專(zhuān)利名稱(chēng)：滾動(dòng)軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為關(guān)于用于支持加工機(jī)械用主軸裝置等高速主軸的滾動(dòng)軸承裝置。
背景技術(shù)：
滾動(dòng)軸承保持器的導(dǎo)向形式，有外環(huán)導(dǎo)向、內(nèi)環(huán)導(dǎo)向、轉(zhuǎn)動(dòng)體(球或滾子)導(dǎo)向的方式。加工機(jī)械用主軸裝置中，滾動(dòng)軸承多用于內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)環(huán)導(dǎo)向方式的保持器中潤(rùn)滑油因離心力不易保持于導(dǎo)向面。因此，從潤(rùn)滑性的觀(guān)點(diǎn)而言，加工機(jī)械用主軸裝置中可使用保持器為外環(huán)導(dǎo)向方式或轉(zhuǎn)動(dòng)體導(dǎo)向方式的滾動(dòng)軸承。另一方面，在其為保持器為轉(zhuǎn)動(dòng)體導(dǎo)向方式的滾動(dòng)軸承的情形下，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)保持器的搖擺變大。關(guān)于此點(diǎn)，在其為保持器為外環(huán)導(dǎo)向方式的滾動(dòng)軸承的情形下可以外環(huán)抑制保持器的搖擺，故若使用保持器為外環(huán)導(dǎo)向方式的滾動(dòng)軸承作為加工機(jī)械用軸承裝置的軸承(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I)，則關(guān)于特別是在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)保持器動(dòng)作的穩(wěn)定性或在導(dǎo)向面上確保潤(rùn)滑油的情況，可被確認(rèn)其具有優(yōu)點(diǎn)。且也有人提議制作一種可對(duì)應(yīng)加工機(jī)械用主軸裝置高速化的滾動(dòng)軸承裝置，其包含環(huán)境對(duì)應(yīng)型潤(rùn)滑構(gòu)造，在內(nèi)環(huán)外徑面設(shè)置斜面部，設(shè)置包含噴射輸送空氣中混合有潤(rùn)滑油的油氣的噴嘴的噴嘴構(gòu)件，使該噴嘴構(gòu)件與該斜面部之間具有間隙并沿其設(shè)置(例如非專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。為此潤(rùn)滑構(gòu)造時(shí)，為將自噴嘴所噴射的潤(rùn)滑油沿內(nèi)環(huán)的外徑面導(dǎo)往軸承內(nèi)，故與一般油氣供油的情形那樣的從保持器與軌道面的間隙直接將油氣朝轉(zhuǎn)動(dòng)體噴射的情況相比，其靜音性?xún)?yōu)異，且空氣及油流量少即可使用。且非專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3中有關(guān)于對(duì)應(yīng)滾動(dòng)軸承高速化的記載。非專(zhuān)利文獻(xiàn)2中介紹有一種在材料中使用精密陶瓷，特別是氮化硅(Si3N4)的滾動(dòng)軸承。且介紹有用于加工機(jī)械主軸，以氮化硅構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)體或軌道環(huán)的例子。非專(zhuān)利文獻(xiàn)3中介紹有一種在材料中使用氮化硅(Si3N4)的加工機(jī)械主軸用滾動(dòng)軸承。例如僅轉(zhuǎn)動(dòng)體、轉(zhuǎn)動(dòng)體與內(nèi)環(huán)、轉(zhuǎn)動(dòng)體與內(nèi)外環(huán)為陶瓷的構(gòu)成例顯示于同文獻(xiàn)的圖2中。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-329233號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:NTN目錄精密滾動(dòng)軸承CAT. No2260/J, 53頁(yè)非專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :精密工學(xué)會(huì)志第54卷7號(hào)1988 1240-1244頁(yè)非專(zhuān)利文獻(xiàn)3 Koyo ENGINEERING JOURNAL 第 135 號(hào) 1989 62-71 頁(yè)

發(fā)明內(nèi)容
于專(zhuān)利文獻(xiàn)I中揭示的具有外環(huán)導(dǎo)向保持器的滾動(dòng)軸承，其外環(huán)與保持器之間的導(dǎo)向間隙通常雖為l/10mm級(jí)，但為確保保持器動(dòng)作的穩(wěn)定性，想將該導(dǎo)向間隙設(shè)定盡量小。然而在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)因發(fā)熱與離心力的影響，該導(dǎo)向間隙變得小于其靜止時(shí)。近年來(lái)，以樹(shù)脂使保持器成形的例子雖很多，但相比構(gòu)成外環(huán)的鋼，特別是樹(shù)脂的線(xiàn)膨脹系數(shù)大，且縱向彈性系數(shù)小，故該導(dǎo)向間隙變小。其結(jié)果產(chǎn)生導(dǎo)向面彼此不透過(guò)油膜而直接接觸，有妨礙軸承正常動(dòng)作的危險(xiǎn)，而成為最佳設(shè)計(jì)的障礙。具有噴射油氣的潤(rùn)滑構(gòu)造的非專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所揭示的滾動(dòng)軸承裝置，保持器也為外環(huán)導(dǎo)向方式或是轉(zhuǎn)動(dòng)體導(dǎo)向方式，因此若為外環(huán)導(dǎo)向方式即會(huì)發(fā)生與專(zhuān)利文獻(xiàn)I中所揭示的滾動(dòng)軸承相同的問(wèn)題。且若為轉(zhuǎn)動(dòng)體導(dǎo)向方式即容易發(fā)生如上述保持器的搖擺變大，或因與轉(zhuǎn)動(dòng)體的干擾而導(dǎo)致保持器坑穴破損等問(wèn)題。非專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3中記載有通過(guò)使用氮化硅作為滾動(dòng)軸承要素(轉(zhuǎn)動(dòng)體、內(nèi)外軌道環(huán))的材料，可提升軸承剛性與其高速旋轉(zhuǎn)性能。然而為使其高速旋轉(zhuǎn)，保持器導(dǎo)向部若非適于高速的構(gòu)造，則作為軸承整體的高速旋轉(zhuǎn)性會(huì)不充分。本發(fā)明的目的在于提供一種滾動(dòng)軸承裝置，可在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)保持保持器的穩(wěn)定性并防止導(dǎo)向面彼此的直接接觸，且降低保持器導(dǎo)向間隙中其動(dòng)力損耗。本發(fā)明的另一目的在于提供高速旋轉(zhuǎn)性能優(yōu)異的滾動(dòng)軸承裝置。本發(fā)明的滾動(dòng)軸承裝置，包含滾動(dòng)軸承，在內(nèi)環(huán)與外環(huán)的軌道面之間夾設(shè)有由環(huán)狀的保持器所保持的轉(zhuǎn)動(dòng)體；及噴嘴構(gòu)件，鄰接該外環(huán)而設(shè)置；其特征在于在該噴嘴構(gòu)件內(nèi)設(shè)有插入內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間的軸承空間并具有潤(rùn)滑劑的噴嘴孔的環(huán)狀鍔部，該鍔部的外徑面為保持器導(dǎo)向面，以該保持器導(dǎo)向面導(dǎo)向該保持器的內(nèi)徑面。依此構(gòu)成，保持器的導(dǎo)向方式為非轉(zhuǎn)動(dòng)體導(dǎo)向方式而是以環(huán)狀鍔部導(dǎo)向的方式，故可回避保持器的搖擺變大或因與轉(zhuǎn)動(dòng)體的干擾而導(dǎo)致保持器坑穴破損的問(wèn)題。