TWI724509B - 主軸裝置 - Google Patents

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TWI724509B
TWI724509B TW108130367A TW108130367A TWI724509B TW I724509 B TWI724509 B TW I724509B TW 108130367 A TW108130367 A TW 108130367A TW 108130367 A TW108130367 A TW 108130367A TW I724509 B TWI724509 B TW I724509B
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勝野美昭
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日商日本精工股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種主軸裝置，其因軸承部具備荷重點側軸承部及反荷重點側軸承部，從而適當調整作用於滾動軸承之荷重負載分佈。 主軸裝置100將負載徑向荷重之旋轉軸15經由軸承部支持於殼體。軸承部包含：一對荷重點側軸承部11，其以於旋轉軸15負載徑向荷重之荷重點P為中心而於軸向隔開配置，且各自具有3列以上之斜角滾珠軸承17A、17B、17C；及一對反荷重點側軸承部13，其自一對荷重點側軸承部11朝軸承外側隔開配置，且各自具有2列以上之斜角滾珠軸承19A、19B。

Description

主軸裝置
本發明係關於一種提高耐荷重性之主軸裝置。
近年之一般工業機械(例如印刷機用輥支持機構、半導體晶圓之旋轉洗淨機)中，為提高工件之加工效率，要求主軸之高速驅動。與此同時，因工件體積之增大或伴隨高效率化之切削量之增加，負載於主軸之徑向荷重大幅上升，對支持主軸之軸承之耐徑向荷重性提高之需求正日益提高。為應對該需求，目前為止採用單純地增加斜角滾珠軸承之列數之方法。藉此，緩和軸承之每一列之負載，期待主軸之耐久性之提高。
作為此種主軸裝置10，如圖10所示，藉由以背面組合配置於主軸1之軸向之兩端，且分別具有接觸角α之例如4列之斜角滾珠軸承3(3A、3B、3C、3D)，而旋轉自如地支持主軸1。各個斜角滾珠軸承3係藉由保持器8旋轉自如地保持之複數個滾動體9以接觸角α，滾動自如地設置於內環5與外環7之間。
負載荷重之荷重點(圖中P所示)設定於主軸1之軸向中央之情形時，對支持主軸1之斜角滾珠軸承3，負載主應力即徑向荷重，及軸向荷重。尤 其於斜角滾珠軸承3中，Pr(動態等效徑向荷重)/Cr(基本動態徑向額定荷重)成為0.1以上。再者，於主軸1，如圖中粗虛線所示，於荷重點P產生撓曲量成最大之撓曲。因此，尤其對軸向內側之斜角滾珠軸承3A，同時負載撓曲所致之較大力矩荷重M，於運轉時之各斜角滾珠軸承3，因內環5、外環7之各軌道面與滾動體9之接觸而產生摩擦熱，軸承溫度上升。
另一方面，以軸承負載容量之增大、軸承之高剛性化、旋轉性能之穩定化等為目的，提案有謀求軸承之長壽命化之各種主軸裝置(例如，參照專利文獻1、2)。專利文獻1之雙列滾動軸承中，具有2列滾動體之向心止推滾珠軸承中，以一列及另一列改變滾動體規格，將懸突側之滾動體之徑設為大徑，從而提高負載能力。又，專利文獻2之多列滾珠軸承藉由將多列配置之滾珠軸承設為對應於軸向位置之軸承內部規格，從而縮小軸承間之溫度差，獲得穩定之旋轉性能。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-286116號公報
