專利名稱：滾動軸承用護圈和具有它的滾動軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機床主軸用軸和其它的用于一般產(chǎn)業(yè)機械的滾動軸承的護圈，以及具有該護圈的滾動軸承，還有滾動軸承的潤滑結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在滾動軸承中，潤滑的目的在于在滾動面和滑動面上，形成較薄的油膜，防止金屬與金屬直接接觸，具有下述這樣的效果。
(1)摩擦和磨耗的降低；(2)摩擦熱的排出；(3)軸承壽命的延長；(4)防銹，防止異物的侵入。
為了發(fā)揮這些效果，必須采用適合使用條件的潤滑方法。
一般，在機床的主軸，為了盡可能地減小攪拌的發(fā)熱，采用非常少的量的潤滑油。根據(jù)使用條件，采用潤滑脂潤滑，油霧潤滑，空氣油潤滑，噴射潤滑等。圖17表示軸承的油量和摩擦損失、軸承溫度之間的關(guān)系。
空氣油潤滑(圖17的區(qū)域II)具有下述的方案，即，針對每個軸承，按照適合間距正確地對潤滑油量進行測定、送出，連續(xù)地將該潤滑油壓送到供油管的末端，然后，通過朝向軸承設置的噴嘴，將該潤滑油吹到潤滑必要部。該潤滑方法廣泛地用作適合機床主軸的高速化，較低的溫度上升的潤滑方法。圖18表示該潤滑油供給系統(tǒng)，圖19表示軸承周邊圖。
圖18的潤滑油供給系統(tǒng)將從油箱61進行計量，通過油通路62供給的潤滑油與從空氣通路63、64傳送的空氣混合，形成空氣油，將其從空氣油管線65經(jīng)噴嘴66，排到滾動軸承51。象圖19那樣，該空氣油從噴嘴66朝向滾動軸承51的內(nèi)圈52的滾動面52a排出。
在該圖的潤滑系統(tǒng)中，由于在高速旋轉(zhuǎn)時，軸承溫度上升，故潤滑油的油壓形成能力下降。此外，由于旋轉(zhuǎn)部周邊的空氣連續(xù)地回轉(zhuǎn)而形成的空氣幕也增加，故越高速旋轉(zhuǎn)，潤滑條件越困難，從噴嘴66供給的潤滑油也難于進入軸承51的內(nèi)部。
另外，如果排油(空氣油的排氣)未順利地進行，則在軸承內(nèi)部潤滑油滯留，因攪拌阻力增加，這樣升溫增加。如果升溫較大，則引起主軸的熱膨脹造成的加工性能變差。
于是，在以空氣油潤滑為主的微量潤滑的高速運轉(zhuǎn)中，在軸承中要求下述的2個特性(1)具有較高的供油性(潤滑油容易進入軸承內(nèi)部)；(2)具有較高的排油性(容易將潤滑油排到外部)。
象上述這樣，為了防止在空氣油潤滑的高速運轉(zhuǎn)時升溫較大的情況，提供供油性、排油性較高的軸承規(guī)格就變得很重要。
圖19，圖20為上述軸承的潤滑結(jié)構(gòu)的規(guī)格實例，使噴嘴66的對準目標為軸承中發(fā)熱最大的部位，即，最必須要求潤滑油的內(nèi)圈滾動面52a，由此，提高供油效率。此外，噴嘴66的對準的軸承背面?zhèn)萭(承受外圈的軸向荷載的一側(cè))的內(nèi)圈外徑也減小，擴大供油空間。在角接觸滾珠軸承中，在背面?zhèn)萭的內(nèi)圈外徑或正面?zhèn)萬的外圈內(nèi)徑處，設置稱為“埋頭孔”的裝配所必需的錐面。在該埋頭孔設置于背面?zhèn)萭內(nèi)圈外徑的場合，由于內(nèi)圈52的外徑變小，故還具有擴大供油空間的作用。
但是，在滾動體54大于軸承寬度的場合，必須將護圈55的寬度增加到與軸承寬度相同的程度。其結(jié)果是，從噴嘴噴射的空氣油的一部分與護圈55碰撞，妨礙潤滑油的順利供給。比如，在圖21A中的由R表示的區(qū)域為潤滑油的供給受到妨礙的區(qū)域。
在這樣的場合，也可象圖21B那樣，降低噴嘴66的對準位置，以便護圈55和空氣油相互不妨礙，但是，由于設置于內(nèi)圈側(cè)的襯圈58的外徑較小，即，襯圈58的厚度減小，故噴嘴對準位置的高度也受到限制。
另一方面，供向軸承的潤滑油通過軸承內(nèi)部，通過圖22所示的那樣的流動，排向軸承外部。為了提高排油性，有效的方式是擴大位于護圈55和外圈53之間的空間(排油通路5A)、位于護圈55與內(nèi)圈52之間的空間(排油通路5B)。
象這樣，可減小形成排油通路5B的軸承的正面?zhèn)萬的內(nèi)圈外徑D(圖23)，增加外圈內(nèi)徑。但是，由于角接觸滾珠軸承的內(nèi)圈通過軸承的正面?zhèn)萬的滾動面承受負荷(具有與滾動體接觸的面)，故減小內(nèi)圈外徑會導致負荷能力，特別是傾斜方向的負荷能力的降低。如果負荷能力降低，則在滾動面和滾動體上，容易產(chǎn)生伴隨永久變形的壓痕，這是異常聲音的發(fā)生和振動增加等的主要原因。