且，起因于高速旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向間隙量變化也傾向于變大，可確實(shí)防止運(yùn)轉(zhuǎn)中導(dǎo)向面彼此(噴嘴構(gòu)件鍔部的保持器導(dǎo)向面與保持器的內(nèi)徑面)未夾設(shè)有油膜的直接接觸。且與外環(huán)導(dǎo)向方式比較，此時(shí)以保持器的導(dǎo)向方式在導(dǎo)向面上滑動(dòng)速度小，故軸承動(dòng)力損耗也小，僅此軸承溫度也獲得抑制，在預(yù)壓管理的層面上也有利。其結(jié)果可在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)保持保持器的穩(wěn)定性并防止導(dǎo)向面彼此直接接觸，且可降低保持器導(dǎo)向間隙中的動(dòng)力損耗。本發(fā)明中也可在該內(nèi)環(huán)外徑面設(shè)置軌道面?zhèn)葹榇髲降男泵娌?，使該噴嘴?gòu)件的設(shè)于該鍔部的噴嘴孔朝該內(nèi)環(huán)的該斜面部噴出潤(rùn)滑劑。為此構(gòu)成時(shí)，為通過(guò)因內(nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力與表面張力將自噴嘴孔朝內(nèi)環(huán)斜面部噴出的潤(rùn)滑劑沿內(nèi)環(huán)斜面部導(dǎo)往軸承內(nèi)，故可順利將潤(rùn)滑劑導(dǎo)入軸承內(nèi)。本發(fā)明中，也可使該噴嘴構(gòu)件的設(shè)于該鍔部的噴嘴孔，朝保持器內(nèi)徑面噴出潤(rùn)滑齊U。為此構(gòu)成時(shí)，通過(guò)自噴嘴孔噴出的潤(rùn)滑劑，可潤(rùn)滑形成于鍔部外徑面的保持器導(dǎo)向面與保持器內(nèi)徑面之間的導(dǎo)向間隙。本發(fā)明中，也可于該噴嘴孔設(shè)置節(jié)流部。為此構(gòu)成時(shí)，可非動(dòng)壓軸承而以定壓型靜壓軸承構(gòu)成下述間隙，該間隙為形成于作為噴嘴構(gòu)件鍔部的外徑面的保持器導(dǎo)向面與保持器內(nèi)徑面之間的導(dǎo)向間隙，通過(guò)此靜壓軸承效果，即使在軸承旋轉(zhuǎn)速度低時(shí)，也可通過(guò)流體潤(rùn)滑作用穩(wěn)定導(dǎo)向保持器。本發(fā)明中，也可以該內(nèi)環(huán)外徑面為斜面部，在沿該內(nèi)環(huán)外徑面的斜面上形成該鍔部?jī)?nèi)徑面。為此構(gòu)成時(shí)，在鍔部?jī)?nèi)徑面的斜面與內(nèi)環(huán)外徑面的斜面部之間雖會(huì)形成微小間隙，但欲自此微小間隙朝軸承外噴出的潤(rùn)滑劑會(huì)因離心力與內(nèi)環(huán)斜面部或噴嘴構(gòu)件鍔部的內(nèi)徑斜面上的表面張力回到軸承內(nèi)，可供高效率的潤(rùn)滑。本發(fā)明中也可在該噴嘴構(gòu)件的該鍔部中的圓周方向的多處設(shè)置該噴嘴孔。為此構(gòu)成時(shí)，可朝軸承內(nèi)圓周方向均等導(dǎo)入潤(rùn)滑劑，故提升潤(rùn)滑性能。潤(rùn)滑劑自噴嘴孔朝保持器內(nèi)徑面噴出時(shí)，潤(rùn)滑劑可橫跨保持器的內(nèi)徑面的全周均等噴出，故可以平衡性良好的方式導(dǎo)向保持器。本發(fā)明中，自該噴嘴構(gòu)件的該噴嘴孔噴出的潤(rùn)滑劑也可為油氣。為油氣時(shí)容易進(jìn)行微量潤(rùn)滑。
本發(fā)明中該滾動(dòng)軸承裝置也可用于支持加工機(jī)械的主軸。此時(shí),可高速化主軸并降低溫度的上升。本發(fā)明中，該內(nèi)環(huán)也可以陶瓷構(gòu)成。該陶瓷可為以例如氮化硅為主成分的燒結(jié)體或以Si6_zAlz0zN8_z的組成式表示，滿(mǎn)足0.1彡z彡3. 5的以@賽隆(硅鋁氧氮陶瓷)為主成分的燒結(jié)體。對(duì)陶瓷以氮化硅為主成分的燒結(jié)體的情形為例進(jìn)行說(shuō)明。比較以鋼構(gòu)成內(nèi)環(huán)與外環(huán)雙方的滾動(dòng)軸承(鋼制內(nèi)環(huán)型)，與以氮化硅構(gòu)成內(nèi)環(huán)、以鋼構(gòu)成外環(huán)的滾動(dòng)軸承(陶瓷制內(nèi)環(huán)型)。鋼的線(xiàn)膨脹系數(shù)約為11X10_6，氮化硅的線(xiàn)膨脹系數(shù)約為3. 2X10_6，故若假定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)環(huán)溫度高于外環(huán)，則陶瓷制內(nèi)環(huán)型相較于鋼制內(nèi)環(huán)型，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)體與內(nèi)外環(huán)之間的徑向間隙(在加工機(jī)械中通常為負(fù)間隙)大(作為負(fù)值絕對(duì)值小)。因此，陶瓷制內(nèi)環(huán)型可降低預(yù)壓過(guò)大現(xiàn)象，高速旋轉(zhuǎn)性能優(yōu)異。預(yù)壓過(guò)大現(xiàn)象為將轉(zhuǎn)動(dòng)體過(guò)度朝徑向壓縮的現(xiàn)象，為阻礙滾動(dòng)軸承高速旋轉(zhuǎn)性的重大要因。又，鋼的密度為7. 8X103kg/m3，氮化硅的密度為3. 2 X 103kg/m3，故若考慮兩者的密度差即知，陶瓷制內(nèi)環(huán)型相較于鋼制內(nèi)環(huán)型對(duì)離心膨脹導(dǎo)致的預(yù)壓過(guò)大也有利，特別是在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)。而且，鋼的楊氏系數(shù)約為210GPa，氮化硅的楊氏系數(shù)約為314GPa，故陶瓷制內(nèi)環(huán)型相較于鋼制內(nèi)環(huán)型在軸承剛性的面上也有利。以上說(shuō)明雖為關(guān)于陶瓷為以氮化硅為主成分的燒結(jié)體的情形，但可以說(shuō)關(guān)于陶瓷為以P賽隆為主成分的燒結(jié)體的情形也幾乎相同。且以P賽隆為主成分的燒結(jié)體具有較以氮化硅為主成分的燒結(jié)體更可以低成本制造的優(yōu)點(diǎn)。以陶瓷構(gòu)成內(nèi)環(huán)時(shí)，為更高速化，轉(zhuǎn)動(dòng)體宜為陶瓷。該轉(zhuǎn)動(dòng)體也以陶瓷構(gòu)成時(shí)，該轉(zhuǎn)動(dòng)體也可以與該內(nèi)環(huán)種類(lèi)不同的陶瓷構(gòu)成。轉(zhuǎn)動(dòng)體若也以陶瓷構(gòu)成，與以陶瓷構(gòu)成內(nèi)環(huán)時(shí)相同，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)熱膨脹或離心膨脹所導(dǎo)致的預(yù)壓過(guò)大有利，故可實(shí)現(xiàn)軸承的更高速化。此時(shí)，考慮到制造面上的方便，可以不同種類(lèi)的陶瓷構(gòu)成內(nèi)環(huán)與轉(zhuǎn)動(dòng)體。本發(fā)明中，該內(nèi)環(huán)最好具有較軌道面更位于軸方向外側(cè)的肩部，設(shè)置內(nèi)徑面配合該肩部外徑面的內(nèi)環(huán)墊圈，通過(guò)該內(nèi)環(huán)墊圈對(duì)該內(nèi)環(huán)肩部賦予徑向的壓縮應(yīng)力?；蚴窃搩?nèi)環(huán)也可具有較軌道面更位于軸方向外側(cè)的肩部，以沿周向纖維所構(gòu)成的纖維性構(gòu)件束縛該肩部外周，對(duì)該內(nèi)環(huán)肩部賦予徑向的壓縮應(yīng)力。因熱或離心力的影響導(dǎo)致徑向的應(yīng)力施加于接近圓筒形的內(nèi)環(huán)時(shí)，產(chǎn)生于內(nèi)環(huán)的周向應(yīng)力(箍應(yīng)力)其絕對(duì)值在材料力學(xué)上大于徑向、軸方向的應(yīng)力。一般而言陶瓷相較于鋼的拉伸強(qiáng)度小，故箍應(yīng)力作為拉伸應(yīng)力作用時(shí)，內(nèi)環(huán)有破損的危險(xiǎn)。在此，如上述，通過(guò)以?xún)?nèi)環(huán)墊圈或纖維性構(gòu)件對(duì)內(nèi)環(huán)肩部賦予徑向的壓縮應(yīng)力，可抵消沿拉伸方向作用的箍應(yīng)力。