滚动轴承的制作方法

专利名称：滚动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有润滑功能的滚动轴承，所述具有润滑功能的滚动轴承 用于工作机械主轴等的润滑油脂润滑。
背景技术：
工作机械主轴轴承的润滑方法有不需维护即可使用的润滑油脂润滑、 在输送空气中混合润滑油并通过喷嘴向轴承内喷射油的空气油润滑、向轴 承内直接喷射润滑油的喷射润滑等方法。最近的工作机械为提高加工效 率，具有不断高速化的倾向，因此主轴轴承的润滑多使用价格比较低廉且 容易实现高速化的空气油润滑。但是，此种空气油润滑法需要作为附加设 备的空气油供给装置，且需要大量的空气，因此在成本、噪音、节约能源、 节省资源等方面存在问题。此外，也存在由于油液的飞散而造成环境恶化 的问题。为避免这些问题，润滑油脂润滑所产生的高速化最近受到关注， 并被迫切地期待。
润滑油脂润滑因为仅靠轴承安装时密封的润滑油脂进行润滑，因此如 果高速运转，则由于轴承发热导致的润滑油脂的劣化、或轨道面特别是内 圈上的油膜裂片，以致造成提前烧伤。特别在dn值超过100万(轴承内 径mmX转速rpm)这样的高速旋转区域，难以保证润滑油脂的寿命。
作为延长润滑油脂寿命的方法，也介绍了新的方案。 一个是在外圈轨 道面部设置润滑油脂积存部，以达到高速长寿命的方案(参照特开平11 一108068号公报)。此外，通过在轴外部设置的润滑油脂补给装置，对轴 承部适宜补给润滑油脂而进行润滑的方案(参照特开2003 — 113998号公 报)。 .但是，如果考虑与空气油润滑同等的使用转速(〉dn值150万)或无
需维护，则所述各方案的技术都不能满足。
因此，对特开平11一10806S号公报的技术进一步研究，考虑了如下 的方案将从与固定侧轨道圈(例如外圈)相接设置的润滑油脂积存部连 通到固定侧轨道圈的轨道面附近的间隙，沿该轨道面的周面形成，并通过 增稠剂的毛细管现象，将润滑油脂积存部的原油(基油)经过所述间隙移 动到轨道圈附近。
但是，在这样利用增稠剂的毛细管现象移动原油的结构中，若在所述 间隙的前端部即轨道面附近没有油消耗则原油不移动，因此，在急加速运 转等时，有时润滑油供给不及时，从而无法稳定运转。

发明内容
本发明的目的在于提供一种仅使用轴承内密封的润滑油脂即可以进 行高速化、长寿命化、无需维护化、及稳定的润滑油供给的滚动轴承。
本发明的第一方式的转动轴承，其具有内圈、外圈、及夹在这些内外 圈的轨道面间的多个滚动体，其中，在作为轨道圈的内圈及外圈中的不旋 转的固定侧轨道圈上，沿从滚动体离开的方向设有与轨道面连续的阶梯 面，设有间隙形成片，所述间隙形成片的前端与所述阶梯面介由间隙相对， 且沿周壁在与所述固定侧轨道圈之间形成有流路，设有与所述流路连通的 润滑油脂积存部，所述阶梯面和间隙形成片的前端之间的间隙能够始终保 持润滑油脂的原油，且具有能够通过轴承的旋转产生的原油的体积膨胀及 轨道面附近的空气流将所述原油向轨道面供给的尺寸。
第一方式的滚动轴承将润滑油脂填充在润滑油脂积存部、及固定侧轨 道圈和间隙形成片的周壁之间所形成的流路中使用。轴承内部预先密封作 为初期润滑油的润滑油脂。由此，当轴承停止时，在润滑油脂中的增稠剂 及所述间隙的毛细管现象的作用下，润滑油脂的原油从流路向间隙移动， 该毛细管现象和油的表面张力相配合，从而原油在间隙中以油状保持。如 果运转轴承，则在运转产生的固定侧轨道圈的温度上升所形成的体积膨 胀、和滚动体的公转，自转所产生的空气流的作用下，在间隙中储藏的原 油从间隙中被喷出，附着在固定侧轨道圈的轨道面上并移动，从而连续地补给滚动体接触部。通过在毛细管现象所作用的范围内变更间隙的间隙 量，能够调整原油从间隙向滚动体接触部流入的流入量。
此情况下，所述间隙形成在与轨道面连续的阶梯面和间隙形成片间， 且在轨道面的附近部位位于滚动体正下方，此外，间隙中始终储藏保持润 滑油脂的原油，即润滑油始终以油的状态保持在轨道面附近，所以即使在 停止时的急加速运转中，也能够迅速可靠地供给润滑油。因此，减少了因 为润滑不良导致的运转不畅，可望实现稳定的运转。此外，通过改变所述 间隙的间隙量，能够调整润滑油的供给量，从而可以实现无需维护的轴承 的高速运转及长寿命化。
本发明的第二方式的滚动轴承，其具有内圈、外圈、及夹在这些内外 圈的轨道面间的多个滚动体，其中，在作为轨道圈的内圈及外圈中的不旋 转的固定侧轨道圈上，沿从滚动体离开的方向设有与轨道面连续的阶梯 面，设有间隙形成片，所述间隙形成片的前端与所述阶梯面介由间隙相对， 且沿周壁在与所述固定侧轨道圈之间形成有流路，设有与所述流路连通的 润滑油脂积存部，夹有原油移动介质，所述原油移动介质促进从所述润滑 油脂积存部向所述间隙形成片的流路中供给润滑油脂的原油。
