CN109563879B - 滚珠轴承、主轴装置以及机床 - Google Patents

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Abstract

在角接触滚珠轴承(10)中,外圈(12)具有至少1个从外圈的外周面跨及径向贯通到内周面的径向孔(15),该径向孔(15)的内径侧开口部的轴向位置在外圈(12)的槽底和滚珠(13)与外圈(12)的接触点之间,且从滚珠(13)和外圈滚道槽(12a)之间的接触椭圆离开。

Description

滚珠轴承、主轴装置以及机床
技术领域
本发明涉及一种滚珠轴承、主轴装置以及机床,更详细而言,涉及滚珠轴承是外圈供油型的装置。
背景技术
近年来,机床用主轴以提高切削效率为目标,高速化的要求在提高。另外,最近,该主轴出现的需求是为了生产高效率化,要对应能够不使用多个机床且不换模地加工复杂形状的被加工物的5轴加工机。在5轴加工机中,由于主轴、工作台转动,因此,由于转动半径缩短而导致省空间化、或者转动时的惯量减轻、轻量化而导致省电导向等要求,希望主轴的轴向长度缩短。
作为对于机床用主轴的滚动轴承较多采用的润滑方法,可以例举润滑脂润滑、油气润滑、油雾润滑等。一般而言,在高速旋转(dmn80万以上)的区域下采用油气润滑。作为以往的油气润滑,已知使用图10(a)所示的在轴承100的侧向配置的供油用喷嘴挡块101、或者图10(b)所示的插入到在轴承100的侧向配置的外圈隔圈102的径向贯通孔102a中的供油用喷嘴挡块101,从轴承侧面向轴承内部供给高压空气和细微油粒的方式。
在该方式中,由于另行需要喷嘴挡块101等供油用部件,主轴的部件数量增多,因此,会导致主轴整体的成本上升、管理的工时增加。另外,由于使用喷嘴挡块101,因此外圈隔圈(垫圈)的形状、壳体的构造变得复杂,主轴的设计、加工的工时增加。并且,由于在轴承的旋转轴方向侧面侧设置喷嘴挡块101,因此,需要一定程度的隔圈长度,主轴的轴向长度变长。由此,机床自身的大小会增大,或者主轴重量变重了轴向长度增加的相应量,主轴的临界速度(临界速度是从主轴具有的固有频率算出的旋转速度,若使主轴在该临界速度域下旋转,则振动会大)会降低。另外,由于随着高速旋转化而产生的气帘(气帘是指由于空气与高速旋转的内圈外径表面的摩擦而产生的周向的高速空气流的壁),会阻碍油粒从供油用喷嘴供给,其结果是,难以向轴承内部可靠地供给润滑油。这样以往的油气润滑虽然在高速旋转下的润滑性方面优于润滑脂润滑,但随着高速化的推进,其高速化对应变得重要。
另外,作为其他油气润滑方式,如图11所示,已知使用在外圈111的外周面的周向形成油槽112,且在与该油槽112相同的轴向位置形成有朝向径向的油孔113的外圈供油型轴承110(例如参照专利文献1)。在这样的外圈供油型轴承中,即使轴承在高速旋转下使用的情况下,油粒的供给也不会被气帘阻碍。因此,即使在高速旋转下也能够稳定地使用主轴。
图12分别示出了在使用喷嘴挡块101的油气润滑和外圈供油规格的油气润滑的情况下的主轴的示意图。图12的上半部分是外圈供油规格的油气润滑的主轴120,下半部分是使用喷嘴挡块101的油气润滑的主轴120A。此外,在图12中,符号121表示旋转轴,符号122表示与旋转轴121配合的电动机的转子。以这种方式,在使用喷嘴挡块101的油气润滑的情况下,为了从轴承100的侧面供应润滑油,需要具有一定以上的轴向长度的垫圈。另一方面,在外圈供油规格的情况下,由于不需要用于供油的垫圈,因此可以减少喷嘴挡块并简化垫圈的结构,并且与使用喷嘴挡块的规格相比,能够缩短垫圈123的轴向长度。