另外，在潤滑油的角接觸滾珠軸承中，比如，象圖24那樣，沿背面?zhèn)萭的由箭頭P表示的方向流入的潤滑油從內(nèi)圈72，進入護圈75和滾動體74的間隙，然后，象箭頭Q所示的那樣，通過離心力從護圈75和外圈73之間通過，排到軸承的側(cè)面?zhèn)取?br> 在這樣的角接觸滾珠軸承中，為了提高潤滑油的流入性，人們提出了下述的方案，其中，按照與圖示的實例相反，伴隨朝向滾動體74直徑增加的方式使護圈75的內(nèi)徑面傾斜，通過離心力，使附著于該傾斜面上的潤滑油朝向滾動體74側(cè)移動。
在角接觸滾珠軸承使用潤滑油的場合，必須抑制潤滑油的攪拌造成的軸承的發(fā)熱。在上述提出方案實例中，潤滑油的流入性提高，但是，在作為出口的護圈75和外圈73之間的間隙與圖24的實例一樣較小。由此，潤滑油的排出性變差，潤滑油滯留于軸承的內(nèi)部被攪拌，由此，發(fā)熱程度增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種護圈和具有該護圈的滾動軸承，該護圈可實現(xiàn)向軸承內(nèi)部的順利的潤滑油供給和排油，同時可確保對重物的負荷能力。
本發(fā)明的第1方案的軸承用護圈包括環(huán)狀部分與多個柱部，該多個柱部分別按照從該環(huán)狀部分的圓周方向的多個部位，沿軸向延伸的方式設置，在相互之間形成保持滾動體的窩槽，并且在上述環(huán)狀部分的內(nèi)徑面，在上述環(huán)狀部分的基本全寬的范圍內(nèi)具有沿軸向傾斜且軸向的中間側(cè)的直徑變小的傾斜部。在上述第1方案中，上述環(huán)狀部分既可設置于軸向的兩側(cè)，也可僅僅設置于一側(cè)。另外，上述傾斜部不僅設置于環(huán)狀部分，也可按照從環(huán)狀部分到柱部的范圍設置。
上述方案的護圈用于空氣油潤滑結(jié)構(gòu)、油霧潤滑結(jié)構(gòu)等的油潤滑的滾動軸承等。在此場合，由于在該護圈中，在上述環(huán)狀部分的內(nèi)徑面，在上述環(huán)狀部分的基本全寬的范圍內(nèi)具有沿軸向傾斜且軸向的中間側(cè)的直徑變小的傾斜部，故由通過護圈的內(nèi)徑面與內(nèi)圈的外徑面之間的間隙構(gòu)成的供油空間和排油空間擴大。
如果供油空間擴大，則即使為相對軸承寬度滾動體的直徑較大的軸承，仍不對護圈造成妨礙，可將空氣油等對準內(nèi)圈滾動面。在此場合，不必降低噴嘴的對準的位置，于是，不必使內(nèi)圈襯圈的厚度減小，可確保內(nèi)圈襯圈的強度。另外，同樣對于由護圈內(nèi)徑面與內(nèi)圈外徑面形成的排油通路，不必減小內(nèi)圈外徑，于是，可在不降低負荷能力的情況下擴大排油空間。于是，可抑制軸承內(nèi)部的潤滑油的滯留。
于是，上述作用是針對護圈為在軸向的兩側(cè)具有環(huán)狀部分的形式的場合而進行描述的，但是，在護圈為僅僅在軸向的一側(cè)具有環(huán)狀部分的形式的場合，供油空間或排油空間的任何一個擴大。
如果象這樣，采用該護圈，則不對內(nèi)圈襯圈、內(nèi)圈外徑等的設計造成限制，可提高滾動軸承的供油性、排油性，可有助于通過升溫增加的防止而提高運轉(zhuǎn)可靠性，有助于通過低溫上升而提高速度。于是，確保軸承的荷載負荷能力。
在上述第1方案中，最好護圈的傾斜部的傾斜角度在10～20°的范圍內(nèi)。在傾斜角度小于10°的場合，由于供油空間、排油空間相對不具有傾斜部的過去的護圈幾乎沒有變化，故難于提高供油排油效率。反之，在傾斜角度超過20°的場合，由于確保護圈的較大厚度的原因，難于將傾斜部延伸到護圈寬度的內(nèi)側(cè)，這樣難于擴大供油空間、排油空間。
在上述第1方案中，最好上述傾斜部相對護圈寬度的寬度的比例在30％以上。在傾斜部的寬度的比例小于30％的場合，由于供油空間、排油空間相對不具有傾斜部的過去的護圈，幾乎沒有變化，故難于提高供油、排油效率。
在上述第1方案的滾動軸承中，多個滾動體介于內(nèi)圈與外圈之間，該多個滾動軸承具有保持該多個滾動體的護圈，上述護圈采用上述第1方案的護圈。如果采用該方案的滾動軸承，則獲得本發(fā)明的護圈的上述的各種效果。