[專利文獻2]日本專利特開2005-299761號公報
如圖10所示，配置有多列斜角滾珠軸承3之主軸裝置10中，與4列斜角滾珠軸承3中，配置於外側之斜角滾珠軸承3A、3D相比，被斜角滾珠軸 承3A、3D所夾之內側之斜角滾珠軸承3B、3C缺乏散熱性，有軸承溫度易上升之傾向。因此，因嚴酷之運轉條件，內側之斜角滾珠軸承3B、3C過熱，有產生軌道環之滾動面發生燒附、剝離、蠕變等之虞。又，若增加斜角滾珠軸承3之列數，則不僅因上述溫度條件之惡化所致之運轉時燒附，機械尺寸亦變大，又，主軸1之修補作業時之處理性亦降低。因此，為防止因溫度上升所致之障礙產生，謀求減低各斜角滾珠軸承3產生之摩擦熱，抑制溫度上升。
上述專利文獻1所記載之雙列滾動軸承係將CT掃描器裝置等之以荷重支持點懸突之狀態下使用之雙列滾動軸承作為應用對象者，形態與在荷重支持點之兩側配置有滾動軸承之一般機械裝置之主軸裝置不同。又，上述專利文獻2所記載之多列滾珠軸承關於主軸之軸承之相對位置關係並未指定。
本發明之目的係提供一種主軸裝置，其因軸承部具備荷重點側軸承部及反荷重點側軸承部，而適當調整作用於滾動軸承之荷重負載分佈。
本發明包含下述構成。
一種主軸裝置，其係經由軸承部將負載徑向荷重之旋轉軸支持於殼體者，上述軸承部包含：一對荷重點側軸承部，其以於上述旋轉軸負載上述徑向荷重之荷重 點為中心而於軸向隔開配置，且各自具有3列以上斜角滾珠軸承；及一對反荷重點側軸承部，其自上述一對荷重點側軸承部朝軸向外側隔開配置，且各自具有2列以上斜角滾珠軸承。
根據本發明之主軸裝置，藉由軸承部具備荷重點側軸承部及反荷重點側軸承部，而可適當調整作用於滾動軸承之荷重負載分佈。
1:主軸
3:斜角滾珠軸承
3A~3D:斜角滾珠軸承
5:內環
7:外環
8:保持器
9:滾動體
10:主軸裝置
11:主軸承部(荷重點側軸承部)
13:備用軸承部(反荷重點側軸承部)
15:主軸(旋轉軸)
17A~17F:斜角滾珠軸承
19A、19B、19C:斜角滾珠軸承
21:內環
21a、23a:內外環軌道槽
23:外環
25:滾動體
27:保持器
31:內環
33:外環
35:滾動體
37:保持器
41:外側軸承
43:內側軸承
100、200、300、400、500、600、700、800:主軸裝置
d:直徑
d1、d2:滾動體徑
L:距離
P:荷重點
R:軌道槽曲率比
R1~R4:軌道槽曲率比
R5:內環槽曲率比
α1、α2:接觸角
圖1係顯示第1實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
圖2係顯示圖1所示之主軸裝置之主軸之撓曲抑制效果之說明。
圖3係顯示第2實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
圖4係顯示第3實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
圖5係顯示第4實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
圖6係顯示第5實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
圖7係顯示第6實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
圖8係顯示第7實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
