CN105917130A - 滚动轴承装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题为通过对形成润滑油容器(46)的袋体(46a)的形状进行细致加工，使得每种轴承尺寸圆弧状的模具变得不需要，即使隔离件的宽度变长，也能够实现在圆环状的壳体形成的润滑油容器的收容空间的有效利用。在由滚动轴承(11)和至少具备具有润滑油的排出口的润滑油容器(46)的供油单元(13)的组合构成、并且上述供油单元(13)设置在与上述滚动轴承(11)相邻设置的隔离件(16)的内圈(17)与外圈(18)之间的空间的滚动轴承装置(10)中，上述润滑油容器的收容空间与隔离件的轴向宽度大致相等，周向长度处于隔离件(16)的轴向视图中的圆心角(θ)的范围内，收容在该收容空间内的润滑油容器(46)由宽度与收容空间的轴向宽度大致相等、长度与隔离件的中心径A×π×(θ/360)大致相等的矩形的袋体(46a)构成。

Description

滚动轴承装置

技术领域

本发明涉及在机床和工业机械等中使用的滚动轴承装置，特别涉及由滚动轴承和供油单元的组合构成的滚动轴承装置。

背景技术

作为该种类的滚动轴承装置110，具有如图13所示那样由滚动轴承111、与其轴向的一个端部抵接的隔离件112和组装于隔离件112的供油单元113构成的结构(专利文献1)。

该滚动轴承装置110组装于旋转轴114与壳体115之间地用于使用，在滚动轴承111的另一个端部也与其它隔离件116抵接，通过隔离件112、116双方进行滚动轴承111的轴向的定位。

滚动轴承111由作为旋转侧的轴承套圈的内圈117、固定侧的外圈118和介入设置与这些轴承套圈之间的所需数量的滚动体119、将该滚动体119保持为一定间隔的保持器121构成，是角接触球轴承或深沟球轴承，在滚动轴承111预先被封入有所期望的润滑脂，在隔离件116侧的端部安装有密封板122。

隔离件112由内圈侧隔离件112a和外圈侧隔离件112b构成，内圈侧隔离件112a嵌合固定在旋转轴114侧，与内圈117的一个端面抵接。外圈侧隔离件112b嵌合固定在壳体115的内径面，与外圈118的一个端面。另一个隔离件116也同样嵌合固定在旋转轴114侧和壳体115侧，与内圈117和外圈118的另一个端面。

如图14所示，上述供油单元113通过在圆环状的壳体124内、在圆周向上收纳发电部141、充电部142、控制部143、驱动部144、泵145、润滑油容器146等各部件而构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-60999号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

而且，收纳在壳体主体124a内的润滑油容器146由袋体构成，沿圆环状的壳体124呈圆弧状配置。

该圆弧状的袋体146a还存在如图15所示那样在使切制成圆弧状的两个片材146b、146b上下重叠后，如图16所示那样对重叠的两个片材146b、146b的外周部进行热熔敷而形成的结构。热熔敷部分146c在图16中以交叉阴影表示。

这样，在将由切制成圆弧状的两个片材146b、146b构成的袋体146a配置在圆环状的壳体124的情况下，如图13所示那样，在隔离件112的宽度长的情况下，存在在由袋体146a构成的润滑油容器146的轴向的旁边产生大的死角S、不能实现圆环状的壳体124的润滑油容器146的收容空间的有效利用的问题。

此外，在形成构成润滑油容器146的圆弧状的树脂制的袋体146a时，需要在圆弧状的片材的切制和热熔敷时按每种轴承尺寸具有沿圆弧状形成的形状的圆弧状模具。

因此，本发明的目的在于，通过对形成润滑油容器的袋体的形状进行细致加工，使得每种轴承尺寸圆弧状的模具变得不需要，即使隔离件的宽度变长，也能够实现在圆环状的壳体形成的润滑油容器的收容空间的有效利用。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明的滚动轴承装置的特征在于：由滚动轴承和至少包括具有润滑油的排出口的润滑油容器、泵、驱动部、电源部、控制部的供油单元的组合构成，并且上述供油单元设置于与上述滚动轴承相邻设置的隔离件的内圈与外圈之间的空间，上述供油单元的润滑油容器的收容空间与隔离件的轴向宽度大致相等，周向长度处于隔离件的轴向视图中的圆心角θ的范围内，收容在该收容空间内的润滑油容器由宽度与收容空间的轴向宽度大致相等、长度与隔离件的中心径A×π×(θ/360)大致相等的袋体构成。

发明效果

构成上述润滑油容器的矩形的具有柔软性的袋体的宽度与收容空间的轴向宽度大致相等、长度与隔离件的中心径A×π×(θ/360)大致相等，因此在收容空间不会产生无效的空的空间，能够实现收容空间的有效利用。

此外，矩形的袋体能够通过将长方形的片材重叠、将四个边呈直线状熔敷，或者将具有隔离件宽度的2倍的宽度的长方形的片材对折而将三个边呈直线状熔敷而制造，因此不需要特别的形状的模具。

另外，构成润滑油容器的袋体能够使用麻等的纺织布料、树脂、在纺织布料上涂敷树脂和橡胶等而得到的材料，考虑到处理的容易性、制造性和成本，优选树脂制。

附图说明

图1是从图3的A-A线的方向看时的截面图。

图2是从图3的B-B线的方向看时的部分截面图。

图3是供油单元的图1的X1-X1线的截面图。

图4是表示供油单元的壳体的其它实施方式的截面图。

图5的(a)是表示将形成本发明中使用的树脂制的袋体的长方形的树脂片材重叠两个后的状态的平面图，图5的(b)是将重叠两个后的长方形的树脂片材的外周的四个边热熔敷而形成的本发明中使用的树脂制的袋体的平面图。

图6的(a)是表示将形成本发明中使用的树脂制的袋体的长方形的树脂片材对折后的状态的平面图，图6的(b)是将对折后的外周的三个边热熔敷而形成的本发明中使用的树脂制的袋体的平面图。

图7是图3的以双点划线的○印记围成的袋体的放大图。

图8是表示供油单元的电源部的一个例子的放大截面图。

图9是表示供油单元的电源部的一个例子的放大截面图。

图10是表示供油单元的电源部的一个例子的放大截面图。

图11是表示供油单元的电源部的一个例子的放大截面图。

图12是驱动部的详细框图。

图13是从图14的A-A线的方向看时的现有的滚动轴承装置的截面图。

图14是现有的供油单元的图1的X1-X1线的截面图。

图15是表示将形成现有例中使用的树脂制的袋体的圆弧状的树脂片材重叠两个后的状态的平面图。

图16是将重叠两个后的圆弧状的树脂片材的外周热熔敷而形成的现有例的树脂制的袋体的平面图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

图1至图3所示的实施方式的滚动轴承装置10由滚动轴承11、与其轴向的一个端部抵接的隔离件12和组装于隔离件12的供油单元13构成，用于组装于旋转轴14与壳体15之间而使用。在滚动轴承11的另一个端部也与另一隔离件16抵接，通过隔离件12、16双方进行滚动轴承11的轴向的定位。该实施方式的旋转轴14设置为水平。

滚动轴承11也可以为由作为旋转侧的轴承套圈的内圈17、固定侧的外圈18和介入设置于这些轴承套圈之间的所需数量的滚动体19、将该滚动体19保持为一定间隔的保持器21构成的角接触球轴承或者深沟球轴承的任一种轴承。在滚动轴承11预先被被封入所期望的润滑脂，在隔离件16侧的端部安装有密封板22。

隔离件12由内圈侧隔离件12a和外圈侧隔离件12b构成，内圈侧隔离件12a嵌合固定在旋转轴14侧，与内圈17的一个端面抵接。外圈侧隔离件12b嵌合固定在壳体15的内径面，与外圈18的一个端面抵接。另一个隔离件16也同样嵌合固定在旋转轴14侧和壳体15侧，与内圈17和外圈18的另一个端面。

上述供油单元13如图3所示构成为在圆环状的壳体24内、在圆周向上收纳发电部41、充电部42、控制部43、驱动部44、泵45、润滑油容器46等各部件。

如图2所示，供油单元13的圆环状的壳体24包括：与滚动轴承11相反侧的面开放的截面为コ字形的壳体主体24a；和将该壳体主体24a的开口部封闭、对于壳体主体24a装卸自如的盖体24b。该壳体主体24a和盖体24b由PPS等同种热可塑性树脂材料。

壳体24的盖体24b通过螺丝24c固定于壳体主体24a，能够通过卸下螺丝24c、取下盖体24b而不拆下整个供油单元13地向收纳在壳体主体24a内的润滑油容器46补充润滑油。

壳体主体24a的外周面通过粘接剂与外圈侧隔离件12b的内径面粘接固定。将壳体主体24a粘接固定的粘接剂能够使用环氧树脂等。

图4的实施方式表示不使用粘接剂地将壳体24固定在外圈侧隔离件12b的内径面的例子。

在该图4的例子中，在外圈侧隔离件12b的内径面的轴向的两侧形成向外径方向凹入的一对凹处12c、12d，在壳体主体24a的滚动轴承11侧的外径面形成嵌入凹处12c的凸条24d，将该凸条24d嵌入凹处12c，在另一个凹处12d，嵌入利用螺丝24c固定在壳体主体24a的盖体24b的外径部，通过利用螺丝24c将盖体24b拧紧固定在壳体主体24a，通过壳体主体24a的凸条24d与盖体24b的外径部夹住外圈侧隔离件12b的内径面，不使用粘接剂地将壳体24固定在外圈侧隔离件12b的内径面。

接着，收纳在壳体主体24a内的润滑油容器46由具有柔软性的树脂制的袋体46a构成，沿圆环状的壳体24呈圆弧状配置。

树脂制的袋体46a例如在图5的(a)所示那样为与壳体主体24a的宽度L大致相等的宽度、长度为壳体主体24a的袋体46a的收容空间的周向的长度、即袋体46a的收容空间为隔离件12的圆心角θ°的范围的情况下，能够将具有隔离件12的中心径A×π×(θ/360)的长度的两个矩形的长方形的树脂片材46b、46b上下重叠，将外周的四个边如图5的(b)所示那样呈直线状热熔敷而形成。附图标记46c表示热熔敷部分。

此外，也可以通过如图6的(a)所示那样将壳体主体24a的宽度L的2倍的宽度的长方形的树脂片材46b对折、如图6的(b)所示那样将外周的三个边呈直线状热熔敷而形成。

在袋体46a，如图7中放大表示的那样设置有与泵45连接的吸管45a，该吸管45a能够在通过热熔敷形成袋体46a时被夹入形成袋体46a的重合的树脂片材之间，通过热熔敷与袋体46a形成为一体。

形成润滑油容器46的袋体46a的原材料能够使用聚酰亚胺(例如，聚酰亚胺11、聚酰亚胺12)、氟橡胶(FKM)、聚酰亚胺类弹性体、聚乙烯、聚酯纤维、聚丙烯等，不过只要是不被袋体46a内收容的润滑油浸入的原材料就没有特别限定。

优选设置在润滑油容器46的袋体46a的吸管45a相对于泵45能够拆下。如果使吸管45a相对于泵45能够拆下，则在润滑油容器46内的润滑油的剩余量少的情况下，能够将吸管45a从泵45取下，从吸管45a向袋体46a内补充润滑油。

此外，通过使得袋体46a相对于泵45能够拆下，能够准备填充有润滑油的预备的袋体46a，当袋体46a内的润滑油用尽时，通过将使用完的袋体46a拆下，交换预备的袋体46a，能够在短时间内进行润滑油的补充。在预备的袋体46a，能够在由润滑油制造商管理的状态下进行润滑油的充填，因此能够减少异物进入袋体46a内的充填时的危险性。另外，优选在预备的袋体46a的吸管45a安装盖，以防止保管中的异物的混入。