因此,在外圈供油规格中,主轴和供油用的部件的设计和加工以及部件的管理变得简单,可以降低机床的设计、制造和管理中的整体成本。此外,由于能够缩短轴向长度,因此还可以使机床尺寸小型化并提高主轴临界速度。因此,与传统的侧面供油型轴承相比,外圈供油型轴承具有许多优点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-79711号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而,机床主轴用的滚珠轴承根据该主轴的规格而在各种条件下使用。当轴承转速、初始预压负荷以及加工时的外部负荷的大小等不同时,使用的轴承的内部状态(接触角、内圈槽与滚珠或外圈槽与滚珠之间的接触部的接触椭圆的大小、接触面压等)不同。因此,在各种条件下使用的滚珠轴承中,希望提高轴承的润滑性。
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的是提供一种滚珠轴承、主轴装置以及机床,通过根据轴承的使用用途来适当地设定设置在外圈供油型轴承的外圈的径向孔的轴向位置,从而能够得到更好的润滑性能。
用于解决问题的技术手段
本发明的上述目的通过下述构成来实现。
(1)一种滚珠轴承,具备:内圈,所述内圈在外周面具有内圈滚道槽;外圈,所述外圈在内周面具有外圈滚道槽,在该外圈滚道槽的轴向一侧具有沉孔,以及在该外圈滚道槽的轴向另一侧具有槽肩;以及多个滚珠,所述滚珠滚动自如地配置在所述内圈滚道槽和所述外圈滚道槽之间,所述滚珠轴承利用润滑油来进行润滑,
所述滚珠轴承的特征在于,
所述外圈具有至少1个径向孔,所述径向孔从所述外圈的外周面跨及径向贯通到内周面,
所述径向孔的内径侧开口部的轴向位置位于所述外圈的槽底和所述滚珠与所述外圈的接触点之间,且从所述滚珠和所述外圈滚道槽之间的接触椭圆离开。
(2)一种滚珠轴承,具备:内圈,所述内圈在外周面具有内圈滚道槽;外圈,所述外圈在内周面具有外圈滚道槽,在该外圈滚道槽的轴向一侧具有沉孔,以及在该外圈滚道槽的轴向另一侧具有槽肩;以及多个滚珠,所述滚珠滚动自如地配置在所述内圈滚道槽和所述外圈滚道槽之间,所述滚珠轴承利用润滑油来进行润滑,
所述滚珠轴承的特征在于,
所述外圈具有至少1个径向孔,所述径向孔从所述外圈的外周面跨及径向贯通到内周面,
所述径向孔的内径侧开口部的轴向位置相对于所述滚珠和所述外圈的接触点位于所述外圈的槽底的相反侧的所述外圈滚道槽内,并从所述滚珠和所述外圈滚道槽之间的接触椭圆离开。
(3)一种滚珠轴承,具备:内圈,所述内圈在外周面具有内圈滚道槽;外圈,所述外圈在内周面具有外圈滚道槽,在该外圈滚道槽的轴向一侧具有沉孔,以及在该外圈滚道槽的轴向另一侧具有槽肩;以及多个滚珠,所述滚珠滚动自如地配置在所述内圈滚道槽和所述外圈滚道槽之间,所述滚珠轴承利用润滑油来进行润滑,
所述滚珠轴承的特征在于,
所述外圈具有至少1个径向孔,所述径向孔从所述外圈的外周面跨及径向贯通到内周面,
所述径向孔的内径侧开口部的轴向位置从所述滚珠和所述外圈滚道槽之间的接触椭圆离开,并且横跨相对于所述滚珠和所述外圈的接触点在所述外圈的槽底的相反侧的所述外圈滚道槽和所述槽肩而设置。
(4)一种滚珠轴承,具备:内圈,所述内圈在外周面具有内圈滚道槽;外圈,所述外圈在内周面具有外圈滚道槽,在该外圈滚道槽的轴向一侧具有沉孔,以及在该外圈滚道槽的轴向另一侧具有槽肩;以及多个滚珠,所述滚珠滚动自如地配置在所述内圈滚道槽和所述外圈滚道槽之间,所述滚珠轴承利用润滑油来进行润滑,
所述滚珠轴承的特征在于,
所述外圈具有至少1个径向孔,所述径向孔从所述外圈的外周面跨及径向贯通到内周面,
