TW201329360A - 軸承裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在提供一種具備有不使用泵且可無時間延遲地從潤滑油儲槽39供給潤滑油至滾動軸承11，而且能源效率也很良好的給油裝置13之軸承裝置。在由滾動軸承11與給油裝置13的組合所構成之軸承裝置10，其中，給油裝置13係包含：儲存加壓的潤滑油，且具有潤滑油的送出口之潤滑油儲槽39；用來使潤滑油儲槽的送出口開閉之開閉閥；驅動該開閉閥之驅動部；以及產生用來使該驅動部動作的電能之電源部，且該給油裝置係安裝至前述滾動軸承11或與該滾動軸承鄰接之隔圈12。

Description

軸承裝置
本發明係關於用於工作機械及產業機械等之軸承裝置，尤其關於由軸承與給油單元的組合所構成之軸承裝置。
將給油單元組裝在滾動軸承(rolling bearing)的內部而構成的軸承裝置為已知的裝置(參照專利文獻1)。此軸承裝置係將給油單元裝設於滾動軸承的相向的軌道環之中的固定側的軌道環的內徑面。給油單元係由儲存有潤滑油之儲槽(tank)、使前述儲槽中的潤滑油送出到軸承內部之泵以及驅動前述泵之發電機所構成。而且，具有按照軸承側的條件而控制泵來調整送出量之手段。另外，專利文獻2中揭示的軸承裝置也具備有同樣的給油單元。
專利文獻3中揭示的滾動軸承裝置，則是將給油單元的潤滑油儲槽以可裝拆的方式設置在固定側的軌道環與轉動側的軌道環之間，且利用給油單元的外殼來兼用作為潤滑油儲槽。
前述各習知例，皆有藉由構成給油單元的一部份之泵來將潤滑劑供給至軸承之共通點。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2004-108388號公報
專利文獻2：日本特開2004-316707號公報
專利文獻3：日本特開2008-106900號公報
然而，在給油單元中使用泵之情況，會有如下所述的問題。首先，使泵起動後到到達可送出的壓力需花時間。此外，因各個泵的能力不同造成潤滑油的供給量並不相同，必須個別進行調整。再者，因為係使電能轉換為機械性的旋轉動能而驅使泵動作，所以能源效率不佳。
因此，本發明的第一課題在提供一種具備有不使用泵且可無時間延遲地從潤滑油儲槽供給潤滑油至滾動軸承，而且能源效率也很良好的具備給油單元之滾動軸承裝置。
其次，習知的具備有給油單元之滾動軸承裝置，因為是將給油單元組裝在滾動軸承的固定側的軌道環與轉動側的軌道環之間之構造，所以固定側的軌道環與轉動側的軌道環必須使用寬度及形狀都很特殊者，無法使用標準的軌道環。因此，與滾動軸承的製造有關之管理會變複雜且成本會變高。
另外，要將潤滑油補充至給油單元的潤滑油儲槽時，必須將滾動軸承整體從工作機械用的主軸殼體(spindle housing)等拆下才能進行。再者，因為給油單元的外殼兼用作為潤滑油儲槽，所以在將滾動軸承拆下後，必須從滾動軸承將給油單元取出才能補充潤滑油，使得潤滑油之補充很花時間及工夫。
又，因為給油單元的外殼兼用作為潤滑油儲槽，所以也無法預先準備預備的潤滑油儲槽。
因此，本發明的第二課題在提供一種無需使用寬度及形狀都很特殊的軌道環來作為固定側的軌道環與轉動側的軌道環，而且要將潤滑油補充至潤滑油儲槽之際，不須將滾動軸承拆下就可進行之滾動軸承裝置。
再者，習知的具備有給油單元之滾動軸承裝置，係利用泵來將潤滑油儲槽的潤滑油吸入然後從泵的送出配管送出到軸承內部，藉由控制泵的驅動時間來進行給油量的控制。
但是，即使在潤滑油的供給結束後使泵停止了，泵及送出配管的內部，也仍會充滿潤滑油，所以潤滑油儲槽內部的潤滑油會因為虹吸(siphon)原理而被吸出到送出配管內然後從噴嘴端漏出，使得潤滑油的供給過多，導致潤滑油的攪拌阻力增大。
結果，就會有不能得到穩定的潤滑環境，因而發熱之問題。
因此，本發明的第三課題在提供一種可從給油單元的潤滑油儲槽適切地進行潤滑油的供給之滾動軸承裝置。
為了解決前述第一課題，本發明提供一種軸承裝置，其係由滾動軸承與給油裝置的組合所構成之軸承裝置，其中，給油裝置係包含：儲存加壓的潤滑油，且具有潤滑油的送出口之潤滑油儲槽；用來使潤滑油儲槽的送出口開閉之開閉閥；驅動該開閉閥之驅動部；以及產生用來使該驅動部動作的電能之電源部，且該給油裝置係安裝至前述滾動軸承或與該滾動軸承鄰接之隔圈(spacer)。
充填至潤滑油儲槽之潤滑油，係可由利用加壓彈簧進行推壓之加壓裝置予以加壓。
此外，亦可利用充填至潤滑油儲槽內部之潤滑劑本身的重量 來產生使潤滑油從開閉閥的噴嘴送出之壓力。
接著，為了解決前述第二課題，本發明提供一種軸承裝置，其係由滾動軸承與給油裝置的組合所構成之軸承裝置，其中，給油裝置係安裝至與前述滾動軸承鄰接之隔圈，且至少具備有：具有潤滑油的送出口之潤滑油儲槽、泵(pump)、驅動部、以及電源部，其中，前述潤滑油儲槽係由具有柔軟性的袋體所構成。
