專利名稱：滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加工機(jī)械用主軸支承部，圓頭螺栓支承部等所采用的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法，潤(rùn)滑裝置和空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，以及采用該空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的主軸組件。
背景技術(shù)：
滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑的目的在于在滾動(dòng)面和滑動(dòng)面上形成較薄的油膜，防止金屬制的內(nèi)外圈與金屬制的滾動(dòng)體直接接觸的情況，獲得下述這樣的效果。
①降低摩擦和磨耗；②排出摩擦熱量；③延長(zhǎng)軸承的壽命；④防止生銹；⑤防止異物的侵入。
為了通過(guò)潤(rùn)滑，發(fā)揮這些效果，必須采用適合軸承的使用條件的潤(rùn)滑方法，并且選定良好的潤(rùn)滑劑，并且，設(shè)計(jì)適合的密封結(jié)構(gòu)。為了去除潤(rùn)滑劑中的灰塵、防止異物從外部侵入，并且防止?jié)櫥瑒┑男孤?，必須適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)。
一般，在加工機(jī)械用主軸的支承所采用的滾動(dòng)軸承中，為了盡可能地減小潤(rùn)滑油的攪拌造成的發(fā)熱，將所采用的潤(rùn)滑油量限制在非常小的程度。圖7表示這樣的滾動(dòng)軸承的使用潤(rùn)滑油量，與摩擦損失和軸承溫度之間的關(guān)系。在該圖中，潤(rùn)滑油量的區(qū)域是按照劃分為I～V的方式表示的。在該圖中的溫度上升最小的油量區(qū)域II，采用空氣油潤(rùn)滑。
在該空氣油潤(rùn)滑中，象圖8的系統(tǒng)實(shí)例所示的那樣，采用帶有液位開(kāi)關(guān)的箱134、泵135，以及通過(guò)計(jì)時(shí)器141控制的電磁閥140，針對(duì)每個(gè)軸承133，正確地對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行計(jì)量，按照適合間距將其送出。具有下述的結(jié)構(gòu)，其中，在將其于供油管136的末端與空氣供給通路138的空氣混合后，通過(guò)朝向軸承133的噴嘴156，將其吹向潤(rùn)滑必需部。因此，廣泛地用于適合加工機(jī)械主軸的高速化處理，低溫度上升的潤(rùn)滑方法。
但是，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于軸承溫度上升，故潤(rùn)滑油的油膜形成能力下降。另外，由于軸承133的旋轉(zhuǎn)部周邊的空氣連續(xù)回轉(zhuǎn)而形成的空氣幕也增加，故高速旋轉(zhuǎn)時(shí)等的潤(rùn)滑條件嚴(yán)格，從噴嘴156供給的潤(rùn)滑油也難于進(jìn)入軸承內(nèi)部。由此，空氣油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油的供給量按照在最高旋轉(zhuǎn)時(shí)可確保足夠的可靠性的方式確定。
在空氣油潤(rùn)滑中，象上述那樣，假定潤(rùn)滑條件較嚴(yán)的最高旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，確定潤(rùn)滑油的供給量。
另一方面，在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸承溫度較低，妨礙潤(rùn)滑油供向軸承內(nèi)部的空氣幕的形成能力也降低。因此，不象高速旋轉(zhuǎn)時(shí)那樣潤(rùn)滑條件嚴(yán)格，潤(rùn)滑油量也不必較多。即，如果按照適合高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的方式，確定軸承133的潤(rùn)滑油量，則在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于潤(rùn)滑油過(guò)多的狀態(tài)?？諝庥蜐?rùn)滑相當(dāng)于圖7的溫度變化極小的油量區(qū)域II，如果象前述那樣，潤(rùn)滑油過(guò)多，則伴隨攪拌阻力，軸承溫度上升。
另外，軸承的溫度的上升還在于下述這樣的其它的原因。
作為空氣油供油的一個(gè)實(shí)例，本發(fā)明人嘗試了下述的潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，其中，在滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈的外徑面上，設(shè)置與該內(nèi)圈的滾動(dòng)面連續(xù)的斜面部，并且設(shè)置按照與該斜面部保持規(guī)定間距的方式延伸的噴嘴部件，從與噴嘴部件的上述斜面部面對(duì)的空氣油噴射口，噴射空氣油。滾動(dòng)軸承采用向心推力球軸承等。
如果采用這樣的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，則作為與運(yùn)送空氣混合的潤(rùn)滑油的空氣油從噴嘴部件的空氣油噴射口噴射，將其送入內(nèi)圈的斜面部與噴嘴部件之間的間隙。通過(guò)在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在間隙處產(chǎn)生的負(fù)壓吸引作用，將送入到該間隙的空氣油導(dǎo)向到軸承內(nèi)部，另外，通過(guò)附著于內(nèi)圈斜面部上的潤(rùn)滑油的表面張力，與離心力的斜面部較大直徑側(cè)的分力，將其送向軸承內(nèi)部的滾動(dòng)面，或保持器的內(nèi)徑面。
由于象這樣，將空氣油供到內(nèi)圈的斜面部，不直接向滾動(dòng)體的滾動(dòng)通路噴射空氣油，故不產(chǎn)生滾動(dòng)體的公轉(zhuǎn)造成的摩擦風(fēng)聲，噪音降低。另外，由于不是靠空氣噴射的油供給，通過(guò)內(nèi)圈的旋轉(zhuǎn)，將供給到內(nèi)圈的斜面部的空氣油送向軸承的內(nèi)部，故所采用的空氣將油運(yùn)送到內(nèi)圈的斜面部的功能良好，使使用量減少。由此，還可通過(guò)空氣量的削減，期待節(jié)能效果。