所述径向孔的内径侧开口部的轴向位置设置在所述槽肩内,并且所述径向孔的内径侧开口部的至少一部分与所述滚珠在轴向重叠。
(5)如(1)~(4)中任一项记载的滚珠轴承,其中,与所述径向孔连通的凹状槽沿着周向形成在所述外圈的外周面。
(6)如(5)记载的滚珠轴承,其中,在隔着所述凹状槽的轴向两侧,环状槽沿着周向形成在所述外圈的外周面,在所述各环状槽分别配置有环状的密封部件。
(7)如(1)~(6)中任一项记载的滚珠轴承,其中,所述径向孔的直径是0.5~1.5mm。
(8)如(1)~(7)中任一项记载的滚珠轴承,其中,所述滚珠的接触角处于25~60°的范围内。
(9)一种主轴装置,具备:如(1)~(6)中任一项所述的滚珠轴承;圆柱滚子轴承,所述圆柱滚子轴承配置在所述滚珠轴承的侧向;以及壳体,所述壳体内嵌所述滚珠轴承的所述外圈以及所述圆柱滚子轴承的外圈,所述主轴装置的特征在于,
所述滚珠轴承的外圈的外周面与内嵌有所述滚珠轴承的外圈的所述壳体的内周面之间的径向间隙Δ以半径法测量为Δ=0.01~1mm。
(10)一种机床,其特征在于,具备(9)中记载的主轴装置。
发明效果
按照本发明的滚珠轴承,外圈具有至少1个从外圈的外周面跨及径向贯通到内周面的径向孔,径向孔的内径侧开口部的轴向位置位于外圈的槽底和滚珠与所述外圈的接触点之间,而且,从滚珠与外圈滚道槽之间的接触椭圆离开,所以在低速且初始预压负荷大的条件下使用的滚珠轴承中,能够得到更好的润滑性能。
另外,根据本发明的滚珠轴承,外圈具有至少1个从外圈的外周面跨及径向贯通到内周面的径向孔,径向孔的内径侧开口部的轴向位置相对于滚珠与外圈的接触点位于外圈的槽底的相反侧的外圈滚道槽内,并从滚珠与外圈滚道槽之间的接触椭圆离开,所以在高速范围内使用的滚珠轴承中能够得到更好的润滑性能。
而且,按照本发明的滚珠轴承,外圈具有至少1个从外圈的外周面跨及径向贯通到内周面的径向孔,径向孔的内径侧开口部的轴向位置从滚珠和外圈滚道槽之间的接触椭圆离开,而且横跨相对于滚珠与外圈的接触点位于外圈的槽底的相反侧的外圈滚道槽和槽肩而设置,所以在高速范围内使用的滚珠轴承中能够得到更好的润滑性能。
另外,按照本发明的滚珠轴承,外圈具有至少1个从外圈的外周面跨及径向贯通到内周面的径向孔,径向孔的内径侧开口部的轴向位置设置在槽肩内,而且径向孔的内径侧开口部的至少一部分与滚珠在轴向重叠,所以在高速范围内使用的滚珠轴承中能够得到更好的润滑性能。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的滚珠轴承的剖视图。
图2(a)示出在图1的滚珠轴承中被加载预压之前的接触角的滚珠轴承的剖视图,(b)是示出加载初始预压负荷之后的接触角的滚珠轴承的剖视图。
图3(a)是第1实施方式的滚珠轴承适用的主轴装置的剖视图,(b)是(a)的Ⅲ部分放大图。
图4是第1实施方式的变形例所涉及的滚珠轴承的剖视图。
图5本发明的第2实施方式所涉及的滚珠轴承的剖视图。
图6(a)示出轴承静止中的滚动体的负荷状态,(b)示出轴承静止中的力的平衡,(c)示出轴承转动中的滚动体的负荷状态,(d)示出轴承转动中的力的平衡。
图7(a)是示出在图5的滚珠轴承中加载初始预压负荷之前的接触角的滚珠轴承的剖视图,(b)是示出加载初始预压负荷之后的接触角的滚珠轴承的剖视图。
图8是本发明的第2实施方式的变形例所涉及的滚珠轴承的剖视图。
图9是本发明的第2实施方式的其他变形例所涉及的滚珠轴承的剖视图。
图10(a)以及(b)是示出使用喷嘴挡块的以往的油气润滑的剖视图。
图11是外圈供油方法的油气润滑的滚珠轴承的剖视图。
