滚动轴承及滚动轴承装置的制作方法

专利名称：滚动轴承及滚动轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明关于例如一种滚动轴承及滚动轴承装置，用于机床主轴等的支持。
背景技术：
在滚动轴承中，具有下述给油方式(专利文献I)，在外环设置从外径部连通至内径部的给油孔,并从该给油孔给油。例如，将机床主轴等的支持所使用的滚动轴承由该方式以油气润滑、使其高速旋转。[现有技术文献][专利文献]专利文献1:日本实开昭63-180726号公报

发明内容
[本发明要解决的问题]图15显示内径(pl OOmm的轴承的UOOOmirT1时的频率分布结果。将外环设有给油孔的轴承组装在主轴等，以油气润滑使其高速旋转，则根据供给的流量与给油孔径，具有噪音值变得非常大的问题。这是因为，从给油孔喷射出的空气由滚动体产生风阻声，为刺耳的高频率音。该频率与滚动体相对外环的通过频率一致。如果可降低该高频率的噪音值，则将主轴使用在高速旋转时，可不必在意噪音地进行作业。即，可改善作业环境。本发明的目的在于，可提供一种降低轴承高速旋转时的噪音值、改善作业环境的滚动轴承及滚动轴承装置。[解决问题的技术手段]本发明的第I构成的滚动轴承装置包括:在内环及外环的滚动接触面间夹设滚动体的滚动轴承，及使该滚动轴承的外环嵌合在内径面的外壳；在该外环上设置润滑油供给用的给油孔，该给油孔连通该外环的外径面和该外环的内周面中的滚动接触面邻近位置；并且，在该外环的外径面和该外环所嵌合的该外壳的内径面的嵌合面上，设置与该给油孔连通并往圆周方向延伸的圆周方向流路；在该外壳上设置润滑油导入孔，该润滑油导入孔在该圆周方向流路上与该给油孔在相异的圆周方向位置连通，并将润滑油供给往圆周方向流路。该“滚动接触面邻近位置”指，在外环的内周面中的在较滚动体中心更接近滚动体与外环的接触相反侧，从给油孔喷吐出的所有润滑油接触至滚动体的位置。依该构成，则从外壳的润滑油导入孔供给的润滑油通过设置在外环的外径面与外壳的内径面的嵌合面的圆周方向流路，从给油孔供往轴承内的滚动接触面邻近位置，以供轴承的润滑。如此使从外壳的润滑油导入孔供给的润滑油不被直接导入给油孔，通过圆周方向流路，故润滑油在通过该圆周方向流路的过程中，给予紧缩效果，以使供给空气压力不变得过低的方式将空气压力维持在某一程度(0.2MPa程度以上)，并提高供给空气压力、降低给油孔出口的空气流速，由此可谋求噪音值的降低。可降低噪音值、进行作业环境的改善，该噪音为由该滚动轴承装置以可旋转的方式支持的主轴等在进行高速旋转时发出。该圆周方向流路可为设在外环的外径面上的圆周沟。该情况，在外壳的内径面，不需要将圆周方向流路进行加工的工时。该圆周方向流路，也可为设在外壳的内径面的圆周沟。该情况，在轴承的外径面不需要将圆周方向流路进行加工的工时。可在该外环的外径面与外壳的内径面的嵌合面中的包夹该圆周方向流路的轴方向的两侧位置，分别设置环状沟，在各环状沟中分别设置环状的密封构件。通过这些环状的密封构件，可防止润滑油从该嵌合面产生不希望的漏泄。可将该圆周方向流路以包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积为:将该给油孔以垂直于该给油孔延伸方向的平面剖切而观察到的截面积的22%以上53%以下。可使该给油孔直径为1.2mm以上1.5mm以下，且将该圆周方向流路以包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积为0.4mm2以上0.6mm2以下。作为降低噪音值的机构，发明者考虑将以下规格作为将空气流量确保为不妨碍配管内油的流动的程度、并降低给油孔的出口的空气流速的规格:限制为使给油孔直径增大为cp 1.5mm程度、圆周方向流路的该截面积为与屮0.8mm孔相当的截面积的尺寸的规格。由此，认为使给油孔直径fd为q>1.2mm以上cp 1.5mra以下、圆周方向流路的该截面积E为0.4mm2以上0.6mm2以下(即给油孔的截面积的22%以上53%以下)，具有降低空气流速的效果。滚动轴承装置中，往该润滑油导入孔供给的润滑油可以油气或油雾的形态来供给。也可设置两个该给油孔，使其分别位于该外环的180°对角位置。该情况可将每一个给油孔的空气流量减半，可进一步降低空气流速。由此，可谋求噪音值的进一步降低。此外，因将两个给油孔设置在180°对角位置，润滑油经由圆周方向流路遍及到圆周方向，故可更加提高外环的冷却效果。该滚动体为滚珠，在该外环的可直接往滚动体供给润滑油的位置设置该给油孔的出口，在滚动体的中心位于与该给油孔的中心线相同的圆周方向位置时，在包含该滚动体的中心并包含轴承轴心的平面内，使该给油孔位于下述位置:该给油孔的中心线与该滚动体的外径面相交的交点、与滚动体的中心连结而得到的直线，相对轴承半径方向所形成的角度为10°以上30°以下的范围的位置。该角度为K，在使该给油孔位于:该角度K为10°以上30°以下的范围的位置时，较将给油孔位于角度K为该范围外的位置的场合，可降低轴承运转时的噪音值。此外，角度K为0°时，观察到轴承运转时在某一旋转数噪音值急速变大的现象。