圖9係顯示第8實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
圖10係顯示先前之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
以下，參照圖式針對本發明之主軸裝置之較佳之各實施形態詳細說明。
<第1實施形態>
圖1係顯示本發明之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
本實施形態之主軸裝置100係藉由一對荷重點側軸承部(以下，亦稱為主軸承部)11，及一對反荷重點側軸承部(以下，亦稱為備用軸承部)13，旋轉自如地支持主軸15，其中上述一對荷重點側軸承部11係以作用於旋轉軸即主軸15之徑向荷重之荷重點P為中心，分別於軸向隔開配置，上述一對反荷重點側軸承部13係自荷重點側軸承部11向軸向外側隔開配置。荷重點P設定於主軸15之軸向中央，但不限於此，亦可包含軸向中央之特定區域全體為荷重點。
主軸承部11係3列斜角滾珠軸承17A、17B、17C背面組合(DB組合)而構成。以下之說明中，亦將主軸承部11之3列斜角滾珠軸承17A、17B、17C中，配置於軸向兩側之斜角滾珠軸承(圖1所示例中為17A、17C)稱為外側軸承41，將被該等外側軸承41所夾之斜角滾珠軸承(圖1所示例中為17B)稱為內側軸承43。
備用軸承部13係2列斜角滾珠軸承19A、19B背面組合(DB組合)而構成，配置於較主軸承部11更自荷重點P遠離之側。即，一對主軸承部11及一對備用軸承部13係相對於荷重點P對稱配置。
主軸承部11之各斜角滾珠軸承17A、17B、17C係具有接觸角α1、α2之複數個滾動體25經由保持器27，可滾動地配置於內環21與外環23間。又，備用軸承部13之各斜角滾珠軸承19A、19B亦同樣地，係具有接觸角 之複數個滾動體35經由保持器37，可滾動地配置於內環31與外環33間。
若使斜角滾珠軸承17以負載較大荷重之狀態運轉，則因內環21及外環23與滾動體25間之摩擦而溫度上升。本構成之主軸裝置100中，為抑制該溫度上升，而於主軸承部11之軸向外側配置備用軸承部13，減少因主軸15之撓曲所致之力矩荷重。又，減少內環21及外環23與滾動體25之接觸面壓或接觸面積，減低摩擦。
由於力矩荷重減低時主軸15之撓曲減小，故主軸承部11與備用軸承部13之位置關係具重要性。又，為了減小內側軸承43之內環21及外環23與滾動體25之接觸面積，而將外側軸承41之內外環軌道槽21a、23a之軌道槽曲率比R設為小於內環軸承43之內外環軌道槽21a、23a之軌道槽曲率比R。又，將外側軸承41之接觸角α1設為大於內側軸承43之接觸角α2，進而將外側軸承41之滾動體25之直徑(滾動體徑)d1設為大於內側軸承43之滾動體25之直徑(滾動體徑)d2。此處，內外環軌道槽21a、23a之軌道槽曲率比R，意指內環21、外環23之軌道槽半徑r相對於斜角滾珠軸承17之滾動體25之直徑d之比(R=r/d)。
主軸承部11與備用軸承部13之位置關係較佳為將主軸承部11之軸向中央至備用軸承部13之軸向中央之距離設為L，將主軸承部11之內環21之內徑(主軸15之外徑)設為D時，以尺寸比L/D滿足0.2<L/D<7之方式配置。圖示例中，為L/D=1.7。
若L/D變小，則主軸承部11之徑向荷重變得過大。另一方面，若L/D變大，則因主軸15之撓曲導致軸承之傾斜度變大，力矩荷重變得過大。任一情形時，軸承壽命均大幅減少。L/D之較佳範圍為0.25<L/D<6，更佳範圍為0.3<L/D<5。
