JP4258665B2 - Spindle device for machine tools - Google Patents
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Description
本発明は、高速回転する工作機械の主軸等に用いられる工作機械用主軸装置に関する。 The present invention relates to a machine tool spindle device used for the main axis, etc. of the machine tool rotating at a high speed.
工作機械主軸用の軸受には、工作精度向上のため、振動、音響等の特性が良好であることが求められる。また、工作機械主軸用の軸受には、取り扱いやすく環境面やコスト面で有利な、グリース潤滑を採用し、かつ、高速回転性、高寿命を達成することが求められている。 Bearings for machine tool spindles are required to have good characteristics such as vibration and sound in order to improve machine accuracy. In addition, bearings for machine tool spindles are required to employ grease lubrication, which is easy to handle and advantageous in terms of environment and cost, and to achieve high-speed rotation and long life.
工作機械主軸に用いられるグリース潤滑の転がり軸受は、発熱しないように、初期に封入したグリースのみで潤滑されるのが普通である。グリースを封入した初期段階で、グリースの慣らし運転を行わずに高速回転させると、グリースの噛み込みや攪拌抵抗により異常発熱を起こすため、数時間をかけて慣らし運転を行ってグリースを最適な状態にしている。 In general, grease lubricated rolling bearings used for machine tool spindles are lubricated only with grease initially charged so as not to generate heat. In the initial stage when the grease is filled, if it is rotated at high speed without running-in the grease, it will generate abnormal heat due to the biting and stirring resistance of the grease. I have to.
近年、工作機械主軸の高速化が益々進み、主軸を支持する軸受はdmN(=(軸受内径+軸受外径)÷2×回転速度(rpm))100万以上という環境で使用されることが珍しくなくなっている。
ところで、オイルエアやオイルミスト等の油潤滑のものと比較すると、グリース潤滑の転がり軸受は高速回転における寿命が短い傾向がある。グリース潤滑の場合、軸受の転がり疲れ寿命よりも前に、グリース劣化により軸受が焼付いてしまう。回転数が著しく高い場合、短時間でグリースが劣化し、早期に焼付が発生する。
In recent years, the spindle speed of machine tool spindles has increased, and bearings supporting spindles are rarely used in an environment of dmN (= (bearing inner diameter + bearing outer diameter) ÷ 2 × rotational speed (rpm)) 1 million or more. It is gone.
By the way, as compared with oil-lubricated ones such as oil-air and oil mist, grease-lubricated rolling bearings tend to have a short life at high-speed rotation. In the case of grease lubrication, the bearing seizes due to grease deterioration before the rolling fatigue life of the bearing. When the rotational speed is extremely high, the grease deteriorates in a short time and seizure occurs early.
例えば、実開平1−67331号公報、実開平4−132220号公報、実開平6−35659号公報、実開平6−35653号公報、実開平5−94531号公報、実開平5−94532号公報、実開平6−35655号公報、及び実開平6−35657号公報には、内輪側にグリース溜まりを設け、遠心力によりグリースを連続供給する技術が開示されている。また、実開平5−86029号公報には、エアを利用して軸受空間に封入したグリースを有効活用する技術が開示れている。
しかしこれらの技術では、改善が十分でなかった。
For example, Japanese Utility Model Publication No. 1-67331, Japanese Utility Model Application Publication No. 4-132220, Japanese Utility Model Application Publication No. 6-35659, Japanese Utility Model Application Publication No. 6-35653, Japanese Utility Model Application Publication No. 5-94531, Japanese Utility Model Application Publication No. 5-94532. Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-35655 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-35657 disclose a technique in which a grease reservoir is provided on the inner ring side and grease is continuously supplied by centrifugal force. Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-86029 discloses a technique for effectively using grease sealed in a bearing space using air.
However, these techniques have not been sufficiently improved.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、環境面、コスト面に有利で、高速回転性及び高寿命を達成できる工作機械用主軸装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is environmental, advantageous cost, is to provide a machine tool spindle apparatus which can realize a high-speed rotation and high lifetime.
本発明の目的は、下記構成により達成される。
(1) 主軸を支持する転がり軸受がハウジング内に装着された工作機械用主軸装置であって、
前記転がり軸受は、グリース潤滑され、
前記転がり軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた玉とを有し、且つ、前記転がり軸受には予圧が付与されており、
前記転がり軸受は、接触角を有し、外輪の玉との接触部から軸方向にずれた位置で、且つ、前記外輪の前記接触部のある側と反対側で前記玉とオーバーラップする位置に径方向の補給孔が設けられ、
前記転がり軸受内には追加グリースが前記補給孔から間欠的に補給され、
前記追加グリースの一回の補給量は、軸受空間容積の0.1〜4%となるように補給されることを特徴とする工作機械用主軸装置。
なお、軸受空間容積とは、外輪内径と内輪外径との間にできる空間から、転動体の体積及び保持器の体積を差し引いた容積を意味する。
The object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A spindle device for a machine tool in which a rolling bearing supporting the spindle is mounted in a housing,
The rolling bearing is grease lubricated,
The rolling bearing has an outer ring having an outer ring raceway on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway on an outer peripheral surface, and a ball provided so as to be freely rollable between the outer ring raceway and the inner ring raceway, And the preload is given to the rolling bearing,
The rolling bearing has a contact angle, is in a position shifted in the axial direction from a contact portion with the ball of the outer ring, and is in a position overlapping the ball on the opposite side of the outer ring with the contact portion. A radial replenishment hole is provided,
In the rolling bearing, additional grease is intermittently supplied from the supply hole,
A spindle device for a machine tool, wherein the supplementary grease is replenished so that a single replenishment amount is 0.1 to 4% of a bearing space volume .
The bearing space volume means a volume obtained by subtracting the volume of the rolling element and the volume of the cage from the space formed between the inner diameter of the outer ring and the outer diameter of the inner ring.
上記構成の転がり軸受によれば、グリースが早期に劣化して軸受が破損する前に、新たなグリースを外輪側(径方向)から補給することにより、軸受寿命の延長が可能となる。外輪側から供給された場合、グリースは、補給孔を通って、外輪内径面から軸受空間に補給される。補給されたグリースは、転動体や保持器に付着し、転動体や保持器の回転に伴って軸受内部全体に馴染む。 According to the rolling bearing having the above-described configuration, it is possible to extend the life of the bearing by supplying new grease from the outer ring side (radial direction) before the grease deteriorates early and breaks the bearing. When supplied from the outer ring side, the grease is supplied to the bearing space from the inner surface of the outer ring through the supply hole. The replenished grease adheres to the rolling elements and the cage, and is adapted to the entire bearing interior as the rolling elements and the cage are rotated.