但是，在上面提出的方案的實(shí)例中，未具體給出滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈斜面部的適合的傾斜角度。可知道，在這樣的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)中，在不考慮內(nèi)圈斜面部的傾斜角度而設(shè)計(jì)的場(chǎng)合，附著于斜面部的空氣油因離心力的作用存在從斜面部的途中離開(kāi)的問(wèn)題。作為從斜面部的途中離開(kāi)的結(jié)果，具有空氣油未以良好的效率到達(dá)軸承的滾動(dòng)體，產(chǎn)生潤(rùn)滑油不足的危險(xiǎn)。在此場(chǎng)合，也許增加空氣油的空氣量、油量，可能會(huì)避免潤(rùn)滑的不足，但是，如果增加油量，則具有攪拌阻力的增加，溫度上升的危險(xiǎn)。在形成該空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的軸承比如，用于主軸組件的場(chǎng)合，軸承的溫度上升使主軸的溫度變化，對(duì)其精度造成影響。于是，需要進(jìn)行油量盡量少的、效率良好的潤(rùn)滑而避免必要程度以上的溫度上升。另外，空氣量的增加不僅增加能量消耗，而且對(duì)壓縮機(jī)造成負(fù)擔(dān)，還使噪音增加。
另外，同樣在上述空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)用于圖24所示的那樣的圓筒滾柱軸承41的場(chǎng)合，如果內(nèi)圈42的斜面部42b的傾斜角度不適合，則產(chǎn)生與上述相同的問(wèn)題。即，該圖中的箭頭A所示的那樣，噴向斜面部42b沿該斜面部42b接近到滾動(dòng)面42a側(cè)的潤(rùn)滑油象移動(dòng)到斜面部42b的較大直徑部后，通過(guò)離心力，與斜面部42b離開(kāi)，不進(jìn)入保持器45的內(nèi)徑側(cè)，由保持器幅面遮擋。由此，具有未到達(dá)軸承41的內(nèi)部，潤(rùn)滑不足的危險(xiǎn)。同樣在此場(chǎng)合，也許增加空氣油的空氣量、油量，可能會(huì)避免潤(rùn)滑的不足，但是如果增加油量，則還具有攪拌阻擋的增加，溫度上升的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供確保潤(rùn)滑的可靠性，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)呈現(xiàn)穩(wěn)定的溫度上升的潤(rùn)滑的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置，空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，以及采用該空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的主軸組件。
本發(fā)明的第1方案的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法涉及在滾動(dòng)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)中供給潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑方法，其特征在于為了抑制滾動(dòng)軸承的溫度變化，在運(yùn)轉(zhuǎn)中改變潤(rùn)滑油的供給量。
如果采用上述滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法，則可對(duì)應(yīng)于運(yùn)轉(zhuǎn)中的潤(rùn)滑條件，改變潤(rùn)滑油的供給量。由此，可實(shí)現(xiàn)從低速旋轉(zhuǎn)到高速旋轉(zhuǎn)確保潤(rùn)滑的可靠性的同時(shí)呈現(xiàn)穩(wěn)定的溫度上升的潤(rùn)滑。
上述潤(rùn)滑油的供給也在空氣油的狀態(tài)而進(jìn)行。對(duì)于空氣油的潤(rùn)滑，對(duì)應(yīng)于高速旋轉(zhuǎn)，可進(jìn)行低溫度上升的潤(rùn)滑。在該空氣油潤(rùn)滑中，通過(guò)改變運(yùn)轉(zhuǎn)中的潤(rùn)滑油的供給量，進(jìn)行與較寬范圍的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的適合的潤(rùn)滑。
上述運(yùn)轉(zhuǎn)中的潤(rùn)滑油供給量的改變也可對(duì)應(yīng)于滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度而進(jìn)行。由于適合的潤(rùn)滑油量對(duì)應(yīng)于軸承的旋轉(zhuǎn)速度而不同，故通過(guò)對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度，改變運(yùn)轉(zhuǎn)中的潤(rùn)滑油供給量，可實(shí)現(xiàn)從低速旋轉(zhuǎn)到高速旋轉(zhuǎn)確保潤(rùn)滑的可靠性的同時(shí)呈現(xiàn)穩(wěn)定的溫度上升的潤(rùn)滑。
另外，在溫度上升中，還包括潤(rùn)滑油的供給量以外的因素，比如，荷載，振動(dòng)等。此外，如果將溫度上升作為潤(rùn)滑油量的切換的因素，則盡管油量為適合的情況下，具有改變油量的危險(xiǎn)，產(chǎn)生燒壞，極大區(qū)域的發(fā)生等的可能性。如果可對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度，切換潤(rùn)滑油量，則避免這些不利情況。
在象上述這樣，進(jìn)行對(duì)應(yīng)于滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度的潤(rùn)滑油供給量的改變的場(chǎng)合，也可在潤(rùn)滑油供給量不同的多種的潤(rùn)滑條件下，進(jìn)行與旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的滾動(dòng)軸承的溫度上升數(shù)據(jù)的取樣處理，對(duì)應(yīng)于該取樣結(jié)果，改變與該旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的潤(rùn)滑油的供給量。
軸承的溫度上升不僅由軸承，還由其周邊部件，比如，外殼，軸，密封裝置等的幾何形狀和放熱條件確定。在此場(chǎng)合，非常難于通過(guò)計(jì)算等的模擬方式，預(yù)測(cè)溫度上升。如果采用取樣處理的方式，則可看到各種潤(rùn)滑條件的溫度上升，可把握各潤(rùn)滑油量與軸承溫度的關(guān)系。特別是，在空氣油潤(rùn)滑的場(chǎng)合，由于潤(rùn)滑油量與軸承溫度上升之間的關(guān)系的再現(xiàn)性非常高，故多數(shù)情況是，比如，通過(guò)1次的取樣處理，便足夠了。
