TW201335500A - 滾動軸承裝置及其潤滑裝置 - Google Patents

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TW201335500A
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Yuushi Onda
Yasuyoshi Hayashi
Mamoru Mizutani
Kenji Tamada
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Ntn Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

本發明之滾動軸承裝置包含滾動軸承(BR)與給油排油機構(KU),於內環(1)設有往軸向延伸的內環延長部(6),並設有鄰接於外環(2)且內周面面對著內環延長部(6)的外環間隔件(7)。給油排油機構(KU)包含內環圓周溝槽(8)、給油通道(9)、徑向間隙(δ1)以及排油口(10)。外環間隔件(7)的內周面設有:內凹部(11),面對著內環圓周溝槽(8),並收集從給油通道(9)供給而在內環圓周溝槽(8)濺回的潤滑油。

Description

滾動軸承裝置及其潤滑裝置 【關連申請案】
本申請案係依據2011年9月22日申請之日本特願2011-207723號案,及2011年11月16日申請之日本特願2011-250448號案而主張優先權,並將其全體說明引用作為本案的一部分。
本發明係關於例如將工具機主軸支持成自由旋轉的滾動軸承裝置,並關於具有將兼作為軸承冷媒的潤滑油供給至軸承內且排出至軸承外的給油排油機構之滾動軸承裝置及其潤滑裝置。
現今已有人提案出一種潤滑裝置,具有進行軸承冷卻以及對於軸承供給、排出潤滑油的機構(專利文獻1)。在該潤滑裝置中,如圖40(A)所示,設有接於內環端面的內環間隔件50,並設有接於外環端面的潤滑油導入構件51。內環52之中,於從該內環端面連到內環軌道面的斜面設置圓周溝槽53,並且於該潤滑油導入構件51設置噴嘴54,從該噴嘴54將兼作為軸承冷媒的潤滑油流出至該圓周溝槽53內。該圖40(A)中,箭頭係顯示潤滑油之流動。將導入至潤滑油導入構件51的潤滑油流出至圓周溝槽53內,藉以冷卻內環52。從起自潤滑油導入構件51而延伸至軸承內的覆蓋部55與 該斜面之間的間隙,將圓周溝槽53的一部分潤滑油供給至軸承內。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2008-240946號公報
圖40(A)、(B)的構造中,當大量潤滑油湧入軸承內且潤滑油滯留於軸承內時,攪拌阻力增加,軸承溫度上昇,有些情況下變得無法高速旋轉。因此,必須順暢地進行湧入軸承內的潤滑油之排油。
在此,本案申請人提案出圖41所示的滾動軸承裝置。如該圖所示,於內環1設有往軸向延伸的內環延長部6,並設有鄰接於外環2且內周面面對著內環延長部6的外環間隔件7。此種情況下,軸承運轉時,潤滑油湧入至軸承內部,如以下(1)~(5)。該圖中的箭頭記號係顯示潤滑油的流動。
(1)從給油通道9供給潤滑油。
(2)潤滑油碰到內環圓周溝槽8。
(3)潤滑油從旋轉中的內環1承受離心力而碰到外環間隔件7的內周面7a。
(4)潤滑油從內環延長部6的外周面與外環間隔件7的內周面之間的徑向間隙湧入至軸承內。此時,將滾動軸承裝置例如用於立軸支持之情況下,有時碰到內周面7a的潤滑油,在到排油口之前的路徑途中受到重力等作用而不太在排油口排出,大量湧入至軸承內。
(5)如此大量湧入潤滑油時,潤滑油滯留於軸承內。該滯留的潤滑油成為軸承之發熱原因,而無法高速運轉。
又,將圖40(A)的軸承使用於立軸時,如圖40(B)所示,排油口的高度B大於潤滑油所滯留的高度A。因此,無法充分進行排油。此時,未排油的 大量潤滑油湧入至軸承內。如此,攪拌阻力增加,軸承內部的溫度上昇,有些情況下難以高速運轉。又即使將少量潤滑油流入至軸承內,流入的潤滑油之排出效率不佳時,潤滑油在軸承內飽和,軸承內產生一定量的潤滑油滯留。該滯留油接觸到滾動體時,攪拌阻力變大,成為動力損耗、昇溫之原因。
圖42係概略顯示潤滑油滯留於軸承內的印象之縱剖面圖,圖43係該軸承之外環間隔件的俯視圖。本案申請人提出一種滾動軸承之潤滑裝置,如圖42所示,在軸向上排列配置多數滾動軸承,各滾動軸承於內環設有往軸向延伸的內環延長部56,並且設有鄰接於外環且內周面面對著內環延長部56的外環間隔件57,沿此等內環延長部56與外環間隔件57均設有給油排油機構。該給油排油機構係將兼作為軸承冷媒的潤滑油供給至各滾動軸承內的軸承空間並且排出至軸承外的機構。
以下顯示湧入至軸承內的潤滑油所滯留的圖42所示之處(1)、(2)及要因。
(1)滾動體上部
在軸承高速旋轉時,對於潤滑油而言,滾動體58、保持器59成為牆壁,變成排出的阻力。所以,潤滑油滯留於圖42的(1)所標示的滾動體上部。
(2)外環間隔件上部
.貫穿徑向而設於軸承的外環間隔件57的、潤滑油排出口57a之剖面積小,而有一定量的潤滑油滯留於該圖(2)所標示的軸承下部。滯留的潤滑油之液面干涉到保持器59、滾動體58時,軸承內部的攪拌阻力增加,成為昇溫之原因。
.排出口57a,與外環間隔件57上部的承油面之高度相同,所以在自然排油下,潤滑油不易流至排出口57a。
.流過軸承空間的潤滑油,落於外環間隔件57的頂面,往圖43中箭頭所示的旋轉方向流動。如該圖所示,潤滑油的排出口57a,在外環間隔件端面的圓周向上一部分沿著徑向形成有缺口。該排出口57a設為相對於該旋轉方向成垂直,所以潤滑油的回收效率不佳,而潤滑油滯留於外環間隔 件頂面(軸承下部)。
本發明之目的在於提供一種滾動軸承之潤滑裝置,將湧入軸承內的潤滑油順暢排油至軸承外,防止攪拌阻力增加,抑制軸承內部之溫度上昇,而能高速運轉。
本發明之滾動軸承裝置具有:滾動軸承,在內環外環之軌道面間插設有由保持器所保持的多數滾動體;以及給油排油機構,將兼作為軸承冷媒的潤滑油供給至軸承內的軸承空間並且排出至軸承外;該滾動軸承裝置,於該內環設有往軸向延伸的內環延長部,並且設有鄰接於外環且內周面面對著該內環延長部的外環間隔件,該給油排油機構包含:內環圓周溝槽,設於內環延長部之外周面;給油通道,設於該外環間隔件,並具有將潤滑油朝向該內環圓周溝槽流出的給油口;徑向間隙,設於下列兩者之間:該內環延長部的外周面之中形成在比內環圓周溝槽更靠近軸承側的外周面;及該外環間隔件的內周面之間;且將潤滑油導引至軸承內;及排油口,設於該外環間隔件,在與該給油口不同的圓周向位置連通於內環圓周溝槽,將潤滑油排出;再者,至少具有下列者其中之一:內凹部,設於該外環間隔件的內周面,並面對著該內環圓周溝槽,收集從該給油口供給而在該內環圓周溝槽濺回的潤滑油;及油溝槽,設在鄰接配置於與該內環延長部為軸向相反側的內環外環之端面的、另一間隔件之端面,連通於該滾動軸承內的軸承空間而將該軸承內的潤滑油排出。該「內環延長部」係指相對於內環之中滿足作為軸承的必要強度之部分而言往軸向延長的部分。
依據此種構成,軸承運轉時,若從外環間隔件的給油通道供給潤滑油,則潤滑油沿著內環延長部的外周面之內環圓周溝槽流動。藉此來冷卻軸承。冷卻過軸承的油從外環間隔件的排油口排出。此時從給油通道供給而在內環圓周溝槽濺回的潤滑油收集於外環間隔件的內周面之內凹部,抑制潤滑油往軸承內的湧入。收集於內凹部的潤滑油前往排油口順暢地排出。又,軸承潤滑用的潤滑油經由徑向間隙而適量供給至軸承內,其後排出至 軸承外。如前所述,因為可將在內環圓周溝槽濺回的潤滑油收集於設在外環間隔件之內周面的內凹部並順暢地排出,所以能防止大樣潤滑油湧入至軸承內。所以,能抑制由潤滑油之攪拌阻力所致的軸承溫度上昇,而能使軸承高速旋轉。
又,依據此種構成,利用給油排油機構導入至軸承內的潤滑油冷卻軸承並排出至軸承外。導入之潤滑油的一部分供給至滾動軸承內的軸承空間並用於潤滑。該已用於滾動軸承潤滑之潤滑油的一部分,沿著與該該滾動軸承鄰接配置的滾動軸承之另一間隔件的端面之油溝槽流動並排出至軸承外。藉由如此在相鄰接的軸承之另一間隔件的端面設有油溝槽,能防止潤滑油滯留於滾動軸承內的軸承空間與相鄰接的軸承之間的邊界附近。所以,能將潤滑油滯留的液面干涉到該滾動軸承的保持器、滾動體之情況防範於未然,防止軸承內部的攪拌阻力增加,抑制軸承內部的溫度上昇,而能高速運轉。
該內凹部亦可係由設於外環間隔件之內周面的圓周溝槽所構成。此時,潤滑油沿著圓周溝槽流動,可將該潤滑油從排油口順暢地排出。亦可使該內凹部之中連著該徑向間隙的開口周緣部之軸向位置,與內環圓周溝槽之中連著徑向間隙的開口周緣部之軸向位置一致,且將內凹部與內環圓周溝槽之寬度尺寸定為相同。留存於內環圓周溝槽的潤滑油,從旋轉中的內環承受離心力而往外環間隔件的方向前進。此時藉由使內凹部的開口周緣部與內環圓周溝槽的開口周緣部之間的軸向位置一致,使得潤滑油通過徑向間隙上部。因此,潤滑油變得難以湧入至軸承內,並通過徑向間隙上部的潤滑油前往排油口。再者,藉由將內凹部與內環圓周溝槽之寬度尺寸定為相同,能將留存內環圓周溝槽的潤滑油,利用來自內環的離心力而確實地收集於內凹部,能防止潤滑油從內凹部預期外地溢出。所以,能防止潤滑油從排油口以外之處預期外地排出。