形成前述潤滑油儲槽之袋體，可藉由將樹脂片重疊，然後將外周部予以熱熔接起來而形成。
接著，為了解決前述第三課題，本發明提供一種軸承裝置，其係由滾動軸承與給油裝置的組合所構成之軸承裝置，其中，給油裝置至少具備有：潤滑油儲槽、從潤滑油儲槽吸引出潤滑油然後從送出口將潤滑油送出之泵；驅動該泵之驅動部；提供電能給驅動部之電源部；以及設於前述泵的送出配管之用來防止潤滑油的漏出之漏出防止機構，且該給油裝置係安裝至滾動軸承的固定環側構件或與滾動軸承鄰接之隔圈。
前述漏出防止機構，可採用：設有設於泵的送出配管之開閉閥，且只在給油動作中將開閉閥打開，或者在驅動泵而完成給油動作後，使泵逆轉而將空氣導入送出配管內之機構。
根據用來解決第一課題之本發明，可利用開閉閥來開閉用來儲存加壓的潤滑油之潤滑油儲槽的送出口，而進行從潤滑油儲槽供給潤滑油之動作，因此沒有如同前述之使用泵來供給潤滑油的先前技術一般，會延遲一段時間才能供給潤滑油(亦即有time lag)之問題。
又，可藉由開閉閥之開閉而進行潤滑劑之供給，因此與泵驅動式者相比能源效率較佳。
根據用來解決第二課題之本發明，就不需要使用寬度及形狀都很特殊的軌道環來作為滾動軸承之固定側的軌道環與轉動側的軌道環，而且要將潤滑油補充至潤滑油儲槽之際，不須將滾動軸承拆下就可進行。
根據用來解決第三課題之本發明，就可防止在供給至滾動軸承之潤滑油的供給結束且已使泵停止之際，泵及送出配管的內部的潤滑油因為虹吸原理而被吸出到送出配管內然後從噴嘴端漏出，使得潤滑油的供給過多之情形。
10‧‧‧軸承裝置
11‧‧‧滾動軸承
12、16‧‧‧隔圈
12a‧‧‧內環側隔圈
12b‧‧‧外環側隔圈
12c、12d‧‧‧凹部
13‧‧‧給油單元
14‧‧‧旋轉軸
15、24‧‧‧殼體
17‧‧‧內環
18‧‧‧外環
19‧‧‧滾動體
21‧‧‧保持器
22‧‧‧密封板
24a‧‧‧螺絲
24b‧‧‧凸條
25‧‧‧蓋
26‧‧‧內端面
27‧‧‧外周面
28‧‧‧導引部
29‧‧‧段差部
30‧‧‧內周面
31‧‧‧部份軌道溝槽
32‧‧‧前端面
33‧‧‧內徑面
35‧‧‧軌道溝槽
36‧‧‧送出口孔
37‧‧‧開閉閥
38、83c‧‧‧噴嘴
38a‧‧‧送出口
39‧‧‧儲槽
39a‧‧‧袋體
39b‧‧‧熱熔接部分
40‧‧‧驅動部
41‧‧‧電源部
41a‧‧‧充電部
42‧‧‧連接配管
43‧‧‧閉塞栓
44‧‧‧空氣孔
45‧‧‧過濾器
46‧‧‧軸承溫度感測器
47‧‧‧軸承旋轉感測器
48‧‧‧潤滑劑殘量感測器
49‧‧‧潤滑劑溫度感測器
50‧‧‧軌道溝槽
51‧‧‧CPU
52、53‧‧‧熱傳導體
54‧‧‧席貝克元件
55‧‧‧鐵心
56‧‧‧線圈
57‧‧‧絕緣性基台
58‧‧‧固定側絕緣基板
59‧‧‧可動側絕緣基板
60‧‧‧電極
61‧‧‧駐極體
62‧‧‧滑動裝置
63‧‧‧重量體
64‧‧‧壓電體
65‧‧‧送出量調整裝置
70‧‧‧主軸
71‧‧‧旋轉軸
72‧‧‧大徑部
73、77、79‧‧‧鍔部
74‧‧‧螺牙部
75‧‧‧中間隔圈
76‧‧‧主軸殼體
78‧‧‧螺帽
80‧‧‧加壓裝置
81‧‧‧加壓密封板
82‧‧‧加壓彈簧
83‧‧‧泵
83a‧‧‧吸入管
83b‧‧‧送出管
84‧‧‧開閉閥
84a‧‧‧順序閥
84b‧‧‧電磁閥
85‧‧‧貫通孔
86‧‧‧潤滑油注入用針
87‧‧‧針頭
88‧‧‧潤滑油注入部
A‧‧‧潤滑油
第1圖係顯示將用來解決本發明的第一課題之滾動軸承裝置用於工作機械的實施形態之剖面圖。
第2圖係從軸向觀看本發明之滾動軸承裝置的給油單元所見之剖面圖。
第3圖係第2圖之b-o線的剖面圖。
第4圖係第2圖之c-c’線的剖面圖。
第5圖係顯示用來解決本發明的第一課題之滾動軸承裝置的另一實施形態之剖面圖。
第6圖係第5圖的局部放大剖面圖。
第7圖係第5圖之X7-X7線的剖面圖。
第8圖係第5圖的實施形態的閉塞栓的放大剖面圖。
第9圖係第5圖的實施形態的供給量調整裝置之方塊圖。
第10圖係利用了藉席貝克效應而產生的電動勢之電源部 的概略圖。
第11圖係利用了藉電磁感應而產生的電動勢之電源部的概略圖。
第12圖係利用了藉靜電感應而產生的電動勢之電源部的概略圖。
第13圖係利用了藉介質極化而產生的電動勢之電源部的概略圖。
第14圖係使用第5圖的實施形態之主軸的局部省略剖面圖。
第15圖係第5圖的實施形態的軸承裝置的變形例之剖面圖。
第16圖係第5圖的實施形態的軸承裝置的變形例之剖面圖。
第17圖係顯示第5圖的實施形態之主軸的變形例之局部省略剖面圖。
第18圖係顯示用來解決本發明的第二課題之軸承裝置的實施形態之剖面圖。
第19圖係從第20圖的B-B線的方向觀看所見之剖面圖。