也可在橫軸表示旋轉(zhuǎn)速度，縱軸表示軸承溫度而采用取樣數(shù)而形成曲線圖的場(chǎng)合，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度改變潤(rùn)滑條件，由此按照實(shí)質(zhì)上不產(chǎn)生極大點(diǎn)或按照極大點(diǎn)變小的方式，將潤(rùn)滑條件組合。
為了獲得這樣的潤(rùn)滑條件的組合，比如，制作將潤(rùn)滑油供給量不同的多種取樣數(shù)據(jù)的曲線圖重合而形成的曲線圖。根據(jù)該重合曲線圖，不通過(guò)極大區(qū)域，可從最低旋轉(zhuǎn)速度到最高旋轉(zhuǎn)速度的通路通過(guò)每個(gè)旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域的曲線部分而確定。在此場(chǎng)合，由于在切換等級(jí)數(shù)量少的場(chǎng)合，控制簡(jiǎn)單，僅僅將2個(gè)潤(rùn)滑油供給量的條件組合，如果沒(méi)有極大區(qū)域，最好進(jìn)行2級(jí)的切換。在象高速主軸等那樣，在低速區(qū)域和高速區(qū)域，適合的油量的差較大的場(chǎng)合，也可進(jìn)行3級(jí)以上的潤(rùn)滑油量的條件的組合。
運(yùn)轉(zhuǎn)中的潤(rùn)滑油供給量的改變也可通過(guò)手動(dòng)的操作而進(jìn)行，另外，還可對(duì)應(yīng)于設(shè)定條件，按照旋轉(zhuǎn)速度的信息信號(hào)，自動(dòng)地改變運(yùn)轉(zhuǎn)中的潤(rùn)滑油供給量。如果可根據(jù)設(shè)定條件，進(jìn)行自動(dòng)變更，則不必要求操作人員的判斷，操作，進(jìn)行與旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的潤(rùn)滑油供給量的變更。
本發(fā)明的第2方案的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑裝置包括潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)，該潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)在滾動(dòng)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)中供給潤(rùn)滑油；供給量改變機(jī)構(gòu)，該供給量改變機(jī)構(gòu)在上述滾動(dòng)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)應(yīng)于設(shè)定條件使上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)改變潤(rùn)滑油的供給量。
如果采用該滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑裝置，則可通過(guò)在運(yùn)轉(zhuǎn)中，供給量改變機(jī)構(gòu)改變潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑油的供給量的方式，由此，可進(jìn)行從低速旋轉(zhuǎn)到高速旋轉(zhuǎn)確保潤(rùn)滑的可靠性的同時(shí)呈現(xiàn)穩(wěn)定的溫度上升的潤(rùn)滑。
上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)比如，向滾動(dòng)軸承噴射空氣油。
上述供給量改變機(jī)構(gòu)也可為下述類型，其中，上述設(shè)定條件為與滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的條件，該機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度使上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)改變潤(rùn)滑油的供給量。在此場(chǎng)合，上述供給量改變機(jī)構(gòu)還可為下述類型，即，其針對(duì)劃分為多個(gè)的，滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域的每個(gè)區(qū)域，設(shè)定供給量，對(duì)應(yīng)于已輸入的旋轉(zhuǎn)速度的信息改變?yōu)橐言O(shè)定的供給量。
也可在上述潤(rùn)滑油供給結(jié)構(gòu)間歇地供給潤(rùn)滑油的場(chǎng)合，上述供給量改變機(jī)構(gòu)改變上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑油的供給間隔。在間歇地供給潤(rùn)滑油的場(chǎng)合，潤(rùn)滑油供給量的改變采用調(diào)整每次供給的供給量的方式，與改變供給間隔的方式的2種類型，但是，在改變供給間隔的方式場(chǎng)合，控制簡(jiǎn)單。供給間隔的變更可通過(guò)比如，計(jì)時(shí)器的控制而進(jìn)行。每次供給的供給量的調(diào)整必須以機(jī)械方式對(duì)比如，閥的開(kāi)放量進(jìn)行控制，故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
上述滾動(dòng)軸承也可為支承加工機(jī)械的主軸的軸承。加工機(jī)械的主軸具有高速化的傾向，另外，對(duì)應(yīng)于加工目的，按照不同的旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)轉(zhuǎn)，除此之外，強(qiáng)烈地要求抑制發(fā)熱，以便確保加工精度，潤(rùn)滑方面的要求較嚴(yán)。如果采用本發(fā)明的潤(rùn)滑裝置，則對(duì)應(yīng)于這樣的要求，可進(jìn)行適合高速化、適合溫度上升的抑制的潤(rùn)滑處理。