該內凹部亦可定為越往其底面寬度變得越窄。軸承運轉時,潤滑油碰到內環圓周溝槽,並承受伴隨著內環旋轉的離心力而濺回。該濺回的潤滑 油沿著內凹部的寬度變窄之溝槽,換言之沿著楔形溝槽而前往排油口。其後,潤滑油從排油口排出。因為潤滑油沿著內凹部的寬度變窄之溝槽前往排油口,所以能將碰到內環圓周溝槽而濺回的潤滑油有效率地收集於內凹部。
該內凹部亦可係具有:設於該外環間隔件之內周面的圓周溝槽;以及連著該圓周溝槽下部且寬度尺寸比該圓周溝槽更大的圓周溝槽。此時,可將碰到內環圓周溝槽而濺回的潤滑油收集於該寬度尺寸變大的圓周溝槽而順暢地排油。
亦可將該外環間隔件排油口定為,設於連著該外環間隔件的圓周溝槽之切線方向。此時,從外環間隔件的給油口供給的潤滑油,碰到內環圓周溝槽而濺回,沿著外環間隔件之圓周溝槽流動,不在排油口滯留而順暢地排出。
亦可將該內凹部設為從外環間隔件的給油口起直到排油口的圓弧狀。此時,在外環間隔件之內凹部流動的潤滑油,堆積在排油口。此堆積的潤滑油快速地從排油口排出。
該內環圓周溝槽亦可定為具有斥油性。此時,留存於內環圓周溝槽的潤滑油能容易地前往外環間隔件的內凹部,進行順暢的排油。
亦可係在該內環的外周面之中,於內環軌道面與形成該徑向間隙的部分之間設置斜面,其形成為以越往該軌道面側口徑越大的方式傾斜之剖面形狀。此時,可將從徑向間隙導入至軸承內的潤滑油藉由內環旋轉所致的離心力,經由內環的該斜面而適量且確實地導引至內環軌道面。
該油溝槽亦可係在該滾動軸承的包含軸心及滾動體中心之剖面上,具有比由與內環延長部為軸向相反側的外環內周面、滾動體外周面、包含保持器外周面的假想圓筒面、及該另一間隔件之端面所形成的剖面積更大的 剖面積。此時,有一定量的潤滑油堆積於油溝槽,能防止潤滑油滯留於軸承內部。
亦可於該另一間隔件設有連通於油溝槽並將油溝槽內的潤滑油排出至軸承外的排出口。已用於滾動軸承潤滑之潤滑油的一部分沿著相鄰接的滾動軸承之另一間隔件的端面之油溝槽流動,並從油溝槽通過排出口而排出至軸承外。
該排出口亦可係具有比油溝槽之深度尺寸更大的深度尺寸。此時,在油溝槽流動的潤滑油,在重力的作用下容易流動至排出口,而能從該排出口將潤滑油順暢地排出至軸承外。
亦可在該各滾動軸承之中,鄰接於該另一間隔件的外環之端面的圓周向上一部分設置貫穿軸承徑向的缺口。軸承高速旋轉時,滾動體、保持器會成為將潤滑油排出時的阻力,但因為藉由該缺口將潤滑油的一部分排出至軸承外,所以能在軸承高速旋轉時,抑制潤滑油滯留於軸承空間中鄰接於另一間隔件的滾動體單側部分。藉此,能防止軸承內部的攪拌阻力增加,抑制軸承內部的溫度上昇,而能高速運轉。
亦可在該另一間隔件設有連通於油溝槽並將油溝槽內的潤滑油排出至軸承外的排出口,並且,於該另一間隔件之中,油溝槽與排出口所相連通的交叉部設有限制潤滑油沿著油溝槽的流動的壁部。從軸承空間流入至油溝槽的潤滑油往軸承的旋轉方向產生流動。藉由在油溝槽與排出口所相連通的交叉部設置壁部,限制往該旋轉方向流動的潤滑油流動,而能將潤滑油順暢地導引至排出口。
亦可將該壁部配設於另一間隔件的排出口之周向長度中央部。在軸承逆向旋轉時,也能利用該壁部限制沿著油溝槽而往逆向旋轉方向流動的潤滑油,而順暢地導引至排出口。
該任一滾動軸承之潤滑裝置亦可係用於工具機主軸之支持。
申請專利範圍及/或說明書及/或圖式所揭示的至少2個構成之任何組合均包含於本發明。尤其,申請專利範圍之各請求項的2個以上之任何組合均包含於本發明。
1‧‧‧內環
1a、2a‧‧‧軌道面
1b、1c‧‧‧斜面
2‧‧‧外環
2b‧‧‧外環內徑面
1d、2c‧‧‧柱坑
2d‧‧‧缺口
3‧‧‧滾動體
3a‧‧‧滾動體外周面
4‧‧‧保持器
4a‧‧‧假想圓筒面
5‧‧‧內環本體部
6‧‧‧內環延長部
6A‧‧‧內環間隔件
6Aa‧‧‧外徑
6a、6b‧‧‧圓周溝槽
6c‧‧‧區隔壁
6aa‧‧‧溝槽底面
6ab、6ac‧‧‧溝槽側面
7‧‧‧外環間隔件
7A‧‧‧另一間隔件
7a‧‧‧內周面
8‧‧‧內環圓周溝槽
8a‧‧‧溝槽底面
9‧‧‧給油通道
9a‧‧‧給油口
9b‧‧‧魚眼座部
10‧‧‧排油口
11‧‧‧內凹部
11a、11b‧‧‧圓周溝槽
12、14‧‧‧開口周緣部
13‧‧‧缺口部
15‧‧‧曲徑式油封機構
16‧‧‧圓周溝槽
17‧‧‧前端部
19‧‧‧內環推壓件
20‧‧‧外環推壓件
21‧‧‧給油路徑
22‧‧‧冷卻油路徑
23‧‧‧給油泵
24‧‧‧排油泵
25‧‧‧油溝槽
25a‧‧‧底面
25b‧‧‧周面部
26‧‧‧排出口
26a‧‧‧底面
27、27A、27B、27C、27D‧‧‧障壁
27Aa、27Ba‧‧‧傾斜部
27a‧‧‧延伸部
27Ca‧‧‧閥體
27Da‧‧‧壁部
28‧‧‧滾動軸承裝置
29‧‧‧殼體
29a‧‧‧殼體內筒
29b‧‧‧殼體外筒
29c‧‧‧通油溝槽
30‧‧‧主軸
30a‧‧‧台階部
31‧‧‧內環定位間隔件
32‧‧‧內環固定螺母
34‧‧‧外環壓蓋
35‧‧‧外環間隔件
36‧‧‧供油通道
37‧‧‧排油溝槽
38‧‧‧排油通道
40‧‧‧第一縮減部
41‧‧‧第二縮減部
42‧‧‧保油溝槽
43‧‧‧排油口
50‧‧‧內環間隔件
51‧‧‧潤滑油導入構件
52‧‧‧內環
53‧‧‧圓周溝槽
54‧‧‧噴嘴
55‧‧‧覆蓋部
56‧‧‧內環延長部
57‧‧‧外環間隔件
57a‧‧‧潤滑排出口
58‧‧‧滾動體
59‧‧‧保持器
CS‧‧‧抑制閥
A1‧‧‧軸承空間
B1‧‧‧區隔壁
BR‧‧‧滾動軸承
Da、Db‧‧‧深度尺寸
H1、H1a、H2‧‧‧寬度尺寸
Hs‧‧‧殼體
KU‧‧‧給油排油機構
L‧‧‧作用線
L1‧‧‧旋轉方向
L2‧‧‧切線方向
L3‧‧‧周向長度
L4‧‧‧作用線
L5‧‧‧軸向長度
La‧‧‧周向長度
Lb‧‧‧距離
P1、P2‧‧‧軸向位置
RK‧‧‧曲徑式油封機構
S1‧‧‧軸承空間
Sa‧‧‧基端部
Sc‧‧‧軸向突緣
Sb、Sd‧‧‧突緣
SL‧‧‧突緣本體
Sh‧‧‧主軸
t1‧‧‧軸方向厚度
α‧‧‧相位角度
α1‧‧‧傾斜角度
δ1~δ4‧‧‧間隙
本發明從參考附加圖式的以下較佳實施形態之說明能更加明瞭地理解。但是,實施形態及圖式僅單純用於圖示及說明,不應用來決定本發明之範圍。本發明之範圍係由附加之申請專利範圍所決定。附加圖式中,多數圖式中的相同元件符號係顯示相同或相等的部分。
圖1係本發明第1實施形態之滾動軸承裝置之縱剖面圖。
圖2係顯示該滾動軸承裝置之外環間隔件的形狀例的重要部分之縱剖面圖。
圖3係圖2的A部分放大圖。
圖4(A)係顯示該滾動軸承裝置的潤滑油流動之俯視圖,圖4(B)係顯示圖4(A)的重要部分之前視圖。
圖5係本發明第2實施形態之滾動軸承裝置的重要部分之縱剖面圖。
圖6係本發明第3實施形態之滾動軸承裝置的重要部分之縱剖面圖。
圖7係顯示本發明第4實施形態之滾動軸承裝置的潤滑油流動之俯視圖。
圖8係顯示本發明第5實施形態之滾動軸承裝置的潤滑油流動之俯視圖。
圖9係本發明第6實施形態之滾動軸承裝置的縱剖面圖。
圖10係顯示將本發明第1~第6實施形態之滾動軸承裝置應用於支持工具機主軸的滾動軸承之例的縱剖面圖。
圖11係顯示本發明第7實施形態之滾動軸承的潤滑裝置之重要部分的圖16之XI-XI線剖面圖。
圖12係圖11的重要部分放大圖。
圖13係顯示該滾動軸承之潤滑裝置的給油排油機構之縱剖面圖。
圖14係該給油排油機構的重要部分之放大剖面圖。
圖15(A)係該滾動軸承之潤滑裝置的重要部分之水平剖面圖,圖15(B)係顯示該滾動軸承之給油排油機構的給油口附近之另一間隔件的重要部分之前視圖,圖15(C)係顯示該給油排油機構的排油口附近之間隔件的重要部分之前視圖。
圖16係顯示該滾動軸承之潤滑裝置的另一間隔件之俯視圖。
圖17係顯示該滾動軸承之潤滑裝置的油溝槽附近之放大剖面圖。
圖18係顯示該滾動軸承之潤滑裝置的重要部分之圖16的XVIII-XVIII線剖面圖。
圖19係概略顯示將第7實施形態的滾動軸承之潤滑裝置用於立式工具機主軸的支持之例的縱剖面圖。
圖20係本發明第8實施形態之軸承裝置的重要部分之縱剖面圖。
圖21係本發明應用形態1之滾動軸承裝置的縱剖面圖。
圖22係該滾動軸承裝置之重要部分的縱剖面圖。
圖23係該滾動軸承裝置的外環之前視圖。
圖24係該滾動軸承裝置的圖22之重要部分的放大圖。
圖25係顯示該滾動軸承裝置的潤滑油流動之俯視圖。
圖26(A)係本發明其他實施形態之滾動軸承裝置的重要部分之俯視圖,圖26(B)係該圖26(A)的XXVI-XXVI線端面圖。
圖27係本發明應用形態2之滾動軸承裝置的重要部分之俯視圖。
圖28係本發明應用形態3之滾動軸承裝置的重要部分之俯視圖。
圖29係本發明應用形態4之滾動軸承裝置的重要部分之俯視圖。
圖30(A)係表示本發明應用形態5之滾動軸承裝置中內環往該圖繞逆時針方向旋轉時的狀態之重要部分的俯視圖,圖30(B)係表示該內環往該圖繞順時針方向旋轉時的狀態之重要部分的俯視圖。
圖31係本發明應用形態6之滾動軸承裝置的外環間隔件之立體圖。
圖32係從內徑側放大顯示該外環間隔件的重要部分之立體圖。
圖33係該外環間隔件的重要部分之俯視圖。
