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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wälzlagervorrichtung, die ein Lager und eine Ölversorgungseinheit, die axial an das Lager angrenzend angeordnet ist, enthält.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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In den letzten Jahren wurde eine Drehzahlerhöhung einer Hauptwelle in verschiedenen Werkzeugmaschinen zur Verbesserung der Maschineneffizienz und der Produktionseffizienz gefordert. Wenn die Hauptwelle mit einer hohen Geschwindigkeit rotiert, wird insbesondere eine Schmierfähigkeit zu einem Problem, was ein Lager, das die Hauptwelle lagert, betrifft. Im Hinblick darauf wurde eine Wälzlagervorrichtung vorgeschlagen, in der eine Ölversorgungseinheit axial an das Lager angrenzend angeordnet ist (vergleiche die japanische Patentanmeldung
JP 2004-108388 A ). Die Ölversorgungseinheit enthält u. a. einen Behälter, in dem Schmiermittel angesammelt wird, und eine Pumpe, die ausgelegt ist, um das Schmiermittel in dem Behälter in einen ringförmigen Raum zwischen einem Innenring und einem Außenring abzugeben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In einer solchen Wälzlagervorrichtung sind der Behälter, in dem das Schmiermittel angesammelt wird, und das Lager in einem kleinen, ringförmigen Raum zwischen einer Welle und einem Gehäuse angeordnet, so dass die Kapazität des Behälters begrenzt ist. Um zu bewirken, dass die Ölversorgungseinheit für einen großen Zeitraum funktioniert bzw. arbeitet, ist es dementsprechend notwendig, eine übermäßige Zuführung (verschwenderischen Verbrauch) des Schmiermittels zu verhindern bzw. einzuschränken.
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Dennoch wird in dem herkömmlichen Aufbau nur das Schmiermittel in einen internen Raum des Behälters/Tanks gefüllt, und dadurch fließt insbesondere in einem Zustand, in dem der Tank mit dem Schmiermittel gefüllt wird, mehr Schmiermittel als erwartet von dem Tank zu der Pumpe wegen einer potentiellen Energie des Schmiermittels, was darin resultieren kann, dass das Schmiermittel umsonst verbraucht wird. In diesem Fall kann die Ölversorgungseinheit nicht für eine große Zeitspanne funktionieren, was die Wartungshäufigkeit/Instandsetzungshäufigkeit steigert, und in einem Fall einer Werkzeugmaschine wird zum Beispiel die Produktionseffizienz reduziert.
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In Anbetracht dessen stellt die Erfindung eine Wälzlagervorrichtung bereit, die verhindern kann, dass eine größere-als-erwartete Menge von angesammeltem Schmiermittel in einem Tank wegen einer potentiellen Energie in eine Pumpe fließt.
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Eine Wälzlagervorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: ein Lager, das einen Innenring, einen Außenring, mehrere Wälzkörper, die zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind, und einen Käfig, der die mehreren Wälzkörper hält, beinhaltet; eine Ölversorgungseinheit, die axial an das Lager angrenzend angeordnet ist und einen Tank, in dem Schmiermittel angesammelt wird, und eine Pumpe, die das Schmiermittel von dem Tank erhält und das Schmiermittel zu einem Lager führt, beinhaltet. Der Tank ist mit einem Haltematerial bzw. Speichermaterial bzw. Zurückhaltematerial zum (Zurück-)Halten des Schmiermittels ausgestattet. Das Haltematerial weist winzige Poren auf. Das Haltematerial enthält einen ersten Halteabschnitt bzw. Speicherabschnitt, der in einem Bereich auf einer Auslassseite des Tanks angeordnet ist, und einen zweiten Halteabschnitt bzw. Speicherabschnitt, der in einem Bereich, der ein anderer ist als der Bereich auf der Auslassseite, angeordnet ist und eine Porosität aufweist, die höher ist als die des ersten Halteabschnitts.
