专利名称：滚动轴承用护圈和具有它的滚动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及机床主轴用轴和其它的用于一般产业机械的滚动轴承的护圈，以及具有该护圈的滚动轴承，还有滚动轴承的润滑结构。
背景技术：
在滚动轴承中，润滑的目的在于在滚动面和滑动面上，形成较薄的油膜，防止金属与金属直接接触，具有下述这样的效果。
(1)摩擦和磨耗的降低；(2)摩擦热的排出；(3)轴承寿命的延长；(4)防锈，防止异物的侵入。
为了发挥这些效果，必须采用适合使用条件的润滑方法。
一般，在机床的主轴，为了尽可能地减小搅拌的发热，采用非常少的量的润滑油。根据使用条件，采用润滑脂润滑，油雾润滑，空气油润滑，喷射润滑等。图17表示轴承的油量和摩擦损失、轴承温度之间的关系。
空气油润滑(图17的区域II)具有下述的方案，即，针对每个轴承，按照适合间距正确地对润滑油量进行测定、送出，连续地将该润滑油压送到供油管的末端，然后，通过朝向轴承设置的喷嘴，将该润滑油吹到润滑必要部。该润滑方法广泛地用作适合机床主轴的高速化，较低的温度上升的润滑方法。图18表示该润滑油供给系统，图19表示轴承周边图。
图18的润滑油供给系统将从油箱61进行计量，通过油通路62供给的润滑油与从空气通路63、64传送的空气混合，形成空气油，将其从空气油管线65经喷嘴66，排到滚动轴承51。象图19那样，该空气油从喷嘴66朝向滚动轴承51的内圈52的滚动面52a排出。
在该图的润滑系统中，由于在高速旋转时，轴承温度上升，故润滑油的油压形成能力下降。此外，由于旋转部周边的空气连续地回转而形成的空气幕也增加，故越高速旋转，润滑条件越困难，从喷嘴66供给的润滑油也难于进入轴承51的内部。
另外，如果排油(空气油的排气)未顺利地进行，则在轴承内部润滑油滞留，因搅拌阻力增加，这样升温增加。如果升温较大，则引起主轴的热膨胀造成的加工性能变差。
于是，在以空气油润滑为主的微量润滑的高速运转中，在轴承中要求下述的2个特性(1)具有较高的供油性(润滑油容易进入轴承内部)；(2)具有较高的排油性(容易将润滑油排到外部)。
象上述这样，为了防止在空气油润滑的高速运转时升温较大的情况，提供供油性、排油性较高的轴承规格就变得很重要。
图19，图20为上述轴承的润滑结构的规格实例，使喷嘴66的对准目标为轴承中发热最大的部位，即，最必须要求润滑油的内圈滚动面52a，由此，提高供油效率。此外，喷嘴66的对准的轴承背面侧g(承受外圈的轴向荷载的一侧)的内圈外径也减小，扩大供油空间。在角接触滚珠轴承中，在背面侧g的内圈外径或正面侧f的外圈内径处，设置称为“埋头孔”的装配所必需的锥面。在该埋头孔设置于背面侧g内圈外径的场合，由于内圈52的外径变小，故还具有扩大供油空间的作用。
但是，在滚动体54大于轴承宽度的场合，必须将护圈55的宽度增加到与轴承宽度相同的程度。其结果是，从喷嘴喷射的空气油的一部分与护圈55碰撞，妨碍润滑油的顺利供给。比如，在图21A中的由R表示的区域为润滑油的供给受到妨碍的区域。
在这样的场合，也可象图21B那样，降低喷嘴66的对准位置，以便护圈55和空气油相互不妨碍，但是，由于设置于内圈侧的衬圈58的外径较小，即，衬圈58的厚度减小，故喷嘴对准位置的高度也受到限制。
另一方面，供向轴承的润滑油通过轴承内部，通过图22所示的那样的流动，排向轴承外部。为了提高排油性，有效的方式是扩大位于护圈55和外圈53之间的空间(排油通路5A)、位于护圈55与内圈52之间的空间(排油通路5B)。