圖34係本發明應用形態7之滾動軸承裝置的縱剖面圖。
圖35係該滾動軸承裝置的重要部分之剖面圖。
圖36係該滾動軸承裝置之圖34的A部分放大圖。
圖37係顯示該滾動軸承裝置的潤滑油流動之俯視圖。
圖38係本發明應用形態8之滾動軸承裝置的重要部分之放大縱剖面圖。
圖39係本發明應用形態9之滾動軸承裝置的重要部分之放大縱剖面圖。
圖40(A)係習知例的滾動軸承之潤滑裝置的給油側之縱剖面圖,圖40(B)係該潤滑裝置的排油側之縱剖面圖。
圖41係顯示潤滑油往軸承內部湧入的參考提案例之重要部分的縱剖面圖。
圖42係概略顯示潤滑油滯留於軸承內的印象之縱剖面圖。
圖43係該軸承的外環間隔件之俯視圖。
[實施發明之最佳形態]
以下將本發明之第1實施形態與圖1至圖4(A)、(B)共同進行說明。如圖1所示,本實施形態之滾動軸承裝置具有滾動軸承BR及給油排油機構KU。如圖2所示,滾動軸承BR具有:成對的軌道環,即內環外環1、2;多數滾動體3,插設於內環外環1、2的軌道面1a、2a間;以及環狀之保持器4,保持此等滾動體3。該滾動軸承係由斜角滾珠軸承構成,並應用由鋼球或陶瓷材料球等構成的滾珠作為滾動體3。
內環1具有:內環本體部5;及內環延長部6,從該內環本體部5延伸成一體。本例中,內環延長部6從對於內環本體部5之軌道面1a形成接觸角的作用線L所傾斜之側起往寬度方向延伸。內環本體部5滿足作為軸承而言的必要強度,且設成既定寬度尺寸,即與外環2的寬度尺寸為相同寬度尺寸。該既定寬度尺寸係JIS、軸承型錄等所規定的內環之寬度尺寸。內環本體部5的外周面中央部形成有軌道面1a。該外周面之中,連著軌道面 1a的軸向一側(軌道面1a與徑向間隙δ1之間)形成有斜面1b(圖2),其形成為以越往軌道面側口徑越大的方式傾斜之剖面形狀,該外周面之中連著軌道面1a的軸向另一側形成有平坦的外徑面1c。在該內環本體部5的內環背面側(軸承正面側),以往軸向一邊延伸的方式一體設有內環延長部6。
外環2的軌道面2a之軸向兩側分別形成有外環內徑面2b及柱坑2c。並構成為由該外環內徑面2b來導引保持器4。
如圖1所示,給油排油機構KU係將兼作為軸承冷媒的潤滑油供給至軸承內並且排出軸承外的機構。將外環間隔件7設為鄰接於外環2,並使該外環間隔件7的內周面面對著內環延長部6的外周面。給油排油機構KU具有內環圓周溝槽8、給油通道9、徑向間隙δ1、排油口10、內凹部11以及斜面1b。其中的內環圓周溝槽8係設於內環延長部6的外周面。
如圖1左側所示,外環間隔件7之中,圓周向上一部分形成有給油通道9,其具有將潤滑油朝向內環圓周溝槽8流出的給油口9a。該給油通道9形成為從外環間隔件7的外周面起在徑向上貫穿內凹部11的階梯形貫穿孔狀。亦即,給油通道9藉由下列部分構成:該給油口9a,由連通孔孔所構成,該連通孔係連通於圓周溝槽所構成的內凹部11之圓周向上一部分;以及魚眼座部9b,連著該給油口9a,並開孔於該外周面。魚眼座部9b形成為與給油口9a同心且比同給油口9a更大口徑。如圖3所示,從給油通道9供給的潤滑油,從給油口9a流出並碰到內環圓周溝槽8,而從旋轉側之軌道環,即從內環1受到離心力,而前往外環間隔件7的內凹部11。該潤滑油如圖4(A)所示,在由圓周溝槽所構成的內凹部11內,朝向與內環1之旋轉方向L1相同方向前進,並從排油口10及後述的缺口部13排出。
在外環間隔件7之中,與該給油通道9不同的圓周向位置上形成有將潤滑油排出至外部的排油口10。排油口10如圖1右側所示,形成為從外環間隔件7的外周面起貫穿徑向而連通於內環圓周溝槽8。如圖4(A)所示,排油口10的相位設為相對於給油通道9而言成既定相位角度α(在此例中α= 270度)。
如圖2所示,徑向間隙δ1設於下列兩者之間:內環延長部6的外周面之中,形成於比內環圓周溝槽8更靠軸承側的外周面;以及外環間隔件7的內周面。從徑向間隙δ1導入至軸承內的潤滑油,經由斜面1b等而導引至內環軌道面1a。
內凹部11由設於外環間隔件7之內周面的圓周溝槽所構成。內凹部11係面對著內環圓周溝槽8,並收集從給油通道9供給而在內環圓周溝槽8濺回的潤滑油。使該內凹部11之中連著前述徑向間隙δ1的開口周緣部12之軸向位置P1,與內環圓周溝槽8之中連著徑向間隙δ1的開口周緣部14之軸向位置P2一致。再者,將內凹部11的寬度尺寸H1,與內環圓周溝槽8的寬度尺寸H2定為相同尺寸。
固定側的軌道環,即外環2,設有將軸承內已用於潤滑的潤滑油排出至軸承外的缺口部13。圖4(B)係圖4(A)的重要部分的前視圖(VIb-VIb線端面圖)。如圖1及圖4(B)所示,外環2之中,與設有外環間隔件7之側為軸向相反側的外環端面,設有缺口部13。並將該缺口部13如圖4(A)所示沿著內環1的旋轉方向L1配設於給油通道9與排油口10之間。在本例中,缺口部13例如配設為以90度的相位角度相對於給油通道9,且配設為以180度的相位角度相對於排油口10。
如圖2所示,內環延長部6及外環間隔件7例如設有抑制潤滑油漏洩至相鄰接的軸承內之曲徑式油封(labyrinth)機構15,。此曲徑式油封機構15定為連通於給油通道9及排油口10(圖1),且寬部與窄部在軸向相連。該寬部包含下列兩者:設於內環延長部6的另一側肩部之外周面的圓周溝槽16;以及與該圓周溝槽16相對的外環間隔件7之內周面。該圓周溝槽16在軸向拉開間隔而配設有多數個(本例中為2個)。各圓周溝槽16形成為以越往內環延長部6的端面側(圖2的上側)口徑越小,換言之為溝槽越深的方式傾斜之剖面形狀。該窄部包含下列兩者:內環延長部6的該外周面之突出前 端部17;以及與該突出前端部17相對的外環間隔件7之內周面。
因為各圓周溝槽16如該方式形成有傾斜的剖面形狀,所以從給油通道9供給並湧入至曲徑式油封機構15的潤滑油,受到內環旋轉所致的離心力,沿著圓周溝槽16之傾斜面而往與洩漏側相反方向移動。藉由此種曲徑式油封機構15,能抑制潤滑油漏洩至相鄰接的軸承內。另,圓周溝槽16可係3道以上,亦可係1道。亦可在外環間隔件7的剖面凹狀之該另一側肩部設置圓周溝槽,來取代在內環延長部6設置圓周溝槽16的構成。又,亦可在內環延長部6及外環間隔件7分別設置圓周溝槽。
以下說明作用效果。圖1的箭頭顯示潤滑油的流動。如該圖所示,軸承運轉時,若從外環間隔件7之給油通道9供給潤滑油,則潤滑油沿著內環延長部6的外周面之內環圓周溝槽8流動。藉此來冷卻軸承。冷卻過軸承的油從外環間隔件7的排油口10排出。此時從給油通道9供給而在內環圓周溝槽8濺回的潤滑油,收集於外環間隔件7的內周面之內凹部11,抑制潤滑油往軸承內的湧入。收集於由圓周溝槽所構成的內凹部11之潤滑油,沿著該內環圓周溝槽8流動,前往排油口10順暢地排出。又,軸承潤滑用的潤滑油,經由徑向間隙δ1而適量供給至軸承內,之後排出至軸承外。
如前所述,設於外環間隔件7的內周面之內凹部11,可收集在內環圓周溝槽8濺回的潤滑油並順暢地排出,而能防止大量潤滑油湧入至軸承內。所以,抑制由潤滑油之攪拌阻力所致的軸承溫度上昇,而能使得軸承高速旋轉。
又,軸承運轉時如圖3所示,留存於內環圓周溝槽8的潤滑油,從旋轉中的內環1承受離心力而往外環間隔件7的方向前進。此時藉由使內凹部11之開口周緣部12與內環圓周溝槽8之開口周緣部14的軸向位置P1、P2一致,使得潤滑油通過徑向間隙δ1上部。因此,潤滑油難以湧入至軸承內,通過徑向間隙δ1上部的潤滑油前往排油口10(圖1)。再者,藉由將內凹部11與內環圓周溝槽8之寬度尺寸H1、H2(圖2)定為相同,將留存於內 環圓周溝槽8的潤滑油,藉由來自內環1的離心力而確實地收集於內凹部11,能防止潤滑油從內凹部11預期外地溢出。所以,能防止潤滑油從排油口10以外之處預期外地排出。
內環本體部5的外周面之中,軌道面1a與形成徑向間隙δ1的部分之間,形成有斜面1b,其形成為以越往軌道面1a側口徑越大的方式傾斜之剖面形狀,從徑向間隙δ1導入至軸承內的潤滑油,可藉由內環旋轉所致的離心力,經由斜面1b而適量且確實地導引至軌道面1a。
現說明其他實施形態。以下的說明中,各實施形態對應於先前實施形態已說明事項的部分標註相同元件符號,並省略重複的說明。只說明構成的一部分時,構成的其他部分,只要沒有特別記載,即與先前說明的實施形態定為相同。
如圖5所示的第2實施形態,外環間隔件7的內凹部11亦可定為越往其底面寬度(亦即軸向尺寸)越窄。此時,潤滑油於軸承運轉時如以下(1)~(3)的方式流動。
(1)潤滑油碰到內環圓周溝槽8,承受伴隨於內環旋轉的離心力而濺回。
(2)該濺回的潤滑油沿著內凹部11的寬度變窄之溝槽,換言之沿著楔形溝槽而前往排油口10。
(3)其後,潤滑油從排油口10排出。
如此,因為潤滑油沿著內凹部11的寬度變窄之溝槽而前往排油口10,所以能將碰到內環圓周溝槽8而濺回的潤滑油有效率地收集於內凹部11。
如圖6所示的第3實施形態,外環間隔件7的內凹部11亦可係具有:圓周溝槽11a,設於外環間隔件7之內周面;圓周溝槽11b,連著該圓周溝槽11a的下部,寬度尺寸H1a大於該圓周溝槽11a。此時,碰到內環圓周溝槽8而濺回的潤滑油,收集於寬度尺寸較大的圓周溝槽11b,而能順暢地排油。
圖7係顯示第4實施形態之滾動軸承裝置中的潤滑油流動之俯視圖。如該圖所示,亦可定為將外環間隔件7的排油口10設為連著切線方向L2。此時,從外環間隔件7之給油通道9供給的潤滑油,碰到內環圓周溝槽(未圖示)而濺回,沿著外環間隔件7的內凹部11流動,不在排油口10滯留而順暢地排出。