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Mit der Wälzlagervorrichtung wird das Schmiermittel in dem Tank in dem Haltematerial gehalten, wodurch es möglich gemacht wird, zu verhindern, dass eine größere Menge des Schmiermittels als erwartet wegen der potentiellen Energie zu der Pumpe fließt. Es ist zu beachten, dass die Porosität des Haltematerials hoch sein sollte, um eine große Kapazität des Tanks (eine Kapazität, um das Schmiermittel in dem Tank anzusammeln,) sicherzustellen. Dennoch wird in diesem Fall das Schmiermittel einfach durch die potentielle Energie beeinflusst. Wenn das gesamte Haltematerial so ausgebildet ist, dass es eine niedrige Porosität hat, kann das Schmiermittel in dieser Hinsicht kaum durch die potentielle Energie beeinflusst werden, aber die Kapazität des Tanks nimmt ab. Mit der Wälzlagervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird in Anbetracht dessen der erste Halteabschnitt, der eine niedrige Porosität aufweist, auf der Auslassseite des Tanks angeordnet, so dass eine Menge des Verbrauchs des Schmiermittels in dem Tank kaum durch die potentielle Energie des Schmiermittels in dem Tank beeinflusst werden kann. Da der zweite Halteabschnitt, der eine hohe Porosität aufweist, in dem Bereich angeordnet ist, die ein anderer als der Bereich auf der Auslassseite ist, ist es ferner möglich, eine Abnahme in der Kapazität des Tanks zu verhindern. Auch wenn die Kapazität in dem Tank begrenzt ist, wird als eine Folge ein exzessiver Verbrauch des Schmiermittels verhindert und es ist möglich zu verursachen, dass die Ölversorgungseinheit für eine große Zeitspanne funktioniert.
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Ferner kann das Haltematerial aus einem porösen Element gemacht werden. Dies macht es möglich, dass das Schmiermittel so in das poröse Element in dem Tank einzieht, so dass es das Schmiermittel darin hält. Ferner kann der erste Halteabschnitt einen durchschnittlichen Porendurchmesser haben, der kleiner als der des zweiten Halteabschnitts ist. Hierbei kann die Menge des Verbrauchs des Schmiermittels in dem Tank kaum durch die potentielle Energie des Schmiermittels in dem Tank beeinflusst werden; und der erste Halteabschnitt kann als ein Sieb fungieren. Ferner kann ein Volumen, das durch den zweiten Halteabschnitt eingenommen wird, größer sein als ein Volumen, das durch den ersten Halteabschnitt eingenommen wird. Dies macht es möglich, eine Funktion zum Steigern der Kapazität des Tanks zu erhöhen.
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Ferner können der Auslass des Tanks und eine Ölkammer, die in der Pumpe enthaltet ist, miteinander über einen Kanal, in dem das Schmiermittel frei von dem Auslass zu der Ölkammer fließt, verbunden sein. Das heißt, dass ein Rückschlagventil, das eine Funktion hat, zu verhindern, dass das Schmiermittel frei von dem Tank zu der Pumpe fließt, nicht zwischen dem Auslass des Tanks und der Ölkammer der Pumpe angeordnet ist. Deshalb ist die Funktion des Haltematerials insbesondere effektiv.
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Ferner kann eine Höhenposition eines Öllevels/Ölstands des Schmiermittels, das in den Tank gefüllt wird, festgelegt werden, genauso groß wie oder kleiner als ein oberes Ende des Haltematerials zu sein. Hierdurch kann der Einfluss der potentiellen Energie des Schmiermittels in dem Tank zu (bzw. auf) die Menge des Verbrauchs des Schmiermittels noch mehr reduziert werden.
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Nach dem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Schmiermittel in dem Tank in dem Haltematerial gehalten, wodurch es möglich gemacht wird, zu verhindern, dass eine größere Menge des Schmiermittels als erwartet wegen der potentiellen Energie zu der Pumpe fließt, und zu verursachen, dass die Ölversorgungseinheit für eine große Zeitspanne funktioniert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Merkmale, Vorteile und eine technische und gewerbliche Bedeutung der beispielhaften Ausführungen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen dieselben Bezugszeichen dieselben Elemente bezeichnen, beschrieben, wobei:
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1 eine Schnittansicht ist, die eine Ausführungsform einer Wälzlagervorrichtung zeigt; und
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2 eine Schnittansicht ist, wenn eine Ölversorgungseinheit aus einer axialen Richtung betrachtet wird,
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Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
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Das Folgende beschreibt die eine Ausführungsform einer Wälzlagervorrichtung der Erfindung. 1 ist eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform der Wälzlagervorrichtung darstellt. Die Wälzlagervorrichtung 10 (nachfolgend auch als die Lagervorrichtung 10 bezeichnet), die in 1 dargestellt ist, lagert eine Hauptwelle (eine Welle 7) einer in einer Werkzeugmaschine enthaltenen Hauptwellenvorrichtung bzw. Hauptspindelvorrichtung rotierbar, und ist in einem Lagergehäuse 8 der Hauptwellenvorrichtung aufgenommen. In 1 werden die Welle 7 und das Lagergehäuse 8 durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen angedeutet. Es ist zu beachten, dass die Lagervorrichtung 10 auch für eine andere Vorrichtung als die Werkzeugmaschine einsetzbar ist. Ferner wird in der folgenden Beschreibung eine Richtung, die parallel zu einer Mittellinie C der Lagervorrichtung 10 ist, als eine Axialrichtung bezeichnet und eine Richtung, die senkrecht zu der Axialrichtung ist, wird als eine Radialrichtung bezeichnet.