在第二方式的情况下，所述间隙形成在与轨道面连续的阶梯面和间隙 形成片间，且在轨道面的附近部位位于滚动体正下方，此外，该间隙中始 终保持润滑油脂的原油，所以即使在停止时的急加速运转中，也能够迅速 可靠地供给润滑油。在第二方式的情况下，原油移动介质的毛细管现象进 一步促进了原油的移动，因此，润滑油脂原油的移动良好且可靠，并能进 一步增加其移动量。此外，通过选定原油移动介质的材质或圆周长等，可 以调整润滑油脂原油的供给量，更易进行符合轴承运转条件的调整。
在本发明中，固定侧的轨道圈可以是外圈。在固定侧的轨道圈为外圈 的情况下，所述阶梯面设在外圈上，在密封有润滑油脂的状态下使轴承旋 转时，密封的润滑油脂由于离心力而向外圈内径部飞散，因此，所述间隙 和轨道面之间的原油的供给更加可靠。因此，在滚动体接触部作为润滑油 被消耗的量的原油提高了从润滑油脂积存部经由所述间隙向轨道面进行 补给的作用，从而实现了更稳定的润滑油的补给。
此外，在本发明中，相对于所述轨道面在轴向的一侧设有所述润滑油脂积存部，在另一侧设有回收轴承内的油雾并使其以凝集状态返回到所述 轨道面附近的油雾回收再生机构。
在该结构的情况下，可进行来自润滑油脂积存部的润滑油脂供给、及 通过油雾回收再生机构而油雾化的润滑油脂的再利用，通过它们的相乘效 果，仅使用轴承内密封的润滑油脂即可实现高速化、长寿命化及无需维护。
另外，也可以在一方设置润滑油脂积存部，在另一方设置非接触密封 件以代替所述油雾回收再生机构。
此外，在本发明中，滚动轴承为角接触球轴承，所述阶梯面与轨道面 的跟产生接触角的方向相反侧的缘部连续而设置。如果是角接触球轴承， 则通过在与产生接触角的方向相反侧设置阶梯面，更容易将阶梯面配置在 滚动体的正下方。从而能够使阶梯面接近滚动体的中心附近，能够更有效 地进行润滑油从阶梯面向轨道面的补给。
此外，在本发明中，所述润滑油脂积存部由润滑油脂积存部形成部件 形成，该润滑油脂积存部形成部件由与所述固定侧轨道圈邻接设置的衬 圈、和在该衬圈的内周侧及外周侧中的轴承空间侧上设置的润滑油脂积存 部形成部件主体构成，在所述衬圈和所述固定侧轨道圈的接合面中夹有密 封部件。
当润滑油脂积存部形成部件由所述衬圈和润滑油脂积存部形成部件 主体形成时，虽然容易形成润滑油脂积存部，但是在衬圈和固定侧轨道圈 的接合面中，存在润滑油脂积存部的润滑油脂的原油由于毛细管现象而泄 漏之患。通过所述密封部件防止该原油的她漏。如此，由于减少了原油向 轴承外的泄漏，因此有助于润滑的油量增加，从而提高了润滑寿命。
此外，在本发明中，所述润滑油脂积存部由润滑油脂积存部形成部件 形成，该润滑油脂积存部形成部件由与所述固定侧轨道圈邻接设置的衬 圈、和在该衬圈的内周侧及外周侧中的轴承空间侧上设置的润滑油脂积存 部形成部件主体构成，在所述衬圈上设有与所述固定侧轨道圈的轴承空间 侧的周面嵌合的凸缘部，在该凸缘部和固定侧轨道圈的嵌合部中夹有密封 部件。
当润滑油脂积存部形成部件由衬圈和润滑油脂积存部形成部件主体 形成时，衬圈和固定侧轨道圈为分离结构，因此，有时在组装性等上产生不良情况。但是，如上所述，通过在所述衬圈上设置凸缘部并使其与固定 侧轨道圈嵌合，从而形成为非分离结构，组装性提高。此外，通过夹在凸 缘部和固定侧轨道圈的嵌合部中的密封部件，能够获得凸缘部的止脱和润 滑油脂原油向轴承外泄漏的防止效果。因此，衬圈和固定侧轨道圈的非分 离结构变得更加可靠，此外，能够可靠地向外圈轨道面供给润滑油脂原油， 因此，可望实现轴承的高速化及轴承寿命的延长。
此外，在本发明中，在所述固定侧轨道圈上设有润滑油脂积存部形成 用的沿宽度方向延伸的轨道圈延长部，所述润滑油脂积存部由所述轨道圈 延长部和在该轨道圈延长部的轴承空间侧设置的一体的润滑油脂积存部 形成部件形成。
如此设有润滑油脂积存部形成用的轨道圈延长部并使与所述衬圈相 当的部分与固定侧轨道圈一体化时，不具有设有独立的衬圈时产生漏油的 接合面。因此，不产生从所述接合面漏油的问题。此外，因为将衬圈相当 部分与固定侧轨道圈一体化而形成了润滑油脂积存部，因此，轴承的组装 性良好并且由于部件数目的削减，可望提高组装精度。
此外，在本发明中，与所述间隙形成片的前端部的端面连续的轴承空
间侧的周面为接近滚动体的锥面，该锥面和滚动体的距离为0. 2mm以下。 此外，在本发明中，与所述间隙形成片的前端部的端面连续的轴承空 间侧的周面为以滚动体的中心为圆弧中心的截面圆弧状的曲面，该曲面和 滚动体的距离为O. 2mm以下。
从间隙形成片的前端部喷出的润滑油脂原油有时没有作为轴承润滑 油使用，而是附着在形成润滑油脂积存部的部件的外表面并流出。针对此 问题，将间隙形成片的前端部的滚动体侧的周面和滚动体间的间隙设置为 与滚动体不接触程度的极小间隙0.2mm以下，从而能够在所述极小间隙的 部位，使附着在形成所述润滑油脂积存部的部件的外表面上并流出的原油 附着在滚动体的表面，作为润滑油有效地利用。因此，有助于轴承润滑的 油量增加，可实现润滑的可靠性提高及润滑寿命的长期化。
所述间隙形成片的前端部的轴承空间侧的周面如上所述如果形成为 锥面，则可以获得在所述滚动体表面附着润滑油脂的作用。如上所述将所 述间隙形成片的前端部的周面形成为截面圆弧状的曲面时，可以在该圆弧状曲面的全体上向滚动体送油，因此比形成为所述锥面的情况更有效果。