第20圖係第18圖之X20-X20線的剖面圖。
第21圖係從第20圖的B-B線的方向觀看所見之另一實施形態的剖面圖。
第22圖係第20圖中之以兩點鏈線的圓圈圍起來之袋體的放大圖。
第23圖係第20圖中之以兩點鏈線的圓圈圍起來之袋體的 另一實施形態的放大圖。
第24圖係顯示用來解決本發明的第二課題之軸承裝置的另一實施形態之局部剖面圖。
第25圖係電源部的控制圖。
第26圖係顯示用來解決本發明的第三課題之軸承裝置的實施形態之局部剖面圖。
第27圖係從第28圖的B-B線的方向觀看所見之剖面圖。
第28圖係第26圖之X28-X28線的剖面圖。
第29圖係使用順序閥來作為漏出防止機構之油壓電路的概略圖。
第30圖係使用電磁閥來作為漏出防止機構之油壓電路的概略圖。
第31圖係顯示泵停止後之因為虹吸原理所造成之潤滑油的流動之概略圖。
第32圖係顯示在泵停止後使泵逆轉的情況之潤滑油的流動之概略圖。
以下，根據所附的圖式來說明本發明的實施形態。在下述的實施形態的說明中，相同構成的元件都標以相同的符號，且為了避免重複而適當地省略重複的說明。
[實施形態1]
首先，根據第1至4圖來說明用來解決本發明的第一課題之滾動軸承裝置10，亦即具備有不使用泵且可無時間延遲地從潤滑油儲槽39供給潤滑油A至滾動軸承11，而且能源效率也很良好 的具備給油單元13之滾動軸承裝置10的實施形態。第1圖顯示組裝有該滾動軸承裝置10之工作機械。
第1至4圖所示的實施形態中之軸承裝置10，係由滾動軸承11、抵接於滾動軸承11的軸向的一端部之隔圈12、以及組裝在隔圈12中之給油單元13所構成，且係組裝在旋轉軸14與殼體15之間而供予使用。滾動軸承11的另一端部也抵接有另一個隔圈16，藉由兩方的隔圈12,16來進行滾動軸承11的軸方向的定位。旋轉軸14係水平設置。旋轉軸14為水平之情況的軸承裝置10係稱為縱置型的軸承裝置。
滾動軸承11，係由作為軌道環之內環17及外環18、介於該等軌道環之間之預定數目的滾動體19、以及使各滾動體19保持一定的間隔之保持器21所構成。作為滾動軸承11者，係使用斜角滾珠軸承。在圖示的情況，外環18係為固定側軌道環。
隔圈12係由內環側隔圈12a及外環側隔圈12b所構成，內環側隔圈12a係嵌合固定在旋轉軸14側，且抵接於內環17的一方端面。外環側隔圈12b係嵌合固定在殼體15的內徑面，且抵接於外環18的一方端面。另一方的隔圈16也一樣嵌合固定在旋轉軸14側及殼體15側，且抵接於內環17及外環18的另一方端面，以施加預定的預壓給滾動軸承11。
前述的給油單元13，係由安裝在外環側隔圈12b的內徑面之環狀的樹脂製的殼體24及收納在該殼體24的內部之各構件所構成。在使用寬度較寬的外環18之情況，給油單元13係安裝在該外環18的內徑面。在此情況，隔圈12只發揮作為本來的隔圈之機能。在本實施形態中，如圖所示，係採用將給油單元13安裝至 隔圈12之構成。
殼體24係如第3、4圖所示，形成為其與滾動軸承11相反側的面為開放之剖面為ㄈ字形的形狀，且其開放面安裝有可自由裝拆之環狀的蓋25。在與該開放側相反側之殼體24的內端面26及外周面27的角隅部設有遍及全周而向外突出的導引部28。導引部28係組裝入滾動軸承11的外環18的段差部29，此段差部29設於外環18的內徑面的肩部。外環18設有因前述段差部29而切凹形成的部份軌道溝槽31。
具備有給油單元13之隔圈12係左右對稱，第2圖係從軸向觀看第1圖的右側的隔圈12所見之圖。
沿著隔圈12的固定側的外環側隔圈12b的內周面，設置有供充填潤滑油之潤滑油儲槽39。
潤滑油儲槽39介由開閉閥37設有送出噴嘴38。潤滑油儲槽39設有對潤滑油A加壓之加壓裝置80，當將開閉閥37打開時，加壓裝置80的加壓力就會使潤滑油儲槽39內的潤滑油A從送出噴嘴38送出，藉由將開閉閥37關開，潤滑油A的送出便停止。
加壓裝置80可使用例如第3圖所示之利用加壓彈簧82透過加壓密封板81來推壓充填於潤滑油儲槽39內的潤滑油A之形式的加壓裝置。
若送出噴嘴38的口徑為固定，則從潤滑油儲槽39送出之潤滑油A的送出壓係由加壓裝置80加諸於潤滑油儲槽39之壓力而定。因此，按照潤滑油A的種類來調整加壓裝置80的壓力，就可用固定的壓力將潤滑油A從潤滑油儲槽39推送出去。
送出噴嘴38係插入滾動軸承11的固定環側之外環18的內周 面，以將從送出噴嘴38送出的潤滑油A供給至球19的表面、或軌道溝槽35。
當將送出噴嘴38形成為將潤滑油A噴成霧狀之噴嘴形狀時，就可減低潤滑油A的攪拌阻力，因此可抑制滾動軸承11之發熱。
另外，從送出噴嘴38送出之潤滑油A的送出量，亦可藉由改變開閉閥37的打開程度來加以調整。