借此可防止內(nèi)環(huán)的破損，成為對(duì)應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)強(qiáng)固的構(gòu)造。本發(fā)明中，該內(nèi)環(huán)宜具有較軌道面更位于軸方向外側(cè)的肩部，設(shè)置內(nèi)徑面配合該肩部外徑面的內(nèi)環(huán)墊圈，使軸配合該內(nèi)環(huán)及內(nèi)環(huán)墊圈內(nèi)周，內(nèi)環(huán)與軸的配合為過(guò)盈配合，內(nèi)環(huán)墊圈與軸的配合為間隙配合，通過(guò)該內(nèi)環(huán)墊圈對(duì)該內(nèi)環(huán)肩部賦予徑向的壓縮應(yīng)力。若為此構(gòu)成，通過(guò)以?xún)?nèi)環(huán)墊圈對(duì)內(nèi)環(huán)肩部賦予徑向的壓縮應(yīng)力，可抵消沿拉伸方向作用的箍應(yīng)力，防止內(nèi)環(huán)的破損而成為對(duì)應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)強(qiáng)固的構(gòu)造。而且，軸配合內(nèi)環(huán)及內(nèi)環(huán)墊圈內(nèi)周時(shí)，關(guān)于組裝時(shí)的配合可考慮3種狀況內(nèi)環(huán)與軸為過(guò)盈配合，內(nèi)環(huán)墊圈與軸為間隙配合(狀況I);雙方皆為過(guò)盈配合(狀況2);及內(nèi)環(huán)與軸為間隙配合，內(nèi)環(huán)墊圈與軸為過(guò)盈配合(狀況3)。若考慮熱或離心力所導(dǎo)致的軸外徑面的膨脹，狀況I因最可發(fā)揮通過(guò)內(nèi)環(huán)墊圈對(duì)內(nèi)環(huán)肩部賦予徑向的壓縮應(yīng)力的功能的重點(diǎn)而優(yōu)選。且就確保內(nèi)環(huán)軌道面剛性的觀(guān)點(diǎn)而言狀況I最好。若考慮作用于內(nèi)環(huán)的箍應(yīng)力，應(yīng)避免組裝時(shí)內(nèi)環(huán)與軸的配合量大至所需以上。例如其為多半用于加工機(jī)械主軸的內(nèi)徑約50 IOOmm左右的滾動(dòng)軸承時(shí)，將低速旋轉(zhuǎn)時(shí)的剛性確保也考慮在內(nèi)，配合量大致上宜約為不滿(mǎn)5 Pm。相對(duì)于此，在同尺寸的鋼制內(nèi)環(huán)中，考慮到dmn值超過(guò)200萬(wàn)的高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的熱或離心力所導(dǎo)致的膨脹,配合量需為20 30ii m。如此，陶瓷制內(nèi)環(huán)的配合量可小于鋼制內(nèi)環(huán)，故組裝時(shí)易于進(jìn)行壓入作業(yè)。


本發(fā)明應(yīng)可參考附圖自以下的適當(dāng)實(shí)施形態(tài)說(shuō)明更為明確地理解。然而，實(shí)施形態(tài)及圖式僅為用以例示及說(shuō)明，本發(fā)明范圍由權(quán)利要求書(shū)確定。附圖中多個(gè)附圖中的同一零件編號(hào)顯示同一部分。圖1 (A)為依本發(fā)明第I實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖，⑶為此部分放大剖面圖。圖2 (A)為依本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖，(B)為此部分放大剖面圖。圖3(A)為依本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖，⑶為此部分剖面圖。圖4為依本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖。圖5為包含圖1及圖4所示的滾動(dòng)軸承裝置的主軸裝置構(gòu)成圖。圖6為依本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖。圖7為依本發(fā)明第6實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖。圖8為依本發(fā)明第7實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖。圖9為依本發(fā)明第8實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖。圖10為依本發(fā)明第9實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖。
圖11為依本發(fā)明第10實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖。圖12為依本發(fā)明第11實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖。圖13為依本發(fā)明第12實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置剖面圖。圖14為包含圖6及圖13所示的滾動(dòng)軸承裝置的主軸裝置構(gòu)成圖。圖15為顯示通過(guò)以0賽隆為主成分的燒結(jié)體所構(gòu)成的內(nèi)環(huán)的制造方法概略圖。圖16為以光學(xué)顯微鏡的斜光拍攝試驗(yàn)片的觀(guān)察用剖面的照片。圖17為顯示使用影像處理軟件并通過(guò)亮度閥值對(duì)圖16的照片影像進(jìn)行2值化處理的狀態(tài)一例。圖18為顯示使用影像處理軟件并通過(guò)亮度閥值對(duì)圖16的照片影像進(jìn)行2值化處理時(shí)進(jìn)行影像處理的區(qū)域(評(píng)價(jià)區(qū)域)圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合圖1說(shuō)明本發(fā)明第I實(shí)施形態(tài)。圖1 (A)顯示本實(shí)施形態(tài)滾動(dòng)軸承裝置的剖面圖。本滾動(dòng)軸承裝置為作為加工機(jī)械的主軸軸承使用，包含滾動(dòng)軸承I與鄰接其外環(huán)3而設(shè)置的噴嘴構(gòu)件8。滾動(dòng)軸承I為圓柱滾子軸承，由下述構(gòu)成內(nèi)環(huán)2 ;外環(huán)3 ;圓柱滾子4，夾設(shè)于這些內(nèi)外環(huán)2、3的軌道面2a、3a之間的多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體；環(huán)狀保持器5，沿圓周方向保持規(guī)定間隔固持這些圓柱滾子4。內(nèi)環(huán)2為在軌道面2a兩側(cè)具有鍔的帶鍔的內(nèi)環(huán)，配合于未圖示的主軸外徑面。在夾著內(nèi)環(huán)2的軌道面2a的軸方向兩側(cè)的外徑面，分別設(shè)置軌道面2a側(cè)為大徑的斜面部2b。且在內(nèi)環(huán)2的各斜面部2b設(shè)置圓周溝槽6。外環(huán)3固定于未圖示的軸承箱內(nèi)。于外環(huán)3兩側(cè)鄰接外環(huán)3，分別配置外環(huán)定位墊圈7,于各外環(huán)定位墊圈7的內(nèi)徑面設(shè)置環(huán)狀噴嘴構(gòu)件8。外環(huán)定位墊圈7及噴嘴構(gòu)件8中使用與內(nèi)外環(huán)2、3等相同的軸承鋼或其它適宜的鐵類(lèi)材料。外環(huán)定位墊圈7固定于軸承箱內(nèi)。噴嘴構(gòu)件8中設(shè)有插入內(nèi)環(huán)2與外環(huán)3之間軸承空間的環(huán)狀鍔部8a。橫跨這些左右的外環(huán)定位墊圈7及噴嘴構(gòu)件8分別設(shè)置對(duì)滾動(dòng)軸承I供給油氣以作為潤(rùn)滑劑的供油機(jī)構(gòu)9。油氣為輸送空氣中混入有潤(rùn)滑油而形成。此供油機(jī)構(gòu)9由噴嘴孔10、圓周溝槽11及供油路12所構(gòu)成。噴嘴孔10設(shè)于噴嘴構(gòu)件8鍔部8a中圓周方向的多處，朝內(nèi)環(huán)2對(duì)應(yīng)的斜面部2b的圓周溝槽6噴出作為潤(rùn)滑劑的油氣。