本發(fā)明的第3方案的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)是這樣的，在滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈的外徑面，設(shè)置與該內(nèi)圈的滾動(dòng)面連續(xù)的斜面部，且設(shè)置與該斜面部保持間隙而延伸的噴嘴部件，在上述噴嘴部件中，開(kāi)設(shè)面對(duì)上述斜面部而開(kāi)口的空氣油的噴射口，上述內(nèi)圈的斜面部中的相對(duì)軸向的傾斜角度α為α≥0.0667×dn×10-4-1.8333其中，dn表示軸承內(nèi)徑尺寸(mm)和旋轉(zhuǎn)速度(min-1)的乘積。
象這樣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)而確認(rèn)確定內(nèi)圈斜面部的傾斜角度α的必要最小值，這樣，潤(rùn)滑油不會(huì)因離心力而在斜面部的途中離開(kāi)，潤(rùn)滑油可確實(shí)到達(dá)內(nèi)圈滾動(dòng)面。由此，通過(guò)必要最小限的潤(rùn)滑油，能夠以良好的效率進(jìn)行潤(rùn)滑，可進(jìn)行確實(shí)的潤(rùn)滑的同時(shí)，抑制溫度上升。于是，耐烘焙性提高，可一直使用至更高的速度。另外，對(duì)于空氣量，必要的最小限便夠了，抑制能量消耗，還更進(jìn)一步降低噪音。
內(nèi)圈斜面部的傾斜角度α的優(yōu)選最大值根據(jù)軸承的類型而不同，在內(nèi)圈帶有凸緣的圓筒滾柱軸承中，最好α≤35°，在向心推力球軸承中，最好α≤25°。另外，在圓筒滾柱軸承中，特別是最好傾斜角度α的最小值不小于25°。即，在內(nèi)圈帶有凸緣的圓筒滾柱軸承中，最好，α的值設(shè)定在25～35°的范圍內(nèi)。這樣設(shè)定的原因如下。
在圓筒滾柱軸承的場(chǎng)合，如果傾斜角度α不小于25°，則容易將噴嘴部件的前端設(shè)定在保持器的圓環(huán)部的正下方。另外，在內(nèi)圈帶有凸緣的圓筒滾柱軸承中，由于帶有凸緣，故必須承受較大軸向荷載，而如果傾斜角度α超過(guò)35°，則設(shè)置有斜面部的內(nèi)圈端面的徑向?qū)挾茸冋?，與該端面所接觸的內(nèi)圈間隔片，外殼等的接觸面積變小，無(wú)法承受較大的軸向荷載。
在向心推力球軸承中，如果傾斜角度α超過(guò)25°，則設(shè)置有斜面部的內(nèi)圈端面的徑向?qū)挾茸冋?，該端面所接觸的內(nèi)圈間隔片，外殼等的接觸面積變小，無(wú)法承受較大軸向荷載。
上述斜面部的傾斜角度α，與來(lái)自上述噴射口的空氣油的噴射方向相對(duì)軸向的角度的噴射角度β之間的關(guān)系也可為α＜90°-β。
即，按照空氣油的噴射方向與斜面部之間的角度大于90°的方式設(shè)定斜面部的傾斜角度α。通過(guò)象這樣設(shè)定傾斜角度α與噴射角度β之間的關(guān)系，則即使在從噴射口噴射的空氣油與內(nèi)圈的斜面部碰撞的情況下，其受到離心力的作用，仍可沒(méi)有阻力地流動(dòng)。
也可在上述噴嘴部件上，按照沿圓周方向延伸的方式設(shè)置面對(duì)上述斜面部而開(kāi)口的空氣油的噴射槽，上述噴嘴部件的上述噴射口開(kāi)口于上述噴射槽的內(nèi)部。
在象這樣設(shè)置噴射槽的場(chǎng)合，從噴嘴部件的噴射口噴射的空氣油通過(guò)沿圓周方向延伸的噴射槽，導(dǎo)入到內(nèi)圈的斜面部與噴嘴部件之間的間隙。由此，從噴射口噴射的空氣油在其尺寸寬于斜面部與噴嘴部件之間的間隙的噴射槽內(nèi)沿圓周方向遍布，均勻地分布于全周。于是，通過(guò)少量的潤(rùn)滑油，進(jìn)行更進(jìn)一步有效的，確實(shí)的潤(rùn)滑處理。
此外，也可在上述內(nèi)圈的斜面部設(shè)置圓周槽，上述噴嘴部件的上述噴射口面對(duì)上述斜面部的圓周槽的部分而開(kāi)口。
在象這樣，在上述內(nèi)圈上設(shè)置圓周槽的場(chǎng)合，將空氣油從噴嘴部件的噴射口噴射到內(nèi)圈的圓周槽，其從圓周槽流入到內(nèi)圈的斜面部與噴嘴部件之間的間隙。由此，從噴射口噴射的空氣油在其尺寸寬于斜面部與噴嘴部件之間的間隙的圓周槽內(nèi)沿圓周方向遍布，均勻地分布于全周。于是，同樣在此場(chǎng)合，通過(guò)少量的潤(rùn)滑油，進(jìn)行更進(jìn)一步有效的，確實(shí)的潤(rùn)滑處理。即使在設(shè)置圓周槽的情況下，通過(guò)在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓吸引作用、離心力等的作用，空氣油可順利地流向上述間隙。
在上述滾動(dòng)軸承為圓筒滾柱軸承的場(chǎng)合，也可具有保持滾柱的保持器，上述內(nèi)圈的斜面部的較大直徑側(cè)端的軸向位置位于比上述保持器的上述噴嘴部件側(cè)的幅面還靠近，上述滾動(dòng)面?zhèn)?。另外，也可在上述較大直徑側(cè)端與內(nèi)圈滾動(dòng)面之間，設(shè)置圓筒面部。
通過(guò)象這樣，設(shè)定斜面部的較大直徑側(cè)端的軸向位置，沿內(nèi)圈斜面部而流向滾動(dòng)面?zhèn)鹊臐?rùn)滑油不會(huì)被保持器的幅面遮擋，順利地導(dǎo)入到軸承的內(nèi)部。
本發(fā)明的第4方案的主軸組件涉及支承加工機(jī)械的主軸的主軸組件，上述主軸通過(guò)前側(cè)和后側(cè)的滾動(dòng)軸承而支承于外殼上，上述后側(cè)的滾動(dòng)軸承作成內(nèi)圈帶凸緣的圓筒滾柱軸承，對(duì)于上述后側(cè)的滾動(dòng)軸承采用上述第3方案所述的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，上述噴嘴部件設(shè)置于滾動(dòng)軸承的前側(cè)。
在主軸組件的后側(cè)的軸承采用帶有凸緣的圓筒滾柱軸承的場(chǎng)合，在因運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)熱的軸膨脹的影響下，后側(cè)軸承的前側(cè)的凸緣面與滾柱端面的接觸部分的面壓增加，相對(duì)凸緣面與滾柱端面之間的滑動(dòng)的摩耗，形成不利的條件。由此，該后側(cè)的軸承采用上述第3方案的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，噴嘴部件設(shè)置于滾動(dòng)軸承的前側(cè)，由此，在后側(cè)軸承中，潤(rùn)滑油優(yōu)先地供給到前側(cè)的凸緣面與滾柱端面的接觸部。于是，通過(guò)上述第3方案的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的作用，有效地實(shí)現(xiàn)凸緣面與滾柱端面的潤(rùn)滑。