象这样，可减小形成排油通路5B的轴承的正面侧f的内圈外径D(图23)，增加外圈内径。但是，由于角接触滚珠轴承的内圈通过轴承的正面侧f的滚动面承受负荷(具有与滚动体接触的面)，故减小内圈外径会导致负荷能力，特别是倾斜方向的负荷能力的降低。如果负荷能力降低，则在滚动面和滚动体上，容易产生伴随永久变形的压痕，这是异常声音的发生和振动增加等的主要原因。
另外，在润滑油的角接触滚珠轴承中，比如，象图24那样，沿背面侧g的由箭头P表示的方向流入的润滑油从内圈72，进入护圈75和滚动体74的间隙，然后，象箭头Q所示的那样，通过离心力从护圈75和外圈73之间通过，排到轴承的侧面侧。
在这样的角接触滚珠轴承中，为了提高润滑油的流入性，人们提出了下述的方案，其中，按照与图示的实例相反，伴随朝向滚动体74直径增加的方式使护圈75的内径面倾斜，通过离心力，使附着于该倾斜面上的润滑油朝向滚动体74侧移动。
在角接触滚珠轴承使用润滑油的场合，必须抑制润滑油的搅拌造成的轴承的发热。在上述提出方案实例中，润滑油的流入性提高，但是，在作为出口的护圈75和外圈73之间的间隙与图24的实例一样较小。由此，润滑油的排出性变差，润滑油滞留于轴承的内部被搅拌，由此，发热程度增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种护圈和具有该护圈的滚动轴承，该护圈可实现向轴承内部的顺利的润滑油供给和排油，同时可确保对重物的负荷能力。
本发明的第1方案的轴承用护圈包括环状部分与多个柱部，该多个柱部分别按照从该环状部分的圆周方向的多个部位，沿轴向延伸的方式设置，在相互之间形成保持滚动体的窝槽，并且在上述环状部分的内径面，在上述环状部分的基本全宽的范围内具有沿轴向倾斜且轴向的中间侧的直径变小的倾斜部。在上述第1方案中，上述环状部分既可设置于轴向的两侧，也可仅仅设置于一侧。另外，上述倾斜部不仅设置于环状部分，也可按照从环状部分到柱部的范围设置。
上述方案的护圈用于空气油润滑结构、油雾润滑结构等的油润滑的滚动轴承等。在此场合，由于在该护圈中，在上述环状部分的内径面，在上述环状部分的基本全宽的范围内具有沿轴向倾斜且轴向的中间侧的直径变小的倾斜部，故由通过护圈的内径面与内圈的外径面之间的间隙构成的供油空间和排油空间扩大。
如果供油空间扩大，则即使为相对轴承宽度滚动体的直径较大的轴承，仍不对护圈造成妨碍，可将空气油等对准内圈滚动面。在此场合，不必降低喷嘴的对准的位置，于是，不必使内圈衬圈的厚度减小，可确保内圈衬圈的强度。另外，同样对于由护圈内径面与内圈外径面形成的排油通路，不必减小内圈外径，于是，可在不降低负荷能力的情况下扩大排油空间。于是，可抑制轴承内部的润滑油的滞留。
于是，上述作用是针对护圈为在轴向的两侧具有环状部分的形式的场合而进行描述的，但是，在护圈为仅仅在轴向的一侧具有环状部分的形式的场合，供油空间或排油空间的任何一个扩大。
如果象这样，采用该护圈，则不对内圈衬圈、内圈外径等的设计造成限制，可提高滚动轴承的供油性、排油性，可有助于通过升温增加的防止而提高运转可靠性，有助于通过低温上升而提高速度。于是，确保轴承的荷载负荷能力。
在上述第1方案中，最好护圈的倾斜部的倾斜角度在10～20°的范围内。在倾斜角度小于10°的场合，由于供油空间、排油空间相对不具有倾斜部的过去的护圈几乎没有变化，故难于提高供油排油效率。反之，在倾斜角度超过20°的场合，由于确保护圈的较大厚度的原因，难于将倾斜部延伸到护圈宽度的内侧，这样难于扩大供油空间、排油空间。
在上述第1方案中，最好上述倾斜部相对护圈宽度的宽度的比例在30％以上。在倾斜部的宽度的比例小于30％的场合，由于供油空间、排油空间相对不具有倾斜部的过去的护圈，几乎没有变化，故难于提高供油、排油效率。