又，噴嘴孔10也可僅設(shè)于噴嘴構(gòu)件的鍔部8a的I處。圓周溝槽11設(shè)于外環(huán)定位墊圈7與噴嘴構(gòu)件8的接面交界部，連通該復(fù)數(shù)噴嘴孔10。供油路12設(shè)于外環(huán)定位墊圈7，自其外徑面連通該圓周溝槽11。通過(guò)如此構(gòu)成的供油機(jī)構(gòu)9，使自軸承箱的油氣供給路(未圖示)到達(dá)外環(huán)定位墊圈7的供油路12的油氣經(jīng)圓周溝槽11自全周的噴嘴孔10朝滾動(dòng)軸承I的內(nèi)環(huán)斜面部2b噴出。如放大于圖1 (B)者所示，該噴嘴構(gòu)件8的環(huán)狀鍔部8a的外徑面8aa為保持器導(dǎo)向面，以此保持器導(dǎo)向面8aa導(dǎo)向保持器5的內(nèi)徑面5a。且噴嘴構(gòu)件的鍔部8a的內(nèi)徑面Sab形成為斜面，使沿內(nèi)環(huán)2對(duì)應(yīng)的斜面部2b，在與斜面部2b之間形成微小間隙S。通過(guò)如此構(gòu)成的滾動(dòng)軸承裝置，使自外環(huán)定位墊圈7外徑側(cè)經(jīng)供油路12被導(dǎo)入的油氣，經(jīng)圓周溝槽11自噴嘴構(gòu)件8的噴嘴孔10朝內(nèi)環(huán)2的斜面部2b的圓周溝槽6噴出。通過(guò)因內(nèi)環(huán)2的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力與表面張力，沿內(nèi)環(huán)2的斜面部2b將被內(nèi)環(huán)2的圓周溝槽6所擋住的潤(rùn)滑油導(dǎo)往軸承內(nèi)，于主要在斜面部2b上端朝外徑側(cè)飛散后，用于保持器5的坑穴5b與圓柱滾子4之間或是圓柱滾子4的轉(zhuǎn)動(dòng)面與內(nèi)外環(huán)軌道面2a、3a之間的潤(rùn)滑。同時(shí)，被壓送至軸承內(nèi)的空氣一部分通過(guò)為噴嘴構(gòu)件鍔部8a的外徑面的保持器導(dǎo)向面8aa與保持器5的內(nèi)徑面5a所構(gòu)成的導(dǎo)向間隙g，自圓柱滾子4側(cè)朝噴嘴構(gòu)件8側(cè)移動(dòng)。即其潤(rùn)滑導(dǎo)向間隙g。噴嘴構(gòu)件鍔部8a的內(nèi)徑面8ab，形成于沿內(nèi)環(huán)斜面部2b的斜面，在與內(nèi)環(huán)斜面部2b之間形成間隙S，在此間隙5中以表面張力附著于內(nèi)環(huán)斜面部2b的油通過(guò)離心力的斜面方向分量使?jié)櫥脱貎?nèi)環(huán)斜面部2b更順利地被導(dǎo)往軸承內(nèi)。且油氣非直接自噴嘴孔10被噴射至軸承內(nèi)，故無(wú)伴隨軸承旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風(fēng)切聲，靜音性?xún)?yōu)異，且空氣流量少即可使用。且噴嘴構(gòu)件8的鍔部8a外徑面Saa為保持器導(dǎo)向面，導(dǎo)向保持器5的內(nèi)徑面5a，故可回避如保持器5為導(dǎo)向轉(zhuǎn)動(dòng)體的方式時(shí)，保持器5的搖擺變大，因與為轉(zhuǎn)動(dòng)體的圓柱滾子4的干擾導(dǎo)致保持器5的坑穴5b破損的問(wèn)題。且該導(dǎo)向間隙g構(gòu)成相對(duì)于直徑寬度狹小，所謂正圓形短寬度軸頸動(dòng)壓軸承，通 過(guò)油膜產(chǎn)生的荷重負(fù)荷能力或衰減性，可以非接觸的方式穩(wěn)定支持保持器5。而且，與上述已知例(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)的外環(huán)導(dǎo)向方式相比，為此保持器導(dǎo)向方式時(shí)，導(dǎo)向保持器5內(nèi)徑面5a的保持器導(dǎo)向面8aa的半徑與滑動(dòng)速度變小。用于加工機(jī)械用主軸裝置的軸承內(nèi)環(huán)，一般除在啟動(dòng)停止時(shí)以外，為以數(shù)千 數(shù)萬(wàn)miiT1的速度高速旋轉(zhuǎn)，保持器也以其約40%的速度旋轉(zhuǎn)，故可充分獲得產(chǎn)生動(dòng)壓所需的滑動(dòng)速度。因此，實(shí)用上的問(wèn)題在于降低該導(dǎo)向間隙g中的黏性阻力扭矩?fù)p耗，而此扭矩?fù)p耗功率與保持器旋轉(zhuǎn)速度的2次方與保持器導(dǎo)向面8aa半徑的3次方的乘積成比例，故以此保持器導(dǎo)向方式可降低扭矩?fù)p耗。且以此保持器導(dǎo)向方式如上述通過(guò)經(jīng)常將新鮮的低溫潤(rùn)滑油供給至該導(dǎo)向間隙g，可冷卻導(dǎo)向間隙g，故可抑制軸承系的溫度上升，與外環(huán)導(dǎo)向方式相比，在預(yù)壓管理的層面也較有利。而且，以此保持器導(dǎo)向方式，起因于高速旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向間隙g的變化也傾向于變大，可確實(shí)防止運(yùn)轉(zhuǎn)中保持器導(dǎo)向面8aa與保持器5的內(nèi)徑面5a直接接觸。S卩，以此保持器導(dǎo)向方式，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)該導(dǎo)向間隙g因作用于保持器5的離心力的作用而增大。同時(shí)，從熱膨脹的角度而言，不僅保持器5的內(nèi)徑面5a，保持器導(dǎo)向面Saa中直徑也增大，而噴嘴構(gòu)件8多以鐵類(lèi)材料構(gòu)成，保持器5多以樹(shù)脂或銅類(lèi)材料構(gòu)成，考慮到線(xiàn)膨脹系數(shù)的不同，導(dǎo)向間隙g仍?xún)A向于增大。相對(duì)于此，以已知例(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)的外環(huán)導(dǎo)向方式，導(dǎo)向間隙在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)傾向于減少。因此，以此保持器導(dǎo)向方式，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)確實(shí)可回避保持器導(dǎo)向面8aa與保持器內(nèi)徑面5a的直接接觸。又，第I實(shí)施形態(tài)中雖已例示并說(shuō)明油氣自噴嘴孔10噴出的油氣潤(rùn)滑的情形，但潤(rùn)滑方式并不限于此，采用兼顧冷卻與潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油自噴嘴孔10噴射的噴射潤(rùn)滑方式也可獲得相同的作用效果。圖2顯示本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)。第2實(shí)施形態(tài)，考慮使圖1的第I實(shí)施形態(tài)中噴嘴構(gòu)件鍔部8a中的噴嘴孔10在為鍔部8a外徑面的保持器導(dǎo)向面8aa形成開(kāi)口，使作為潤(rùn)滑劑的油氣自噴嘴孔10朝保持器5的內(nèi)徑面5a噴出，由此將導(dǎo)向間隙g潤(rùn)滑。此時(shí)，噴嘴孔10即使僅設(shè)于噴嘴構(gòu)件鍔部8a圓周方向的I處，也可發(fā)揮導(dǎo)向保持器5的功能或潤(rùn)滑功能，而等距配置于圓周方向的多處時(shí)則可更平衡地導(dǎo)向保持器5。
且保持器5的內(nèi)徑面5a的中央部5aa形成于中央側(cè)為大徑的斜面。藉此以離心力將附著于保持器5內(nèi)徑面5a的潤(rùn)滑油，沿該中央部5aa的斜面導(dǎo)往保持器5的坑穴5b方向，以供保持器坑穴5b與圓柱滾子4之間或圓柱滾子4的轉(zhuǎn)動(dòng)面與內(nèi)外環(huán)軌道面2a、3a之間的潤(rùn)滑。在夾著內(nèi)環(huán)2的軌道面2a的軸方向兩側(cè)的外徑面，分別設(shè)置軌道面2a側(cè)為大徑的斜面部2b，雖為與圖1第I實(shí)施形態(tài)的情形相同，但此斜面部2b上未設(shè)置圓周溝槽6。且形成噴嘴構(gòu)件鍔部8a的內(nèi)徑面8ab為斜面也與圖1的第I實(shí)施形態(tài)的情形相同，以使沿內(nèi)環(huán)2對(duì)應(yīng)的該斜面部2b，在與斜面部2b之間形成微小間隙8。由此，自該微小間隙8朝軸承外噴出的潤(rùn)滑油，因離心力與內(nèi)環(huán)斜面部2b或噴嘴構(gòu)件鍔部8a的內(nèi)徑斜面8ab上的表面張力而回到軸承內(nèi)，以供潤(rùn)滑。圖3顯示本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)。第3實(shí)施形態(tài)為在圖2第2實(shí)施形態(tài)中，噴嘴構(gòu)件鍔部8a的噴嘴孔10的出口部設(shè)置如放大圖3 (B)所示，附有坑穴的孔口節(jié)流部10a，由此構(gòu)成導(dǎo)向間隙g作為非動(dòng)壓軸承而為定壓型的靜壓軸承。又，作為節(jié)流部IOa的節(jié)流形式，