如圖8所示的第5實施形態,亦可將外環間隔件7之內凹部11設為從該外環間隔件7之給油通道9起直到排油口10的圓弧狀。此時,在外環間隔件7之內凹部11流動的潤滑油聚積於排油口10。該聚積的潤滑油快速地從排油口10排出。
圖9顯示第6實施形態。如該圖的A部分所示,亦可將內環圓周溝槽8定為具有斥油性。可藉由於內環圓周溝槽8設置例如由氟樹脂等所構成的鍍膜層等,而成為具有斥油性的內環圓周溝槽8。此時,留存於內環圓周溝槽8的潤滑油能容易地前往外環間隔件7的內凹部11,進行順暢的排油。又如圖9的B部分所示,亦可將形成徑向間隙δ1的部分,即內環延長部6之外周面部分及外環間隔件7之內周面部分也定為具有如前所述的斥油性。如此,可抑制潤滑油往軸承內部的湧入。
圖10係概略顯示將前述任一滾動軸承裝置用於立式工具機主軸的支持之例的縱剖面圖。在此例中,將含有斜角滾珠軸承的滾動軸承裝置28、28,以2者背面組合方式設置於殼體29,藉由該等滾動軸承裝置28、28將主軸30支持成自由旋轉。各軸承裝置28中的內環1,藉由內環定位間隔件31、31及主軸30的臺階部30a、30a而在軸向上定位,並藉由內環固定螺母32緊固固定於主軸30。主軸上側的外環間隔件7及主軸下側的外環2藉由外環壓蓋34、34而定位固定於殼體29內。又主軸上側的外環端面與主軸下側的間隔件寬度面之間插設有外環間隔件35。
殼體29係使殼體內筒29a與殼體外筒29b相嵌合而成,其嵌合部設有冷卻用的通油溝槽29c。殼體內筒29a形成有分別將潤滑油供給至各軸承裝 置28的供給油通道36、36。該等供給油通道36、36連接於未圖示的潤滑油供給源。再者殼體內筒29a形成有將已用於潤滑的潤滑油排出的排油溝槽37及排油通道38。排油溝槽37分別連通於各軸承裝置28中的缺口部13及排油口10。各排油溝槽37連著在主軸軸向上延伸的排油通道38,而潤滑油從該排油通道38排出。
如此將滾動軸承裝置28、28用於工具機主軸30之支持時,可將在內環圓周溝槽8濺回的潤滑油收集在設於外環間隔件7之內周面的內凹部11並順暢地排出,所以能防止大量潤滑油湧入至軸承內。所以,抑制由潤滑油之攪拌阻力所致的軸承溫度上昇,而能使得軸承高速旋轉。亦可將本實施形態之滾動軸承裝置用於臥式工具機主軸之支持。
以下將本發明第7實施形態與圖11至圖18共同說明。本實施形態的滾動軸承之潤滑裝置係用於例如立式工具機的主軸之支持。但是,並非限定於立式工具機主軸用,亦可用於支持臥式工具機主軸的用途上。如圖11所示,滾動軸承之潤滑裝置含有:在軸向上排列配置多數(在本例中為2個)的滾動軸承BR、以及分別設於各滾動軸承BR的給油排油機構KU。另,顯示本實施形態的圖11至圖18中,與第1實施形態相同或相等的構成,有些情況下標註相同元件符號並省略其詳細說明。
將圖11所示的滾動軸承之潤滑裝置以例如圖13所示的立軸方式使用時,將給油排油機構KU配設在各滾動軸承BR中比軸承空間S1更上部。並設有鄰接於外環2的軸向端且與外環2非一體的另一間隔件7A,使該另一間隔件7A的內周面面對著內環延長部6的外周面。沿該等內環延長部6與另一間隔件7A均設有給油排油機構KU。
如圖13左側所示,另一間隔件7A之中,圓周向上一部分形成有給油通道9,其具有使潤滑油朝向內環圓周溝槽8流出的給油口9a。如圖13及圖15(B)所示,該給油通道9形成為從另一間隔件7A的外周面起貫穿徑向的階梯形貫穿孔狀。如圖14所示,內環延長部6設有區隔軸承空間與內環 圓周溝槽8的區隔壁6a。(1)從給油通道9供給的潤滑油,(2)從給油口9a流出而碰到內環圓周溝槽8,(3)從旋轉側的軌道環,即從內環1承受離心力而碰到另一間隔件7A的內周面。(4)該潤滑油從內環延長部6的外周面與另一間隔件7A的內周面之間的徑向間隙δ1供給至滾動軸承內的軸承空間S1。從徑向間隙δ1導入至軸承內的潤滑油經由斜面1b等而導引至內環軌道面1a。
如圖15(A)、(C)所示,另一間隔件7A之中,與該給油通道9不同的圓周向位置上形成有將潤滑油排出至外部的排油口10。排油口10如圖13右側所示,形成為從另一間隔件7A的外周面起貫穿徑向而連通於內環圓周溝槽8。如圖15(A)所示,排油口10的相位設為相對於給油通道9而言成既定相位角度α(本例中為α=270度)。
如圖11所示,另一間隔件7A之端面的徑向中間部設有由環狀溝槽構成的油溝槽25。在各滾動軸承BR之中,鄰接配置於與內環延長部6為軸向相反側的內環外環1、2之端面的滾動軸承BR之、另一間隔件7A的端面,設有油溝槽25,其連通於相鄰接的滾動軸承BR內之軸承空間S1而將該軸承內的潤滑油排出。又,本例中,不僅在圖11下側的滾動軸承BR之另一間隔件7A設有油溝槽25,連圖11上側的滾動軸承BR之另一間隔件7A的端面也設有油溝槽25。如圖11的重要部分放大圖,即圖12所示,油溝槽25具有比滾動軸承BR中,由與內環延長部6為軸向相反側的外環內周面2b、滾動體外周面3a、包括保持器外周面的假想圓筒面4a、及其它間隔件7A的端面7a所形成的區域S之剖面積更大的剖面積。
如圖16所示,另一間隔件7A設有連通於油溝槽25並將油溝槽25內的潤滑油排出至軸承外的排出口26。本例的排出口26,在另一間隔件7A的端面之圓周上的一處,從油溝槽25的一部分起向半徑方向外方切開形成為俯視矩形。圖11係圖16的XI-XI線剖面圖,圖18係圖16的XVIII-XVIII線剖面圖。如圖18所示,排出口26具有比油溝槽25的深度尺寸Da更大的深度尺寸Db,排出口26的底面26a經由落差部而連接於油溝槽25 的底面25a。
如圖16所示,另一間隔件7A之中,油溝槽25與排出口26所相連通的交叉部設有限制潤滑油沿著油溝槽25流動的壁部14。亦即,在另一間隔件7A之中設有排出口26的圓周上一處設有該壁部14,其設為從形成油溝槽25的一周面部25b起往半徑方向外方突出有到該落差部或落差部附近的距離。以包含軸承軸心的剖面切開該壁部14觀察到的剖面積,係定為與油溝槽25之剖面積大致同等的剖面積。又,以包含軸承軸心的剖面切開圖18所示在壁部14之圓周向兩端由油溝槽25與排出口26所相連通的交叉部而觀察到的剖面積,係定為大於圖17所示的油溝槽25之剖面積。該壁部14配設於另一間隔件7A的排出口26之周向長度L2的中央部。
如圖18所示,在與另一間隔件7A相鄰接的外環2端面,於圓周向上一部分設有貫穿軸承徑向外方的缺口2d。該缺口2d在外環2的圓周向上一部分,將對於軌道面2a形成接觸角的作用線L1所傾斜之反側的柱坑2c予以深切形成直到滾動體3所在的軌道面附近(至少在不與軌道面2a之滾動體3的接觸楕圓發生干涉的範圍)。
以下說明曲徑式油封機構。如圖17所示,內環延長部6及另一間隔件7A例如設有抑制潤滑油漏洩至鄰接之軸承內的曲徑式油封機構15。該曲徑式油封機構15定為連通於給油通道9及排油口10(圖13),且寬部與窄部在軸向相連。該寬部包含下列兩者:設於內環延長部6的另一側肩部之外周面的圓周溝槽16;以及與圓周溝槽16相對的另一間隔件7A之內周面。該圓周溝槽16在軸向拉開間隔而配設有多數個(本例中為2個)。各圓周溝槽16形成為以越往內環延長部6的端面側(圖17上側)口徑越小,換言之溝變得越深的方式傾斜之剖面形狀。該窄部包含下列兩者:內環延長部6的該外周面之突出前端部17;以及與該突出前端部17相對的另一間隔件7A之內周面。
因為各圓周溝槽16形成為以前述方式傾斜的剖面形狀,所以從給油通 道9供給並湧入至曲徑式油封機構15的潤滑油,藉由內環旋轉所致的離心力而沿著圓周溝槽16之傾斜面往與洩漏側相反方向移動。藉由此種曲徑式油封機構15,能抑制潤滑油漏洩至相鄰接的軸承內。另,圓周溝槽16可係3個以上亦可係1個。亦可在另一間隔件7A的剖面凹狀的該另一側肩部設置圓周溝槽,來取代在內環延長部6設置圓周溝槽16的構成。又,亦可於內環延長部6及另一間隔件7A分別設置圓周溝槽。
以下說明作用效果。軸承運轉時,若從另一間隔件7A的給油通道9供給潤滑油,則潤滑油沿著內環延長部6的外周面之內環圓周溝槽8流動。藉此來冷卻軸承。冷卻過軸承的潤滑油沿著圓周溝槽8流動,前往排油口10並順暢地排出。又軸承潤滑用的潤滑油經由徑向間隙δ1而供給至滾動軸承內的軸承空間S1。
已用於此滾動軸承BR的潤滑之潤滑油的一部分,沿著與該滾動軸承BR鄰接配置的滾動軸承BR之另一間隔件7A的端面之油溝槽25流動,從該油溝槽25經過排出口26而排出至軸承外。藉由如此在相鄰接的軸承之另一間隔件7A的端面設置油溝槽25,可防止潤滑油滯留於滾動軸承內的軸承空間S1中與相鄰接的軸承之邊界附近。所以,能將潤滑油滯留的液面干涉到該滾動軸承BR的保持器4、滾動體3之情形防範於未然,防止軸承內部的攪拌阻力增加,抑制軸承內部溫度上昇,而能高速運轉。
因為油溝槽25具有的剖面積,大於在滾動軸承BR之包含軸心及滾動體中心的剖面中,由與內環延長部6為軸向相反側的外環內周面2b、滾動體外周面、包括保持器外周面的假想圓筒面4a、以及該另一間隔件7A之端面7a所形成的剖面積,所以有一定量的潤滑油積存於油溝槽25,能防止潤滑油滯留於軸承內部。因為該排出口26具有比油溝槽25的深度尺寸Da更大的深度尺寸Db,所以在油溝槽25流動的潤滑油,在重力的作用下,容易流至排出口26,而能從該排出口26將潤滑油順暢地排出至軸承外。