在上述第1方案的滚动轴承中，多个滚动体介于内圈与外圈之间，该多个滚动轴承具有保持该多个滚动体的护圈，上述护圈采用上述第1方案的护圈。如果采用该方案的滚动轴承，则获得本发明的护圈的上述的各种效果。
上述第1方案的滚动轴承的润滑结构包括滚动轴承，其中，多个滚动体介于内圈与外圈之间，该滚动轴承具有保持该多个滚动体的护圈；喷嘴部件，该喷嘴部件在上述护圈的内径面和内圈的外径面之间喷射空气油或油雾等的润滑油，上述护圈使用的是上述第1方案的护圈。如果采用该润滑结构，则有效地发挥本发明的护圈的上述各种效果。
本发明的第2方案的角接触滚珠轴承包括保持滚动体的护圈，外圈的滚动面的背面侧的内径面中的与滚动面邻接的肩部以及上述护圈的外径面中的窝槽宽度的外圈背面侧的部分中的至少一者，由朝向外圈端侧直径增加的锥状面形成。
如果采用该方案，在外圈的背面侧的内径面中的与滚动面邻接的肩部由外圈端面侧的直径较大的锥状面形成的场合，在难于获得间隙的外圈的背面侧，外圈与护圈之间的间隙可增加，润滑油容易从该间隙排出。由此，可减少滞留于轴承内部而搅拌的油量，可抑制油的搅拌造成的发热。于是，运转可靠性提高，确保荷载负荷能力。
另一方面，将护圈的外径面的外圈背面侧的部分形成宽方向的端部侧的直径较大的锥状面的情况下，可减小护圈外径面的宽度方向的中间部分的外径，可增加外圈的背面侧的外圈与护圈之间的间隙。由此，润滑油容易从该间隙排出，可减少滞留于轴承内部而搅拌的油量，可抑制油的搅拌而造成的发热。于是，按照该方案，运转可靠性提高，确保对重物的负荷能力。
在上述第2方案中，该角接触滚珠轴承也可用于支承机床的主轴的轴承。
在机床的主轴中，为了提高加工效率，人们希望高速旋转，另外，为了提高加工精度，必须极力地抑制轴承的发热。由此，有效地发挥本发明的角接触滚珠轴承的发热抑制效果，防止发热，同时可实现主轴的高速旋转。
上述第2方案的带喷嘴角接触滚珠轴承组件包括上述第2方案的角接触滚珠轴承和润滑油供给喷嘴，该润滑油供给喷嘴设置于该角接触滚珠轴承的正面侧，将润滑油供向角接触滚珠轴承的内圈的外径面。润滑油供给喷嘴既可设置于轴承的背面侧，也可设置于正面侧。
如果采用该方案，将从润滑油供给喷嘴供给的润滑油吹向角接触滚珠轴承的内圈的外径面，能以良好的效率将润滑油供给到轴承内部。另外，由于通过本发明的上述作用，来自轴承的润滑油的排出性也良好，故可在油的搅拌造成的发热也受到抑制的同时，使轴承的润滑性提高。
根据参考附图的下述的优选实施例的说明，会清楚地理解本发明。但是，实施例和附图用于简单的图示和说明，其不应用于确定本发明的范围。本发明的范围通过权利要求的范围确定。在附图中，多个附图中的相同的部件标号表示同一部分。
图1为本发明的第1实施例的滚动轴承的局部剖视图；图2A和图2B分别为第1实施例的护圈的纵向剖视图和从内径侧观看的展开图；图3为采用滚动轴承的空气油润滑结构的剖视图；图4为对第1实施例与相对过去实例的旋转速度的外圈温度上升倾向进行比较的曲线图；图5为采用滚动轴承的空气油润滑结构的另一实例的剖视图；图6为图5的局部放大剖视图；图7为表示本发明的第2实施例的角接触滚珠轴承的剖视图；
图8为将该轴承与过去的角接触滚珠轴承进行比较而表示的局部放大剖视图；图9为表示本发明的第3实施例的带喷嘴的角接触滚珠轴承组件的剖视图；图10为表示采用图7的角接触滚珠轴承主轴装置的剖视图；图11为表示本发明的第4实施例的角接触滚珠轴承的剖视图；图12为将该轴承与过去的角接触滚珠轴承进行比较而表示的局部放大剖视图；图13为表示本发明的第5实施例的角接触滚珠轴承的剖视图；图14为将该轴承与过去的角接触滚珠轴承进行比较而表示的局部放大剖视图；图15为表示本发明第第6实施例的角接触滚珠轴承的剖视图；图16A为表示参考方案实例的角接触滚珠轴承的剖视图，图16B为已有实例的剖视图；图17为表示轴承润滑的油量区域与温度上升倾向和磨耗损耗之间的关系的曲线图；图18为过去的空气油供给系统的说明图；图19为过去的空气油润滑结构的轴承和喷嘴部件的剖视图；图20为图19的局部放大剖视图；图21A为表示上述过去实例的润滑油供给不良部分的剖视图；图21B为回避方案实例的剖视图；图22为过去实例的排油通路的说明图；
