WO2019135385A1 - 玉軸受、及び工作機械用主軸装置 - Google Patents

玉軸受、及び工作機械用主軸装置 Download PDF

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radial
ball bearing
ball
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outer ring
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美昭 勝野
良佑 天野
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日本精工株式会社
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    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
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    • F16C33/583—Details of specific parts of races
    • F16C33/586—Details of specific parts of races outside the space between the races, e.g. end faces or bore of inner ring

Definitions

  • the present invention relates to a ball bearing and a spindle device for a machine tool, and more particularly, to an outer ring oil type ball bearing and a spindle device for a machine tool.
  • Grease lubrication oil air lubrication, oil mist lubrication, etc. may be mentioned as a method of lubricating a rolling bearing which is often adopted for machine tool spindles.
  • oil-air lubrication is employed in the region of high speed rotation (dmn 800,000 or more).
  • parts for oil supply such as the nozzle chip 101 are separately required, and the number of parts of the spindle is increased, which leads to an increase in cost of the entire spindle and an increase in management time.
  • the use of the nozzle piece 101 complicates the shape of the outer ring spacer and the structure of the housing, which increases the labor of designing and processing the spindle.
  • a seat length is required to some extent, and the axial length of the spindle becomes long. This increases the size of the machine tool itself, increases the axial length, and increases the spindle weight.
  • the critical speed of the spindle (the critical speed is the rotational speed calculated from the natural frequency of the spindle) If the spindle is rotated in this critical speed range, the vibration may become large. Also, for refueling by the air curtain (the air curtain is a wall of high speed air flow in the circumferential direction generated by the friction between the air and the outer ring surface rotating at high speed) generated with the high speed rotation. The supply of oil particles from the nozzle is impeded, and as a result, lubricating oil may not be reliably supplied to the inside of the bearing and may lead to seizure. Thus, conventional oil-air lubrication suffers from its structural and functional problems.
  • an oil groove 112 is formed in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the outer ring 111, and radially oriented in the same axial position as the oil groove 112.
  • an outer ring refueling type bearing 110 in which a plurality of oil holes 113 are formed (see, for example, Patent Document 1).
  • reference numeral 111a denotes an outer ring raceway groove
  • reference numeral 114 denotes a ball.
  • FIG. 11 is a schematic view of the spindle device in the case of oil-air lubrication using the nozzle top 101 and oil-air lubrication of the outer ring lubrication specification.
  • the upper half of FIG. 11 is an oil-air lubricated spindle 120 of the outer ring oiling specification, and the lower half is an oil-air lubricated spindle 120 A using a nozzle block 101.
  • reference numeral 121 denotes a rotating shaft
  • reference numeral 122 denotes a rotor of a motor fitted to the rotating shaft 121.
  • ball bearings for machine tool spindles are used under various conditions according to the specifications of the spindles. If the bearing rotation speed, initial preload load, and external load size during processing differ, the internal state of the used bearing (contact angle, contact oval of inner ring groove and ball or outer ring groove and ball contact portion) The size, contact pressure, etc.) differ. For this reason, in a ball bearing used under various conditions, it is desired to improve the lubricity of the bearing. In particular, at high speed rotation, it is desirable to maintain good lubrication of the sliding contact between the ball and the cage.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to appropriately set axial positions and circumferential positions of a plurality of radial holes provided in an outer ring of an outer ring oil type bearing. It is an object of the present invention to provide a ball bearing and a spindle device for a machine tool capable of achieving good lubrication performance, low noise and low vibration at high speed rotation.
  • An inner ring having an inner ring raceway groove on an outer peripheral surface, an outer ring having an outer ring raceway groove on an inner peripheral surface, and a plurality of balls disposed rollably between the inner ring raceway groove and the outer ring raceway groove And a cage having a plurality of pockets for respectively holding the plurality of balls, wherein the outer ring penetrates in a radial direction from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface and supplies a plurality of radial directions for supplying lubricating oil.
  • a ball bearing having a hole and lubricated by the lubricating oil;
  • the inner diameter side openings of the plurality of radial holes are projected onto the outer peripheral surface of the cage along the extension of the center line of the radial holes, at least a portion of the projected inner diameter side openings is
  • the axial direction of the ball bearing is located in a region of two circles respectively connecting the axial ends of the pockets of the cage,
  • any other radial hole is the ball bearing
  • the projected inner diameter side opening is the ball
  • a ball bearing separated from the inner circumferential surface of the pocket and at least a part of the projected inside diameter opening overlaps the pocket when viewed from the axial direction of the ball bearing.
  • the outer ring has a plurality of radial holes penetrating radially from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface and supplying lubricating oil. Then, when the inner diameter side openings of the plurality of radial direction holes are projected onto the outer peripheral surface of the cage along the extension of the center line of the radial direction holes, at least a part of the projected inner diameter side opening is a ball In the rotational axis direction of the bearing, it is located in a two-circle region connecting the axial end of each pocket of the cage.
  • the other radial hole is the diameter of the ball bearing.
  • the projected inner diameter side opening is the ball and the inner circumference of the pocket At least a part of the projected inner side opening spaced apart from the surface overlaps the pocket when viewed from the axial direction of the ball bearing.
  • the lubricating oil is supplied from any one radial hole to the sliding contact portion between the ball and the cage, and the ball from the other radial hole is also provided via the outer peripheral surface of the cage. Sufficient lubricating oil is supplied to the sliding contact with the cage. Therefore, good lubrication can be maintained, seizure of the bearing can be prevented, and the flow of compressed air can not be completely interrupted, and noise and vibration can be reduced.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the ball bearing taken along line II-II in FIG.
  • FIGS. 3A to 3C are views of the ball and the cage as viewed from the outer diameter side.
  • FIG. 3A shows an area condition in which the inner diameter side opening of the other radial hole can be disposed
  • FIG. 3B shows that at least a part of the inner diameter side opening of the other radial hole can be arranged
  • FIG. 3 (C) shows an area where the inner diameter side opening of the other radial hole can be disposed, considering both the conditions of FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B).
  • FIG. 3 (C) shows an area where the inner diameter side opening of the other radial hole can be disposed, considering both the conditions of FIG. 3 (A) and FIG. 3 (B).
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the ball bearing showing the axial outermost position on the counter bore side of the radial hole
  • FIG. 4B is the axial outermost side on the counter counter bore side of the radial hole.
  • It is sectional drawing of the ball bearing which shows a position. It is sectional drawing of the ball bearing concerning the 1st modification of this embodiment. It is sectional drawing of the ball bearing concerning the 2nd modification of this embodiment. It is sectional drawing of the ball bearing concerning the 3rd modification of this embodiment.