也可采用毛細(xì)管節(jié)流或自成節(jié)流等其它形式。此時(shí)若沿噴嘴構(gòu)件鍔部8a的圓周方向等距配置噴嘴孔10約3處至8處，則即使在軸承旋轉(zhuǎn)速度低的情形下也可通過(guò)靜壓軸承效果以流體潤(rùn)滑作用穩(wěn)定導(dǎo)向保持器5。其它構(gòu)成及作用效果與圖2第2實(shí)施形態(tài)時(shí)相同。圖4顯示本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)。此實(shí)施形態(tài)為以角接觸球軸承取代圖1第I實(shí)施形態(tài)中的圓柱滾子軸承作為滾動(dòng)軸承I。此時(shí)，噴嘴構(gòu)件8固定于軸承箱內(nèi)。S卩，此時(shí)的噴嘴構(gòu)件8為使圖1的第I實(shí)施形態(tài)中外環(huán)定位墊圈7與噴嘴構(gòu)件8為一體的構(gòu)件，此噴嘴構(gòu)件8中設(shè)有構(gòu)成供油機(jī)構(gòu)9A的噴嘴孔10、供油路12及圓周溝槽13。圓周溝槽13設(shè)于噴嘴構(gòu)件8的外徑面，噴嘴孔10及供油路12等距配置于噴嘴構(gòu)件8的圓周方向的多處。由此將自軸承箱的油氣供給路(未圖示)被導(dǎo)入圓周溝槽13的油氣經(jīng)各供油路12供給至噴嘴孔10。此時(shí)，配置噴嘴構(gòu)件8于角接觸球軸承I的背面?zhèn)榷磁渲糜谡鎮(zhèn)?。其它?gòu)成及作用效果與圖1第I實(shí)施形態(tài)時(shí)相同。圖5顯示包含圖1及圖4的第I及第4實(shí)施形態(tài)滾動(dòng)軸承裝置的高速主軸裝置一例。此主軸裝置24可為應(yīng)用于加工機(jī)械，于主軸25的前側(cè)(加工側(cè))端部安裝有工具或工件的夾頭。主軸25，其軸方向前側(cè)由2列I組的角接觸球軸承型滾動(dòng)軸承裝置(圖4)所支持，軸方向后側(cè)由圓柱滾子軸承型的滾動(dòng)軸承裝置(圖1)所支持。各滾動(dòng)軸承I的內(nèi)環(huán)2配合于主軸25的外徑面，外環(huán)3配合于軸承箱26的內(nèi)徑面。關(guān)于主軸前側(cè)的滾動(dòng)軸承1，其內(nèi)環(huán)2通過(guò)主軸25的段面25a固定于軸承箱26內(nèi)，外環(huán)3則透過(guò)外環(huán)定位墊圈7并通過(guò)推壓蓋28A固定于軸承箱26內(nèi)；關(guān)于被固定于軸承箱26內(nèi)的主軸后側(cè)的滾動(dòng)軸承1，其內(nèi)環(huán)2為通過(guò)內(nèi)環(huán)定位墊圈27固定于軸承箱26內(nèi)，夕卜環(huán)3則透過(guò)外環(huán)定位墊圈7并通過(guò)推壓蓋28B固定于軸承箱26內(nèi)。軸承箱26為內(nèi)周軸承箱26A與外周軸承箱26B的雙層構(gòu)造，在內(nèi)外軸承箱26A、26B之間形成有冷卻槽29。兩滾動(dòng)軸承I的外環(huán)3的另一方端面?zhèn)葎t分別配置外環(huán)定位墊圈7，這些外環(huán)定位墊圈7、7之間夾設(shè)有內(nèi)周軸承箱26A。于主軸25后端部，螺合有抵壓內(nèi)環(huán)定位墊圈27以固定滾動(dòng)軸承I的軸承固定螺帽31。該推壓蓋28A、28B中分別設(shè)置油氣導(dǎo)入孔33，該油氣導(dǎo)入孔33從油氣供給裝置32A、32B導(dǎo)入油氣，該油氣供給裝置32A、32B作為油氣潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承I時(shí)的供給源，這些油氣導(dǎo)入孔33連通設(shè)于內(nèi)周軸承箱26A的油氣供給路34。且推壓蓋28A、28B中設(shè)有排油孔35，這些排油孔35連通設(shè)于內(nèi)周軸承箱26A的排油路36。如此構(gòu)成的主軸裝置24中，組裝有上述滾動(dòng)軸承裝置，故可高速化主軸25并降低溫度的上升。上述各實(shí)施形態(tài)中無(wú)論內(nèi)外環(huán)2、3中的任一者其皆由軸承鋼所構(gòu)成，而以下為說(shuō)明關(guān)于以陶瓷構(gòu)成內(nèi)環(huán)的滾動(dòng)軸承裝置。依本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)的圖6的滾動(dòng)軸承裝置，為以由內(nèi)環(huán)2A與配置于其兩側(cè)的2個(gè)內(nèi)環(huán)墊圈13A組合而成的內(nèi)環(huán) 墊圈組合體14A取代依圖1第I實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置的內(nèi)環(huán)2。內(nèi)環(huán)2A為由陶瓷，例如以氮化硅為主成分的燒結(jié)體或 以Si6_zAlz0zN8_z的組成式表示,滿(mǎn)足0.1彡z彡3. 5的以P賽隆為主成分的燒結(jié)體所構(gòu)成。內(nèi)環(huán)墊圈13A，為由軸承鋼或其它適宜的鐵類(lèi)材料所構(gòu)成。內(nèi)環(huán)2A為不具有鍔的形狀，于軌道面2a內(nèi)徑側(cè)具有較軌道面2a兩端更位于軸方向外側(cè)的肩部2c。此實(shí)施形態(tài)中肩部2c外徑面為平行于軸方向的面。內(nèi)環(huán)墊圈13A具有接于圓柱滾子4端面的鍔部13a，以此鍔部13a的內(nèi)徑面接于內(nèi)環(huán)2A的肩部2c外徑面，并以軸方向內(nèi)側(cè)端面13c接于內(nèi)環(huán)2A的端面。組裝以使內(nèi)環(huán)墊圈13A的傳部13a對(duì)內(nèi)環(huán)2A的肩部2c賦予徑向的壓縮應(yīng)力。且通過(guò)使內(nèi)環(huán)墊圈13A的端面13c接于內(nèi)環(huán)2A的端面使內(nèi)環(huán)墊圈13A定位。于內(nèi)環(huán)墊圈13A的外徑面設(shè)有內(nèi)環(huán)2A側(cè)為大徑的斜面部13b。此斜面部13b上設(shè)有承接自噴嘴10所噴出的潤(rùn)滑劑的圓周溝槽6。在內(nèi)環(huán)墊圈13A的軸方向外側(cè)則設(shè)有內(nèi)環(huán)定位墊圈27。軸15配合于內(nèi)環(huán) 墊圈組合體14A的內(nèi)周。內(nèi)環(huán)2A與軸15的配合為過(guò)盈配合，內(nèi)環(huán)墊圈13A與軸15的配合為間隙配合。以下說(shuō)明其理由。關(guān)于組裝時(shí)的配合，可考慮內(nèi)環(huán)2A與軸15為過(guò)盈配合，內(nèi)環(huán)墊圈13A與軸15為間隙配合(圖6)，雙方皆為過(guò)盈配合(圖7，第6實(shí)施形態(tài))，內(nèi)環(huán)2A與軸15為間隙配合，內(nèi)環(huán)墊圈13A與軸15為過(guò)盈配合(圖8，第7實(shí)施形態(tài))的3種狀況。若考慮到熱或離心力所造成的軸15外徑面的膨脹，圖6的構(gòu)成在最可發(fā)揮通過(guò)上述內(nèi)環(huán)墊圈13A對(duì)內(nèi)環(huán)2A的肩部2c賦予徑向的壓縮應(yīng)力的功能的觀(guān)點(diǎn)上為優(yōu)選。且從確保內(nèi)環(huán)軌道面2a的剛性上的觀(guān)點(diǎn)而言，圖6的構(gòu)成最好。其它構(gòu)成則與依圖1的第I實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置相同。