可使该滚动轴承所设的滚动体的个数为奇数个，设置两个给油孔，使其分别位于该外环的180°对角位置。从外壳的润滑油导入孔供给的润滑油通过圆周方向流路，分别被引导至该外环的两个给油孔。该情况，即便是一个滚动体塞住一方的给油孔的情况，因滚动体的个数为奇数个、且设置两个给油孔并使其分别位于外环的180°对角位置，故无滚动体塞住另一方的给油孔的情形。因奇数个的滚动体被配置为隔着圆周方向一定间隔，故一个滚动体塞住该一方的给油孔时，位于180°对角位置的该另一方的给油孔位于在圆周方向邻接的滚动体间。因此，由于从外壳供给的润滑油通过未被滚动体塞住的任一给油孔，故空气流量不产生变动。因此，即便不增加空气流量，仍可防止润滑油变得难以到达滚动体的情况。因此，可谋求因为增加空气流量导致的噪音值的降低。可使该滚动轴承所设的滚动体的个数为偶数个，在外环设置两个给油孔，在任一个滚动体与一方的给油孔的圆周方向位置一致时，使另一方的给油孔位于:接近该一方的给油孔的180°对角位置的滚动体和与该滚动体邻接的滚动体之间的外环圆周方向位置。滚动体的个数为偶数个时设置两个给油孔，使其分别位于外环的180°对角位置，则可能有两个滚动体塞住两方的给油孔的情形。因此，使另一方的给油孔位于接近一方的给油孔的180°对角位置的滚动体和与该滚动体邻接的滚动体之间的外环圆周方向位置，而使两方的给油孔不同时被滚动体塞住。因此，因从外壳供给的润滑油通过未被滚动体塞住的任一给油孔，故空气流量不产生变动。由此，即便不增加空气流量，仍可防止润滑油变得难以到达滚动体的情况。因此，可谋求因增加空气流量产生的噪音值的降低。该滚动轴承可为角接触球轴承。该滚动轴承也可为圆柱形滚子轴承。本发明的滚动轴承，为在内环及外环的滚动接触面间夹设滚动体的滚动轴承；在该外环上设置润滑油供给用的给油孔，该给油孔连通该外环的外径面和该外环的内周面中的滚动接触面邻近位置；并且，在该外环的外径面上设置圆周沟，该圆周沟与该给油孔连通，以将润滑油引导至该给油孔，该润滑油从轴承外的与该给油孔相异的圆周方向位置供给。该“滚动接触面邻近位置”指下述位置:在外环的内周面，在较滚动体中心更接近滚动体与外环的接触相反侧，从给油孔喷吐出的润滑油接触至滚动体为止的位置。依该构成，则来自轴承外的润滑油通过外环的圆周沟从给油孔供往轴承内的滚动接触面邻近位置，以供轴承润滑。如此使来自轴承外的润滑油不被直接导入给油孔而通过圆周沟，故在润滑油通过该圆周沟的过程中，给予紧缩效果，以使供给空气压力不变得过低的方式将空气压力维持在某一程度(0.2MPa程度以上)，并降低给油孔出口的空气流速，可谋求噪音值的降低。可降低被该滚动轴承装置旋转地支持的主轴等在高速旋转时的噪音值，进行作业环境的改善。可将该圆周方向流路以包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积为:将该给油孔以垂直于该给油孔延伸方向的平面剖切而观察到的截面积的22%以上53%以下，并使该给油孔直径为1.2mm以上1.5mm以下，将该圆周方向流路以包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积为0.4mm2以上0.6mm2以下。该滚动体为滚珠，在该外环的可直接往滚动体供给润滑油的位置设置该给油孔的出口，在滚动体的中心位于与该给油孔的中心线相同的圆周方向位置时，可在包含该滚动体的中心并包含轴承轴心的平面内，使该给油孔位于下述位置:该给油孔的中心线与该滚动体的外径面相交的交点、及滚动体的中心进行连结而得到的直线，相对轴承半径方向形成的角度为10°以上30°以下的范围的位置。导入该外环的给油孔的润滑油可以油气形态供给。可在该外环的外径面中的该圆周沟的两侧位置分别设置环状沟，在各环状沟分别设置环状的密封构件。由这些环状的密封构件，可防止润滑油从外环的外径面以不希望的方式漏泄。本发明的第2构成的滚动轴承装置，包括在内环及外环的滚动接触面间夹设滚动体的滚动轴承，及使该滚动轴承的外环嵌合在内径面的外壳；在该外环设置润滑油供给用的给油孔，该给油孔连通该外环的外径面和该外环的滚动接触面，而非外环的滚动接触面邻近位置；并且，在该外环的外径面和该外环所嵌合的该外壳的内径面的嵌合面上，设置与该给油孔连通并往圆周方向延伸的圆周方向流路；在该外壳上设置润滑油导入孔，该润滑油导入孔在与该给油孔在相异的圆周方向位置连通于该圆周方向流路，并朝该圆周方向流路供给润滑油；该滚动轴承所设的滚动体的个数为奇数个，设置两个给油孔，使其分别位于该外环的180°对角位置。依该构成，则即便是一个滚动体塞住一方的给油孔的情况，因滚动体的个数为奇数个，且将两个给油孔设置为分别置在外环的180°对角位置，故无滚动体塞住另一方的给油孔的情形。因此，因从外壳供给的润滑油通过未被滚动体塞住的任一给油孔，故空气流量不产生变动。因此，即便不增加空气流量，仍可防止润滑油变得难以到达滚动体的情况。因此，可谋求因增加空气流量而导致的噪音值的降低。给油孔与外环的外径面和该外环的滚动接触面连通，故可不被轴承运转时的滚动体的气帘影响，将润滑油确实地供给至滚动体。