圖1為本發(fā)明的第1實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法所采用的潤(rùn)滑裝置的概略圖；圖2為表示通過(guò)該潤(rùn)滑方法潤(rùn)滑的滾動(dòng)軸承和其周邊部的放大剖視圖；圖3A為表示通過(guò)該潤(rùn)滑方法潤(rùn)滑的其它的各滾動(dòng)軸承和其周邊部的放大剖視圖；圖3B為表示通過(guò)該潤(rùn)滑方法潤(rùn)滑的另外的各滾動(dòng)軸承和其周邊部的放大剖視圖；
圖4為表示潤(rùn)滑油量大的潤(rùn)滑條件的場(chǎng)合的試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖；圖5為表示潤(rùn)滑油量小的潤(rùn)滑條件的場(chǎng)合的試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖；圖6為表示在運(yùn)轉(zhuǎn)中使?jié)櫥凸┙o量變化的場(chǎng)合的溫度變化的曲線圖；圖7為表示滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑的油量與溫度上升·摩擦損失之間的關(guān)系的曲線圖；圖8為過(guò)去的滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑方法所采用的系統(tǒng)的概略圖；圖9A為本發(fā)明的第2實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖9B為圖9A的局部放大圖；圖10A為表示獲得該空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的內(nèi)圈斜面部的適合傾斜角度的確認(rèn)試驗(yàn)用的試驗(yàn)設(shè)備的剖視圖；圖10B為該確認(rèn)試驗(yàn)的油的附著確認(rèn)紙的俯視圖；圖11為表示該確認(rèn)試驗(yàn)的第1結(jié)果的曲線圖；圖12為表示該確認(rèn)試驗(yàn)的第2結(jié)果的曲線圖；圖13為表示該確認(rèn)試驗(yàn)的第3結(jié)果的曲線圖；圖14為本發(fā)明的第3實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖15A為本發(fā)明的第4實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖15B為本發(fā)明的第4實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的變形例的剖視圖；圖16為本發(fā)明的第5實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖17為本發(fā)明的第6實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖18為本發(fā)明的第7實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖19為本發(fā)明的第8實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；
圖20A為本發(fā)明的第9實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖20B為圖20A的部分放大圖；圖21A為本發(fā)明的第10實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖21B為本發(fā)明的第10實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的變形例的剖視圖；圖22為表示本發(fā)明的第11實(shí)施例的主軸組件的剖視圖；圖23為該主軸組件的圓筒滾柱軸承的部分放大圖；圖24為現(xiàn)有例的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合圖1和圖2，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法進(jìn)行描述。圖1表示該滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法所采用的潤(rùn)滑裝置的外形結(jié)構(gòu)。該潤(rùn)滑裝置包括潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)101，與供給量改變機(jī)構(gòu)102。該潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)101為在滾動(dòng)軸承103的運(yùn)轉(zhuǎn)中，供給潤(rùn)滑油的機(jī)構(gòu)。該供給量改變機(jī)構(gòu)102為在滾動(dòng)軸承103的運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)應(yīng)于設(shè)定條件，改變潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)101的潤(rùn)滑油的供給量的機(jī)構(gòu)。
該潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)101間歇地向滾動(dòng)軸承103噴射空氣油，其按照下述的方式構(gòu)成。該潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)101包括泵105，該泵105通過(guò)運(yùn)送用空氣，將箱104內(nèi)的潤(rùn)滑油壓送到油路106；空氣供給通路107，該空氣供給通路107與泵105的上游側(cè)連接；空氣分支供給通路108，該空氣分支供給通路108從該空氣供給通路107分支，在油路106的前端匯合。箱104帶有液位開(kāi)關(guān)，其從其它的箱(圖中未示出)，存留1次的噴射量的潤(rùn)滑油。在空氣供給通路107中的途中，設(shè)置有電磁閥110，可僅僅在該閥110打開(kāi)的期間，壓送來(lái)自泵105的潤(rùn)滑油。在空氣供給通路107中的電磁閥110的上游側(cè)，設(shè)置有壓力開(kāi)關(guān)109。從分支部位的上游側(cè)，向空氣供給通路107和空氣分支供給通路108，壓送通過(guò)空氣過(guò)濾器111和濕氣分離器112過(guò)濾的空氣。在空氣分支供給通路108中，設(shè)置有可改變的節(jié)流閥，可調(diào)節(jié)流量?？諝馐墙?jīng)常從該空氣分支供給通路108中壓送過(guò)來(lái)。液路106的潤(rùn)滑油與從該空氣分支供給通路108壓送的空氣，在油路106的前端的匯合部混合，形成空氣油。該空氣油經(jīng)空氣油管線113，從其前端的噴嘴126，向軸承103噴射。