關(guān)于構(gòu)成相同之處賦予相同符號(hào)，省略其說(shuō)明。此滾動(dòng)軸承裝置也可通過(guò)油氣自噴嘴孔10朝內(nèi)環(huán)墊圈13A斜面部13b的圓周溝槽6噴出，獲得與依圖1第I實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置相同的作用效果。而且，該滾動(dòng)軸承裝置通過(guò)以陶瓷構(gòu)成內(nèi)環(huán)2A，可得以下的效果。對(duì)陶瓷以氮化硅為主成分的燒結(jié)體的情形為例進(jìn)行說(shuō)明。比較內(nèi)環(huán)2A與外環(huán)3雙方以鋼構(gòu)成的滾動(dòng)軸承裝置(鋼制內(nèi)環(huán)型)與內(nèi)環(huán)2A以氮化硅構(gòu)成、外環(huán)3以鋼構(gòu)成的滾動(dòng)軸承(陶瓷制內(nèi)環(huán)型)。因鋼的線(xiàn)膨脹系數(shù)約為IlX 10_6，氮化硅的線(xiàn)膨脹系數(shù)約為3. 2X 10_6，若假定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)環(huán)2A的溫度高于外環(huán)3，則陶瓷制內(nèi)環(huán)型相較于鋼制內(nèi)環(huán)型，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為轉(zhuǎn)動(dòng)體的圓柱滾子4與內(nèi)外環(huán)間2A、3的徑向間隙(在加工機(jī)械中通常為負(fù)間隙)大(作為負(fù)值絕對(duì)值小)。因此，陶瓷制內(nèi)環(huán)型可降低預(yù)壓過(guò)大現(xiàn)象，高速旋轉(zhuǎn)性能優(yōu)異。預(yù)壓過(guò)大現(xiàn)象為沿徑向過(guò)度壓縮圓柱滾子4的現(xiàn)象，是阻礙滾動(dòng)軸承I高速旋轉(zhuǎn)性的一大要因。又，因鋼的密度為7. 8X103kg/m3，氮化硅的密度為3. 2 X 103kg/m3，若考慮兩者的密度差則陶瓷制內(nèi)環(huán)型相較于鋼制內(nèi)環(huán)型對(duì)離心膨脹所導(dǎo)致的預(yù)壓過(guò)大也有利，特別是在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)。且因鋼的楊氏系數(shù)約為210GPa，氮化硅的楊氏系數(shù)約為314GPa，陶瓷制內(nèi)環(huán)型相較于鋼制內(nèi)環(huán)型在軸承剛性方面也有利。以上說(shuō)明雖為關(guān)于陶瓷為以氮化硅為主成分的燒結(jié)體的情形，但可以說(shuō)關(guān)于陶瓷為以P賽隆為主成分的燒結(jié)體的情形也幾近相同。而且，因以P賽隆為主成分的燒結(jié)體為在低壓，例如IMPa以下的壓力下所燒結(jié)，故具有下述優(yōu)點(diǎn)，較在IOMPa以上的壓力下所加壓燒結(jié)的以氮化硅為主成分的燒結(jié)體，能以更低成本制造。又，關(guān)于P賽隆，于后段附記有詳細(xì)說(shuō)明。 因熱或離心力的影響使徑向的應(yīng)力施加于接近圓筒形的內(nèi)環(huán)2A時(shí)，產(chǎn)生于內(nèi)環(huán)2A的周向應(yīng)力(箍應(yīng)力)在材料力學(xué)上其絕對(duì)值大于徑向、軸方向的應(yīng)力。一般而言，陶瓷相較于鋼拉伸強(qiáng)度小，故箍應(yīng)力作為拉伸應(yīng)力作用時(shí)，內(nèi)環(huán)2A有破損的危險(xiǎn)。在此通過(guò)內(nèi)環(huán)墊圈13A對(duì)內(nèi)環(huán)2A的肩部2c賦予徑向的壓縮應(yīng)力，以此抵消沿拉伸方向作用的箍應(yīng)力。以此防止內(nèi)環(huán)2A破損，可充分對(duì)應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)。為最有效地發(fā)揮上述通過(guò)內(nèi)環(huán)墊圈13A對(duì)內(nèi)環(huán)2A的肩部2c賦予徑向壓縮應(yīng)力的功能，最好如圖6使內(nèi)環(huán)2A與軸15的配合為過(guò)盈配合，內(nèi)環(huán)墊圈13A與軸15的配合為間隙配合。依情況也可如圖7使內(nèi)環(huán)2A與軸15、內(nèi)環(huán)墊圈13A與軸15雙方皆為過(guò)盈配合。為圖6及圖7中任一者時(shí)，考慮到作用于內(nèi)環(huán)2A的箍應(yīng)力，組裝時(shí)內(nèi)環(huán)2A與軸15的配合量應(yīng)避免過(guò)大至所需以上。例如，為多用于加工機(jī)械主軸的內(nèi)徑約50 IOOmm的滾動(dòng)軸承時(shí)，將確保低速旋轉(zhuǎn)時(shí)的剛性也考慮在內(nèi)，配合量大致上約未滿(mǎn)5 u m。相對(duì)于此，同尺寸的鋼制內(nèi)環(huán)中，考慮到dmn值超過(guò)200萬(wàn)的高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的熱或離心力所造成的膨脹，配合量需20 30iim。如此,陶瓷制內(nèi)環(huán)的配合量可小于鋼制內(nèi)環(huán),故組裝時(shí)壓入作業(yè)容易。圖9顯示第8實(shí)施形態(tài)。此滾動(dòng)軸承裝置雖也具有由內(nèi)環(huán)2B與2個(gè)內(nèi)環(huán)墊圈13B組合而成的內(nèi)環(huán) 墊圈組合體14B，但內(nèi)環(huán)2B具有接于圓柱滾子4端面的鍔部2d，于此鍔部2d外側(cè)配置有內(nèi)環(huán)墊圈13B。內(nèi)環(huán)墊圈13B組裝為對(duì)內(nèi)環(huán)2B的肩部2c賦予徑向的壓縮應(yīng)力的方式。內(nèi)環(huán)2B的內(nèi)周以過(guò)盈配合的方式配合于軸15，設(shè)置內(nèi)環(huán)定位墊圈27相接于內(nèi)環(huán)2B的端面。與上述相同，內(nèi)環(huán)2B為由陶瓷，例如以氮化硅為主成分的燒結(jié)體或以Si6_zAlz0zN8_z的組成式表示，滿(mǎn)足0.1彡z彡3. 5的以P賽隆為主成分的燒結(jié)體所構(gòu)成，內(nèi)環(huán)墊圈13B為由軸承鋼或其它適宜的鐵類(lèi)材料所構(gòu)成。此滾動(dòng)軸承具有與圖6所示者相同的作用效果。且鍔部2d也以陶瓷構(gòu)成，由此鍔部2d與圓柱滾子4的端面的潤(rùn)滑性較圖6所示狀況良好，具有鍔部2d的抗燒熔性?xún)?yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。為內(nèi)環(huán)2B具有鍔部2d的形狀時(shí)，如為本發(fā)明第9實(shí)施形態(tài)的圖10所示，可通過(guò)以沿周向由纖維所構(gòu)成的纖維性構(gòu)件16束縛肩部2c的外周對(duì)內(nèi)環(huán)2B的肩部2c賦予徑向的壓縮應(yīng)力。例如將纖維性構(gòu)件16纏繞肩部2c的周?chē)?60度。纖維性構(gòu)件16中拉伸強(qiáng)度優(yōu)異的碳纖維或芳香族聚酰胺纖維為適當(dāng)。特別是使用具有負(fù)線(xiàn)膨脹系數(shù)(-4X10—6)的芳香族聚酰胺纖維有效。此時(shí)不使用內(nèi)環(huán)墊圈13B，代以使用在外徑面設(shè)置內(nèi)環(huán)2B側(cè)為大徑的斜面部、于此斜面部設(shè)有圓周溝槽的構(gòu)件(未圖示)即可。
