CN101107454A - 滚动轴承装置和旋转设备 - Google Patents

Abstract

在包括供油单元的滚动轴承中，所述供油单元用于通过泵经由喷嘴提供储存在油箱中的润滑油，所述喷嘴在界定于内环和外环之间的环形空间内开口，所述喷嘴在保持架的内圆周表面和内环之间的空间内开口，并且保持架的内圆周表面形成一表面，其中，保持架的内径从轴向中心部分朝向位于喷嘴插入侧的至少一端部以连续或间断的方式逐渐减小，因此，滴到保持架内圆周表面上的润滑油借助于通过保持架旋转产生的离心力朝向轴向中心部分流动，从而防止润滑油流出到轴承装置外部。

Description

滚动轴承装置和旋转设备

技术领域

本发明涉及一种具有自润滑功能的滚动轴承装置、适用于以较高转速旋转的加工工具的滚动轴承装置，以及包括该滚动轴承装置的旋转设备。

背景技术

例如径向滚珠轴承的滚动轴承用以支撑以较高转速旋转的轴，例如在加工工具上使用的各种心轴。作为润滑用于支撑高速旋转的此类心轴的滚动轴承的润滑方法，通常来讲，在许多情况下主要使用油气润滑法。

油气润滑法是借助于压缩空气通过管线将间歇提供的微量润滑油吹向滚动轴承的方法，在该方法中，由于通过迫使润滑油穿过形成在高速旋转的滚动轴承周围的空气幕而将其提供给轴承，因此压缩空气作为所谓的载体使用。

在这种油气润滑法中，油气润滑装置和混合阀，以及压缩机和外部管线必须位于心轴等部件的外面，在所述心轴中结合有作为润滑对象的轴承，除此以外，在心轴等部件的内部需要形成用于油和空气的通道。这导致以下问题，即，生产成本提高，和由于使用压缩空气造成的噪音等级增大。

为了解决上述问题，提出了一种滚动轴承装置，其中润滑油供给机构设置在滚动轴承内部(例如，参见专利文献No.1)。

在该提议的技术中，用于储存润滑油的油箱和泵安装在滚动轴承的固定环一侧，喷嘴以这样的方式安装在泵上，以便延伸开放在滚动于滚动轴承的内外环之间的滚动元件附近，使得极少量，或例如几十n1(或几十μcc)的润滑油朝向旋转经过其下方的滚动元件滴下。通过该配置，由于润滑油提供给在滚动轴承旋转时形成的空气幕内部，在油气润滑法中例如起到载体作用的压缩空气不再是必要的，从而解决了噪音问题，而且压缩机和油气润滑装置，以及外部管线和内部管线也不再是必要的，其中专利文献No.1中的技术变得有利。

在具有这种润滑功能的滚动轴承装置中，如何使从喷嘴供给的润滑油有效促进滚动元件和轴承环之间的润滑构成了要解决的关键问题。由于滚动轴承的旋转环、滚动元件和保持架高速旋转，有时候会发生下列情况，即，如此提供并粘附到滚动轴承的任何组成元件上的润滑油受到沿远离转动组成元件旋转中心方向作用的作用力(在下文中称作离心力)，从而使润滑油难以在轴承环和滚动元件之间流动。当考虑象这样的离心力时，图9所示滚动轴承装置的剖视图中显示的喷嘴位置代表喷嘴的优选布置，其中滚动轴承装置平行于其轴线剖开。在图9所示滚动轴承装置的实例中，采用以下配置，其中，用于在内部储存润滑油的油箱(未显示)和供油单元固定到极为靠近滚动轴承的地方或者固定到邻近外环62设置的间隔物65上，所述供油单元由泵66、喷嘴67和驱动单元(未显示)组成，所述泵用于吸出储存于油箱中的润滑油以便排出，所述喷嘴以这样的方式安装在泵66的排出口处，以便在保持架64的内圆周表面和内环61的外圆周表面之间延伸并且在其远端开放，所述驱动单元用于驱动泵66，所述滚动轴承主要由内环61、外环62、滚动元件63和保持架64组成，所述外环构成轴承的固定环。

根据象这样的喷嘴67的布置，从喷嘴67远端开口提供到保持架的内圆周表面上的润滑油在借助于滚动轴承旋转产生的离心力的作用下，在滚动元件63上朝向外环62的滚道表面流动，并且经由滚动元件63传送以粘附到内环61的滚道表面上，从而可能有效润滑滚动轴承。