  • Fig. 8 (A) is a cross-sectional view of a ball bearing according to a fourth modification of the present embodiment
  • Fig. 8 (B) is a cross-sectional view of a ball bearing according to a fifth modification of the present embodiment.
  • FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views showing conventional oil-air lubrication using a nozzle tip. It is sectional drawing of the ball bearing of oil air lubrication of an outer ring
  • the upper half is an oil-air lubricated spindle of the outer ring oiling specification, and the lower half is a sectional view of the spindle of oil-air lubricated using a nozzle tip.
  • the angular ball bearing 10 is applicable to a spindle device for a machine tool (see the spindle 120 of FIG. 11), and an inner ring having an inner ring raceway groove 11a in the shape of an arc on the outer peripheral surface. 11, an outer ring 12 having an outer ring raceway groove 12a in the shape of an arc on its inner circumferential surface, and a plurality of balls 13 rollably disposed between the inner ring raceway groove 11a and the outer ring raceway groove 12a with a predetermined contact angle ⁇ . And an outer ring guiding type cage 14 having a cylindrical pocket P for holding a plurality of balls 13.
  • a counterbore 12b provided with an inclined portion which is gradually reduced in diameter from the axial end face to the outer ring raceway groove 12a, while the inner periphery on the other axial side A groove shoulder 12c of uniform inner diameter is formed on the surface.
  • the outer peripheral surface 14 a of the cage 14 is formed to have a uniform outer diameter in the axial direction.
  • the angular ball bearing 10 is an outer ring oil type bearing, and the outer ring 12 penetrates radially from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface in a radial direction, and supplies a plurality of radial direction holes 15 (15a, 15b) for supplying lubricating oil.
  • a plurality of radial direction holes 15 (15a, 15b) for supplying lubricating oil.
  • concave grooves 16 communicating with the plurality of radial direction holes 15 are formed along the circumferential direction.
  • the circumferential concave groove may be formed on the inner circumferential surface of the housing at the position of the oil supply passage opening communicating with the radial hole 15 instead of being provided in the outer ring 12.
  • the lubricating oil can be uniformly spread over the entire raceway surface without unevenness, and the reliability of the lubrication at high speed rotation can be improved.
  • the outer ring 12 cools well in the phase close to the radial hole 15, while the cooling is weak in the phase far from the radial hole 15. Therefore, a temperature difference occurs due to the phase of the outer ring 12, affecting the dimensional accuracy of the bearing. Exerts For this reason, the temperature fluctuation of the outer ring 12 of the bearing can be prevented by providing the plurality of radial holes 15.
  • the projection is performed when the inner diameter side openings 30 of the plurality of radial holes 15 are projected onto the outer peripheral surface of the cage 14 along the extension lines of the center lines X1 and X2 of the radial holes 15
  • At least a part of the inner diameter side opening 30 is a two circle L connecting the axial end of each pocket P of the cage 14 in the rotational axis direction of the ball bearing 10 (FIGS. 3A to 3C) (See dotted line S shown in FIG. 1).
  • the sliding contact between the ball 13 and the cage 14 is in a state of severe lubrication.
  • the amount of lubricating oil supplied to the bearing is very small in order to avoid the temperature rise and temperature fluctuation of the bearing. Under such conditions, it is difficult to supply sufficient lubricating oil to the sliding contact portion between the ball 13 and the cage 14, and seizure often occurs due to lubrication failure of the sliding contact portion between the ball 13 and the cage 14 doing.
  • the supply of lubricating oil in the outer ring oil type bearing be performed so as to maintain a good lubrication state of the sliding contact portion between the ball 13 and the cage 14. Therefore, when the inside diameter side opening 30 of the radial direction hole 15 is projected onto the outer peripheral surface of the cage 14 along the extension of the center lines X1, X2 of the radial direction hole 15, the projected inside diameter side opening 30 Is in the region of a two circle L connecting the axial end of each pocket P of the cage 14 in the rotational axis direction of the ball bearing 10, the sliding contact portion between the ball 13 and the cage 14 Sufficient lubricating oil can be supplied to maintain good lubrication and prevent bearing seizure.
  • At least a part of the inner diameter side opening 30 of the plurality of projected radial holes 15 is the axial end of each pocket P of the cage 14 in the rotational axis direction of the ball bearing 10 It may be in the region of a two circle L connecting the parts (within the dotted line S in FIG. 4A and FIG. 4B). That is, as shown in FIG. 4A, at least a part of the inner diameter side openings 30 of the plurality of projected radial holes 15 are each pocket of the cage 14 in the rotational axis direction of the ball bearing 10. It may overlap with the circle L on the counter bore side connecting the axial end of P. Alternatively, as shown in FIG.
  • At least a part of the inner diameter side opening 30 of the plurality of projected radial holes 15 is each pocket of the cage 14 in the rotational axis direction of the ball bearing 10 It may overlap with the circle L on the anti-counter bore side connecting the axial ends of P.
  • the contact between the outer ring raceway groove 12a and the ball 13 when a preload load or an external load is loaded on the bearing are formed at positions that do not interfere with the point or contact ellipse E.
  • the contact ellipse E is a contact ellipse generated only by the initial preload load, more preferably a contact ellipse generated by the bearing internal load including the external load generated during processing of the workpiece.
  • center line X1 of any one of radial holes 15a among radial holes 15a and 15b is the center O of ball 13.
  • any other radial hole 15b is viewed from the radial direction of the ball bearing 10
  • the inside diameter side opening 30 of the radial direction hole 15b is projected onto the outer peripheral surface of the cage 14 along the extension of the center line X2 of the radial direction hole 15b
  • the projected inside diameter side opening 30 is the ball 13
  • the inner diameter side opening 30 of the other projected radial direction hole 15b can be disposed in the area F of FIG. 3 (A), and the other radial direction
  • the center line X 2 of the hole 15 b is also spaced from the line C passing through the center O of the ball 13.
  • d in FIG. 3 (A) and FIG. 3 (C) has shown the hole diameter of radial direction hole 15b.
  • the radial holes 15 are present in the outer ring raceway groove 12a, the radial holes 15 are physically closed when the balls 13 pass over the radial holes 15 during the bearing rotation. This generates vibration and noise.
  • the main vibration closes the radial hole 15 (1) when the ball 13 passes right above the radial hole 15, and the flow of compressed air is interrupted, and (2) the ball 13 is in the radial hole 15 It is an air vibration that occurs when the phenomenon that the flow resumes after it passes right above is repeated periodically.
  • the air vibration tends to increase as the number of balls 13 passing over the radial holes 15 at one time increases, and the vibration increases, resulting in an increase in noise and a decrease in machining accuracy of the spindle.