通常、工作機械の主軸に組み込まれるアンギュラ玉軸受の場合、グリースの初期封入量は、軸受空間容積の10〜20%を目安とされている。一方、工作機械の主軸に組み込まれる円筒ころ軸受の場合、グリースの初期封入量は、軸受空間容積の8〜15%を目安とされている。これは、グリースの初期慣らし運転の時間短縮と、温度上昇の抑制という要求からきているものである。特に円筒ころ軸受の場合、グリースの初期慣らし運転時に、回転しているころがグリースを噛みこんで異常昇温することがよくある。最悪の場合、焼付を起こしてしまうこともある。
上記構成のように、一回のグリース補給量を軸受空間容積の4%以下とすることで、異常昇温を回避しつつ、慣らし運転の時間を短縮できる。また、鋭意検討の結果、一回のグリース補給量が軸受空間容積の0.1%であれば、必要最低限の潤滑が行われることがわかった。
Usually, in the case of an angular contact ball bearing incorporated in a main spindle of a machine tool, the initial amount of grease charged is 10 to 20% of the bearing space volume. On the other hand, in the case of a cylindrical roller bearing incorporated into the main shaft of a machine tool, the initial amount of grease is 8 to 15% of the bearing space volume. This comes from the demands for shortening the initial break-in time of the grease and suppressing the temperature rise. In particular, in the case of a cylindrical roller bearing, during the initial running-in operation of grease, the rotating roller often bites the grease and abnormally increases the temperature. In the worst case, seizure may occur.
As in the above configuration, by setting the amount of grease replenished at one time to 4% or less of the bearing space volume, it is possible to reduce the break-in operation time while avoiding abnormal temperature rise. Further, as a result of intensive studies, it has been found that if the amount of grease supplied at one time is 0.1% of the bearing space volume, the minimum necessary lubrication is performed.
アンギュラ玉軸受のように、接触角を有し、転動体が玉である場合、外輪の内径面の、軌道溝の接触部のある側からずれた箇所に補給孔を開口させることで、運転中の損傷を防止できる。
補給孔の直径が、0.1〜5mmの範囲内であれば、定量のグリース補給をより円滑に行うことができる。すなわち、グリースが補給孔につまることがなく、グリースが過度に補給されることもない。なお、補給孔は円形断面のものに限定されない。例えば、直径0.1〜5mmの円形断面積と同等の断面積を有する矩形断面や多角形断面の補給孔であってもよい。
上記転がり軸受は、dmNが100万以上となる環境でも長寿命を達成できる。
When the rolling element is a ball, such as an angular ball bearing, when the rolling element is a ball, it is in operation by opening a replenishment hole at a location shifted from the inner ring surface of the outer ring from the side where the contact portion of the raceway groove is located. Can prevent damage.
If the diameter of the replenishing hole is in the range of 0.1 to 5 mm, a certain amount of grease can be replenished more smoothly. That is, the grease is not clogged in the supply hole, and the grease is not excessively supplied. The supply hole is not limited to a circular cross section. For example, it may be a supply hole having a rectangular cross section or a polygonal cross section having a cross sectional area equivalent to a circular cross sectional area having a diameter of 0.1 to 5 mm.
The rolling bearing can achieve a long life even in an environment where dmN is 1 million or more.
以上説明したように、本発明によれば、グリースが早期に劣化して軸受が破損する前に新たなグリースを間欠的に補給することにより、グリース潤滑でありながら高速回転性に優れて長寿命の転がり軸受を提供できる。この転がり軸受を用いて、高い信頼性を有する工作機械用主軸装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, new grease is intermittently replenished before the grease deteriorates early and the bearing is damaged. Can provide rolling bearings. By using this rolling bearing, it is possible to realize a spindle device for machine tools having high reliability.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図1に示す本発明第1実施形態のアンギュラ玉軸受10は、外周面に内輪軌道11aを有する内輪11、内周面に外輪軌道12aを有する外輪12、内外輪11,12間に形成された内輪軌道11a及び外輪軌道12aに沿って複数配置された玉13及び玉13を円周方向等間隔に保持する保持器14を備えている。本実施形態は、外輪カウンタボア軸受である。本実施形態は、工作機械の主軸支持用転がり軸受である。
本実施形態においては、外輪12のカウンタボア側(図では右側)に、外輪12を径方向に貫通する補給要素としての補給孔15が設けられている。補給孔15は、直径0.1〜5mmの円形断面を有している。補給孔15は、外輪12の内径面の、外輪軌道12aに隣接する箇所に開口している。
補給孔15は、外輪12の周方向に間隔をあけた複数箇所に設けられてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
An angular ball bearing 10 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is formed between an
In the present embodiment, a
The
アンギュラ玉軸受10の軸受空間には、軸受空間容積の10〜20%の量のグリースが初期封入される。そして、軸受使用時には、次のようなグリース補給方法が適用される。すなわち、適宜なタイミングで(間欠的、定期的に)、補給孔15を介して、一回の補給量が軸受空間容積の0.1〜4%となるようにグリースショットさせる。
The bearing space of the angular ball bearing 10 is initially filled with grease in an amount of 10 to 20% of the bearing space volume. The following grease replenishing method is applied when the bearing is used. That is, at an appropriate timing (intermittently and periodically), the grease shot is performed through the
図2に示す本発明第2実施形態のアンギュラ玉軸受20は、内輪21、外輪22、内外輪21の内輪軌道21aと外輪22の外輪軌道22aとの間に複数配置された玉23及び玉23を円周方向等間隔に保持する保持器24を備えている。
本実施形態においては、外輪22のカウンタボア側(図では右側)に、外輪22を径方向に貫通する補給要素としての補給孔25が設けられている。補給孔25の外輪内径面側は、グリースだまり25aになっている。グリースだまり25aの断面積は、補給孔25の他の部分の断面積より大きい。グリースだまり25aを有しているので、補給孔25は、段付き円柱状空間になっている。グリースだまり25aは、外輪22の内径面の、外輪軌道22aに隣接する箇所に位置している。
以下に説明する実施形態においても、補給孔がグリースだまりを有してもよい。
An angular ball bearing 20 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 includes an
In the present embodiment, a
Also in the embodiment described below, the replenishment hole may have a grease reservoir.