此外因设置两个给油孔，使其分别位于外环的180°对角位置，可将轴承整体均一地冷却。本发明的第3构成的滚动轴承装置，包括:在内环及外环的滚动接触面间夹设滚动体的滚动轴承，及使该滚动轴承的外环嵌合在内径面的外壳；在该外环设置润滑油供给用的给油孔，该给油孔连通该外环的外径面和该外环的滚动接触面；并且，在该外环的外径面和该外环所嵌合的该外壳的内径面的嵌合面上，设置与该给油孔连通并往圆周方向延伸的圆周方向流路；在该外壳上设置润滑油导入孔，该润滑油导入孔在与该给油孔相异的圆周方向位置连通于该圆周方向流路并朝该圆周方向流路供给润滑油；该滚动轴承所设的滚动体的个数为偶数个，在外环设置两个给油孔，在任一个滚动体与一方的给油孔的圆周方向位置一致时，使另一方的给油孔位于下述位置:接近该一方的给油孔的180°对角位置的滚动体和与该滚动体邻接的滚动体间的外环圆周方向位置。依该构成，则使另一方的给油孔位于:接近一方的给油孔的180°对角位置的滚动体和与该滚动体邻接的滚动体间的外环圆周方向位置，而使两方的给油孔不同时被滚动体塞住。因此，因从外壳供给的润滑油，通过未被滚动体塞住的任一给油孔，故空气流量不产生变动。因此，即便不增加空气流量，仍可防止润滑油变得难以到达滚动体的情况。因此，可谋求因增加空气流量而导致的噪音值的降低。给油孔将外环的外径面、及该外环的滚动接触面连通，故可不被轴承运转时的滚动体的气帘影响，将润滑油确实地供给至滚动体。无论将权利要求书及/或说明书及/或附图所揭示的至少两个构成如何组合，均包含在本发明内。特别是，无论将权利要求书的两个以上的各请求项如何组合，均包含在本发明内。从参考附图的以下最佳实施形态的说明，应能更清楚地理解本发明。然而，实施形态及附图仅用在图示及说明，并非用在限定本发明的范围的内容。本发明的范围以添附的权利要求书而定。附图中，多个附图的同一符号表示同一或相当的部分。


图1 (A)为本发明的第I实施形态的滚动轴承的纵剖面图，图1⑶为该滚动轴承的要部的扩大剖面图。
图2为显示该滚动轴承的外环的给油孔与润滑油导入孔的相位偏移的外环的大致剖面图。图3为显示旋转速度与噪音值的关系的特性图。图4为显示空气压力与空气流量的关系的特性图。图5为显示给油孔直径与空气流速的关系的特性图。图6为本发明的第2实施形态的滚动轴承的纵剖面图。图7为显示滚动轴承其外环的给油孔与润滑油导入孔的相位偏移的外环的大致剖面图。图8 (A)为本发明的第3实施形态的滚动轴承的纵剖面图，图8 (B)为该滚动轴承的要部的扩大剖面图。图9为使用前述实施形态的任一滚动轴承装置的机床用主轴装置的纵剖面图。图10为显示润滑油导入孔与外环给油孔的相位、及空气流量的关系的特性图。图11为本发明的第4实施形态的滚动轴承装置的纵剖面图。图12为本发明的第5实施形态的滚动轴承装置的纵剖面图。图13为本发明的第6实施形态的滚动轴承装置的纵剖面图。图14为本发明的第7实施形态的滚动轴承装置的纵剖面图。图15为显示轴承的UOOOmirT1时的频率分析结果的特性图。图16 (A)为第8实施形态的滚动轴承的纵剖面图，图16 (B)为同滚动轴承的俯视图。图17(A)为第9实施形态的滚动轴承的纵剖面图，图17(B)为该滚动轴承的俯视图。图18为第10实施形态的滚动轴承的纵剖面图。图19为显示旋转速度与噪音值的关系的特性图。图20为显示外环的给油孔位置一例的滚动轴承的纵剖面图。图21为参考提案例相关的滚动轴承的俯视图。图22为显示外环的给油孔位置一例的滚动轴承的纵剖面图。图23为显示外环的给油孔位置另一例的滚动轴承的纵剖面图。图24为参考提案例的滚动轴承的俯视图。
具体实施例方式[实施本发明的最佳形态]以图1 (A)、⑶至图5共同说明本发明的第I实施形态。该实施形态的滚动轴承，用于例如机床主轴的支持、以油气润滑使用。然而，该用途并不限定于润滑方式。如图1 (A)所示，该实施形态的滚动轴承包括:内环1、外环2、以及夹设在所述内外环1、2的滚动接触面la、2a间的多个滚动体3。本例的滚动轴承为角接触球轴承，该滚动体3由球体构成。各滚动体3在环状的保持器4的袋体4a内，在圆周方向隔着一定间隔被分别保持。保持器4适用于例如被导引至外环2的内径面2f的外环导引形式的保持器。如图1(B)所示，外环2设有作为圆周方向流路的圆周沟2b、以及给油孔2c。图1⑶为图1 (A)的IB部分的扩大图。该给油孔2c为:将外环2的外径面2d与外环2的内周面2g处的滚动接触面邻近位置连通的润滑油供给用的孔。外环2中，在与相对滚动接触面2a形成接触角的作用线LI的偏向侧的相反侧，以贯通径向的方式设置一个该给油孔2c (图2)。给油孔2c的直径(pd为1.2mm以上1.5mm以下。该“滚动接触面邻近位置”指外环2的内周面2g中，在较滚动体中心更接近滚动体3与外环2的反接触侧，从给油孔2c喷吐出的润滑油接触至滚动体3为止的位置。如图1 (B)所示，该圆周沟2b设在对外环2的外壳6作为嵌合面的外径面2d，配设为与给油孔2c连通、并将来自轴承外的润滑油引导至该给油孔2c。换言之，外环2的外径面2d中，设置为圆周沟2b通过给油孔2c的开口前端的某处。该圆周沟2b将来自外壳6的润滑油引导至该给油孔2c。