軸承高速旋轉時,滾動體3、保持器4可能成為排出潤滑油時的阻力, 但因為在各滾動軸承BR之中,與另一間隔件7A相鄰接的外環2端面的圓周向上一部分設有貫穿軸承徑向的缺口2d,所以能將潤滑油的一部分經由該缺口2d而排出至軸承外。因此,能在軸承高速旋轉時,抑制潤滑油滯留在鄰接於軸承空間S1的另一間隔件7A之滾動體3的單側部分。藉此,能防止軸承內部的攪拌阻力增加,抑制軸承內部的溫度上昇,而能高速運轉。
因為在另一間隔件7A之中,油溝槽25與排出口26所相連通的交叉部,設有限制潤滑油沿著油溝槽25流動的壁部14,所以能利用該壁部14限制往軸承旋轉方向流動的潤滑油之流動,而將潤滑油順暢地導引至排出口26。因為將該壁部14配設於另一間隔件7A之排出口26的周向長度L2的中央部,所以在軸承如圖16虛線箭頭方式逆向旋轉時,也能利用該壁部14限制潤滑油沿著油溝槽25往逆向旋轉方向流動,並順暢地導引至排出口26。
亦可在另一間隔件7A設置2個以上的排出口26。各排出口26分別連通於油溝槽25而能將油溝槽內的潤滑油排出至軸承外。此時,可從2個以上的排出口26將潤滑油更加順暢地排出。亦可在與另一間隔件7A相鄰接的外環2端面的圓周向上多處分別設置缺口2d。此時,能藉由2個以上的缺口2d而更加順暢地將潤滑油的一部分排出至軸承外。亦可使斜角滾珠軸承為背面組合、正面組合或並列組合的任一個組合。又,亦可使斜角滾珠軸承為3列以上的組合。
圖19係概略性顯示將第7實施形態的滾動軸承之潤滑裝置用於工具機主軸的支持之例的剖面圖。本例中,以並列組合的2列斜角滾珠軸承,互相背面組合而成的4列(亦即DTBT組合)斜角滾珠軸承在軸向上排列設置於殼體Hs,藉由該等軸承將主軸Sh支持成自由旋轉。該組合斜角滾珠軸承中,徑向剛性及軸向剛性比起2列或3列所組合的斜角滾珠軸承之構成更大且能高速運轉。該等內環外環1、2分別藉由內環推壓件19及外環推壓件20等而分別固定於主軸Sh及殼體Hs。
殼體Hs設有:將潤滑油供給至給油排油機構KU的給油路徑21;將冷卻過軸承的潤滑油即冷卻油排出的冷卻油路徑22;以及將在軸承內已用於潤滑的潤滑油排出的排油途徑(未圖示)。給油路徑21配管連接於與各給油通道9相連並且設置於殼體Hs外的給油泵23。可使用該給油泵23將潤滑油從給油源經由給油路徑21強制性壓送至各給油通道9。冷卻油路徑22配管連接於與各排油口10相連並且設置於殼體Hs外的排油泵24。冷卻過軸承的潤滑油,可使用排油泵24,經由排油途徑22而排出至殼體Hs外。
該排油途徑22連著圖18所示的各排出口26及各缺口2d,將在軸承內已用於潤滑的潤滑油藉由重力及內環旋轉所致的離心力而排出至殼體Hs外。因為可如此將在軸承內已用於潤滑的潤滑油,於不使用泵等的情況下,藉由重力及離心力排出,所以沒有過度潤滑油流入至軸承內部之情形。
依據以上說明的構成,因為在將第7實施形態的滾動軸承之潤滑裝置用於工具機主軸Sh之支持時,在各另一間隔件7A的端面分別設置油溝槽25,所以能防止潤滑油滯留於滾動軸承內之軸承空間S1中與相鄰接的軸承之間的邊界附近。又,因為在與另一間隔件7A相鄰接的外環2端面的圓周向上一部分設有貫穿軸承徑向的缺口2d,所以能經由該缺口2d而將潤滑油的一部分排出至軸承外。因此,可在軸承高速旋轉時,抑制潤滑油滯留於軸承空間S1中滾動體3鄰接於另一間隔件7A的單側部分。所以,能防止軸承內部的攪拌阻力增加,抑制軸承內部的溫度上昇,而能高速運轉。
圖20係顯示本發明的第8實施形態。本實施形態如該圖所示,為兼具有內凹部11與油溝槽25兩者的構成。所以,能同時具有前述內凹部11與油溝槽25所致的效果。
其次說明與本發明具有相同目的之應用形態1~9及其具體例。此等應用形態1~9具有縮減潤滑油油量的第一及第二縮減部。
本發明的應用形態1之滾動軸承裝置,具有:滾動軸承,於內環外環 之軌道面間插設有由保持器所保持的多數滾動體;以及給油排油機構,將兼作為軸承冷媒的潤滑油供給至軸承內並且排出至軸承外;其設有鄰接於該內環的一端面且外徑位於外環的一端面之徑向寬度內的內環間隔件,並且設有鄰接於外環的一端面且內周面面對著該內環間隔件之外周面的外環間隔件,該給油排油機構包含:圓周溝槽,設於該內環間隔件的外周面;給油通道,設於該外環間隔件,並具有使潤滑油朝向該圓周溝槽流出的給油口;第一縮減部,設於該內環間隔件的外周面與外環間隔件的內周面之間的間隙部,縮減從圓周溝槽導引至外環的一端面之潤滑油油量;環狀的保油溝槽,設於該外環的一端面,連通於第一縮減部並收容從該第一縮減部導引的潤滑油;以及第二縮減部,設於該外環的一端面與臨於該外環的一端面之內環間隔件的一端面之間,分別連通於保油溝槽及內環外環的軸承空間,縮減湧入至軸承空間內的潤滑油油量。
依據此種構成,軸承運轉時,若從外環間隔件的給油通道供給潤滑油,則潤滑油沿著內環間隔件的外周面之圓周溝槽流動。藉此來冷卻軸承。冷卻過軸承的油例如分成下列兩者:排出;以及為了軸承潤滑而通過第一縮減部並流至保油溝槽。該流至保油溝槽的潤滑油的至少一部分通過第二縮減部並湧入至軸承空間內。藉由如此設置第一及第二縮減部,能抑制湧入至軸承空間內的潤滑油油量。所以,能抑制由潤滑油之攪拌阻力所致的軸承溫度上昇,而能使軸承高速旋轉。
該給油排油機構亦可定為含有設於外環的外周面並連通於保油溝槽而將潤滑油排出的排油口。通過該第一縮減部並流進保油溝槽的潤滑油分成下列兩者:通過外環的排油口而回收;以及通過該第二縮減部並湧入至軸承空間內。相較於外環的外周面未設置排油口的構成而言,如此在外環的外周面設有排油口時,可提升排油效率。亦可設置2處以上之該外環的排油口。此時能達成更加提升排油效率。
該內環間隔件的圓周溝槽亦可係以包含軸承軸心的平面切開該內環間隔件而觀察到的剖面形成為凹狀。此時,從給油通道供給的潤滑油,在剖 面凹狀的圓周溝槽之溝槽底面濺回,並藉由內環旋轉所伴隨的離心力前往第一縮減部等。
該給油排油機構亦可係包含設於該外環間隔件的排油口,且該排油口在與該給油口不同的圓周向位置連通於圓周溝槽而將潤滑油排出。此時,沿著內環間隔件的圓周溝槽流動的潤滑油分成下列兩者:從外環間隔件的排油口排出;以及為了軸承潤滑而通過第一縮減部。亦可於該外環間隔件的排油口設置限制潤滑油沿著圓周溝槽流動的障壁。此時,隨著內環旋轉而沿著圓周溝槽流動的潤滑油碰到障壁,亦回收至排油口。藉此,能抑制潤滑油滯留於軸承內部,所以,能防止軸承內部的攪拌阻力增加。
亦可係將該障壁配設於外環間隔件之排油口的周向長度的中央部。此時,在軸承順向旋轉之情況下,能利用該障壁限制沿著圓周溝槽而往順向旋轉方向流動的潤滑油,順暢地導引至排油口。在軸承逆向旋轉之情況下,亦能利用該障壁限制沿著圓周溝槽往逆向旋轉方向流動的潤滑油,順暢地導引至排油口。
該障壁亦可定為含有延伸直到內環間隔件的圓周溝槽之底面附近的延伸部。此時,能使沿著內環間隔件之圓周溝槽流動的潤滑油更確實地碰撞障壁。藉此,相較於沒有延伸部的障壁而言,能提高從排油口回收的潤滑油之回收效率。
該障壁亦可係因應於潤滑油的流動方向而可動的閥構造。此時,無論軸承順向旋轉、逆向旋轉,均能因應於潤滑油的流動方向而使障壁可動,將潤滑油順暢地導引至排油口。
該障壁亦可係包含傾斜部,其從排油口的半徑方向內方的圓周向一側部起,以越往半徑方向外方的開口緣越靠近該排油口之周向長度中央部的方式傾斜。此時,因為潤滑油沿著傾斜部順暢地流動,所以能達成提升從排油口回收的潤滑油之回收效率。
該障壁亦可係在排油口具有排列在軸向上的2個壁部,且各壁部設為分別從排油口的半徑方向內方之圓周向上一側部起,傾斜到該排油口的半徑方向外方之圓周向上另一側部,且此等排列在軸向上的2個壁部互相交叉。此時,無論軸承順向旋轉、逆向旋轉,因為潤滑油均沿著其中任一邊的壁部順暢地流動,所以能達成提升從排油口回收的潤滑油之回收效率。
亦可藉由管理該第一及第二縮減部的間隙使得湧入至軸承空間內的潤滑油油量可控制。
前述任一滾動軸承裝置亦可係用於工具機主軸之支持。
以下將此等應用形態之具體例與圖21至圖33共同說明。圖21及圖22中,對應於顯示第1實施形態之圖1及圖2的部分,標註相同元件符號並省略其詳細說明。
如圖22所示,內環1的軌道面1a之軸向兩側分別形成有:內環外徑面1b與連著該內環外徑面1b的斜面1c;以及斜面狀的柱坑1d。此例的內環外徑面1b從對於軌道面1a形成接觸角的作用線L所傾斜之側起往寬度方向延伸。連著該內環外徑面1b之軸向外緣部的斜面1c形成為以越往軸向一邊(圖22上方)越靠近內徑側的方式傾斜之剖面形狀。外環2的軌道面2a之軸向兩側分別形成有外環內徑面2b、2b,並構成為由此等外環內徑面2b、2b來導引保持器4。
如圖21所示,將內環間隔件6設為鄰接於內環1的一端面,該內環間隔件6的外徑6a位於外環2的一端面之徑向寬度內。再者,將外環間隔件7設為鄰接於外環2的一端面,使該外環間隔件7的內周面面對著內環間隔件6的外周面。給油排油機構KU具有:設於內環間隔件6的外周面之圓周溝槽8、設於外環間隔件7的給油通道9、設於外環間隔件7的排油口10、第一縮減部40、環狀的保油溝槽42、外環2的排油口43、以及第二縮減部 41。