図3に示す本発明第3実施形態のアンギュラ玉軸受30は、内輪31、外輪32、内輪31の内輪軌道31aと外輪32の外輪軌道32aとの間に複数配置された玉33及び玉33を円周方向等間隔に保持する保持器34を備えている。本実施形態は、内輪カウンタボア軸受である。
本実施形態においては、外輪32の外輪軌道32aの、接触部32bのある側(図では右側)の反対側に、外輪32を径方向に貫通する補給要素としての補給孔35が開口している。尚、補給孔35は、接触部32bのある側であってもよく、接触部32b以外の部分に設ければよい。
An
In the present embodiment, a
図4に示す本発明第4実施形態のアンギュラ玉軸受40は、内輪41、外輪42、内輪41の内輪軌道41aと外輪42の外輪軌道42aとの間に複数配置された玉43及び外輪案内の保持器44を備えている。本実施形態は、外輪カウンタボア軸受である。
本実施形態においては、外輪42のカウンタボア側(図では右側)に、外輪42を径方向に貫通する補給要素としての補給孔45が設けられている。補給孔45は、保持器44の片側(図では右側)の案内面44aに向けて開口している。
An
In the present embodiment, a
図5に示す本発明第5実施形態のアンギュラ玉軸受50は、内輪51、外輪52、内輪51の内輪軌道51aと外輪52の外輪軌道52aとの間に複数配置された玉53及び外輪案内の保持器54を備えている。本実施形態は、外輪カウンタボア軸受である。
本実施形態においては、外輪52の反カウンタボア側(図では左側)に、外輪52を径方向に貫通する補給要素としての補給孔55が設けられている。補給孔55は、保持器54の片側(図では左側)の案内面54aに向けて開口している。
An
In the present embodiment, a
図1に示した形態のアンギュラ玉軸受を用いて、以下のような実験を行った。
内径65mm、外径100mm、幅18mm、接触角18°、玉径7.144mm、使用グリースはイソフレックスNBU15、グリース初期封入量は軸受空間容積の15%(2.3cc)である、一対のアンギュラ玉軸受により、試験機の回転主軸を支持した。一対のアンギュラ玉軸受は背面組合せとし、軸受間隔は100mmとした。
The following experiment was conducted using the angular ball bearing of the form shown in FIG.
A pair of angular contacts with an inner diameter of 65 mm, an outer diameter of 100 mm, a width of 18 mm, a contact angle of 18 °, a ball diameter of 7.144 mm, the grease used is Isoflex NBU15, and the initial amount of grease is 15% (2.3 cc) of the bearing space volume. The rotating spindle of the testing machine was supported by ball bearings. The pair of angular ball bearings was a back combination, and the bearing spacing was 100 mm.
(実験1)
試験機の回転主軸をいくつかの設定速度で回転させ、各設定速度における軸受耐久時間を観測した。結果を表1に示す。
(Experiment 1)
The rotating spindle of the test machine was rotated at several set speeds, and the bearing durability time at each set speed was observed. The results are shown in Table 1.
表1の結果をグラフ化したものを図6に示す。図6から、dmNの上昇に伴って、グリース寿命時間が指数関数的に短くなることがわかる。
A graph of the results in Table 1 is shown in FIG. FIG. 6 shows that the grease life time decreases exponentially with increasing dmN.
(実験2)
実験1のときと同様な条件で、試験機の回転主軸を一対のアンギュラ玉軸受で支持し、適宜な慣らし運転を行った。慣らし運転後のdmN150万における外輪温度は55℃であった。なお、dmN150万におけるグリース寿命は、前述のように1000時間である。
本実験では、dmN150万で1000時間運転を行った時点で、いくつかの設定補給量のグリース補給を行い、その後0からdmN150万に5秒で立ち上げて運転を再開するとともに軸受を観察することで、各設定補給量における耐久時間及び軸受の昇温を測定した。結果を表2に示す。
(Experiment 2)
Under the same conditions as in
In this experiment, when 1000 hours of operation was performed at dmN 1.5 million, grease was replenished with several set replenishment amounts, and then the operation was restarted from 0 to dmN 1.5 million in 5 seconds and the bearing was observed. Then, the durability time and the temperature rise of the bearing at each set replenishment amount were measured. The results are shown in Table 2.
一方、補給量が4%を超えると、グリース補給後に軸受が異常昇温(外輪が75℃以上に急上昇)した。
以上の結果から、グリースの補給間隔は、初期封入のグリース寿命時間の半分以下とし、補給量は軸受空間容積の4%以下とするのが良いことがわかった。
On the other hand, when the replenishment amount exceeded 4%, the bearing temperature increased abnormally (the outer ring rapidly increased to 75 ° C. or more) after replenishing grease.
From the above results, it was found that the grease replenishment interval should be less than half of the initially filled grease life time and the replenishment amount should be 4% or less of the bearing space volume.
なお、2%のグリース補給を行った後、慣らし運転をした時点で、軸受内部の接触部の脇にかき出されたグリースを採取し、量を測定したところ、2%の量の補給に対し、1.9%の量のグリースがかき出されたことがわかった。これは、転動体(玉)、内外輪の軌道溝及び保持器間に必要最低限のグリースが潤滑膜として保持され、余分なグリースがかき出されたことを示す。
このことから、グリース補給量の下限は軸受空間容積の0.1%であることがわかった。
In addition, after performing 2% grease replenishment, at the time of running-in operation, the grease scraped out to the side of the contact part inside the bearing was collected and measured, and the amount of replenishment was 2%. It was found that an amount of grease of 1.9% was scraped. This indicates that a minimum amount of grease was held as a lubricating film between the rolling elements (balls), the raceway grooves of the inner and outer rings, and the cage, and excess grease was scraped off.
From this, it was found that the lower limit of the grease replenishment amount is 0.1% of the bearing space volume.
図7に示す本発明第6実施形態の複列円筒ころ軸受60は、内輪61、外輪62、内輪61の内輪軌道61aと外輪62の外輪軌道62aとの間に2列に複数配置された円筒ころ63及び各列の円筒ころ63を円周方向等間隔に保持する保持器64を備えている。本実施形態は、工作機械の主軸支持用転がり軸受である。
本実施形態においては、外輪62の軸方向中央部に、外輪62を径方向に貫通する補給要素としての補給孔65が設けられている。補給孔65は、直径0.1〜5mmの円形断面を有している。補給孔65は、それぞれの保持器64の、2列の円筒ころ63の間に位置する部分に向けて開口している。
本実施形態においては、外輪外径面の軸方向中央部に、補給孔65に連通する溝65bを設けて、補給孔65にグリースGをショットし易くしているが、溝65bはなくてもよい。なお、図1〜5に示した転がり軸受にも、外輪外径面に溝を設けることができる。
A double-row
In the present embodiment, a
In the present embodiment, a
円筒ころ軸受60の軸受空間には、軸受空間容積の8〜15%の量のグリースが初期封入される。そして、軸受使用時には、次のようなグリース補給方法が適用される。すなわち、適宜なタイミングで(間欠的、定期的に)、補給孔65を介して、一回の補給量が軸受空間容積の0.1〜4%となるようにグリースGをショットさせる。
保持器64に向けてショットされたグリースGは、軸受回転に伴って、内外輪の軌道面の円周上に均一に塗布される。こうして、ショットされたグリースGによる新しい油膜が形成される。慣らし運転が終わると、必要最低限のグリース以外は、転動面外側にかき出されて土手のような形状になる。その状態のグリースから微量な基油が漏れて、転動面や保持器案内面が潤滑される。
The bearing space of the
The grease G shot toward the
図8に示す本発明第7実施形態の複列円筒ころ軸受70は、内輪71、外輪72、内輪71の内輪軌道71aと外輪72の外輪軌道72aとのに2列に複数配置された円筒ころ73及び各列の円筒ころ73を円周方向等間隔に保持する保持器74を備えている。
本実施形態においては、外輪72に、外輪72を径方向に貫通する補給要素としての補給孔75が、軸方向に見て複数(ここでは2本)設けられている。補給孔75は、各列の円筒ころ73の転動面に向けて開口している。外輪外径面には、2列の溝75bが設けられている。
The double-row
In the present embodiment, the
図9に示す本発明第8実施形態の単列円筒ころ軸受80は、内輪81、外輪82、内輪81の内輪軌道81aと外輪82の外輪軌道82aとの間に複数配置された円筒ころ83及び外輪案内の保持器84を備えている。
本実施形態においては、外輪82に、外輪82を径方向に貫通する補給要素としての補給孔85が、軸方向に見て2本設けられている。各補給孔85は、円筒ころ83の軸方向両側に位置する、保持器84の案内面に向けて開口している。外輪外径面には、2列の溝85bが設けられている。
図示しないが、片側の保持器案内面に向けて開口する、軸方向に見て1本の補給孔を設けた構成とすることもできる。
A single-row
In this embodiment, the
Although not shown in the figure, a configuration may be adopted in which one supply hole is provided as viewed in the axial direction and opens toward the cage guide surface on one side.
