[发明专利]轴承装置和机床用主轴装置

说明书

轴承装置(1)的角接触滚珠轴承(10)的外圈(12)具有供给润滑油的至少1个补给孔(15)，外圈隔圈(30)在其内周面包括随着从与外圈(12)接触的轴向端面(31)离开而扩径的锥面(32)，并且包括跨及径向贯通并排出润滑油的排出孔(34)。另外，外圈隔圈(30)的轴向端面(31)的内径尺寸(D₃₁)被设定为与外圈隔圈(30)接触的外圈(12)的轴向另一侧端面(12e)的内径尺寸(D_12e)以上。

技术领域

本发明涉及一种轴承装置和机床用主轴装置，更详细而言，涉及使用了外圈供油型的滚珠轴承的轴承装置和机床用主轴装置。

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。

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11(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11(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，因此外圈隔圈的形状、壳体的结构变得复杂，主轴的设计、加工的工时增加。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圆周方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虽然在高速旋转下的润滑性方面优于润滑脂润滑，但随着高速化的推进，其高速化对应变得重要。

另外，作为其他油气润滑方式，如图12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13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13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13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。这样，外圈供油型轴承与以往的侧面供油型轴承相比具有较多优点，在轴承的润滑状况严峻的高速旋转区域下，特别能得到该效果。

另外，外圈供油型轴承能够在轴承内部直接供给润滑油，但另一方面如果不仔细研究润滑油的排油结构，那么在轴承内部有可能滞留比润滑所需的量更多的润滑油。特别是，在高速旋转区域下，若大量的润滑油存在于轴承内部，则在轴承旋转时产生的润滑油的搅拌阻力容易增大。所以，需要研究将供给至轴承内部的润滑油高效地排出的排油结构。

因此，在外圈供油型轴承中，已知在轴承外圈的端面设置有缺口以将排油结构设置在外圈供油型轴承自身(例如参照专利文献2)。例如，图14和图15所示的包括排油结构的外圈供油型轴承110a、110b在外圈111的端面的一部分设置有排油用的缺口114。此外，图14示出缺口114在沉孔相反侧的外圈端面形成的例子，图15示出缺口114在沉孔侧的外圈端面形成的例子。

现有技术文献

专利文献