接著，第5至8圖所示的實施形態，在不使用泵且可無時間延遲地從潤滑油儲槽39供給潤滑油A至滾動軸承11之滾動軸承裝置10這一點，與第1至4圖所示的實施形態為同樣的裝置，但本實施形態並不使用加壓裝置80來提供潤滑油A之送出壓力，而是利用潤滑油A本身的重量來將潤滑油A導引到開閉閥37。
如第6圖所示，在前述導引部28的內徑面33與前述內端面26之交界部設有送出口孔36。以讓此送出口孔36在使用時位於最下方之方式進行殼體24的定位，然後將該殼體24組裝到外環側隔圈12b的內徑面。殼體24的材料可使用樹脂或金屬。
組裝到殼體24中之給油單元13的各構件，係如第7圖所示，包含：由電磁閥所構成之常閉型的開閉閥37、左右一對之儲槽39、以及驅動部40的電源部41。
前述開閉閥37係收納於在使用時位於最下方的位置，亦即收納於包含前述送出口孔36的部份。開閉閥37在其較低位置的部份設有噴嘴38，噴嘴38係以其前端的送出口38a朝向下方之方式傾斜地貫通送出口孔36(參照第5及6圖)。送出口38a係到達導引部28的內徑面之接近軌道溝槽35的部份。
前述成對的潤滑油儲槽39，係在開閉閥37的兩側以可自由裝拆的方式收納在比噴嘴38高的位置。在各儲槽39的下端與開閉閥37之間設有連接配管42。若採用將開閉閥37與儲槽39形成為一體之構成就不需要連接配管42。
各儲槽39的上端的開放口嵌入有閉塞栓43。閉塞栓43係在要將潤滑油充填入儲槽39的內部之際拆掉，在使用時則為了防止潤滑油之洩漏而塞住。不過，若完全密封住則儲槽39的內部會形成為負壓而妨礙潤滑油之送出，所以設有空氣孔44(參照第8圖)，且在該空氣孔44裝設有讓空氣通過但遮斷潤滑油之過濾器(filter)45。此過濾器45係由例如具有連續多孔質體構造之樹脂所製成。
在第1至4圖所示的實施形態、第5至8圖所示的實施形態中，用來使開閉閥37開閉之驅動部40、及用來使驅動部40動作之電源部41，也與潤滑油儲槽39一樣設置在隔圈12的外環側隔圈12b與內環側隔圈12a之間。
在第5至8圖所示的實施形態中，前述驅動部40及電源部41係配置在各儲槽39的上端間。驅動部40與電源部41之間、驅動部40與開閉閥37之間的通電，係藉由設於殼體24的內部之電纜(cable)(省略圖示)而進行。
驅動部40係如第9圖所示，具備有：軸承溫度感測器46、軸承旋轉感測器47、潤滑劑殘量感測器48、潤滑劑溫度感測器49等之感測器。來自此等感測器之信號係輸入至CPU 51，以按照滾動軸承11的溫度及其旋轉狀況而自動控制開閉閥37的打開程度、打開時間等，來調整潤滑劑的供給量。
前述開閉閥37、驅動部40及電源部41係構成用來調整從開閉閥37送出的潤滑劑的量之送出量調整裝置65(參照第9圖)。
電源部41除了可使用電池、蓄電池之外，還可使用自發電型的電源。而且，可使用以下所述者來作為自發電型的電源。亦即，如第10圖所示的電源部41，係在前述殼體24的外周面27及內周面30分別設置貫通該外周面27及內周面30的壁面而設之熱傳導體52,53，且在該等熱傳導體52,53之間夾設席貝克元件(Seebeck element)54者。
可使用如上述之利用席貝克效應(Seebeck effect)進行發電之部件來作為電源部41。亦即，滾動軸承裝置10在使用中的狀況下，內環17及外環18的溫度會因為與滾動體19之摩擦熱而上升。通常，外環18係組裝至機器的殼體15所以可透過熱傳導而散熱，因而會在內外環17,18之間產生溫度差。其溫度會傳導至各熱傳導體52,53，使溫度差在席貝克元件54的兩端面產生，藉此而進行利用席貝克效應之發電。
使用上述之設置貫通殼體24的內周面及外周面之熱傳導體52,53，且在該等熱傳導體52,53之間夾設席貝克元件54之電源部的情況，較佳為在貫通殼體24的外周面之熱傳導體52其與外環側隔圈12b的內徑面相接的面使用已考慮到熱導電性之接著劑。再者，外環側的熱傳導體52的外徑係形成為與外環側隔圈12b的內徑尺寸相同，使兩著密接來提高散熱效果。另一方面，內環側的熱傳導體53的內徑並不與內環側隔圈12a相接。可能的話，較佳為將外環側及內環側之熱傳導體52,53的體積做成為相等。
另外，在外環側隔圈12b的內徑面與熱傳導體52之間、熱傳導體52與席貝克元件54之間、席貝克元件54與內環側的熱傳導體53之間，為了提高熱傳導率及密著性，較佳為塗佈有散熱油脂(grease)等。散熱油脂的主成分一般為矽(silicone)。此外，熱傳導體52,53係使用熱傳導率高之金屬。可舉出的例子有例如銀、銅、金等，但從成本面來考量，一般係使用銅。再者，亦可使用以銅為主成分之銅合金。此外，亦可使用以銅為主成分之燒結合金。
電源部41除了使用前述之利用席貝克效應來進行發電者之外，還可使用第11、12、13圖所示者。