図10に示す本発明第9実施形態の単列円筒ころ軸受90は、内輪91、外輪92、内輪91の内輪軌道91aと外輪92の外輪軌道92aとの間に複数配置された円筒ころ93及び外輪案内の保持器94を備えている。
本実施形態においては、外輪92の軸方向中央部に、外輪92を径方向に貫通する補給要素としての補給孔95が設けられている。補給孔95は、円筒ころ93の転動面に向けて開口している。外輪外径面の軸方向中央部には、溝95bが設けられている。
A single-row
In the present embodiment, a
図11に示す本発明第10実施形態の単列円筒ころ軸受100は、内輪101、外輪102、内輪101の内輪軌道101aと外輪102の外輪軌道102aとの間に複数配置された円筒ころ103及び外輪案内の保持器104を備えている。
本実施形態においては、外輪102に、外輪102を径方向に貫通する補給要素としての補給孔105が、軸方向に見て2本設けられている。各補給孔105は、円筒ころ103の軸方向両端面と保持器104の案内面との間に向けて開口している。外輪外径面には、2列の溝105bが設けられている。
図示しないが、軸方向に見て1本の補給孔を設けた構成とすることもできる。
A single-row
In the present embodiment, the
Although not shown, a configuration in which one supply hole is provided when viewed in the axial direction may be employed.
図12に示す本発明第11実施形態の単列円筒ころ軸受110は、内輪111、外輪112、内輪111の内輪軌道111aと外輪112の外輪軌道112aとの間に複数配置された円筒ころ113及び外輪案内の保持器114を備えている。
本実施形態においては、外輪112の軸方向中央部に、外輪112を径方向に貫通する補給要素としての補給孔115が設けられている。補給孔115は、グリースをショットするノズル120の、先端テーパ形状に対応するテーパ形状になっており、外径面側から内径面側に向かうにつれて直径が減少している。すなわち、補給孔115は、円錐台状空間になっている。補給孔115は、円筒ころ113の転動面に向けて開口している。
A single row
In the present embodiment, a
図10に示した形態の円筒ころ軸受を用いて、以下のような実験を行った。
(実験3)
内径95mm、外径145mm、ころ径11mm、ころ長さ11mm、ころ数27個、軸受空間容積31cm3、使用グリースはイソフレックスNBU15、グリース初期封入量は軸受空間容積の10%である円筒ころ軸受を複数用意し、それぞれ慣らし運転を行った。慣らし運転後の、9000min-1での外輪温度は35℃であった。その後、いくつかの設定補給量のグリース補給を行った後、0から9000min-1に2秒で立ち上げて、外輪温度を測定する実験を5回(n1〜n5)行った。
図13(a)に示すように、1箇所の補給孔のみからグリースGを補給した場合の実験結果を表3に示す。
The following experiment was conducted using the cylindrical roller bearing of the form shown in FIG.
(Experiment 3)
Cylindrical roller bearing with an inner diameter of 95 mm, an outer diameter of 145 mm, a roller diameter of 11 mm, a roller length of 11 mm, 27 rollers, a bearing space volume of 31 cm 3 , the grease used is Isoflex NBU15, and the initial grease amount is 10% of the bearing space volume. A number of were prepared, and each run-in was performed. The outer ring temperature at 9000 min −1 after the running-in operation was 35 ° C. Then, after supplying grease of several set supply amounts, the experiment was started from 0 to 9000 min −1 in 2 seconds and the outer ring temperature was measured five times (n1 to n5).
Table 3 shows the experimental results when the grease G is replenished from only one replenishment hole as shown in FIG.
表3中、◎は外輪温度が40℃以下であったことを示し、○は外輪温度が50℃以下であったことを示し、△は外輪温度が60℃以下であったことを示し、×は外輪温度が60℃を越えたことを示す。
図13(b)に示すように、対向する2箇所(180°離れた位置)の補給孔からグリースGを補給した場合の実験結果を表4に示す。
In Table 3, ◎ indicates that the outer ring temperature was 40 ° C. or less, ◯ indicates that the outer ring temperature was 50 ° C. or less, Δ indicates that the outer ring temperature was 60 ° C. or less, and × Indicates that the outer ring temperature exceeded 60 ° C.
As shown in FIG. 13B, Table 4 shows the experimental results when grease G was replenished from two opposing replenishment holes (
図13(c)に示すように、ころところの間全てに設けられた補給孔からグリースGを補給した場合の実験結果を表5に示す。 As shown in FIG. 13 (c), Table 5 shows the experimental results when the grease G was replenished from the replenishment holes provided at all intervals.
表3〜表5からわかるように、2%以下では、補給後の回転で異常昇温は見られなかった。
4%では、補給箇所を増やすことにより異常昇温を顕著に抑えることができた。すなわち、同じ量を補給するにしても、外輪の円周方向に間隔をあけた複数箇所に設けた補給孔からグリースをショットする方が、異常昇温を抑制できることがわかった。
4%を越えると、グリースの補給箇所を増やしても、温度にバラツキがでて、安定しない状態であった。
As can be seen from Tables 3 to 5, at 2% or less, no abnormal temperature increase was observed in the rotation after replenishment.
At 4%, the abnormal temperature rise could be remarkably suppressed by increasing the number of replenishment points. In other words, even when the same amount was replenished, it was found that the abnormal temperature rise could be suppressed when the grease was shot from replenishment holes provided at a plurality of locations spaced in the circumferential direction of the outer ring.
When it exceeded 4%, even if the number of grease replenishment points was increased, the temperature varied and the state was not stable.