上述第1方案的滾動軸承的潤滑結(jié)構(gòu)包括滾動軸承，其中，多個滾動體介于內(nèi)圈與外圈之間，該滾動軸承具有保持該多個滾動體的護圈；噴嘴部件，該噴嘴部件在上述護圈的內(nèi)徑面和內(nèi)圈的外徑面之間噴射空氣油或油霧等的潤滑油，上述護圈使用的是上述第1方案的護圈。如果采用該潤滑結(jié)構(gòu)，則有效地發(fā)揮本發(fā)明的護圈的上述各種效果。
本發(fā)明的第2方案的角接觸滾珠軸承包括保持滾動體的護圈，外圈的滾動面的背面?zhèn)鹊膬?nèi)徑面中的與滾動面鄰接的肩部以及上述護圈的外徑面中的窩槽寬度的外圈背面?zhèn)鹊牟糠种械闹辽僖徽撸沙蛲馊Χ藗?cè)直徑增加的錐狀面形成。
如果采用該方案，在外圈的背面?zhèn)鹊膬?nèi)徑面中的與滾動面鄰接的肩部由外圈端面?zhèn)鹊闹睆捷^大的錐狀面形成的場合，在難于獲得間隙的外圈的背面?zhèn)龋馊εc護圈之間的間隙可增加，潤滑油容易從該間隙排出。由此，可減少滯留于軸承內(nèi)部而攪拌的油量，可抑制油的攪拌造成的發(fā)熱。于是，運轉(zhuǎn)可靠性提高，確保荷載負荷能力。
另一方面，將護圈的外徑面的外圈背面?zhèn)鹊牟糠中纬蓪挿较虻亩瞬總?cè)的直徑較大的錐狀面的情況下，可減小護圈外徑面的寬度方向的中間部分的外徑，可增加外圈的背面?zhèn)鹊耐馊εc護圈之間的間隙。由此，潤滑油容易從該間隙排出，可減少滯留于軸承內(nèi)部而攪拌的油量，可抑制油的攪拌而造成的發(fā)熱。于是，按照該方案，運轉(zhuǎn)可靠性提高，確保對重物的負荷能力。
在上述第2方案中，該角接觸滾珠軸承也可用于支承機床的主軸的軸承。
在機床的主軸中，為了提高加工效率，人們希望高速旋轉(zhuǎn)，另外，為了提高加工精度，必須極力地抑制軸承的發(fā)熱。由此，有效地發(fā)揮本發(fā)明的角接觸滾珠軸承的發(fā)熱抑制效果，防止發(fā)熱，同時可實現(xiàn)主軸的高速旋轉(zhuǎn)。
上述第2方案的帶噴嘴角接觸滾珠軸承組件包括上述第2方案的角接觸滾珠軸承和潤滑油供給噴嘴，該潤滑油供給噴嘴設置于該角接觸滾珠軸承的正面?zhèn)?，將潤滑油供向角接觸滾珠軸承的內(nèi)圈的外徑面。潤滑油供給噴嘴既可設置于軸承的背面?zhèn)?，也可設置于正面?zhèn)取?br> 如果采用該方案，將從潤滑油供給噴嘴供給的潤滑油吹向角接觸滾珠軸承的內(nèi)圈的外徑面，能以良好的效率將潤滑油供給到軸承內(nèi)部。另外，由于通過本發(fā)明的上述作用，來自軸承的潤滑油的排出性也良好，故可在油的攪拌造成的發(fā)熱也受到抑制的同時，使軸承的潤滑性提高。


根據(jù)參考附圖的下述的優(yōu)選實施例的說明，會清楚地理解本發(fā)明。但是，實施例和附圖用于簡單的圖示和說明，其不應用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍通過權(quán)利要求的范圍確定。在附圖中，多個附圖中的相同的部件標號表示同一部分。
圖1為本發(fā)明的第1實施例的滾動軸承的局部剖視圖；圖2A和圖2B分別為第1實施例的護圈的縱向剖視圖和從內(nèi)徑側(cè)觀看的展開圖；圖3為采用滾動軸承的空氣油潤滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4為對第1實施例與相對過去實例的旋轉(zhuǎn)速度的外圈溫度上升傾向進行比較的曲線圖；圖5為采用滾動軸承的空氣油潤滑結(jié)構(gòu)的另一實例的剖視圖；圖6為圖5的局部放大剖視圖；圖7為表示本發(fā)明的第2實施例的角接觸滾珠軸承的剖視圖；
圖8為將該軸承與過去的角接觸滾珠軸承進行比較而表示的局部放大剖視圖；圖9為表示本發(fā)明的第3實施例的帶噴嘴的角接觸滾珠軸承組件的剖視圖；圖10為表示采用圖7的角接觸滾珠軸承主軸裝置的剖視圖；圖11為表示本發(fā)明的第4實施例的角接觸滾珠軸承的剖視圖；圖12為將該軸承與過去的角接觸滾珠軸承進行比較而表示的局部放大剖視圖；圖13為表示本發(fā)明的第5實施例的角接觸滾珠軸承的剖視圖；圖14為將該軸承與過去的角接觸滾珠軸承進行比較而表示的局部放大剖視圖；圖15為表示本發(fā)明第第6實施例的角接觸滾珠軸承的剖視圖；圖16A為表示參考方案實例的角接觸滾珠軸承的剖視圖，圖16B為已有實例的剖視圖；圖17為表示軸承潤滑的油量區(qū)域與溫度上升傾向和磨耗損耗之間的關(guān)系的曲線圖；圖18為過去的空氣油供給系統(tǒng)的說明圖；圖19為過去的空氣油潤滑結(jié)構(gòu)的軸承和噴嘴部件的剖視圖；圖20為圖19的局部放大剖視圖；圖21A為表示上述過去實例的潤滑油供給不良部分的剖視圖；圖21B為回避方案實例的剖視圖；圖22為過去實例的排油通路的說明圖；
