滚动轴承以及机床用主轴装置.pdf

本发明提供一种能够通过提高润滑剂的排出性，抑制滚动轴承的异常升温，并且缩短润滑脂润滑时试运行所需时间的滚动轴承以及机床用主轴装置。本发明的滚动轴承所使用的保持架(10)具有：沿轴向并列配置的一对圆环部(12)；和以连接一对圆环部(12)的方式沿圆周方向以预定间隔配置的多个柱部(16)。各圆环部(12)具有沿圆周方向分离地形成于各自的外周面(13)上的多个凸状突起部(15)。一个圆环部(12)的凸状突起部(15)形成在圆周方向上与另一个圆环部(12)的凸状突起部(15)不同的位置。

权利要求书
1.  一种滚动轴承，具有：在外周面上具有内轮轨道的内轮；在内周面上具有外轮轨道的外轮；转动自如地设置于所述内轮轨道与所述外轮轨道之间的多个转动体；以及具有用于保持所述多个转动体的多个兜孔的保持器；其特征在于，
所述保持器具有：沿着轴向并列配置的第一圆环部和第二圆环部；以及以预定的间隔配置于圆周方向上而用于将所述第一圆环部与所述第二圆环部连接起来的多个柱部；
所述第一圆环部和所述第二圆环部在各自的外周面上具有沿着圆周方向相互分离开地形成的多个凸状突起部，所述第二圆环部的凸状突起部与所述第一圆环部的凸状突起部形成在圆周方向上的不同的位置上。
其中，所述第一圆环部的凸状突起部和所述第二圆环部的凸状突起部分别在圆周方向上以等间隔形成，
在所述柱部的轴向中间部的圆周方向两侧，以从所述柱部的外周面突出的方式设置有用于保持所述多个转动体的滚子止动部。

2.  根据权利要求1所述的滚动轴承，其中，所述第一圆环部的凸状突起部和所述第二圆环部的凸状突起部分别沿着轴向与所述柱部相邻地形成。

3.  一种工作机械用主轴装置，其中，使用了权利要求1或2所述的滚动轴承。

说明书滚动轴承以及机床用主轴装置
技术领域
本发明涉及一种滚动轴承以及机床用主轴装置，更详细地说，涉及一种用于高速旋转的机床主轴以及高速马达等的滚动轴承，以及使用该滚动轴承的机床用主轴用装置。
背景技术
近年来，为了高效加工机床用主轴装置上所使用的轴承，而推进了高速化。如果在高速旋转的轴承中润滑剂的排出性变差，则处于润滑剂过多的状态，由于搅拌热量的产生而导致异常发热。在这样的情况下，轴承温度异常上升，有可能造成轴承损坏。
图10是表示现有的圆柱滚子轴承100。圆柱滚子轴承100具有：在内周面上具有外圈滚道102a的外圈102；在外周面上具有内圈滚道103a的内圈103；滚动自如地设置于外圈滚道102a与内圈滚道103a之间的多个滚子104；以及具有用于保持多个滚子104的多个兜孔111的保持架110。在此，保持架110采用了外圈引导方式，保持架110的外周面110a作为被引导面发挥功能。
在这样的外圈引导方式的保持架110中，由于保持架110的外周面110a与外圈102的内周面之间的引导间隙g＇狭窄，因而导致润滑剂的排出性变差，容易引发圆柱滚子轴承100异常升温。进而，在这样的圆柱滚子轴承100中，外圈滚道102a以及内圈滚道103a与滚子(滚动体)104线接触，因此，和外圈滚道102a以及内圈滚道103a与滚珠(滚动体)进行点接触的滚珠轴承相比，圆柱滚子轴承100更易于升温。
另外，在进行润滑脂润滑时，在将润滑脂封入轴承之后，为了使所封入的润滑脂在轴承内部均等地分散开，或者为了使剩余润滑脂沿着轴承周边部移动，所谓的试运行是不可或缺的。在这样的外圈引导方式的保持架110中，保持架110的外周面110a与外圈102的内周面之间的引导间隙g＇狭窄,因而导致润滑剂的排出性变差，且试运行花费时间长。