內環間隔件6的外周面設有圓周溝槽8,其以包含軸承軸心的平面切開內環間隔件6而觀察到的剖面為凹狀。如圖22左側所示,外環間隔件7之中的圓周向一部分形成有給油通道9,其具有使潤滑油朝向該圓周溝槽8流出的給油口9a。該給油通道9形成為從外環間隔件7的外周面起貫穿徑向的階梯型貫穿孔狀。如圖25所示,從給油通道9供給的潤滑油,從給油口9a流出並供給至圓周溝槽8。該潤滑油沿著圓周溝槽8,往與內環1(圖21)旋轉方向L1相同方向前進,用於軸承冷卻。已用於冷卻的潤滑油從排油口10、43(圖21)及後述的缺口部15排出。
在外環間隔件7之中,與該給油通道9不同的圓周向位置上形成有將潤滑油排出至外部的排油口10。排油口10如圖21右側所示,形成為從外環間隔件7的外周面起貫穿徑向而連通於圓周溝槽8。並如圖25所示,排油口10的相位設為相對於給油通道9成既定相位角度α(本例中為α=270度)。
如圖22所示,在內環間隔件6之中與軸承為軸向相反側的外周面,以及與該外周面相對的外環間隔件7的內周面,兩者之間例如設有抑制潤滑油洩漏至相鄰接的軸承等之曲徑式油封機構RK。該曲徑式油封機構RK連通於給油通道9及排油口10(圖21),並定為寬部與窄部在軸向相連。寬部包含下列兩者:設於內環間隔件6的該軸向相反側之外周面的圓周溝槽6b;以及與該圓周溝槽6b相對的外環間隔件7之內周面。該圓周溝槽6b在軸向拉開間隔而配設有多數個。該窄部包含下列兩者:在內環間隔件6的該外周面之突出前端部;以及與該突出前端部相對的外環間隔件7之內周面。潤滑油從給油通道9供給並湧入至曲徑式油封機構RK時,因為該潤滑油藉由內環旋轉所致的離心力而沿著圓周溝槽6b往與洩漏側相反方向移動,所以能抑制潤滑油漏洩至相鄰接的軸承等。另,亦可於外環間隔件7的內周面設置圓周溝槽,來取代在在內環間隔件6的外周面設置圓周溝槽6b之構成。又,亦可於內環間隔件6及外環間隔件7分別設置圓周溝槽。
圖23係圖21的重要部分的放大圖。如圖21及圖24所示,在內環間隔件6中與曲徑式油封機構RK為軸向相反側的外周面,以及外環間隔件7的內周面,兩者之間的間隙部設有縮減從圓周溝槽8導引至外環2的一端面之潤滑油油量的第一縮減部40。所以,沿著內環間隔件6的圓周溝槽8流動並冷卻過軸承的油分成下列兩者:從排油口10排出;以及為了軸承潤滑而通過第一縮減部40。形成該第一縮減部40的軸向間隙δ1,例如管理其上限值及下限值受到,藉以使得導引至軸承側的潤滑油油量可控制。
如圖23所示,外環2的一端面設有環狀的保油溝槽42。該保油溝槽42係連通於第一縮減部40並收容從該第一縮減部40導引之潤滑油的圓周溝槽。保油溝槽42形成在外環2的一端面之徑向寬度內,且為剖面矩形。
圖22係外環2的前視圖。如圖22及圖23所示,外環2的外周面設有排油口43。該排油口43,例如在圓周向上均等分配設有2處以上(在設有2處排油口43、43之情況下,此等排油口43、43係位於180度對角位置)。各排油口43、43分別連通於保油溝槽42,將潤滑油排出。如圖22所示,本例之各排油口43形成為圓周向長度L3比軸向長度L2更長的長孔狀,而能將從保油溝槽42沿著圓周向流進的潤滑油沿著排油口43的長孔順暢地排油。所以,排油效率高於圓孔狀者。如圖21所示,外環2的各排油口43及保油溝槽42設於外環2之中與對於軌道面2a形成接觸角的作用線L所傾斜之側為相反側,即設於反傾斜側。另,亦可將排油口43在圓周向上不等配置於2處以上,亦可將排油口43僅設於圓周向上一處。
外環2的一端面,以及與該外環2的一端面相鄰之內環間隔件6的一端面,兩者之間設有第二縮減部41。該第二縮減部41分別連通於保油溝槽42及內環外環1、2的軸承空間A1,縮減湧入至軸承空間A1內的潤滑油油量。亦即,只有從內環間隔件6之圓周溝槽8依序逐次通過第一縮減部40、第二縮減部41的潤滑油湧入至軸承空間A1內。藉由如此設置第一縮減部40、第二縮減部41,能防止大量潤滑油湧入至軸承空間A1內。該「大 量潤滑油」係指潤滑油形成攪拌阻力,使軸承溫度上昇到例如由實驗或模擬等方式決定的溫度以上之潤滑油油量。
如圖23所示,本例中,對於外環2的一端面之中比保油溝槽42更靠內徑側的徑向寬度面整圈均施以切削加工等,藉以在外環2、內環間隔件6之間設置形成徑向間隙δ2的第二縮減部41。該形成第二縮減部41的徑向間隙δ2,例如管理其上限值及下限值。藉由管理第一及第二縮減部40、41的間隙δ1、δ2,能使湧入至軸承空間A1內的潤滑油油量可控制。另,可藉由在內環間隔件6的一端面施以加工等來取代在外環2的一端面施以加工等來設置第二縮減部41,或藉由在內環間隔件6的一端面與外環2的一端面均施以加工等來設置第二縮減部41。
如圖22所示,在固定側的軌道環,即在外環2設有將軸承空間A1內已用於潤滑的潤滑油排出至軸承外的缺口部15。外環2中,在設有外環間隔件7的軸向相反側的外環另外一端面設有缺口部15。將缺口部15如圖25所示沿著內環1的旋轉方向L1配設於給油通道9與排油口10之間。該例中,缺口部15例如配設為以90度的相位角度相對於給油通道9,且配設為以180度的相位角度相對於排油口10。
以下說明作用效果。如圖21所示,軸承運轉時,若從外環間隔件7的給油通道9供給潤滑油,則潤滑油沿著內環間隔件6的圓周溝槽8流動。藉此來冷卻軸承。冷卻過軸承的油分成以下兩者:從外環間隔件7的排油口10排出;以及為了軸承潤滑而通過第一縮減部40流至保油溝槽42。再者,流進保油溝槽42的潤滑油分成以下兩者:經過外環2的排油口43而回收;以及通過第二縮減部41而湧入至軸承空間A1內。藉由如此設置第一及第二縮減部40、41,能抑制湧入至軸承空間A1內的潤滑油油量。所以,能抑制由潤滑油之攪拌阻力所致的軸承溫度上昇,而能使得軸承高速旋轉。
又,本例中,因為在外環2的外周面設有排油口43,所以相較於未在 外環2的外周面設置排油口43的構成而言,能夠提升排油效率。設置2處以上之外環2的排油口43時,能達成更加提升排油效率。內環間隔件6的圓周溝槽8因為形成為剖面凹狀,所以從給油通道9供給的潤滑油在剖面凹狀的圓周溝槽8之溝槽底面8a濺回,並藉由內環旋轉所伴隨的離心力而前往外環間隔件7的排油口10及第1縮減部40。因為在將內環間隔件6的外徑6a在徑向設為較厚而位於外環2的一端面之徑向寬度內,並將該內環間隔件6的圓周溝槽8形成為在徑向外方開口的剖面凹狀,所以比起使內環間隔件6的外徑6a位於內環1的一端面之徑向寬度內而言,能使溝槽底更深而擴大可供給潤滑劑的溝槽剖面。藉此,能將冷卻及潤滑所必要之充分量的潤滑劑供給至圓周溝槽8,尤其能更加提高冷卻效果。
因為外環2的各排油口43及保油溝槽42係設於外環2中與對於軌道面2a形成接觸角的作用線L所傾斜之側為相反側,即設於反傾斜側,所以不會降低外環2所容許的載重。因此,能將外環2維持在高剛性,而能防止軸承壽命降低。
現說明其他具體例。以下的說明中,在各具體例中對應於先前具體例所說明之事項的部分標註相同元件符號,省略重複說明。僅說明構成的一部分時,構成的其他部分,只要沒有特別記載,即與先前說明的具體例定為相同。
亦可如圖26(A)、(B)所示,在外環間隔件7的排油口10設置限制潤滑油沿著圓周溝槽8流動的障壁27。該障壁27係配設於外環間隔件7的排油口10之周向長度La中央部,往半徑方向延伸的矩形板狀。障壁27從排油口10的開口緣起延伸直到該排油口10的半徑方向內周附近。依據該障壁27,隨著內環旋轉而沿著圓周溝槽8流動的潤滑油碰到障壁27而容易地回收至排油口10。藉此,能抑制潤滑油滯留於軸承內部之情況,所以,能防止軸承內部的攪拌阻力增加。又,因為將障壁27配設於外環間隔件7的排油口10之周向長度La的中央部,所以在軸承順逆任一方向旋轉時均能利用該障壁27來限制潤滑油沿著圓周溝槽8,而順暢地導引至排油口10。
如圖27,障壁27亦可定為含有延伸部27a,其延伸到內環間隔件6的圓周溝槽8之底面附近。此時,可使沿著圓周溝槽8流動的潤滑油更加確實地碰撞障壁27。藉此,相較於沒有延伸部27a的障壁而言,能提高從排油口10回收的潤滑油之回收效率。
如圖28所示,亦可使障壁27A為推拔狀。此例的障壁27A例如由三角柱形狀構成,包含傾斜部27Aa、27Aa,其傾斜到排油口10的周向長度La中央部P1。各傾斜部27Aa、27Aa相對於通過該中央部P1的半徑方向之傾斜角度α1、α1設定成相同角度,且規定為不阻礙排油回收的角度。就將該障壁27A從排油口10的外徑方向插入來進行組裝的組裝性而言,一邊的傾斜部27Aa之半徑方向內方側的端部,與另一邊的傾斜部27Aa之半徑方向內方側的端部,兩者之間的距離Lb定為與將排油口10的周向長度(寬度尺寸)La。並將傾斜部27Aa、27Aa設為:兩端部連結的邊與通過外環間隔件7之該中央部P1的切線平行。
依據此種構成,因為潤滑油沿著傾斜部27Aa而順暢地流動,所以能達成提升從排油口10回收的潤滑油之回收效率。又,藉由各傾斜部27Aa,在軸承正逆任一方向旋轉時,均能使沿著圓周溝槽8流動的潤滑油,沿著傾斜部27Aa順暢地流動,並順暢地導引至排油口10。
圖29之例係與圖28同樣使障壁27B為推拔狀之例,但藉由將障壁27B定為2分割構造,使得一邊的傾斜部27Ba之半徑方向內方側的端部,與另一邊的傾斜部27Ba之半徑方向內方側的端部,兩者之間的距離Lb大於排油口10的周向長度La。各傾斜部27Ba的端部,分別延伸直到內環間隔件6的圓周溝槽8之底面附近。如此將障壁27B架於內環間隔件6與外環間隔件7時,障壁27B因為考慮到組裝性從排油口10的外徑方向插入,所以排油口10的寬度尺寸<該距離Lb時,若不使障壁27B成為2分割以上的構造就不成立。圖29之例中藉由定為各傾斜部27Ba、27Ba的端部間距離Lb>排油口10的周向長度La,並將障壁27B定為含有傾斜部27Ba、27Ba 的2分割構造,而能達成比圖28之例更加提升潤滑油之回收效率。又,可將各傾斜部27Ba從排油口10的外徑方向插入而容易地組裝障壁27B,達成製造成本降低。
如圖30(A)、(B)所示,障壁27C亦可係因應於潤滑油之流動方向而可動的閥構造。圖30(A)係顯示內環在該圖繞逆時針方向旋轉時的狀態之重要部分俯視圖,該圖(B)係顯示該內環在該圖繞順時針方向旋轉時的狀態之重要部分俯視圖。在外環間隔件7的排油口10之半徑方向內方將閥體27Ca的長邊方向一端支持成自由搖動。內環旋轉時,沿著圓周溝槽8而往內環旋轉方向流動的潤滑油推壓閥體27Ca的長邊方向另一端而可動。此時,無論軸承順向旋轉、逆向旋轉,均能因應於潤滑油的流動方向而使障壁27C可動,將潤滑油順暢地導引至排油口10。又,因為不需要使閥體27Ca可動的驅動源等,所以能使構造簡單化。
在圖31~圖33之例中,障壁27D具有在排油口10排列於軸向上的2個壁部27Da、27Da。圖32係從內徑側放大顯示外環間隔件7之重要部分的立體圖,圖33係該外環間隔件7之重要部分的俯視圖。如圖32、圖33所示,各壁部27Da、27Da設為:分別從排油口10的半徑方向內方之圓周向上一側部起,傾斜至該排油口10的半徑方向外方之圓周向上另一側部,且此等排列在軸向上的2個壁部27Da、27Da互相交叉。此時,無論軸承順向旋轉、逆向旋轉,因為潤滑油沿著其中任一邊的壁部27Da順暢地流動,所以能達成提高從排油口10回收的潤滑油之回收效率。
該應用形態之滾動軸承裝置28、28,可與圖10所示的本發明之實施形態之滾動軸承的應用例同樣地應用,能藉由在各滾動軸承裝置28設置第一及第二縮減部40、41(圖21),抑制湧入至軸承空間內的潤滑油油量。因此,能抑制由潤滑油之攪拌阻力所致的軸承溫度上昇,而能使軸承高速旋轉。
其次說明,與本發明具有相同目的之應用形態10~19及其具體例。此等應用形態10~19具有抑制潤滑油油量的抑制閥。
本發明之應用形態10之滾動軸承裝置,係包含:滾動軸承,在內環外環之軌道面間插設有由保持器所保持的多數滾動體;以及給油排油機構,將兼作為軸承冷媒的潤滑油供給至軸承內並且排出至軸承外;且在該內環設有往軸向延伸的內環延長部,並且設有鄰接外環於且內周面面對著該內環延長部的外環間隔件,該給油排油機構包含:內環圓周溝槽,設於內環延長部的外周面;給油通道,設於該外環間隔件,具有將潤滑油朝向該內環圓周溝槽流出的給油口;排油口,設於該外環間隔件,在與該給油口不同的圓周向位置連通於內環圓周溝槽,將潤滑油排出;以及抑制閥,設於該外環間隔件之與外環相鄰接的間隔件端面與軸承之臨於該間隔件端面的軸承端部之間的相鄰面,並通過外環間隔件的內周面與內環的外周面之間的間隙,抑制湧入內環外環之軸承空間內的潤滑油油量。
依據此種構成,軸承運轉時,若從外環間隔件之給油通道供給潤滑油,潤滑油沿著內環延長部的外周面之內環圓周溝槽流動。藉此來冷卻軸承。冷卻過軸承的油從外環間隔件的排油口排出。又供給至內環圓周溝槽的潤滑油承受離心力而碰撞於外環間隔件的內周面。並使該碰撞的潤滑油的一部分,從外環間隔件的內周面與內環的外周面之間的間隙湧入至軸承空間內。其中,因為外環間隔件的該間隔件端面與該軸承端部之間的相鄰面設有抑制閥,所以能抑制湧入至軸承空間內的潤滑油油量。能藉由抑制閥來防止大量潤滑油湧入至軸承空間內。所以,能抑制由潤滑油之攪拌阻力所致的軸承溫度上昇,而能使軸承高速旋轉。
亦可定為在該內環的外周面中比該間隙更靠軸承側設有圓周溝槽,並藉由該圓周溝槽與抑制閥來形成曲徑式油封構造。藉由該曲徑式油封構造,能更加抑制潤滑油往軸承空間內的湧入。
亦可定為在該抑制閥的前端部分別設置往徑向內方延伸的徑向突緣(lip)與往軸向延伸的軸向突緣,並於該徑向突緣與該圓周溝槽的溝槽底面之間設置徑向間隙,於該軸向突緣與該圓周溝槽之溝槽側面之間設置軸向間 隙。此時,能藉由徑向間隙與軸向間隙更加抑制潤滑油往軸承空間內的湧入。
該抑制閥亦可定為由彈性體或橡膠所構成。
亦可定為在該抑制閥的前端部設置輕接觸於內環的突緣。因為該突緣在軸承運轉中恆常曝於潤滑油,所以抑制該突緣的磨耗。因為該突緣輕接觸於內環,所以阻止潤滑油從該突緣前端與內環之間往軸承空間內的湧入。
亦可係在該抑制閥設有將潤滑油供給至軸承空間內的孔洞。軸承潤滑所必須的潤滑油從該孔洞供給至軸承空間內。亦可係設置2處以上的該抑制閥之該孔洞。亦可係沿著圓周向等間隔配設該孔洞。此等情況下,能更加確實地進行對於軸承的潤滑。
亦可係在該外環間隔件的排油口設置限制潤滑油沿著內環圓周溝槽的流動之障壁。此時,伴隨著內環旋轉而沿著內環圓周溝槽流動的潤滑油碰到障壁,容易回收至排油口。藉此,能抑制潤滑油滯留於軸承內部,所以,能防止軸承內部的攪拌阻力增加。
亦可係將該障壁配設於外環間隔件的排油口之周向長度的中央部。此時,在軸承順向旋轉之情況下,能利用該障壁限制沿著內環圓周溝槽而往順向旋轉方向流動的潤滑油,並順暢地導引至排油口。在軸承逆向旋轉之情況下,也能利用該障壁限制沿著內環圓周溝槽而往逆向旋轉方向流動的潤滑油,並順暢地導引至排油口。
該障壁亦可定為含有延伸直到內環延長部的內環圓周溝槽之底面附近的延伸部。此時,能使沿著內環圓周溝槽流動的潤滑油更加確實地碰撞障壁。藉此,相較於沒有延伸部的障壁而言,能提高從排油口回收的潤滑油之回收效率。
該障壁亦可係因應於潤滑油的流動方向而可動的閥構造。此時,無論軸承順向旋轉、逆向旋轉,均能因應於潤滑油的流動方向而使障壁可動,將潤滑油順暢地導引至排油口。
該障壁亦可係包含傾斜部,其從排油口的半徑方向內方的圓周向一側部起,以越往半徑方向外方的開口緣越靠近該排油口的周向長度中央部的方式傾斜。此時,因為潤滑油沿著傾斜部順暢地流動,所以能達成提升從排油口回收的潤滑油之回收效率
該障壁亦可係在排油口具有排列在軸向上的2個壁部,且各壁部設為分別從排油口的半徑方向內方之圓周向上一側部起,傾斜到該排油口的半徑方向外方之圓周向上另一側部,且此等排列在軸向上的2個壁部互相交叉。此時,無輪軸承順向旋轉、逆向旋轉,因為潤滑油均沿著其中任一邊的壁部順暢地流動,所以能達成提升從排油口回收的潤滑油之回收效率。
前述任一個滾動軸承裝置亦可係用於工具機主軸之支持。
以下將此等應用形態之具體例與圖34至圖39共同說明。圖34及圖35中,對應於顯示第1實施形態之圖1及圖2的部分標註相同元件符號並省略詳細說明。
如圖35所示,內環延長部6設有區隔壁B1,其將軸承空間A1與內環圓周溝槽8加以區隔,且形成後述的圓周溝槽6a。另,在內環延長部6的外周面之與區隔壁B1之外周面為軸向相反側的外周面,以及面對著該外周面的外環間隔件7之內周面,兩者之間例如設有抑制潤滑油漏洩至相鄰接的軸承等之徑向間隙δ3。
如圖34所示,此具體例所示的給油排油機構KU具有:內環圓周溝槽8、給油通道9、徑向間隙δ1、排油口10、及作為抑止閥的抑制閥CS。該內環圓周溝槽8設於內環延長部6的外周面。
如圖34左側所示,在外環間隔件7之中,圓周向上一部分形成有給油通道9,其具有將潤滑油朝向內環圓周溝槽8流出的給油口9a。該給油通道9形成為從外環間隔件7的外周面起貫穿徑向的階梯形貫穿孔狀。如圖37所示,從給油通道9供給的潤滑油從給油口9a流出並供給至內環圓周溝槽8。該潤滑油沿著內環圓周溝槽8往與內環1旋轉方向L1相同方向,用於軸承冷卻。已用於冷卻的潤滑油從排油口10及後述的缺口部13排出。
在外環間隔件7之中,與該給油通道9不同的圓周向位置上形成有將潤滑油排出至外部的排油口10。排油口10如圖34右側所示,形成為從外環間隔件7的外周面起貫穿徑向而連通於內環圓周溝槽8。並如圖37所示,排油口10的相位設為相對於給油通道9成既定相位角度α(本例中α=270度)。
如圖36所示,徑向間隙δ1設於下列兩者之間:內環延長部6的外周面之中,形成於比內環圓周溝槽8更靠軸承側的外周面;外環間隔件7的內周面。換言之,在內環延長部6之區隔壁B1的外周面,與外環間隔件7的內周面,兩者之間設有徑向間隙δ1。潤滑油通過間隙δ1及,抑制閥CS與圓周溝槽6a之間的徑向間隙δ2而導入至內環外環1、2的軸承空間A1內。
抑制閥CS係抑制湧入置軸承空間A1內的潤滑油油量。該抑制閥CS設於外環間隔件7的與外環2鄰接的間隔件端面,及軸承的臨於該間隔件端面的軸承端部之間的相鄰面。本例中,間隔件端面的內周部分形成有形成落差的環狀內凹部7a,該環狀內凹部7a嵌合固定有抑制閥CS。抑制閥CS由彈性體或橡膠所構成,具有剖面大致矩形的基端部Sa、及從該基端部Sa之內周緣起往半徑方向內方延伸的突緣Sb。此等基端部Sa與突緣Sb藉由未圖示的模具而形成為一體。外環間隔件7的該環狀內凹部7a嵌合有基端部Sa,並阻止基端部Sa及突緣Sb進入至軸承空間A1內。