第11圖所示者適用於軸承裝置10內存在有交變磁場之情況。在工作機械等的嵌入式主軸(built-in spindle)內部或使用大電力的高週波機器的附近，會發生漏磁通或高週波之照射。第11圖所示者就是利用此漏磁通而以電磁感應方式進行發電者。亦即，在一側為開放之E形的鐵心55組合線圈56來效率良好地捕捉交變磁場，以進行利用電磁感應之發電。鐵心55的開放面安裝有絕緣性基台57。漏磁通的頻率為已知之情況，亦可去除掉鐵心55而使用與漏磁通的頻率共振之線圈56。
第12圖所示者適用於滾動軸承裝置10內有振動發生之情況。當滾動軸承裝置10中有振動發生時，可動側絕緣基板59就會因為滑動裝置62而在箭號a的方向振動。此時，藉由固定側及可動側絕緣基板58,59的相對運動以及駐極體(electret)61，而在電極60間藉由靜電感應產生電荷。將產生的電荷取出到外部而進行發電。
第13圖所示者適用於滾動軸承裝置10內有振動發生之情 況。亦即，在固定側絕緣基板58與重量體63之間配置具有彈性的片狀的壓電體64。當軸承裝置10有振動發生時，重量體63就會因為重量體63及壓電體64而在箭號a的方向振動。此時，會在壓電體64產生形變而產生由於介質極化而產生的電動勢。將該電動勢取出到外部而進行發電。
電源部41所發電產生的電荷，係蓄積到蓄電池及電容器等之充電部。電容器較佳為使用電雙層電容器。
第1至4圖所示的實施形態及第5至8圖所示的實施形態之軸承裝置10係如上述般構成，且預先在給油單元13的儲槽39中充填潤滑油A之後，將蓋25蓋緊就可供使用。
當旋轉軸14旋轉時，軸承溫度感測器46、軸承旋轉感測器47、潤滑劑殘量感測器48、潤滑劑溫度感測器49等之感測器所檢測出的信號就輸入至CPU 51。CPU 51根據這些信號而自動控制開閉閥37的打開程度、打開時間，以進行最合適的給油。潤滑油A可採用潤滑油或低黏度的油脂。
在第5至8圖所示的實施形態之情況，儲槽39的內部氣壓係藉由空氣可通過的過濾器45的作用而保持在大氣壓。因此潤滑油A會因為本身的重量而經由噴嘴38從其前端的送出口38a送出。所送出的潤滑劑沿著導引部28的內徑面33移動而供給至軌道溝槽35(參照第6圖)。使潤滑油A送出之壓力，係只藉由儲槽39內部的潤滑油A本身的重量而產生。
第14圖顯示使用第5至8圖所示的實施形態的軸承裝置10之工作機械等的主軸70。此主軸70的旋轉軸71係水平設置。
在設於前述旋轉軸71的中間部之大徑部72的外徑面，在一 端部設有鍔部73，在另一端部設有螺牙部74。前述鍔部73與螺牙部74之間隔著中間隔圈75設有兩個軸承裝置10。
一方的軸承裝置10係定位在前述鍔部73、與在徑向與該鍔部73相向之主軸殼體76的一端的鍔部77之內側。而且，另一方的軸承裝置10係定位在螺合於螺牙部74之螺帽78、與在徑向與該螺帽78相向之主軸殼體76的另一端的鍔部79之內側。
鍔部73側的軸承裝置10及螺牙部74側的軸承裝置10，係配置成在中間隔圈75側(內側)配置滾動軸承11，在外側配置隔圈12之對稱形的形態。
伴隨著前述旋轉軸71的旋轉，潤滑油A藉由其本身的重量而從噴嘴38的送出口38a供給到滾動軸承11的軌道溝槽35之作用皆如同前述。
第15圖所示的軸承裝置10，係安裝至垂直配置的旋轉軸14之橫置型的軸承裝置。此橫置型的軸承裝置與前述縱置的情況相比較，只是轉動90°而已，基本構成係共通的。
在此情況，就第5至8圖所示的實施形態而言，因為儲槽39呈水平姿勢，所以將開閉閥37的噴嘴38以使噴嘴38位在儲槽39的底面位置或更下方的方式設在開閉閥37的底面，藉以使儲槽39內部的潤滑油能藉由其本身的重量而送出。另外，為了使所送出的潤滑油能滴落到滾動軸承11的預定位置，而將包含給油單元13在內之隔圈12配置在上方，將滾動軸承11配置在下方。儲槽39的閉塞栓43設在儲槽39的上端壁面。
因為從噴嘴38的送出口38a所送出的潤滑油藉由重力而確實供給至下方的滾動軸承11的內部，所以無需設置如第14圖所示 的實施形態中之導引部28(參照第15圖)。送出口38a亦可只面向滾動軸承11的內環17與外環18之間的間隙上部就好。
第15圖的情況，係為了將潤滑劑供給至滾動軸承11的外環18的軌道溝槽35而使噴嘴38向外傾斜。在要將潤滑劑供給至內環17的軌道溝槽50之情況，係如第16圖所示使噴嘴38向內傾斜。
第17圖所示的實施形態，主軸70的旋轉軸71係垂直設置。軸承裝置10係設於上部及下部兩個位置。在上部的軸承裝置10中，係配置成隔圈12在上位，滾動軸承11在下位之關係。此外，在下部的軸承裝置10中，則是將給油單元13組裝至中間隔圈75中，將滾動軸承11安裝在給油單元13的下位。最下端的隔圈12的內部為空的。
[實施形態2]
接著，根據第18至24圖來說明用來解決本發明的第二課題之滾動軸承裝置10，亦即無需使用寬度及形狀都很特殊的軌道環來作為固定側的軌道環18與轉動側的軌道環17，而且要將潤滑油補充至潤滑油儲槽39之際，不須將滾動軸承拆下就可進行之滾動軸承裝置10的實施形態。此實施形態係預先在滾動軸承11中封入希望的油脂，且在隔圈16的端部裝設有密封板22。
前述給油單元13係如第20圖所示，在圓環狀的殼體24內在圓周方向收納有電源部41、驅動部40、泵83、潤滑油儲槽39等諸構件而構成。
殼體24之蓋體25，係利用螺絲24a使之固定至殼體24，藉由將螺絲24a拆掉然後將蓋體25卸除，就可將潤滑油補充到收納 於殼體24內之潤滑油儲槽39中，不用將給油單元13整個拆下來。
給油單元13的圓環狀的殼體24係如第19圖所示，形成為其與滾動軸承11相反側的面為開放之剖面為ㄈ字形的形狀，且該殼體24的開口部係由可自由裝拆之蓋體25加以蓋住。該殼體24及蓋體25係由PPS(聚苯硫醚)等之同種的熱可塑性樹脂材料所構成。
殼體24的外周面係利用接著劑而黏接固定至外環側隔圈12b的內徑面。用來黏接固定殼體24之接著劑可使用環氧樹脂等。
第21圖之實施形態，顯示的是不使用接著劑而將殼體24固定至外環側隔圈12b的內徑面之例。
此第21圖之例，係在外環側隔圈12b的內徑面的軸向的兩側形成向外徑方向凹陷之一對凹部12c,12d，並在殼體24的滾動軸承11側的外徑面形成可嵌入凹部12c之凸條24b，且使該凸條24b嵌入凹部12c，以及使利用螺絲24a而固定至殼體24之蓋體25的外徑部嵌入另一個凹部12b，利用螺絲24a使蓋體25緊緊固定至殼體24，以利用殼體24的凸條24b及蓋體25的外徑部將外環側隔圈12b的內徑面夾住，而在不使用接著劑的情況下將殼體24固定至外環側隔圈12b的內徑面。
收納於殼體24內之潤滑油儲槽39，係由具有柔軟性之樹脂製的袋體39a所構成，且係沿著圓環狀的殼體24而配置成圓弧狀。
樹脂製的袋體39a可採用例如第22圖所放大顯示的，將樹脂片重疊然後將外周部熱溶接起來而形成的袋體。第22圖中的符號39b表示熱熔接部分。
袋體39a設有與泵83連接之吸入管83a，此吸入管83a可在藉由熱熔接而形成袋體39a之際，夾入用來形成袋體39a之相重 疊的樹脂片之間然後進行熱熔接而與袋體39a一體化。
第23圖所示的袋體39a，係以吹氣成形方式形成者。以吹氣成形方式形成袋體39a之情況，可使吸入管83a與袋體39a一體性用吹氣成形的方式形成。
當以吹氣成形方式來形成潤滑油儲槽39的袋體39a時，則袋狀的部分會形成為膨起的形狀，所以較佳為在成形後再將袋狀的部分予以壓平來成形。藉由進行將袋狀部分壓平之成形，即使潤滑油的量變少了，仍能夠一直送出潤滑油直到最後，可將袋體39a內的潤滑油用完直到最後。
形成潤滑油儲槽39之袋體39a的材料，可使用聚醯胺(polyamide)(例如聚醯胺11、聚醯胺12)、氟橡膠(FKM)、聚醯胺系彈性體(elastomer)、聚乙烯、聚酯、聚丙烯等，但只要是不會為收容於袋體39a內的潤滑油所侵入的材料皆可，並無特別的限制。
設於潤滑油儲槽39的袋體39a之吸入管83a，較佳為可相對於泵83而拆下者。當可相對於泵83將吸入管83a拆下時，就可在潤滑油儲槽39內的潤滑油的殘量已用完之情況，將吸入管83a從泵83拆下，然後從吸入管83a將潤滑油A補充到袋體39a內。
又，可相對於泵83將袋體39a拆下，就可準備好已充填有潤滑油A之預備的袋體39a，當袋體39a內的潤滑油A用完時，只要將使用完的袋體39a取出，更換上預備的袋體39a，就可短時間地進行潤滑油A之補充。而且，可在潤滑油製造廠商加以管理的狀態下將潤滑油充填至預備的袋體39a，因此可減少異物侵入袋體39a內之充填時的危險性。另外，預備的袋體39a的吸入管83a較佳為裝上蓋子，以防止保管中之異物的混入。
充填至潤滑油儲槽39的袋體39a之潤滑油A的黏度，若過高就會使得泵的負荷及加諸於電源的負擔變大，所以最好在VG22程度。
接著，第24圖所示的實施形態，係在要將潤滑油A充填至潤滑油儲槽39的袋體39a內之際，無需將袋體39a從殼體24內取出、或將袋體39a與蓋體25一起取出，就可在袋體39a收納於殼體24內之狀態下從外部將潤滑油A補充至袋體39a內者。
如第24圖所示，設置從用來設置滾動軸承裝置10之殼體15的外周面往半徑方向貫通到給油單元13的殼體24的內部之貫通孔85，以在潤滑油A的補充時，將潤滑油注入用針86從貫通孔85插入到殼體24內的袋體39a，然後將潤滑油A補充到袋體39a內。在潤滑油注入用針86將刺入之袋體39a的部位，設有由彈性很高的橡膠所構成之潤滑油注入部88，以防止潤滑油因潤滑油注入用針86的針頭87之插拔而漏出。
用來設置滾動軸承裝置10之殼體15、隔圈12、設於給油單元13的殼體24之半徑方向的貫通孔85、及袋體39a的潤滑油注入部88，係在組裝時分別使其在圓周方向的位置相對準。