此外，在本发明中，所述固定侧轨道圈为外圈，所述润滑油脂积存部 由在外圈或与外圈邻接的衬圈的内周上设置的润滑油脂积存部形成部件 形成，在该润滑油脂积存部形成部件的内周面和内圈的外周面设有相互介 由微小间隙相对且轴承中心侧为大径的锥面部。
通过如此使润滑油脂积存部形成部件的内径面的一部分和内圈外径 面的一部分以具有微小间隙的锥面相对，从而在润滑油脂积存部形成部件 的外表面附着并要流出的润滑油脂原油在所述面对部分附着在内圈外径 面上。内圈外径面上附着的油在油的表面张力及旋转所产生的离心力的作 用下，沿轴承内部方向附着在锥面上并移动。因此，向轴承外流出的流出 油量减少，有助于润滑的油量增加，从而实现润滑寿命的延长。
在设有该锥面部的结构的情况下，所述内圈的所述锥面部的大径侧的 边缘位于保持所述滚动体的保持架的宽度内的内径侧，或者所述大径侧的 边缘位于滚动体的轴承轴向宽度内。
通过如此使内圈锥面部的边缘位于保持架的宽度内或者滚动体的宽 度内，即使附着在所述内圈锥面部上并移动的油在离心力的作用下从所述 边缘垂直飞散，也被保持架或滚动体捕获，从而能够作为轴承润滑油使用。
此外，在设有所述锥面部的结构的情况下，所述滚动轴承为轴心纵向 设置使用的滚动轴承，所述润滑油脂积存部形成部件具有朝向轴承宽度的 中心侧且从外径侧端与所述间隙形成片连续的侧壁部，该侧壁部的外面为 沿小径侧从轴承宽度的中心离开的方向倾斜的倾斜面。
通过如此将润滑油脂积存部形成部件的侧壁部形成为倾斜面，当轴承 姿势为纵向时，能够使要沿润滑油脂积存部形成部件的外径面流出的油更 有效地附着在内圈的锥面部。
此外，在本发明中，所述固定侧轨道圈的所述阶梯面的宽度方向位置 为在所述固定侧轨道圈的与相对于滚动体的接触椭圆不干涉的范围内接 近该接触椭圆的位置。
如果与所述接触椭圆不干涉，则即使使所述阶梯面接近固定侧轨道圈 轨道面中的滚动体所转动的部分，也不会对轴承功能产生障碍。如此，通 过使固定侧轨道圈的阶梯面的位置尽可能地接近固定侧轨道圈的轨道面的转动部分，能够将从润滑油脂积存部经由间隙形成片供给的润滑油更有 效地向轴承内导入。由此，润滑油脂原油向固定侧轨道圈的轨道面的供给 变得可靠，能够提高轴承润滑的,可靠性。


若参照附图对以下的优选实施方式进行说明则能够更清楚地理解本 发明。但是，实施方式及附图仅用于图示及说明，并不是用来确定本发明 的范围。本发明的范围由权利要求确定。附图中，多个图中的相同部件标 号表示相同部分。
图1是本发明的第一实施方式的滚动轴承的局部剖面图。
图2是相同滚动轴承的局部放大剖面图。 图3是使用了相同滚动轴承的工作机械用轴装置的剖面图。 图4是表示第一实施方式的变形例的外圈的阶梯面与接触椭圆的关系 的说明图。
图5是第一实施方式的另一变形例的滚动轴承的局部放大剖面图。 图6是第一实施方式的又一变形例的滚动轴承的局部剖面图。 图7是第一实施方式的又一变形例的滚动轴承的局部剖面图。 图8是第一实施方式的又一变形例的滚动轴承的局部剖面图。 图9是图8的K部分的放大剖面图。
图10是第一实施方式的又一变形例的滚动轴承的局部放大剖面图。 图11是第一实施方式的又一变形例的滚动轴承的局部放大剖面图。 图12是本发明的第二实施方式的滚动轴承的局部剖面图。 图13是本发明的第三实施方式的滚动轴承的局部剖面图。
具体实施例方式
参照图1及2，对本发明的第一实施方式进行说明。图1中，该滚动 轴承具备内圈1、外圈2、及夹在内外圈1、 2的轨道面la、 2a间的多个 滚动体3、润滑油脂积存部形成部件6、及间隙形成片7。多个滚动体3 保持在保持架4中，内外圈1、 2间的轴承空间的一端由密封件5密封。 密封件5防止密封在轴承内部的润滑油脂向外部泄漏。此滚动轴承为角接触球轴承，密封件5设在轴承背面侧的端部，润滑油脂积存部形成部件6 及间隙形成片7设在轴承正面侧。在轴承正面侧，润滑油脂积存部形成部 件6兼作密封件，防止来自轴承正面侧的润滑油脂泄漏。图中的交叉的影 线表示的部分为填充有润滑油脂的部分。
在作为固定侧轨道圈的外圈2上，沿从滚动体3离开的方向、即与轨 道面2a的跟产生接触角的方向相反侧的缘部连续而设有与其轨道面2a连 续的阶梯面2b。此阶梯面2b为从轨道面2a向外径侧延伸并与外圈正面侧 相对的面，与外圈2的正面侧的内径面部分2c连续。
阶梯面2b在轴承宽度方向的位置，如图4的变形例所示，也可以是 在与相对于滚动体3的接触椭圆2e不干涉的区域内，与此接触椭圆接近 的位置。例如，阶梯面2b在轴承宽度方向的位置即使位于滚动体3的大 致中心、或此中心的外圈背面侧，只要是不与接触椭圆2e干涉的位置即 可。同图中，以长轴长度为b的椭圆表示接触椭圆2e。