  • noise is known to be a significant problem.
  • the problem is that the frequency of the generated noise is around several thousand Hz in the region where the rotation speed is 10000 min-1 or more, where the outer ring oil type bearing is mainly used, and the noise in the frequency band with the highest human ear sensitivity is generated. It is easy to become. Further, when the plurality of radial holes 15 are simultaneously blocked by the balls 13, the amount of lubricating oil supplied at the moment of passage is significantly reduced.
  • the lubricating oil accumulated in the radial direction hole 15 is supplied at once.
  • the lubricating oil is momentarily excessively supplied, and the stirring resistance of the lubricating oil is increased, so that the temperature of the outer ring of the bearing is significantly raised.
  • the processing accuracy decreases and the risk of seizure due to abnormal temperature rise is increased.
  • the balls 13 not to pass simultaneously over the plurality of radial holes 15 during bearing rotation. Therefore, when the center line X1 of any one of the radial holes 15a coincides with the circumferential phase of the center O of the ball 13, the radially inner opening 30 of the other radial hole 15b is taken in the radial direction When projected onto the outer peripheral surface of the cage 14 along the extension lines of the center lines X1 and X2 of the holes 15, the projected inner diameter side opening 30 is the balls 13 and the radial direction of the ball bearing 10; Since it is separated from the inner peripheral surface of the pocket P, the center line X2 of the other radial hole 15b is from the circumferential phase of the center O of the ball 13 (line C in FIGS. 3A to 3C). It is separated. That is, when any one radial hole 15a is closed by the ball 13, the other radial hole 15b is opened, so that the flow of compressed air is not completely blocked, and noise and vibration are caused. Can be reduced.
  • the inner diameter side opening 30 of the other radial hole 15b is disposed at a position close to the inner peripheral surface of the ball 13 and the pocket P, so the lubricating oil supplied from the other radial hole 15 is retained
  • the sliding contact portion between the ball 13 and the inner peripheral surface of the pocket P is supplied through the outer peripheral surface of the container 14 to ensure stable lubricating performance.
  • the diameter of the radial hole 15 is set to 0.5 to 1.5 mm in consideration of the supply of lubricating oil and the prevention of interference with the contact ellipse E. Further, in the present embodiment, the radial holes 15 have a uniform diameter in the radial direction.
  • the outer ring 12 has a plurality of radial direction holes 15 penetrating radially from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface and supplying lubricating oil. Then, when the inner diameter side openings 30 of the plurality of radial direction holes 15 are projected onto the outer peripheral surface of the cage 14 along the extension lines of the center lines X1, X2 of the radial direction holes 15, the projected inner diameter side openings At least a part of 30 is located in a region of a two circle L connecting the axial end of each pocket P of the cage 14 in the rotational axis direction of the ball bearing 10.
  • any other radial hole 15b Is projected on the outer peripheral surface of the cage 14 along the extension of the center line X2 of the radial hole 15b when viewed from the radial direction of the ball bearing 10, the projected inner diameter side
  • the opening 30 is separated from the ball 13 and the inner circumferential surface of the pocket P, and at least a part of the projected inner diameter side opening 30 is viewed from the axial direction of the ball bearing 10 as shown in FIG. Overlap.
  • lubricating oil is supplied from any one radial hole 15a to the sliding contact portion between the ball 13 and the cage 14, and the outer peripheral surface of the cage 14 is also obtained from any other radial hole 15b.
  • sufficient lubricating oil is supplied to the sliding contact between the ball 13 and the cage 14. Therefore, good lubrication can be maintained, seizure of the bearing can be prevented, and the flow of compressed air can not be completely interrupted, and noise and vibration can be reduced.
  • annular grooves 19 are formed along the circumferential direction on both sides in the axial direction sandwiching the concave groove 16 on the outer peripheral surface of the outer ring 12.
  • the oil leak may be prevented by arranging a seal member 20 which is an annular elastic member such as an O-ring in the groove 19.
  • the inner diameter side opening 30 of the projected radial direction hole 15 may be within the range shown by the region S of FIG. 1, and in FIG. 1 the groove bottom of the outer ring raceway groove 12a. Although it is formed on the counter bore side with respect to A, it may be formed on the counter counter bore side with respect to the groove bottom A of the outer ring raceway groove 12a as in the second modified example shown in FIG.
  • the radial holes 15 may be formed so as to penetrate in the radial direction from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the outer ring, and are formed along the radial direction (parallel to the radial cross section) of this embodiment. Other than the above, it may be inclined in the rotational axis direction or circumferential direction of the bearing.
  • the radial holes 15 may be formed so as to be bent in the axial direction midway in the radial direction of the bearing.
  • the opening area of the inner diameter side opening 30 is the opening area of the outer diameter side opening 31. It may be formed to be wider.
  • the radial holes 15 gradually increase in diameter from the outer diameter side opening 31 to the inner diameter side opening 30 so that the area becomes gradually larger.
  • the radial holes 15 are stepped so that the opening area of the inner diameter side opening 30 is larger than the opening area of the outer diameter side opening 31.
  • the lubricating oil is directly supplied to the ball 13 through the radial hole 15 in the outer ring oiling type rolling bearing, the lubricating oil is supplied to the ball 13 even if the supply air pressure is reduced near the inner diameter side opening 30. Can. For this reason, the air pressure of the inner diameter side opening 30 can be reduced, the high pressure air can be prevented from hitting the ball 13, and the noise during the rotation of the bearing can be reduced.
  • the seal member 20 is arranged on the outer peripheral surface of the outer ring 12.
  • the configuration may have no seal member.
  • oil mist lubrication may be adopted as a method of supplying lubricating oil to the radial direction hole of the outer ring other than oil air lubrication.
  • oil jet lubrication is also possible.
  • the radial direction hole 15 opens in the outer ring raceway groove 12a.
  • the semi-solid grease containing the thickener is supplied into the outer ring raceway groove 12a.
  • the ball bearing according to the present invention is not limited to that applied to the spindle device for machine tools, and can also be applied as a ball bearing for general industrial machines and devices rotating at high speed such as motors.