供給量改變機(jī)構(gòu)102為向潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)101，提供潤(rùn)滑油供給量的信息信號(hào)的機(jī)構(gòu)，其設(shè)置于控制器115中。該控制器115為計(jì)算機(jī)式，其包括對(duì)通過(guò)滾動(dòng)軸承103支承的主軸的旋轉(zhuǎn)速度與該潤(rùn)滑裝置的潤(rùn)滑條件進(jìn)行控制的程序。供給量改變機(jī)構(gòu)102由該程序的一部分構(gòu)成?？刂破?15也可為對(duì)具有滾動(dòng)軸承103的加工機(jī)械等的整個(gè)機(jī)械進(jìn)行控制的控制器。控制器115既可為個(gè)人計(jì)算機(jī)，還可為計(jì)算機(jī)式的可編程控制器，也可為具有其它的控制功能的裝置。另外，控制器115也可為獨(dú)立于軸承裝備機(jī)械的控制的場(chǎng)合而設(shè)置。
供給量改變機(jī)構(gòu)102對(duì)應(yīng)于從旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)114獲得的軸承旋轉(zhuǎn)速度的信息信號(hào)，產(chǎn)生上述潤(rùn)滑油供給量的信息信號(hào)。該旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)114既可為檢測(cè)通過(guò)滾動(dòng)軸承103支承的軸，或其驅(qū)動(dòng)用的電動(dòng)機(jī)(圖中未示出)的旋轉(zhuǎn)速度的類型，也可為根據(jù)控制上述電動(dòng)機(jī)的指令值，獲得軸承旋轉(zhuǎn)速度的類型。
在供給量改變機(jī)構(gòu)102中，針對(duì)滾動(dòng)軸承103中的劃分為多個(gè)的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域，設(shè)定供給量，將從該旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)114輸入的旋轉(zhuǎn)速度與劃分旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域的設(shè)定速度進(jìn)行比較，輸出相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域的設(shè)定供給量的信號(hào)。旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域的劃分?jǐn)?shù)量既可為2個(gè)，還可為不少于3個(gè)。
在本實(shí)施例中，上述潤(rùn)滑油供給量的信息信號(hào)為改變潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)101的潤(rùn)滑油的供給間隔的指令。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于設(shè)定供給間隔，輸出使電磁閥110處于打開(kāi)狀態(tài)的指令。
潤(rùn)滑對(duì)象的滾動(dòng)軸承103為比如，支承加工機(jī)械的主軸的軸承。在這里，滾動(dòng)軸承103為圖2所示的單排的圓筒滾柱軸承，在內(nèi)圈122和外圈123的滾動(dòng)面122a，123之間，設(shè)置有由圓筒滾柱形成的多個(gè)滾動(dòng)體124。滾動(dòng)體124保持在保持器125的凹槽的內(nèi)部。
噴嘴126形成環(huán)狀的部件，在其圓周方向的1個(gè)部位或多個(gè)部位，設(shè)置噴射孔128。噴嘴126將空氣油從軸承之外吹到內(nèi)圈122的滾動(dòng)面122a。噴嘴部件126安裝于安裝了軸承103的外圈123的外殼129。噴嘴部件126相對(duì)外殼129的安裝也可通過(guò)外圈間隔片(圖中未示出)而進(jìn)行。噴嘴126的噴射孔128的入口通過(guò)該外殼129內(nèi)的流路部分113a，與上述空氣油管線113連接。
另外，滾動(dòng)軸承103在圖2的實(shí)例中，帶有內(nèi)圈凸緣，但是，也可沒(méi)有內(nèi)圈凸緣，而帶有外圈凸緣，還可為向心推力球軸承等的球軸承。另外，噴嘴126也可采用圖3A，圖3B所示的噴嘴。
在圖3A的實(shí)例中，在滾動(dòng)軸承103的內(nèi)圈122的外徑面，設(shè)置有與滾動(dòng)面122a連接的斜面部122b，按照與該斜面部122b保持間隙而延伸的方式，設(shè)置上述噴嘴126。該噴嘴126為環(huán)狀的部件，在其圓周方向的1個(gè)或多個(gè)部位，設(shè)置噴射孔128。該噴嘴部件126相對(duì)外殼129的安裝通過(guò)外圈間隔片130而進(jìn)行，或直接安裝于外殼129上。
在圖3B的實(shí)例中，滾動(dòng)軸承103為向心推力球軸承。另外，在該圖的實(shí)例中，在斜面部122b上，設(shè)置圓周槽127，按照與該圓周槽127相對(duì)的方式，噴嘴126開(kāi)口。象這樣設(shè)置圓周槽127的方案不限于球軸承，可一般適合于圓筒滾柱軸承等的滾動(dòng)軸承。
下面對(duì)采用上述結(jié)構(gòu)的潤(rùn)滑裝置的本發(fā)明的第1實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法進(jìn)行描述。在滾動(dòng)軸承103的運(yùn)轉(zhuǎn)中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)114，對(duì)滾動(dòng)軸承103的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行監(jiān)視。將通過(guò)旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)機(jī)構(gòu)114檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)速度的信息信號(hào)通過(guò)供給量改變機(jī)構(gòu)102，與劃分旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域的速度設(shè)定值相比較，該供給量改變機(jī)構(gòu)102輸出相應(yīng)的設(shè)定供給量的信號(hào)。