图23为过去实例的内圈外径的说明图；图24为表示过去的角接触滚珠轴承的润滑油的供排通路的说明图。
具体实施例方式
下面结合图1，对本发明的第1实施例进行描述。在该滚动轴承1中，在内圈2和外圈3的滚动面2a，3a之间，设置有多个滚动体4。该滚动轴承1具有保持该多个滚动体4的护圈5。该滚动轴承1为角接触滚珠轴承，内圈2的轴承背面侧g的外径与外圈3的轴承正面侧f的内径，形成构成埋头孔的锥面2b、3b。该滚动体4由钢珠等的滚珠形成。
象图2所示的那样，护圈5包括环状部分5a和多个柱部5b，该多个柱部5b分别按照从该环状部分5a的圆周方向的多个部位沿轴向延伸的方式设置，在它们之间形成保持滚动体4的窝槽6。该环状部分5a设置于轴向的两侧。在这些环状部分5a的内径面上，设置有倾斜部7，该倾斜部7沿轴向倾斜轴向的中间侧的直径较小。该倾斜部7在环状部分5a的基本全宽范围内延伸，在图示的实例中，其从环状部分5a延伸到柱部5b。另外，在护圈5的内径面的轴向宽度的基本中间处，设置有中间突部8，该中间突部8用于向滚动体导向，其向内径侧突出。中间突部8在柱部5b的圆周方向整个宽度的范围内延伸，沿轴向的截面形状呈向下的梯形状。
护圈5的上述倾斜部7相对轴承轴心的倾斜角度在10～20°的范围内。倾斜部7的宽度与护圈宽度的比例在30％以上。在这里所说的倾斜部7的宽度指两侧的各倾斜部7的宽度的总和。在本实例中，倾斜部7的宽度与护圈宽度的比例基本在65％以上。护圈5的导向方式比如，为滚动体导向方式。护圈5的材料为树脂或金属等。在树脂的场合，比如，采用通过玻璃纤维增强的聚酰胺树脂等。
护圈5的窝槽6的形状比如，呈其直径比滚动体4的外径稍大的圆筒状。此外，窝槽6的形状既可为球面状，也为方形状。在本实施例中，在护圈5的两侧具有环状部5a，但是，也可为仅仅在一侧，具有环状部的形式的护圈，比如，冠型等的护圈。
该方案的滚动轴承1比如，按照象图3所示的那样，与喷射空气油的喷嘴部件9相组合的方式使用，通过滚动轴承1和喷嘴部件9构成空气油润滑结构。喷嘴部件9为在护圈5的内径面和内圈2的外径面之间具有喷射空气油的喷嘴孔10的部件。按照与滚动轴承1的外圈3邻接的方式设置。喷嘴孔10的喷射孔10a朝向内圈2的滚动面2a。喷嘴部件9按照比如与设置了外圈3的外壳11的内径面嵌合的方式设置。在该喷嘴部件9的内径侧，按照与内圈2邻接的方式设置有内圈衬圈12。该喷嘴部件9的喷嘴孔10的喷射孔10a与空气油供给机构连接。该空气油供给机构比如为结合图18而描述的润滑油供给系统。
在形成这样的空气油润滑结构的场合，如果采用本实施例的滚动轴承1，则获得下述的作用。即，由于在护圈5的内径面，设置有倾斜部7，该倾斜部7沿轴向倾斜轴向的中间侧的直径变小，故由护圈5的内径面和内圈2的外径面之间的间隙形成的供油空间S1和排油空间S2扩大。
如果供油空间S1扩大，则即使在相对轴承宽度滚动体4的直径较大的的轴承的情况下，仍可在不妨碍该护圈5的情况下，从喷嘴孔10向内圈滚动面2a对准而喷射空气油等。在该场合，不必降低喷嘴的对准位置，于是，不必减小内圈衬圈12的厚度，可确保内圈衬圈12的强度。另外，同样对于在护圈5的内径面与内圈2的外径面之间形成的排油空间S2，不必减小内圈外径，于是，可不降低负荷能力就能扩大排油空间S2。由此，可抑制轴承内部的润滑油的滞留。