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Abstract

玉軸受において、外輪は、その外周面から内周面まで径方向に亘って貫通し、潤滑油を供給する複数の径方向孔を有する。前記複数の径方向孔の内径側開口部を前記径方向孔の中心線の延長線に沿って保持器の外周面上に投影した時に、投影された前記内径側開口部の少なくとも一部は、前記玉軸受の回転軸方向において、前記保持器の各ポケットの軸方向端部をそれぞれ結んだ二円の領域内に位置する。前記複数の径方向孔のうち、いずれか１つの径方向孔の中心線が、玉の中心の円周方向位相と一致しているとき、前記玉軸受の径方向から見て、その内径側開口部を前記径方向孔の中心線の延長線に沿って前記保持器の外周面上に投影した時に、投影された前記内径側開口部が、前記玉、及び前記ポケットの内周面から離間しており、且つ、投影された前記内径側開口部の少なくとも一部が、前記玉軸受の軸方向から見て、前記ポケットとオーバーラップする。

Description

玉軸受、及び工作機械用主軸装置
　本発明は、玉軸受、及び工作機械用主軸装置に関し、より詳細には、外輪給油型の玉軸受、及び工作機械用主軸装置に関する。
　近年、工作機械用主軸は切削効率の向上を目指して、高速化の要求が高まっている。また、該主軸には、最近、生産の高効率化のため複雑形状の被加工物を複数の工作機械を使用せず、かつ、段替えなしで加工することが可能な５軸加工機への対応ニーズも出てきている。５軸加工機では、主軸やテーブルが旋回するため、旋回半径の短縮化による省スペース化、あるいは、旋回時のイナーシャ軽減や軽量化による省電力志向等の要求から、スピンドルの軸方向長さの短縮が求められている。
　工作機械主軸用として多く採用されている転がり軸受の潤滑方法としては、グリース潤滑、オイルエア潤滑、オイルミスト潤滑などが挙げられる。一般的に、高速回転(ｄｍｎ８０万以上)の領域ではオイルエア潤滑が採用される。従来のオイルエア潤滑としては、図９（Ａ）に示す軸受１００の側方に配置された給油用ノズルこま１０１、又は、図９（Ｂ）に示す軸受１００の側方に配置された外輪間座１０２の径方向貫通孔１０２ａに挿入された給油用ノズルこま１０１を用いて、軸受側面から軸受内部に高圧エア及び微細な油粒を供給する方式が知られている。
　この方式では、ノズルこま１０１等の給油用部品が別に必要であり、スピンドルの部品点数が多くなるため、スピンドル全体のコストアップや管理の手間が増えることにつながる。また、ノズルこま１０１を使用するため外輪間座の形状やハウジングの構造が複雑になり、スピンドルの設計・加工の手間が増える。さらに、軸受の回転軸方向側面側にノズルこま１０１を設置するため、ある程度の間座長さが必要になり、スピンドルの軸方向長さが長くなる。これによって、工作機械自体の大きさが大きくなったり、軸方向長さが増えた分スピンドル重量が重くなり、スピンドルの危険速度(危険速度とは、スピンドルが有する固有振動数から算出した回転速度であり、この危険速度域でスピンドルを回転させると、振動大となってしまう)が低くなったりする。また、高速回転化に伴い発生するエアカーテン(エアカーテンとは、空気と高速回転する内輪外径表面との摩擦によって発生する円周方向の高速空気流の壁のことである)によって、給油用ノズルからの油粒の供給が阻害され、その結果、軸受内部へ確実に潤滑油が供給されず焼付きに至ることがある。このように従来のオイルエア潤滑は、その構造上及び機能上の問題を抱えている。
　また、他のオイルエア潤滑方式としては、図１０に示すように、外輪１１１の外周面の周方向に油溝１１２を形成し、かつ、その油溝１１２と同じ軸方向位置に、径方向に向いた油孔１１３が複数形成された外輪給油型軸受１１０を用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、図１０中、符号１１１ａは、外輪軌道溝であり、符号１１４は、玉である。このような外輪給油型軸受では、軸受が高速回転で使用される場合でも、油粒の供給がエアカーテンによって阻害されることがない。そのため、高速回転でも安定したスピンドルの使用が可能となる。
　図１１は、ノズルこま１０１を用いたオイルエア潤滑と外輪給油仕様のオイルエア潤滑それぞれの場合における主軸装置の概略図を示す。図１１の上半分が外輪給油仕様のオイルエア潤滑のスピンドル１２０、下半分がノズルこま１０１を用いたオイルエア潤滑のスピンドル１２０Ａである。なお、図１１中、符号１２１は、回転軸であり、符号１２２は、回転軸１２１に嵌合するモータのロータである。このように、ノズルこま１０１を用いたオイルエア潤滑の場合には、軸受１００の側面から潤滑油を供給するために一定以上の軸方向長さの間座が必要になる。それに対して、外輪給油仕様の場合は、給油用の間座が必要ないため、ノズルこまの削減や間座の構造を簡単にすることができ、間座１２３の軸方向長さをノズルコマを用いる仕様に比べて、短くすることができる。これにより、外輪給油仕様では、主軸・給油用の部品の設計・加工や部品の管理が簡単になり、工作機械の設計・製造・管理において全体的なコストダウンが可能となる。加えて、軸方向長さを短くできることで、工作機械サイズの小型化やスピンドル危険速度の向上にもつながる。このように、外輪給油型軸受には、従来の側面給油型軸受と比較して多くの利点を有している。
日本国特開２０１３－７９７１１号公報
　ところで、工作機械主軸用の玉軸受は、その主軸の仕様に合わせて様々な条件で使用される。軸受回転数や初期予圧荷重、および加工時の外部荷重の大きさ等が異なると、使用されている軸受の内部状態（接触角、内輪溝と玉あるいは外輪溝と玉間接触部の接触楕円の大きさや接触面圧など）が異なる。このため、様々な条件で使用される玉軸受において、軸受の潤滑性を向上することが望まれている。特に、高速回転時においては、玉と保持器との滑り接触部の潤滑状態を良好に保つことが望まれている。
　本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外輪給油型軸受の外輪に設けられた、複数の径方向孔の軸方向位置及び円周方向位置を適切に設定することで、高速回転時の良好な潤滑性能、及び低騒音及び低振動を実現することができる玉軸受、及び工作機械用主軸装置を提供することにある。
（１）外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、前記内輪軌道溝と前記外輪軌道溝との間に転動自在に配置される複数の玉と、前記複数の玉をそれぞれ保持する複数のポケットを有する保持器と、を備え、前記外輪は、その外周面から内周面まで径方向に亘って貫通し、潤滑油を供給する複数の径方向孔を有し、前記潤滑油によって潤滑される玉軸受であって、