详细来说，在圆周沟2b与外环2的外周面形成圆周方向流路。如图2所示，在外壳6，在与给油孔2c相异的圆周方向位置设置往径向延伸的润滑油导入孔6c。润滑油导入孔6c的出口 6ca、与给油孔2c的入口 2ca在圆周方向的位置偏移已决定的角度P。该润滑油导入孔6c介由圆周沟2b与给油孔2c相连通。如图1 (B)所示，圆周沟2b以包含该圆周沟2b的轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积E为0.4mm2以上0.6mm2以下。圆周沟2b的截面积E设为:将给油孔2c以与该给油孔2c延伸的方向垂直的平面剖切而观察到的截面积S的22%以上53%以下。给油孔2c的直径为q)d时，给油孔2c的截面积S由将圆周率乘以(、(pd/2)2求出。圆周沟2b被形成为圆弧形状的剖面，例如配设为圆周沟2b的沟底位置与给油孔2c的中心轴线一致。如图1 (A)所示，在外环2的外径面2d中，圆周沟2b的两侧位置分别设置环状沟2e、2e。在各环状沟2e、2e分别设置由0形环构成的环状的密封构件5、5。即由在外壳6的内周面、与外环2的外径面2d之间的圆周沟2b及给油孔2c的两侧位置，分别设置环状的密封构件5、5，由此谋求防止润滑油的漏泄。图3为显示旋转速度与噪音值的关系的特性图。图4为显示空气压力与空气流量的关系的特性图。图5为 显示给油孔直径与空气流速的关系的特性图。使外环2的给油孔2c为一个或两个，对给油孔2c的直彳丫 (pd反往给油孔2c流通的空气流量进行各种变更后，确认噪音值对旋转速度的测定数据。其结果，如图3所示，得知给油孔为一个、给油孔直径(pd为0.8mm、空气流量为25NL/min.的情况下噪音值最大。与此相对，将空气流量减至15NL/min.，或给油孔直径(pd为1.2mm而空气流量为25NL/min.的情况下，噪音值略降低。其原因在于，从图4、图5来看，空气流速即空气的喷射速度从800m/s (空气压力0.5MPa)分别降低为500m/s (空气压力0.25MPa)、350m/s (空气压力0.25MPa)程度。然而，该程度的噪音值降低在听觉判断上仍为刺耳。为进一步降低噪音值，降低空气流速即可。因此，可使给油孔直径增大、或降低空气压力而减少空气流量。然而，油孔直径￠(1现实上再大也就以1.2mm 1.5mm程度为适当。此外，如果太过降低空气流量，则从图示外的油气润滑单元至轴承为止的、例如由长度数米且内径(P 3 inm左右的尼龙制管子等构成的配管的内部，会产生油未均等流动等问题。因此，作为一方面能确保空气流量为不致妨碍配管内油的流动程度的20NL/min.左右、同时也维持某一程度的空气压力、降低给油孔出口的空气流速的规格，发明人想出使给油孔直径fd增大为1.5mm程度、将圆周沟的截面积E限制为与<p0.8mm孔的剖面相当的截面积的尺寸规格。从而确认:由于使给油孔直径(Pd为1.2mm以上1.5mm以下、使圆周沟的截面积E为0.4mm2以上0.6mm2以下，可达到不妨碍配管内油的流动而降低空气流速的效果。为使给油孔直径<pd、圆周沟的截面积E为该数值从而获得降低空气流速的效果，大致上轴承内径为tp 3 0 mm ~ cp I 2 0 mm程度。通常，外环中的来自外壳的给油孔直径虽为3 mm程度，但本实施形态的滚动轴承中，在通过外环的圆周沟的过程中对流路给予紧缩效果，在作为最终出口的给油孔处将流路再度扩展。在润滑油的流路途中将油气的流路紧缩，如果未给予某一程度的空气压力则无法确保空气流量，故通过给予空气压力，可避免空气流量不足导致油变得难以在配管内流动的问题。另外，通常空气压力在过低值下被使用的情况很少，多维持在0.2 0.5MPa程度下使用。根据以上说明的滚动轴承，来自轴承外的润滑油通过外环2的圆周沟2b从给油孔2c被供往轴承内的滚动接触面邻近位置，以供轴承润滑。如此使来自轴承外的润滑油不被直接导入给油孔2c，通过圆周沟2b，故在润滑油通过该圆周沟2b的过程中，通过给予紧缩效果，以使供给空气压力不变得过低的方式将空气压力维持在某一程度(0.2MPa程度以上)，并降低给油孔出口的空气流速，可谋求噪音值的降低。因此，可降低轴承高速旋转时的噪音值，改善作业环境。在外环2的外径面2d中的圆周沟2b的两侧位置，分别设置环状沟2e、2e，在各环状沟2e、2e中分别设置环状的密封构件5、5，故由这些环状的密封构件5、5可防止润滑油从外环2的外径面2d以不希望的方式被漏泄。使给油孔2c的直径为1.2mm以上1.5mm以下、使将该圆周沟2b在包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积为0.4mm2以上0.6mm2以下，故可将空气流量确保为不妨碍配管内油的流动的程度，并可降低给油孔2c的出口的空气流速。由此，可谋求噪音值的降低。其次，以图6、图7共同说明本发明的第2实施形态。以下的实施形态的说明中，对与第I实施形态说明的事项相对应的部分赋予相同符号，省略重复的说明。特别是如果在组合中未产生故障，则也可将实施形态彼此部分地组合。如图6、图7所示，该第2实施形态的滚动轴承中，在外环2的180°对角位置设置两个润滑油供给用的给油孔2c。设置在外环外径面2d的圆周沟2b，分别与这两个给油孔2c、2c相连通。该情况，如图7所示，变得可将每一个给油孔的空气流量减半，可进一步降低空气流速。由此，可谋求噪音值的进一步降低。此外，因将两个给油孔2c设置在180°对角位置，润滑油通过圆周沟2b遍及在圆周方向，故可更提高外环2的冷却效果。可将两个给油孔2c、2c配设至180°以外的相位角度。此外也可设置三个以上的给油孔2c。图8 (A)、⑶所示的第3实施形态中，显示使给油孔2c的直径小d为1.2mm以上