圖23為過去實例的內(nèi)圈外徑的說明圖；圖24為表示過去的角接觸滾珠軸承的潤滑油的供排通路的說明圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合圖1，對本發(fā)明的第1實施例進行描述。在該滾動軸承1中，在內(nèi)圈2和外圈3的滾動面2a，3a之間，設置有多個滾動體4。該滾動軸承1具有保持該多個滾動體4的護圈5。該滾動軸承1為角接觸滾珠軸承，內(nèi)圈2的軸承背面?zhèn)萭的外徑與外圈3的軸承正面?zhèn)萬的內(nèi)徑，形成構(gòu)成埋頭孔的錐面2b、3b。該滾動體4由鋼珠等的滾珠形成。
象圖2所示的那樣，護圈5包括環(huán)狀部分5a和多個柱部5b，該多個柱部5b分別按照從該環(huán)狀部分5a的圓周方向的多個部位沿軸向延伸的方式設置，在它們之間形成保持滾動體4的窩槽6。該環(huán)狀部分5a設置于軸向的兩側(cè)。在這些環(huán)狀部分5a的內(nèi)徑面上，設置有傾斜部7，該傾斜部7沿軸向傾斜軸向的中間側(cè)的直徑較小。該傾斜部7在環(huán)狀部分5a的基本全寬范圍內(nèi)延伸，在圖示的實例中，其從環(huán)狀部分5a延伸到柱部5b。另外，在護圈5的內(nèi)徑面的軸向?qū)挾鹊幕局虚g處，設置有中間突部8，該中間突部8用于向滾動體導向，其向內(nèi)徑側(cè)突出。中間突部8在柱部5b的圓周方向整個寬度的范圍內(nèi)延伸，沿軸向的截面形狀呈向下的梯形狀。
護圈5的上述傾斜部7相對軸承軸心的傾斜角度在10～20°的范圍內(nèi)。傾斜部7的寬度與護圈寬度的比例在30％以上。在這里所說的傾斜部7的寬度指兩側(cè)的各傾斜部7的寬度的總和。在本實例中，傾斜部7的寬度與護圈寬度的比例基本在65％以上。護圈5的導向方式比如，為滾動體導向方式。護圈5的材料為樹脂或金屬等。在樹脂的場合，比如，采用通過玻璃纖維增強的聚酰胺樹脂等。
護圈5的窩槽6的形狀比如，呈其直徑比滾動體4的外徑稍大的圓筒狀。此外，窩槽6的形狀既可為球面狀，也為方形狀。在本實施例中，在護圈5的兩側(cè)具有環(huán)狀部5a，但是，也可為僅僅在一側(cè)，具有環(huán)狀部的形式的護圈，比如，冠型等的護圈。
該方案的滾動軸承1比如，按照象圖3所示的那樣，與噴射空氣油的噴嘴部件9相組合的方式使用，通過滾動軸承1和噴嘴部件9構(gòu)成空氣油潤滑結(jié)構(gòu)。噴嘴部件9為在護圈5的內(nèi)徑面和內(nèi)圈2的外徑面之間具有噴射空氣油的噴嘴孔10的部件。按照與滾動軸承1的外圈3鄰接的方式設置。噴嘴孔10的噴射孔10a朝向內(nèi)圈2的滾動面2a。噴嘴部件9按照比如與設置了外圈3的外殼11的內(nèi)徑面嵌合的方式設置。在該噴嘴部件9的內(nèi)徑側(cè)，按照與內(nèi)圈2鄰接的方式設置有內(nèi)圈襯圈12。該噴嘴部件9的噴嘴孔10的噴射孔10a與空氣油供給機構(gòu)連接。該空氣油供給機構(gòu)比如為結(jié)合圖18而描述的潤滑油供給系統(tǒng)。
在形成這樣的空氣油潤滑結(jié)構(gòu)的場合，如果采用本實施例的滾動軸承1，則獲得下述的作用。即，由于在護圈5的內(nèi)徑面，設置有傾斜部7，該傾斜部7沿軸向傾斜軸向的中間側(cè)的直徑變小，故由護圈5的內(nèi)徑面和內(nèi)圈2的外徑面之間的間隙形成的供油空間S1和排油空間S2擴大。
如果供油空間S1擴大，則即使在相對軸承寬度滾動體4的直徑較大的的軸承的情況下，仍可在不妨礙該護圈5的情況下，從噴嘴孔10向內(nèi)圈滾動面2a對準而噴射空氣油等。在該場合，不必降低噴嘴的對準位置，于是，不必減小內(nèi)圈襯圈12的厚度，可確保內(nèi)圈襯圈12的強度。另外，同樣對于在護圈5的內(nèi)徑面與內(nèi)圈2的外徑面之間形成的排油空間S2，不必減小內(nèi)圈外徑，于是，可不降低負荷能力就能擴大排油空間S2。由此，可抑制軸承內(nèi)部的潤滑油的滯留。