顺便提及的是，除了离心力外，由于通过轴承旋转产生于滚动轴承内的气流所引起的作用力也作用在供自喷嘴的润滑油上，其中所述喷嘴对滚动轴承内部开放。因此，即使在采用如图9所示的喷嘴布置以便将如此提供的几乎全部润滑油提供到保持架64的内圆周表面上的情况下，有时候也会发生以下情况，即，润滑油在保持架64的内圆周表面上沿图9所示箭头方向朝向滚动元件63的相对侧流动，从而由于轴承内部气流干扰的原因而流出滚动轴承，因此不能确保所提供的润滑油总量都用于轴承润滑。

通常，用于将润滑油提供到在高速旋转的滚动轴承中限定的环形空间内的方法已知有喷射润滑、油雾润滑、油气润滑等方法。

但是，在这些方法中，为了使润滑油从外面到达环形空间内，需要通过压缩空气使润滑油加压或加速，从而需要包括压缩机等的大型附属设备。另外，由于提供的润滑油量超过所需，大量润滑油最终被浪费。为了避免环境污染，需要回收和循环过量润滑油的机构。

为了解决上述问题，对于在不使用压缩机的情况下，将微量润滑油以稳定方式从单个润滑装置均匀可靠地提供给多个轴承的方法来说，已经提出了一种润滑装置，包括用于将润滑油排到轴承中的喷嘴、用于将润滑油提供给喷嘴的油润滑泵和用于将微量润滑油分配给每个泵的多分配机构(例如，参见专利文献No.2)。

另外，本申请的发明人和其他人还提出了紧凑型滚动轴承装置，其中，在滚动轴承的环形空间内设置泵、油箱和供油单元，所述供油单元包括作为电源的电池或发电机(参见专利文献No.1、3等)。

专利文献No.1：JP-A-2004-108388

专利文献No.2：JP-A-2002-130589

专利文献No.3：JP-A-2004-316707

顺便提及的是，在采用传统油气润滑、油雾润滑或公开于上述专利文献No.1中的润滑机构的滚动轴承装置中，分体式外壳、多分配机构和马达等装置是必需的，其中每个外壳具有以相等数量分布的润滑油供给孔，多分配机构由将润滑油等量分配给每条管线的分配器或回转阀组成，这仍然需要在轴承周围留有复杂配置，从而难以使滚动轴承装置小型化和降低其生产成本。特别是，在从泵伸向喷嘴以提供润滑油的管线很长的情况下，由泵产生的润滑油脉动(压力)减弱，从而产生以下担心，即，不能获得需要的润滑油排出速度或润滑油排出量。

另外，当在滚动轴承的环形空间中设置包括泵的供油单元、油箱，和电池或电源时，轴承周围的配置变得简单。但是，由于如此设置的电源原因使油箱容量受到限制，因此，可以提供润滑油的时间变得较短，并且成本增加。特别是，在供油单元不具有检测周围状况的传感器的情况下，由于不能检测轴承的旋转状态，因此当滚动轴承不旋转时，必须手动停止供油单元以便防止润滑油的继续浪费。

此外，在具有供油单元的滚动轴承整合到外壳中的情况下，难以手动停止供油单元，或者尽管可以手动停止供油单元，但是仍然存在以下担心，即，由于轴承旋转刚刚停止之后产生在轴承外周上的热量的原因，造成润滑油泄漏。

另外，在设置多个滚动轴承的情况下，很难使滚动轴承同时停止，并且不能在为轴承旋转停止所设的适当时刻停止润滑油排出。因此，造成以下可能，即，过量润滑油排入轴承的环形空间中。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明根据上述情况做出，其目的在于提供一种滚动轴承装置，该滚动轴承装置可以将润滑油以更保险的方式引入滚动元件和轴承环之间，并且与具有传统自润滑功能的滚动轴承相比，可以使如此提供的润滑油更有效地促进轴承润滑。

此外，本发明的另一个目的在于提供一种低成本的滚动轴承装置和一种旋转设备，所述滚动轴承装置紧凑、简单地配置在滚动轴承的外周上，即使利用微量润滑油也可以保持良好润滑，在所述旋转设备中，试图通过使用所述滚动轴承装置来尽可能地取消用于润滑的外部管线和附属设备。

技术手段

为了实现上述目的，根据本发明的各个方面，本专利申请具有如下配置。

(1)一种滚动轴承装置，包括：

滚动轴承，该滚动轴承包括内环、外环、多个滚动元件和环形保持架，所述滚动元件以可滚动方式设置在所述内环和外环之间，所述环形保持架用于沿圆周方向以预定间隔保持所述多个滚动元件；