由于象这样，在护圈5的内径面设置倾斜部7，故不对内圈衬圈12和内圈2的外径等的设计造成限制，可提高滚动轴承1的供油性、排油性，可通过防止升温增加提高运转可靠性以及低的温度上升，期望得到高速化。
但是，即使在护圈5中，设置倾斜部7的情况下，如果其尺寸不适合，无法提高供油性和排油性，另外，同样对于倾斜部7的角度，对供油性和排油性造成较大影响。比如，象图19，图20所示的护圈55那样，按照呈倒角状，在内径面的缘部设置倾斜部57的程度，倾斜部57的宽度不够大，无法提高供油性和排油性。
在本实施例中，由于倾斜部7设置于护圈5的环状部分5a的基本全宽范围内，故通过上述供油空间S1和排油空间S2的扩大，获得供油性和排油性的提高效果。倾斜部7宽度与护圈宽度的比例最好在30％以上。在倾斜部7的宽度的比例不到30％的场合，由于供油空间、排油空间相对不具有倾斜部的过去的护圈，几乎没有变化，故难于提高供油、排油效率。
最好，护圈5中的倾斜部7的倾斜角度在10～20°的范围内。在倾斜角度小于10°的场合，由于供油空间S1、排油空间S2相对不具有倾斜部7的过去的护圈几乎没有变化，故难于提高供油，排油效率。反之，在倾斜角度超过20°的场合，由于因确保护圈厚度的原因，难于将倾斜部设置到护圈宽度的内侧，即，由于倾斜部7宽度与护圈宽度的比例变小，故难于扩大供油空间S1、排油空间S2。
图4表示本实施例的滚动轴承1，与图19，图20所示的已有轴承51的空气油润滑运转时的外圈温度上升的试验结果。上述已有的轴承51采用下述的护圈55，在其内径面的缘部具有倒角状的倾斜部57，其它的方案与本实施例所示的滚动轴承1相同。表1表示护圈类型，表2表示运转条件。
表1护圈类型比较
表2运转条件
根据图4知道，在到14000min-1(dn值70万)的低中速区域，呈现两者同等的温度上升，可是在超过14000min-1(dn值70万)的高速区域，本实施例的护圈5的场合，呈现较低的温度上升。dn值为轴承内体与旋转速度的乘积。对于本实施例的轴承与已有轴承，护圈形状以外的轴承类型和运转条件相同，护圈5的不同造成的供油性，排油性有助于低的温度上升。
图5，图6表示采用第1实施例的滚动轴承1的空气油润滑结构的另一实例。在本实例中，喷嘴部件9具有插入到护圈5的内径面与内圈2的外径面之间的喷嘴孔形成突部9a，在该突部9a中的与内圈外径面面对的面上，设置有喷嘴孔10的开口部10a。内圈2中的插入上述喷嘴孔形成突部9a的外径面为上述锥面3b。喷嘴孔形成突部9a与内圈2的锥面2b之间形成微小间隙。另外，在该内圈2的锥面2b中的与喷嘴开口部10a面对的部分上，形成截面呈V形的周槽13。此外，喷嘴部件9分为喷嘴主体9A，与具有上述喷嘴孔形成突部9a的突部形成部件9B，但是也可为一体型。
在本实施例的场合，从喷嘴孔10，排到内圈2的锥面2b的润滑油通过伴随表面张力和内圈2的旋转的离心力附着于锥面2b上，同时流动，供给滚动面2a。在此场合，由于在护圈5的内径面设置有锥部7，故此间的空间可扩大，能以较大的深度插入喷嘴部件9的喷嘴孔形成突部9a。由此，象图6中以扩大方式所示的那样，可使内圈2的锥面2b中的，与喷嘴孔形成突部9a的面对范围较长，润滑油的附着流动良好，润滑性提高。即，如果上述面对范围L较短，则润滑油未良好地附着于内圈2的锥面2b上，具有因离心力而飞散的危险，但是，通过尽可能地较深地插入喷嘴孔形成突部9a，增加面对范围L的长度，防止上述飞散，有效地供给到滚动面2a的润滑油的比例较高。
另外，上述实施例是针对适合用于角接触滚珠轴承的场合而进行描述的，但是，本发明的滚动轴承1和护圈5即使在用于深槽球轴承、滚轴轴承等的情况下，仍可提高供油性、排油性。