图12中上半部分是外圈供油方法的油气润滑的主轴,以及下半部分是使用喷嘴芯件的油气润滑的主轴的各剖视图。
符号说明
10 角接触滚珠轴承(滚珠轴承)
11 内圈
11a 内圈滚道槽
12 外圈
12a 外圈滚道槽
12b 沉孔
12c 槽肩
13 滚珠
14 保持架
15 径向孔
16 凹状槽
E 接触椭圆
具体实施方式
以下,针对本发明的各实施方式所涉及的滚珠轴承、主轴装置以及机床,基于附图进行详细说明。
(第1实施方式)
第1实施方式所涉及的角接触推力滚珠轴承10组装于车床主轴,一般在低速(dmn60万以下左右)的范围内使用。另外,该角接触推力滚珠轴承10由于受到加工中产生的较大的外部的轴向负荷,所以在施加1000~6000N左右的较大的初始预压负荷的状态下使用。
如图1所示,角接触推力滚珠轴承10具备:内圈11,在外周面具有圆弧状的内圈滚道槽11a;外圈12,在内周面具有圆弧状的外圈滚道槽12a;以及多个滚珠13,其被保持架14保持,并以规定的接触角α转动自如地配置在内圈滚道槽11a和外圈滚道槽12a之间。在外圈12的轴向一侧的内周面处,设置有沉孔12b,与之相对,在轴向另一侧的内周面形成有槽肩12c。
为了提高轴向刚度,接触角α设定为25~60°、优选更大地设定为30~60°。
该角接触推力滚珠轴承10是外圈供油型轴承,外圈12具有从外圈12的外周面跨及径向贯通到内周面的径向孔15。另外,在外圈12的外周面沿着周向形成与径向孔15连通的凹状槽16。由此,在角接触滚珠轴承10中,从未图示的壳体的供油路径供给的油粒以及润滑空气经由外圈12的凹状槽16以及径向孔15直接供给到滚珠13,从而进行油气润滑。
此外,也可以取代将周状的凹状槽设置在外圈12,而将周状的凹状槽在壳体的内周面形成在与径向孔15连通的供油路径开口的位置。
另外,在本实施方式中,径向孔15的内径侧开口部的轴向位置设定为在外圈12的槽底(槽底位置A)和滚珠13与外圈12的接触点(接触位置B)之间,而且,在从滚珠13和外圈滚道槽12a之间的接触椭圆E离开的位置。
此处,如图2(a)所示,角接触推力滚珠轴承10中接触角α较大,所以从外圈12的槽底位置A到外圈12与滚珠13的接触位置B的轴向距离L1较长,相反地,从外圈12和滚珠13的接触位置B到槽肩开始位置C的轴向距离L2较短。
而且,在该角接触推力滚珠轴承10中,如上述那样,由于负载有较大的初始预压负荷,所以如图2(b)所示,接触角从承受初始预压负荷之前的角度α变为α’(变大),外圈12和滚珠13的接触位置也向B’移动。因此,在滚珠轴承10组装于主轴的状态下,从外圈12的槽底位置A起到外圈12与滚珠13的接触位置B’为止的轴向距离L1’与图2(a)的L1相比变得更长,从外圈12和滚珠13的接触位置B’起到外圈槽肩开始位置C为止的轴向距离L2’与图2(a)的L2相比较变得更短。
另外,基于轴承旋转时的润滑性的观点,径向孔15的轴向位置优选为设置在从外圈12的槽底位置A起的接触角侧(沉孔相反侧)。这是为了在轴承旋转中更可靠地将润滑油供给到外圈12和滚珠13的接触位置B。
而且,基于抑制内圈11、外圈12和滚珠13的接触位置处的接触面压的增加的观点,径向孔15的内径侧开口部在轴向上设定为不和滚珠13与外圈滚道槽12a之间的接触椭圆E重叠。该接触椭圆E不仅为由于初始预压负荷而产生的接触椭圆,更优选为包含被加工物加工时产生的外部负荷在内的轴承内部负荷所产生的接触椭圆。
根据以上观点,如图1所示,在低速且初始预压负荷大的条件下使用的滚珠轴承10中,在外圈12设置的径向孔15的内径侧开口部的轴向位置优选设定在比外圈12的槽底位置A更靠接触角侧,而且,比外圈12与滚珠13的接触位置B更靠槽底侧。