在图1中，润滑油脂积存部形成部件6为在内部形成有润滑油脂积存 9的环状部件，与外圈2的正面侧的宽度面相接设置。此例中，润滑油脂 积存部形成部件6由与外圈2的正面侧的宽度面相接设置的外圈定位衬圈 10、和与此外圈定位衬圈10的内径面嵌合的向外的槽形的润滑油脂积存 部形成部件主体11构成。外圈定位衬圈IO和润滑油脂积存部形成部件主 体11所夹的内部空间构成润滑油脂积存部9。外圈定位衬圈10在内径面 的与外圈2相反侧端上具有与润滑油脂积存部形成部件主体11的侧壁部 lla抵接的侧壁部10a。润滑袖脂积存部形成部件主体11通过将润滑油脂 密封入润滑油脂积存部9后使所述侧壁部lla与外圈定位衬圈10的侧壁 部10a的内侧抵接，从而相对外圈定位衬圈10在轴向上定位。
润滑油脂积存部形成部件主体11的所述侧壁部lla的外径面和与之 相对的外圈定位衬圈10的内径面之间，夹有未图示的密封部件，或者润 滑油脂积存部形成部件主体11和外圈定位衬圈10被粘接剂粘接。在外圈 定位衬圈10和外圈2的接合面上夹有如图2所示的密封部件51。密封部 件51为O形环，嵌入到外圈定位衬圈10的所述接合面上形成的圆周槽52 内。由此，可以防止润滑油脂的泄漏。
间隙形成片7为如下的环状部件沿外圈2的内径面部分2c配置，前端与所述阶梯面2b相对，在与外圈2之间形成有流路14及间隙15。此
间隙形成片7与润滑油脂积存部形成部件主体11 一体化形成。即，从润 滑油脂积存部形成部件主体11的轴承邻接侧的侧壁部lib的外径端部一 体化延伸形成。
如图2放大所示，间隙形成片前端7a的周壁和与之相对的外圈2的 内径面部分2c形成所述流路14。间隙形成片7的前端7a延伸至接近外圈 2的阶梯面2b的位置，从而间隙形成片前端7a的端面和与之面对的外圈 阶梯面2b在轴向上形成作为微小间隙S的所述间隙15。间隙15与所述流 路14连通，在轨道面2a的边缘部开口。锥面7aa与滚动体3的距离dl 优选是可以使锥面7aa上附着的油能够在滚动体3的表面上转移这样大小 的极小间隙，设为0.2mm以下。间隙15的间隙量S设置为能够使毛细管 现象发生作用的50nm左右。
与间隙形成片前端部7a的端面连续的内径面形成为与滚动体3接近 的锥面7aa，以使此锥面7aa与滚动体3之间容易积存润滑油。间隙形成 片7的基部7b比前端部7a的直径小。此基部7b的外径面与外圈2的内 径面部分2c所包围的部分形成为润滑油脂积存部9的一部分，所述流路 14与此润滑油脂积存部9连通。
对所述结构的作用进行说明。安装轴承时，将润滑油脂填充在润滑油 脂积存部9及流路14中。此外，轴承内也密封入作为初期润滑用的润滑 油脂。轴承停止时，.在润滑油脂中的增稠剂及所述间隙15的毛细管现象 的作用下，润滑油脂的原油从流路14向间隙15移动，此毛细管现象和油 的表面张力相配合，从而原油在间隙15中以油状保持。如果运转轴承， 则间隙15中的储藏的原油由于运转产生的外圈2的温度上升所引起的体 积膨胀、及滚动体3的公转 自转产生的空气流，从间隙15中喷出，附 着在外圈2的轨道面2a上并移动，连续地补给滚动体接触部。原油从间 隙15流向滚动体接触部的流入量能够通过在毛细管现象作用的范围内变 更间隙15的间隙量S来进行调整。即，如果增大间隙15的间隙量S，原
油流入轴承内的流入量也增多，从而能够进行符合轴承运转条件的调整。 由此，此滚动轴承中，在外圈轨道面2a的附近位置开口的15中始终 储藏保持润滑油脂的原油，此原油在运转开始的同时向滚动体接触部供给，因此，即使在停止时的急加速运转中，也可靠地进行润滑油的供给， 从而减少了由润滑不良引起的运转不畅。此外，通过改变所述间隙15的 间隙量S，能够调整润滑油的供给量，从而能够实现无需维护的轴承的高 速运转及长寿命化。
与间隙形成片前端部7a的端面连续的内径面如上所述形成为与滚动 体3接近的锥面7aa，将此锥面7aa和滚动体3之间的距离dl设置在0. 2mm 以下，因此，能够获得如下的优点。即，在所述的距离dl大的情况下， 从间隙形成片7的前端部喷出的润滑油脂原油有时没有作为轴承润滑油使 用，而是附着在润滑油脂积存部形成部件11的外表面并流出。将所述锥 面7aa和滚动体3间的距离dl设置在与滚动体3不接触程度的极小距离 0.2mm以下时，能够在所述极小间隙的部位使附着在所述润滑油脂积存部 形成部件11的外表面上并流出的原油附着在滚动体3的表面，从而作为 润滑油有效地利用。
如图5的变形例所示，间隙形成片11的前端部的轴承空间侧的周面， 也可以使用以滚动体3的中心为圆弧中心的截面圆弧状的曲面7aa'以代 替所述的锥面7aa。此情况下，此曲面7aa'与滚动体3的距离dl'的距 离优选设置在0.2mm以下。在使用此种截面呈圆弧状的曲面7aa'的情况 下，原油在此曲面7aa'的整体向滚动体3转移，因此，具有比使用图2 所示的锥面7aa更好的效果。
无论使用锥面7aa与圆弧状曲面7aa'的哪一种，如上所述都能够使 流出的原油附着在滚动体3上，因此从润滑油脂积存部9经由间隙形成片 7的前端喷出的润滑油脂原油可以作为润滑油无浪费地使用，有助于轴承 润滑的油量增加，润滑的可靠性提高，润滑寿命长期化。
外圈2的阶梯面2b的轴向位置，如图4及之前所述，在不与接触椭 圆2e干涉的范围内，也可以尽可能地设置在接近接触椭圆2e的位置。只 要不与接触椭圆2e干涉，即使使阶梯面2b靠近外圈2的轨道面2a中的 滚动体3所转动的部分，也不会对轴承的功能生成障碍。如此，通过尽可 能地使阶梯面2b的位置靠近外圈2的轨道面2a中的转动部分，能够将从 润滑油脂积存部9经由间隙形成片7供给的润滑油高效地导入轴承内。由 此，能够可靠地保证润滑油脂原油向外圈2的滚动体转动面的供给，从而能够提高轴承润滑的可靠性。
外圈定位衬垫10和外圈2的接合面上如图2所示夹有密封材51，因 此防止了润滑油脂的泄漏。即，此外圈定位衬垫10和外圈2的接合面如 果仅是简单的密接，则存在润滑油脂积存部9的润滑油脂的原油在毛细管 现象的作用下泄漏之患。通过所述密封材51可防止此原油的泄漏。通过 在润滑油脂积存部形成部件主体11和外圈定位衬垫10的接触面如上所述 通过粘接剂粘接，或者夹有其他的密封剂(未图示)，可防止原油的泄漏。
如此，减少了原油向轴承外的泄漏，因此有助于润滑的油量增加，由 此，提高了润滑寿命。
图3表示使用了所述第一实施方式的滚动轴承的工作机械用轴装置的 例子。在此工作机械用轴装置中，作为背对背双联轴承使用了两个所述滚 动轴承。两个滚动轴承23、 24在壳体22内支承主轴21的两端并确保其 旋转自如。各转动轴承23、 24的内圈l通过内圈定位衬垫26及内圈衬垫 27进行定位，并由内圈固定螺栓29紧固在主轴21上进行固定。外圈2 通过外圈定位衬垫IO、外圈衬垫30及外圈压盖31、 32在壳体22内定位 固定。壳体22通过使壳体内筒22A和壳体外筒22B嵌合而形成，在其嵌 合部设有用于冷却的通油槽33。
主轴21的前侧的端部21a设有可以装卸自如地安装工具或者工件(未 图示)的卡盘，后侧的端部21b介由旋转传递机构(未图示)与电动机等 驱动源连结。电动机也可以在壳体22中内置。此轴装置例如能够适用于 加工中心、车床、铣床、磨床等各种工作机械。
根据此结构的轴装置，可有效地发挥第一实施方式的滚动轴承23、 24 中的润滑油的稳定供给、高速化、长寿命化、无需维护化的作用。
图6表示第一实施方式的滚动轴承的又一变形例。此变形例在图1、 2 所示例的基础上，在外圈定位衬圈10上设置与作为外圈2的轴承空间侧 的周面的内径面嵌合的凸缘部10c，且密封部件53夹在此凸缘部10c和外 圈2的嵌合部。密封部件53由O形环形成，并嵌入在外圈2的内径面上 设置的环状槽54内。其他结构与图2所示的例相同。
如图1所示，当润滑油脂积存部形成部件6由外圈定位衬圈10与润 滑油脂积存部形成部件主体11构成的情况下，外圈定位衬圈10和外圈2
14为分离结构，因此，有时在组装性等上产生不良情况。但是如上所述，通 过在外圈定位衬圈10上设置凸缘部IOC并使其与外圈2嵌合，从而实现 非分离结构，提高了组装性。此外，通过凸缘部10c与外圈2的嵌合部所 夹有的密封部件53，取得了凸缘部10c的止脱、及润滑油脂积存部9内的 润滑油脂原油向轴承外的泄漏防止效果。因此，外圈定位衬圈10和外圈2 的非分离更加可靠，而且能够向外圈2的轨道面2a可靠地供给润滑油脂 原油，有望实现轴承的高速化及润滑寿命的延长。
图7表示第一实施方式的滚动轴承的又一变形例。此变形例在图1、 图2所示例的基础上，在外圈2上设置用于形成润滑油脂积存部9的在宽 度方向上延伸的轨道圈延长部2f，以代替设置外圈定位衬圈10。外圈2 的所述轨道圈延长部2f和在此轨道圈延长部2f的轴承空间侧设有的一体 的润滑油脂积存部形成部件6A形成润滑油脂积存部9。此情况下，图1 的例中的润滑油脂积存部形成部件主体11构成润滑油脂积存部形成部件 6A的全体。润滑油脂积存部形成部件6A，其与轴承内相反侧的侧壁部lla 与在轨道圈延长部2f的内径面上设置的定位用阶梯面2g抵接，且通过与 在定位用阶梯面2g附近设置的止动环槽55嵌合的止动环56，相对于外圈 2在标准的轴向位置固定为定位状态。润滑油脂积存部形成部件6A的侧壁 部lla的轴承外向面的外径缘设有锥状的缺口 58，此缺口 58和定位环56 之间夹有密封部件57。密封部件57为0形环。
如图所示，内圈1的宽度可以是与外圈2的包括轨道圈延长部2f的 宽度相同的宽度，也可以是不包括轨道圈延长部2f的宽度。
在如此设有润滑油脂积存部形成用的轨道圈延长部2f ，并使与所述外 圈定位衬圈10相当的部分与外圈2 —体化的情况下，不具有当设有独立 的衬圈时会产生漏油的接合面。因此，不会产生从所述接合面处泄漏润滑 油脂原油的问题。此外，因为作为衬圈相当部分的轨道圈延长部2f与外 圈2—体化而形成润滑油脂积存部9，所以具有良好的轴承组装性，并且 通过消减部件数目，可望提高组装的精度。
图8及图9表示第一实施方式的滚动轴承的又一变形例。此变形在图 1、图2所示例的基础上，润滑油脂积存部形成部件6的润滑油脂积存部 形成部件主体ll的内周面和内圈1的外周面相互介由微小间隙d2相对，且设有轴承中心侧为大径的倾斜角度a的锥面部6h、 lh。内圈1的锥面部 lh从内圈1的宽度面延伸至轨道面la附近，此锥面部lh的大径侧的边缘 lha位于保持架4的宽度内的内径侧。其他结构与图l、 2所示例相同。