(実験4)
図10に示したような形態であって、内径70mm、外径110mm、ころ径9mm、ころ長さ9mm、ころ数20個、軸受空間容積2.4cm3、使用グリースはイソフレックスNBU15、グリース初期封入量は軸受空間容積の10%、両側案内・外輪案内の保持器の材質はPEEK(ポリエーテルエーテルケトン、炭素繊維強化グレード)である円筒ころ軸受を2個用意した。そして、両方の円筒ころ軸受を16500min-1(dmN150万)で回転させ、一方の円筒ころ軸受には回転開始から48時間経過した時点で軸受空間容積の2%の量のグリース補給を行い、他方の円筒ころ軸受けにはグリース補給を行わず、さらに両方の円筒ころ軸受を16500min-1(dmN150万)で回転させ、耐久時間を測定した。
グリース補給をした円筒ころ軸受では、目標耐久時間である1000時間を達成したが、グリース補給をしない円筒ころ軸受では、200時間しかもたなかった。
(Experiment 4)
In the form shown in FIG. 10, the inner diameter is 70 mm, the outer diameter is 110 mm, the roller diameter is 9 mm, the roller length is 9 mm, the number of rollers is 20, the bearing space volume is 2.4 cm 3 , the grease used is ISOFLEX NBU15, the initial grease Two cylindrical roller bearings were prepared in which the enclosed amount was 10% of the bearing space volume and the material of the cages for both side guides and outer ring guides was PEEK (polyetheretherketone, carbon fiber reinforced grade). Both cylindrical roller bearings are rotated at 16500 min −1 (dmN 1,500,000), and one cylindrical roller bearing is replenished with grease in an amount of 2% of the bearing space volume after 48 hours from the start of rotation. The cylindrical roller bearing was not replenished with grease, and both cylindrical roller bearings were rotated at 16500 min −1 (dmN 1.5 million), and the durability time was measured.
The cylindrical roller bearing with grease replenished the target durability time of 1000 hours, but the cylindrical roller bearing without grease replenishment had only 200 hours.
図14に示す本発明の第12実施形態の単列円筒ころ軸受120は、内輪121、二つの鍔122bを有する外輪122、内輪121の内輪軌道121aと外輪122の外輪軌道122aとの間に配置された円筒ころ123及び外輪案内の保持器124を備えている。
A single-row
円筒ころ123は、外輪122の内周面である鍔122b間に形成された外輪軌道122aおよび内輪121の外周面に形成された内輪軌道121aに沿って転動可能に配置されている。外輪軌道122aの両端部には、円筒ころ123のエッジ部123aと対向する位置に、凹部である逃げ部122cが設けられ、エッジ部123aとの干渉を避ける構造となっている。
The
本実施形態においては、外輪122を径方向に貫通し、外輪122の逃げ部122cの一方に連通する補給要素としての一つの補給孔125が形成されている。追加グリースは、外部から補給孔125を介して径方向に転がり軸受120の内部の逃げ部122cに補給される。補給された追加グリースは、円筒ころ123の転動に伴い、軸受内部全体に馴染み、不足したグリースを補う。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
In the present embodiment, one
図15に示す本発明の第13実施形態の単列円筒ころ軸受130は、内輪131、二つの鍔132bを有する外輪132、内輪131の内輪軌道131aと外輪132の外輪軌道132aとの間に配置された二つの円筒ころ133及び外輪案内の保持器134を備えている。
A single row
円筒ころ133は、外輪132の内周面である鍔132b間に形成された外輪軌道132aおよび内輪131の外周面に形成された内輪軌道131aに沿って転動可能に配置されている。外輪軌道132aの両端部には、円筒ころ133のエッジ部133aと対向する位置に、凹部である逃げ部132cが設けられ、エッジ部133aとの干渉を避ける構造となっている。
The
本実施形態においては、外輪132を径方向に貫通し、外輪132の逃げ部132cのそれぞれに連通する補給要素としての二つの補給孔135が形成されている。追加グリースは、外部から補給孔135を介して径方向に転がり軸受130の内部の逃げ部132cに補給される。補給された追加グリースは、円筒ころ133の転動に伴い、軸受内部全体に馴染み、不足したグリースを補う。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
In the present embodiment, two
図16に示す本発明の第14実施形態の複列円筒ころ軸受140は、内輪141、外輪142、内輪141の内輪軌道141aと外輪142の外輪軌道142aとの間に配置された円筒ころ143及び外輪案内の保持器144を備えている。
A double row
外輪142は、軸方向両端に形成された二つの鍔142bと内径面中央に形成された鍔142dとを有している。鍔142bと鍔142dとの間には、それぞれ二つの外輪軌道142aが形成されている。
The
二つの円筒ころ143は、二つの外輪軌道142aおよび内輪141の外周面に形成された内輪軌道141aに沿ってそれぞれ転動可能に配置されている。外輪軌道142aの両端部のそれぞれには、円筒ころ143のエッジ部143aと対向する位置に、凹部である逃げ部142cが設けられ、エッジ部143aとの干渉を避ける構造となっている。
The two
本実施形態においては、外輪142を径方向に貫通し、それぞれの外輪軌道142aの両端部に設けられた逃げ部142cの一方に連通する補給要素としての二つの補給孔145が設けられている。追加グリースは、外部から補給孔145を介して径方向に転がり軸受140の内部の逃げ部142cに補給される。補給された追加グリースは、円筒ころ143の転動に伴い、軸受内部全体に馴染み、不足したグリースを補う。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
In the present embodiment, two
図17に示す本発明の第15実施形態の複列円筒ころ軸受150は、内輪151、外輪152、内輪151の内輪軌道151aと外輪152の外輪軌道152aとの間に配置された円筒ころ153及び外輪案内の保持器154を備えている。
A double-row cylindrical roller bearing 150 of the fifteenth embodiment of the present invention shown in FIG. 17 includes an
外輪152は、軸方向両端に形成された二つの鍔152bと内径面中央に形成された鍔152dとを有している。鍔152bと鍔152dとの間には、それぞれ二つの外輪軌道152aが形成されている。
The
二つの円筒ころ153は、二つの外輪軌道152aおよび内輪151の外周面に形成された内輪軌道151aに沿ってそれぞれ転動可能に配置されている。外輪軌道152a両端部のそれぞれには、円筒ころ153のエッジ部153aと対向する位置に、凹部である逃げ部152cが設けられ、エッジ部153aとの干渉を避ける構造となっている。
The two
本実施形態においては、外輪152を径方向に貫通し、それぞれの外輪軌道152aの両端部に設けられた逃げ部152cのそれぞれに連通する補給要素としての四つの補給孔155が設けられている。追加グリースは、外部から補給孔155を介して径方向に転がり軸受150の内部の逃げ部152cに補給される。補給された追加グリースは、円筒ころ153の転動に伴い、軸受内部全体に馴染み、不足したグリースを補う。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
In the present embodiment, four
図18は、本発明の第1〜15実施形態に記載の転がり軸受を用いて構成される工作機械用主軸装置としてのスピンドル装置を示す図である。ここでは、例として第1実施形態のアンギュラ玉軸受10及び第9実施形態の円筒ころ軸受90を用いている。なお、図18の主軸装置は、例示のために異種の軸受を用いているが、同種の軸受のみから構成するようにしてもよい。
FIG. 18 is a diagram showing a spindle device as a spindle device for a machine tool configured using the rolling bearings described in the first to fifteenth embodiments of the present invention. Here, as an example, the
軸受10及び90は、主軸1に外嵌し、そしてハウジング7に内嵌している。主軸1は、軸受10及び90を介して、ハウジング7に対し回転可能である。軸受10及び90の各内輪及び外輪間には、それぞれ主軸1及びハウジング7に沿って配置された内輪間座5及び外輪間座6が配置されている。内輪間座5及び外輪間座6の軸方向両端には、それぞれ内輪押さえ部材8及び外輪押さえ部材9が配置され、各間座を介して各軸受に予圧を与えている。内輪押さえ部材8及び外輪押さえ部材9の間には、図示せぬ間隙が形成されており、両押さえ部材間にラビリンスを形成している。
The
ハウジング7には、ハウジング7を貫通し、各軸受10及び90の外輪に形成された補給孔に追加グリースを補給するノズル(グリース供給こま)4が固定されている。グリースは、グリース補給器2から補給パイプ3を介してノズル4に供給され、そして径方向に軸受内部に補給される。グリース補給器2は、適宜なタイミングで(間欠的、定期的に)、一回の補給量が軸受空間容積の0.1〜4%となるようにグリースショットする。
Fixed to the
図18では、第1実施形態の軸受10および第9実施形態の軸受90を例として挙げたが、勿論その他の実施形態2〜8または10〜15の軸受、又はそれらの任意の組合せを代わりに用いてもよい。
また、その他の軸受の外輪に同様の補給孔を設けても同様の効果が期待されることは言うまでもない。
In FIG. 18, the bearing 10 of the first embodiment and the bearing 90 of the ninth embodiment are taken as examples, but of course, the bearings of the other embodiments 2-8 or 10-15, or any combination thereof may be used instead. It may be used.