主軸承部11中，設定為外側軸承41之外環軌道槽23a之軌道槽曲率比R1，小於內側軸承43之外環軌道槽23a之軌道槽曲率比R2(R1<R2)，或外側軸承41之內環軌道槽21a之軌道槽曲率比R3，小於內側軸承43之內環軌道槽21a之軌道槽曲率比R4(R3<R4)。
若軌道槽曲率比變大，則內外環軌道槽21a、23a與滾動體25之接觸面積變得過小，接觸面壓變大。又，若軌道槽曲率比變小，則接觸面積增大，接觸扭矩增大。因此，作為取得平衡之軌道槽曲率比，較佳為0.51以上0.56以下之範圍。圖示例中，外側軸承41及內側軸承43之內外環軌道槽21a、23a之軌道槽曲率比R1、R2、R3、R4任一者皆成為0.51以上0.56以下。
又，將外側軸承41之接觸角α1設定為大於內側軸承43之接觸角α2(α1>α2)，將外側軸承41之滾動體25之直徑d1設定為大於內側軸承43之滾動體25之直徑d2(d1>d2)。為抑制主軸承部11之不良，用以使荷重分配平衡之較佳接觸角α為10°≦α≦50°，較佳為15°≦α≦45°。圖示例之接觸角為α1=α2=35°，外側軸承41之滾動體25之直徑d1成為24mm，內側軸承43之滾動體25之直徑d2成為20mm。
再者，主軸承部11之內外環軌道槽21a、23a表面之殘留奧氏體量為50重量%以下(表面之殘留奧氏體量具體而言意指自軌道槽表面起至400μm之深度之任一深度下之殘留奧氏體量)。關於其理由於下文敘述。
另，圖1中，由於徑向荷重及力矩荷重之負載分擔變多，故在主軸承部11中，中央荷重側之外側軸承需要2列以上，故以3列斜角滾珠軸承17構成，備用軸承部13以2列斜角滾珠軸承19構成，但本主軸裝置100不限於此。例如，亦可為主軸承部11以4列以上之斜角滾珠軸承構成，備用軸承部13以3列以上之斜角滾珠軸承構成。
如此，限制L/D，從而抑制因主軸15之撓曲所致之力矩荷重，且將外側軸承41之滾動體25之直徑d1設定為大於內側軸承43之滾動體25之直徑d2，抑制內側軸承43之發熱量。藉此，可抑制因溫度上升所致之剝離、燒附、蠕變之產生。
接著，針對上述軸承之排列、形狀、材料與剝離、燒附、蠕變之關係進行說明。
(剝離)
如圖2所示，若於主軸15之荷重點P負載徑向荷重，則一般而言，有主軸15以荷重點P為中心而弓狀撓曲(參照圖中粗虛線)之傾向。該情形時，會對最接近荷重點P之軸承(荷重點側軸承17A)施加較大負載。對軸承負載較大荷重之情形時，於內外環軌道槽21a、23a與滾動體25間會產 生較大接觸面壓。該情形時，尤其於內環軌道槽21a會產生較大的剪切應力。又，於材料內部之微小缺陷產生較大的應力集中之情形時，會有於微小缺陷周邊產生龜裂之情況。再者，若對主軸15持續負載荷重，會使得已產生之龜裂進展，最終龜裂前端到達表面，從而可能產生剝離。
為抑制此種剝離，由主軸裝置10之構造之觀點而言，自主軸承部11向主軸15之外側隔開配置備用軸承部13較為有效。藉此，如圖2所示，抑制主軸15之撓曲變形，減低主軸承部11之荷重，將內外環軌道槽21a、23a與滾動體25之間之接觸面壓抑制為較小。
又，即使增加內外環軌道槽21a、23a與滾動體25間之接觸面積，亦可緩和主軸承部11之接觸面壓。具體而言，若自軸承形狀之觀點考慮，則相較於外側軸承41而增大內側軸承43之滾動體25之直徑d，增大內外環槽曲率比(=內環之軌道槽半徑/滾動體直徑，或外環軌道槽半徑/滾動體直徑)，減小接觸角，從而可緩和接觸面壓。藉此，不僅具有因斜角滾珠軸承17之列數增加帶來之荷重分散效果，亦可避免荷重集中於荷重點側軸承17A，可防止剝離之產生。
(燒附)
於高速旋轉下使用主軸裝置10之主軸15之情形時，搭載於該主軸15之組合軸承中，會因滾動體25與內外環軌道槽21a、23a間之摩擦，從而滾動接觸部之溫度上升。若該溫度上升較大，會有因油膜中斷而產生燒附之虞。