喷嘴，该喷嘴与用于储存润滑油的油箱连通，插在保持架的内圆周表面和内环之间并形成开口；和

泵，该泵通过喷嘴将储存在油箱中的润滑油提供到滚动轴承中，

其中，所述保持架的内圆周表面形成为使保持架内径从轴向中心部分侧朝向喷嘴插入侧上的端面部分以连续或间断方式逐渐减小。

(2)根据(1)的滚动轴承，其中位于喷嘴插入侧的相对侧上的保持架内圆周表面的一部分如此形成，使得保持架内径从轴向中心部分一侧朝向相对侧上的端面以连续或间断方式逐渐减小。

(3)一种滚动轴承装置，包括：

滚动轴承，该滚动轴承设置在外壳内用于支撑能够相对于该外壳转动的旋转轴，并且包括外环、内环和多个滚动元件，所述滚动元件设置在所述外环和内环之间；

泵，该泵设置在界定于所述外环和内环之间的环形空间中或附近；

喷嘴，该喷嘴以在该环形空间内开口的方式将其至少一端设置在该环形空间内，并且其另一端与泵排出口连通；

油箱，该油箱在其内部储存润滑油且与所述泵连通；和

泵驱动用驱动器，该泵驱动用驱动器连接到所述泵并且用于控制泵的润滑油排出量，

其中，所述泵驱动用驱动器连接至设置在外壳外部的外部电源，从而通过自外部电源供给的电流驱动泵，以便将储存于油箱中的润滑油从设置在喷嘴一端的开口提供到所述环形空间中。

(4)根据(3)的滚动轴承装置，其中所述油箱设置在泵附近。

(5)一种滚动轴承装置，包括：

多个滚动轴承，该多个滚动轴承同轴地设置在外壳内用于支撑能够相对于该外壳转动的旋转轴，并且每个滚动轴承包括滚道构件和多个滚动元件，所述滚道构件由外环和内环组成，所述滚动元件设置在所述滚道构件之间；

泵，其分别设置在界定于所述多个滚动轴承的滚道构件之间的环形空间中或附近；

喷嘴，分别使其一端设置在所述多个滚动轴承的环形空间中以便在环形空间内开口，并且分别在其另一端与泵的排出口连通；

油箱，其用于在内部储存润滑油并与所述泵连通；和

泵驱动用驱动器，其分别连接到所述泵上以便控制泵各自的润滑油排出量，

其中，所述泵驱动用驱动器连接到位于外壳外部的控制器，并且传送信号和控制驱动器各自的操作，并且

其中，所述泵驱动用驱动器连接到设置在外壳外部的外部电源上，从而通过自外部电源供给的电流驱动泵，以便将储存于油箱中的润滑油从设置在喷嘴一端的开口分别提供到环形空间中。

(6)根据(5)的滚动轴承装置，其中油箱分别设置在泵附近，以用于给泵单独地提供润滑油。

(7)根据(5)或(6)的滚动轴承装置，其中所述控制器传送控制向各泵排出润滑油的信号。

(8)根据(5)或(6)的滚动轴承装置，其中所述控制器通过允许和禁止自外部电源供给的电流流动来分别控制泵的操作和润滑油排出量，而不是分别向泵驱动用驱动器传送控制信号。

(9)一种旋转设备，其中设置在其外壳中的旋转轴由根据(5)至(8)中任意一项的滚动轴承装置支撑。

(10)根据(9)的旋转设备，其中旋转轴由马达驱动，并且滚动轴承的外部电源兼用作马达的驱动电源。

(11)根据(9)或(10)的旋转设备，其中所述旋转轴由马达驱动，所述马达的驱动控制通过控制器执行，并且马达的驱动控制和泵驱动用驱动器的控制由所述控制器彼此关联控制。

根据(1)的发明通过借助于离心力给润滑油施加朝向轴承轴向中心部分的作用力来防止润滑油散落到轴承外面，其中通过这样的方式形成保持架的内圆周表面，即，面向内环的外圆周表面的保持架表面以便从轴向中心部分一侧朝向至少位于插入喷嘴一侧上的端面部分减小保持架内径，从而使所述润滑油朝向保持架的内圆周表面供给。

即，用于提供润滑油的喷嘴插入保持架和内环之间的空间内并开口，保持架的内表面形成为锥形表面、或阶梯表面或与所述锥形表面类似形成的曲面，其中，位于插入喷嘴的端面部分处的保持架内径以连续或间断的方式相对于以连续或间断方式的轴向中心部分处的保持架内径逐渐减小，因此，提供给保持架内圆周表面的润滑油承受借助于与轴承旋转相关的保持架的旋转而朝向保持架的轴向中心部分产生的作用力，从而有可能减少流向轴承外面的润滑油量或消除这种润滑油流动。

