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TW201807329A - 滾珠軸承、主軸裝置及工具機 - Google Patents

滾珠軸承、主軸裝置及工具機 Download PDF

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TW201807329A
TW201807329A TW106125891A TW106125891A TW201807329A TW 201807329 A TW201807329 A TW 201807329A TW 106125891 A TW106125891 A TW 106125891A TW 106125891 A TW106125891 A TW 106125891A TW 201807329 A TW201807329 A TW 201807329A
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TW
Taiwan
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outer ring
track groove
peripheral surface
ball
ball bearing
Prior art date
Application number
TW106125891A
Other languages
English (en)
Inventor
松永恭平
勝野美昭
Original Assignee
日本精工股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本精工股份有限公司 filed Critical 日本精工股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種根據軸承之使用用途而適當地設定設置於外環供油型軸承之外環之徑向孔之軸向位置，可獲得更良好之潤滑性能之滾珠軸承、主軸裝置及工具機。 於角接觸滾珠軸承10中，外環12具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔15，該徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置為外環12之槽底和滾珠13與外環12之接觸點之間，且遠離滾珠13與外環軌道槽12a之間之接觸橢圓。

Description

滾珠軸承、主軸裝置及工具機
本發明係關於一種滾珠軸承、主軸裝置及工具機，更詳細而言，係關於一種滾珠軸承為外環供油型者。
近年來，為了提高切削效率，工具機用主軸之高速化之要求提高。又，對於該主軸，近來，為實現生產的高效率化而亦出現對可不使用複數台工具機且不換模地對複雜形狀之被加工物進行加工的5軸加工機之對應需求。就5軸加工機而言，由於主軸或工作台迴旋，故而根據利用迴旋半徑之縮短化而實現之省空間化、或利用迴旋時之慣性(inertia)減輕或輕量化而實現之省電意向等要求，謀求心軸(spindle)之軸向長度之縮短。 作為多被採用為工具機主軸用之滾動軸承之潤滑方法，可列舉油脂潤滑(grease lubrication)、油氣潤滑(oil-air lubrication)、油霧潤滑(oil-mist lubrication)等。一般而言，於高速旋轉(dmn80萬以上)之區域採用油氣潤滑。作為先前之油氣潤滑，已知有如下方式：使用圖10(a)所示之配置於軸承100之側方之供油用噴嘴口101、或圖10(b)所示之插入配置於軸承100之側方的外隔圈102的徑向貫通孔102a之供油用噴嘴口101，自軸承側面對軸承內部供給高壓空氣及微細之油粒。 於該方式中，另外需要噴嘴口101等供油用零件，心軸之零件件數變多，因此導致心軸整體之成本提高及管理之工夫增加。