由於撓曲係遍及主軸15之全長發生，故愈增長主軸長度，伴隨主軸15之弓狀撓曲之變形愈大。由此，除徑向荷重以外，亦同時負載因主軸15之撓曲所致之力矩荷重。藉此，滾動體25與內外環軌道槽21a、23a間之接觸面壓增加，潤滑易中斷，易產生燒附現象。因此，考慮於主軸承部11中增減徑向荷重及力矩荷重，且適當調整主軸承部11及備用軸承部13之配置平衡，是為有效防止燒附之對策。
與兩端面由外側軸承41所夾之內側軸承43相比，外側軸承41因軸承自身之滾動摩擦所致之發熱量易向外部散逸，故因軸承之滾動摩擦所致之發熱而燒附之可能性較低。另一方面，內側軸承43中，由於兩端面由外側軸承41夾持，故不易充分散熱，熱充滿而易產生內外環溫度差(內環溫度>外環溫度)。因此，軸承之內部間隙易減少，又，組合預先負載預壓之軸承之情形時，預壓荷重大幅增加，有產生燒附之顧慮。
因此，關於內側軸承43，設為如極力減少發熱之構造，從而可提高作為組合軸承全體之耐燒附性。此處所述之發熱係因內外環軌道槽21a、23a與滾動體25間之摩擦而產生，故減低相互之接觸面積較為有效。因此，縮小滾動體25之直徑d，增大內外環槽曲率比，縮小接觸角即可。
又，藉由軸承之材料選定，亦可抑制溫度上升時之軸承之變形量。滾動軸承中，由於在滾動體25與內外環軌道槽21a、23a間產生較高之接觸面壓，故要求不產生塑性變形之硬度。為了使該硬度於工業生產上成 立，需要使用0.5%C以上之碳鋼進行淬火處理。此時，隨著碳量之增加，易產生殘留奧氏體。殘留奧氏體為不穩定之相，於長期使用中變化成麻田散體，軸承隨著永久變形而膨脹。有因該膨脹而內外環軌道槽21a、23a膨脹，產生燒附之情況。
因此，藉由限制內環21、外環23之至少一者之材料中之殘留奧氏體量，而可抑制燒附。各材料中之殘留奧氏體較佳為50重量%以下。又，更佳為40重量%以下，進而佳為30重量%以下。
(蠕變)
主軸裝置10中，由於對軸承內環負載較大之徑向荷重，故有軸承內環向徑向方向壓縮，且內徑擴展之傾向。因此，最初賦予之咬入量(jamming)減少程度較大，導致咬入量不足。此外，由於內環21為旋轉側，故徑向荷重成為所謂旋轉荷重，其結果，內環21相對於主軸15於圓周方向偏離，從而有產生蠕變之顧慮。該情形時，亦可藉由上述殘留奧氏體之限制，而抑制內環之膨脹(經年變化)，防止該不良。
<第2實施形態>
圖3係顯示第2實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。
本實施形態之主軸裝置200係主軸承部11由背面組合(DB組合)之4列斜角滾珠軸承17(17A、17B、17C、17D)構成，備用軸承13係由背面組合(DB組合)之2列斜角滾珠軸承19(19A、19B)構成。
主軸承部11及備用軸承部13之L/D為3.5。又，外側軸承41(17A、17D)之內外環槽曲率比R1為0.52，內側軸承43(17B、17C)之內外環槽曲率比R2為0.54。即，配置於荷重點側及反荷重點側之外側軸承41之外環及內環之軌道槽曲率比R1，小於夾在外側軸承41間之內側軸承43之外環及內環之軌道槽曲率比R2(R1<R2)。
外側軸承41及內側軸承43係滾動體25之直徑d成為24mm，接觸角α成為30°。該等效果與第1實施形態之主軸裝置100相同。
<第3實施形態>
圖4係顯示第3實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。本實施形態之主軸裝置300係主軸承部11由背面組合(DB組合)之5列斜角滾珠軸承17(17A、17B、17C、17D)構成，備用軸承部13由背面組合(DB組合)之2列斜角滾珠軸承19(19A、19B)構成。