　前記複数の径方向孔の内径側開口部を前記径方向孔の中心線の延長線に沿って前記保持器の外周面上に投影した時に、投影された前記内径側開口部の少なくとも一部は、前記玉軸受の回転軸方向において、前記保持器の各ポケットの軸方向端部をそれぞれ結んだ二円の領域内に位置し、
　前記複数の径方向孔のうち、いずれか１つの径方向孔の中心線が、前記玉の中心の円周方向位相と一致しているとき、いずれか他方の径方向孔は、前記玉軸受の径方向から見て、その内径側開口部を前記径方向孔の中心線の延長線に沿って前記保持器の外周面上に投影した時に、投影された前記内径側開口部が、前記玉、及び前記ポケットの内周面から離間しており、且つ、投影された前記内径側開口部の少なくとも一部が、前記玉軸受の軸方向から見て、前記ポケットとオーバーラップする、玉軸受。
（２）前記外輪の外周面には、前記径方向孔と連通する凹状溝が周方向に沿って形成されている、（１）に記載の玉軸受。
（３）前記外輪の外周面には、上記凹状溝を挟む軸方向両側に環状溝が周方向に沿って形成され、前記各環状溝には、それぞれ環状のシール部材が配置される（２）に記載の玉軸受。
（４）前記径方向孔の直径が０．５～１．５ｍｍである、（１）～（３）のいずれかに記載の玉軸受。
（５）前記径方向孔は、前記内径側開口部の開口面積が、外径側開口部の開口面積よりも広い、（１）～（４）のいずれかに記載の玉軸受。
（６）（１）～（５）のいずれかに記載の玉軸受を備える、工作機械用主軸装置。
　本発明の玉軸受によれば、外輪は、その外周面から内周面まで径方向に亘って貫通し、潤滑油を供給する複数の径方向孔を有する。そして、複数の径方向孔の内径側開口部を径方向孔の中心線の延長線に沿って保持器の外周面上に投影した時に、投影された内径側開口部の少なくとも一部は、玉軸受の回転軸方向において、保持器の各ポケットの軸方向端部をそれぞれ結んだ二円の領域内に位置する。また、複数の径方向孔のうち、いずれか１つの径方向孔の中心線が、玉の中心の円周方向位相と一致しているとき、いずれか他方の径方向孔は、玉軸受の径方向から見て、その内径側開口部を径方向孔の中心線の延長線に沿って保持器の外周面上に投影した時に、投影された内径側開口部が、玉、及びポケットの内周面から離間しており、且つ、投影された内径側開口部の少なくとも一部が、玉軸受の軸方向から見て、ポケットとオーバーラップする。これにより、いずれか１つの径方向孔から玉と保持器との滑り接触部に潤滑油が供給されるとともに、いずれか他方の径方向孔からも、保持器の外周面を介して、玉と保持器との滑り接触部に十分な潤滑油が供給される。したがって、良好な潤滑状態が保たれ、軸受の焼付きを防止することができ、また、圧縮空気の流れが完全に遮られることがなく、騒音及び振動を低減することができる。
本発明の一実施形態に係る玉軸受の断面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った玉軸受の断面図である。 図３（Ａ）～（Ｃ）は、玉及び保持器を外径側から見た図である。図３（Ａ）は、他方の径方向孔の内径側開口部が配置可能な領域条件を示し、図３（Ｂ）は、他方の径方向孔の内径側開口部の少なくとも一部が配置可能な領域条件を示し、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の両方の条件を考慮した、他方の径方向孔の内径側開口部が配置可能な領域を示す。 図４（Ａ）は、径方向孔のカウンターボア側の軸方向最外位置を示す玉軸受の断面図であり、図４（Ｂ）は、径方向孔の反カウンターボア側の軸方向最外位置を示す玉軸受の断面図である。 本実施形態の第１変形例に係る玉軸受の断面図である。 本実施形態の第２変形例に係る玉軸受の断面図である。 本実施形態の第３変形例に係る玉軸受の断面図である。 図８（Ａ）は、本実施形態の第４変形例に係る玉軸受の断面図であり、図８（Ｂ）は、本実施形態の第５変形例に係る玉軸受の断面図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、ノズルこまを用いた従来のオイルエア潤滑を示す断面図である。 外輪給油仕様のオイルエア潤滑の玉軸受の断面図である。 上半分が外輪給油仕様のオイルエア潤滑のスピンドル、及び下半分がノズルこまを用いたオイルエア潤滑のスピンドルの各断面図である。
　以下、本発明の一実施形態に係る玉軸受、及び工作機械用主軸装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
　図１に示すように、第１実施形態に係るアンギュラ玉軸受１０は、工作機械用主軸装置（図１１のスピンドル１２０参照）に適用可能で、外周面に円弧状の内輪軌道溝１１ａを有する内輪１１と、内周面に円弧状の外輪軌道溝１２ａを有する外輪１２と、所定の接触角αをもって内輪軌道溝１１ａと外輪軌道溝１２ａとの間に転動自在に配置された複数の玉１３と、複数の玉１３を保持する円筒形状のポケットＰを有する外輪案内方式の保持器１４と、を備える。外輪１２の軸方向一方側の内周面には、軸方向端面から外輪軌道溝１２ａまで徐々に縮径する傾斜部を備えたカウンターボア１２ｂが設けられている一方、軸方向他方側の内周面には、一様内径の溝肩１２ｃが形成されている。また、本実施形態では、保持器１４の外周面１４ａは、軸方向に亘って一様外径に形成されている。
　このアンギュラ玉軸受１０は、外輪給油型軸受であり、外輪１２は、その外周面から内周面まで径方向に亘って貫通し、潤滑油を供給する複数の径方向孔１５（１５ａ、１５ｂ）を有する。また、外輪１２の外周面には、複数の径方向孔１５と連通する凹状溝１６が周方向に沿って形成される。これにより、アンギュラ玉軸受１０では、図示しないハウジングの給油路から供給された油粒及び潤滑エアが、外輪１２の凹状溝１６及び径方向孔１５を介して、直接、玉１３に供給され、オイルエア潤滑が行われる。
　なお、周状の凹状溝は、外輪１２に設ける代わりに、ハウジングの内周面において、径方向孔１５と連通する給油路開口の位置に形成されてもよい。
　このように、複数の径方向孔１５を備えることで、潤滑油をムラ無く均一に軌道面全体に行き渡らせることができ、高速回転時の潤滑の信頼性を向上することができる。
　また、外輪１２は、径方向孔１５に近い位相では良く冷却される一方、径方向孔１５から遠い位相では冷却が弱いことから、外輪１２の位相により温度差が生じ、軸受の寸法精度に影響を及ぼす。このため、複数の径方向孔１５を備えることで、軸受の外輪１２の温度変動を防止することができる。
　また、本実施形態では、複数の径方向孔１５の内径側開口部３０を径方向孔１５の中心線Ｘ１、Ｘ２の延長線に沿って保持器１４の外周面上に投影した時に、投影された内径側開口部３０の少なくとも一部は、玉軸受１０の回転軸方向において、保持器１４の各ポケットＰの軸方向端部をそれぞれ結んだ二円Ｌ（図３（Ａ）～（Ｃ）参照）の領域内（図１に示す点線Ｓ内）に位置している。
