轴承装置的冷却结构制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种轴承装置，其中，在沿轴向并列的多个滚动轴承的外圈之间和内圈(3)之间分别夹设有外圈间隔件(4)和内圈间隔件(5)，外圈和外圈间隔件(4)设置于外壳中，内圈(3)和内圈间隔件(5)与主轴(7)嵌合。在外圈间隔件(4)中设置喷嘴(12)，该喷嘴(12)将由空气和油的混合物、或单纯的油形成的冷却用流体吹到内圈(3)或内圈间隔件的外周面，从而将该冷却用流体供给到滚动轴承。该喷嘴(12)按照喷射口侧向主轴(7)的旋转方向的前方而倾斜的方式设置。通过如上述那样构成轴承装置，可对滚动轴承进行良好的润滑，并且可以良好的效率对滚动轴承的内圈(3)、内圈间隔件(5)以及嵌合于这些部件的内周的主轴(7)进行冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轴承装置的冷却结构相关申请本专利技术要求申请日为2012年9月24日申请号为JP特愿2012-209135号，申请日为2012年9月24日申请号为JP特愿2012-209136号，申请日为2012年9月24日申请号为JP特愿2012-209137号，申请日为2012年9月24日申请号为JP特愿2012-209138以及申请日为2012年9月24日申请号为JP特愿2012-209139的申请的优先权，通过参照其整体作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。
本专利技术涉及轴承装置的冷却结构，本专利技术涉及比如机床的主轴和组装于主轴上的轴承装置的冷却结构。
技术介绍
在机床的主轴装置中，由于确保加工精度和提高加工效率的必要性，对于用于主轴的支承的轴承，人们要求用于装置的温度的上升的抑制和加工效率的提高的与高速化相反的技术。由于该情况，在轴承的冷却方法、润滑方法等中，最近介绍有各种新的技术。关于轴承的冷却方法，比如，公开有下述的方法，其中，对两个轴承之间的空间，以与旋转方向成角度的方式喷射冷风而形成回转流，由此进行冷却(专利文献1)。另外，公开有下述的方法，其中，对内圈间隔件进行空气冷却的空气吹出口设置于轴承箱或主轴上，通过将压缩空气吹到内圈间隔件而进行空气冷却，由此间接地冷却轴承的内圈(专利文献2)。如果对内圈进行冷却，则具有通过冷风而释放发生热的作用，与通过内圈温度的降低而降低轴承的预压的作用，通过这些作用，可期待协同的轴承的温度的抑制效果。公开有下述方法，其中，在内圈上采用密度小于钢、线膨胀低、弹性率大的陶瓷，由此减小内圈的径向的膨胀量，减轻预压(专利文献3)。另外，关于轴承的润滑方法，比如，在专利文献4中公开有适于高速运转的油气润滑方法的技术。在该技术中，在轴承内圈的外径面上设置与轨道面连接的斜面部，在该斜面部上设置具有间隙而延伸的环状的喷嘴部件。在喷嘴部件上设置对内圈斜面部喷射油气的喷嘴，能可靠地将通过喷嘴而喷射的油气中的油附着于斜面部上。已附着的油通过旋转而产生离心力和附着力，构成附着流，可靠地将油导入轴承内部。由此，可实现轴承的高速化，并且与过去的供油方法相比较，可降低噪音。如果上述油气润滑方法的技术用于多个滚动轴承于轴向并列的轴承装置，则比如作为提案例1而给出的图81、图82那样。即，如图81所示的那样，该轴承装置包括于轴向并列的两个滚动轴承101、101，在各滚动轴承101、101的外圈102、102之间和内圈103、103之间，分别夹设外圈间隔件104和内圈间隔件105。在该例子中，滚动轴承1为角接触滚珠轴承。两个滚动轴承101、101按照通过外圈间隔件104和内圈间隔件105的宽度尺寸差而设定初期预压的方式使用。如图82所示的那样，外圈间隔件104由外圈间隔件主体110和一对喷嘴部件111、111构成，在各喷嘴部件111上设置喷嘴112，该喷嘴112将油气供给到滚动轴承101。喷嘴112的喷射口112a经由间隙δ而与内圈103的肩面(斜面部)103b面对。