該主軸承部11及備用軸承部13之L/D為4.1。又，外側軸承41(17A、17E)及內側軸承43(17B、17C、17D)係所有內外環槽曲率比R成為0.53，滾動體25之直徑d成為22mm，接觸角α成為25°。
<第4實施形態>
圖5係顯示第4實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。本實施形態之主軸裝置400係主軸承部11由背面組合(DB組合)之4列斜角滾珠軸承17(17A、17B、17C、17D)構成，備用軸承部13由背面組合(DB 組合)之2列斜角滾珠軸承19(19A、19B)構成。
該主軸承部11及備用軸承部13之L/D為3.5。又，外側軸承41(17A、17D)之接觸角α1為30°，內側軸承43(17B、17C)之接觸角α2為25°。即，接觸角具有α1>α2之關係。
又，外側軸承41及內側軸承43任一者皆內外環槽曲率半徑比R成為0.55，滾動體25之直徑d成為22mm。
<第5實施形態>
圖6係顯示第5實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。本實施形態之主軸裝置500係主軸承部11由背面組合(DB組合)之6列斜角滾珠軸承17(17A、17B、17C、17D、17E、17F)構成，備用軸承部13由背面組合(DB組合)之2列斜角滾珠軸承19(19A、19B)構成。
該主軸承部11及備用軸承部13之L/D為5.2。又，外側軸承41(17A、17F)之接觸角α1為35°，內側軸承43(17B、17C、17D、17E)之接觸角α2為30°。即，接觸角具有α1>α2之關係。
又，外側軸承41及內側軸承43任一者皆內外環槽曲率半徑比R成為0.54，滾動體25之直徑d成為24mm。
<第6實施形態>
圖7係顯示第6實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。本實施形態之主軸裝置600係主軸承部11由背面組合(DB組合)之6列斜角滾珠軸承17(17A、17B、17C、17D、17E、17F)構成，備用軸承部13由背面組合(DB組合)之2列斜角滾珠軸承19(19A、19B)構成。
該主軸承部11及備用軸承部13之L/D為5.2。又，外側軸承41(17A、17F)之接觸角α1為35°。內側軸承43中，配置於外側之斜角滾珠軸承17B、17E之接觸角α2為30°，配置於內側之斜角滾珠軸承17C、17D之接觸角α3為25°。即，接觸角具有α1>α2>α3之關係。
外側軸承41之外環槽曲率比R1為0.51，內環槽曲率比R2為0.52。內側軸承43中配置於外側之接觸角球軸承17B、17E之內外環槽曲率比R3任一者皆為0.53，配置於內側之接觸角球軸承17C、17D之外環槽曲率比R4成為0.54，內環槽曲率比R5成為0.53。
即，外側軸承41之外環之軌道槽曲率比R1，小於內側軸承43之外環之軌道槽曲率比R3、R4(R1<R3，R1<R4)。又，外側軸承41之內環之軌道槽曲率比R2與內側軸承43之斜角滾珠軸承17B之內環之軌道槽曲率比R3相同(R2=R3)，小於斜角滾珠軸承17C之內環之軌道槽曲率比R5(R2<R5)。
又，外側軸承41之滾動體25之直徑d1為24mm。內側軸承43係配置於外側之斜角滾珠軸承17B、17E之滾動體25之直徑d2成為22mm，配置 於內側之斜角滾珠軸承17C、17D之滾動體25之直徑d3成為20mm。即，滾動體25之直徑具有d1>d2>d3之關係。