此外，护圈5的材质和导向形式没有限制，如果象上述那样，在内径面具有倾斜部7，则可提高供油性、排油性。
还有，护圈5中的倾斜部7的效果不限于空气油润滑，对于油雾润滑等的油润滑来说也是有效的。
图7和图8表示本发明的第2实施例。第2实施例的角接触滚珠轴承21包括保持滚动体4的护圈5，保持在该护圈5的窝槽6内的多个滚动体4介于内圈2和外圈3的滚动面2a、3a之间。滚动体4由滚珠形成。在外圈3中，其滚动面3a的背面侧g的内径面的整体由外圈端面侧的直径较大的锥状面3b形成。另外，在外圈3的背面侧g的内径面中，至少与滚动面3a邻接的肩部A，即，滚动面3a的附近部分可形成外圈端面侧的直径较大的锥状面3b，也可不必整体形成锥状面3b。在图8中，为了与已有实例相比较，通过双点虚线表示与上述锥状面3b相对应的已有实例的外圈内径面。在已有实例中，外圈内径面的端部附近形成锥面，但是，肩部A’形成圆筒状面。
如果采用该结构的角接触滚珠轴承21，则在通过润滑油使用的场合，由于外圈3的内径面的肩部A由外圈端面侧的直径较大的锥状面3b形成，故象与图8的通过双点虚线表示的已有实例进行比较而知道的那样，外圈3的背面侧g与护圈5之间的间隙a变大。由此，流入轴承内的润滑油容易从间隙a排出，于是，可减少滞留于轴承内部而搅拌的油量，可抑制该油的搅拌造成的发热。
图9表示本发明的第3实施例。本实施例的带喷嘴的角接触滚珠轴承组件30包括图7的实施例的角接触滚珠轴承21与喷嘴部件9，该喷嘴部件9向该角接触滚珠轴承21的内圈2的外径面供给润滑油。该喷嘴部件9按照与角接触滚珠轴承21邻接的方式，安装于装有角接触滚珠轴承21的外圈3的外壳(图中未示出)的内径面上。在该喷嘴部件9中，按照与内圈2的轴承背面侧(即，内圈正面侧)g的外径面面对的方式，设置有开有喷射口10a的喷射孔10。该喷射孔10设置于喷嘴部件9的圆周方向的1个或多个部位。喷射孔10的入口与按照从喷嘴部件9延伸到外壳的方式设置的供油通路29连通，与润滑油的供给源(图中未示出)连接。
如果采用该结构的带喷嘴的角接触滚珠轴承组件30，则向角接触滚珠轴承的内圈2的外径面，吹从喷嘴部件9供给的润滑油，有效地将其供给轴承内部。由于象上述那样，外圈3的背面侧的内径面为锥状面3b，来自外圈3与护圈5之间的间隙a的润滑油的排出性也良好，故在抑制油的搅拌造成的发热的同时，使润滑性提高。
图10表示采用图7的角接触滚珠轴承21的主轴组件40。该主轴组件40应用于机床，在主轴15的端部15a上安装有工具或工件的夹头。主轴15通过沿轴向离开的多个角接触滚珠轴承21支承，按照与这些角接触滚珠轴承21邻接的方式，设置图9的喷嘴部件9。各角接触滚珠轴承21的内圈2与主轴15的外径面嵌合，外圈3与外壳11的内径面嵌合。该内圈2、外圈3通过内圈压靠件25和外圈压靠件26，固定于外壳11内。外壳11为内周外壳11A和外周外壳11B的双重结构，在内周外壳11A与外周外壳11B之间形成冷却媒体流路16。在内周外壳11A中，设置有上述供油通路29(图9)和供给口29a。外壳11设置于支承座17上，通过螺栓18固定。另外，在外壳11中，在内径面的角接触滚珠轴承21的设置部附近处，设置排油槽22，设置从该排油槽22，向外部敞开的排油通路23。
象这样，发热抑制效果优良的上述结构的角接触滚珠轴承21用于机床的主轴组件40的主轴15的支承，由此，不导致发热造成的加工精度的降低，可实现主轴15的高速旋转。