在内圈103的肩面103b上，在与喷嘴112的喷射口112a面对的轴向位置，形成在圆周方向并列的多个环状凹部120。轴承润滑用的油气通过图81所示的外部的油气供给装置145，经由供给口140、供给孔147、外圈间隔件104内的导入通路113，通过喷嘴112而喷射。已喷射的油气中的油在内圈103的环状凹部120吹到内圈103，附着于内圈103上。已附着的油通过附着力和内圈103的旋转而产生的离心力，在图82所示的肩面103b上构成附着流，被引导到轨道面103a侧，用于滚动轴承101的润滑。图83A为提案例2的轴承装置的冷却结构的剖视图，图83B为该冷却结构的主要部分的放大剖视图，图84为沿图83A中的84-84线的剖视图。图85、图86表示在于内圈间隔件180的外径表面上，朝向轴旋转方向而喷射冷却空气，经由内圈间隔件180对轴承进行冷却的图83A、图83B、图84的结构中，通过与旋转速度的关系，对轴承内圈181和外圈182的温度和此时的噪音值进行试验的结果。在图85和图86中，空白圈为没有冷却的结果，涂黑圈表示进行冷却的场合的结果。如图85所示的那样而推算到，通过进行空气冷却，运转中的内圈181和外圈182的温度降低，抑制轴承预压的增加。但是，如图86所示的那样，通过进行空气冷却，与没有进行空气冷却的场合相比较，最大程度为20dB(A)。另外，如提案例3而给出的图87那样，在轴承装置J中，一般，油气AO和冷却用空气A的供给排通路像下述那样，在该轴承装置J中，由角接触滚珠轴承构成的四个滚动轴承1A、1B、1C、1D按照下述方式配置，该方式为：左侧的两个滚动轴承1A、1B和右侧的两个滚动轴承1C、1D分别并列组合，中间的两个滚动轴承1B、1C相互在背面组合而配置。即，油气AO如虚线的箭头所示的那样，从设置于中间的外圈间隔件4M的轴向两端的油供给口(图中未示出)供给到中间的两个滚动轴承1B、1C，并且从设置于左右两侧的外圈间隔件4L、4R上的油供给口(图中未示出)分别供给到外侧的滚动轴承1A、1D。冷却用空气A如实线的箭头所示的那样，从设置于中间的外圈间隔件4M上的冷却用空气喷射口11M喷射到中间的外圈间隔件4M和内圈间隔件5M之间，并且从设置于左右两侧的外圈间隔件4L、4R上的各冷却用空气喷射口11L、11R喷射到左右两侧的外圈间隔件4L、4R和内圈间隔件5L、5R之间。将润滑用的油供给到滚动轴承1A、1B、1C、1D后的空气以及对轴承装置J和主轴7进行冷却后的冷却用空气A均从设置于各外圈间隔件4L、4M、4R的轴向两端上的排气口(图中未示出)排到主轴装置的外部。在图87的轴承装置J的场合，从中间的外圈间隔件4M的油供给口而喷射的油气AO中的油沿与从中间的外圈间隔件4M的冷却用空气喷射口11M而喷射的冷却用空气A相同的方向流动。但是，从左右两侧的外圈间隔件4L、4R的冷却用空气喷射口11L、11R而喷射的冷却用空气A的一部分还流到中间的滚动轴承1B、1C。由于从该左右两侧的外圈间隔件4L、4R的冷却用空气喷射口11L、11R而喷射的冷却用空气A的流动方向相对从中间的外圈间隔件4M的油供给口而喷射的油气AO的空气的流动方向相反，故该冷却用空气A和油气AO在中间的滚动轴承1B、1C的轴向外侧部140处碰撞，油气AO不能顺利地流动。于是，油气AO中的油不能充分地供给到上述轴向外侧部140，导致过度的升温。现有技术文献专利文献专利文献1：JP特开2000-161375号公报专利文献2：JP特开2000-296439号公报专利文献3：JP特开2012-26496号公报专利文献4：JP特许4261083号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题为了实现轴承的高速化，运转中的轴承温度的抑制以及润滑油的可靠的供给是必要条件。由于专利文献1、2的轴承的温度抑制技术为利用压缩空气的轴承的冷却，故虽然可比较廉价地构成装置，但具有消耗大量的空气的问题。