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Die Lagervorrichtung 10 enthält ein Lager 20 und eine Ölversorgungseinheit 40. Das Lager 20 enthält einen Innenring 21, einen Außenring 22, mehrere Kugeln (Wälzkörper) 23 und einen Käfig 24, der die mehreren Kugeln 23 hält, so dass es ein Kugellager (ein Wälzlager) bildet. Ferner enthält die Lagervorrichtung 10 einen zylinderförmigen Innenring-Abstandshalter 17 und einen zylinderförmigen Außenring-Abstandshalter 18.
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Die Ölversorgungseinheit 40 ist als ein Ganzes torisch und an einer radialen Innenseite des Außenring-Abstandshalter 18 befestigt, so dass es in der Axialrichtung an das Lager 20 angrenzend angeordnet ist. Die Ölversorgungseinheit 40 besitzt eine Funktion, um Öl zu dem Lager 20 zuzuführen. Der ausführliche Aufbau und die Funktion der Ölversorgungseinheit 40 wird später beschrieben werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Ölversorgungseinheit 40 und der Außenring-Abstandshalter 18 separat bereitgestellt; sie können aber auch integral bereitgestellt werden. In diesem Fall besitzt die Ölversorgungseinheit 40 eine Funktion zum Ölzuführen und auch eine Funktion wie der Außenring-Abstandshalter.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind der Außenring 22, der Außenring-Abstandshalter 18 und die Ölversorgungseinheit 40 drehfest an dem Lagergehäuse 8 befestigt; und der Innenring 21 und der Innenring-Abstandshalter 17 rotieren zusammen mit der Welle 7. Dementsprechend dient der Außenring 22 als ein Festring, der nicht rotiert, und der Innenring 21 dient als ein Drehring, der zusammen mit der Welle 7 rotiert.
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Der Innenring 21 ist ein zylinderförmiges Bauteil, das nach außen in die Welle 7 eingreift, und eine Laufbahn (nachfolgend als einen Innenring-Laufbahn 25 bezeichnet) ist auf dessen Außenumfang ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform werden der Innenring 21 und der Innenring-Abstandshalter 17 separat bereitgestellt, können aber auch integral (untrennbar) bereitgestellt werden, auch wenn dies hier nicht dargestellt ist. Der Außenring 22 ist ein zylinderförmiges Bauteil, das an einer Innenumfangsfläche des Lagergehäuses 8 befestigt ist, und eine Laufbahn (nachfolgend als eine Außenring-Laufbahn 26 bezeichnet) ist auf dessen Innenumfang ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Außenring 22 und der Außenring-Abstandshalter 18 separat bereitgestellt, können aber auch integral (untrennbar) bereitgestellt werden, auch wenn dies hier nicht dargestellt ist.
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Die Kugeln 23 sind zwischen dem Innenring 21 und dem Außenring 22 angeordnet, so dass sie auf der Innenring-Laufbahn 25 und der Außenring-Laufbahn 26 rollen. Der Käfig 24 ist ringförmig und mehrere Taschen 27 sind in dem Käfig entlang einer Umfangsrichtung davon ausgebildet. Die Kugeln 23 und der Käfig 24 sind in dem ringförmigen Raum 11, der zwischen dem Innenring 21 und dem Außenring 22 ausgebildet ist, angeordnet.
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Der Käfig 24 ist als Ganzes ringförmig und enthält einen ringförmigen Abschnitt 28a auf einer ersten Axialseite (ersten Seite der Axialrichtung) der Kugeln 23, einen ringförmigen Abschnitt 28b auf der zweiten Axialseite (zweite Seite der Axialrichtung) der Kugeln 23, und mehrere Balkenabschnitte 29, die die ringförmigen Abschnitte 28a, 28b verbinden. Ein Raum zwischen den ringförmigen Abschnitten 28a, 28b und zwischen den Balkenabschnitten 29, 29, die in der Umfangsrichtung aneinander angrenzen, dient als die Tasche 27; und eine Kugel 23 ist in jeder Tasche 27 aufgenommen. Mit diesem Aufbau kann der Käfig 24 die mehreren Kugeln 23 in Intervallen/Abständen in der Umfangsrichtung halten.
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Der ringförmige Abschnitt 28a des Käfigs 24 auf der ersten Axialseite (eine Seite der Ölversorgungseinheit 40) kann einen gleitenden Kontakt mit einer Schulter 30 des Außenrings 22 herstellen. Hierdurch wird der Käfig 24 radial durch den Außenring 22 positioniert. Das heißt, dass das Lager 20 ein Lager ist, das so ausgelegt ist, dass der Käfig 24 durch den Außenring geführt wird (durch einen Lagerring geführt wird).
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Der Käfig 24 besteht aus Harz (zum Beispiel Phenolharz), und der Innenring 21 und der Außenring 22 bestehen aus Stahl, wie zum Beispiel aus Lagerstahl. Die Kugeln 23 können aus Stahl, wie zum Beispiel aus Lagerstahl, bestehen oder sie können keramisch sein.
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2 ist eine Schnittansicht, wenn die Ölversorgungseinheit 40 von der Axialrichtung aus betrachtet wird. Die Ölversorgungseinheit 40 besitzt als Ganzes eine torische Form. Die Ölversorgungseinheit 40 enthält einen Tank 42 und eine Pumpe 43. Der Tank 42 und die Pumpe 43 sind in einem ringförmigen Körperabschnitt 41 angeordnet, der in der Ölversorgungseinheit 40 enthalten ist. Ferner enthält die Ölversorgungseinheit 40 einen Steuerungsabschnitt 44 und einen Stromversorgungsabschnitt 45, und sie enthält verschiedene Sensoren, auch wenn dies hier nicht dargestellt ist.
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Der Körperabschnitt 41 ist an einer Innenumfangsseite des Außenring-Abstandhalters 18 befestigt, und hat eine Funktion wie ein Rahmen, der u. a. die Pumpe 43 hält. Der Körperabschnitt 41 ist ein torisches Bauteil und hat hohle Räume, so dass die Pumpe 43, der Steuerungsabschnitt 44 und der Stromversorgungsabschnitt 45 in den hohlen Räumen angeordnet werden. Ferner dient einer der hohlen Räume als ein Tank 42. Hierdurch wird die Ölversorgungseinheit 40, die u. a. den Körperabschnitt 41, den Tank 42, die Pumpe 43, den Steuerungsabschnitt 44 und den Stromversorgungsabschnitt 45 enthält, integral ausgebildet.
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In 2 ist der Tank 42 so angeordnet, dass er darin Schmiermittel (Öl) ansammelt, und mit der Pumpe 43 über ein Rohr 46 verbunden, so dass das Schmiermittel in die Pumpe 43 hinein fließt. Ein Haltematerial 50 zum Halten des Schmiermittels ist in dem Tank 42 angeordnet. Wie später beschrieben wird, wird das Haltematerial 50 durch zwei Arten von Halteabschnitten, das heißt, durch einen ersten Halteabschnitt 51 und einen zweiten Halteabschnitt 52, gebildet.
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Die Pumpe 43 enthält darin ein piezoelektrisches Element 43a, und wenn das piezoelektrische Element 43a arbeitet, wird ein Volumen einer Ölkammer (ein interner Raum) 43b der Pumpe 43 so verändert, dass das Schmiermittel in der Ölkammer 43b in den ringförmigen Raum 11 des Lagers 20 abgegeben werden kann (vergleiche 1). Die Ölkammer 43b ist ein Raum, in dem das Schmiermittel in der Pumpe 43 angesammelt wird. Eine Düse (nicht dargestellt), die in der Pumpe 43 angeordnet ist, ist mit der Ölkammer 43b verbunden, und ist zu der Axialrichtung hin geöffnet. Das Schmiermittel wird von der Düse als ein Öltropfen mit einer Anfangsgeschwindigkeit abgegeben. Das heißt, der Öltropfen fliegt/sprüht aus der Düse heraus. Also ist die Pumpe 43 so ausgebildet, dass die Ölkammer 43b das Schmiermittel des Tank 42 erhält und das Schmiermittel in der Ölkammer 43b zu dem Lager 20 zugeführt werden kann. Eine Operation der Pumpe 43 verursacht, dass einige Picoliter bis einige Nanoliter des Schmiermittels abgegeben werden. Der Stromversorgungsabschnitt 45 liefert elektrischen Strom für den Betrieb der Pumpe 43. Der Steuerungsabschnitt 44 kann ein Timing zum Betreiben der Pumpe 43 steuern.