另外,作为使用上述那样的角接触推力滚珠轴承10的主轴装置,可列举例如机床用主轴装置、印刷机的辊子转动用主轴装置、摩擦搅拌机(FSW)用主轴装置、此外,各种产业机械的驱动用主轴装置。
例如,作为使用角接触推力滚珠轴承10的主轴装置30,如图3(a)所示,采用与圆柱滚子轴承31组合使用的构成。也就是说,在该主轴装置30中,前侧轴承的构成包括本实施方式的一对角接触推力滚珠轴承10和圆柱滚子轴承31,后侧轴承设为其他的圆柱滚子轴承40。而且,转动轴5通过这些轴承10、31、40被支承为相对于壳体1旋转自如。在壳体1的内周面,内嵌有一对角接触推力滚珠轴承10、圆柱滚子轴承31、以及其他的圆柱滚子轴承40的各外圈。
在这样构成的情况下,如图3(b)所示,确保角接触推力滚珠轴承10的外圈12的外周面和内嵌滚珠轴承10的外圈12的壳体1的内周面之间的径向间隙以半径法测量为0.01~1mm,设计为两部件不接触,以使得在角接触推力滚珠轴承10不会受到径向负载。
在这种设计的情况下,在壳体1形成的润滑油导入孔2的壳体内径侧开口部2a和在外圈12设置的径向孔15的外圈外径侧开口部15a之间的径向距离也变宽,在供给润滑油时,从壳体1的内周面和外圈12的外周面之间发生漏油的可能也变高。
因此,如图4所示的变形例所示,在外圈12的外周面,在隔着凹状槽16的轴向两侧,沿着周向形成环状槽19,在各环状槽19配置例如O形环等的环状的弹性部件即密封部件20,从而能够防止漏油。
另外,在润滑脂润滑的情况下,在受到这种初始预压负荷以及较大的外部负荷的条件下,在滚珠、内外圈处的剪切力导致的物理的劣化,以及轴承发热导致的化学的劣化等加速了润滑脂的劣化,所以存在发生润滑不良导致的轴承早期损伤的可能。作为防止该早期损伤的对策之一,可以举出增加初始润滑脂封入量的方法,但是随着润滑脂封入量增加导致的轴承旋转时的阻力增加,会发生主轴旋转力矩大、轴承发热大等问题。因此,从提高轴承旋转时的润滑性及可靠性的观点来看,油气润滑相对于润滑脂润滑具有优点。
此外,本实施方式中,考虑到润滑油的供给性以及防止与接触椭圆的干涉,径向孔15的直径设定为0.5~1.5mm。另外,在本实施方式中,径向孔15在整个径向具有一样的直径。
因此,按照本实施方式的角接触推力滚珠轴承10,在外圈12设置的径向孔15的内径侧开口部的轴向位置位于外圈12的槽底和滚珠13与外圈12的接触点之间,在低速且初始预压负荷大的条件下使用时,在轴承旋转中,能够更可靠地将润滑油供给至外圈12和滚珠13的接触位置B,从而能够得到更好的润滑性能。
另外,通过将径向孔15的内径侧开口部的轴向位置设置在从滚珠13和外圈滚道槽12a之间的接触椭圆离开的位置,从而能够抑制内圈11、外圈12和滚珠13的接触位置上的接触面压的增加。
(第2实施方式)
接着,对第2实施方式的滚珠轴承,参照图5进行说明。
第2实施方式的滚珠轴承10a以组装于加工中心用主轴那样的高速范围内使用的主轴的轴承为对象。接触角α与第1实施方式相比设置得较小,另外,径向孔15的内径侧开口部的轴向位置也与第1实施方式不同。即,本实施方式的径向孔15的内径侧开口部的轴向位置如图5所示,相对于滚珠13和外圈12的接触点(接触位置B)位于与外圈12的槽底A相反侧的外圈滚道槽12a内,并从滚珠13和外圈滚道槽12a之间的接触椭圆E离开。
在高速下使用的滚珠轴承10a中,一般情况下,以抑制运行中的轴承内部负荷的增加为目的,应用定压预压方式(利用螺旋弹簧、碟形弹簧等在轴承施加预压负荷的方式,从而在轴承旋转中也能够保持基本一定的轴承内部负荷。)。这样的高速范围内使用的滚珠轴承10a,在轴承旋转中,与第1实施方式的低速、重负荷中使用的情况相比,轴承内部状态的变化不同。作为该高速旋转中的轴承内部状态的变化的特征之一,可以举出外圈侧接触角的减少。