又，由於使用噴嘴口101，故而外隔圈(outer ring spacer)之形狀或外殼之構造變得複雜，心軸之設計、加工之工夫增加。進而，由於將噴嘴口101設置於軸承之軸向側面側，故而需要某種程度之隔圈長度，心軸之軸向長度變長。因此，工具機自身之大小變大，或心軸重量以軸向長度增加之量變重，或心軸之危險速度(所謂危險速度係指根據心軸所具有之固有振動數而算出之旋轉速度，若於該危險速度區域使心軸旋轉，則振動會變大)變低。又，來自供油用噴嘴之油粒之供給被伴隨高速旋轉化而產生之氣簾(所謂氣簾係指因空氣與高速旋轉之內環外徑表面之摩擦而產生的圓周方向之高速空氣流之壁)阻礙，其結果，有無法向軸承內部確實地供給潤滑油而導致燒蝕之情況。如此，先前之油氣潤滑雖就高速旋轉下之潤滑性而言勝過油脂潤滑，但隨著高速化推進，於其構造上及功能上存在問題。 又，作為除此以外之油氣潤滑方式，如圖11所示，已知有使用外環供油型軸承110，該外環供油型軸承110於外環111之外周面之周向形成油槽112，且於與該油槽112相同之軸向位置形成有朝向徑向之油孔113(例如參照專利文獻1)。此種外環供油型軸承中，即便於在高速旋轉下使用軸承之情形時，油粒之供給亦不會被氣簾阻礙。因此，可實現即便為高速旋轉亦穩定之心軸之使用。 圖12係表示使用噴嘴口101之油氣潤滑與外環供油規格之油氣潤滑各自之情形時之主軸的概略圖。圖12之上半部分為外環供油規格之油氣潤滑之心軸120，下半部分為使用噴嘴口101之油氣潤滑之心軸120A。再者，圖12中，符號121為旋轉軸，符號122為嵌合於旋轉軸121之馬達之轉子。如此，於使用有噴嘴口101之油氣潤滑之情形時，為自軸承100之側面供給潤滑油而需要固定以上之軸向長度之隔圈。與此相對，於外環供油規格之情形時，無需供油用隔圈，故而可實現噴嘴口之削減或使隔圈之構造變得簡單，可使隔圈123之軸向長度與使用噴嘴口之規格相比變短。藉此，就外環供油規格而言，主軸、供油用零件之設計、加工或零件之管理變得簡單，於工具機之設計、製造、管理中可實現整體之成本降低。此外，由於可使軸向長度變短，故而亦促成工具機尺寸之小型化及心軸危險速度之提高。如此，與先前之側面供油型軸承相比，外環供油型軸承具有較多之優點。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2013-79711號公報
[發明所欲解決之問題] 然而，工具機主軸用之滾珠軸承係根據其主軸之規格而於各種條件下被使用。若軸承轉速或初始預壓荷重、及加工時之外部荷重之大小等不同，則所使用之軸承之內部狀態(接觸角、內環槽與滾珠或外環槽與滾珠間之接觸部之接觸橢圓之大小及接觸面壓力等)不同。因此，對於在各種條件下使用之滾珠軸承，期望提高軸承之潤滑性。 本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種根據軸承之使用用途而適當地設定設置於外環供油型軸承之外環之徑向孔之軸向位置，而可獲得更良好之潤滑性能之滾珠軸承、主軸裝置及工具機。 [解決問題之技術手段] 本發明之上述目的係藉由下述構成而達成。 (1)一種滾珠軸承，其具備內環、外環及複數個滾珠，且由潤滑油予以潤滑；上述內環於外周面具有內環軌道槽；上述外環於內周面具有外環軌道槽，於該外環軌道槽之軸向一側具有埋頭孔，且於該外環軌道槽之軸向另一側具有槽肩；上述複數個滾珠滾動自如地配置於上述內環軌道槽與上述外環軌道槽之間；且 上述外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔， 上述徑向孔之內徑側開口部之軸向位置係上述外環之槽底和上述滾珠與上述外環之接觸點之間，且遠離上述滾珠與上述外環軌道槽之間之接觸橢圓。 (2)一種滾珠軸承，其具備內環、外環及複數個滾珠，且由潤滑油予以潤滑；上述內環於外周面具有內環軌道槽；上述外環於內周面具有外環軌道槽，於該外環軌道槽之軸向一側具有埋頭孔，且於該外環軌道槽之軸向另一側具有槽肩；上述複數個滾珠滾動自如地配置於上述內環軌道槽與上述外環軌道槽之間；且 上述外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔， 上述徑向孔之內徑側開口部之軸向位置係相對於上述滾珠與上述外環之接觸點與上述外環之槽底為相反側之上述外環軌道槽內，且遠離上述滾珠與上述外環軌道槽之間之接觸橢圓。 (3)一種滾珠軸承，其具備內環、外環及複數個滾珠，且由潤滑油予以潤滑；上述內環於外周面具有內環軌道槽；上述外環於內周面具有外環軌道槽，於該外環軌道槽之軸向一側具有埋頭孔，且於該外環軌道槽之軸向另一側具有槽肩；上述複數個滾珠滾動自如地配置於上述內環軌道槽與上述外環軌道槽之間；且 上述外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔， 上述徑向孔之內徑側開口部之軸向位置係遠離上述滾珠與上述外環軌道槽之間之接觸橢圓，並且跨及相對於上述滾珠與上述外環之接觸點與上述外環之槽底為相反側之上述外環軌道槽及上述槽肩而設置。 (4)一種滾珠軸承，其具備內環、外環及複數個滾珠，且由潤滑油予以潤滑；上述內環於外周面具有內環軌道槽；上述外環於內周面具有外環軌道槽，於該外環軌道槽之軸向一側具有埋頭孔，且於該外環軌道槽之軸向另一側具有槽肩；上述複數個滾珠滾動自如地配置於上述內環軌道槽與上述外環軌道槽之間；且 上述外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔， 上述徑向孔之內徑側開口部之軸向位置係設置於上述槽肩內，並且上述徑向孔之內徑側開口部之至少一部分與上述滾珠於軸向重疊。 (5)如(1)至(4)中任一項之滾珠軸承，其中於上述外環之外周面，沿著周向形成有與上述徑向孔連通之凹狀槽。 (6)如(5)之滾珠軸承，其中於上述外環之外周面，於隔著上述凹狀槽之軸向兩側沿著周向形成有環狀槽，於上述各環狀槽分別配置有環狀之密封構件。 (7)如(1)至(6)中任一項之滾珠軸承，其中上述徑向孔之直徑為0.5～1.5 mm。 (8)如(1)至(7)中任一項之滾珠軸承，其中上述滾珠之接觸角處於25～60°之範圍。 (9)一種主軸裝置，其具備：如(1)至(8)中任一項之滾珠軸承；圓柱滾子軸承，其配置於上述滾珠軸承之側方；及外殼，其供上述滾珠軸承之上述外環及上述圓柱滾子軸承之外環內嵌； 上述滾珠軸承之外環之外周面與供上述滾珠軸承之外環內嵌之外殼的內周面之間之徑向間隙Δ以半徑法計為Δ＝0.01～1 mm。 (10)一種工具機，其具備(9)之主軸裝置。 [發明之效果] 根據本發明之滾珠軸承，外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔，徑向孔之內徑側開口部之軸向位置為外環之槽底和滾珠與上述外環之接觸點之間，且遠離滾珠與外環軌道槽之間之接觸橢圓，故而就於低速且初始預壓荷重大之條件下使用之滾珠軸承而言，可獲得更良好之潤滑性能。 又，根據本發明之滾珠軸承，外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔，徑向孔之內徑側開口部之軸向位置為相對於滾珠與外環之接觸點與外環之槽底為相反側之外環軌道槽內，且遠離滾珠與外環軌道槽之間之接觸橢圓，故而就於高速區域使用之滾珠軸承而言，可獲得更良好之潤滑性能。 進而，根據本發明之滾珠軸承，外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔，徑向孔之內徑側開口部之軸向位置遠離滾珠與外環軌道槽之間之接觸橢圓，並且跨及相對於滾珠與外環之接觸點與外環之槽底為相反側之外環軌道槽及槽肩而設置，故而就於高速區域使用之滾珠軸承而言，可獲得更良好之潤滑性能。 又，根據本發明之滾珠軸承，外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔，徑向孔之內徑側開口部之軸向位置設置於槽肩內，並且徑向孔之內徑側開口部之至少一部分與滾珠於軸向上重疊，故而就於高速區域使用之滾珠軸承而言，可獲得更良好之潤滑性能。