另一方面，运转中的轴承预压受到内外圈的径向膨胀量的影响。如果一般采用钢制的内外圈而进行运转，则与轴承箱通过油等而强制冷却的外圈侧相比较，内圈的发生热难以释放。其结果为，内圈的温度高于外圈的温度。于是，内圈侧的膨胀量与该发热的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承装置的冷却结构，在该轴承装置中，在沿轴向并列的多个滚动轴承的外圈之间和内圈之间分别夹设有外圈间隔件和内圈间隔件，上述外圈和外圈间隔件设置于外壳中，上述内圈和内圈间隔件与主轴嵌合，其特征在于，在上述外圈间隔件中，按照喷嘴的喷射口侧向上述主轴的旋转方向的前方倾斜的方式设置喷嘴，该喷嘴将由空气和油的混合物、单纯的油或单纯的压缩空气形成的冷却用流体吹到上述内圈或上述内圈间隔件的外周面，从而将该冷却用流体供给上述滚动轴承。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.24 JP 2012-209135;2012.09.24 JP 2012-209131.一种轴承装置的冷却结构，在该轴承装置中，在沿轴向并列的多个滚动轴承的外圈之间和内圈之间分别夹设有外圈间隔件和内圈间隔件，上述外圈和外圈间隔件设置于外壳中，上述内圈和内圈间隔件与主轴嵌合，其特征在于，在上述外圈间隔件中，按照喷嘴的喷射口侧向上述主轴的旋转方向的前方倾斜的方式设置喷嘴，该喷嘴将由空气和油的混合物、或单纯的油形成的冷却用流体吹到上述内圈或上述内圈间隔件的外周面，从而将该冷却用流体供给上述滚动轴承，上述喷嘴按照上述冷却用流体朝向上述内圈间隔件的外周面而喷射的方式设置，上述内圈间隔件的外周面为将从上述喷嘴喷射出的上述冷却用流体导向到两侧的上述滚动轴承的形状,上述冷却用流体为压缩空气，在上述外圈间隔件上，按照朝向旋转方向的前方而倾斜的方式设置朝向上述内圈间隔件的外周面而喷射压缩空气的喷嘴，上述外圈间隔件中的具有上述喷嘴的喷射口的内周面与和上述喷射口面对的上述内圈间隔件的外周面之间的间隙为0.7mm以上，并且在上述喷嘴的直径的1/2以下。2.根据权利要求1所述的轴承装置的冷却结构，其特征在于，上述内圈间隔件的外周面为如下倾斜面，该倾斜面中，从上述喷嘴喷射的上述冷却用流体所吹到的部位的外径最小，从上述部位越接近上述滚动轴承其外径越大，上述内圈间隔件的外周面的轴向外侧端的外径等于或大于上述滚动轴承的内圈的上述内圈间隔件侧端的外径。3.根据权利要求1所述的轴承装置的冷却结构，其特征在于，在上述内圈间隔件的外周面上设置圆周槽与螺旋槽，该圆周槽位于从上述喷嘴所喷射的上述冷却用流体所吹到的部位，该螺旋槽的一端与上述圆周槽连接，在上述主轴的旋转方向上，圆周相位越错开则该螺旋槽越接近上述滚动轴承。4.根据权利要求1所述的轴承装置的冷却结构，其特征在于，在上述外圈间隔件中设置将润滑油供给到轴承内的润滑用喷嘴，上述润滑用喷嘴朝向上述内圈的轨道面而喷射润滑油。5.根据权利要求1所述的轴承装置的冷却结构，其特征在于，还在上述外圈间隔件或上述内圈间隔件上设置向径向突出的凸部，该凸部位于上述喷嘴的喷射口的轴向两侧，在与该凸部的径向前端部面对的周面之间形成上述间隙，该间隙小于上述外圈间隔件的具有上述喷射口的内周面与和上述喷射口面对的上述内圈间隔件的外周面之间的间隙。6.根据权利要求5所述的轴承装置的冷却结构，其特征在于，上述凸部设置于上述内圈间隔件的外周面的宽度方向中间部，在上述外圈间隔件上设置将润滑油供给到轴承内的润滑用喷嘴，在上述凸部的轴向两侧端面与上述润滑用喷嘴的内侧端面之间设置轴向间隙。7.根据权利要求1所述的轴承装置的冷却结构，其特征在于，上述冷却用流体为压缩空气，在上述内圈间隔件的外周面的从上述喷射口...

【专利技术属性】
技术研发人员：森正继，水谷守，恩田裕士，玉田健治，林康由，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP