JPS61103012A - 高速転がり軸受装置 - Google Patents

高速転がり軸受装置

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Publication number
JPS61103012A
JPS61103012A JP59223200A JP22320084A JPS61103012A JP S61103012 A JPS61103012 A JP S61103012A JP 59223200 A JP59223200 A JP 59223200A JP 22320084 A JP22320084 A JP 22320084A JP S61103012 A JPS61103012 A JP S61103012A
Authority
JP
Japan
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bearing
oil
nozzle
air
lubrication
Prior art date
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Pending
Application number
JP59223200A
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English (en)
Inventor
Hidefumi Tsuji
辻 秀文
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
Application filed by NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication of JPS61103012A publication Critical patent/JPS61103012A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/12Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine
    • B23Q11/121Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine with lubricating effect for reducing friction
    • B23Q11/123Arrangements for cooling or lubricating parts of the machine with lubricating effect for reducing friction for lubricating spindle bearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/70Stationary or movable members for carrying working-spindles for attachment of tools or work
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66Special parts or details in view of lubrication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C35/08Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles
    • F16C35/12Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers for spindles with ball or roller bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、工作機械のスピンドルを支持する高速転が
り軸受装置、更に詳しくは、アンギュラ玉軸受を用い、
エヤオイル潤滑により限界回転数を大幅に向上させるよ
うにした軸受装置に関する −ものである。
〔従来の技術〕
工作機械用スピンドル装置においては、近年スピンドル
回転の高速化が要求されてきているが、スピンドルの回
転部分を支承する軸受装置の限界回転数を向上させない
と、上記の要求を満たすことができない。
軸受装置を高速回転に対して耐えられるようにするには
、軸受の転走面や保持器案内面に焼付きを生じないよう
潤滑剤を確実に供給することによって実現できる。
軸受に対する潤滑剤の供給として、従来は、多量の油を
使用するジェット潤滑が一般的であるか、このジェット
潤滑は毎分31〜51という多11::の油を使用する
必要があり、しかも油を循環させているため、潤滑コス
トが高くつくと共に摩擦損失も大きく、また、立型工作
機械のスピンドルの場合、オイルシールが極めて困難に
なるという問題かあり、油の使用を極力少なくした潤滑
方法の実用化が望まれている。
油の使用量を少なくする潤滑の方法として、オイルミス
ト潤滑があるが、オイルミストによる作業環境汚染で問
題がある。この問題を解決する潤滑方法として圧縮空気
に極く少量の油を間歇的に加えることにより、潤滑点に
油を供給するエアオイル潤滑が近年提案されている。
第6図は軸受に対してジェット潤滑を行なうノズル構造
を示しており、これをそのままエアオイル潤滑に使用す
ることが考えられる。
同図において、軸受1は、スピンドルを支持する内側軌
道輪2(以下内輪という)と外側軌道輪4  3(以下
外輪という)の間に複数のボール4を組込み、各ボール
4を保持する保持器5を外輪3で案内したアンギュラ玉
軸受であり、この軸受1に潤滑油を供給するノズル6が
外輪3に接する外輪間座7に設けられている。
上記ノズル6は、軸受1に対し、内輪2と保持器5の非
案内面間に開口して油を噴射するように形成され、多量
の油を使用するジェット潤滑の場合、油を内輪2と保持
器5の非案内面間に噴射し、油を同図矢印AとBの方向
に貫通させ、ボール4にぶつかった一部がラジアル方向
に遠心力ではねとばされ、その飛沫が矢印Cの如くUタ
ーンする形で外輪3の保持器案内面3a の47467
に寄与するようにするのが最も有効とされている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上記ノズル構造を利用してエヤオイル潤滑を
行なうと、エアの流れは同図において、抵抗の少ない矢
印AとBの方向には容易に流れるが、回転数が高くなる
と外輪3の保持器案内面33部分の圧力が高くなりUタ
ーンする矢印Cの方向へのミックスエアの流れが発生せ
ず、このため保持器案内面3aの潤滑が不良となって発
熱が生じ、案内面3aの焼付きにより高速回転が得られ
ないことになり、ジェット潤滑のノズル構造をそのまま
エアオイル潤滑に流用することができないという問題が
ある。
また、ジェット潤滑は、複数の軸受に給油する場合、一
箇所の給油入口と各軸受を分岐通路で接続し、給油を一
箇所から行なうものであるが、エアオイル潤滑における
一箇所からのエヤ供給は、軸受のサイズや形式、エヤ通
路の長さ等により、各軸受に対するエヤや油の流入量に
変化が生じ、各軸受を最適な潤滑状態に維持することが
できないという問題がある。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたものであり、軸受の保持器案内面に、エアオイル潤
滑で確実な給油が行なえ、しかも各軸受へのエヤ及び油
の供給が独立して制御できる高速転がり軸受装置を提供
するのが目的である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記のような問題点を解決するため、この発明は、軌道
輪案内形式の保持器で保持した複数のアンギュラ玉軸受
で、ハウジング内のスピンドルを回転自在に支持し、前
記ハウジングにエアオイル潤滑剤の入口を前記玉軸受ご
とに独立して設け、各玉軸受間に介在させた間座に、対
応する玉軸受の保持器と内輪間及び保持器と外輪間の相
方に臨むよう開口するノズルを形成し、このノズルを対
応する玉軸受用の前記潤滑剤入口と連通接続し、間座の
他の玉軸受と対応する面に潤滑剤の排出路を形成したも
のである。
〔作用〕
エヤオイルは各軸受に対し個々に独立して供給され、エ
ヤオイルはノズルの第1、第2両開口から軸受に向けて
噴射し、第1の開口から噴射されたエアオイルは内輪と
保持器間を貫通する。
また、第2の開口から噴射されたエアオイルは、外輪の
保持器案内面と保持器の間に直接吹付けられ、保持器案
内面を通過する際有効な潤滑作用を行ない、エヤオイル
潤滑を採用してスピンドルの高速回転が行なえる。
更に並列に組合わされたアンギュラ玉軸受をスピンドル
両端部において背面合わせの配置にすることにより、一
般的に使われるアンギュラ玉軸受と円筒ころ軸受の組合
わせのものより、各軸受の温度上昇が均等で低く、又両
方向の大きな軸方向荷重にも耐えることかできる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を添付図面の第1図乃至第5図
に基づいて説明する。
第1図と第2図は工作機械の立型高速スピンドル構造を
示しており、円筒状に形成したハウジング11の内部に
スピンドル12が挿入され、ハウジング11の上部及び
下部の各々に並列合せて組込んだ軸受13によって回転
自在に支持されている。
上記スピンドル12は、下端部に、プライスカッター・
eエンドミル梨の工具を取付けるためのテーパ孔14が
設けられ、ハウジング11から突出する上端側に駆動源
と連動するためのプーリ159.1 ″“tatgh−
c+、、s・前記軸受13は、外輪16(!:内輪17
の間に複数のボール1日を組込み、各ボール18を保持
する保持器19を外輪16で案内したアンギュラ玉軸受
であり、上位並列合せと下位並列合せか丁度背面合せの
関係になるよう配置されている。
上記各軸受13間において、並列合せの関係にある軸受
13aと13b間及び13Cと13d間には短尺の外輪
間座20と内輪間座21が、またウジング11の上端及
び下端に、軸受と間座群のスラスト方向を保持する端板
24.25が固定されている。・ 前記短尺外輪間座20及び20の軸受13a。
13d  に臨む側と、長尺外輪間座22の両端には、
各々対応する軸受に対してエヤオイルを噴射するノズル
26が設けられている。
第3図と第4図は短尺外輪間座20に設けたノズルを、
また第5図は長尺外輪間座22の両端に設けたノズルを
示しており、各ノズル26は共に等しい構造であり、同
一符合を付す。
外輪間座の外周面に環状の通路27が設けられ。
この通路27の底面に給油孔2日を穿設し、ノズル26
は、この給油孔28から内輪17と保持器19の非案内
面間に臨む第1の開口29と、外輪16の保持器案内面
16aと保持器19の間に臨む第2の開口3oとで形成
されている。
上記ノズル26は、エアの容量や軸受のサイズ等により
円周方向に複数個を設けるようにしてもよく、しかも両
開口29と30を円周方向に位相をずらして配置するよ
うにしてもよい。
また、短尺外輪間座20のノズル26と反対側の面及び
上下端板24.25の軸受13a、13dに臨む面には
、軸受を通過したエアオイルを受取る環状排出路31が
設けられ、短尺外輪間座20の環状排出路31はスリッ
ト32と横孔33を介してハウジング11の排出路34
に連通し、上下端板24.25の環状排出路31も通孔
35て排出路34とつながっている。
前記ハウジング11及び上部端板24には、各軸受13
a、13b、13C,13d  ごとに独立してエヤオ
イルの入口36が設けられ、各人口36は対応する軸受
にエヤオイルを供給するノズル26の通路27と給油路
37を介して連通し、各人口36から所定の軸受13に
エヤオイルを別々に供給することができるようになって
いる。
従って、各軸受13a、13b、13c、13d  +
C対してエヤ量と油量の制御が容易に独立して行なえる
なお、外輪16と外輪間座20.22とは回転しないた
め、外輪間座20.22及び上下端[24゜25の軸受
13に近接する位置に気密用のOリング3日が組込まれ