　一般に、玉１３と保持器１４との滑り接触部（保持器１４のポケットＰの内面）は潤滑状態が厳しい。特に、工作機械主軸用軸受では、軸受の温度上昇および温度変動を避けるため、軸受に供給される潤滑油はごく少量となる。このような条件下では、玉１３と保持器１４との滑り接触部に十分な潤滑油が供給されにくく、玉１３と保持器１４との滑り接触部の潤滑不良に起因する焼付きも多く発生している。
　従って、外輪給油型軸受における潤滑油の供給は、玉１３と保持器１４との滑り接触部の潤滑状態を良好に保つよう行われることが望ましい。このため、径方向孔１５の内径側開口部３０を径方向孔１５の中心線Ｘ１、Ｘ２の延長線に沿って保持器１４の外周面上に投影した時に、投影された内径側開口部３０が、玉軸受１０の回転軸方向において、保持器１４の各ポケットＰの軸方向端部をそれぞれ結んだ二円Ｌの領域内にあることで、玉１３と保持器１４との滑り接触部に十分な潤滑油が供給され、潤滑状態が良好に保たれ、軸受の焼付きを防止することができる。
　仮に、上述の投影された径方向孔１５の内径側開口部３０が、上述した二円の領域外となると、玉１３と保持器１４との滑り接触部の潤滑不良に加えて、振動および騒音が増大する。具体的には、圧縮空気の圧力が、保持器１４の軸方向中心位置から離れた点に作用することで、保持器１４の姿勢を傾けようとする偶力が生じる。回転中の軸受内の保持器１４は、常に同じ姿勢で回転することが望ましいが、この偶力によって保持器１４の姿勢が時間と共に変化し、保持器１４の運動に起因する振動や騒音が増大する。
　なお、本実施形態では、上述の投影された複数の径方向孔１５の内径側開口部３０の少なくとも一部が、玉軸受１０の回転軸方向において、保持器１４の各ポケットＰの軸方向端部をそれぞれ結んだ二円Ｌの領域内（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）の点線Ｓ内）にあればよい。即ち、図４（Ａ）に示すように、上述の投影された複数の径方向孔１５の内径側開口部３０の少なくとも一部が、玉軸受１０の回転軸方向において、保持器１４の各ポケットＰの軸方向端部を結んだカウンターボア側の円Ｌとオーバーラップしていてもよい。或いは、図４（Ｂ）に示すように、上述の投影された複数の径方向孔１５の内径側開口部３０の少なくとも一部が、玉軸受１０の回転軸方向において、保持器１４の各ポケットＰの軸方向端部を結んだ反カウンターボア側の円Ｌとオーバーラップしていてもよい。
　また、径方向孔１５の内径側開口部３０は、その少なくとも一部が外輪軌道溝１２ａ内にある場合、軸受に予圧荷重や外部荷重が負荷した際の外輪軌道溝１２ａと玉１３との接触点または接触楕円Ｅと干渉しない位置に形成されることが好ましい。径方向孔１５を上記のように形成することで、径方向孔１５のエッジ部と玉１３との接触に伴う応力集中が防止され、玉１３や外輪軌道溝１２ａの剥離発生を防止することができる。なお、この接触楕円Ｅとは、初期予圧荷重によってのみ発生する接触楕円、より好ましくは、被加工物加工時に発生する外部荷重を含めた軸受内部荷重によって発生する接触楕円のことである。
　また、図２及び図３（Ａ）～（Ｃ）を参照して、複数の径方向孔１５ａ、１５ｂのうち、いずれか１つの径方向孔１５ａの中心線Ｘ１が、玉１３の中心Ｏの円周方向位相と一致しているとき、２つの条件、即ち、図３（Ａ）に示すように、（ｉ）いずれか他方の径方向孔１５ｂは、玉軸受１０の径方向から見て、径方向孔１５ｂの内径側開口部３０を径方向孔１５ｂの中心線Ｘ２の延長線に沿って保持器１４の外周面上に投影した時に、投影された内径側開口部３０が、玉１３、及びポケットＰの内周面から離間しており、且つ、図３（Ｂ）に示すように、（ｉｉ）投影された内径側開口部３０の少なくとも一部が、玉軸受１０の軸方向から見て、ポケットＰとオーバーラップする点を満たす。
　また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、他方の径方向孔１５ｂ、及び、他方の径方向孔１５ｂの中心線Ｘ２の位置は、それぞれ、図３（Ａ）～（Ｃ）における１５ｂ´、Ｘ２´の位置でもよい。
　即ち、条件（ｉ）において、上述の投影されたいずれか他方の径方向孔１５ｂの内径側開口部３０は、図３（Ａ）の領域Ｆ内に配置可能であり、また、他方の径方向孔１５ｂの中心線Ｘ２が玉１３の中心Ｏを通る線Ｃからも離間した位置となる。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｃ）におけるｄは、径方向孔１５ｂの孔径を示している。
　外輪給油方式では、径方向孔１５が外輪軌道溝１２ａ内に存在すると、軸受回転中に、玉１３が径方向孔１５上を通過すると、径方向孔１５が物理的に塞がれる。これにより、振動及び騒音が発生する。本振動は、（１）玉１３が径方向孔１５の真上を通過するときに径方向孔１５を塞ぎ、圧縮空気の流れが遮られ、さらに、（２）玉１３が径方向孔１５の真上を通過後、流れが再開する、という現象が周期的に繰り返されることで生じる空気振動である。
　この空気振動は、玉１３が一度に径方向孔１５の上を通過する個数が多いほど大きくなる傾向があり、振動が増大することで、騒音の増大やスピンドルの加工精度低下を招く。
　このうち、特に、騒音は顕著な問題となることが知られている。外輪給油型軸受が主に使用される回転数が１００００ｍｉｎ－１以上の領域では、発生する騒音の周波数が数千Ｈｚ前後となり、人の耳の感度が最も高い周波数帯域の騒音を発生するため問題となり易い。
　また、玉１３によって複数の径方向孔１５が同時に塞がれたとき、通過する瞬間の潤滑油の供給量が著しく減少する。そして、玉１３の通過後、径方向孔１５内に溜められていた潤滑油が一気に供給される。潤滑油が瞬間的に供給過多となり、潤滑油の攪拌抵抗が増大することで、軸受外輪が著しく昇温する。これにより、加工精度の低下や、異常昇温による焼付きのリスクが増大する。
　このため、軸受回転中に玉１３が、複数個の径方向孔１５の上を同時に通過しないことが望ましい。したがって、いずれか１つの径方向孔１５ａの中心線Ｘ１が、玉１３の中心Ｏの円周方向位相と一致しているとき、いずれか他方の径方向孔１５ｂの内径側開口部３０を径方向孔１５の中心線Ｘ１、Ｘ２の延長線に沿って保持器１４の外周面上に投影した時に、投影された内径側開口部３０は、玉軸受１０の径方向から見て、玉１３、及びポケットＰの内周面から離間しているので、他方の径方向孔１５ｂの中心線Ｘ２が、玉１３の中心Ｏの円周方向位相（図３（Ａ）～（Ｃ）の線Ｃ）から離間している。つまり、いずれか１つの径方向孔１５ａが玉１３によって塞がれているとき、他方の径方向孔１５ｂが開口していることで、圧縮空気の流れが完全には遮られず、騒音及び振動を低減することができる。