图9中，箭头表示润滑油脂中的分离油的流动。从润滑油脂积存部9 经由外圈2的阶梯面2b和间隙形成片7的前端之间的间隙15流出的润滑 油脂原油的一部分直接流入外圈2的轨道面2a作为润滑油供给，不过也 有一部分的原油没有流入轴承内，而是在周围的空气流的作用下如箭头所 示附着在润滑油脂积存部形成部件6的外表面进行流动并向内圈1的外径 面移动。在内圈1的外径面上形成有所述的锥面部lh，其与润滑油脂积存 部形成部件6的锥面部6h介由微小间隙d2重合而对置。
因此，通过伴随内圈1的旋转产生的间隙d2两端的压力差(大径侧 <小径侧)防止沿润滑油脂积存部形成部件6的外表面向内圈1侧流动的 油向轴承外流出。此外，在对面部中移动的油附着在内圈1的外径面，由 此在油的表面张力和作用在油上的离心力的作用下向锥面部lh的大径侧 移动，从其边缘lha向保持架4的内径面飞散。通过保持架4接受此飞散 的油，而作为轴承润滑油使用。囟此，减少了向轴承外流出的流出油量， 增加了有助于润滑油的油量，从而延长了润滑寿命。
此结构中，由轴承的使用最高转速及油的表面张力决定锥面部lh的 倾斜角度a ，以使锥面部lh上附着的油可以移动。此外，考虑运转中的 内圈外径面的膨胀量、及在润滑油脂积存部形成部件6的内径面上移动的 油可以向内圈l侧转移的量，来决定间隙d2。例如，在1500rpm下使用内 圈4)100咖的轴承，a为15。 ， d2为0.2mm左右。
为了更加可靠地进行轴承的润滑，图10的变形例在图8，图9的变形 例的基础上，使内圈1的锥面部lh的大径侧的边缘lha位于滚动体3的 轴承轴向宽度内。在此实施方式中，滚动体3为球体，因此使所述边缘lha 位于滚动体3的直径内。
在此结构的情况下，从内圈锥面部1 h的大径侧边缘lha飞散的油直 接附着在滚动体3上，轴承的润滑进一步可靠。
图11的变形例表示将图8、图9的变形例的轴承姿势纵向设置时，使 沿润滑油脂积存部形成部件6的外表面流出的油更有效地附着在内圈1的外径的锥面部lh上的结构。作为其结构，在此变形例中，构成润滑油脂 积存部形成部件6的润滑油脂积存部形成部件主体11的轴承内侧的侧壁
部lib的外面llba形成为倾斜角度e的倾斜面。由此倾斜面形成的外面 llba的倾斜方向为小径侧即内圈l侧从轴承宽度中心离开的方向。考虑油 的流动，倾斜角e为5 10。。此例表示了润滑油脂积存部形成部件6位 于滚动体3下侧的情况，但当润滑油脂积存部形成部件6位于滚动体3的 上侧时，外面llba也优选形成为与所述同样的倾斜面。
如此，通过将润滑油脂积存部形成部件6的侧壁部lib的外面llba 设为倾斜面，可使沿润滑油脂积存部形成部件6的外表面流出的油更有效 地附着在内圈1的外径的锥面部lh上。
图12表示本发明的第二实施方式。第二实施方式的滚动轴承在图1 所示的第一实施方式的滚动轴承的基础上，在所述流路14上夹有原油移 动介质8。原油移动介质8在流路14内通过毛细管现象，促进润滑油脂的 原油向间隙15 (S)供给。原油移动介质8可以使用纸或者织布等。
此结构的情况下，通过原油移动介质8的毛细管现象进一步促进润滑 油脂原油从间隙15向滚动体接触部的移动。因此，润滑油脂原油的移动 良好并且可靠，能进一步增加其移动量。此外，通过选定原油移动介质8 的材质或圆周长等，可以调整润滑油脂原油的供给量，更加容易地进行符 合运转条件的调整。
图13表示本发明的第三实施方式。第三实施方式的滚动轴承在图1 所示的第一实施方式的滚动轴承的基础上，除了由润滑油脂积存部形成部 件6、间隙形成片7等构成的润滑油脂供给机构16夕卜，还在轴向的另一侧 设有油雾回收再生机构35，所述油雾回收再生机构35回收轴承内油雾， 并使其以凝集状态返回到外圈轨道面2a附近。
油雾回收再生机构35具有回收运转中在轴承内产生的润滑油脂的 油雾的回收机构36;利用内圈1的旋转所产生的空气流将由该回收机构 36回收的油雾凝集从而形成为油状，并送到轨道面la、 2a的凝集输送机 构37。
所述回收机构36由在内圈1的外径面上形成的锥面1b、位于此锥面 lb的外周并在与锥面lb之间形成油雾回收空间39的油雾回收部件38、
17和设置在此油雾回收部件38上且从轴承内的油雾浮游空间41与所述油雾
回收空间39连通的连通路40构成。内圈1的所述锥面lb设置在内圈1 的轴承背面侧的外径面的宽度方向端部的附近，并且形成为轨道面la侧 为大径。
油雾回收部件38由与内圈l呈同心状的圆筒部38a和从该圆筒部38a 的一端部向外径侧延伸的凸缘状安装部38b形成，该油雾回收部件38的 截面形状大致为L字型，且环状的回收部件固定部材42相接设置在外圈2 的轴承背面侧的宽度面上，通过在回收部件固定部材42的内径面上粘接 固定凸缘状安装部38b，相对于外圈2在轴向上并列设置油雾回收部件38。 除粘接外也可以采用止动轮等进行油雾回收部件38在回收部件固定部材 42上的固定。通过将此油雾回收部件38与内圈1的所述锥面lb的外周相 对配置，在锥面lb与油雾回收部件38的内径面38c之间形成环状且截面 形状为锥状的油雾回收空间39。