由于象這樣，在護圈5的內(nèi)徑面設置傾斜部7，故不對內(nèi)圈襯圈12和內(nèi)圈2的外徑等的設計造成限制，可提高滾動軸承1的供油性、排油性，可通過防止升溫增加提高運轉(zhuǎn)可靠性以及低的溫度上升，期望得到高速化。
但是，即使在護圈5中，設置傾斜部7的情況下，如果其尺寸不適合，無法提高供油性和排油性，另外，同樣對于傾斜部7的角度，對供油性和排油性造成較大影響。比如，象圖19，圖20所示的護圈55那樣，按照呈倒角狀，在內(nèi)徑面的緣部設置傾斜部57的程度，傾斜部57的寬度不夠大，無法提高供油性和排油性。
在本實施例中，由于傾斜部7設置于護圈5的環(huán)狀部分5a的基本全寬范圍內(nèi)，故通過上述供油空間S1和排油空間S2的擴大，獲得供油性和排油性的提高效果。傾斜部7寬度與護圈寬度的比例最好在30％以上。在傾斜部7的寬度的比例不到30％的場合，由于供油空間、排油空間相對不具有傾斜部的過去的護圈，幾乎沒有變化，故難于提高供油、排油效率。
最好，護圈5中的傾斜部7的傾斜角度在10～20°的范圍內(nèi)。在傾斜角度小于10°的場合，由于供油空間S1、排油空間S2相對不具有傾斜部7的過去的護圈幾乎沒有變化，故難于提高供油，排油效率。反之，在傾斜角度超過20°的場合，由于因確保護圈厚度的原因，難于將傾斜部設置到護圈寬度的內(nèi)側(cè)，即，由于傾斜部7寬度與護圈寬度的比例變小，故難于擴大供油空間S1、排油空間S2。
圖4表示本實施例的滾動軸承1，與圖19，圖20所示的已有軸承51的空氣油潤滑運轉(zhuǎn)時的外圈溫度上升的試驗結(jié)果。上述已有的軸承51采用下述的護圈55，在其內(nèi)徑面的緣部具有倒角狀的傾斜部57，其它的方案與本實施例所示的滾動軸承1相同。表1表示護圈類型，表2表示運轉(zhuǎn)條件。
表1護圈類型比較

表2運轉(zhuǎn)條件

根據(jù)圖4知道，在到14000min-1(dn值70萬)的低中速區(qū)域，呈現(xiàn)兩者同等的溫度上升，可是在超過14000min-1(dn值70萬)的高速區(qū)域，本實施例的護圈5的場合，呈現(xiàn)較低的溫度上升。dn值為軸承內(nèi)體與旋轉(zhuǎn)速度的乘積。對于本實施例的軸承與已有軸承，護圈形狀以外的軸承類型和運轉(zhuǎn)條件相同，護圈5的不同造成的供油性，排油性有助于低的溫度上升。
圖5，圖6表示采用第1實施例的滾動軸承1的空氣油潤滑結(jié)構(gòu)的另一實例。在本實例中，噴嘴部件9具有插入到護圈5的內(nèi)徑面與內(nèi)圈2的外徑面之間的噴嘴孔形成突部9a，在該突部9a中的與內(nèi)圈外徑面面對的面上，設置有噴嘴孔10的開口部10a。內(nèi)圈2中的插入上述噴嘴孔形成突部9a的外徑面為上述錐面3b。噴嘴孔形成突部9a與內(nèi)圈2的錐面2b之間形成微小間隙。另外，在該內(nèi)圈2的錐面2b中的與噴嘴開口部10a面對的部分上，形成截面呈V形的周槽13。此外，噴嘴部件9分為噴嘴主體9A，與具有上述噴嘴孔形成突部9a的突部形成部件9B，但是也可為一體型。
在本實施例的場合，從噴嘴孔10，排到內(nèi)圈2的錐面2b的潤滑油通過伴隨表面張力和內(nèi)圈2的旋轉(zhuǎn)的離心力附著于錐面2b上，同時流動，供給滾動面2a。在此場合，由于在護圈5的內(nèi)徑面設置有錐部7，故此間的空間可擴大，能以較大的深度插入噴嘴部件9的噴嘴孔形成突部9a。由此，象圖6中以擴大方式所示的那樣，可使內(nèi)圈2的錐面2b中的，與噴嘴孔形成突部9a的面對范圍較長，潤滑油的附著流動良好，潤滑性提高。即，如果上述面對范圍L較短，則潤滑油未良好地附著于內(nèi)圈2的錐面2b上，具有因離心力而飛散的危險，但是，通過盡可能地較深地插入噴嘴孔形成突部9a，增加面對范圍L的長度，防止上述飛散，有效地供給到滾動面2a的潤滑油的比例較高。
另外，上述實施例是針對適合用于角接觸滾珠軸承的場合而進行描述的，但是，本發(fā)明的滾動軸承1和護圈5即使在用于深槽球軸承、滾軸軸承等的情況下，仍可提高供油性、排油性。
此外，護圈5的材質(zhì)和導向形式?jīng)]有限制，如果象上述那樣，在內(nèi)徑面具有傾斜部7，則可提高供油性、排油性。
還有，護圈5中的傾斜部7的效果不限于空氣油潤滑，對于油霧潤滑等的油潤滑來說也是有效的。