以下，基於圖式對本發明之各實施形態之滾珠軸承、主軸裝置及工具機進行詳細說明。 (第1實施形態) 第1實施形態之角接觸止推滾珠軸承(angular contact thrust ball bearing)10係組入至車床主軸，一般而言被使用於低速(dmn60萬以下左右)之區域。又，該角接觸止推滾珠軸承10由於負荷加工中產生之較大之外部軸向(axial)荷重，故而於負荷有1000～6000 N左右之較大之初始預壓荷重之狀態被使用。 如圖1所示，角接觸止推滾珠軸承10具備：內環11，其於外周面具有圓弧狀之內環軌道槽11a；外環12，其於內周面具有圓弧狀之外環軌道槽12a；及複數個滾珠13，其等被保持器14保持，且以特定之接觸角α滾動自如地配置於內環軌道槽11a與外環軌道槽12a之間。於外環12之軸向一側之內周面，設置有埋頭孔12b，另一方面，於軸向另一側之內周面，形成有槽肩12c。 為了提高軸向剛性，接觸角α被設定得較大，為25～60°，較佳為30～60°。 該角接觸止推滾珠軸承10係外環供油型軸承，外環12具有其自外周面遍及徑向貫通至內周面之徑向孔15。又，於外環12之外周面，沿著周向形成有與徑向孔15連通之凹狀槽16。藉此，於角接觸滾珠軸承10中，自未圖示之外殼之供油路供給之油粒及潤滑空氣係經由外環12之凹狀槽16及徑向孔15直接供給至滾珠13，進行油氣潤滑。 再者，周狀之凹狀槽亦可代替設置於外環12，而於外殼之內周面中形成於與徑向孔15連通之供油路開口之位置。 又，於本實施形態中，徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置係以成為如下位置之方式設定，即，於外環12之槽底(槽底位置A)和滾珠13與外環12之接觸點(接觸位置B)之間，且遠離滾珠13與外環軌道槽12a之間之接觸橢圓E。 此處，如圖2(a)所示，角接觸止推滾珠軸承10之接觸角α較大，故而自外環12之槽底位置A至外環12與滾珠13之接觸位置B之軸向距離L1較長，相反地，自外環12與滾珠13之接觸位置B至槽肩開始位置C之軸向距離L2較短。 進而，該角接觸止推滾珠軸承10係如上所述，負荷較大之初始預壓荷重，故而如圖2(b)所示，接觸角自負荷初始預壓荷重之前之角度α變化(變大)為α'，外環12與滾珠13之接觸位置亦朝B'移動。因此，於將滾珠軸承10組入至主軸之狀態下，自外環12之槽底位置A至外環12與滾珠13之接觸位置B'之軸向距離L1'與圖2(a)之L1相比變得更長，自外環12與滾珠13之接觸位置B'至外環槽肩開始位置C之軸向距離L2'與圖2(a)之L2相比變得更短。 又，就軸承旋轉時之潤滑性之方面而言，徑向孔15之軸向位置較佳為自外環12之槽底位置A設置於接觸角側(＝埋頭孔相反側)。其目的在於，於軸承旋轉過程中，對外環12與滾珠13之接觸位置B更確實地供給潤滑油。 進而，就抑制內外環11、12與滾珠13之接觸位置上之接觸面壓之增加的觀點而言，徑向孔15之內徑側開口部以於軸向上，不和滾珠13與外環軌道槽12a之間之接觸橢圓E重疊之方式設定。該接觸橢圓E係指僅因初始預壓荷重而產生之接觸橢圓，更佳為因包含被加工物加工時所產生之外部荷重在內之軸承內部荷重而產生之接觸橢圓。 根據以上方面，如圖1所示，對於在低速且初始預壓荷重大之條件下使用之滾珠軸承10，設置於外環12之徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置較理想為設定為較外環12之槽底位置A更靠接觸角側，且較外環12與滾珠13之接觸位置B更靠槽底側。 又，作為使用有如上所述之角接觸止推滾珠軸承10之主軸裝置，可列舉工具機用主軸裝置、印刷機之輥旋轉用主軸裝置、摩擦攪拌機(FSW(Friction Stir Welding，摩擦攪拌接合))用主軸裝置、除此以外之各種工業機械之驅動用主軸裝置。 