1.5mm以下、使将圆周沟2b在包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积E为0.6mm2以上的例子。该情况，虽较前述各实施形态具有配管内的油变得难以流动的可能性，但可降低给油孔2c其出口的空气流速。由此，可谋求噪音值的降低。滚动轴承可为圆筒形滚子轴承。该情况中，也通过将来自轴承外的润滑油以不直接被导入给油孔而使其通过圆周沟，由此，通过对流路给予紧缩效果以降低润滑油的流速，可谋求噪音值的降低。作为润滑方式，也可以油雾润滑取代油气润滑。其次，对具有由前述任一角接触球轴承构成的滚动轴承、及设置在该滚动轴承的外环的外壳的滚动轴承装置，以图9、图10共同说明。图9为使用滚动轴承装置的机床用主轴装置的纵剖面图。如同图所示，在主轴7的一端部7a安装图示外的工具或工件的夹头，在主轴7的另一端部7b通过旋转传递机构与电动机等的驱动源相连结。主轴7通过在轴方向分离的一对滚动轴承可旋转地支持。这些滚动轴承配置为背面对着背面的组合。各滚动轴承的内环I嵌合在主轴7的外周面，外环2嵌合在外壳8的内周面。在外环2的外径面和该外环2所嵌合的外壳8的内径面的嵌合面上，设置与给油孔2c连通并往圆周方向延伸的圆周沟2b (图1 (A))。这些内外环1、2通过内环推压件9及外环推压件10分别被固定在主轴7及外壳8。外壳8为内周外壳8a及外周外壳8b的双层构造，在这些内周外壳8a、外周外壳8b间形成冷却媒体流路11。内周外壳8a设有油气供给路12及其油气供给口 12a。油气供给口 12a与没有图示的油气供给源相连接。该内周外壳8a中，使油气供给路12下游侧前端的润滑油导入孔12b、与该外环2的给油孔2c的圆周方向的相位相异。此外，内周外壳8a中，在内周面的滚动轴承的设置处附近设置油气排气沟13，并设置从该油气排气沟13向大气开放的油气排气路14。根据该机床用主轴装置，使来自润滑油导入孔12b的油气不被直接导入给油孔2c而通过圆周沟2b，故在油气通过该圆周沟2b的过程中，通过给予紧缩效果，以使供给空气压力不变得过低的方式将空气压力维持在某一程度(0.2MPa程度以上)，同时提高供给空气压力，并降低给油孔出口的空气流速，可谋求噪音值的降低。图10为显示润滑油导入孔与外环给油孔的相位以及空气流量的关系的特性图。各相位中，分别确认:给油孔直径(p0.8mm下的空气压力0.5MPa、给油孔直径f 1.5mm下的空气压力0.5MPa、给油孔直径(pl.5mm下的空气压力0.35MPa的空气流量。其结果，润滑油导入孔与外环给油孔的相位为0°时，未观察到截面积减小的该圆周沟的紧缩效果，通过使相位偏移开始产生紧缩效果。在外环设置一个给油孔的情况下，即便使相位偏移90°以上也几乎无法减少更多的空气流量。因此，通过设置两个相对润滑油导入孔为90°相位差的给油孔，可更减少每一个给油孔的空气流量并降低空气流速，更抑制噪音值。前述各实施形态中，虽在外环2的外径面2d上设置作为圆周方向流路的圆周沟2b，但也可如图11所示的第4实施形态那样，在外壳6的内径面6a设置与给油孔2c连通并往圆周方向延伸的作为圆周方向流路的圆周沟6b。此外如同前述那样，将外壳6的润滑油导入孔6c设置为与外环2的给油孔2c的圆周方向位置相异。该情况下，给油孔2c可与图2的第I实施形态同样地在外环2设置一个，也可与图7的第2实施形态同样地在外环2设置两个。进一步在外壳6的内径面6a的圆周沟6b的两侧位置分别设置环状沟6d、6d。在各环状沟6d、6d中分别设置由0形环构成的环状的密封构件5、5。根据该图11的构成，则从外壳6的润滑油导入孔6c所供给的润滑油通过外壳6的圆周沟6b从给油孔2c被供往轴承内的滚动接触面邻近位置，以供轴承润滑。如此使来自润滑油导入孔6c的润滑油不直接被导入给油孔2c而通过圆周沟2b，故在润滑油通过该圆周沟2b的过程中，通过给予紧缩效果，使供给空气压力不变得过低的方式将空气压力维持在某一程度(0.2MPa程度以上)，降低给油孔出口的空气流速，可谋求噪音值的降低。因此，可降低轴承高速旋转时的噪音值，改善作业环境。
如图12所示的第5实施形态，也可在外壳6的内径面6a上设置圆周沟6b ;在外环2的外径面2d的圆周沟2b的两侧位置，分别设置环状沟2e、2e ;并在各环状沟2e、2e中分别设置由0形环构成的环状的密封构件5、5。如图13所示的第6实施形态，可在外环2的外径面2d设置圆周沟2b，同时在外壳