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Das folgende beschreibt das Haltematerial 50 in dem Tank 42. Das Haltematerial 50 weist viele, regelmäßige (bzw. durchgehende) Poren in seiner gesamten Fläche auf. Das Haltematerial 50 der vorliegenden Ausführungsform wird aus einem porösen Element gemacht, und besitzt eine regelmäßige poröse Struktur. Das macht es möglich, dass das Schmiermittel in das Haltematerial 50, das aus dem porösen Element gemacht wird, in dem Tank 42 einzieht, so dass es das Schmiermittel darin hält. Das Haltematerial 50, das aus dem porösen Element gemacht wird, der vorliegenden Ausführungsform wird durch einen Block gebildet, der aus einem synthetischen Harz gemacht ist (z. B. PVA: Polyvinylalkohol). Es ist zu beachten, dass das poröse Element nicht auf ein synthetisches Harz beschränkt ist, und aus einer Keramik oder dergleichen gemacht werden kann.
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Der Tank 42 hat eine Kreisbogenform, die so ausgebildet ist, dass sie entlang einer Umfangsrichtung verlängert wird (bzw. sich erstreckt). Aus diesem Grund hat das Haltematerial 50 auch eine Kreisbogenform, die der Form des Tanks 42 entspricht. Ein Endabschnitt des Tanks 42 auf einer Seite in einer Längsrichtung ist mit einem Auslass 47 ausgestattet, durch den das Schmiermittel abgegeben wird; und ein Endabschnitt davon auf der anderen Seite in der Längsrichtung ist mit einem Versorgungsanschluss 48 ausgestattet, durch den das Schmiermittel zur Wartung oder dergleichen nachgefüllt wird. In einem Fall, in dem die Lagervorrichtung 10, die die Ölversorgungseinheit 40 enthält, benutzt wird, wobei die Mittellinie C horizontal festgelegt ist, wird der Auslass 47 an einer unteren Position in dem Tank 42 angeordnet. Der Versorgungsanschluss 48 wird an einer oberen Position angeordnet. Ferner wird die Pumpe 43 an der unteren Position angeordnet, und der Tank 42 an der oberen Position relativ zu der Pumpe 43. Insbesondere wird die Ölkammer 43b der Pumpe 43 an einer unteren Position relativ zu dem Auslass 47 des Tanks 42 angeordnet.
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Aus diesem Grund kann das Schmiermittel in dem Tank 42 wegen der Eigenmasse zu dem Auslass 47 hin gelenkt werden. Es ist zu beachten, dass in dem Tank 42 das Schmiermittel in das Haltematerial 50 eingezogen wird, so dass ein Fluss zu dem Auslass 47 hin beschränkt wird. Das Schmiermittel, das durch den Auslass 47 fließt, wird der Ölkammer 43b der Pumpe 43 zugeführt. Ein Entlüftungsloch ist in dem Tank 42 ausgebildet, auch wenn dies hier nicht dargestellt ist. In der vorliegenden Ausführungsform kommuniziert der Versorgungsanschluss 48 mit einem oberen Abschnitt der Ölversorgungseinheit 40. Das Entlüftungsloch ist in dem oberen Abschnitt der Ölversorgungseinheit 40 angeordnet; und das Entlüftungsloch und der Versorgungsanschluss 48 sind in der Axialrichtung nebeneinander angeordnet.
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Der Tank 42 ist mit zwei Arten von porösen Elementen als das Haltematerial 50 ausgestattet. Das heißt, das Haltematerial 50 enthält den ersten Halteabschnitt 51 und den zweiten Halteabschnitt 52, die voneinander verschiedene Eigenschaften aufweisen. Der zweite Halteabschnitt 52 hat eine Porosität, die höher ist als die des ersten Halteabschnitts 51. Der erste Halteabschnitt 51 ist in einem Bereich K1 auf einer Seite des Auslasses 47 des Tanks 42 angeordnet, und der zweite Halteabschnitt 52 ist in einem Bereich K2 angeordnet, der ein anderer als der Bereich K1 auf der Seite des Auslasses 47 des Tanks 42 ist. Der erste Halteabschnitt 51 und der zweite Halteabschnitt 52 sind aneinander angrenzend angeordnet; und eine Grenze zwischen ihnen ist durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen in 2 angedeutet. Der Bereich K1 ist schmaler als der Bereich K2. Das heißt, der erste Halteabschnitt 51 ist nur in der Nähe des Auslasses 47 angeordnet, und der zweite Halteabschnitt 52 nimmt das meiste des Tanks 42 ein.
