保持器７Ｂ近傍の空気流を殆ど受けること なく、潤滑油が後部軸受７の転動面２９Ｂの接触点２９Ｃに直接到達し、充分な 量の潤滑油の供給を可能にできる。

【００２８】 そして、主軸８の中空孔１５内に潤滑油圧送管２０が配置されているので、中 空孔１５内の容積が減じられ、主軸８の中空孔１５に一杯に潤滑油を充満させる 必要がなく、また、上記潤滑油圧送管２０から圧送される小量の潤滑油でも、潤 滑箇所に確実に供給できる。従って、ジェット潤滑方式の潤滑装置のように多量 の潤滑油が不要であり、軸受部における軸動力損失を小さく抑えることができる 。

【００２９】 なお、本実施例においては、潤滑油圧送管２０に、その内側の供給路２２から 壁体２０Ｂを貫通する複数の透孔２３を形成しており、各透孔２３から潤滑油供 給孔２５，２８に潤滑油が供給されているが、潤滑油圧送管２０に透孔２３を形 成しなくても、潤滑油圧送管２０の先端を開口し、この開口部から潤滑油供給孔 ２５，２８に潤滑油を供給することもできる。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、軸受内輪に、該軸受内輪を貫通する噴射 小孔が形成されているので、軸受の噴射小孔から軸受内輪の転動面上の転動体の 接触点までの距離が短くなり、潤滑油の流れが主軸の超高速回転に伴なう軸受の 転動体や保持器近傍の空気流を殆ど受けることなく、潤滑油は軸動力損失を増大 させることがなく、軸受内輪の転動面の接触点に直接到達し、充分な量の潤滑油 の供給を可能にすることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係わる超高速回転軸の軸受用
潤滑装置の前部軸受付近を示す要部拡大断面図である。

【図２】本考案の実施例に係わる超高速回転軸の軸受用
潤滑装置の後部軸受付近を示す要部拡大断面図である。

【図３】本考案の実施例に係わる超高速回転軸の軸受用
潤滑装置の全体を示す断面図である。

【図４】従来における超高速回転軸の軸受用潤滑装置の
要部拡大断面図である。

【符号の説明】

４ 前部軸受 ４Ａ 転動体 ７ 後部軸受 ７Ａ 転動体 ８ 主軸 ８Ａ 壁体 １５ 中空孔 ２０ 潤滑油圧送管 ２５ 前側の潤滑油供給孔 ２６ 軸受内輪 ２７ 噴射小孔 ２８ 後側の潤滑油供給孔 ２９ 軸受内輪 ３０ 噴射小孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を支持する軸受へエアー圧送力を
   介して潤滑油を供給する超高速回転軸の軸受用潤滑装置
   において、 上記回転軸に、その軸方向に沿って中空孔を形成し、 回転軸の中空孔の内側に、該中空孔の内壁面と非接触状
   態で潤滑油圧送管を配置し、 回転軸に、その内壁面から外周に向けて貫通して潤滑油
   圧送管内に連通する潤滑油供給孔を形成し、 軸受内輪に、一端が回転軸の潤滑油供給孔に連通すると
   ともに他端が軸受の転動体の近傍に開口する噴射小孔
   を、該軸受内輪を貫通して形成したことを特徴とする超
   高速回転軸の軸受の潤滑装置。