另外，如根据(2)的发明一样，位于插入喷嘴一侧的轴向相对侧上的保持架的内圆周表面也形成为锥形表面、阶梯面或曲面，其中保持架内径以与上述(1)类似的方式朝向端部减小，借此，从喷嘴的排出口提供给保持架的内圆周表面的润滑油穿过轴向中心朝所述相对侧流动，从而防止如此流动的润滑油从位于保持架相对侧上的端面流出到轴承以外。

根据本发明，在具有以下功能的滚动轴承装置中，即，通过将喷嘴插入到界定于滚动轴承的内外环之间的环形空间内使储存在油箱中的润滑油直接提供给滚动轴承内部，作为防止所提供润滑油流出到轴承以外的结果，润滑油的使用效率提高，并且在润滑油不能再充满的润滑油油箱的情况下，如此储存在其中的润滑油的寿命得以延长，而在润滑油可以再充满的润滑油油箱的情况下，润滑油再充满间隔时间得以延长。

根据(3)所述的发明，排除了在轴承外周上设置例如压缩机的大型设备的必要性，因此，整个轴承单元可以紧凑地配置，从而使需要的润滑油量直接提供给(或滴到)滚动元件附近。另外，就供给润滑油的起停和/或从轴承外面提供的润滑油量而言，可以容易地控制滚动轴承装置。

根据(4)中所述的发明，只有用于将电流提供给驱动器的编码器(code)和用于建立油箱和泵之间连接的短管线必须设置在轴承外周上，因此，除了电源之外的其它设备可以整合到所述环形空间中或其附近。另外，可以实现供油单元仅通过提供电流而进行自动操作，并且还提供了以下优点，所需的最小量润滑油可以精确地提供到滚动元件附近，而不受长管线影响。

此外，与用于滚动轴承的传统供油单元相比，可以增大润滑油油箱的容量，因此，可以延长润滑周期(即，维护周期)。另外，在与传统油箱具有相同容量的情况下，可以减小滚动轴承或其设置有油箱的构件的尺寸。

根据(5)中所述发明，即使在包括多个滚动轴承的滚动轴承装置的情况下，如同(1)中所述发明一样，排除了在轴承外周上设置例如压缩机的大型设备的必要性，因此，可以紧凑地配置整个轴承单元。另外，可以通过设置在外壳外面的控制器以集中方式对单独操作的供油单元进行控制，因此，可以从轴承外面一起控制润滑油供给的起停和/或润滑油供给量。

注意，在本发明中，设置泵和喷嘴的位置位于外壳内并且对位置没有特定限制，只要该位置位于滚动轴承的环形空间内或其附近即可。但是，喷嘴的一端(远端)需要延伸穿过在轴承旋转时形成的空气幕(气密层)以便面向滚动元件附近。另外，由于微量润滑油的供给变得困难，除非泵放在接近喷嘴的位置处，因此在泵放置于轴承环形空间外的情况下，希望采用如下配置，其中泵设置在接近外壳内的滚动轴承布置的构件上，所述构件即邻近固定环固定的间隔物，用于覆盖外壳端部的盖元件或外壳本身。

根据(6)中所述发明，只有例如将电流提供给驱动器的电线的接线，用于传送控制驱动器的信号的编码器或连接驱动器与泵的编码器，以及建立油箱和泵之间连接的短管线必须设置在每个轴承的外周上，因此，除了电源之外的其它设备可以尽可能地整合在每个轴承中的环形空间内或其附近。

根据(8)中所述发明，控制器和驱动器之间的连接仅通过供给电流的电线实现，因此接线变得简单。

根据通过如(5)到(8)所述的任意一个滚动轴承装置以上述方式支撑设置在外壳内的旋转轴的旋转设备，旋转设备本身可以保持润滑轴承的功能，从而有可能不需要用于润滑油的外部设备的整体或一部分。另外，该旋转设备可以精确控制润滑油排出量。

根据在先描述的配置，允许旋转轴旋转、润滑油排出以及润滑油排出量彼此关联，因此，不仅可以避免多余的润滑油排出，还可以避免类似设备重复设置在滚动轴承装置和旋转设备上，从而有可能降低整个旋转设备的生产成本。另外，在具有可编程控制器的加工工具中，通过使用来自可编程控制器的控制信号可以实现润滑油供给的起停的精确控制或润滑油量的调节，从而与作为旋转设备的心轴的旋转速度相匹配，这消除了所供润滑油的浪费，从而有可能利用最少量润滑油保持旋转设备的良好润滑。