为了提高润滑剂的排出性，以往，提出了在保持架的被引导面上设置凹部(例如参照专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献1：日本专利第3651591号公报
专利文献2：日本专利第4342612号公报
发明所需解决的问题
根据专利文献1以及2所述的滚动轴承，利用设置于保持架的被引导面上的凹部能够提高润滑剂的排出性。但是，在润滑剂过多的情况下，滚动轴承容易发生异常升温。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种滚动轴承以及机床用主轴装置，其通过提高润滑剂的排出性，能够抑制滚动轴承的异常升温，并且能够缩短在进行润滑脂润滑时的试运行所需的时间。
用于解决问题的手段
本发明的所述目的通过如下的构成来达到。
(1)一种滚动轴承，具有：在外周面上具有内轮轨道的内轮；在内周面上具有外轮轨道的外轮；转动自如地设置于所述内轮轨道与所 述外轮轨道之间的多个转动体；以及具有用于保持所述多个转动体的多个兜孔的保持器；其特征在于，所述保持器具有：沿着轴向并列配置的第一圆环部和第二圆环部；以及以预定的间隔配置于圆周方向上而用于将所述第一圆环部与所述第二圆环部连接起来的多个柱部；所述第一圆环部和所述第二圆环部在各自的外周面上具有沿着圆周方向相互分离开地形成的多个凸状突起部，所述第二圆环部的凸状突起部与所述第一圆环部的凸状突起部形成在圆周方向上的不同的位置上。
(2)根据(1)所述的滚动轴承，其中，所述第一圆环部的凸状突起部和所述第二圆环部的凸状突起部分别在圆周方向上以等间隔形成。
(3)根据(1)或(2)所述的滚动轴承，其中，所述第一圆环部的凸状突起部和所述第二圆环部的凸状突起部分别与所述柱部沿着轴向相邻地形成。
(4)一种机床用主轴装置，其中，使用了所述(1)至(3)中任一项所述的滚动轴承。
发明效果
根据本发明的滚动轴承以及机床用主轴装置，润滑剂能够从保持架的未设置有凸状突起部的部分顺畅地排出，由此，能够抑制滚动轴承的异常升温，并且能够缩短润滑脂润滑时的试运行时间。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的滚动轴承的剖视图。
图2是图1中的保持架的立体图。
图3表示图2中的保持架，其中，(a)是主视图，(b)是从(a)中的I方向观察到的局部俯视图。
图4表示本发明第二实施方式的滚动轴承的保持架，其中，(a) 是主视图，(b)是从(a)中的II方向观察到的局部俯视图。
图5表示本发明第三实施方式的滚动轴承的保持架、(a)是主视图，(b)是从(a)中的III方向观察的局部俯视图。
图6是表示实施例1、2中所使用的试验装置的剖视图。
图7是表示实施例1的试验结果的曲线图。
图8表示比较例2的滚动轴承中所使用的保持架，其中，(a)是主视图，(b)是从(a)中的X方向观察到的局部俯视图。
图9是表示实施例2的试验结果的曲线图。
图10是现有的滚动轴承的剖视图。
附图标记说明
1     圆柱滚子轴承
2     外圈
2a    外圈滚道面
3     内圈
3a    内圈滚道面
4     圆柱滚子，
10    保持架
11    兜孔
12    圆环部
15    凸状突起部
16    柱部
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的滚动轴承的各实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
以下，根据图1对本发明的第一实施方式的滚动轴承进行说明。图1表示第一实施方式的圆柱滚子轴承1的剖视图。图2表示图1中的保持架10的立体图。图3表示图2中的保持架10，其中，(a)是 保持架10的主视图，(b)是从(a)的I方向观察的局部俯视图。