該信號(hào)為將電磁閥110處于打開(kāi)狀態(tài)的信號(hào)，該信號(hào)的間隔為從噴嘴106噴射的空氣油的供給間隔。該供給量改變機(jī)構(gòu)102比如，將旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域劃分為2個(gè)，在低速的區(qū)域，空氣油的供給間隔較長(zhǎng)，在高速的區(qū)域較短。比如，較長(zhǎng)的間隔為15分鐘的間隔，較短的間隔為5分鐘間隔。象這樣，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，供給量改變機(jī)構(gòu)102改變潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)101中的潤(rùn)滑油的供給量，由此，可從低速旋轉(zhuǎn)到高速旋轉(zhuǎn)，確保潤(rùn)滑的可靠性，同時(shí)呈現(xiàn)穩(wěn)定的溫度上升。
下面與試驗(yàn)例一起，對(duì)改變潤(rùn)滑油供給量的旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定進(jìn)行描述。
圖4表示通過(guò)空氣油潤(rùn)滑對(duì)單排圓筒滾柱軸承(N1020K，軸承內(nèi)徑φ為100mm，外徑φ為150mm)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的軸承外圈的溫度上升。橫軸表示旋轉(zhuǎn)速度，縱軸表示軸承溫度，采用取樣數(shù)據(jù)而形成曲線圖。空氣油潤(rùn)滑通過(guò)圖8所示的噴嘴156而進(jìn)行，其對(duì)準(zhǔn)位置形成內(nèi)圈滾動(dòng)面。此時(shí)的試驗(yàn)條件在表1中給出。另外，“外圈溫度上升”為從外圈溫度扣除試驗(yàn)裝置的機(jī)座溫度的值。表1

表1的試驗(yàn)條件的潤(rùn)滑油量為0.02ml/1噴射/5min指通過(guò)向軸承的1次的空氣油的噴射，供給0.02ml的潤(rùn)滑油，噴射的間隔為5min(分鐘)。將該值確定為可確保最高旋轉(zhuǎn)速度為12000min-1的可靠性的值，采用該值。
在圖4的曲線圖(曲線a)中，在旋轉(zhuǎn)速度的4000～8000min-1的范圍內(nèi)，存在溫度上升的極大區(qū)域。特別是，對(duì)于4000min-1和8000min-1，產(chǎn)生顯著的極大的部分。可認(rèn)為該情況的原因在于上述的潤(rùn)滑油的攪拌阻力。這樣的軸承133的溫度上升在適合用于加工機(jī)械主軸的場(chǎng)合，不僅產(chǎn)生主軸的熱膨脹造成的加工精度變差，而且由于潤(rùn)滑油過(guò)多，軸承133發(fā)生燒壞的可能性也較高。
圖5的曲線圖(曲線b(通過(guò)■表示曲線的曲線圖))為在表1的試驗(yàn)條件中的，僅僅削減潤(rùn)滑油量的條件下進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果。此場(chǎng)合的試驗(yàn)條件在表2中給出。
表2

在圖5的曲線圖(曲線b(1噴射/15min間隔))中，不具有圖4的場(chǎng)合(1噴射/5min間隔)那樣的溫度上升的極大點(diǎn)。人們認(rèn)為其原因在于潤(rùn)滑油過(guò)多造成的攪拌阻力減少。另一方面，在潤(rùn)滑油量(1噴射/15min-1)的場(chǎng)合，與潤(rùn)滑油量(1噴射/5min-1)相比較，盡管削減油量，但是溫度上升未減少。該情況表明潤(rùn)滑條件位于圖7所示的油量區(qū)域II的溫度上升極小點(diǎn)附近。由此，比如，相對(duì)空氣油供給系統(tǒng)的不利情況、加減速時(shí)等的潤(rùn)滑條件的惡化，軸承溫度急劇地上升的可能性較高。
如果匯總圖4，圖5的結(jié)果，則如下所述。在為5min間隔的場(chǎng)合，雖然產(chǎn)生極大區(qū)域，但是即使為高速的情況下，仍確保足夠的油量。在高速時(shí)，在5min間隔的場(chǎng)合(油量較多的場(chǎng)合)，其溫度小于15min間隔的場(chǎng)合(油量較少的場(chǎng)合)。這意味著如果間隔大于5min間隔，則燒壞的可能性較高。反之，如果間隔小于5min間隔，增加油量，則極大區(qū)域在高速側(cè)擴(kuò)大，由此，必須在15min間隔(油量少的場(chǎng)合)的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的速度區(qū)域在高速側(cè)伸展。同樣在此場(chǎng)合，15min間隔的燒壞的可能性較高。在15min間隔的場(chǎng)合，高速時(shí)的溫度上升較大，但是，在中、低速范圍內(nèi)，不產(chǎn)生極大區(qū)域。
根據(jù)圖4，圖5的試驗(yàn)結(jié)果，如果通過(guò)旋轉(zhuǎn)區(qū)域，進(jìn)行潤(rùn)滑條件的切換，預(yù)計(jì)從低速旋轉(zhuǎn)到高速旋轉(zhuǎn)，確保潤(rùn)滑的可靠性，同時(shí)呈現(xiàn)穩(wěn)定的溫度上升。
于是，在本實(shí)施例中，將圖4的曲線圖(曲線a)和圖5的曲線圖(曲線b)重合，在圖5中給出，根據(jù)重合曲線圖，按照極大點(diǎn)實(shí)質(zhì)上未發(fā)生的方式組合潤(rùn)滑條件。比如，在旋轉(zhuǎn)速度不到10000min-1的場(chǎng)合，減少作為1噴射/15min間隔的供給量的，潤(rùn)滑油供給量，如果旋轉(zhuǎn)速度在10000min-1以上，則切換到1噴射/15min間隔的供給量，潤(rùn)滑油量增加，按照此方式，設(shè)定供給量改變機(jī)構(gòu)102。即，形成表3給出的潤(rùn)滑條件。
表3

象這樣，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，監(jiān)視旋轉(zhuǎn)速度，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度，改變潤(rùn)滑油的供給量，由此，象圖6所示的那樣，進(jìn)行從低速旋轉(zhuǎn)到高速旋轉(zhuǎn)確保潤(rùn)滑的可靠性的同時(shí)呈現(xiàn)穩(wěn)定的溫度上升的潤(rùn)滑處理。
如果總結(jié)本實(shí)施例的效果，則如下所述。
·可實(shí)現(xiàn)從低速旋轉(zhuǎn)到高速旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)不具有極大區(qū)域的穩(wěn)定的溫度上升的空氣油潤(rùn)滑處理。