润滑油容器46的袋体46a中填充的润滑油的粘度如果太高，则泵的负载和加至电源的负担会变大，因此优选为VG22左右。

在上述的各实施方式中，在圆环状的壳体24内，除了润滑油容器46以外还在圆周向上收纳有发电部41、充电部42、控制部43、驱动部44、泵45等。

作为发电部41，例如能够使用如图8所示那样利用塞贝克效应进行发电的结构。即，在使用滚动轴承装置10的情况下，由于与滚动体19(参照图1)的摩擦热而内圈17和外圈18的温度上升。通常，外圈18由于组装于设备的壳体15而通过热传导散热，在内圈17、外圈18之间产生温度差。该温度被传导至各热传导体52、53，通过使塞贝克元件54的两端面产生温度差，进行利用塞贝克效应的发电。

在使用设置贯通壳体主体24a的内周面与外周面的热传导体52、53、在该热传导体52、53之间设置有塞贝克元件54的结构的情况下，在贯通壳体主体24a的外周面的热传导体52与外圈侧隔离件12b的内径面相接的面，优选使用考虑了热导电性的粘接剂。另外，使外圈侧的热传导体52的外径与外圈侧隔离件12b的内径尺寸相同而紧贴，以使得散热效果高。另一方面，内圈侧的热传导体53的内径与内圈侧隔离件12a不相接。如果可能，优选使外圈侧与内圈侧的热传导体52、53的体积相等。

另外，在外圈侧隔离件12b的内径面与热传导体52之间、热传导体52与塞贝克元件54之间、塞贝克元件54与内圈侧的热传导体53之间，为了提高热传导率和紧贴性，优选涂敷散热润滑脂等。散热润滑脂一般以硅为主成分。此外，热传导体52、53使用热传导率高的金属。例如能够列举银、铜、金等，不过从成本方面考虑，一般使用铜。另外，也可以为以铜为主成分的铜合金。此外，还可以为以铜为主成分的烧结合金。

发电部41除了上述的利用塞贝克效果进行发电的结构以外，能够使用图9、图10、图11所示的结构。

图9所示的结构适用于在滚动轴承装置10内存在交变磁场的情况。在机床等的主轴内部及处理大电力的高频设备的附近，产生漏磁通或高频的照射。利用该漏磁通，通过电磁感应进行发电。即，通过在将单侧开放的E形的铁芯55组合线圈56，高效率地捕捉交变磁场，进行利用电磁感应的发电。在铁芯55的开放面安装有绝缘性基台57。在漏磁通的频率为已知的情况下，除铁芯55以外也可以使用与漏磁通的频率共振的线圈56。

图10所示的结构适用于在滚动轴承装置10内产生振动的情况。即，在固定侧绝缘基板58、配置在其上的可动侧绝缘基板59的相对面分别设置大量电极60，仅在固定侧绝缘基板58的电极60叠层驻极体61，相对于可动侧绝缘基板59的电极60设置空隙地相对。可动侧绝缘基板59仅能够通过滑动装置62向图中的箭头a的方向移动。

当在滚动轴承装置10产生振动时，可动侧绝缘基板59通过滑动装置62向箭头a的方向振动。此时，由于固定侧绝缘基板58和可动侧绝缘基板59的相对运动和驻极体61，在电极60间产生静电感应引起的电荷。通过将该产生的电荷向外部取出而进行发电。

图11所示的结构也适用于在滚动轴承装置10内产生振动的情况。即，在固定侧绝缘基板58与平衡锤63之间配置具有弹性的片状的压电体64。当在滚动轴承装置10产生振动时，平衡锤63通过平衡锤63和压电体64向箭头a的方向振动。此时，压电体64产生应变而产生电介质极化引起的电动势。通过将该起电力向外部取出而进行发电。

由发电部41产生的电荷蓄积在蓄电池或电容器等的充电部42。电容器优选使用双电层电容器(Capacitor)。

如图12所示，驱动部40例如包括轴承温度传感器47a、轴承旋转传感器47b、润滑油剩余量传感器47c、润滑油温度传感器47d等的传感器。信号从这些传感器被输入CPU51，根据滚动轴承11的温度及其旋转状况对泵45进行自动控制，调整润滑油的供给量。