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Der erste und der zweite Halteabschnitt 51, 52 werden aus einem porösen Element gemacht. Zum Beispiel kann der erste Halteabschnitt 51 aus einem AC Schwamm (durchschnittlicher Porendurchmesser: 15 Mikrometer, Porosität: 75%) gemacht werden (bzw. bestehen), der von A. C. CHEMICAL, Inc. hergestellt wird, und der zweite Haltabschnitt 52 kann aus einem AION PVA Schwamm des A-Typs („Beruita” A-Serie: eingetragenes Warenzeichen als „Beruita”) (durchschnittlicher Porendurchmesser: 80 Mikrometer, Porosität: 89%) gemacht werden (bzw. bestehen), der von AION Co., Ltd hergestellt wird. Die Halteabschnitt 51, 52 können in einem Zustand sein, in dem das Schmiermittel, das 50% oder mehr eines Volumens davon entspricht, darin absorbiert (hineingezogen) wird.
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Der erste Halteabschnitt 51 hat einen durchschnittlichen bzw. mittleren Porendurchmesser, der kleiner als der des zweiten Halteabschnitts 52 ist. Das heißt, dass der erste Halteabschnitt 51 eine geschlossenere (bzw. gedrängtere), regelmäßige (bzw. durchgehende), poröse Struktur als die des zweiten Halteabschnitts 52 aufweist. Ferner ist es bevorzugt, wenn der durchschnittliche Porendurchmesser des ersten Halteabschnitts 51 kleiner ist als ein Düsendurchmesser der Pumpe. Der Düsendurchmesser beträgt zum Beispiel 25 Mikrometer. Hierdurch sind die Poren, was einen Durchgang für das Schmiermittel von dem Bereich K1 auf der Seite des Auslasses 47 des Tank 42 zu der Düse der Pumpe 43 angeht, minimal, so dass das Schmiermittel wegen einer Oberflächenspannung des Schmiermittels nicht naturgemäß aus der Düse der Pump 43 herausfließen kann. Das Schmiermittel fließt wegen der Oberflächenspannung des Schmiermittels naturgemäß nicht aus der Düse der Pumpe 43 heraus, sondern das Schmiermittel wird von der Pumpe 43 unter der Bedingung abgegeben, dass die Pumpe 43 angetrieben wird, so dass das Schmiermittel automatisch wegen dieser Abgabe von dem Tank 42 in die Pumpe 43 nachgefüllt wird. Der durchschnittliche Porendurchmesser des zweiten Halteabschnitts 52 kann kleiner sein als der Düsendurchmesser der Pumpe 43, oder kann größer sein als der Düsendurchmesser. Es ist bevorzugt, wenn der durchschnittliche Porendurchmesser des zweiten Halteabschnitts 52 ziemlich groß ist, und dadurch eine Menge des Schmiermittels, die in dem zweiten Halteabschnitt 52 angesammelt werden kann, vergrößert werden kann.
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Der zweite Halteabschnitt 52 hat eine Porosität, die höher ist als die des ersten Halteabschnitts 51. Dadurch kann die Menge des Schmiermittels, das angesammelt werden kann, in dem Bereich K2, der durch den zweiten Halteabschnitt 52 eingenommen wird, gesteigert werden. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Porosität 89%, aber kann auch 90% oder mehr betragen.
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Ein Volumen (das heißt, der Bereich K2), das durch den zweiten Halteabschnitt 52 eingenommen wird, ist größer (breiter) als ein Volumen (das heißt, der Bereich K1), das durch den ersten Halteabschnitt 51 eingenommen wird. Das Volumen, das durch den zweiten Halteabschnitt 52 eingenommen wird, kann 90% oder mehr des ganzen Tanks 42 (ein ganzer Raum, der den Tank 42 bildet) betragen, und das verbleibende Volumen ist ein Volumen, das durch den ersten Halteabschnitt 51 eingenommen wird. Mit dem Aufbau von solch einem Haltematerial 50 kann das Volumen des Tanks 42, das heißt, die Menge des Schmiermittels, das in dem Tank 42 angesammelt werden kann, gesteigert werden.
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Wie oben beschrieben ist in der Lagervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform das Haltematerial 50, das winzige Poren aufweist, in dem Tank 42 angeordnet, und das Haltematerial 50 enthält den ersten Halteabschnitt 51, der in dem Bereich K1 auf der Seite des Auslasses 47 des Tanks 42 angeordnet ist, und den zweiten Halteabschnitt 52, der in einem Teil, der ein anderer als der Bereich K1 ist, angeordnet ist. Die Porosität des zweiten Halteabschnitts 52 ist höher als die Porosität des ersten Halteabschnitts 51. In der Lagervorrichtung 10 wird das Schmiermittel des Tanks 42 in dem Haltematerial 50 (den Halteabschnitten 51, 52) gehalten, wodurch es möglich gemacht wird, zu verhindern, dass eine größere-als-erwartete Menge des Schmiermittels wegen einer potentiellen Energie des Schmiermittels zu der Pumpe 43 fließt.