<第7實施形態>
圖8係顯示第7實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。本實施形態之主軸裝置700係主軸承部11由背面組合(DB組合)之6列斜角滾珠軸承17(17A、17B、17C、17D、17E、17F)構成，備用軸承部13由背面組合(DB組合)之3列斜角滾珠軸承19(19A、19B、19C)構成。
該主軸承部11及備用軸承部13之L/D=6.4。又，外側軸承41(17A、17F)之接觸角α1為35°，內側軸承43(17B、17C、17D、17E)之接觸角α2為30°。即，接觸角具有α1>α2之關係。
又，外側軸承41之內外環槽曲率比R1為0.52，內側軸承43中，配置於外側之斜角滾珠軸承17B、17E之內外環槽曲率比R2為0.53，配置於內側之斜角滾珠軸承17C、17D之內外環槽曲率比R3為0.54。即，內外環槽曲率比具有R1<R2<R3之關係。
外側軸承41之滾動體25之直徑d1為24mm。內側軸承43其配置於外側之斜角滾珠軸承17B、17E之滾動體25之直徑d2為22mm，配置於內側之斜角滾珠軸承17C、17D之滾動體25之直徑d3為20mm。即，滾動體25之直徑具有d1>d2>d3之關係。
<第8實施形態>
圖9係顯示第8實施形態之主軸裝置之滾動軸承之配置例之構成圖。本實施形態之主軸裝置800其主軸承部11由背面組合(DB組合)之6列斜角滾珠軸承17(17A、17B、17C、17D、17E、17F)構成，備用軸承部13由背面組合(DB組合)之3列斜角滾珠軸承19(19A、19B、19C)構成。
該主軸承部11及備用軸承部13之L/D為6.4。又，外側軸承41(17A、17F)之接觸角α1為35°。內側軸承43中，配置於外側之斜角滾珠軸承17B、17E之接觸角α2為30°，配置於內側之斜角滾珠軸承17C、17D之接觸角α3為25°。即，接觸角具有α1>α2>α3之關係。
外側軸承41之內外環槽曲率比R1為0.53，內側軸承43之內外環槽曲率比R2為0.54，具有R1<R2之關係。
又，外側軸承41之滾動體25之直徑d1為24mm，內側軸承43之滾動體25之直徑d2為22mm，具有d1>d2之關係。
根據上述各實施形態，可適當調整作用於滾動軸承之荷重負載分佈，抑制局部溫度上升所致之燒附。
本發明並非限定於上述實施形態，舉凡相關領域技術人員互相組合實施形態之各構成，或基於說明書之記載及眾所周知技術而進行變更、應用，亦為本發明之預定部分，且包含於要求保護之範圍內。
例如，上述說明中，以構成配置於左右兩端之主軸承部11及備用軸承部13之斜角滾珠軸承17、19之個數、主軸承部11與備用軸承部13之距離L相對於主軸承部11之內環21之內徑D之尺寸比L/D、斜角滾珠軸承17、19之接觸角α、滾動體25之直徑d、及內外環槽曲率比R於軸向之左右為相同進行說明，但亦可不同。
如上所述，本說明書揭示以下事項。
(1)一種主軸裝置，其係經由軸承部將負載徑向荷重之旋轉軸支持於殼體者，上述軸承部包含：一對荷重點側軸承部，其以於上述旋轉軸負載上述徑向荷重之荷重點為中心而於軸向隔開配置，且各自具有3列以上斜角滾珠軸承；及一對反荷重點側軸承部，其自上述一對荷重點側軸承部朝軸向外側隔開配置，且各自具有2列以上斜角滾珠軸承。
根據該主軸裝置，可減小作用於一對荷重點側軸承部之力矩荷重，可適當調整作用於斜角滾珠軸承之荷重負載分佈。藉此，可抑制例如因斜角滾珠軸承之摩擦所致之發熱而防止燒附等不良之產生。