如图1所示，圆柱滚子轴承1具有：在内周面上形成有外圈滚道面2a的外圈2；在外周面上形成有内圈滚道面3a的内圈3；作为滚动体的多个圆柱滚子4；以及配置于外圈2与内圈3之间的保持架10。在保持架10上形成有多个兜孔11，在各兜孔11内保持有可自由滚动的多个圆柱滚子4。
如图2所示，保持架10具有：沿轴向并列配置的一对圆环部12；以预定间隔配置于圆周方向上以连接两圆环部12之间的多个柱部16。由一对圆环部12和沿圆周方向相邻的两个柱部16形成兜孔11。另外，在柱部16的轴向中间部的圆周方向两侧，以从柱部16的外周面突出的方式设置有用于可靠地保持圆柱滚子4的滚子止动部14。
在一对圆环部12的外周面13上，沿圆周方向以预定的间隔形成有多个凸状突起部15。各凸状突起部15具有：直径大于柱部16的外周面的凸状突起部外周面15a；和分别从凸状突起部外周面15a的圆周方向两侧到圆环部12的外周面13连续的一对立起部15b。保持架10采用了利用形成于外圈2的内周面上的保持架引导面对凸状突起部外周面15a进行引导的外圈引导方式。
另外，将凸状突起部15配置为，在各圆环部12的外周面13上与柱部16沿轴向相邻。在此，如图2、图3(a)以及(b)所示，在第一实施方式中所使用的保持架10中，将各圆环部12的多个凸状突起部15配置为，以间隔一个柱部16的方式相间地与柱部16沿轴向相邻。另外，将一个圆环部12的凸状突起部15配置为，使得另一个圆环部12的凸状突起部15与未沿轴向相邻的柱部16沿轴向相邻。即，将凸状突起部15配置为，使凸状突起部15不存在于柱部16的轴向两侧，并将该凸状突起部15以交错配置于柱部16的左右的方式配置在一对圆环部12的外周面上。
这样，第一实施方式的圆柱滚子轴承1，具有在外周面13上沿着圆周方向以预定间隔形成有多个凸状突起部15的保持架10，凸状突起部15形成为仅与柱部16的轴向任一侧相邻。因此，即使在柱部16的轴向一侧，凸状突起部外周面15a与保持架引导面之间的引导间隙g与现有的引导间隙g＇相同，而在柱部16的轴向另一侧或不存在柱部16的部分上，圆环部12的外周面13与外圈2的内周面(保持架引导面)之间的间隙G也较大。因此，能够将润滑剂顺畅地从该间隙G中排出。另外，由于引导间隙g的大小和间隙G的大小不同，因而在两圆环部12之间产生压力差而引发空气的对流，通过对流作用进一步促进了润滑剂的排出。另外，通过分别从凸状突起部外周面15a的圆周方向两侧到圆环部12的外周面13连续设置有立起部15b，能够缓和高速旋转时的空气阻力，从而能够进一步提高润滑剂的排出性。因此，根据本实施方式的圆柱滚子轴承1，能够抑制高速旋转时的异常升温，在进行润滑脂润滑时也能够缩短试运行的时间。
(第二实施方式)
以下，根据图4对本发明的第二实施方式的滚动轴承进行说明，图4表示第二实施方式的圆柱滚子轴承所使用的保持架20，(a)是保持架20的主视图，(b)是(a)的从II方向观察的局部俯视图。
第二实施方式中所使用的保持架20，与第一实施方式所使用的保持架10同样，具有：沿轴向并列配置的一对圆环部22；和以将两圆环部22之间连接起来的方式沿圆周方向以预定间隔配置的多个柱部26。由一对圆环部22和沿圆周方向相邻的两个柱部26形成兜孔21。另外，在柱部26的轴向中间部的圆周方向两侧，以从柱部26的外周面突出的方式设置有滚子止动部24。
在一对圆环部22的外周面23上，沿圆周方向以预定间隔形成有多个凸状突起部25。各凸状突起部25具有：直径大于柱部26的外周 面的凸状突起部外周面25a；和分别从凸状突起部外周面25a的圆周方向两侧到圆环部22的外周面23连续的一对立起部25b。保持架20采用了由形成于外圈内周面上的保持架引导面对凸状突起部外周面25a进行引导的外圈引导方式。