在內環延長部6的區隔壁B1中比該間隙δ1更靠軸承側設有圓周溝槽6a,並藉由該圓周溝槽6a與抑制閥CS形成曲徑式油封構造。圓周溝槽6a係由溝槽底面6aa以及分別連著該溝槽底面6aa的軸向兩側緣的溝槽側面6ab、6ac所構成,一邊的溝槽側面6ab連著該間隙δ1,另一邊的溝槽側面6ac連著內環本體部6的外周面。一邊的溝槽側面6ab形成為以越往徑向內方(溝槽底面6aa)越靠近內環本體部側的方式傾斜之剖面形狀,另一邊的溝槽側面6ac形成為以越往徑向外方越靠近內環本體部側的方式傾斜之剖面形狀。
該突緣Sb與圓周溝槽6a的溝槽底面6aa之間設有徑向間隙δ2。所以,僅有從內環圓周溝槽8依序逐次通過間隙δ1、δ2的潤滑油湧入至軸承空間A1內。藉由不僅設有間隙δ1,且利用抑制閥CS設有徑向間隙δ2,能抑制湧入至軸承空間A1內的潤滑油油量。藉由如此設置抑制閥CS,能防止大量潤滑油湧入至軸承空間A1內。該「大量潤滑油」係指潤滑油形成攪拌阻力,使軸承溫度上昇到例如由實驗或模擬等方式決定的溫度以上之潤滑油油量。
如圖35所示,在固定側的軌道環,即在外環2,設有將軸承內已用於潤滑的潤滑油排出至軸承外的缺口部13。在外環2中,與設有外環間隔件7之側為軸向相反側的外環端面設有缺口部13。並將該缺口部13如圖37所示沿著內環1的旋轉方向L1配置於給油通道9與排油口10之間。本例中,缺口部13例如配設為以90度相位角度相對於給油通道9,且配設為以180度相位角度相對於排油口10。
以下說明作用效果。如圖34所示,軸承運轉時,若從外環間隔件7的給油通道9供給潤滑油,則潤滑油沿著內環延長部6的外周面之內環圓周溝槽8流動。藉此來冷卻軸承。冷卻過軸承的油從外環間隔件7的排油口10排出。又,供給至內環圓周溝槽8的潤滑油承受離心力,碰撞外環間隔件7之內周面。此衝突的潤滑油的一部分依序逐次通過外環間隔件7的內周面與內環延長部6的外周面之間的間隙δ1、徑向間隙δ2而湧入至軸承空 間A1內。在軸承空間A1內已用於潤滑的潤滑油從缺口部13排出至軸承外。
如以上說明,藉由不僅設有該間隙δ1,且利用抑制閥CS設有徑向間隙δ2,能抑制湧入至軸承空間A1內的潤滑油油量。藉由如此設置抑制閥CS,能防止大量潤滑油湧入至軸承空間A1內。因為定為在內環1的外周面比該間隙δ1更靠近軸承側設有圓周溝槽6a,並利用該圓周溝槽6a與抑制閥CS形成曲徑式油封構造,所以比起沒有曲徑式油封構造的構成而言,能夠更加抑制潤滑油往軸承空間A1內的湧入。
亦可使其為如圖38所示,在抑制閥CS的前端部分別設有往徑向內方延伸的徑向突緣Sb及往軸向延伸的軸向突緣Sc。此等突緣Sb、Sc形成為剖面L形。該徑向突緣Sb與圓周溝槽6a的溝槽底面6aa之間設有徑向間隙δ2,該軸向突緣Sc與圓周溝槽6a的溝槽側面6ab之間設有軸向間隙δ4。此時,能利用徑向間隙δ2與軸向間隙δ4更加抑制潤滑油往軸承空間A1內的湧入。
亦可如圖39所示,在抑制閥CS的前端部設置輕接觸於內環延長部6中的一方之溝槽側面6ab的突緣Sd。本例的抑制閥CS具有基端部Sa及突緣本體SL。突緣本體SL的前端部分設成剖面L形,分歧為往徑向內方延伸的非接觸突緣Sb,與往軸向延伸的輕接觸突緣Sd。突緣本體SL的基端部分形成為比基端部Sa的軸向厚度t1更薄,且比各突緣Sb、Sd的厚度更厚。突緣本體SL的基端部分設有2處以上將潤滑油供給至軸承空間A1內的孔洞ha。此等孔洞ha沿圓周向配設為等間隔。其中,亦可將多數孔洞ha配設成非等間隔。依據待湧入至軸承空間A1內的潤滑油油量來決定各孔洞ha的直徑尺寸及孔洞ha的個數。
依據此構成,因為輕接觸的突緣Sd在軸承運轉中恆常曝於潤滑油,所以抑制該突緣Sd的磨耗。因為該突緣Sd輕接觸於內環1的溝槽側面6ab,所以阻止潤滑油從該突緣前端與內環1之間往軸承空間A內的湧入。軸承 潤滑所必須的潤滑油從設於該突緣本體SL之基端部分的孔洞ha供給至軸承空間A1內。又,因為沿著圓周向等間隔配設有多數孔洞ha,所以能更確實地進行對於軸承的潤滑。
另,前述的圖26(A)、(B)~圖33所說明的構成,就本應用形態7之後的具體例而言,可直接應用,所以省略重複說明。
該應用形態的具體例之滾動軸承裝置28、28,可與圖10所示的本發明第1實施形態之滾動軸承的應用例同樣地進行適用,因為各滾動軸承裝置28設有抑制湧入至軸承空間內之潤滑油油量的抑制閥CS(圖34),所以抑制潤滑油之攪拌阻力所致的軸承溫度上昇,而能使得軸承高速旋轉。
以上參照圖式說明較佳實施形態及應用形態,但所屬技術領域中具有通常知識者觀看本案說明書,應可在自明的範圍內容易地設想到各種變更及修正。所以,該種變更及修正,亦解釋為由申請專利範圍所訂定之發明範圍內。
1‧‧‧內環
1a、2a‧‧‧軌道面
1b、1c‧‧‧斜面
2‧‧‧外環
2b‧‧‧外環內徑面
2c‧‧‧柱坑
3‧‧‧滾動體
4‧‧‧保持器
5‧‧‧內環本體部
6‧‧‧內環延長部
7‧‧‧外環間隔件
8‧‧‧內環圓周溝槽
9‧‧‧給油通道
9a‧‧‧給油口
9b‧‧‧魚眼座部
10‧‧‧排油口
11‧‧‧內凹部
13‧‧‧缺口部
15‧‧‧曲徑式油封機構
BR‧‧‧滾動軸承
KU‧‧‧給油排油機構
δ1‧‧‧間隙
L‧‧‧作用線

Claims (16)

  1. 一種滾動軸承裝置,具有:滾動軸承,在內環外環之軌道面間插設有由保持器所保持的多數滾動體;以及給油排油機構,將兼作為軸承冷媒的潤滑油供給至軸承內的軸承空間並且排出至軸承外;該滾動軸承裝置,於該內環設有往軸向延伸的內環延長部,並且設有鄰接於外環且內周面面對著該內環延長部的外環間隔件,該給油排油機構包含:內環圓周溝槽,設於內環延長部之外周面;給油通道,設於該外環間隔件,並具有將潤滑油朝向該內環圓周溝槽流出的給油口;徑向間隙,設於下列位置:該內環延長部的外周面之中形成在比內環圓周溝槽更靠近軸承側的外周面,與該外環間隔件的內周面,兩者之間;且將潤滑油導引至軸承內;及排油口,設於該外環間隔件,在與該給油口不同的圓周向位置連通於內環圓周溝槽,將潤滑油排出;更至少具有下列二者其中之一:內凹部,設於該外環間隔件的內周面,並面對著該內環圓周溝槽,收集從該給油口供給而在該內環圓周溝槽濺回的潤滑油;及油溝槽,設在與配置於和該內環延長部為軸向相反側的內環外環之端面相鄰接的另一間隔件之端面,連通於該滾動軸承內的軸承空間而將該軸承內的潤滑油排出。
  2. 如申請專利範圍第1項之滾動軸承裝置,其中,該內凹部係由設於該外環間隔件之內周面的圓周溝槽所構成。
  3. 如申請專利範圍第2項之滾動軸承裝置,其中,使該內凹部之中連著該徑向間隙的開口周緣部之軸向位置,與內環圓周溝槽之中連著徑向間隙的開口周緣部之軸向位置一致,且將內凹部與內環圓周溝槽之寬度尺寸定為相同。
  4. 如申請專利範圍第2項之滾動軸承裝置,其中,該內凹部越往其底面寬度變得越窄。
  5. 如申請專利範圍第2項之滾動軸承裝置,其中,該內凹部具有:設於該外環間隔件之內周面的圓周溝槽;以及連著該圓周溝槽下部且寬度尺寸 比該圓周溝槽更大的圓周溝槽。
  6. 如申請專利範圍第2項之滾動軸承裝置,其中,將該外環間隔件的排油口設在連著該外環間隔件的圓周溝槽之切線方向。
  7. 如申請專利範圍第1項之滾動軸承裝置,其中,將該內凹部設為從該外環間隔件的給油口開始延伸至排油口的圓弧狀。
  8. 如申請專利範圍第1項之滾動軸承裝置,其中,該內環圓周溝槽具有斥油性。
  9. 如申請專利範圍第1項之滾動軸承裝置,其中,該內環的外周面之中,在內環軌道面與形成該徑向間隙的部分之間設有斜面,該斜面形成為以越往該軌道面側口徑越增大的方式傾斜之剖面形狀。
  10. 一種滾動軸承之潤滑裝置,其係用於如申請專利範圍第1項之滾動軸承裝置,其中,該油溝槽所具有的剖面積,大於在該滾動軸承的包含軸心及滾動體中心之剖面中,由與內環延長部為軸向相反側的外環內周面、滾動體外周面、包含保持器外周面的假想圓筒面、及該另一間隔件的端面所形成的剖面積。
  11. 一種滾動軸承之潤滑裝置,其係用於如申請專利範圍第1項之滾動軸承裝置,其中,該另一間隔件設有連通於油溝槽並將油溝槽內的潤滑油排出至軸承外的排出口。
  12. 如申請專利範圍第11項之滾動軸承裝置之潤滑裝置,其中,該排出口具有比油溝槽之深度尺寸更大的深度尺寸。
  13. 一種滾動軸承之潤滑裝置,其係用於如申請專利範圍第1項之滾動軸承裝置,其中,該各滾動軸承之中,鄰接於該另一間隔件的外環之端面的圓周向上一部分設有貫穿軸承徑向的缺口。
  14. 一種滾動軸承之潤滑裝置,其係用於如申請專利範圍第1項之滾動軸承裝置,其中,該另一間隔件設有連通於油溝槽並將油溝槽內的潤滑油排出至軸承外的排出口,並且,於該另一間隔件之中,油溝槽與排出口所相連通的交叉部設有限制潤滑油沿著油溝槽流動的壁部。
  15. 如申請專利範圍第14項之滾動軸承裝置之潤滑裝置,其將該壁部配置於該另一間隔件的排出口之周向長度的中央部。
  16. 一種滾動軸承裝置之潤滑裝置,其係用於如申請專利範圍第1項之 滾動軸承裝置,用來支持工具機的主軸。
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