6的内径面6a上设置圆周沟6b。此外，如图14所示的第7实施形态那样，可在外环2的外径面2d上设置圆周沟2b ;在外壳6的内径面6a上分别设置环状沟6d、6d ;并在各环状沟6d、6d中分别设置环状的密封构件5、5。这些构成的情况，也在润滑油通过圆周沟的过程中，通过给予紧缩效果提高供给空气压力，并降低给油孔出口的空气流速，可谋求噪音值的降低。另，以油气的形态供给润滑油的油气润滑的角接触球轴承的情况，在结束轴承对主轴的组装后，调整空气流量、油量，调整至规定的设定值，其后进行试运转。针对空气流量的调整，在未图示的油气润滑单元、到在外环设有给油孔的轴承为止的配管间设置流量计，以进行空气流量的测定。例如，欲将空气流量设定为30NL/min时，通过该油气润滑单元的调整螺丝等调整使该流量计为30NL/min。此时的供给空气压力为例如0.3MPa。图20为显示外环2的给油孔位置其一例的滚动轴承的纵剖面图。该滚动轴承为角接触球轴承，将外环2的给油孔2c配设为与前述各实施形态相较更接近中心方向。该给油孔2c形成为:沿着轴承半径方向贯通外环2的外径面2d、及该外环2的滚动接触面2a中的反接触侧的部分。由此，润滑油可从外环2直接往滚动体3给油的外环2的位置，设置给油孔2c的出口 2cb。该“反接触侧”指外环2中，与相对滚动接触面2a形成接触角的作用线LI的偏向侧的相反侧。图21为，参考提案例的滚动轴承的俯视图。该滚动轴承在外环2设置I个给油孔2c。图20与图21的滚动轴承，在轴承运转时任I个滚动体3与给油孔2c的圆周方向位置一致时，有滚动体3塞住给油孔2c，导致空气难以从给油孔2c的出口 2cb流出的状态的情形。给油孔2c与滚动体3的圆周方向位置一致时，有调整好30NL/min(将空气压力固定在0.3MPa)的空气流量仅流出10NL/min等可能性。此外相反地，也有偶尔在给油孔2c与滚动体3的圆周方向位置一致的状态下进行30NL/min的空气流量调整，之后在两者的相位偏移的瞬间也有空气流量增加至50NL/min的可能。图22为,显示外环2的给油孔位置的一例的滚动轴承的纵剖面图。该滚动轴承为角接触球轴承，将外环2的给油孔2c配设为较图20更远离外环正面侧。本例中，虽无滚动体3塞住给油孔2c的情况，但给油孔2c的出口 2cb与滚动体3的距离增大。一旦该距离增大，则由在轴承旋转时滚动体3的气帘的作用，被空气搬运的油变得难以到达滚动体3。因此，产生增加空气流量的必要，其结果，因滚动体3产生的空气的风阻声使噪音值变大。因此，可知:将轴承以包含轴承轴心的平面剖切而观察到的剖面中，给油孔2c的位置相对图23所示的最适位置具有可适用的范围。图16(A)为第8实施形态的滚动轴承的纵剖面图，图16(B)为该滚动轴承的俯视图。如图16(A)所示，给油孔2c形成为:沿着轴承半径方向贯通外环2的外径面2d、及该外环2的滚动接触面2a中的反接触侧的部分。此外,润滑油可从外环2直接往滚动体3给油的外环2的位置上设置给油孔2c的出口。进一步如图16(B)所示，滚动体3的个数为奇数个(本例为11个)，设置两个给油孔2c，使其分别位于该外环2的180°对角位置。根据该构成，则从外壳6的润滑油导入孔6c所供给的润滑油通过作为圆周方向流路的圆周沟2b，分别被引导至该外环2的两个给油孔2c、2c。该情况下，即便在一个滚动体3塞住一方的给油孔2c时，滚动体3的个数为奇数个、且设置两个给油孔2c以使其分别位于外环2的180°对角位置，故无滚动体3塞住另一方的给油孔2c的情形。因奇数个的滚动体3被配置为在圆周方向有一定间隔，故一个滚动体3塞住该一方的给油孔2c时，位于180°对角位置的该另一方的给油孔2c位于在圆周方向邻接的滚动体3、3间。因此，从外壳6供给的润滑油通过未被滚动体3塞住的任一给油孔2c，故空气流量不产生变动。所以，即便不增加空气流量，仍可防止润滑油变得难以到达滚动体3的情况。因此，可谋求因增加空气流量导致的噪音值的降低。然而，即便将两个给油孔2c、2c配置在180°对角位置，仍如图24所示，在滚动体个数为偶数个时，有两方的给油孔2c、2c均被滚动体3塞住的情形，故产生空气流量的变动。如图16 (A)所示，因给油孔2c将外环2的外径面2d、及该外环2的滚动接触面2a连通，故可不被轴承运转时的滚动体3的气帘影响，将润滑油确实地供给至滚动体3。此外如图16(B)所示，通过设置两个给油孔2c，使其分别位于外环2的180°对角位置，可将轴承全体均一地冷却。图17(A)为第9实施形态的滚动轴承的纵剖面图，图17(B)为该滚动轴承的俯视图。图17(A)的滚动轴承的剖面构造与图16(A)的剖面构造相同。如图17⑶所示，滚动体3的个数为偶数个(本例为10个)，在外环2设置两个给油孔2c，在任一个滚动体3与一方的给油孔2c的圆周方向位置一致时，使另一方的给油孔2c位于外环圆周方向位置P1，该外环圆周方向位置Pl为:接近该一方的给油孔2c的180°对角位置的滚动体3和与该滚动体3邻接的滚动体3之间。如此即使使滚动体3的个数为偶数个，并使另一方的给油孔2c位于接近一方的给油孔2c的180°对角位置的滚动体3和与该滚动体3邻接的滚动体3之间的外环圆周方向位置P1，而使两方的给油孔2c、2c不同时被滚动体3塞住。