　なお、外輪１２が３つ以上の径方向孔１５を有する場合には、いずれか１つの径方向孔１５ａの中心線Ｘ１が、玉１３の中心Ｏの円周方向位相と一致しているとき、上述の投影された残りの他方の径方向孔１５ｂ全てが、上記領域Ｆに位置することがより望ましい。
　また、条件（ｉｉ）では、図３（Ｂ）に示すように、径方向孔１５ｂの中心線Ｘ２の延長線に沿って保持器１４の外周面上に投影された内径側開口部３０の少なくとも一部が、玉軸受１０の軸方向から見て、ポケットＰとオーバーラップする領域Ｆａ内に位置する。よって、上記２つの条件（ｉ）、（ｉｉ）を満たすには、玉軸受１０の径方向から見て、上述の投影されたいずれか他方の径方向孔１５ｂの内径側開口部３０は、図示の径方向孔の孔径を採用した場合においては、図３（Ｃ）に示すＦｂの領域となる。さらに、径方向孔の孔径が変わることで、図示の領域Ｆｂは変動する。
　これにより、他方の径方向孔１５ｂの内径側開口部３０は、玉１３とポケットＰの内周面に近い位置に配置されるので、他方の径方向孔１５から供給される潤滑油は、保持器１４の外周面を介して、玉１３とポケットＰの内周面との間の滑り接触部に供給され、安定した潤滑性能を確保することができる。
　また、本実施形態では、径方向孔１５の直径は、潤滑油の供給性および、接触楕円Ｅとの干渉防止を考慮して、０．５～１．５ｍｍに設定されている。また、本実施形態では、径方向孔１５は、径方向に亘って一様な直径を有している。
　このように構成されたアンギュラ玉軸受１０によれば、外輪１２は、その外周面から内周面まで径方向に亘って貫通し、潤滑油を供給する複数の径方向孔１５を有する。そして、複数の径方向孔１５の内径側開口部３０を径方向孔１５の中心線Ｘ１、Ｘ２の延長線に沿って保持器１４の外周面上に投影した時に、投影された内径側開口部３０の少なくとも一部は、玉軸受１０の回転軸方向において、保持器１４の各ポケットＰの軸方向端部をそれぞれ結んだ二円Ｌの領域内に位置する。また、複数の径方向孔１５のうち、いずれか１つの径方向孔１５ａの中心線Ｘ１が、玉１３の中心Ｏの円周方向位相と一致しているとき、いずれか他方の径方向孔１５ｂは、玉軸受１０の径方向から見て、その内径側開口部３０を径方向孔１５ｂの中心線Ｘ２の延長線に沿って保持器１４の外周面上に投影した時に、投影された内径側開口部３０が、玉１３、及びポケットＰの内周面から離間しており、且つ、投影された内径側開口部３０の少なくとも一部が、玉軸受１０の軸方向から見て、ポケットＰとオーバーラップする。これにより、いずれか１つの径方向孔１５ａから玉１３と保持器１４との滑り接触部に潤滑油が供給されるとともに、いずれか他方の径方向孔１５ｂからも、保持器１４の外周面を介して、玉１３と保持器１４との滑り接触部に十分な潤滑油が供給される。したがって、良好な潤滑状態が保たれ、軸受の焼付きを防止することができ、また、圧縮空気の流れが完全に遮られることがなく、騒音及び振動を低減することができる。
　なお、本実施形態は、図５に示す第１変形例のように、外輪１２の外周面において、凹状溝１６を挟む軸方向両側に、環状溝１９を周方向に沿って形成し、各環状溝１９に、例えばＯ－リングなどの環状の弾性部材である、シール部材２０を配置することで、この油漏れを防止するようにしてもよい。
　また、本実施形態では、上述の投影された径方向孔１５の内径側開口部３０は、図１の領域Ｓで示した範囲内であればよく、図１では、外輪軌道溝１２ａの溝底Ａに対してカウンターボア側に形成されているが、図６に示す第２変形例のように、外輪軌道溝１２ａの溝底Ａに対して反カウンターボア側に形成されてもよい。
　さらに、径方向孔１５は、外輪の外周面から内周面まで径方向に亘って貫通するものであればよく、本実施形態の半径方向(径方向断平面と平行)に沿って形成されるもの以外に、軸受の回転軸方向又は周方向に傾斜させても構わない。例えば、図７に示す第３変形例のように、径方向孔１５は、軸受の半径方向の途中で、軸方向に屈曲するように形成されてもよい。
　また、図８（Ａ）及び８（Ｂ）に示す第４及び第５変形例のように、径方向孔１５は、内径側開口部３０の開口面積が、外径側開口部３１の開口面積よりも広くなるように形成されてもよい。第４変形例では、径方向孔１５は、外径側開口部３１から内径側開口部３０に亘り、徐々に面積が広くなるように拡径する。また、第５変形例では、径方向孔１５は、内径側開口部３０の開口面積が、外径側開口部３１の開口面積よりも広くなるように、段付き形状とされている。即ち、外輪給油型の転がり軸受では、径方向孔１５を通じて玉１３に直接潤滑油を供給するので、内径側開口部３０付近で供給エア圧を下げても、潤滑油を玉１３に供給することができる。このため、内径側開口部３０のエア圧を低下させて、高圧エアが玉１３にぶつかることを抑制し、軸受回転中の騒音を低減することができる。
　なお、図６、図７、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す第２～第５変形例では、外輪１２の外周面にシール部材２０を配置する構成としたが、図１と同様に、シール部材を有しない構成であってもよい。
　尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
　なお、外輪の径方向孔への潤滑油の補給方法は、オイルエア潤滑以外にオイルミスト潤滑を採用してもよい。場合によってはオイルジェット潤滑も可能である。しかしながら、グリースを軸受の周辺部や主軸外部の潤滑剤補給装置を用いて外輪１２の径方向孔１５から給脂するグリース補給法の場合、径方向孔１５が外輪軌道溝１２ａ内に開口するように形成されると、増ちょう剤が含まれる半固体であるグリースが外輪軌道溝１２ａ内に供給されてしまう。
　この場合、グリースが外輪軌道溝１２ａ内に噛み込まれるので、攪拌抵抗により、トルクの増大や異常発熱等の問題が生じる。特に、これらの問題は、本実施形態のような高速回転において生じ易い。従って、増ちょう剤を含まない潤滑油を供給する油潤滑方法が本発明において望ましい。
　更に、本発明の玉軸受は、工作機械用主軸装置に適用されるものに限定されるものでなく、一般産業機械や、モータなどの高速回転する装置の玉軸受としても適用することができる。
　本出願は、２０１８年１月４日出願の日本特許出願２０１８－０００２００に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　　１０　　アンギュラ玉軸受（玉軸受）
　　１１　　内輪
　　１１ａ　内輪軌道溝
　　１２　　外輪
　　１２ａ　外輪軌道溝
　　１２ｂ　カウンターボア
　　１２ｃ　溝肩
　　１３　　玉
　　１４　　保持器
　　１５、１５ａ、１５ｂ　径方向孔
　　１６　　凹状溝
　　１９　　環状溝
　　２０　　シール部材
　　３０　　内径側開口部
　　Ｅ　　　接触楕円

Claims (6)