例如，作為使用有角接觸止推滾珠軸承10之主軸裝置30，如圖3(a)所示，採用與圓柱滾子軸承31組合地使用之構成。即，於該主軸裝置30中，由本實施形態之一對角接觸止推滾珠軸承10及圓柱滾子軸承31構成前側軸承，將後側軸承設為其他圓柱滾子軸承40。而且，旋轉軸5經由該等軸承10、31、40而旋轉自如地被支持於外殼1。於外殼1之內周面，內嵌有一對角接觸止推滾珠軸承10、圓柱滾子軸承31、及其他圓柱滾子軸承40之各外環。 於此種構成之情形時，如圖3(b)所示，設為如下設計：以不利用角接觸止推滾珠軸承10負荷徑向荷重之方式，將角接觸止推滾珠軸承10之外環12之外周面與供滾珠軸承10之外環12內嵌之外殼1的內周面之間之徑向間隙Δ確保為以半徑法計為0.01～1 mm，且使兩零件不接觸。 於此種設計之情形時，形成於外殼1之潤滑油導入孔2之外殼內徑側開口部2a與設置於外環12之徑向孔15之外環外徑側開口部15a之間之徑向距離亦變寬，於潤滑油供油時，發生自外殼1之內周面與外環12之外周面之間之漏油的可能性變高。 因此，如圖4所示之變化例般，於外環12之外周面中，在隔著凹狀槽16之軸向兩側沿著周向形成環狀槽19，於各環狀槽19配置例如O形環等環狀之彈性構件即密封構件20，藉此防止該漏油。 又，於油脂潤滑之情形時，於此種負荷較大之初始預壓荷重及較大之外部荷重般之條件下，會促進由滾珠或內外環中之剪切所致之物理劣化、及由軸承發熱大所致之化學劣化等潤滑脂之劣化，故而有可能產生由潤滑不良所致之軸承早期損傷。作為防止該早期損傷之對策之一，可列舉增加初始油脂封入量，但伴隨由油脂封入量增加所致之軸承旋轉時之阻力增加會導致主軸旋轉轉矩大或軸承發熱大等問題產生。因此，就提高軸承旋轉時之潤滑性、提高可靠性之方面而言，油氣潤滑相對於油脂潤滑具有優勢。 再者，於本實施形態中，考慮潤滑油之供給性及防止與接觸橢圓之干涉，將徑向孔15之直徑設定為0.5～1.5 mm。又，於本實施形態中，徑向孔15遍及徑向具有均等之直徑。 因此，根據本實施形態之角接觸止推滾珠軸承10，由於設置於外環12之徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置處於外環12之槽底和滾珠13與外環12之接觸點之間，故而在低速且初始預壓荷重大之條件下使用時，於軸承旋轉過程中，可更確實地對外環12與滾珠13之接觸位置B供給潤滑油，可獲得更良好之潤滑性能。 又，使徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置成為遠離滾珠13與外環軌道槽12a之間之接觸橢圓E之位置，藉此可抑制內外環11、12與滾珠13之接觸位置上之接觸面壓增加。 (第2實施形態) 其次，參照圖5對第2實施形態之滾珠軸承進行說明。 第2實施形態之滾珠軸承10a係以組入至如切削機用主軸般之高速區域所使用之主軸者為對象，接觸角α與第1實施形態相比設定得較小，再者，就徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置而言，亦與第1實施形態不同。即，如圖5所示，本實施形態之徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置係相對於滾珠13與外環12之接觸點(接觸位置B)與外環12之槽底A為相反側之外環軌道槽12a內，且遠離滾珠13與外環軌道槽12a之間之接觸橢圓E。 對於高速下使用之滾珠軸承10a，一般而言，為了抑制運轉中之軸承內部荷重增加，而應用定壓預壓方式(利用盤簧、圓形簧等對軸承負荷預壓荷重之方式，於軸承旋轉過程中亦可大致保持一定之軸承內部荷重)。此種高速區域所使用之滾珠軸承10a於軸承旋轉過程中，軸承內部狀態之變化與於第1實施形態之低速、重荷重下使用之情形不同。