具体地，油雾回收部件38的内径面38c中，从轴承离开的端部侧设 为小径部38ca，从该小径部38ca靠近轴承的部分形成为相对小径部38ca 呈阶梯的大径部38cb。所述油雾回收空间39是由内圈l的锥面lb、与内 圈1的轴承背面侧的宽度面相接的内圈衬圈43的外径面43a、油雾回收部 件38的内径面大径部38cb围成的空间。油雾回收部件38的内径面的大 径部38cb的粗糙度是Ra2 7左右即可。由此，能够使用车削加工品或由 钢板制成的冲压加工品、或者树脂制的成形加工品来作为油雾回收部件 38。所述锥面lb相对轴向的倾斜角度形成为向轴承内侧方向(滚动体方 向)产生油雾流动的角度。
由在内圈1的外径面的轨道面la附近设置的阶梯面lc、从该阶梯面 lc的小径侧端与所述锥面lb连续的外径面部分ld、和凝集间隙形成体49 组成所述凝集输送机构37。凝集间隙形成体49具有分别介由间隙与内圈 外径面部分ld的外周及所述阶梯面lc相对的内径面及前端面，并与外圈 2 —起设置成固定状态，该凝集间隙形成体49由与油雾回收部件38的圆 筒部38a的前端侧连续的部分构成。所述阶梯面lc在轴承背面侧与轨道 面la连续，是轨道面la侧为大径的面，且设置在滚动体3的宽度内的部 分即滚动体3的正下方。凝集间隙形成体49的与内圈阶梯面lc相对的前端部的外径面形成为 锥面，所述锥面以附着润滑油脂可以与滚动体3接触的方式将润滑油脂保
持为附着状态。圆筒部38a的外周的锥面具有将凝集输送机构37凝集的 油状的油雾高效地导入油雾回收空间39的功能。
与油雾回收部件38的圆筒部38a的锥面连续且从轴承离开的侧的外 径面形成为向内径侧凹陷的凹陷部38d，从该凹陷部38d贯通内径面大径 部38cb，从而形成了所述连通路40。连通路40包括在油雾回收部件38 的圆周方向的多个部位形成的内外贯通的贯通孔。由油雾回收部件38的 所述凹陷部38d、凸缘状安装部38b、及回收部件固定部材42包围的空间 是与轴承内油雾浮游空间41连续的空间，构成前段油雾回收空间44作为 所述油雾回收空间39的前段的回收空间。
根据所述结构的转动轴承，可进行基于润滑油脂供给机构16的润滑 油脂积存部9内的润滑油脂供给、及基于油雾回收再生机构35的油雾化 润滑油脂的再利用，通过两机构16、 35的相乘效果，仅使用密封在轴承 内的润滑油脂即可达成高速化、长寿命化和无需维护。以下，对所述油雾 回收再生机构35的具体作用进行说明。
如果密封有润滑油脂的轴承的内圈1旋转，则在内外圈1、 2的轨道 面la、 2a上，润滑油脂中的原油的一部分由于与转动的滚动体3接触而 油雾化，并浮游在轴承内的油雾浮游空间41中。如此产生的油雾在滚动 体3的公转产生的气流作用下在轴承内旋转并沿图5中的箭头方向移动， 流入到由回收部品固定部材42和油雾回收部件38包围构成的前段油雾回 收空间44中。因为前段油雾回收空间44与油雾回收空间39以连通路40 连通，因此，在两空间44、 39之间的压力差的作用下，前段油雾回收空 间44的油雾进一步流入到油雾回收空间39。
在内圈锥面lb旋转产生的吸取作用下，沿油雾回收空间39的轴承内 部方向加速并吸入油雾回收空间39内的油雾。如此，能够通过简单的回 收机构36的结构有效地回收浮游在油雾浮游空间41中的油雾。其结果是， 油雾同与内圈外径面部分ld相对的油雾回收部件38的内径面大径部38cb 碰撞并移动，从而产生油雾的凝集。
凝集的油雾以油状附着在内径面大径部38cb上。通过油雾回收部件圆筒部38a和内圈l之间的间隙的空气流，附着的油向轴承内部方向移动，
作为轴承润滑油从油雾回收部件圆筒部38a的前端的间隙喷出到轴承内。 此外，作为促进这种油雾的运动，内圈1的外径面可以从阶梯面lc 的小径端跨越宽度面侧而形成锥面lb，也可以省去中途的圆筒面状的外径 面部分ld。
构成径向的喷出间隙的内圈阶梯面lc与内圈1的轨道面la连续且设 置在滚动体3的宽度内，因此可更有效地向内圈轨道面la喷出油。为了 可靠地进行油向轴承内的喷出，优选使润滑油脂附着在由凝集间隙形成体 49的外径面形成的锥面的整周，并减小油喷出的实际间隙。也可以通过在 润滑油脂的初期封入状态下运转所生成的堆积来构成向油脂回收部件38 的外径面上的润滑油脂附着。
如此，由于在此滚动轴承的油雾回收再生机构35的润滑作用下，在 润滑油脂润滑中回收再利用在运转中生成的原油油雾，因此润滑的寿命可 以延长。此外，与以往的当内圈旋转时从外部补给润滑油脂的滚动轴承不 同，而是循环使用密封的润滑油脂，使用很少的润滑油进行润滑，所以不 会造成润滑油脂供给过多及由搅拌阻力导致的温度上升，从而可以实现旋 转的高速化。
此外，在第三实施方式中，润滑油脂供给机构16的润滑油脂积存部 形成部件6、及所述油雾回收再生机构35的回收机构36这双方在轴向上 与外圈2邻接设置，因此，与都集中在外圈宽度内的情况相比，能够确保 广阔的基于润滑油脂供给机构16的润滑油脂供给作用领域或基于油雾回 收再生机构35的油雾回收作用领域，能够更有效地发挥它们的作用。