It goes without saying that the same effect can be expected even if the same replenishment hole is provided in the outer ring of another bearing.
図19は、以下に説明する第16,17実施形態に係る転がり軸受200及び210を用いて構成される工作機械用主軸装置としてのスピンドル装置を示す図である。なお、図19の主軸装置は、例示のために異種の軸受を用いているが、同種の軸受のみから構成するようにしてもよい。
FIG. 19 is a diagram showing a spindle device as a spindle device for a machine tool configured by using rolling
軸受200及び210は、主軸1に外嵌し、ハウジング7に内嵌している。主軸1は、軸受200及び210を介して、ハウジング7に対し回転可能である。軸受200及び210の各内輪及び外輪間には、それぞれ主軸1及びハウジング7に沿って配置された内輪間座500a,500b,500c,500d,500e及び外輪間座600a,600b,600c,600d,600eが図視左から順に配置されている。
The
内輪間座500a及び500e並びに外輪間座600a及び600eの軸方向両端には、それぞれ内輪押さえ部材8a,8b及び外輪押さえ部材9a,9bが配置され、各間座を介して各軸受に予圧を与えている。内輪押さえ部材8a及び外輪押さえ部材9a並びに内輪押さえ部材8b及び外輪押さえ部材9bの間には、図示せぬ間隙が形成されており、両押さえ部材間にラビリンスを形成している。
Inner
図20は、図19に示すスピンドル装置の拡大断面図である。ここでは、本発明の第16実施形態に係るアンギュラ玉軸受200並びにその周辺構造について説明する。
20 is an enlarged cross-sectional view of the spindle device shown in FIG. Here, the
図20に示す各アンギュラ玉軸受200は、内輪201、外輪202、内輪201の内輪軌道201aと外輪202の外輪軌道202aとの間に複数配置された玉203、及び、玉203を円周方向等間隔に保持する保持器204を備えている。外輪202は、玉203を接触角を持って保持するためのテーパ部202bを軸方向片側に有している。以下、テーパ部が形成された軸方向一方を正面側、他方を背面側と呼ぶこととする。
Each
本実施形態においては、各アンギュラ玉軸受200間には、グリース補給用外輪間座600bが配置されている。グリース補給用外輪間座600bには、ハウジング7を貫通した二つのグリース補給用ノズル4が、グリース補給用外輪間座600bに差し込み固定されている。グリース補給用ノズル4には、外部のグリース供給器2から補給パイプ3を介して追加グリースが供給される。
In the present embodiment, a grease replenishing
グリース補給用外輪間座600bは、ノズル4の先端から追加グリースをアンギュラ玉軸受200内部に補給する補給要素としての補給孔205を有している。補給孔205は、直径0.1〜5mmの円形断面を有しており、軸受200の内側(保持器204よりも内径側)に向けて軸方向に開口している。補給孔205は、内輪201及び外輪202間に背面側から軸方向に追加グリースを供給する。供給されるグリースは、主に保持器204よりも内径側に供給される。
The grease replenishing
なお、補給孔205は、径方向に間隔をあけてグリース補給用外輪間座600bの複数箇所に設けられてもよい。また、供給されるグリースは、主に保持器204よりも内径側に供給されるほうが好ましいが、外径側に供給してもよい。
The replenishing holes 205 may be provided at a plurality of locations on the grease replenishing
各アンギュラ玉軸受200の軸受空間には、軸受空間容積の10〜20%の量のグリースが初期封入される。そして、軸受使用開始後、グリース供給器2は、適宜なタイミングで(間欠的、定期的に)、補給孔205を介して、一回の補給量が軸受空間容積の0.1〜4%となるようにグリースショットする。軸受内部に追加補給されたグリースは、玉203の転動に伴い、軸受内部全体に馴染み、不足したグリースを補う。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
An amount of grease of 10 to 20% of the bearing space volume is initially sealed in the bearing space of each
図21は、図19に示すスピンドル装置の拡大断面図であり、ここでは、本発明の第17実施形態に係る単列円筒ころ軸受210について説明する。
FIG. 21 is an enlarged sectional view of the spindle device shown in FIG. 19, and here, a single-row
単列円筒ころ軸受210は、内輪211、外輪212、内輪211の内輪軌道211aと外輪212の外輪軌道212aとの間に配置された円筒ころ213、及び、ころ213を円周方向等間隔に保持する保持器214を備えている。
Single row
本実施形態においては、円筒ころ軸受200の軸方向隣には、グリース補給用外輪間座600dが配置されている。グリース補給用外輪間座600dには、ハウジング7を貫通したグリース補給用ノズル4がグリース補給用外輪間座600dに差し込み固定されている。グリース補給用ノズル4には、外部のグリース供給器2から補給パイプ3を介して追加グリースが供給される。
In the present embodiment, a grease replenishing
グリース補給用外輪間座600dは、ノズル4の先端から追加グリースを軸受210内部に補給する補給要素としての補給孔215を有している。補給孔215は、直径0.1〜5mmの円形断面を有しており、軸受210の内側(保持器214よりも内径側)に向けて軸方向に開口している。補給孔215は、内輪211及び外輪212間に背面側から軸方向に追加グリースを供給する。供給されるグリースは、主に保持器214よりも内径側に供給される。
なお、補給孔215は、径方向に間隔をあけてグリース補給用外輪間座600dの複数箇所に設けられてもよい。また、供給されるグリースは、主に保持器214よりも内径側に供給されるほうが好ましいが、外径側に供給してもよい。
The grease replenishing
The replenishment holes 215 may be provided at a plurality of locations on the grease replenishment
各アンギュラ玉軸受210の軸受空間には、軸受空間容積の10〜20%の量のグリースが初期封入される。そして、軸受使用開始後、グリース供給器2は、適宜なタイミングで(間欠的、定期的に)、補給孔215を介して、一回の補給量が軸受空間容積の0.1〜4%となるようにグリースショットする。軸受内部に追加補給されたグリースは、円筒ころ213の転動に伴い、軸受内部全体に馴染み、不足したグリースを補う。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
An amount of 10 to 20% of the bearing space volume is initially sealed in the bearing space of each
図22は、第16実施形態の第1の変形例に係るスピンドル装置の拡大断面図を示す。
本変形例に用いられているアンギュラ玉軸受220は、軸に外嵌する内輪221、ハウジング1000に内嵌する外輪222、内輪221の内輪軌道221aと外輪222の外輪軌道222aとの間に転動自在に配置された玉223、並びに玉223を保持する保持器224から構成される。
FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view of a spindle device according to a first modification of the sixteenth embodiment.