发明优点

根据迄今为止已经描述过的本发明的滚动轴承装置，滚动轴承装置可以紧凑且简单地配置，而不用提供例如压缩机的附属设备，因此，可以低成本地配置整个滚动轴承装置。另外，由于润滑油可以精确提供给(滴落到)需要位置，润滑油没有浪费，从而有可能利用少量润滑油长时间保持滚动轴承装置的良好润滑。

此外，与包括传统供油单元的滚动轴承装置相比，润滑油可以长时间排出，或者具有与传统供油单元相同数量的润滑油得以保持，因此，供油单元和滚动轴承装置可以紧凑地配置。

另外，根据本发明的旋转设备，旋转设备可以在不需要任何其它构件辅助的情况下进行自润滑，因此，用于润滑的外部设备和外部管线的整体或一部分不再为必需的，因此，不仅可以实现轴承单元配置的生产成本降低、配置简化，还可以实现包括旋转设备润滑的一体化控制。

附图说明

图1是本发明实施例的轴向平行剖视图；

图2是图1所示外环间隔物3的左视图；

图3是显示了本发明实施例中供油单元的整个配置实例的示意图；

图4是本发明实施例的改进实例的轴向平行剖视图；

图5是本发明的另一个实施例的轴向平行剖视图；

图6为显示了一平行剖视图和一框图的示意图，所述剖视图显示了根据本发明另一实施例的旋转设备的配置，所述框图显示了外部润滑装置的配置；

图7是图6所示配置的主要部分的放大图；

图8是从图7所示箭头方向观察的外环间隔物的前视图；

图9是显示了具有传统润滑功能的滚动轴承装置配置实例的轴向平行剖视图。

具体实施方式

第一实施例

在下文中，将参照附图描述本发明的第一实施例。

图1是本发明第一实施例的轴向剖视图，图2是第一实施例的外环间隔物3的左视图。

该实施例显示了在径向滚珠轴承1中彼此相邻设置的内环间隔物2和外环间隔物3的实例，其中供油单元4设置在外环间隔物3上，所述外环间隔物构成轴承1固定侧上的间隔物。

径向滚珠轴承1具有一定结构，其中多个滚动元件(球)13在内环11和外环12之间通过保持架14沿圆周方向保持预定间隔，在该实施例中，外环12结合到作为固定环的外壳H中，并且轴S固定到内环11的内圆周表面上。

供油单元4主要由用于储存润滑油的油箱41、通过管41a与油箱41连通以便将储存在油箱41中的润滑油吸出并排出的泵42、安装在泵42的排出口处的喷嘴43和用于泵42的驱动电路44组成，供油单元4的这些组成构件沿外环间隔物3的内圆周表面固定于其上。另外，如图1所示，喷嘴43从滚动轴承1的轴向端侧插入界定于内环11和保持架14之间的空间内，喷嘴43的远端开口43a在保持架14的内圆周表面14a或滚动元件13和内环11的外圆周表面11a之间开口。

图3显示了供油单元4的总体配置实例，其中一起显示了机械配置的示例性图形和电气配置的框图。

泵42由泵室42a、形成泵室42a的一个壁部的隔膜42b、固定到隔膜42b上的压电元件42c和设置在泵室42a和管41a之间的连接部分处的止回阀42d组成。驱动电路44包括供电电池44a并且给压电元件42c提供例如矩形电压信号。在该配置中，当给压电元件42c提供矩形电压信号时，隔膜42b垂直移动，如图所示。当隔膜42b向上移动时，油箱41中的润滑油通过止回阀42d和管41a吸入泵室42a，而当隔膜42b在向上移动之后向下移动时，泵室42a内的润滑油排向喷嘴43，以便从喷嘴43的远端开口43a提供给保持架14的内圆周表面。当润滑油通过泵42排出时，在任何情况下都可以通过已有的止回阀42d防止泵室42a内的润滑油返回管41a一侧。要提供给径向滚珠轴承1的润滑油量极少，为大约30nl(30μcc)。另外，根据使用情况，润滑油的供应量可以为数百p1到数百n1。

该第一实施例的最显著特征在于径向滚珠轴承1的保持架14的内圆周表面14a的形状。保持架14为机加工树脂保持架，其整体上大致形成为圆柱形状，其中用于容纳滚动元件13的袋(pocket)14b以预定间隔形成在保持架的圆柱形部分上，但是，内圆周表面形成为锥形表面，其中两个端部处的内径小于轴向中心部分处的保持架内径，使得位于轴向中心部分两侧位置处的保持架的内径随着保持架内圆周表面从其轴向中心部分向端部延伸而逐渐减小。