因此，从外壳6供给的润滑油通过未被滚动体3塞住的任一给油孔2c，故空气流量不产生变动。因此，即便不增加空气流量，仍可防止润滑油变得难以到达滚动体3的情况。因此，可谋求因增加空气流量导致的噪音值的降低。因给油孔2c将外环2的外径面2d和该外环2的滚动接触面2a连通，故可不被轴承运转时的滚动体3的气帘影响，将润滑油确实地供给至滚动体3。图18所示的第10实施形态的滚动轴承，在图16⑶所示的第8实施形态或图17(B)所示的第9实施形态的滚动体个数、给油孔配置的构成中，在外环2的润滑油可从外环2直接往滚动体3给油的位置设置该给油孔2c的出口 2cb。如图18所示，该滚动轴承在滚动体3的中心P2位于与该给油孔2c的中心线L2相同的圆周方向位置时，在含有该滚动体3的中心P2并含有轴承轴心L3的平面内，使该给油孔2c位于下述位置:将该给油孔2c的中心线L2与该滚动体3的外径面相交的交点P3、及滚动体3的中心P2进行连结的直线L4，相对在轴承半径方向形成的角度K为10°以上30°以下的范围的位置。两个给油孔为180度对角配置、滚动体个数为奇数个的型号(具体而言，以测试型号:5S-2LA-HSE020P4(轴承内径I OOmm )，滚珠数31个进行测试)的角接触球轴承中，准备将角度K进行各种变更(本例为K = 0°、25°、30° )的试样，为了调查旋转速度与噪音值的关系而进行测试后，获得图19所示结果。使该给油孔位于角度K为10°以上30°以下的范围的位置时，相比使给油孔位于角度K为该范围外的位置情况，可降低轴承运转时的噪音值。此外角度K为0°时，观察到轴承运转时在某一旋转数噪音值急速变大的现象。在前述的任一滚动轴承装置或滚动轴承中，可使该给油孔2c位于角度K为10°以上30°以下的范围的位置。前述的任一滚动轴承装置或滚动轴承中，可使滚动体3的个数为奇数个，设置两个给油孔2c，使其分别位于该外环2的180°对角位置；也可使滚动体3的个数为偶数个，在外环2设置两个给油孔2c，在任I个滚动体3与一方的给油孔2c的圆周方向位置一致时，使另一方的给油孔2c位于:接近该一方的给油孔2c的180°对角位置的滚动体3、及与该滚动体3邻接的滚动体3间的外环2的圆周方向位置。虽然如上参照附图并说明最佳实施例，但如果为本领域普通技术人员，在阅读本案说明书后可轻易地在显而易见的范围内进行各种变更及修正。因此，该变更及修正应被解释为技术方案所规定的发明范围内。符号说明1:内环2:外环la、2a:滚动接触面2b、6b:圆周沟2c:给油孔2e:环状沟3:滚动体5:环状的密封构件6、8:外壳6c、12b:润滑油导入孔
权利要求
1.一种滚动轴承装置，其包括:在内环与外环的滚动接触面间夹设有滚动体的滚动轴承，及使该滚动轴承的外环嵌合在内径面的外壳； 在该外环上设置润滑油供给用的给油孔，该给油孔连通该外环的外径面和该外环的内周面中的滚动接触面邻近位置；并且，在该外环的外径面和该外环所嵌合的该外壳的内径面的嵌合面上，设置与该给油孔连通并往圆周方向延伸的圆周方向流路；在该外壳上设置有润滑油导入孔，该润滑油导入孔在该圆周方向流路上与该给油孔相异的圆周方向位置连通，并朝该圆周方向流路供给润滑油。
2.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 该圆周方向流路为设置在外环的外径面的圆周沟。
3.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 该圆周方向流路为设置在外壳的内径面的圆周沟。
4.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 在该外环的外径面与外壳的内径面的嵌合面中的包夹该圆周方向流路的轴方向的两侧位置，分别设置环状沟，在各环状沟中分别设置环状的密封构件。
5.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 将该圆周方向流路以包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积为:将该给油孔以垂直于该给油孔延伸方向的平面剖切而观察到的截面积的22%以上53%以下。
6.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 该给油孔直径为1.2mm以上1.5mm以下，且将该圆周方向流路以包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积为0.4mm2以上0.6mm2以下。
7.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 向该润滑油导入孔供给的润滑油是以油气或油雾的形态供给的。
8.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 设置两个该给油孔，使其分别位于该外环的180°对角位置。