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Es ist zu beachten, die Porosität des Haltematerials 50 hoch sein sollte, um eine große Kapazität des Tanks 42 sicherzustellen (eine Kapazität zum Ansammeln des Schmiermittels in dem Tank 42). Auch wenn das Haltematerial 50 bereitgestellt ist, wird dennoch eine Menge des Verbrauchs des Schmiermittels in diesem Fall einfach durch die potentielle Energie des Schmiermittels in dem Tank 42 beeinflusst. Wenn das gesamte Haltematerial 50 so ausgebildet ist, dass es eine niedrige Porosität aufweist, kann die Menge des Verbrauchs des Schmiermittels in dieser Hinsicht wegen der potentiellen Energie kaum beeinflusst werden, aber die Kapazität des Tanks 42 nimmt ab. In Anbetracht dessen ist in der vorliegenden Ausführungsform der erste Halteabschnitt 51, der eine niedrige Porosität aufweist, auf der Seite des Auslasses 47 des Tanks 42 angeordnet, so dass die Menge des Verbrauchs des Schmiermittels in dem Tank 42 kaum durch die potentielle Energie des Schmiermittels in dem Tank 42 beeinflusst werden kann. Da der zweite Halteabschnitt 52, der eine hohe Porosität aufweist, in dem Bereich K2 angeordnet ist, der in einem Teil, der ein anderer als die Seite des Auslasses 47 ist, angeordnet ist, ist es möglich, dass viel Schmiermittel in den zweiten Halteabschnitt 52 einzieht, und ist es möglich, eine Abnahme in der Kapazität des Tanks 42 zu verhindern. Auch wenn die Kapazität des Tanks 42 begrenzt ist, das heißt, dass auch wenn die Kapazität klein ist, wird als eine Folge ein exzessiver Verbrauch des Schmiermittels in der Ölversorgungseinheit 40 verhindert, und es ist möglich, zu verursachen, dass die Ölversorgungseinheit 40 für eine große Zeitspanne funktioniert. Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform der Tank 42 gestreckt, und eine Seite (die Seite des Auslasses 47) in der Längsrichtung davon wird auf der unteren Position angeordnet und die andere Seite in der Längsrichtung davon wird auf der oberen Position angeordnet; und deshalb wird durch die potentielle Energie einfach beeinflusst, dass das Schmiermittel auf dem Tank 42 herausfließt. Dennoch kann dieser Einfluss gemäß der vorliegenden Ausführungsform abgeschwächt werden, was zu einem effektiven Gebrauch des Schmiermittels beitragen kann. Als eine Folge wird in einem Fall, in dem die Lagervorrichtung 10 als ein Hauptwellenlager für eine Werkzeugmaschine benutzt wird, eine Wartung für eine große Zeitspanne nicht erforderlich, was zu einer Verbesserung der Produktionseffizienz beitragen kann.
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Ferner werden in der vorliegenden Ausführungsform der erste Halteabschnitt 51 und der zweite Halteabschnitt 52, die in dem Haltematerial 50 enthalten sind, aus zugehörigen porösen Elementen gemacht, und der erste Haltabschnitt 51 hat einen durchschnittlichen Porendurchmesser, der kleiner als der des zweiten Halteabschnitts 52 ist. Aus diesem Grund kann die Menge des Verbrauchs des Schmiermittels in dem Tank kaum durch die potentielle Energie des Schmiermittels in dem Tank 42 beeinflusst werden, und es kann hervorgerufen werden, dass der erste Halteabschnitt 51 als ein Sieb fungiert. Aus diesem Grund kann das Schmiermittel, das von der Pumpe 43 zu dem Lager 20 geführt wird, kaum einen Fremdstoff bzw. Fremdkörper enthalten, wodurch es möglich gemacht wird, eine bevorzugte Schmierungseigenschaft zu erlangen. Der zweite Halteabschnitt 52 hat eine Porosität, die höher als die des ersten Halteabschnitts 51 ist; und das Volumen, das durch den zweiten Halteabschnitt 52 eingenommen wird, ist größer als das Volumen, das durch den ersten Halteabschnitt 51 eingenommen wird, was es möglich macht, die Kapazität des Tanks 42 zu erhöhen.