根据如上所述配置的第一实施例，从喷嘴43的远端开口43a排出的润滑油提供到保持架14的内圆周表面14a上，随后在借助于保持架14旋转产生的离心力作用下，如此提供的几乎所有润滑油在保持架14的内圆周表面14a上流向其轴向中心，并且不存在润滑油流向端部一侧以由此流出到轴承外的情况。然后，在保持架14的内圆周表面14a上流向轴向中心的润滑油到达袋14b，从而粘附到滚动元件13的表面上。当滚动元件13沿两个轴承环的滚道表面滚动的同时绕其自身轴线旋转时，如此粘附到滚动元件13上的润滑油随后被导向外环12的滚道表面和内环11的滚道表面，从而彻底传送到整个径向滚珠轴承1上以对其进行有效润滑。

在此，在第一实施例中，保持架14的内圆周表面14a的形状制成锥形表面，其中两个端部处的内径小于轴向中心部分处的保持架内径，使得位于轴向中心部分两侧位置处的保持架内径随着保持架内圆周表面从其轴向中心部分向端部延伸而逐渐减小，因此，即使在提供给内圆周表面14a上的部分的润滑油流过轴向中心部分到相对侧，其中所述内圆周表面14a上的部分位于插入喷嘴43一侧的情况下，也可以防止润滑油从所述相对侧上的端部流出到轴承以外。但是，相对侧上的锥形表面不一定非要如此设置。图4是轴向平行剖视图，显示了对实施例的改进实例，其将下列配置整合其中，即，在保持架内圆周表面的相对侧上不设置锥形表面。在该改进实例中，与上述类似的锥形表面形成在位于保持架14的内圆周表面14a上的部分上，该部分从轴向中心部分伸向位于插入喷嘴43一侧上的端部，同时圆柱形表面形成在位于内圆周表面上的部分上，该部分从位于插入喷嘴43一侧的相对侧上的端部伸向轴向中心部分。根据其中轴承所被使用的条件，即使利用该配置也可以获得与上述实施例等效的作用和优点。

第二实施例

尽管在上文已经描述的第一实施例中，供油单元4被描述为设置在邻近径向滚珠轴承1的外部，但如图5中的轴向平行剖视图所示，供油单元4也可以设置在轴承内。即，在图5所示的第二实施例中，与在先实施例相似，径向滚珠轴承70包括内环71、外环72、滚动元件3和保持架74。在如此配置的径向滚珠轴承70中，内环71和外环72每一个的一个端侧轴向延伸以便增大每一环的宽度尺寸，与第一实施例类似的供油单元4设置在外环72的延伸部分上。同样在该实施例中，安装在泵42的排出口处的喷嘴43以这样的方式插入到保持架74的内圆周表面74a和内环71之间，即在其远端开口，在保持架的内圆周表面74a上以如此方式设置锥形表面，使得保持架74内径朝向端部侧减小，因此，可以获得与上述实施例及其改进实例类似的功能和优点。

此外，在实施例和改进实例中，尽管保持架的内圆周表面以这样的方式设有锥形表面，使得保持架内径朝向端部侧逐渐减小，但是即使在内圆周表面以这样的方式设有表面或曲面，使得内径以阶梯方式朝向端部侧逐渐减小的情况下，也当然基本上可以提供与实施例和改进实例类似的功能和优点。

另外，在上文已经描述过的实施例和改进实例中，尽管径向滚珠轴承被描述为用作滚动轴承，但是本发明的滚动轴承装置当然也可以应用于除了径向滚珠轴承之外的其它滚动轴承。

第三实施例

在下文中，将参照附图描述本发明的第三实施例。

图6为显示了一平行剖视图和一框图的示意图，所述剖视图显示了作为根据本发明第三实施例的旋转设备的心轴的配置，所述框图显示了外部润滑装置的配置。另外，图7是图6所示配置的主要部分的放大图，图8是从图7所示箭头A方向观察的外环间隔物和供油单元的前视图。

第三实施例的旋转设备配置为使容纳于外壳101中的心轴102可通过四个径向滚珠轴承103被可旋转地支撑。每个径向滚珠轴承103为通用型球轴承，其包括固定地安装到心轴102上的内环103a、安装在外壳101中的外环103b、多个滚动元件(球103c)和保持架103d，所述滚动元件以这种的方式设置在内外环之间以便在其间滚动，所述保持架沿圆周方向以预定间隔单独保持所述球103c。