  1. 　外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、前記内輪軌道溝と前記外輪軌道溝との間に転動自在に配置される複数の玉と、前記複数の玉をそれぞれ保持する複数のポケットを有する保持器と、を備え、前記外輪は、その外周面から内周面まで径方向に亘って貫通し、潤滑油を供給する複数の径方向孔を有し、前記潤滑油によって潤滑される玉軸受であって、
    　前記複数の径方向孔の内径側開口部を前記径方向孔の中心線の延長線に沿って前記保持器の外周面上に投影した時に、投影された前記内径側開口部の少なくとも一部は、前記玉軸受の回転軸方向において、前記保持器の各ポケットの軸方向端部をそれぞれ結んだ二円の領域内に位置し、
    　前記複数の径方向孔のうち、いずれか１つの径方向孔の中心線が、前記玉の中心の円周方向位相と一致しているとき、いずれか他方の径方向孔は、前記玉軸受の径方向から見て、その内径側開口部を前記径方向孔の中心線の延長線に沿って前記保持器の外周面上に投影した時に、投影された前記内径側開口部が、前記玉、及び前記ポケットの内周面から離間しており、且つ、投影された前記内径側開口部の少なくとも一部が、前記玉軸受の軸方向から見て、前記ポケットとオーバーラップする、玉軸受。
  2. 　前記外輪の外周面には、前記径方向孔と連通する凹状溝が周方向に沿って形成されている、請求項１に記載の玉軸受。
  3. 　前記外輪の外周面には、上記凹状溝を挟む軸方向両側に環状溝が周方向に沿って形成され、前記各環状溝には、それぞれ環状のシール部材が配置される、請求項２に記載の玉軸受。
  4. 　前記径方向孔の直径が０．５～１．５ｍｍである、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の玉軸受。
  5. 　前記径方向孔は、前記内径側開口部の開口面積が、外径側開口部の開口面積よりも広い、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の玉軸受。
  6. 　請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の玉軸受を備える、工作機械用主軸装置。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3195965A (en) * 1961-10-25 1965-07-20 Fafnir Bearing Co Lubricating means for an antifriction bearing
JPH07506896A (ja) * 1993-03-18 1995-07-27 バルマーク　アクチエンゲゼルシヤフト 転がり軸受け
WO2009012753A1 (de) * 2007-07-20 2009-01-29 Schaeffler Kg Schrägkugellager mit reibungsarmen käfig
JP2013015152A (ja) * 2011-06-30 2013-01-24 Ntn Corp 転がり軸受
JP2013079711A (ja) 2010-10-21 2013-05-02 Ntn Corp 転がり軸受および転がり軸受装置
WO2016125555A1 (ja) * 2015-02-04 2016-08-11 日本精工株式会社 転がり軸受
JP2018000200A (ja) 2010-04-27 2018-01-11 キベルディ インコーポレイテッドＫｉｖｅｒｄｉ，Ｉｎｃ． 無機炭素源および／またはｃ１炭素源から有用有機化合物への非光合成炭素の回収および変換のための酸水素微生物の使用
WO2018025918A1 (ja) * 2016-08-03 2018-02-08 日本精工株式会社 玉軸受、及び工作機械用主軸装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008020067A1 (de) * 2008-04-22 2009-10-29 Schaeffler Kg Lageranordnung mit einem doppelreihigen Wälzlager, Turbolader und Verfahren zur Zuführung eines Schmiermittels zu den Wälzkörperreihen eines doppelreihigen Wälzlagers
DE102012211891B4 (de) * 2012-07-09 2018-02-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager für einen Turbolader
CN106662289B (zh) * 2014-06-27 2019-03-12 Ntn株式会社 润滑油供应单元和轴承装置
CN203948448U (zh) * 2014-07-26 2014-11-19 慈溪市特种轴承有限公司 储油轴承

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3195965A (en) * 1961-10-25 1965-07-20 Fafnir Bearing Co Lubricating means for an antifriction bearing
JPH07506896A (ja) * 1993-03-18 1995-07-27 バルマーク　アクチエンゲゼルシヤフト 転がり軸受け
WO2009012753A1 (de) * 2007-07-20 2009-01-29 Schaeffler Kg Schrägkugellager mit reibungsarmen käfig
JP2018000200A (ja) 2010-04-27 2018-01-11 キベルディ インコーポレイテッドＫｉｖｅｒｄｉ，Ｉｎｃ． 無機炭素源および／またはｃ１炭素源から有用有機化合物への非光合成炭素の回収および変換のための酸水素微生物の使用
JP2013079711A (ja) 2010-10-21 2013-05-02 Ntn Corp 転がり軸受および転がり軸受装置
JP2013015152A (ja) * 2011-06-30 2013-01-24 Ntn Corp 転がり軸受
WO2016125555A1 (ja) * 2015-02-04 2016-08-11 日本精工株式会社 転がり軸受
WO2018025918A1 (ja) * 2016-08-03 2018-02-08 日本精工株式会社 玉軸受、及び工作機械用主軸装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3736461A4 *

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