The
ハウジング1000は、径方向内側に突出した凸部1000aを有する。軸受220の外輪222は、軸方向背面側で凸部1000aに接している。内輪221の軸方向背面側には、凸部1000aと軸方向に対向する内輪間座510aが配置されている。
The
一方、外輪222の軸方向正面側には、グリース補給用外輪間座610が設けられている。グリース補給用外輪間座610は、内輪間座510bと軸方向に対向している。ハウジング1000におけるグリース補給用外輪間座610の外径面に対応する位置には、グリース補給用ノズル400をグリース補給用外輪間座610に差し込むための開口1000bが形成されている。グリース補給用ノズル400の基部400aは、ねじ等の固定部材400bによりハウジング1000の外径面上に固定されており、基部400aから延出した先端部400cがグリース補給用外輪間座610内部に差し込まれている。
On the other hand, an
グリース補給用外輪間座610は、グリース補給用ノズル400の先端部400cから追加グリースを軸受220内部に補給する補給要素としての補給孔225を有している。補給孔225は、直径0.1〜5mmの円形断面を有している。・BR>站牛E225は、内輪221及び外輪222間に正面側から軸方向に追加グリースを供給する。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
なお、補給孔225は、径方向に間隔をあけてグリース補給用外輪間座610の複数箇所に設けられてもよい。
The grease replenishing
The replenishment holes 225 may be provided at a plurality of locations of the grease replenishment
図23は、第16実施形態の第2の変形例に係るスピンドル装置の拡大断面図を示す。
本変形例に用いられているアンギュラ玉軸受230は、軸に外嵌する内輪231、ハウジング1100に内嵌する外輪232、内輪231の内輪軌道231aと外輪232の外輪軌道232aとの間に転動自在に配置された玉233、並びに玉233を保持する保持器234から構成される。
FIG. 23 is an enlarged cross-sectional view of a spindle device according to a second modification of the sixteenth embodiment.
An
ハウジング1100は、径方向内側に突出した凸部1100aを有する。軸受230の外輪232は、軸方向正面側で凸部1100aに接している。内輪231の正面側には、凸部1100aに軸方向に対向する内輪間座520bが配置されている。一方、外輪222の軸方向背面側には、内輪間座520a及び外輪間座620がそれぞれに対向して配置されている。
The
凸部1100aの反対側となるハウジング1000の外径面には、グリース補給用ノズル400を凸部1100a内に差し込むための開口1100bが形成されている。グリース補給用ノズル400の基部400aは、ねじ等の固定部材400bによりハウジング1100の外径面上に固定されており、基部400aから延出した先端部400cが凸部1100a内部に差し込まれている。
An
凸部1100aは、グリース補給用ノズル400の先端部400cから追加グリースを軸受230内部に補給する補給要素としての補給孔235を有している。補給孔235は、直径0.1〜5mmの円形断面を有している。補給孔235は、内輪231及び外輪232間に正面側から軸方向に追加グリースを供給する。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
なお、補給孔235は、径方向に間隔をあけて凸部1100の複数箇所に設けられてもよい。
The
Note that the supply holes 235 may be provided at a plurality of locations on the
また、図24に本実施形態の第3の変形例に係るスピンドル装置の拡大断面図を示す。
本変形例は、第2変形例のアンギュラ玉軸受230の正面側と背面側を入れ替えたものであり、ハウジング1100の凸部1100aがアンギュラ玉軸受230の軸方向背面側に設けられている。その他の構成は、図23に示したものと同様である。
FIG. 24 is an enlarged cross-sectional view of a spindle device according to a third modification of the present embodiment.
In this modified example, the front side and the back side of the
本変形例において、追加グリースは、凸部1100aに形成された補給孔235から、内輪231及び外輪232間に背面側から軸方向に供給される。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
In this modification, the additional grease is supplied in the axial direction from the back side between the
図25は、第16実施形態の第4の変形例に係るスピンドル装置の拡大断面図を示す。
本変形例に用いられているアンギュラ玉軸受240は、軸に外嵌する内輪241、ハウジング1200に内嵌する外輪242、内輪241の内輪軌道241aと外輪242の外輪軌道242aとの間に転動自在に配置された玉243、並びに玉243を保持する保持器244から構成される。外輪1200の正面側端部には、テーパ部から径方向内側に突出した凸部242bが形成されている。
FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view of a spindle device according to a fourth modification of the sixteenth embodiment.
An
軸受230の外輪232は、軸方向正面側で、即ち、凸部242bが、外輪間座630bと接しており、軸方向背面側で、外輪間座630aと接している。内輪231の背面側及び正面側には、それぞれ外輪間座630a及び630bと径方向に対向する内輪間座530a及び530bが配置されている。
The
ハウジング1200は、外輪242の凸部242bの反対側となる外径面に、グリース補給用ノズル400を凸部242b内に差し込むための開口1200bを有している。グリース補給用ノズル400の基部400aは、ねじ等の固定部材400bによりハウジング1200の外径面上に固定されており、基部400aから延出した先端部400cが、開口1200bを介して外輪242の凸部242b内部に差し込まれている。
The
凸部242bは、グリース補給用ノズル400の先端部400cから追加グリースを軸受240内部に補給する補給要素としての補給孔245を有している。補給孔245は、直径0.1〜5mmの円形断面を有している。補給孔245は、内輪241及び外輪242間に正面側から軸方向に追加グリースを供給する。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
なお、補給孔245は、径方向に間隔をあけて凸部242bの複数箇所に設けられてもよい。
The
The replenishing holes 245 may be provided at a plurality of locations on the
また、図26に本実施形態の第5の変形例に係るスピンドル装置の拡大断面図を示す。
本変形例は、第4変形例のアンギュラ玉軸受240の外輪242の変形例であり、外輪242の凸部242bが、アンギュラ玉軸受240の軸方向背面側に形成されている。その他の構成は、図25に示したものと同様である。
FIG. 26 shows an enlarged cross-sectional view of a spindle device according to a fifth modification of the present embodiment.