ている。また、ハウジング11の外周面は冷却のための
冷却油循環用螺旋溝39が形成されている。
この発明の軸受装置は上記のような構成であり、軸受1
3で支持したスピンドル12が高速回転する状態で、各
入口36にエヤオイルを供給すると、各ノズル26から
対応する軸受13に向けてエアオイルが噴射される。
第1の開口29から噴射されたエアオイルは第3図や第
5図の矢印AとBで示す如く、内輪17と保持器19の
間を貫通し、ボール18の転勤而を潤滑する。
第2の開口30から噴射されたエアオイルは同図矢印り
の如く保持器19と外輪16の案内面163間を通過し
、案内面16aを潤滑した後、内輪17と外輪16間を
通過した矢印Bのエアオイルと合流して流出する。
このように、第1の開口29と第2の開口30からのエ
アオイルの噴射により、保持器19と案内面162間へ
のエアオイルによる潤滑が可能になり、高速回転による
保持器19と案内面168間の焼付き発生がなく、各軸
受13を通過した使用済のエアオイルは、排出路34か
ら出口40を通って外部に取出される。
ちなみに、エアオイルの条件は下記の如くである。
元圧2.5に9f/c+4 空気流量  40ON//分 ヌ    。 I  0.36CC狙 このような条件のエアオイルをノズル26から噴射して
潤滑を行なうと、ハウジングの温度上昇が、第6図で示
したジェット潤滑による従来のノズル構造に比較して、
内径φ80のアンギュラ玉、軸受において、5℃〜8℃
低く、また回転数も12000 rPmに対して140
00rPmまで限界回転数を上げることができる。
また、保持器案内面16a の損傷についても、従来の
ノズルによる潤滑の場合、摩耗が大に対し、この発明の
ノズル26によるエアオイル潤滑では、なじみは認めら
れるが、摩耗の発生がなく、案内面の状態は極めて良好
であった。
〔効果〕
以上のように、この発明によると、保持器を軌道輪で案
内する転がり玉軸受を用いてスピンドルを回転自在に支
持し、軸受間に介在させた間座にエアオイルを軸受に噴
射するノズルを設け、このノズルの開口を外輪と保持器
間及び保持器と内輪間に各々臨ませたので、エアオイル
潤滑を利用して保持器案内面への潤滑が確実に行なえ、
保持器案内面の焼付き防止効果が向上し、スピンドルの
限界回転数を上げることができる。
また、エアオイルの供給を各軸受ごとに独立して行なう
ようにした0で、各軸受に対するエア及び油の量が制御
でき、軸受のサイズ或いは形式に合わせて最適のエアオ
イル潤滑が行なえ、潤滑の信頼性を大幅に向上させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る軸受装置の使用状態を示すスピ
ンドル装置の縦断面図、第2図同上の一部切欠底面図、
第3図は同上における短尺間座部分の拡大断面図、第4
図は短尺間座の斜視図、第5図は同じく長尺間座部分の
拡大断面図、第6図は従来のノズル構造を示す断面図で
ある。 11はハウジング、12はスピンドル、13は軸受、1
6は外輪、17は内輪、18はボール、19は保持器、
20は短尺外輪間座、22は長尺外輪間座、26はノズ
ル、27は通路、28は給油孔、29は第1の開口、3
0は第2の開口、31は環状排出路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内外の軌道輪間に収納した転動体群を軌道輪案内
    形式の保持器で保持した複数の転がり軸受で、ハウジン
    グ内のスピンドルを回転自在に支持し、前記ハウジング
    にエアオイル潤滑剤の入口を前記軸受ごとに独立して設
    け、各軸受間に介在させた間座に、対応する軸受の保持
    器と内側軌道輪間及び保持器と外側軌道輪間の相方に臨
    むよう開口するノズルを形成し、このノズルを対応する
    軸受用の前記潤滑剤入口と連通接続し、間座の他の軸受
    と対応する面に潤滑剤の排出路を形成した高速転がり軸
    受装置。
  2. (2)アンギユラ玉軸受がスピンドルの両端部において
    背面合せの配置に組合され、ノズルが外側軌道輪の間座
    に形成されている特許請求の範囲第1項に記載の高速転
    がり軸受装置。
JP59223200A 1984-10-23 1984-10-23 高速転がり軸受装置 Pending JPS61103012A (ja)

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JP59223200A JPS61103012A (ja) 1984-10-23 1984-10-23 高速転がり軸受装置

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JP59223200A JPS61103012A (ja) 1984-10-23 1984-10-23 高速転がり軸受装置

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JPS61103012A true JPS61103012A (ja) 1986-05-21

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JP (1) JPS61103012A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0349419U (ja) * 1989-09-20 1991-05-14
WO2010049328A3 (de) * 2008-10-30 2011-01-20 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Lageranordnung einer vertikal stehenden antriebsspindel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0349419U (ja) * 1989-09-20 1991-05-14
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