也可如本發(fā)明第10實(shí)施形態(tài)的圖11那樣，在組合未具有鍔部的內(nèi)環(huán)2C與具有鍔部13a的內(nèi)環(huán)墊圈13C以構(gòu)成內(nèi)環(huán) 墊圈組合體14C的滾動(dòng)軸承裝置中，使內(nèi)環(huán)2C的肩部2c較圖6朝軸方向外側(cè)延伸,使內(nèi)環(huán)定位墊圈27的端面接于內(nèi)環(huán)2C的端面。此時(shí),通過(guò)使內(nèi)環(huán)墊圈13C的端面13c接于內(nèi)環(huán)2C的段差面2e，可定位內(nèi)環(huán)墊圈13C。若為此構(gòu)成，與圖6比較，內(nèi)環(huán)2C內(nèi)周與軸15的接觸面較廣，故可賦予軌道面2a更大的剛性。且也可如本發(fā)明第11實(shí)施形態(tài)的圖12所示，為提升內(nèi)環(huán)2D與內(nèi)環(huán)墊圈13D的組裝性，使內(nèi)環(huán)2D的肩部2c為愈朝外側(cè)愈為小徑的錐形。為本發(fā)明第12實(shí)施形態(tài)的圖13的滾動(dòng)軸承裝置，為以由內(nèi)環(huán)2E與配置于其兩側(cè)的2個(gè)內(nèi)環(huán)墊圈13E、17E組合而構(gòu)成的內(nèi)環(huán) 墊圈組合體14E來(lái)取代圖4的滾動(dòng)軸承為角接觸球軸承的滾動(dòng)軸承裝置的內(nèi)環(huán)2。內(nèi)環(huán)2E為由陶瓷,例如以氮化娃為主成分的燒結(jié)體或以Si6_zAlz0zN8_z的組成式表示,滿(mǎn)足0.1彡z彡3. 5的以P賽隆為主成分的燒結(jié)體所構(gòu)成。內(nèi)環(huán)墊圈13E、17E為由軸承鋼或其它適宜的鐵類(lèi)材料所構(gòu)成。滾動(dòng)軸承為角接觸球軸承時(shí)也與滾動(dòng)軸承為圓柱滾子軸承時(shí)相同，組裝成使得內(nèi)環(huán)2E的內(nèi)徑以過(guò)盈配合的方式配合于軸15，內(nèi)環(huán)墊圈13E、17E的鍔部13a、17a對(duì)內(nèi)環(huán)2E的肩部2c賦予徑向的壓縮應(yīng)力。由此，可產(chǎn)生與滾動(dòng)軸承為圓柱滾子軸承時(shí)相同的作用效果。圖6至圖13所示的第5至第12實(shí)施形態(tài)中，雖僅內(nèi)環(huán)2A、2B、2C、2D、2E為以陶瓷構(gòu)成，但轉(zhuǎn)動(dòng)體4也可以陶瓷構(gòu)成。轉(zhuǎn)動(dòng)體4若也以陶瓷構(gòu)成，即可與內(nèi)環(huán)2A、2B、2C、2D、2E為以陶瓷構(gòu)成時(shí)相同，于高速旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)熱膨脹或離心膨脹所造成的預(yù)壓過(guò)大有利，故可實(shí)現(xiàn)軸承更加高速化。此時(shí)考慮到制造面上的方便等，可以不同種類(lèi)陶瓷構(gòu)成內(nèi)環(huán)2A、2B、2C、2D、2E與轉(zhuǎn)動(dòng)體4。圖14為分別將圖5的高速主軸裝置中支持主軸25前側(cè)的滾動(dòng)軸承裝置取代為圖13第12實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置，將支持主軸25后側(cè)的滾動(dòng)軸承裝置取代為圖6第5實(shí)施形態(tài)的滾動(dòng)軸承裝置。也可不使用圖6所示的滾動(dòng)軸承裝置而代的以圖7至圖12(第6至第11實(shí)施形態(tài))中任一者所示的滾動(dòng)軸承裝置。一般而言，加工機(jī)械主軸為以?xún)?nèi)環(huán)旋轉(zhuǎn) 外環(huán)靜止的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，采用通過(guò)對(duì)設(shè)于外環(huán)3外徑側(cè)的軸承箱26進(jìn)行冷卻而冷卻主軸系的構(gòu)造。因此，于內(nèi)環(huán)側(cè)放熱性低。且最近在主軸內(nèi)部以與主軸25(15) —體化的內(nèi)裝馬達(dá)形式驅(qū)動(dòng)主軸25的情形較多，有內(nèi)環(huán)側(cè)易因馬達(dá)發(fā)熱成高溫環(huán)境的傾向。此傾向在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)顯著。若為支持如此的加工機(jī)械主軸25，使用內(nèi)環(huán)2A、2B、2C、2D、2E為以陶瓷構(gòu)成的滾動(dòng)軸承裝置，可更實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)化。以下更詳細(xì)說(shuō)明關(guān)于以P賽隆為主成分的燒結(jié)體。此燒結(jié)體系指以P賽隆為主成分，殘余雜質(zhì)所構(gòu)成的燒結(jié)體，或以P賽隆為主成分，及殘余助燒結(jié)劑及雜質(zhì)所構(gòu)成的燒結(jié)體。雜質(zhì)包含不可避免的雜質(zhì)，該不可避免的雜質(zhì)包含來(lái)源于原料或是在制造工序中混入的情況。助燒結(jié)劑中可采用鎂(Mg)、鋁(Al)、硅
(Si)、鈦(Ti)、稀土類(lèi)元素的氧化物、氮化物、氧氮化物中至少I(mǎi)種類(lèi)以上。又，助燒結(jié)劑于燒結(jié)體中宜在20質(zhì)量％以下。圖15中顯示由以P賽隆為主成分的燒結(jié)體所構(gòu)成的內(nèi)環(huán)2A的制造方法。^賽隆粉末準(zhǔn)備工序SI為準(zhǔn)備P賽隆粉末的工序。通過(guò)采用例如燃燒合成法可便宜地制造P賽隆的粉末。
混合工序S2為對(duì)在P賽隆粉末準(zhǔn)備工序SI中所準(zhǔn)備的P賽隆粉末添加助燒結(jié)劑并加以混合的工序。不添加助燒結(jié)劑時(shí)可省略此工序。成形工序S3，為使0賽隆粉末或P賽隆粉末與助燒結(jié)劑的混合物，成形為內(nèi)環(huán)2A的大致形狀的工序。具體而言，通過(guò)使P賽隆粉末或P賽隆粉末與助燒結(jié)劑的混合物適用于沖壓成形、澆鑄成形、擠制成形、滾筒造粒等成形方法，制作成形為內(nèi)環(huán)2A大致形狀的成形體。燒結(jié)前加工工序S4為將上述成形體表面加工，使該成形體在燒結(jié)后成更為接近所希望的內(nèi)環(huán)2A形狀的形狀而成形的工序。具體而言，通過(guò)適用未燒成體(- U 體)加工等加工方法，成形使上述成形體成為燒結(jié)后更為接近內(nèi)環(huán)2A形狀的形狀。此燒結(jié)前加工工序S4，在成形工序S3中上述成形體成形的階段，可得到于燒結(jié)后接近所希望的內(nèi)環(huán)2A形狀的狀態(tài)時(shí)，可省略。燒結(jié)工序S5為使上述成形體在IMPa以下的壓力下燒結(jié)的工序。具體而言，通過(guò)加熱器加熱、以微波或毫米波進(jìn)行的電磁波加熱等加熱方法加熱并燒結(jié)上述成形體，由此制作具有內(nèi)環(huán)2A大致形狀的燒結(jié)體。精加工工序S6為通過(guò)對(duì)在燒結(jié)工序S5中所制作的燒結(jié)體實(shí)施光制加工完成內(nèi)環(huán)2A的工序。具體而言，通過(guò)研磨在燒結(jié)工序S5中所制作的燒結(jié)體表面完成內(nèi)環(huán)2A。在此，通過(guò)上述燒結(jié)工序S5中的燒結(jié)，在自燒結(jié)體表面起算厚約500 u m的區(qū)域中形成致密性較內(nèi)部高，在以光學(xué)顯微鏡的斜光觀(guān)察剖面時(shí)，作為白色區(qū)域可觀(guān)察到的白色區(qū)域面積率在7%以下的致密層。且在自燒結(jié)體表面起算厚約150 u m的區(qū)域中形成致密性更高于致密層內(nèi)其它區(qū)域，以光學(xué)顯微鏡的斜光觀(guān)察剖面時(shí)，作為白色區(qū)域可觀(guān)察到的白色區(qū)域面積率在3. 5%以下的高致密層。因此，在光制加工工序S6中，所去除的燒結(jié)體厚度，特別是在應(yīng)為軌道面的區(qū)域宜在150y以下。由此使高致密層殘留于包含內(nèi)環(huán)軌道面2a的區(qū)域，可提升內(nèi)環(huán)2A的轉(zhuǎn)動(dòng)疲勞壽命。進(jìn)行調(diào)查賽隆燒結(jié)體剖面中致密層及高致密層的形成狀態(tài)的試驗(yàn)。試驗(yàn)程序如以下。首先準(zhǔn)備以燃燒合成法制作的組成為Si5AlON7的@賽隆粉末(ISMANJ股份公司制，產(chǎn)品名Meramix),以與該圖15所示的內(nèi)環(huán)制造方法相同的方法制作一邊約IOmm的立方體試驗(yàn)片。具體的制造方法如下。首先，使用球磨機(jī)并通過(guò)濕式混合混合微細(xì)化至次微米的P賽隆粉末與作為助燒結(jié)劑的氧化鋁(住友化學(xué)股份公司制，AKP30)及氧化釔(H. C. Starck公司制，Yttriumoxide grade C)。其后，以噴霧干燥機(jī)實(shí)施造粒以制造造粒粉。以模具使該造粒粉成形為規(guī)定形狀，且以冷均壓成形(CIP)的方式加壓而得成形體。接著在壓力0. 4MPa的氮?dú)夥諊袑⑵浼訜嶂?650°C以燒結(jié)該成形體，由此制造上述立方體試驗(yàn)片。其后裁切該試驗(yàn)片，以鉆石研磨盤(pán)來(lái)研磨所裁切的面后通過(guò)以氧化鉻研磨盤(pán)實(shí)施鏡面研磨形成包含立方體中心的觀(guān)察用剖面。又，以光學(xué)顯微鏡(Nikon股份公司制，Microphoto - FAX)的斜光觀(guān)察該剖面，拍攝倍率50倍的快照(富士膠卷股份公司制FP-100B)。其后使用掃描儀(分辨率300DPI)將所得的照片影像導(dǎo)入個(gè)人計(jì)算機(jī)。又，使用影像處理軟件(三谷商事股份公司制WinROOF)以亮度閥值進(jìn)行2值化處理(本試驗(yàn)中的2值化閥值140)，測(cè)定白色區(qū)域的面積率。