圖7和圖8表示本發(fā)明的第2實施例。第2實施例的角接觸滾珠軸承21包括保持滾動體4的護圈5，保持在該護圈5的窩槽6內(nèi)的多個滾動體4介于內(nèi)圈2和外圈3的滾動面2a、3a之間。滾動體4由滾珠形成。在外圈3中，其滾動面3a的背面?zhèn)萭的內(nèi)徑面的整體由外圈端面?zhèn)鹊闹睆捷^大的錐狀面3b形成。另外，在外圈3的背面?zhèn)萭的內(nèi)徑面中，至少與滾動面3a鄰接的肩部A，即，滾動面3a的附近部分可形成外圈端面?zhèn)鹊闹睆捷^大的錐狀面3b，也可不必整體形成錐狀面3b。在圖8中，為了與已有實例相比較，通過雙點虛線表示與上述錐狀面3b相對應的已有實例的外圈內(nèi)徑面。在已有實例中，外圈內(nèi)徑面的端部附近形成錐面，但是，肩部A’形成圓筒狀面。
如果采用該結(jié)構(gòu)的角接觸滾珠軸承21，則在通過潤滑油使用的場合，由于外圈3的內(nèi)徑面的肩部A由外圈端面?zhèn)鹊闹睆捷^大的錐狀面3b形成，故象與圖8的通過雙點虛線表示的已有實例進行比較而知道的那樣，外圈3的背面?zhèn)萭與護圈5之間的間隙a變大。由此，流入軸承內(nèi)的潤滑油容易從間隙a排出，于是，可減少滯留于軸承內(nèi)部而攪拌的油量，可抑制該油的攪拌造成的發(fā)熱。
圖9表示本發(fā)明的第3實施例。本實施例的帶噴嘴的角接觸滾珠軸承組件30包括圖7的實施例的角接觸滾珠軸承21與噴嘴部件9，該噴嘴部件9向該角接觸滾珠軸承21的內(nèi)圈2的外徑面供給潤滑油。該噴嘴部件9按照與角接觸滾珠軸承21鄰接的方式，安裝于裝有角接觸滾珠軸承21的外圈3的外殼(圖中未示出)的內(nèi)徑面上。在該噴嘴部件9中，按照與內(nèi)圈2的軸承背面?zhèn)?即，內(nèi)圈正面?zhèn)?g的外徑面面對的方式，設置有開有噴射口10a的噴射孔10。該噴射孔10設置于噴嘴部件9的圓周方向的1個或多個部位。噴射孔10的入口與按照從噴嘴部件9延伸到外殼的方式設置的供油通路29連通，與潤滑油的供給源(圖中未示出)連接。
如果采用該結(jié)構(gòu)的帶噴嘴的角接觸滾珠軸承組件30，則向角接觸滾珠軸承的內(nèi)圈2的外徑面，吹從噴嘴部件9供給的潤滑油，有效地將其供給軸承內(nèi)部。由于象上述那樣，外圈3的背面?zhèn)鹊膬?nèi)徑面為錐狀面3b，來自外圈3與護圈5之間的間隙a的潤滑油的排出性也良好，故在抑制油的攪拌造成的發(fā)熱的同時，使?jié)櫥蕴岣摺?br> 圖10表示采用圖7的角接觸滾珠軸承21的主軸組件40。該主軸組件40應用于機床，在主軸15的端部15a上安裝有工具或工件的夾頭。主軸15通過沿軸向離開的多個角接觸滾珠軸承21支承，按照與這些角接觸滾珠軸承21鄰接的方式，設置圖9的噴嘴部件9。各角接觸滾珠軸承21的內(nèi)圈2與主軸15的外徑面嵌合，外圈3與外殼11的內(nèi)徑面嵌合。該內(nèi)圈2、外圈3通過內(nèi)圈壓靠件25和外圈壓靠件26，固定于外殼11內(nèi)。外殼11為內(nèi)周外殼11A和外周外殼11B的雙重結(jié)構(gòu)，在內(nèi)周外殼11A與外周外殼11B之間形成冷卻媒體流路16。在內(nèi)周外殼11A中，設置有上述供油通路29(圖9)和供給口29a。外殼11設置于支承座17上，通過螺栓18固定。另外，在外殼11中，在內(nèi)徑面的角接觸滾珠軸承21的設置部附近處，設置排油槽22，設置從該排油槽22，向外部敞開的排油通路23。
象這樣，發(fā)熱抑制效果優(yōu)良的上述結(jié)構(gòu)的角接觸滾珠軸承21用于機床的主軸組件40的主軸15的支承，由此，不導致發(fā)熱造成的加工精度的降低，可實現(xiàn)主軸15的高速旋轉(zhuǎn)。
圖11和圖12表示本發(fā)明的第4實施例。在該角接觸滾珠軸承21A中，針對第2實施例的角接觸滾珠軸承21(圖7)，代替外圈3的內(nèi)徑面的肩部A由錐狀面3b形成的方式，而下述部分采用寬度方向的端部側(cè)的直徑較大的錐狀面6b、6c，該下述部分指相對護圈5的外徑面的窩槽形成部分，即形成窩槽6的具有與該窩槽6直徑相當寬度的圓周方向的延長部分，外圈背面?zhèn)萭的部分B1和外圈正面?zhèn)萬的部分B2。象這樣，形成錐狀面6b、6c，由此，護圈5按照外徑面的寬度方向的中間部逐漸地下凹的截面形狀的方式形成。其它的結(jié)構(gòu)與第2實施例的場合相同。在圖12中，為了與已有實例進行比較，通過雙點虛線表示已有實例的護圈外徑面B’。
在該結(jié)構(gòu)的角接觸滾珠軸承21A中，在通過潤滑油使用的場合，由于護圈外徑面的外圈背面?zhèn)鹊牟糠諦1由端部側(cè)的直徑較大的錐狀面6b形成，故使護圈外徑面的中間部分的外徑減小，這樣與過去實例相比較，可增加外圈3的背面?zhèn)扰c護圈5之間的間隙a。這樣，潤滑油容易從該間隙a排出，可減少滯留于軸承內(nèi)部而攪拌的油量，可抑制油的攪拌造成的發(fā)熱。
圖13和圖14表示第5實施例。在該角接觸滾珠軸承21B中，針對第2實施例的角接觸滾珠軸承21，下述部分由寬度方向的端部側(cè)的直徑較大的錐狀面6b、6c形成，該下述部分指相對護圈5的外徑面的窩槽形成部分，外圈背面?zhèn)萭的部分B1和外圈正面?zhèn)萬的部分B2。象這樣，形成錐狀面6b、6c，由此，護圈5按照形成外徑面的寬度方向的中間部逐漸地下凹的截面形狀的方式形成。即，外圈3的內(nèi)徑面的肩部A(圖7)形成于錐狀面3b，并且護圈5的外徑面部分B1、部分B2由寬度方向的端部側(cè)的直徑較大的錐狀面6b、6c形成。其它的結(jié)構(gòu)與第2實施例的場合相同。在圖14中，為了與已有實例進行比較，通過雙點虛線表示上述錐狀面3b、6b、6c的部分相對應的已有實例的外圈內(nèi)徑面肩部A’和護圈外徑面B’。
在該結(jié)構(gòu)的角接觸滾珠軸承21B中，由于外圈3的背面?zhèn)萭的內(nèi)徑面中的與滾動面鄰接的肩部A由外圈端面?zhèn)鹊闹睆捷^大的錐狀面形成，故外圈3的背面?zhèn)萭的外圈3與護圈5之間的間隙a可增加。在本結(jié)構(gòu)中，由于護圈5的外徑面中的外圈背面?zhèn)萭的部分B1由寬度方向的端部側(cè)的直徑較大的錐狀面形成，故背面?zhèn)萭的外徑內(nèi)徑面與護圈外徑面均在傾斜方向的錐狀面3b、6b相對。由此，可在加大護圈5的外徑確保護圈5的剛性的同時，增加外圈3與護圈5之間的間隙a，可改善來自該間隙a的潤滑油的排油性。于是，抑制油的攪拌造成的發(fā)熱，并且可確保護圈剛性。
圖15表示本發(fā)明的第6實施例。在該角接觸滾珠軸承21C中，針對第2實施例的角接觸滾珠軸承21，內(nèi)圈2的滾動面2a的軸承正面?zhèn)?內(nèi)圈背面?zhèn)?f的外徑面由內(nèi)圈端面?zhèn)鹊闹睆捷^小的錐狀面2b形成。該錐狀面2b也可設置于滾動面2a的軸承正面?zhèn)萬的內(nèi)圈外徑面的整體上，但是，在本實例中，與滾動面2a鄰接的肩部C呈圓筒狀殘留，剩余的外徑面部分為錐狀面。
象這樣，在內(nèi)圈2的外徑面由錐狀面2b形成的場合，在從軸承正面?zhèn)萬供給潤滑油時，潤滑油朝向軸承內(nèi)部的流入性提高。由此，外圈3的內(nèi)徑面的肩部A由錐狀面3 b形成，使?jié)櫥偷呐懦鲂蕴岣撸殡S該情況可進一步提高潤滑性。其它的結(jié)構(gòu)、效果與第2實施例的場合相同。
圖16A表示參考方案實例。該角接觸滾珠軸承21D針對圖15的實施例的角接觸滾珠軸承21C，代替外圈3的內(nèi)徑面的肩部A呈錐狀面3b的形狀的方式而形成圓筒狀面，該內(nèi)徑面的外圈端部側(cè)的部分為錐狀面。即，外圈3呈與圖24所示的已有實例相同的形狀，內(nèi)圈2的滾動面2a的軸承正面?zhèn)?內(nèi)圈背面?zhèn)?f的外徑面由內(nèi)圈端面?zhèn)鹊闹睆捷^小的錐狀面2b形成。其它的結(jié)構(gòu)與圖15的在該方案的角接觸滾珠軸承21D中，由于內(nèi)圈2的軸承正面?zhèn)鹊耐鈴矫嬗慑F狀面2b形成，故軸承正面?zhèn)萬處的護圈5的內(nèi)徑面與內(nèi)圈外徑面的錐狀面2b之間的間隙b增加。于是，即使在按照與軸承正面?zhèn)萬鄰接的方式設置圖9所示的那樣的噴嘴部件9的情況下，仍可將從噴嘴部件9供給的潤滑油充分地供給到軸承內(nèi)部。另外，內(nèi)圈2的負荷側(cè)的軸承正面f側(cè)(內(nèi)圈背面?zhèn)?的槽肩部的強度也可充分地確保。