9.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 该滚动体为滚珠，在该外环的能直接往滚动体供给润滑油的位置设置该给油孔的出口，在滚动体的中心位于与该给油孔的中心线相同的圆周方向位置时，在包含该滚动体的中心并包含轴承轴心的平面内，使该给油孔位于下述位置: 该给油孔的中心线与该滚动体的外径面相交的交点、与滚动体的中心连结而得到的直线，相对轴承半径方向所形成的角度为10°以上30°以下的范围。
10.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 该滚动轴承所设的滚动体的个数为奇数个，设置两个给油孔，使其分别位于该外环的180°对角位置。
11.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其中， 该滚动轴承所设的滚动体的个数为偶数个，在外环设置两个给油孔，在任一个滚动体与一方的给油孔的圆周方向位置一致时，使另一方的给油孔位于:接近该一方的给油孔的180°对角位置的滚动体和与该滚动体邻接的滚动体间的外环圆周方向位置。
12.—种滚动轴承，在内环及外环的滚动接触面间夹设滚动体； 在该外环上设置润滑油供给用的给油孔，该给油孔连通该外环的外径面和该外环的内周面中的滚动接触面邻近位置；并且，在该外环的外径面上设置与该给油孔连通的圆周沟，以将润滑油引导至该给油孔，该润滑油从轴承外的与该给油孔相异的圆周方向位置供给。
13.如权利要求12所述的滚动轴承，其中， 将该圆周方向流路以包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积为:将该给油孔以垂直于该给油孔延伸方向的平面剖切而观察到的截面积的22%以上53%以下，并使该给油孔直径为1.2mm以上1.5mm以下，将该圆周方向流路以包含轴承轴方向的平面剖切而观察到的截面积为0.4mm2以上0.6mm2以下。
14.如权利要求12所述的滚动轴承，其中， 该滚动体为滚珠，在该外环的能直接往滚动体供给润滑油的位置设置该给油孔的出口，在滚动体的中心位于与该给油孔的中心线相同的圆周方向位置时，在包含该滚动体的中心并包含轴承轴心的平面内，使该给油孔位于下述位置: 该给油孔的中心线与该滚动体的外径面相交的交点、与滚动体的中心连结而得到的直线，相对轴承半径方向所形成的角度成为10°以上30°以下的范围的位置。
15.如权利要求12所述的滚动轴承，其中， 导入至该外环的给油孔的润滑油是以油气的形态供给的。
16.如权利要求12所述的滚动轴承，其中， 在该外环的外径面中的该圆周沟的两侧位置分别设置环状沟，在各环状沟中分别设置环状的密封构件。
17.一种滚动轴承装置,其包括:在内环与外环的滚动接触面间夹设滚动体的滚动轴承，及使该滚动轴承的外环嵌合在内径面的外壳； 在该外环上设置润滑油供给用的给油孔，该给油孔连通该外环的外径面和该外环的滚动接触面；并且，在该外环的外径面和该外环所嵌合的该外壳的内径面的嵌合面上设置圆周方向流路，该圆周方向流路与该给油孔连通并往圆周方向延伸；在该外壳上设置有润滑油导入孔，该润滑油导入孔在与该给油孔相异的圆周方向位置连通于该圆周方向流路，并朝该圆周方向流路供给润滑油； 该滚动轴承所设的滚动体的个数为奇数个，并设置两个给油孔，使其分别位于该外环的180°对角位置。
18.一种滚动轴承装置,其包括:在内环与外环的滚动接触面间夹设滚动体的滚动轴承，及使该滚动轴承的外环嵌合在内径面的外壳； 在该外环上设置润滑油供给用的给油孔，该给油孔连通该外环的外径面和该外环的滚动接触面；并且，在该外环的外径面和该外环所嵌合的该外壳的内径面的嵌合面上设置圆周方向流路，该圆周方向流路与该给油孔连通并往圆周方向延伸；在该外壳上设置有润滑油导入孔，该润滑油导入孔在与该给油孔相异的圆周方向位置连通于该圆周方向流路，并朝该圆周方向流路供给润滑油； 该滚动轴承所设的滚动体的个数为偶数个，在外环设置两个给油孔，在任一个滚动体与一方的给油孔的圆周方向位置一致时，使另一方的给油孔位于下述位置:接近该一方的给油孔的180°对角位置的滚动体和与该滚动体邻接的滚动体间的外环圆周方向位置。
全文摘要
本发明提供一种滚动轴承及滚动轴承装置，其可降低轴承高速旋转时的噪音值、改善作业环境。在该滚动轴承的内环(1)及外环(2)的滚动接触面(1a、2a)间夹设滚动体(3)。在外环(2)上设置润滑油供给用的给油孔(2c)，以连通外环(2)的外径面(2d)与该外环(2d)的内周面(2g)中的滚动接触面邻近位置。在该外环(2)的外径面(2d)上设置与给油孔(2c)连通的圆周沟(2b)，以将润滑油导入给油孔(2c)，该润滑油来自与轴承外的与给油孔(2c)相异的圆周方向位置。使来自轴承外的润滑油通过圆周沟(2b)，由此对流路给予紧缩效果，以使供给空气压力不变得过低的方式来将空气压力维持在某一程度(0.2MPa程度以上)，并降低给油孔(2c)出口的空气流速，谋求噪音值的降低。
文档编号F16C19/36GK103180627SQ20118005057
公开日2013年6月26日 申请日期2011年10月13日 优先权日2010年10月21日
发明者小杉太 申请人:Ntn株式会社