在泵45设置有吸引润滑油容器46内的润滑油的吸管45a和将所吸引的润滑油排出的排出管45b，润滑油从排出管45b的前端的排出喷嘴45c供给至滚动轴承11的固定侧的轴承套圈与旋转侧的轴承套圈之间。

例如，泵45的驱动的定时能够在电力被蓄积在充电部42的电容器、达到一定的电压的时刻进行。在因与发电效率的关系而蓄电时间短的情况下，在蓄电电压达到一定的值的时刻向电阻器等放电，也可以在泵45的驱动的定时设置间隔。在这种情况下，会在至泵45的驱动为止的期间重复进行充放电，也可以按该充放电的次数管理泵45的驱动之间隔。或者，也可以在蓄电电压达到一定的值的时刻，通过计时器功能在泵45的驱动的定时设置间隔。在这种情况下，不重复进行上述那样的充放电。

与泵45的吸入侧连接的吸管45a插入润滑油容器46内，吸引润滑油容器46内的润滑油。

另一方面，在与排出侧连接的排出管45b的前端，连接有用于向滚动轴承的内部排出润滑油的排出喷嘴45c。排出喷嘴45c的前端优选配置在轴承内外圈之间靠近内圈外周面的部分。另外，排出喷嘴45c的喷嘴孔的内径尺寸根据起因于原油的粘度的表面张力与排出量的关系适当地设定。

另外，上述的实施方式为内圈旋转。此外，以旋转中心为横轴，不过也可以为纵轴。进一步，也可以组装于机床的主轴。

附图标记说明

10：滚动轴承装置

11：滚动轴承

12：隔离件

12a：内圈侧隔离件

12b：外圈侧隔离件

12c：凹处

12d：凹处

13：供油单元

14：旋转轴

15：壳体

16：隔离件

17：内圈

18：外圈

19：滚动体

21：保持器

22：密封板

24：壳体

24a：壳体主体

24b：盖体

24c：螺丝

24d：凸条

40：驱动部

41：发电部

42：充电部

43：控制部

44：驱动部

45：泵

45a：吸管

45b：排出管

45c：排出喷嘴

46：润滑油容器

46a：袋体

46b：树脂片材

46c：热熔敷部分

47a：轴承温度传感器

47b：轴承旋转传感器

47c：润滑油剩余量传感器

47d：润滑油温度传感器

51：CPU

52：热传导体

53：热传导体

54：塞贝克元件

55：铁芯

56：线圈

57：绝缘性基台

58：固定侧绝缘基板

59：可动侧绝缘基板

60：电极

61：驻极体

62：滑动装置

64：压电体。

Claims (5)

1.一种滚动轴承装置，其特征在于：

由滚动轴承和至少包括具有润滑油的排出口的润滑油容器、泵、驱动部、电源部、控制部的供油单元的组合构成，并且所述供油单元设置于与所述滚动轴承相邻设置的隔离件的内圈与外圈之间的空间，

所述供油单元的润滑油容器的收容空间与隔离件的轴向宽度大致相等，周向长度处于隔离件的轴向视图中的圆心角θ的范围内，收容在该收容空间内的润滑油容器由宽度与收容空间的轴向宽度大致相等、长度与隔离件的中心径A×π×(θ/360)大致相等的袋体构成。

2.如权利要求1所述的滚动轴承装置，其特征在于：

形成所述润滑油容器的袋体由矩形的具有柔软性的袋体构成。

3.如权利要求2所述的滚动轴承装置，其特征在于：

形成所述润滑油容器的袋体是通过将两个矩形的树脂片重叠并对外周部进行热熔敷而形成的部件。

4.如权利要求2所述的滚动轴承装置，其特征在于：

形成所述润滑油容器的袋体是通过将矩形的树脂片对折而重叠并对外周的三个边进行热熔敷而形成的部件。

5.如权利要求1～4中任一项所述的滚动轴承装置，其特征在于：

将连接所述润滑油容器与泵的吸入管夹在形成袋体的重合的片之间进行接合。