作為該高速旋轉中之軸承內部狀態之變化之特徵之一，可列舉外環側接觸角之減少。 圖6係表示高速旋轉中之軸承之內部狀態變化，圖6中，X軸、Y軸分別表示軸承之軸向、軸承之徑向。又，圖6(a)係表示軸承靜止中之滾珠之荷重狀態，圖6(c)係表示軸承旋轉過程中之滾珠之荷重狀態，Qi、Qe分別表示自內環側承受之滾動體荷重、自外環側承受之滾動體荷重，Cf表示藉由軸承旋轉而產生之離心力。如此，當軸承高速旋轉時，如圖6(c)所示，對滾珠作用較大之離心力。伴隨該離心力之作用，自軸承內外環作用之滾動體荷重之方向與大小變化，若著眼於外環側滾動體荷重，則因離心力之作用，其方向、即外環側接觸角減小。尤其是，於定壓預壓方式之情形時，因該預壓方式之特性，軸承之軸向荷重之大小不變，上述滾動體荷重之方向與大小之變化變得更顯著。 圖7係表示高速下使用之角接觸滾珠軸承之徑向剖視圖。如圖7(b)所示，於軸承旋轉過程中，外環側接觸角減小，故而自外環12之槽底位置A至外環12與滾珠13之接觸位置B之軸向距離自軸承靜止中之L1變短為L1"。相反地，自外環12與滾珠13之接觸位置B至外環槽肩開始位置C之軸向距離自L2變長為L2"。 因此，就軸承旋轉時之潤滑性之方面而言，外環12之徑向孔15之軸向位置較佳為設置於相對於滾珠13與外環12之接觸點與外環12之槽底位置A為相反側之外環軌道槽12a內。進而，自抑制內外環11、12與滾珠13之接觸位置B上之接觸面壓之增加之方面來看，設置於外環12之徑向孔15之內徑側開口部以於軸向上，不和外環12與滾珠13之間之接觸橢圓E重疊之方式設定。 根據以上方面，對於高速區域所使用之滾珠軸承10a，設置於外環12之徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置為相對於滾珠13與外環12之接觸點與外環12之槽底A為相反側之外環軌道槽12a內，且遠離滾珠13與外環軌道槽12a之間之接觸橢圓。 再者，徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置並不限定於上述實施形態，如圖8所示，亦可遠離滾珠13與外環軌道槽12a之間之接觸橢圓E，並且跨及相對於滾珠13與外環12之接觸點與外環12之槽底A為相反側之外環軌道槽12a及槽肩12c而設置。 或，如圖9所示，徑向孔15之內徑側開口部之軸向位置係設置於槽肩12c內，並且徑向孔15之內徑側開口部之至少一部分與滾珠13於軸向重疊。即，既可為徑向孔15之內徑側開口部全部以與滾珠13於軸向上重疊之方式設置槽肩12c內，或，亦可為徑向孔15之內徑側開口部之一部分以與滾珠13進行軸向之重疊(即，於圖9中，與滾珠13之軸向端部之切線L3交叉)之方式設置於槽肩12c內。 於任一變化例中，亦與上述實施形態同樣地，可抑制軸承旋轉時之潤滑性提高、及接觸面壓之增加抑制之效果。 再者，作為多被採用為工具機主軸用之滾動軸承之潤滑方法，可列舉油脂潤滑(grease lubrication)、油氣潤滑、油霧潤滑等。 近年來，工具機主軸之高速化推進，於在dmN80萬以上之區域採用油脂潤滑之情形時，產生軸承之早期損傷等問題。因此，藉由採用本實施形態，於在dmN80萬以上之區域使用之情形時，亦可抑制上述問題之產生。 又，就先前之油氣潤滑與鋼滾珠規格軸承之組合而言，於dmN110萬以上之區域容易產生早期燒蝕。作為該早期燒蝕之原因之一，可列舉滾珠13與內外環11、12之接觸部處之由發熱大所致之潤滑性降低，藉由採用較先前之油氣潤滑可靠性更高(可確實地對滾珠供給潤滑油)之外環供油方式，可抑制該早期燒蝕。即，本實施形態於dmN110萬以上更有效果。 進而，於更為高速區域採用陶瓷滾珠規格軸承及先前之油氣潤滑方式，但於dmN150萬以上之區域，因伴隨軸承之高速旋轉而產生之氣簾，會妨礙自供油用噴嘴之油粒之供給，其結果，有未對軸承內部確實地供給潤滑油而導致燒蝕之情況。若為外環供油方式，則可將油粒直接供給至滾珠13，故而可抑制由該氣簾所致之潤滑不良及由此引起之軸承損傷。