内法兰101a整体形成在外壳101的一端，盖元件101b被拧到它的另一端上。通过内法兰101a，盖元件101b，圆柱形外环间隔物104、104和中心间隔物105使径向滚珠轴承103的各外环103b定位并防止其轴向运动，所述外环间隔物以这样的方式设置在外环103b之间从而贴随外壳101的内圆周表面。

另外，台阶部分102a形成在使盖元件101b固定到外壳101上的心轴102的端部上，阳螺纹或外螺纹102b形成在形成有内法兰101a的心轴102的端部上，因此，轴承支架106被拧到外螺纹102b上。通过台阶部分102a，轴承支架106，内环间隔物107、107和中心间隔物108使径向滚珠轴承103各内环103a定位并防止其轴向移动，所述内环间隔物以这样的方式设置在内环103a之间以便贴随心轴102的外圆周表面。

第三实施例的旋转设备的特征在于以下配置，其中供油单元109整合到每一外环间隔物104中，所述外环间隔物分别邻近于外环103b设置，所述供油单元109配置为在接收到马达(未示出)的驱动电源110提供的电流时给相应的径向滚珠轴承103提供润滑油，所述马达连接到心轴上。另外，这些供油单元109的操作以集中方式由来自控制单元(可编程控制器111)的信号控制，所述控制单元控制心轴102的旋转。

如图7和8所示，供油单元109主要由用于储存润滑油的油箱109a、用于吸出以排出储存在油箱109a中的润滑油的泵109b、安装在泵109b的排出口处的喷嘴109c和驱动泵109b的驱动器109d组成，这些组成部件沿外环间隔物104的内圆周表面固定于其上。

另外，如图7所示，喷嘴109c的远端以这样的方式插入界定于滚动轴承103的内环103a和外环103b之间的环形空间内，使得在球103c的上方附近开口。另外，油箱109a和泵109b通过管109e彼此连通。

通过上述配置，该旋转设备本身保持润滑功能以润滑滚动轴承，因此，不需要设置为传统旋转设备所固有的大型附属设备，例如压缩机。另外，如果在滚动轴承装置和旋转设备的设备中存在具有相同功能的设备的话，该设备也可以为它们所共有。因此，根据第三实施例的旋转设备可以实现简化配置、降低生产成本。

另外，利用该旋转设备，通过使用来自用于控制供油单元9的可编程序控制器11的信号，可以按匹配旋转设备的旋转速度的方式实现润滑的精确一体化控制，从而使所供润滑油没有浪费，并且有可能利用少量润滑油在长时间内保持良好润滑。

另外，在上文已经描述的第三实施例中，尽管供油单元9描述为整合到外环间隔物4中，但是本发明不限于此，因此，供油单元可以设置在其它位置处，只要它们设置在各滚动轴承的环形空间内或者设置在滚动轴承固定侧附近即可。举例来说，供油单元9例如可以设置在每个径向滚珠轴承103的外环103b的内圆周表面上、覆盖外壳101端部的盖元件101b的内圆周表面上，或者外壳101本身的内圆周表面上。

另外，在本发明中，组成供油单元109的所有构件不必整合到滚动轴承内或外壳101内。对于提供润滑油的油箱109a来说，大油箱可以这样的方式设置在外壳101内或者外壳101外以便给多个泵109b提供润滑油。

另外，泵驱动用驱动器109d不是必须设置在间隔物104中，而是可以设置在滚动轴承的环形空间内或其附近，或者设置在位于外壳101外的控制器111附近，等等。此外，泵驱动用驱动器109b可以整体设置在外壳101内或外壳101外的位置处，或者可编程控制器111可以取代泵驱动用驱动器109b的功能。通过采用刚刚所描述过的配置，可以具有以下优点，即，可以大大增加润滑油箱的容量。

此外，在第三实施例中，尽管所述配置描述为通过可编程控制器111实现供油单元109的控制，但是利用本发明的旋转设备，控制器111也可以控制心轴的旋转。利用该配置，包括心轴润滑的整个旋转设备可优选地以集中方式进行控制。注意，尽管在该实施例中，连接到心轴上的马达的电源描述为与供油单元109所共用，但是也可以为马达和供油单元分别设置电源。

此外，用于给供油单元109提供电能的电源可以与可编程控制器111的电源整合在一起。在这种情况下，供油单元109的操作和排出量可以仅通过接通/断开提供给供油单元109的电流进行控制。另外，通过采用该配置，控制器111和供油单元109可以仅通过给供油单元提供电流的电线彼此连接，从而简化接线布局。

当然，本发明的旋转设备可以应用于具有心轴之外的其它旋转轴的各种旋转设备，并且本发明可以应用于使用径向滚珠轴承之外的其它滚动轴承的旋转设备。此外，对所用滚动轴承的数目没有具体限制，当然，本发明不仅可以应用于外环用作固定环的滚动轴承，也可以用于内环用作固定环的滚动轴承。

Claims (11)

1.一种滚动轴承装置，包括：

滚动轴承，该滚动轴承包括内环、外环、多个滚动元件和环形保持架，所述滚动元件以可滚动方式设置在所述内环和外环之间，所述环形保持架用于沿圆周方向以预定间隔保持所述多个滚动元件；

喷嘴，该喷嘴与用于储存润滑油的油箱连通，并插在保持架的内圆周表面和内环之间且开口；和

泵，该泵通过喷嘴将储存在油箱中的润滑油提供到滚动轴承中，

其中，所述保持架的内圆周表面形成为使保持架内径从轴向中心部分侧朝向喷嘴插入侧的端面部分以连续或间断方式逐渐减小。

2.如权利要求1所述的滚动轴承，其中位于喷嘴插入侧的相对侧上的保持架内圆周表面的一部分如此形成，使得保持架内径从轴向中心部分侧朝向相对侧上的端面以连续或间断方式逐渐减小。

3.一种滚动轴承装置，包括：

滚动轴承，该滚动轴承设置在外壳内以用于支撑能够相对于该外壳转动的旋转轴，并且包括外环、内环和多个滚动元件，所述滚动元件设置在所述外环和内环之间；

泵，该泵设置在界定于所述外环和内环之间的环形空间中或附近；

喷嘴，该喷嘴以在所述环形空间内开口的方式将其至少一端设置在所述环形空间内，并且其另一端与泵排出口连通；油箱，该油箱在其内部储存润滑油且与所述泵连通；和

泵驱动用驱动器，该泵驱动用驱动器连接到所述泵并且用于控制泵的润滑油排出量，

其中，所述泵驱动用驱动器连接至设置在外壳外部的外部电源，从而通过自外部电源供给的电流驱动泵，以便将储存于油箱中的润滑油从设置在喷嘴一端的开口供给到所述环形空间中。

4.如权利要求3所述的滚动轴承装置，其中所述油箱设置在泵附近。

5.一种滚动轴承装置，包括：

多个滚动轴承，该多个滚动轴承同轴地设置在外壳内以用于支撑能够相对于该外壳转动的旋转轴，并且每个滚动轴承包括滚道构件和多个滚动元件，所述滚道构件由外环和内环组成，所述滚动元件设置在所述滚道构件之间；

泵，其分别设置在界定于所述多个滚动轴承的滚道构件之间的环形空间中或附近；

喷嘴，分别使其一端设置在所述多个滚动轴承的环形空间中以便在环形空间内开口，并且分别在其另一端与泵的排出口连通；

油箱，其用于在内部储存润滑油并与所述泵连通；和

泵驱动用驱动器，其分别连接到所述泵以便控制泵各自的润滑油排出量，

其中，所述泵驱动用驱动器连接到位于外壳外部的控制器，并且传送信号和控制驱动器各自的操作，并且

其中，所述泵驱动用驱动器连接到设置在外壳外部的外部电源，从而通过自外部电源供给的电流驱动泵，以便将储存于油箱中的润滑油从设置在喷嘴一端的开口分别供给到环形空间中。

6.如权利要求5所述的滚动轴承装置，其中油箱分别设置在泵附近，以用于给泵单独地提供润滑油。

7.如权利要求5或6所述的滚动轴承装置，其中所述控制器传送控制向各泵排出润滑油的信号。

8.如权利要求5或6所述的滚动轴承装置，其中所述控制器通过允许和禁止自外部电源供给的电流流动来分别控制泵的操作和润滑油排出量，而不是分别向泵驱动用驱动器传送控制信号。

9.一种旋转设备，其中设置在其外壳中的旋转轴由根据权利要求5至8中任意一项的滚动轴承装置支撑。

10.如权利要求9所述的旋转设备，其中所述旋转轴由马达驱动，并且滚动轴承的外部电源兼用作马达的驱动电源。

11.如权利要求9或10所述的旋转设备，其中所述旋转轴由马达驱动，所述马达的驱动控制通过控制器执行，并且马达的驱动控制和泵驱动用驱动器的控制由所述控制器彼此关联控制。

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