还有，所述各实施方式以外圈2为固定侧轨道圈的情况为例进行了说 明，但是在内圈1为固定侧轮的情况下，所述各实施方式中图1 7所示 的第一实施方式的各例、及图12所示的第二实施方式也能够与所述内容 同样地适用。
此外，在图1 11所示的第一实施方式的各例、及图13所示的第三 实施方式中，也可以如图12的第二实施方式所述，夹有原油移动介质8。
如上所述，参照附图对优选的实施方式进行了说明，本领域普通技术 人员看到本说明书，能够在不说自明的范围内容易地想到各种变更及修
20正。因此，此种变更及修正应该被解释为处于由所附权利要求确定的本发 明的范围内。
权利要求
1.一种滚动轴承，其具有内圈、外圈、及夹在这些内外圈的轨道面间的多个滚动体，其中，在作为轨道圈的内圈及外圈中的不旋转的固定侧轨道圈上，沿从滚动体离开的方向设有与轨道面连续的阶梯面，设有间隙形成片，所述间隙形成片的前端与所述阶梯面介由间隙相对，形成与所述间隙连通的流路，设有与所述流路连通的润滑油脂积存部，所述阶梯面和间隙形成片的前端之间的间隙能够始终保持从所述润滑油脂积存部内的润滑油脂分离的原油，且具有能够在轴承的运转产生的固定侧轨道圈的温度上升所形成的原油的体积膨胀、和滚动体的公转·自转所产生的空气流的作用下将所述原油向轨道面供给的尺寸，并且使滚动体接近于与所述间隙形成片的前端部的端面连续的轴承空间侧的周面。
2. 如权利要求1所述的滚动轴承，其中，夹有原油移动介质，所述原油移动介质促进从所述润滑油脂积存部向所述间隙形成片的流路中供 给润滑油脂的原油。
3. 如权利要求2所述的滚动轴承，-其中，所述原油移动介质为纸或 者织布。
4. 如权利要求1所述的滚动轴承，其中，固定侧的轨道圈为外圈。
5. 如权利要求1所述的滚动轴承，其中，相对于所述轨道面在轴向 的一侧设有所述润滑油脂积存部，在另一侧设有回收轴承内的油雾并使其 以凝集状态返回到所述轨道面附近的油雾回收再生机构。
6. 如权利要求1所述的滚动轴承，其中，所述滚动轴承为角接触球 轴承，所述阶梯面与轨道面的跟产生接触角的方向相反侧的缘部连续而设 置。
7. 如权利要求1所述的滚动轴承，其中，使滚动体接近于与所述间 隙形成片的前端部的端面连续的轴承空间侧的周面的尺寸是使在间隙形 成片上附着的油能够在滚动体的表面上转移这样大小的极小尺寸，设为 0. 2mm以下。
8. 如权利要求1所述的滚动轴承，其中，与所述间隙形成片的前端部的端面连续的轴承空间侧的周面为接近滚动体的锥面，该锥面和滚动体的距离为O. 2mm以下。
9. 如权利要求1所述的滚动轴承，其中，与所述间隙形成片的前端 部的端面连续的轴承空间侧的周面为以滚动体的中心为圆弧中心的截面 圆弧状的曲面，该曲面和滚动体的距离为0.2mm以下。
10. 如权利要求l所述的滚动轴承，其中，所述固定侧轨道圈为外圈， 所述润滑油脂积存部由在外圈或与外圈邻接的衬圈的内周上设置的润滑 油脂积存部形成部件形成，在该润滑油脂积存部形成部件的内周面和内圈 的外周面设有相互介由微小间隙相对且轴承中心侧为大径的锥面部。
11. 如权利要求10所述的滚动轴承，其中，所述内圈的所述锥面部 的大径侧的边缘位于保持所述滚动体的保持架的宽度内的内径侧。
12. 如权利要求IO所述的滚动轴承，其中，所述内圈的所述锥面部 的大径侧的边缘位于滚动体的轴承轴向宽度内。
13. 如权利要求10所述的滚动轴承，其中，所述滚动轴承为轴心纵 向设置使用的滚动轴承，所述润滑油脂积存部形成部件具有朝向轴承宽度 的中心侧且从外径侧端与所述间隙形成片连续的侧壁部，该侧壁部的外面 为沿小径侧从轴承宽度的中心离开的方向倾斜的倾斜面。
14. 如权利要求l所述的滚动轴承，其中，所述固定侧轨道圈的所述 阶梯面的宽度方向位置为在所述固定侧轨道圈的与相对于滚动体的接触 椭圆不干涉的范围内接近该接触椭圆的位置。
全文摘要
本发明提供一种仅使用轴承内密封的润滑油脂即可以实现高速化、长寿命化、无需维护、及稳定的润滑油供给的滚动轴承。本发明的滚动轴承具有内圈(1)、外圈(2)、及夹在这些内外圈(1、2)的轨道面(1a、2a)间的多个滚动体(3)。在作为轨道圈的内圈(1)及外圈(2)中的不旋转的固定侧轨道圈(2)上，沿从滚动体(3)离开的方向设有与轨道面(2a)连续的阶梯面(2b)。设有间隙形成片(7)，其前端与所述阶梯面(2b)介由间隙相对，且沿周壁在与所述固定侧轨道圈(2)之间形成有流路(14)。设有与所述流路(14)连通的润滑油脂积存部(9)。所述阶梯面(2b)与间隙形成片(7)的前端(7a)之间的间隙(15)可以始终保持润滑油脂的原油，且具有能够通过轴承的旋转产生的原油的体积膨胀及轨道面(2a)附近的空气流将所述原油向轨道面(2a)供给的尺寸。
文档编号F16C33/66GK101581340SQ200910146368
公开日2009年11月18日 申请日期2005年10月7日 优先权日2004年10月8日
发明者古林卓嗣, 李璿雨, 森正继, 赤松良信 申请人:Ntn株式会社