即，於dmN150萬以上之區域，藉由陶瓷滾珠與本實施形態之併用，利用軸承規格所具有之高速性及本實施形態之潤滑油供給作用，可獲得穩定之高速旋轉性能。 再者，本發明並不限定於上述實施形態，可適當變化、改良等。 例如，徑向孔只要為自外環之外周面遍及徑向貫通至內周面者便可，除本實施形態之沿著半徑方向(與徑向剖面平行)形成者以外，亦可朝軸向或周向傾斜。 又，於上述實施形態中，外環12係設為具有1個補給孔，但並不限於此，亦可具有複數個補給孔。 再者，對外環之徑向孔之潤滑油之補給方法除油氣潤滑以外，亦可採用油霧潤滑。視情形亦可為噴油(oil jet)潤滑。然而，於使用軸承之周邊部或主軸外部之潤滑劑補給裝置自外環12之徑向孔15供給潤滑脂的潤滑脂補給法之情形時，若徑向孔15以朝外環軌道槽12a內、槽肩12c之內周面與外環軌道槽12a之交點部、或槽肩12c之內周面內之外環軌道槽附近側開口之方式形成，則作為包含增稠劑之半固體之潤滑脂會被供給至外環軌道槽12a內。 於此情形時，由於潤滑脂被卡入至外環軌道槽12a內，故而因攪拌阻力而產生轉矩增大或異常發熱等問題。該等問題特別容易於如本實施形態般之高速旋轉中產生。因此，於本發明中較理想為供給不包含增稠劑之潤滑油之油潤滑方法。 進而，本發明之滾珠軸承並不限定於應用於工具機用主軸裝置者，亦可應用為普通工業機械或馬達等高速旋轉之裝置之滾珠軸承。
1‧‧‧外殼
2‧‧‧潤滑油導入孔
2a‧‧‧外殼內徑側開口部
5‧‧‧旋轉軸
10‧‧‧角接觸滾珠軸承(滾珠軸承)
11‧‧‧內環
11a‧‧‧內環軌道槽
12‧‧‧外環
12a‧‧‧外環軌道槽
12b‧‧‧埋頭孔
12c‧‧‧槽肩
13‧‧‧滾珠
14‧‧‧保持器
15‧‧‧徑向孔
15a‧‧‧外環外徑側開口部
16‧‧‧凹狀槽
19‧‧‧環狀槽
20‧‧‧密封構件
30‧‧‧主軸裝置
31‧‧‧圓柱滾子軸承
40‧‧‧其他圓柱滾子軸承
100‧‧‧軸承
101‧‧‧供油用噴嘴口
102‧‧‧外隔圈
102a‧‧‧徑向貫通孔
110‧‧‧外環供油型軸承
111‧‧‧外環
112‧‧‧油槽
113‧‧‧油孔
120‧‧‧心軸
120A‧‧‧心軸
121‧‧‧旋轉軸
122‧‧‧(馬達之)轉子
123‧‧‧隔圈
A‧‧‧槽底位置
B‧‧‧接觸位置
B'‧‧‧接觸位置
C‧‧‧槽肩開始位置
Cf‧‧‧離心力
E‧‧‧接觸橢圓
L1‧‧‧軸向距離
L1'‧‧‧軸向距離
L1"‧‧‧軸向距離
L2‧‧‧軸向距離
L2'‧‧‧軸向距離
L2"‧‧‧軸向距離
L3‧‧‧切線
Qe‧‧‧自外環側承受之滾動體荷重
Qi‧‧‧自內環側承受之滾動體荷重
α‧‧‧接觸角
α'‧‧‧接觸角
Δ‧‧‧徑向間隙
圖1係本發明之第1實施形態之滾珠軸承之剖視圖。 圖2(a)係表示於圖1之滾珠軸承中，負荷預壓之前之接觸角之滾珠軸承的剖視圖，(b)係表示負荷初始預壓荷重之後之接觸角之滾珠軸承的剖視圖。 圖3(a)係應用有第1實施形態之滾珠軸承之主軸裝置之剖視圖，(b)係(a)之III部放大圖。 圖4係第1實施形態之變化例之滾珠軸承之剖視圖。 圖5係本發明之第2實施形態之滾珠軸承之剖視圖。 圖6(a)係表示軸承靜止中之滾動體之荷重狀態，(b)係表示軸承靜止中之力之均衡，(c)係表示軸承旋轉過程中之滾動體之荷重狀態，(d)係表示軸承旋轉過程中之力之均衡。 圖7(a)係表示於圖5之滾珠軸承中，負荷初始預壓荷重之前之接觸角之滾珠軸承的剖視圖，(b)係表示負荷初始預壓荷重之後之接觸角之滾珠軸承的剖視圖。 圖8係本發明之第2實施形態之變化例之滾珠軸承的剖視圖。 圖9係本發明之第2實施形態之另一變化例之滾珠軸承的剖視圖。 圖10(a)及(b)係表示使用有噴嘴口之先前之油氣潤滑之剖視圖。 圖11係外環供油規格之油氣潤滑之滾珠軸承之剖視圖。 圖12係上半部分為外環供油規格之油氣潤滑之心軸且下半部分為使用有噴嘴口之油氣潤滑之心軸的各自之剖視圖。