图11和图12表示本发明的第4实施例。在该角接触滚珠轴承21A中，针对第2实施例的角接触滚珠轴承21(图7)，代替外圈3的内径面的肩部A由锥状面3b形成的方式，而下述部分采用宽度方向的端部侧的直径较大的锥状面6b、6c，该下述部分指相对护圈5的外径面的窝槽形成部分，即形成窝槽6的具有与该窝槽6直径相当宽度的圆周方向的延长部分，外圈背面侧g的部分B1和外圈正面侧f的部分B2。象这样，形成锥状面6b、6c，由此，护圈5按照外径面的宽度方向的中间部逐渐地下凹的截面形状的方式形成。其它的结构与第2实施例的场合相同。在图12中，为了与已有实例进行比较，通过双点虚线表示已有实例的护圈外径面B’。
在该结构的角接触滚珠轴承21A中，在通过润滑油使用的场合，由于护圈外径面的外圈背面侧的部分B1由端部侧的直径较大的锥状面6b形成，故使护圈外径面的中间部分的外径减小，这样与过去实例相比较，可增加外圈3的背面侧与护圈5之间的间隙a。这样，润滑油容易从该间隙a排出，可减少滞留于轴承内部而搅拌的油量，可抑制油的搅拌造成的发热。
图13和图14表示第5实施例。在该角接触滚珠轴承21B中，针对第2实施例的角接触滚珠轴承21，下述部分由宽度方向的端部侧的直径较大的锥状面6b、6c形成，该下述部分指相对护圈5的外径面的窝槽形成部分，外圈背面侧g的部分B1和外圈正面侧f的部分B2。象这样，形成锥状面6b、6c，由此，护圈5按照形成外径面的宽度方向的中间部逐渐地下凹的截面形状的方式形成。即，外圈3的内径面的肩部A(图7)形成于锥状面3b，并且护圈5的外径面部分B1、部分B2由宽度方向的端部侧的直径较大的锥状面6b、6c形成。其它的结构与第2实施例的场合相同。在图14中，为了与已有实例进行比较，通过双点虚线表示上述锥状面3b、6b、6c的部分相对应的已有实例的外圈内径面肩部A’和护圈外径面B’。
在该结构的角接触滚珠轴承21B中，由于外圈3的背面侧g的内径面中的与滚动面邻接的肩部A由外圈端面侧的直径较大的锥状面形成，故外圈3的背面侧g的外圈3与护圈5之间的间隙a可增加。在本结构中，由于护圈5的外径面中的外圈背面侧g的部分B1由宽度方向的端部侧的直径较大的锥状面形成，故背面侧g的外径内径面与护圈外径面均在倾斜方向的锥状面3b、6b相对。由此，可在加大护圈5的外径确保护圈5的刚性的同时，增加外圈3与护圈5之间的间隙a，可改善来自该间隙a的润滑油的排油性。于是，抑制油的搅拌造成的发热，并且可确保护圈刚性。
图15表示本发明的第6实施例。在该角接触滚珠轴承21C中，针对第2实施例的角接触滚珠轴承21，内圈2的滚动面2a的轴承正面侧(内圈背面侧)f的外径面由内圈端面侧的直径较小的锥状面2b形成。该锥状面2b也可设置于滚动面2a的轴承正面侧f的内圈外径面的整体上，但是，在本实例中，与滚动面2a邻接的肩部C呈圆筒状残留，剩余的外径面部分为锥状面。
象这样，在内圈2的外径面由锥状面2b形成的场合，在从轴承正面侧f供给润滑油时，润滑油朝向轴承内部的流入性提高。由此，外圈3的内径面的肩部A由锥状面3 b形成，使润滑油的排出性提高，伴随该情况可进一步提高润滑性。其它的结构、效果与第2实施例的场合相同。
图16A表示参考方案实例。该角接触滚珠轴承21D针对图15的实施例的角接触滚珠轴承21C，代替外圈3的内径面的肩部A呈锥状面3b的形状的方式而形成圆筒状面，该内径面的外圈端部侧的部分为锥状面。即，外圈3呈与图24所示的已有实例相同的形状，内圈2的滚动面2a的轴承正面侧(内圈背面侧)f的外径面由内圈端面侧的直径较小的锥状面2b形成。其它的结构与图15的在该方案的角接触滚珠轴承21D中，由于内圈2的轴承正面侧的外径面由锥状面2b形成，故轴承正面侧f处的护圈5的内径面与内圈外径面的锥状面2b之间的间隙b增加。于是，即使在按照与轴承正面侧f邻接的方式设置图9所示的那样的喷嘴部件9的情况下，仍可将从喷嘴部件9供给的润滑油充分地供给到轴承内部。另外，内圈2的负荷侧的轴承正面f侧(内圈背面侧)的槽肩部的强度也可充分地确保。