在第二实施方式所使用的保持架20中，凸状突起部25配置为，使凸状突起部25不存在于柱部26的轴向两侧。进而，在保持架20中，与第一实施方式不同，将各圆环部12的多个凸状突起部15配置为，隔开两个柱部16而相间地与柱部16沿轴向相邻。通过这样的配置，能够更顺畅地将润滑剂从圆柱滚子轴承中排出，因此能够抑制高速旋转时的异常升温，并且能够缩短在进行润滑脂润滑时的试运行时间。
(第三实施方式)
接着，根据图5来说明本发明的第三实施方式。图5表示第三实施方式的径向止推滚珠轴承中所使用的保持架30，其中，(a)是保持架30的主视图，(b)是从(a)中的III方向观察到的局部俯视图。
与第一实施方式中所使用的保持架10相同，图5所示的保持架30具有：沿轴向并列配置的一对圆环部32；以连接两圆环部32之间的方式沿圆周方向以预定间隔配置的多个柱部36。由一对圆环部32和沿圆周方向相邻的两个柱部36形成兜孔31。
在一对圆环部32的外周面33上，沿圆周方向以预定的间隔形成多个凸状突起部35，该凸状突起部35具有：直径大于柱部36的外周面的凸状突起部外周面35a；和一对凸状突起部周向侧面35b。在凸状突起部外周面35a的圆周方向两侧，一对凸状突起部周向侧面35b将圆环部32的外周面33与凸状突起部外周面35a连接为呈大致直角的形状。保持架30采用了由形成于外圈内周面上的保持架引导面来引导凸状突起部外周面35a的外圈引导方式。在径向止推滚珠轴承的旋转过程中，凸状突起部外周面35a由积存于凸状突起部周向侧面35b与圆环部 32的外周面33之间的交差部分的润滑剂进行润滑。
在第三实施方式中所使用的保持架30中，也将凸状突起部35配置为，使凸状突起部35不存在于柱部36的轴向两侧。另外，与第一实施方式中所使用的保持架10相同，将各圆环部32的多个凸状突起部35配置为，隔着一个柱部36相间地与柱部36沿轴向相邻。通过这样的设置，能够将润滑剂从径向止推滚珠轴承中顺畅地排出，因此能够抑制高速旋转时的异常升温，在进行润滑脂润滑时也能够缩短试运行的时间。
此外，本发明并不限定于上述实施方式，也能够进行适当的变更和改良等。在上述实施方式中，对圆柱滚子轴承，径向止推滚子轴承进行了说明，但本发明也能够适用深槽滚珠轴承、圆锥滚子轴承等其他滚动轴承。另外，当考虑在高速旋转下使用时，作为保持架材料，优选为比金属更轻量且耐磨性优异的合成树脂，苯酚、聚酰胺、PPS、PEEK以及聚酰亚胺等较好。另外，也可以在上述这些物质中添加玻璃纤维、碳纤维以及芳族聚酰胺纤维等增韧剂。
另外，凸状突起部并不局限于配置为与柱部沿轴向相邻，也可以配置于圆环部的外周面上的任意处。例如，凸状突起部也可以配置为与兜孔沿轴向相邻。即使凸状突起部与兜孔的轴向一侧相邻的情况，只要在兜孔的轴向另一侧不配置有凸状突起部，且兜孔轴向一侧的引导间隙g的大小与兜孔的轴向另一侧的间隙G不同，则在圆环部之间产生压力差，而发生空气的对流。据此，能够利用对流作用促进润滑剂的排出。此外，根据滚动轴承的使用目的不同，能够适当确定在凸状突起部的圆周方向两侧设置立起部，或者设置凸状突起部的圆周方向侧面。
实施例1
在此，关于滚动轴承的高速旋转时的升温与保持架的形状之间的 关系进行了试验。图6是用于本试验的评价试验装置50的剖视图，将作为试验轴承的圆柱滚子轴承1装配于壳体51中，以支承旋转轴52的一端侧。润滑剂对圆柱滚子轴承1的供给通过喷嘴53来进行。试验使用了图1所示的圆柱滚子轴承1(发明例)和图10所示的圆柱滚子轴承100(比较例1)。实施例1的试验条件(试验条件1)如下所示。
