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公開番号2025102436
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219882
出願日2023-12-26
発明の名称軸受装置の冷却構造及び冷却構造を備えた軸受装置。
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類F16C 37/00 20060101AFI20250701BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】グリース潤滑の軸受装置において、軸受機能を維持しつつ冷却効果を得ることができる軸受装置の冷却構造及び冷却構造を備えた軸受装置を提供する。
【解決手段】軸受装置Jは、軸方向に並ぶ複数の転がり軸受1,1と、転がり軸受1,1の外輪間および内輪間にそれぞれ介在する外輪間座4および内輪間座5とを備え、転がり軸受1が内外輪間の軸受内部空間S1に封入されたグリースにより潤滑される。内輪間座5の軸方向両端部に、外径側に張り出して供給口から供給された圧縮エアAが軸受内部空間S1へ流入するのを阻む障害壁33が設けられる。障害壁33の外径端は、外輪間座4の内周面に径方向すきまδ2を介して対向する。内輪間座5の内輪3との突合せ面5aと、障害壁33の軸方向外側面33aとの間に段差Δtが設けられ、この段差Δtは、突合せ面5aよりも内輪間座5の軸方向内側に凹む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
軸方向に並ぶ複数の転がり軸受と、これら転がり軸受の外輪間および内輪間にそれぞれ介在する外輪間座および内輪間座とを備え、前記転がり軸受が内外輪間の軸受内部空間に封入されたグリースにより潤滑される軸受装置であり、
前記外輪間座の内周面に、前記内輪間座の外周面に向けて冷却用の圧縮エアを供給する供給口が設けられ、前記外輪間座に、前記供給口から供給された圧縮エアを排出する排出口が設けられ、
前記内輪間座の軸方向両端部に、外径側に張り出して前記供給口から供給された圧縮エアが前記軸受内部空間へ流入するのを阻む障害壁が設けられ、この障害壁の外径端は、前記外輪間座の内周面に径方向すきまを介して対向する軸受装置の冷却構造であって、
前記内輪間座の前記内輪との突合せ面と、前記障害壁の軸方向外側面との間に段差Δｔが設けられ、この段差Δｔは、前記突合せ面よりも前記内輪間座の軸方向内側に凹む軸受装置の冷却構造。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
請求項１に記載の軸受装置の冷却構造において、前記段差Δｔは０.１ｍｍ＜Δｔ＜０.５ｍｍの関係を満たす軸受装置の冷却構造。
【請求項３】
請求項２に記載の軸受装置の冷却構造において、前記内輪間座は、軸方向中間部が分割された二つの内輪間座分割体を有し、これら内輪間座分割体を互いに突合わせる各内輪間座分割体における突合わせ側の外径Ｄ、前記内輪間座における前記突合せ面の外径Ｄ´としたとき、Ｄ≦Ｄ´の関係を満たす軸受装置の冷却構造。
【請求項４】
請求項３に記載の軸受装置の冷却構造において、前記障害壁の外径面が、軸方向の前記転がり軸受に近い側ほど外径側への張り出し量が大きいテーパ形状であると共に、前記外輪間座の前記排出口が、前記外輪間座の軸方向端面に設けられた切欠きである軸受装置の冷却構造。
【請求項５】
請求項４に記載の軸受装置の冷却構造において、前記供給口および前記切欠きは、それぞれの周方向位置が互いにずれている軸受装置の冷却構造。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の軸受装置の冷却構造において、前記転がり軸受は、前記外輪の軸方向端に前記軸受内部空間を密封するシール部材を有し、前記障害壁の外径端が前記内輪の端面の外径側端よりも外径側に位置し、かつ前記外輪の端面の内径側端よりも内径側に位置し、前記障害壁の前記軸方向外側面が前記シール部材と軸方向すきまを介して対向する形状であり、前記シール部材と前記障害壁とでラビリンスシール効果を有する軸受装置の冷却構造。
【請求項７】
請求項６に記載の軸受装置の冷却構造において、前記シール部材の内径Ｄ１、前記内輪間座における前記突合せ面の外径Ｄ´としたとき、Ｄ１＞Ｄ´の関係を満たす軸受装置の冷却構造。
【請求項８】
工作機械の主軸の支持に用いられる請求項１または請求項２に記載の軸受装置の冷却構造。
【請求項９】
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の軸受装置の冷却構造を備えた軸受装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受装置の冷却構造及び冷却構造を備えた軸受装置に関し、主に、工作機械の主軸に用いられるグリース潤滑のアンギュラ玉軸受等に適用される技術に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