与图16B所示的，一般的带护圈的角接触滚珠轴承71进行比较。在象该图这样的一般的角接触滚珠轴承71中，由于内圈72的轴承背面g侧(内圈正面侧)为非负荷侧，故可减小内圈外径，但是，由于内圈72的轴承正面f侧为负荷侧，故为了确保槽肩尺寸，将内圈内径设定在较大值。由此，在轴承正面侧f，护圈75的内径面与内圈72的外径面之间的间隙b小于轴承背面侧g(间隙c)，无法通过来自轴承正面侧的喷嘴充分地向轴承内部供油。这样的课题可通过该图(A)的内圈外径面的锥状面2b消除。
另外，在图9中，给出按照与图7的角接触滚珠轴承21邻接的方式设置喷嘴部件9的带喷嘴的角接触滚珠轴承30的实例，但是也可按照与图11～图15所示的各角接触滚珠轴承21A～21C邻接的方式，设置喷嘴部件9，构成带喷嘴的角接触滚珠轴承。
此外，在图10中，给出图7的角接触滚珠轴承21与喷嘴部件9一起装配的主轴组件40的实例，但是，也可为将图11～15所示的角接触滚珠轴承21A～21C与喷嘴部件9一起装配的方案。
权利要求
1.一种滚动轴承用护圈，该轴承用护圈包括环状部分与多个柱部，该多个柱部分别按照从该环状部分的圆周方向的多个部位沿轴向延伸的方式设置，在相互之间形成保持滚动体的窝槽，并且在上述环状部分的内径面，在上述环状部分的基本全宽的范围内具有沿轴向倾斜，轴向的中间侧的直径变小的倾斜部。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承用护圈，其特征在于上述环状部分设置于轴向的两侧。
3.根据权利要求1所述的滚动轴承用护圈，其特征在于上述倾斜部的倾斜角度在10～20°的范围内。
4.根据权利要求1所述的滚动轴承用护圈，其特征在于上述倾斜部相对护圈宽度的宽度的比例在30％以上。
5.一种滚动轴承，在该滚动轴承中，多个滚动体介于内圈与外圈之间，该滚动轴承具有保持该多个滚动体的护圈，其特征在于上述护圈采用权利要求1所述的护圈。
6.一种滚动轴承的润滑结构，该滚动轴承的润滑结构包括滚动轴承，其中，多个滚动体介于内圈与外圈之间，该滚动轴承具有保持该多个滚动体的护圈，喷嘴部件，该喷嘴部件在上述护圈的内径面和内圈的外径面之间喷射空气油或油雾等的润滑油，其特征在于上述护圈采用权利要求1所述的护圈。
7.一种角接触滚珠轴承，该角接触滚珠轴承包括保持滚动体的护圈，其特征在于外圈的滚动面的背面侧的内径面中的与滚动面邻接的肩部和上述护圈的外径面中的窝槽宽度的外圈背面侧的部分中的至少一者，由朝向外圈端侧直径增加的锥状面形成。
8.根据权利要求7所述的角接触滚珠轴承，其特征在于其用于支承机床的主轴的轴承。
9.一种角接触滚珠轴承组件，该角接触滚珠轴承组件包括权利要求7所述的角接触滚珠轴承和润滑油供给喷嘴，该润滑油供给喷嘴设置于该角接触滚珠轴承的正面侧，将润滑油供向角接触滚珠轴承的内圈的外径面。
全文摘要
本发明涉及一种滚动轴承用护圈和具有它的滚动轴承。为了可向轴承内部顺利进行润滑油供给和排油，同时可确保对重物的负荷能力，在护圈和具有该护圈的滚动轴承中，护圈(5)包括环状部分(5a)与多个柱部(5b)，该多个柱部(5b)在相互之间，形成保持滚动体(4)的窝槽(6)。在上述环状部分(5a)的内径面上，在上述环状部分(5a)的基本全宽的范围内具有沿轴向倾斜，轴向的中间侧的直径变小的倾斜部(7)。
文档编号F16C33/58GK1598341SQ200410073998
公开日2005年3月23日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月19日
发明者植田敬一, 上野馨, 米泽正喜 申请人:Ntn株式会社