與圖16B所示的，一般的帶護圈的角接觸滾珠軸承71進行比較。在象該圖這樣的一般的角接觸滾珠軸承71中，由于內(nèi)圈72的軸承背面g側(cè)(內(nèi)圈正面?zhèn)?為非負荷側(cè)，故可減小內(nèi)圈外徑，但是，由于內(nèi)圈72的軸承正面f側(cè)為負荷側(cè)，故為了確保槽肩尺寸，將內(nèi)圈內(nèi)徑設定在較大值。由此，在軸承正面?zhèn)萬，護圈75的內(nèi)徑面與內(nèi)圈72的外徑面之間的間隙b小于軸承背面?zhèn)萭(間隙c)，無法通過來自軸承正面?zhèn)鹊膰娮斐浞值叵蜉S承內(nèi)部供油。這樣的課題可通過該圖(A)的內(nèi)圈外徑面的錐狀面2b消除。
另外，在圖9中，給出按照與圖7的角接觸滾珠軸承21鄰接的方式設置噴嘴部件9的帶噴嘴的角接觸滾珠軸承30的實例，但是也可按照與圖11～圖15所示的各角接觸滾珠軸承21A～21C鄰接的方式，設置噴嘴部件9，構(gòu)成帶噴嘴的角接觸滾珠軸承。
此外，在圖10中，給出圖7的角接觸滾珠軸承21與噴嘴部件9一起裝配的主軸組件40的實例，但是，也可為將圖11～15所示的角接觸滾珠軸承21A～21C與噴嘴部件9一起裝配的方案。
權(quán)利要求
1.一種滾動軸承用護圈，該軸承用護圈包括環(huán)狀部分與多個柱部，該多個柱部分別按照從該環(huán)狀部分的圓周方向的多個部位沿軸向延伸的方式設置，在相互之間形成保持滾動體的窩槽，并且在上述環(huán)狀部分的內(nèi)徑面，在上述環(huán)狀部分的基本全寬的范圍內(nèi)具有沿軸向傾斜，軸向的中間側(cè)的直徑變小的傾斜部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承用護圈，其特征在于上述環(huán)狀部分設置于軸向的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承用護圈，其特征在于上述傾斜部的傾斜角度在10～20°的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動軸承用護圈，其特征在于上述傾斜部相對護圈寬度的寬度的比例在30％以上。
5.一種滾動軸承，在該滾動軸承中，多個滾動體介于內(nèi)圈與外圈之間，該滾動軸承具有保持該多個滾動體的護圈，其特征在于上述護圈采用權(quán)利要求1所述的護圈。
6.一種滾動軸承的潤滑結(jié)構(gòu)，該滾動軸承的潤滑結(jié)構(gòu)包括滾動軸承，其中，多個滾動體介于內(nèi)圈與外圈之間，該滾動軸承具有保持該多個滾動體的護圈，噴嘴部件，該噴嘴部件在上述護圈的內(nèi)徑面和內(nèi)圈的外徑面之間噴射空氣油或油霧等的潤滑油，其特征在于上述護圈采用權(quán)利要求1所述的護圈。
7.一種角接觸滾珠軸承，該角接觸滾珠軸承包括保持滾動體的護圈，其特征在于外圈的滾動面的背面?zhèn)鹊膬?nèi)徑面中的與滾動面鄰接的肩部和上述護圈的外徑面中的窩槽寬度的外圈背面?zhèn)鹊牟糠种械闹辽僖徽?，由朝向外圈端?cè)直徑增加的錐狀面形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的角接觸滾珠軸承，其特征在于其用于支承機床的主軸的軸承。
9.一種角接觸滾珠軸承組件，該角接觸滾珠軸承組件包括權(quán)利要求7所述的角接觸滾珠軸承和潤滑油供給噴嘴，該潤滑油供給噴嘴設置于該角接觸滾珠軸承的正面?zhèn)?，將潤滑油供向角接觸滾珠軸承的內(nèi)圈的外徑面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滾動軸承用護圈和具有它的滾動軸承。為了可向軸承內(nèi)部順利進行潤滑油供給和排油，同時可確保對重物的負荷能力，在護圈和具有該護圈的滾動軸承中，護圈(5)包括環(huán)狀部分(5a)與多個柱部(5b)，該多個柱部(5b)在相互之間，形成保持滾動體(4)的窩槽(6)。在上述環(huán)狀部分(5a)的內(nèi)徑面上，在上述環(huán)狀部分(5a)的基本全寬的范圍內(nèi)具有沿軸向傾斜，軸向的中間側(cè)的直徑變小的傾斜部(7)。
文檔編號F16C33/58GK1598341SQ200410073998
公開日2005年3月23日 申請日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月19日
發(fā)明者植田敬一, 上野馨, 米澤正喜 申請人:Ntn株式會社