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Wie ferner in 2 dargestellt, ist das Haltematerial 50 in dem gesamten Bereich des Tanks 42 angeordnet. Der Versorgungsanschluss 48 ist mit dem Tank 42 an einer Position verbunden, die etwas niedriger als eine obere Oberfläche (ein höchster oberer Abschnitt) 42d des Tanks 42. Zum Beispiel wird das Schmiermittel von dem Versorgungsanschluss 48 zur Wartung der Lagervorrichtung 10 nachgefüllt, aber eine Höhenposition eines Öllevels des Schmiermittels, das also in den Tank 42 nachgefüllt wird, ist so festgelegt, dass es nicht höher ist als ein oberes Ende 50a des Haltematerials 50. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die obere Oberfläche 42d des Tanks 42 dem oberen Ende 50a des Haltematerials 50. Dadurch kann der Einfluss der potentiellen Energie des Schmiermittels in dem Tank 42 auf die Menge des Verbrauchs des Schmiermittels noch mehr verringert werden. In einem Fall, in dem das Haltematerial 50 nur auf einer Seite, die niedriger ist als eine Position, die der Hälfte des Tanks 42 in seiner Höhenrichtung entspricht, angeordnet ist, eine verbleibende obere Hälfte ein Raum ist, in dem das Haltmaterial 50 nicht angeordnet ist und dieser Raum auch mit dem Schmiermittel gefüllt wird, dann kann mehr Schmiermittel wegen der potentiellen Energie des Schmiermittels in diesem Raum aus dem Tank 42 herausfließen. In einem Fall, in dem das Haltematerial 50 in dem gesamten Bereich des Tanks 42 angeordnet ist und die Höhe des Öllevels in dem Tank 42 nicht höher als das obere Ende 50a des Haltematerials 50 wie in der vorliegenden Ausführungsform ist, ist es trotzdem möglich, zu verhindern, dass mehr Schmiermittel als erwartet wegen der potentiellen Energie aus dem Tank 42 herausfließt.
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Ferner ist der Tank 42 in der vorliegenden Ausführungsform mit der Pumpe 42 über das Rohr 46 verbunden, wie oben beschrieben. Ein Durchmesser eines Kanalquerschnitts dieses Rohrs 46 ist beherrschend größer als der durchschnittliche Porendurchmesser des Haltematerials 50. Ferner wird ein Rückschlagventil, das eine Funktion hat, zu verhindern, dass das Schmiermittel frei von dem Tank 42 zu der Pumpe 43 fließt, nicht zwischen dem Auslass 47 des Tanks 42 und der Ölkammer 43b, die in der Pumpe 43 angeordnet ist, angeordnet. Das heißt, der Auslass 47 des Tanks 42 und die Ölkammer 43b der Pumpe 43 sind miteinander durch einen Kanal verbunden, in dem das Schmiermittel frei von dem Auslass 47 zu der Ölkammer 43b fließen kann. Wenn das Haltematerial 50 nicht in dem Tank 42 angeordnet ist, fließt das Schmiermittel des Tanks 42 aufgrund dessen frei zu der Seite der Pumpe 43 hin. Dennoch verhindert die vorliegende Ausführungsform dieses durch das Haltematerial 50. Das heißt, die Funktion des Haltematerials 50 ist insbesondere in der Ölversorgungseinheit 40 effektiv, die nicht mit dem Rückschlagventil zwischen der Pumpe 43 und dem Tank 42 ausgestattet ist.
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Es ist zu beachten, dass in der obigen Ausführungsform das Haltematerial 50 aus einem porösen Element gemacht ist bzw. besteht, aber auch aus anderen Materialien gemacht werden kann, z. B. außer aus dem porösen Element aus Filz oder Stoff. Das Haltematerial 50 kann ein Material sein, das winzige Poren (Räume) abhängig voneinander (d. h., miteinander verbunden) über die gesamte Struktur hat, so dass es fähig ist, das Schmiermittel zu halten, so dass es darin eingezogen wird.
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Die hierin beschriebene Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel in jeglichen Hinsichten und nicht beschränkend. Das heißt, die Wälzlagervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die hier dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann andere Ausführungsformen innerhalb eines Rahmens der vorliegenden Erfindung haben. Die Ausführungsform betrifft einen Fall, in dem das Lager 20 ein Schrägkugellager ist. Trotzdem ist die Art des Lagers nicht auf dies beschränkt, sondern kann auch ein Rillenkugellager, ein Kegelrollenlager oder ein Zylinderrollenlager sein. Ferner kann die Wälzlagervorrichtung 10 für einen Zweck außer der Hauptwelle der Werkzeugmaschine verwendet werden. Ferner betreffen die obigen Ausführungsformen einen Fall, in dem die Mittellinie C der Lagervorrichtung 10 horizontal ist, aber die Lage der Lagervorrichtung 10 kann auch anders als dies sein. Ferner betreffen die obigen Ausführungsformen einen Fall, in dem der erste Halteabschnitt 51 und der zweite Halteabschnitt 52 separat bereitgestellt werden, aber sie können auch integral bereitgestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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