在上述各實施形態中，除了潤滑油儲槽39之外，也將電源部41、驅動部40、泵83等沿著圓周方向收納在圓環狀的殼體24內。
泵83具備有用來吸引潤滑油儲槽39內的潤滑油之吸入管83a、及用來將吸入的潤滑油送出之送出管83b，且從送出管83b的前端之送出噴嘴將潤滑油供給至滾動軸承11的固定側的軌道環與轉動側的軌道環之間。
舉例來說，泵83的驅動的時序(timing)，可設定為使來自電 源部41的電力蓄積至充電部的電容器，然後在達到一定的電壓之時點進行。在蓄電時間因為與發電效率的關係而很短之情況，可在蓄電電壓達到一定的值之時點放電至電阻器等，來在泵83的驅動的時序中設置休止期間(interval)。在此情況，亦可在到泵83的驅動為止之間，使充放電重複進行，而利用此充放電的次數來管理泵83的驅動的休止期間。或者，可在蓄電電壓達到一定的值之時點，利用計時器機能來在泵83的驅動的時序中設置休止期間。在此情況，就不重複進行如前述之充放電。
驅動部40係如第25圖所示，具備有例如軸承溫度感測器46、軸承旋轉感測器47、潤滑油殘量感測器48、潤滑油溫度感測器49等之感測器。來自此等感測器之信號係輸入至CPU 51，以按照滾動軸承11的溫度及其旋轉狀況而自動控制泵83，來調整潤滑油的供給量。第25圖中之符號41a係為充電部。
連接至泵83的吸入側之吸入管83a，係插入至潤滑油儲槽39內，以吸引潤滑油儲槽39內的潤滑油。
另一方面，連接至送出側之送出管83b的前端，係連接有用來將潤滑油送出至滾動軸承的內部之送出噴嘴。送出噴嘴的前端，最好配置在軸承的內外環之間之靠近內環的外周面之位置。又，送出噴嘴的噴嘴孔的內徑尺寸，係依據由基油的黏度所決定之表面張力、與送出量的關係而適當地設定。
上述的實施形態，係內環旋轉的類型。而且，雖以橫軸作為旋轉中心，但以縱軸作為旋轉中心亦可。另外，還可組裝入工作機械的主軸。
[實施形態3]
接著，根據第26至32圖來說明用來解決本發明的第三課題之滾動軸承裝置，亦即可防止在潤滑油A的供給結束後使泵83停止之際，泵83及送出配管的內部的潤滑油A會因為虹吸原理而被吸出到送出配管內然後從噴嘴端漏出，使得潤滑油的供給過多之情形之滾動軸承裝置10的實施形態。
首先，收納於殼體24內之潤滑油儲槽39，係由具有柔軟性之樹脂製的袋體39a所構成，且係沿著圓環狀的殼體24而配置成圓弧狀。
袋體39a設有與泵83連接之吸入管83a。此吸入管83a可在藉由熱熔接而形成袋體39a之際，插入用來形成袋體39a之相重疊的樹脂片之間然後進行熱熔接而與袋體39a一體化。
此外，在以吹氣成形方式形成袋體39a之情況，可使吸入管83a與袋體39a用吹氣成形的方式形成為一體。
形成潤滑油儲槽39之袋體39a的材料，可使用尼龍、聚乙烯、聚酯、聚丙烯等，但只要是不會為收容在袋體39a內之潤滑油所侵入的材料皆可，並無特別的限制。
充填至潤滑油儲槽39的袋體39a之潤滑油的黏度，若過高就會使得泵的負荷及加諸於電源的負擔變大，所以最好在VG22程度。
泵83具備有用來吸引潤滑油儲槽39內的潤滑油A之吸入管83a、及用來將吸入的潤滑油送出之送出管83b，且從送出管83b的前端之送出噴嘴83c將潤滑油供給至滾動軸承11的固定側的軌道環與轉動側的軌道環之間。
驅使泵83動作，吸引潤滑油儲槽39內的潤滑油A，並將潤 滑油從送出管83b的前端的送出噴嘴83c供給到滾動軸承11的固定側的軌道環與轉動側的軌道環之間，然後在供給了預定量的潤滑油之後使泵83停止。
即使停止泵83，泵83內及配管內部也仍充滿潤滑油，所以會有潤滑油儲槽39內的潤滑油因為虹吸原理而被吸出，然後從送出噴嘴83c漏出之情形。本發明為了防止此漏出的情形，而在泵83的送出配管設置用來防止潤滑油的漏出之漏出防止機構。
可如第28圖所示，在送出管83b設置開閉閥84來作為此漏出防止機構，且採用只在泵83稼動的期間，使開閉閥84打開，在其他的狀態則使開閉閥84關閉之方法，或者在驅使泵83動作而完成給油動作之後，使泵83逆轉而將空氣導入送出配管內之方法等。
前述開閉閥84可採用做機械性的動作且在一定的壓力以上才打開流路之順序閥84a或以電性方式使流路開閉之電磁閥84b。
第29圖顯示使用順序閥84a來作為開閉閥84之情況的油壓電路，第30圖顯示使用電磁閥84b來作為開閉閥84之情況的油壓電路。
電磁閥84b的控制，可與泵83的控制相結合而進行。
驅使泵83動作而結束給油動作之後，當使泵83停止時，就如第31圖中的一點鏈線的箭號所示，吸入管83a與泵83內會充滿潤滑油，所以潤滑油儲槽39內部的潤滑油因為虹吸原理而被吸出到送出管83b然後從送出噴嘴83c漏出。為了防止此漏出情形，本發明係在潤滑油的送出動作後使泵83逆轉。當使泵83逆轉時，就會如第32圖中的一點鏈線的箭號所示，使空氣導入送出管83b 以及泵83的內部，如此一來潤滑油受到的管路阻力就會變大，而可防止由於虹吸原理而發生之漏出。