10‧‧‧角接觸滾珠軸承(滾珠軸承)
11‧‧‧內環
11a‧‧‧內環軌道槽
12‧‧‧外環
12a‧‧‧外環軌道槽
12b‧‧‧埋頭孔
12c‧‧‧槽肩
13‧‧‧滾珠
14‧‧‧保持器
15‧‧‧徑向孔
16‧‧‧凹狀槽
A‧‧‧槽底位置
B‧‧‧接觸位置
C‧‧‧槽肩開始位置
E‧‧‧接觸橢圓
α‧‧‧接觸角

Claims (10)

  1. 一種滾珠軸承，其具備內環、外環及複數個滾珠，且由潤滑油予以潤滑；上述內環於外周面具有內環軌道槽；上述外環於內周面具有外環軌道槽，於該外環軌道槽之軸向一側具有埋頭孔，且於該外環軌道槽之軸向另一側具有槽肩；上述複數個滾珠滾動自如地配置於上述內環軌道槽與上述外環軌道槽之間；且上述外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔，上述徑向孔之內徑側開口部之軸向位置係上述外環之槽底和上述滾珠與上述外環之接觸點之間，且遠離上述滾珠與上述外環軌道槽之間之接觸橢圓。
  2. 一種滾珠軸承，其具備內環、外環及複數個滾珠，且由潤滑油予以潤滑；上述內環於外周面具有內環軌道槽；上述外環於內周面具有外環軌道槽，於該外環軌道槽之軸向一側具有埋頭孔，且於該外環軌道槽之軸向另一側具有槽肩；上述複數個滾珠滾動自如地配置於上述內環軌道槽與上述外環軌道槽之間；且上述外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔，上述徑向孔之內徑側開口部之軸向位置係相對於上述滾珠與上述外環之接觸點與上述外環之槽底為相反側之上述外環軌道槽內，且遠離上述滾珠與上述外環軌道槽之間之接觸橢圓。
  3. 一種滾珠軸承，其具備內環、外環及複數個滾珠，且由潤滑油予以潤滑；上述內環於外周面具有內環軌道槽；上述外環於內周面具有外環軌道槽，於該外環軌道槽之軸向一側具有埋頭孔，且於該外環軌道槽之軸向另一側具有槽肩；上述複數個滾珠等滾動自如地配置於上述內環軌道槽與上述外環軌道槽之間；且上述外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔，上述徑向孔之內徑側開口部之軸向位置係遠離上述滾珠與上述外環軌道槽之間之接觸橢圓，並且跨及相對於上述滾珠與上述外環之接觸點與上述外環之槽底為相反側之上述外環軌道槽及上述槽肩而設置。
  4. 一種滾珠軸承，其具備內環、外環及複數個滾珠，且由潤滑油予以潤滑；上述內環於外周面具有內環軌道槽；上述外環於內周面具有外環軌道槽，於該外環軌道槽之軸向一側具有埋頭孔，且於該外環軌道槽之軸向另一側具有槽肩；上述複數個滾珠滾動自如地配置於上述內環軌道槽與上述外環軌道槽之間；且上述外環具有自其外周面遍及徑向貫通至內周面之至少1個徑向孔，上述徑向孔之內徑側開口部之軸向位置係設置於上述槽肩內，並且上述徑向孔之內徑側開口部之至少一部分與上述滾珠於軸向重疊。
  5. 如請求項1至4中任一項之滾珠軸承，其中於上述外環之外周面，沿著周向形成有與上述徑向孔連通之凹狀槽。
  6. 如請求項5之滾珠軸承，其中於上述外環之外周面，於隔著上述凹狀槽之軸向兩側沿著周向形成有環狀槽，於上述各環狀槽分別配置有環狀之密封構件。
  7. 如請求項1至4中任一項之滾珠軸承，其中上述徑向孔之直徑為0.5～1.5 mm。
  8. 如請求項1至4中任一項之滾珠軸承，其中上述滾珠之接觸角處於25～60°之範圍。
  9. 一種主軸裝置，其具備：如請求項1至8中任一項之滾珠軸承；圓柱滾子軸承，其配置於上述滾珠軸承之側方；及外殼，其供上述滾珠軸承之上述外環及上述圓柱滾子軸承之外環內嵌；且上述滾珠軸承之外環之外周面與供上述滾珠軸承之外環內嵌之上述外殼的內周面之間之徑向間隙Δ以半徑法計為Δ＝0.01～1 mm。
  10. 一種工具機，其具備如請求項9之主軸裝置。
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