工作機械の主軸装置では、加工精度を確保するために、装置の温度上昇を小さく抑える必要がある。しかしながら最近の工作機械では、加工効率を向上させるため高速化の傾向にあり、主軸を支持する軸受からの発熱も高速化と共に上昇している。
主軸装置の高速化に伴う軸受の温度上昇を抑える方法として、冷却用の圧縮エアを軸受に送り、軸と軸受の冷却を行なう方法がある。特にグリース潤滑では、圧縮エアで軸受内部のグリースが飛散しないよう、内輪間座の両端部に外径側に張り出した障害壁を設けたものが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６０５００７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧縮エアで軸と軸受の冷却を行なう場合、グリース飛散防止のために軸受にシール等の部材を適用することは必須である。シールは、軸受における、グリース封入量に影響する軸受内部空間を確保するために、できる限り軸受両端に寄せて配置することが望ましい。但し、シールは、軸受周辺構造との干渉（接触）を防ぐために軸受の内輪・外輪の端面から軸受内部側に配置される。
一方、軸受間に配置される内輪間座の両端部には外径側に張り出した障害壁が設けられている。シールと内輪間座の障害壁の干渉を防ぐため、シールと障害壁の間には明確なすきまを確保する必要がある。
【０００５】
軸受に予圧を与える方法として、定位置予圧・定圧予圧がある。また、軸受の基本的な組み合わせとして、正面組合せ・背面組合せ・並列組合せがあり、工作機械の主軸装置では、そのほとんどが図１５の背面組合せＤＢまたは図１６の並列組合せＤＴで使用される。
主軸装置が定位置予圧で用いられる場合、軸受・間座の軸方向位置は固定されるため、シールと内輪間座の障害壁のすきまは初期のすきまが保たれる。
【０００６】
主軸装置が定圧予圧かつ並列組合せで用いられる場合、図１７のように、初期状態ではシール３１と内輪間座５Ｚの間にすきまａが設定されている。図１８のように、軸受１が発熱して主に内輪３が熱膨張した際、所定の予圧量を確保するために外輪２および外輪間座４が、図１８左方向である軸方向一方に移動する。その際、シール３１は外輪２に嵌合されているため、シール３１も外輪２と一緒に移動する。これにより、シール３１と内輪間座５Ｚの障害壁３３Ｂの間のすきまは減少し、干渉する恐れがある。
【０００７】
図１９のように、主軸装置が定圧予圧かつ背面組合せで用いられる場合も、並列組合せ時と同様に、外輪２および外輪間座４が軸方向に移動するため、シール３１と内輪間座５Ｚの障害壁の間のすきまは減少し、干渉する恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、グリース潤滑の軸受装置において、軸受機能を維持しつつ冷却効果を得ることができる軸受装置の冷却構造及び冷却構造を備えた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】
【０００９】
本発明の軸受装置の冷却構造は、軸方向に並ぶ複数の転がり軸受と、これら転がり軸受の外輪間および内輪間にそれぞれ介在する外輪間座および内輪間座とを備え、前記転がり軸受が内外輪間の軸受内部空間に封入されたグリースにより潤滑される軸受装置であり、
前記外輪間座の内周面に、前記内輪間座の外周面に向けて冷却用の圧縮エアを供給する供給口が設けられ、前記外輪間座に、前記供給口から供給された圧縮エアを排出する排出口が設けられ、
前記内輪間座の軸方向両端部に、外径側に張り出して前記供給口から供給された圧縮エアが前記軸受内部空間へ流入するのを阻む障害壁が設けられ、この障害壁の外径端は、前記外輪間座の内周面に径方向すきまを介して対向する軸受装置の冷却構造であって、
前記内輪間座の前記内輪との突合せ面と、前記障害壁の軸方向外側面との間に段差Δｔが設けられ、この段差Δｔは、前記突合せ面よりも前記内輪間座の軸方向内側に凹む。外輪の軸方向両端にシール部材を備える場合、前記「軸受内部空間」は、軸方向については、両シール部材の軸方向内側面間に位置する空間である。シール部材を備えていない場合、前記「軸受内部空間」は、軸方向については、内外輪の軸方向両端間に位置する空間である。外輪の軸方向一端のみにシール部材を備える場合、前記「軸受内部空間」は、軸方向については、シール部材の軸方向内側面と、内外輪のうちシール部材を備えていない軸方向端との間に位置する空間である。
【００１０】
この構成によると、外輪間座に設けた供給口より、冷却用の圧縮エアが内輪間座の外周面に向けて供給されることで、内輪間座に衝突した圧縮エアが軸受装置およびこの軸受装置に支持された軸の熱を奪う。それにより、軸受装置および軸が効率良く冷却される。内輪間座の軸方向両端部に障害壁が設けられており、圧縮エアが軸受内部空間へ流入することが阻められているため、軸受内部空間に封入されたグリースが圧縮エアで排除されることが防がれる。そのため、良好な潤滑状態を維持することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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