(2)如(1)之主軸裝置，其中上述荷重點側軸承部在將軌道槽半徑r相對於上述斜角滾珠軸承之滾動體之直徑d之比(r/d)設為軌道槽曲率比之情形時，配置在荷重點側及反荷重點側之各端部的外側軸承之外環之軌道槽 曲率比，小於夾在上述外側軸承間之內側軸承之外環之軌道槽曲率比，或者，配置在上述荷重點側及反荷重點側之各端部的上述外側軸承之內環之軌道槽曲率比，小於夾在上述外側軸承間之內側軸承之內環之軌道槽曲率比。
根據該主軸裝置，與外側軸承相比，可抑制於內部易籠罩熱之內側軸承之發熱，防止燒附等不良之產生。
(3)如(1)或(2)之主軸裝置，其中配置在上述荷重點側軸承部之上述荷重點側及反荷重點側之各端部的外側軸承之接觸角，大於夾在上述外側軸承間之內側軸承之接觸角。
根據該主軸裝置，可減小內側軸承之軌道槽與滾動體之接觸面積，可抑制發熱。
(4)如(1)至(3)中任一項之主軸裝置，其中配置在上述荷重點側軸承部之上述荷重點側及反荷重點側之各端部的外側軸承之滾動體徑，大於夾在上述外側軸承間之內側軸承之滾動體徑。
根據該主軸裝置，可減小內側軸承之軌道槽與滾動體之接觸面積，可抑制發熱。
(5)如(1)至(4)中任一項之主軸裝置，其中上述斜角滾珠軸承之內外環之軌道槽表面之殘留奧氏體量為50重量%以下。
根據該主軸裝置，可減少因殘留奧氏體之麻田散體化所致之體積膨 脹，防止軌道槽與滾動體之接觸面壓之增加。
11:主軸承部(荷重點側軸承部)
13:備用軸承部(反荷重點側軸承部)
15:主軸(旋轉軸)
17A~17C:斜角滾珠軸承
19A、19B:斜角滾珠軸承
21:內環
21a、23a:內外環軌道槽
23:外環
25:滾動體
27:保持器
31:內環
33:外環
35:滾動體
37:保持器
41:外側軸承
43:內側軸承
100:主軸裝置
d1、d2:滾動體徑
L:距離
P:荷重點
R1~R4:軌道槽曲率比
α1、α2:接觸角

Claims (7)

  1. 一種主軸裝置，其係經由軸承部將負載徑向荷重之旋轉軸支持於殼體者， 上述軸承部包含： 一對荷重點側軸承部，其以於上述旋轉軸負載上述徑向荷重之荷重點為中心而於軸向隔開配置，且各自具有3列以上之斜角滾珠軸承；及 一對反荷重點側軸承部，其自上述一對荷重點側軸承部朝軸向外側隔開配置，且各自具有2列以上之斜角滾珠軸承。
  2. 如請求項1之主軸裝置，其中 上述荷重點側軸承部在將軌道槽半徑r相對於上述斜角滾珠軸承之滾動體之直徑d之比(r/d)設為軌道槽曲率比之情形時， 配置在荷重點側及反荷重點側之各端部的外側軸承之外環之軌道槽曲率比，小於夾在上述外側軸承間之內側軸承之外環之軌道槽曲率比， 或者， 配置在上述荷重點側及反荷重點側之各端部的上述外側軸承之內環之軌道槽曲率比，小於夾在上述外側軸承間之內側軸承之內環之軌道槽曲率比。
  3. 如請求項1之主軸裝置，其中配置在上述荷重點側軸承部之上述荷重點側及反荷重點側之各端部的外側軸承之接觸角，大於夾在上述外側軸承間之內側軸承之接觸角。
  4. 如請求項2之主軸裝置，其中配置在上述荷重點側軸承部之上述荷重點側及反荷重點側之各端部的外側軸承之接觸角，大於夾在上述外側軸承間之內側軸承之接觸角。
  5. 如請求項1至4中任一項之主軸裝置，其中於上述荷重點側軸承部之上述荷重點側及反荷重點側之各端部所配置之外側軸承之滾動體徑，大於夾在上述外側軸承間之內側軸承之滾動體徑。
  6. 如請求項1至4中任一項之主軸裝置，其中 上述斜角滾珠軸承之內外環之軌道槽表面之殘留奧氏體量為50重量%以下。
  7. 如請求項5之主軸裝置，其中 上述斜角滾珠軸承之內外環之軌道槽表面之殘留奧氏體量為50重量%以下。
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