This modified example is a modified example of the
本変形例において、追加グリースは、凸部242bに形成された補給孔245から、内輪241及び外輪242間に背面側から軸方向に供給される。これにより、グリースの欠如による軸受の破損を防止し、軸受の長寿命化が図られる。
In this modification, the additional grease is supplied in the axial direction from the back side between the
上記した第16,17実施形態および第16実施形態の変形例1〜5のように構成することにより、軸方向に追加グリースを軸受内部に補給することが可能となる。
また、その他の軸受において、同様の補給孔を設けても同様の効果が期待されることは言うまでもない。
By configuring as in the above-described sixteenth and seventeenth embodiments and the first to fifth modifications of the sixteenth embodiment, it is possible to supply additional grease inside the bearing in the axial direction.
Further, it goes without saying that the same effect can be expected even if other supply holes are provided in other bearings.
(実験5)
次に、図27に示す回転試験装置(65ミリ・アンギュラ玉軸受用中間S/P)を用いて軸方向からグリース追加供給を行う場合の耐久試験を行った。図27において、軸1は背面組合せ(DB)のアンギュラ玉軸受250,250によりハウジング1500に対して回転可能に構成されている。
(Experiment 5)
Next, an endurance test was conducted in the case where additional grease was supplied from the axial direction using the rotation test apparatus (65 / angular ball bearing intermediate S / P) shown in FIG. In FIG. 27, the
図28は、図27のアンギュラ玉軸受250及びその周辺部材を示す拡大断面図である。アンギュラ玉軸受250は、軸1に固定された内輪251、ハウジングに固定された外輪252、内輪251の内輪軌道251aと外輪252の外輪軌道252aとの転動自在に配置された転動体253、及び転動体253を保持する保持器254から構成されている。
FIG. 28 is an enlarged cross-sectional view showing the
各アンギュラ玉軸受250の正面側には、内輪間座550a及び外輪間座650aが、そして背面側には、内輪間座550及びグリース供給用外輪間座650bが、それぞれ内輪251及び外輪252に隣接配置されている。グリース供給用外輪間座650b間には、外輪間座660が配置されている。
An
グリース供給用外輪間座650bには、ハウジング1500を介してグリース供給用ノズル450が差込固定されている。グリース供給用ノズル450には、図示せぬグリース補給器から補給パイプ3を介してグリースが供給される。グリース供給用外輪間座650は、アンギュラ玉軸受250の正面側に開口した補給孔255(φ2.0)を有している。グリース供給用ノズル450に供給されたグリースは、先端部450aから補給孔255に供給され、軸方向に軸受の軸受空間内に供給される。
A
実験では、内径65mm、外径100mm、幅18mm、玉径7.144mm、及び接触角18#のアンギュラ玉軸受を用いた。潤滑に用いたグリースは、イソフレックスNBU15であり、グリース初期封入量は、軸受空間容積の15%とした。両軸受250,250は、20,000min-1(dmN180万)で回転させた。
In the experiment, an angular ball bearing having an inner diameter of 65 mm, an outer diameter of 100 mm, a width of 18 mm, a ball diameter of 7.144 mm, and a contact angle of 18 # was used. The grease used for lubrication was Isoflex NBU15, and the initial amount of grease charged was 15% of the bearing space volume. Both
実験では、比較のため、グリースの追加供給を行わない試験1とグリースの追加供給を行う試験2を行った。試験2では、回転開始後50時間経過する毎に、0.3cc(軸受空間容積の1.5%に相当)のグリースを補給孔255を介して軸受空間内に追加ショットした。
In the experiment, for comparison,
実験を行った結果、試験1では、実験開始後500時間後に軸受が焼き付いてしまったため、実験を中止した。一方、試験2では、実験開始後3000時間が経過しても異常が発生することは無く、無事に実験を終了した。この実験結果から、グリースを補給した場合には、3000時間以上経過しても何ら軸受に問題は発生せず、軸受の寿命が大幅に延びることが確認された。
As a result of the experiment, in
10,20,30,40,50 アンギュラ玉軸受(転がり軸受)
11,21,31,41,51 内輪
12,22,32,42,52 外輪
13,23,33,43,53 玉(転動体)
14,24,34,44,54 保持器
15,25,35,45,55 補給孔
60,70,80,90,100,110 円筒ころ軸受(転がり軸受)
61,71,81,91,101,111 内輪
62,72,82,92,102,112 外輪
63,73,83,93,103,113 円筒ころ(転動体)
64,74,84,94,104,114 保持器
65,75,85,95,105,115 補給孔
10, 20, 30, 40, 50 Angular contact ball bearings (rolling bearings)
11, 21, 31, 41, 51
14, 24, 34, 44, 54
61, 71, 81, 91, 101, 111
64, 74, 84, 94, 104, 114
Claims (1)
前記転がり軸受は、グリース潤滑され、
前記転がり軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた玉とを有し、且つ、前記転がり軸受には予圧が付与されており、
前記転がり軸受は、接触角を有し、外輪の玉との接触部から軸方向にずれた位置で、且つ、前記外輪の前記接触部のある側と反対側で前記玉とオーバーラップする位置に径方向の補給孔が設けられ、
前記転がり軸受内には追加グリースが前記補給孔から間欠的に補給され、
前記追加グリースの一回の補給量は、軸受空間容積の0.1〜4%となるように補給されることを特徴とする工作機械用主軸装置。 A spindle device for a machine tool in which a rolling bearing supporting the spindle is mounted in a housing,
The rolling bearing is grease lubricated,
The rolling bearing has an outer ring having an outer ring raceway on an inner peripheral surface, an inner ring having an inner ring raceway on an outer peripheral surface, and a ball provided so as to be freely rollable between the outer ring raceway and the inner ring raceway, And the preload is given to the rolling bearing,
The rolling bearing has a contact angle, is in a position shifted in the axial direction from a contact portion with the ball of the outer ring, and is in a position overlapping the ball on the opposite side of the outer ring with the contact portion. A radial replenishment hole is provided,
In the rolling bearing, additional grease is intermittently supplied from the supply hole,
A spindle device for a machine tool, wherein the supplementary grease is replenished so that a single replenishment amount is 0.1 to 4% of a bearing space volume .
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