图6示出高速旋转中的轴承的内部状态变化,图6中,X轴、Y轴分别表示轴承的轴向、轴承的径向。另外,图6(a)表示轴承静止中的滚珠的负荷状态,图6(c)表示轴承旋转中的滚珠的负荷状态,Qi、Qe分别表示从内径侧受到的滚动体负荷,从外径侧受到的滚动体负荷,Cf表示由于轴承旋转而发生的离心力。如此,在轴承高速旋转时,如图6(c)所示,在滚珠上作用有较大的离心力。随着该离心力的作用,从轴承内外圈作用的滚动体负荷的方向和大小发生变化,当着眼于外圈侧滚动体负荷时,会发现由于离心力的作用,圈侧滚动体负荷的方向,即外圈侧接触角减少。特别地,在定压预压方式的情况下,由于该预压方式的特性,轴承的轴向负荷的大小不变,上述的滚动体负载的方向和大小的变化变得更加显著。
图7示出高速下使用的角接触滚珠轴承的径向剖视图。如图7(b)所示,在轴承旋转中,由于外圈侧接触角减少,从外圈12的槽底位置A起到外圈12和滚珠13的接触位置B为止的轴向距离从轴承静止中的L1变短为L1”。相反地,从外圈12和滚珠13的接触位置B起到外圈槽肩开始位置C为止的轴向距离从L2变长为L2”。
因此,从轴承旋转时的润滑性的观点来看,外圈12的径向孔15的轴向位置优选为相对于滚珠13与外圈12的接触点设置在外圈12的槽底位置A的相反侧的外圈滚道槽12a内。而且,从抑制内圈11、外圈12和滚珠13的接触位置B的接触面压的增加的观点考虑,在外圈12设置的径向孔15的内径侧开口部在轴向上设置为不与外圈12和滚珠13之间的接触椭圆E重叠。
根据以上观点,在高速范围内使用的滚珠轴承10a中,在外圈12设置的径向孔15的内径侧开口部的轴向位置相对于滚珠13和外圈12的接触点位于外圈12的槽底A的相反侧的外圈滚道槽12a内,且从滚珠13和外圈滚道槽12a之间的接触椭圆离开。
此外,径向孔15的内径侧开口部的轴向位置不限定于上述实施方式,也可以是如图8所示,从滚珠13和外圈滚道槽12a之间的接触椭圆E离开,而且横跨相对于滚珠13与外圈12的接触点在外圈12的槽底A的相反侧的外圈滚道槽12a和槽肩12c来设置。
或者,如图9所示,径向孔15的内径侧开口部的轴向位置设置在槽肩12c内,而且径向孔15的内径侧开口部的至少一部分与滚珠13在轴向重叠。也就是说,可以是径向孔15的内径侧开口部的全部以与滚珠13在轴向重叠的方式设置在槽肩12c内,或者,也可以是径向孔15的内径侧开口部的一部分以与滚珠13在轴向重叠(也就是说,在图9中,与滚柱13的轴向端部处的切线L3交叉)的方式设置在槽肩12c内。
在任何一个变形例中,与上述实施方式同样,都能够起到提高轴承旋转时的润滑性,以及抑制接触面压的增加的效果。
需要说明的是,作为机床主轴用多采用的转动轴承的润滑方法,可列举例如润滑脂润滑、油气润滑、油雾润滑等。
近年来,机床主轴的高速化不断进展,在dmN80万以上的范围中采用润滑脂润滑的情况下,会发生轴承的早期损伤等问题。因此通过采用本实施方式,即使在dmN80万以上的范围内使用的情况下,也能够抑制上述问题的发生。
另外,在以往的油气润滑和钢球规格轴承的组合中,dmN110万以上的范围中容易发生早期烧结。作为该早期烧结的原因之一,可以举出滚珠13和内圈11、外圈12的接触部处的发热较大导致的润滑性的降低,通过采用比以往的油气润滑可靠性更高(能够可靠地将润滑油供给到滚珠)的外圈供油方式,从而能够抑制该早期烧结。也就是说,本实施方式在dmN110万以上时具有更好的效果。
而且,在比以上更高速范围中采用陶瓷滚珠规格的轴承和以往的油气润滑方式,但是,在dmN150万以上的范围内,从供油用喷嘴供给的油粒被伴随着轴承的高速旋转而发生的气帘阻碍,其结果,存在不能可靠地向轴承内部供给润滑油从而导致烧结的情况。若用外圈供油方式,由于油粒能够直接供给到滚珠13,能够抑制该气帘导致的润滑不良以及该原因导致的轴承损伤。也就是说,在dmN150万以上的区域内,通过将陶瓷滚珠和本实施方式并用,利用轴承规格所具有的高速性和本实施方式的润滑油供给作用,能够得到稳定的高速旋转性能。
此外,本发明不限于前述的实施方式,能够进行适当的变形、改良等。
例如,径向孔只要是从外圈的外周面跨及径向贯通到内周面即可,除本实施方式的沿着半径方向(与径向横截面平行)形成之外,也可以向轴向或周向倾斜。
另外,在上述实施方式中,外圈12具有1个径向孔,但是不限于此,也可以具有多个径向孔。
此外,向外圈的径向孔补给润滑油的补给方法除油气润滑以外也可以采用油雾润滑。根据情况也可以是喷油润滑。然而,在使用轴承的周边部、主轴外部的润滑剂补给装置从外圈12的径向孔15供给润滑脂的润滑脂补给方法的情况下,当径向孔15以在外圈滚道槽12a内、在槽肩12c的内周面和外圈滚道槽12a的交点部分,或者,在槽肩12c的内周面内的外圈滚道槽附近侧开口形成时,含有增稠剂的半固体即润滑脂被供给到外圈滚道槽12a内。
该情况下,润滑脂被夹入外圈滚道槽12a内,所以由于搅拌阻力,会产生力矩增大、异常发热等问题。特别是,这些问题在本实施方式这样的高速旋转中容易产生。所以,在本发明中优选的是供给不包含增稠剂的润滑油的油润滑方法。
进一步,本发明的滚珠轴承不限于适用于机床用主轴装置,也可以适用于一般产业机械、电动机等高速旋转的装置的滚珠轴承。
本申请基于2016年8月15日申请的日本专利申请2016-159260,其内容作为参照并入本文。

Claims (7)

1.一种滚珠轴承,具备:内圈,所述内圈在外周面具有内圈滚道槽;外圈,所述外圈在内周面具有外圈滚道槽,在该外圈滚道槽的轴向一侧具有沉孔,以及在该外圈滚道槽的轴向另一侧具有槽肩;以及多个滚珠,所述滚珠滚动自如地配置在所述内圈滚道槽和所述外圈滚道槽之间,所述滚珠轴承利用润滑油来进行润滑,
所述滚珠轴承的特征在于,
所述外圈具有至少1个径向孔,所述径向孔从所述外圈的外周面跨及径向贯通到内周面,
所述径向孔的内径侧开口部的轴向位置从所述滚珠和所述外圈滚道槽之间的接触椭圆离开,并且横跨相对于所述滚珠和所述外圈的接触点在所述外圈的槽底的相反侧的所述外圈滚道槽和所述槽肩而设置。
2.如权利要求1所述的滚珠轴承,其中,
与所述径向孔连通的凹状槽沿着周向形成在所述外圈的外周面。
3.如权利要求2所述的滚珠轴承,其中,
在隔着所述凹状槽的轴向两侧,环状槽沿着周向形成在所述外圈的外周面,在各所述环状槽分别配置有环状的密封部件。
4.如权利要求1~3中任一项所述的滚珠轴承,其中,
所述径向孔的直径是0.5~1.5mm。
5.如权利要求1~3中任一项所述的滚珠轴承,其中,
所述滚珠的接触角处于25~60°的范围内。
6.一种主轴装置,具备:如权利要求1~3中任一项所述的滚珠轴承;圆柱滚子轴承,所述圆柱滚子轴承配置在所述滚珠轴承的侧向;以及壳体,所述壳体内嵌所述滚珠轴承的所述外圈以及所述圆柱滚子轴承的外圈,所述主轴装置的特征在于,
所述滚珠轴承的外圈的外周面与内嵌有所述滚珠轴承的外圈的所述壳体的内周面之间的径向间隙Δ以半径法测量为Δ=0.01~1mm。
7.一种机床,其特征在于,具备权利要求6所述的主轴装置。
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