[发明专利]角接触滚珠轴承和机床用主轴装置

说明书

本发明提供能在外圈供油型轴承实现高速旋转时的良好的润滑性能及低噪声和低振动的角接触滚珠轴承和机床用主轴装置。外圈(12)的多个径向孔(15)的内径侧开口部的至少一部分在将该内径侧开口部沿着径向孔(15a、15b)的中心线(X1、X2)的延长线投影到保持架(14)的外周面上时，在轴向位于将保持架(14)的相邻的兜孔的轴向端部分别连接的两个圆的区域内。另外，在任意1个径向孔(15a)的中心线(X1)与滚珠(13)的中心(O)的周向相位一致时，任意另一个径向孔(15b)从滚珠轴承(10)的径向观察形成为，将该内径侧开口部(30)进行上述投影时，被投影的内径侧开口部从滚珠和兜孔(P)的内周面离开。

本申请是申请日为2017年8月2日，申请号为201780048989.5、发明名称为“滚珠轴承和机床用主轴装置”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种角接触滚珠轴承和机床用主轴装置，更详细而言，涉及外圈供油型的角接触滚珠轴承和机床用主轴装置。

背景技术

近年来，机床用主轴以提高切削效率为目标，高速化的要求在提高。另外，最近，该主轴出现的需求是为了生产高效率化，要对应能够不使用多个机床且不换模地加工复杂形状的被加工物的5轴加工机。在5轴加工机中，由于主轴、工作台转动，因此，由于转动半径缩短而导致省空间化、或者转动时的惯量减轻、轻量化而导致省电导向等要求，希望主轴的轴向长度缩短。

作为对于机床用主轴的滚动轴承较多采用的润滑方法，可以例举润滑脂润滑、油气润滑、油雾润滑等。一般而言，在高速旋转(dmn80万以上)的区域下采用油气润滑。作为以往的油气润滑，已知使用图9(a)所示的在轴承100的侧向配置的供油用喷嘴挡块101、或者图9(b)所示的插入到在轴承100的侧向配置的外圈隔圈102的径向贯通孔102a中的供油用喷嘴挡块101，从轴承侧面向轴承内部供给高压空气和细微油粒的方式。

在该方式中，由于另行需要喷嘴挡块101等供油用部件，主轴的部件数量增多，因此，会导致主轴整体的成本上升、管理的工时增加。另外，由于使用喷嘴挡块101，因此外圈隔圈(垫圈)的形状、壳体的构造变得复杂，主轴的设计、加工的工时增加。并且，由于在轴承的旋转轴方向侧面侧设置喷嘴挡块101，因此，需要一定程度的隔圈长度，主轴的轴向长度变长。由此，机床自身的大小会增大，或者主轴重量变重了轴向长度增加的相应量，主轴的临界速度(临界速度是从主轴具有的固有频率算出的旋转速度，若使主轴在该临界速度域下旋转，则振动会大)会降低。另外，由于随着高速旋转化而产生的气帘(气帘是指由于空气与高速旋转的内圈外径表面的摩擦而产生的周向的高速空气流的壁)，会阻碍油粒从供油用喷嘴供给，其结果是，难以向轴承内部可靠地供给润滑油。这样以往的油气润滑存在结构上和功能上的问题。

另外，作为其他油气润滑方式，如图10所示，已知使用在外圈111的外周面的周向形成油槽112，且在与该油槽112相同的轴向位置形成有多个朝向径向的油孔113的外圈供油型轴承110(例如参照专利文献1)。在这样的外圈供油型轴承中，即使轴承在高速旋转下使用的情况下，油粒的供给也不会被气帘阻碍。因此，即使在高速旋转下也能够稳定地使用主轴。

图11分别示出了在使用喷嘴挡块101的油气润滑和外圈供油规格的油气润滑的情况下的主轴的示意图。图11的上半部分是外圈供油规格的油气润滑的主轴120，下半部分是使用喷嘴挡块101的油气润滑的主轴120A。此外，在图11中，符号121表示旋转轴，符号122表示与旋转轴121配合的电动机的转子。以这种方式，在使用喷嘴挡块101的油气润滑的情况下，为了从轴承100的侧面供应润滑油，需要具有一定以上的轴向长度的垫圈。另一方面，在外圈供油规格的情况下，由于不需要用于供油的垫圈，因此可以减少喷嘴挡块并简化垫圈的结构，并且与使用喷嘴挡块的规格相比，能够缩短垫圈123的轴向长度。因此，在外圈供油规格中，主轴和供油用的部件的设计和加工以及部件的管理变得简单，可以降低机床的设计、制造和管理中的整体成本。此外，由于能够缩短轴向长度，因此还可以使机床尺寸小型化并提高主轴临界速度。因此，与传统的侧面供油型轴承相比，外圈供油型轴承具有许多优点。