接著，供給潤滑油的時序，亦即泵83的驅動的時序，可設定為使電力蓄積至充電部41a的電容器，然後在達到一定的電壓之時點進行。在蓄電時間因為與發電效率的關係而很短之情況，可在蓄電電壓達到一定的值之時點放電至電阻器等，來在泵83的驅動的時序中設置休止期間(interval)。在此情況，亦可在到泵83的驅動為止之間使充放電重複進行，而利用此充放電的次數來管理泵83的驅動的休止期間。或者，可在蓄電電壓達到一定的值之時點，利用計時器機能來在泵83的驅動的時序中設置休止期間。在此情況，就不重複進行如前述之充放電。
連接至泵83的吸入側之吸入管83a，係插入至潤滑油儲槽39內，以吸引潤滑油儲槽39內的潤滑油。
另一方面，連接至送出側之送出管83b的前端，係連接有用來將潤滑油送出至滾動軸承的內部之送出噴嘴83c。送出噴嘴83c的前端，較佳為配置在軸承內外環之間之靠近內環的外周面之部分。又，送出噴嘴83c的噴嘴孔的內徑尺寸，係依據由基油的黏度所決定之表面張力、與送出量的關係而適當地設定。
10‧‧‧軸承裝置
11‧‧‧滾動軸承
12、16‧‧‧隔圈
12a‧‧‧內環側隔圈
12b‧‧‧外環側隔圈
13‧‧‧給油單元
14‧‧‧旋轉軸
15、24‧‧‧殼體
17‧‧‧內環
18‧‧‧外環
19‧‧‧滾動體
21‧‧‧保持器
25‧‧‧蓋
26‧‧‧內端面
27‧‧‧外周面
28‧‧‧導引部
29‧‧‧段差部
31‧‧‧部份軌道溝槽
32‧‧‧前端面
33‧‧‧內徑面
35‧‧‧軌道溝槽
39‧‧‧儲槽
80‧‧‧加壓裝置
81‧‧‧加壓密封板
82‧‧‧加壓彈簧
A‧‧‧潤滑油

Claims (10)

  1. 一種軸承裝置，係由滾動軸承與給油裝置的組合所構成之軸承裝置，其中，給油裝置係包含：儲存加壓的潤滑油，且具有潤滑油的送出口之潤滑油儲槽；用來使潤滑油儲槽的送出口開閉之開閉閥；驅動該開閉閥之驅動部；以及產生用來使該驅動部動作的電能之電源部，且該給油裝置係安裝至前述滾動軸承或與該滾動軸承鄰接之隔圈。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之軸承裝置，其中，前述潤滑油儲槽設有利用加壓彈簧來推壓充填於其中的潤滑油之加壓裝置。
  3. 一種軸承裝置，係由滾動軸承與給油裝置的組合所構成之軸承裝置，其中，給油裝置係安裝至滾動軸承或與該滾動軸承鄰接的隔圈，且具備有潤滑油儲槽、開閉閥及送出量調整裝置，而且使潤滑油從前述開閉閥的噴嘴送出之壓力，係藉由充填於潤滑油儲槽內部之潤滑劑本身的重量而產生。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之軸承裝置，其中，前述噴嘴係設於比前述潤滑油儲槽的下端低之位置，前述潤滑油儲槽之與大氣相通之開放口裝設有讓空氣通過但遮斷潤滑油通過之過濾器。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之軸承裝置，其中，前述給油裝置係由殼體及收納於該殼體的內部之各構件而單元化為給油單元，該殼體係固定至前述固定側軌道環或固定側隔圈的內徑面。
  6. 一種軸承裝置，係由滾動軸承與給油裝置的組合所構成之軸承裝置，其中，給油裝置係安裝至與前述滾動軸承鄰接的隔圈， 且至少具備有：具有潤滑油的送出口之潤滑油儲槽、泵、驅動部、及電源部，前述潤滑油儲槽係由具有柔軟性的袋體所構成。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之軸承裝置，其中，形成前述潤滑油儲槽之袋體，係將樹脂片重疊，而將外周部予以熱熔接而形成者。
  8. 一種軸承裝置，係由滾動軸承與給油裝置的組合所構成之軸承裝置，其中，給油裝置至少具備有：潤滑油儲槽；從潤滑油儲槽吸引出潤滑油而從送出口將潤滑油送出之泵；驅動泵之驅動部；提供電能給驅動部之電源部；以及設於前述泵的送出配管之用來防止潤滑油的漏出之漏出防止機構，且該給油裝置係安裝至滾動軸承的固定環側構件或與該滾動軸承鄰接之隔圈。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之滾動軸承裝置，其中，前述漏出防止機構係由設於泵的送出配管之只在給油動作中打開之開閉閥所構成。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之滾動軸承裝置，其係使用於工作機械、風車或鐵路中。
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