其次說(shuō)明關(guān)于試驗(yàn)結(jié)果。圖16為以光學(xué)顯微鏡斜光拍攝試驗(yàn)片的上述觀(guān)察用剖面的照片。且圖17為顯示經(jīng)使用影像處理軟件并通過(guò)亮度閥值對(duì)圖16的照片影像進(jìn)行2值化處理的狀態(tài)一例。且圖18為顯示使用影像處理軟件并通過(guò)亮度閥值對(duì)圖16的照片影像進(jìn)行2值化處理時(shí)進(jìn)行影像處理的區(qū)域(評(píng)價(jià)區(qū)域)圖。圖16中照片上側(cè)為試驗(yàn)片處理側(cè)，上端為表面。參照?qǐng)D16及圖17可知，以與圖15所示的內(nèi)環(huán)制造方法相同的方法作成的試驗(yàn)片中，在包含表面的區(qū)域內(nèi)形成有白色區(qū)域少于其內(nèi)部的層。又，如圖18所示，對(duì)應(yīng)自試驗(yàn)片最表面起算的距離將所拍攝的照片影像分為3區(qū)域(自最表面起算的距離在150i!m以?xún)?nèi)的區(qū)域、超過(guò)150iim且在500 iim以?xún)?nèi)的區(qū)域、超過(guò)500iim且在800 y m以?xún)?nèi)的區(qū)域)，分別對(duì)每一區(qū)域進(jìn)行影像解析以計(jì)算白色區(qū)域的面積率即可得表I所示的結(jié)果。表I中顯示以圖18所示的各區(qū)域?yàn)镮個(gè)視野，自隨機(jī)拍攝的5張照片所得的5個(gè)視野中白色區(qū)域的面積率的平均值與最大值。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種圓柱滾子軸承裝置，包含 圓柱滾子軸承，在作為旋轉(zhuǎn)部件的內(nèi)環(huán)與作為固定部件的外環(huán)的軌道面之間夾設(shè)有由環(huán)狀的保持器所保持的圓柱滾子；及 噴嘴構(gòu)件，鄰接該外環(huán)而設(shè)置； 上述噴嘴構(gòu)件分別設(shè)于上述外環(huán)的軸方向的兩側(cè)； 其中在該噴嘴構(gòu)件內(nèi)設(shè)有插入內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間的軸承空間并具有潤(rùn)滑劑的噴嘴孔的環(huán)狀鍔部，該鍔部的外徑面為保持器導(dǎo)向面，以該保持器導(dǎo)向面導(dǎo)向該保持器的內(nèi)徑面。
2.如權(quán)利要求I所述的圓柱滾子軸承裝置，其中在該內(nèi)環(huán)的外徑面，設(shè)有其軌道面?zhèn)葹榇髲降男泵娌?，該噴嘴?gòu)件的設(shè)于該鍔部中的噴嘴孔朝該內(nèi)環(huán)的該斜面部噴出潤(rùn)滑劑。
3.如權(quán)利要求I所述的滾動(dòng)軸承裝置，其中該噴嘴構(gòu)件的設(shè)于該鍔部中的噴嘴孔朝保持器的內(nèi)徑面噴出潤(rùn)滑劑。
4.如權(quán)利要求3所述的圓柱滾子軸承裝置，其中該噴嘴孔中設(shè)有節(jié)流部。
5.如權(quán)利要求3所述的圓柱滾子軸承裝置，其中以該內(nèi)環(huán)的外徑面為斜面部，在沿著該內(nèi)環(huán)外徑面的斜面，形成該鍔部的內(nèi)徑面。
6.如權(quán)利要求I所述的圓柱滾子軸承裝置，其中在該噴嘴構(gòu)件的該鍔部中圓周方向的多處設(shè)置該噴嘴孔。
7.如權(quán)利要求I所述的圓柱滾子軸承裝置，其中自該噴嘴構(gòu)件的該噴嘴孔噴出的潤(rùn)滑劑為油氣。
8.如權(quán)利要求I所述的圓柱滾子軸承裝置，其中用以支持加工機(jī)械的主軸。
9.如權(quán)利要求I所述的圓柱滾子軸承裝置，其中該內(nèi)環(huán)以陶瓷構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的圓柱滾子軸承裝置，其中該陶瓷為以氮化硅為主成分的燒結(jié)體。
11.如權(quán)利要求9所述的圓柱滾子軸承裝置，其中該陶瓷為以Si6_zAlz0zN8_z的組成式表示，滿(mǎn)足O. I彡Z彡3. 5的以β賽隆為主成分的燒結(jié)體。
12.如權(quán)利要求9所述的圓柱滾子軸承裝置，其中該圓柱滾子為以與該內(nèi)環(huán)種類(lèi)不同的陶瓷所構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求9所述的圓柱滾子軸承裝置，其中該內(nèi)環(huán)具有較軌道面更位于軸方向外側(cè)的肩部，設(shè)置內(nèi)徑面配合該肩部外徑面的內(nèi)環(huán)墊圈，通過(guò)該內(nèi)環(huán)墊圈對(duì)該內(nèi)環(huán)的肩部賦予徑向的壓縮應(yīng)力。
14.如權(quán)利要求9所述的圓柱滾子軸承裝置，其中該內(nèi)環(huán)具有較軌道面更位于軸方向外側(cè)的肩部，以沿周向的纖維所構(gòu)成的纖維性構(gòu)件束縛該肩部外周，對(duì)該內(nèi)環(huán)肩部賦予徑向的壓縮應(yīng)力。
15.如權(quán)利要求9所述的圓柱滾子軸承裝置，其中該內(nèi)環(huán)具有較軌道面更位于軸方向外側(cè)的肩部，設(shè)置內(nèi)徑面配合該肩部外徑面的內(nèi)環(huán)墊圈，使軸配合該內(nèi)環(huán)及內(nèi)環(huán)墊圈的內(nèi)周，內(nèi)環(huán)與軸的配合為過(guò)盈配合，內(nèi)環(huán)墊圈與軸的配合為間隙配合，通過(guò)該內(nèi)環(huán)墊圈對(duì)該內(nèi)環(huán)肩部賦予徑向的壓縮應(yīng)力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種滾動(dòng)軸承裝置，可在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)保持保持器的穩(wěn)定性并防止導(dǎo)向面彼此直接接觸，且可降低保持器導(dǎo)向間隙中的動(dòng)力損耗。該滾動(dòng)軸承裝置包含滾動(dòng)軸承(1)，在內(nèi)環(huán)(2)與外環(huán)(3)的軌道面(2a、3a)之間夾設(shè)有由環(huán)狀的保持器(5)所固持的轉(zhuǎn)動(dòng)體(4)；及噴嘴構(gòu)件(8)，鄰接該外環(huán)(3)而設(shè)置。噴嘴構(gòu)件(8)中設(shè)有插入內(nèi)環(huán)(2)與外環(huán)(3)之間軸承空間并具有潤(rùn)滑劑噴嘴孔(10)的環(huán)狀鍔部(8a)。以該鍔部(8a)的外徑面(8aa)為保持器導(dǎo)向面，以該保持器導(dǎo)向面(8aa)導(dǎo)向保持器(5)的內(nèi)徑面(5a)。
文檔編號(hào)F16C33/62GK102979822SQ20121047536
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者古林卓嗣, 森正繼 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社