(试验条件1)
·轴承：圆柱滚子轴承(N1011RSTPKR)
·尺寸：内径φ55mm×外形φ90mm×宽度18mm
·油量条件：0.01cc/1shot(以2分钟间隔间断地供油)
·使用油：涡轮机油VG32
图7表示实施例1的试验结果。根据图7可知，相对于比较例1的圆柱滚子轴承100随着从运转开始经过一段时间随着旋转的加速而急剧地升温，在发明例的圆柱滚子轴承10中则抑制了升温。根据本试验结果可知，在本发明例的圆柱滚子轴承1中，提高了润滑剂的排出性，能够抑制异常升温。
实施例2
关于滚动轴承的高速旋转时发生的升温与保持架的形状之间的关系，与实施例1相比改变了试验条件来进行试验。在实施例2的试验中，也与实施例1同样使用了图6所示的评价试验装置50。试验使用了图1所示的圆柱滚子轴承1(发明例)、图10所示的圆柱滚子轴承100(比较例1)以及利用图8所示的保持架210的滚动轴承(比较例2)。本试验的试验条件(试验条件2)如下所示。
(试验条件2)
·轴承：圆柱滚子轴承(N1011RSTPKR)
·尺寸：内径φ55mm×外形φ90mm×宽度18mm
·油量条件：0.01cc/lshot(以8分钟间隔而间断地供油)
·使用油：涡轮机油VG32
图8所示的保持架210，与本发明的第一实施方式中所使用的保持架10相同，具有：沿轴向并列配置的一对圆环部212；和以连接两圆环部212之间的方式沿圆周方向以预定间隔配置的多个柱部216。由一对圆环部212和沿圆周方向相邻的两个柱部216形成兜孔211。在一对圆环部212的外周面213，以从轴向两侧夹持柱部216的方式形成有多个凸状突起部215。各凸状突起部215具有直径比柱部216的外周面大的凸状突起部外周面215a。保持架210采用了由形成于外圈内周面的保持架引导面，对凸状突起部的外周面215a进行引导的外圈引导方式。
图9表示实施例2的试验结果。根据图9可知，与比较例1、2的圆柱滚子轴承相比，抑制了发明例的圆柱滚子轴承1的温度上升。从本试验结果可知，在本发明例的圆柱滚子轴承1中提高了润滑剂的排出性，并抑制了升温。
在此，认为与比较例2的圆柱滚子轴承相比，发明例的圆柱滚子轴承1抑制了升温，其原因在于，相对于在比较例2中所使用的保持架210中凸状突出部215配置于柱部216的轴向两侧的结构，在发明例中所使用的保持架10中凸状突起部15仅仅形成在柱部16的轴向任一侧。比较例2中所使用的保持架210的柱部216，其外径方向利用外圈(未图示)，其圆周方向两侧利用圆柱滚子(未图示)，而且其轴向两侧利用凸状突出部215包围起来，以形成封闭空间。由于在该封闭空间内难以发生空气的对流，因此进入该封闭空间内的润滑剂难以从封闭空间向外部排出。
与此相对，在发明例的圆柱滚子轴承1中，能够将附着于柱部16外周侧的润滑剂从柱部16的轴向单侧(未形成有凸状突起部15的一侧)顺畅地排出。进而，通过使形成于保持架10与外圈2之间的引导间隙g与间隙G的大小在柱部16的轴向两侧相互不同，在两圆环部12之间产生压力差，而发生空气的对流。由此，利用对流作用进一步 促进了润滑剂的排出，从而提高了润滑剂的排出性。因此，根据发明例的圆柱滚子轴承1，能够抑制高速旋转时的异常升温，在进行润滑脂润滑时也能够缩短试运行的时间。
以上，对本发明的实施方式以及实施例进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式，只要在权利要求书所记载的范围内，便能够进行各种变更。本申请基于2010年8月18日申请的日本专利申请(特愿2010-183349)，在此作为参照编入其内容。