·不僅使溫度上升的穩(wěn)定，而且可確保潤(rùn)滑的可靠性，特別是，高速區(qū)域的可靠性。
·在過(guò)去的非可變潤(rùn)滑油量的供給系統(tǒng)中，即使在中低速區(qū)域，仍供給與高速區(qū)域相同量的潤(rùn)滑油，但是，在本實(shí)施例中，該供給是不需要的。其結(jié)果是，在中低速區(qū)域，潤(rùn)滑油消耗量削減，可實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑裝置的運(yùn)行成本的削減、環(huán)境負(fù)荷的降低。
另外，在上述實(shí)施例中，采用2級(jí)切換，但是，也可對(duì)應(yīng)于使用旋轉(zhuǎn)速度的范圍，采用多級(jí)切換、無(wú)級(jí)切換。
下面結(jié)合圖9～圖13，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。在滾動(dòng)軸承1中，多個(gè)滾動(dòng)體4設(shè)置于內(nèi)圈2和外圈3的滾動(dòng)面2a，3a之間。內(nèi)圈2和外圈3的寬度為相同的寬度。滾動(dòng)體4比如，由球形成，其保持于保持器5的凹槽內(nèi)。在該滾動(dòng)軸承1的內(nèi)圈2的外徑面，設(shè)置與滾動(dòng)面2a連接的斜面部2b，設(shè)置噴嘴部件6，該噴嘴部件6按照以間距δ與該斜面部2b間隔開(kāi)而延伸的方式設(shè)置于該斜面部2b上。斜面部2b從內(nèi)圈2的幅面延伸到滾動(dòng)面2a，且設(shè)置于內(nèi)圈2的反負(fù)荷側(cè)(軸承背面?zhèn)?的外徑面。斜面部2b基本直接與滾動(dòng)面2a連接，但是，圓筒面部也可設(shè)置于斜面部2b與滾動(dòng)面2a之間。在滾動(dòng)軸承1為向心推力球軸承的場(chǎng)合，內(nèi)圈2中的開(kāi)設(shè)埋頭孔的部分的外徑面構(gòu)成上述斜面部2b。
在噴嘴部件6中，其前端部6aa位于保持器5的內(nèi)徑面與內(nèi)圈2的外徑面之間的滾動(dòng)體4的附近。噴嘴部件6為環(huán)狀的部件，其包括凸緣狀部6a，該凸緣狀部6a按照沿軸向鄰接的方式設(shè)置于滾動(dòng)軸承1中，從側(cè)面的內(nèi)徑部沿軸向延伸。該凸緣狀部6a的內(nèi)徑面形成于其角度與內(nèi)圈2的斜面部2b相同的傾斜面上，延伸到保持器5的正下方，其前端形成噴嘴部件6的前端部6aa。噴嘴部件6的凸緣狀部6a與內(nèi)圈2的斜面2b之間的間隙δ按照考慮內(nèi)圈2與軸的嵌合，以及內(nèi)圈2的溫度上升與離心力的膨脹，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，不接觸的范圍內(nèi)盡可能小的尺寸設(shè)定。
噴嘴部件6具有空氣油的噴射槽7，該空氣油的噴射槽7面對(duì)內(nèi)圈斜面部2b而開(kāi)口，在該噴射槽7中，開(kāi)設(shè)噴射口8a開(kāi)口的噴射孔8。噴射槽7沿圓周方向延伸，呈環(huán)狀。噴射孔8設(shè)置于噴嘴部件6的圓周方向的1個(gè)，或多個(gè)部位。該噴射孔8按照下述方式設(shè)置，以便已噴射的空氣油可直接吹向內(nèi)圈斜面部2b，該方式為來(lái)自噴射口8a的噴射方向朝向斜面部2b，并且相對(duì)該斜面部2b，噴射方向具有傾斜角度β。噴射槽7呈不阻止?jié)櫥椭苯訌膰娚淇?吹向斜面部2b的截面形狀。
按照從上述噴嘴部件6的噴射孔8，吹向內(nèi)圈斜面部2b的潤(rùn)滑油沿內(nèi)圈斜面部2b傳遞，有效地將其供到滾動(dòng)軸承1的內(nèi)部的方式，將內(nèi)圈斜面部2b的傾斜角度α的最小值設(shè)定在下述的值。
α≥0.0667×dn×10-4-1.8333其中，dn表示軸承內(nèi)徑尺寸(mm)和旋轉(zhuǎn)速度(min-1)的乘積。
按照該式，在滾動(dòng)軸承1中，在軸承內(nèi)徑為70mmφ，旋轉(zhuǎn)速度為300000min-1的向心推力球軸承的場(chǎng)合，內(nèi)圈斜面部2b的傾斜角度α為α≥12.8°。
最好，在向心推力球軸承的場(chǎng)合，內(nèi)圈斜面部2b的傾斜角度α的最大值為α≤25°。這樣設(shè)定的原因在于在向心推力球軸承的場(chǎng)合，如果傾斜角度α超過(guò)25°，則設(shè)置有斜面部2b的內(nèi)圈端面的徑向?qū)挾茸冋摱嗣嫠佑|的內(nèi)圈間隔片11，或外殼等的接觸面積變小，無(wú)法承受較大的軸向荷載。
即，內(nèi)圈斜面部的傾斜角度α的優(yōu)選的最大值伴隨軸承的類型而不同，在帶有內(nèi)圈凸緣的圓筒滾柱軸承的場(chǎng)合，優(yōu)選的是α≤35°。另外，在帶有內(nèi)圈凸緣的圓筒滾柱軸承中，傾斜角度α的最小值優(yōu)選在不小于25°。即，最好，在帶有內(nèi)圈凸緣的圓筒滾柱軸承的場(chǎng)合，α的值設(shè)定在25～35°的范圍內(nèi)。其原因如下。
在圓筒滾柱軸承的場(chǎng)合，如果傾斜角度α作成不小于25°，則容易將噴嘴部件的前端設(shè)定在保持器的圓環(huán)部的正下方。另外，在內(nèi)圈帶有凸緣的圓筒滾柱軸承的場(chǎng)合，如果傾斜角度α超過(guò)35°，則設(shè)置有斜面部的內(nèi)圈端面的徑向?qū)挾茸冋?，該端面所接觸的內(nèi)圈間隔片、外殼等之間的接觸面積變小，無(wú)法承受較大軸向荷載。
在后面給出的內(nèi)圈帶有凸緣的相應(yīng)的圓筒滾柱軸承的場(chǎng)合，傾斜角度α均設(shè)定在25～35°的范圍內(nèi)。
內(nèi)圈斜面部2b的傾斜角度α，與作為噴射口8a噴射空氣油的方向和軸向之間的角度的噴射角度β之間的關(guān)系按照象圖9B那樣，α＜90°-β的方式設(shè)定。即，斜面部2b的傾斜角度α按照空氣油的噴射方向與斜面部之間的角度大于90°的方式設(shè)定。
另外，為了吹向內(nèi)圈斜面部2b的潤(rùn)滑油沿該斜面部2b傳遞，將其有效地供給到滾動(dòng)軸承1的內(nèi)部，最好，通過(guò)研磨、精研磨等方式，減小內(nèi)圈斜面部2b的表面粗糙度。在本實(shí)例中，其表面粗糙度的Ra值在不大于1.0。
噴射孔8的噴射口8a的開(kāi)口直徑d在0.8～1.2mmφ的范圍內(nèi)，噴射口附近部8b的孔長(zhǎng)L設(shè)定在上述開(kāi)口直徑d的2倍以上，以便降低空氣油的噴射速度。
噴嘴部件6安裝于安裝有軸承1的外圈3的外殼9上。噴嘴部件6相對(duì)外殼9的安裝既可通過(guò)外圈間隔片10而進(jìn)行，也可直接進(jìn)行。圖9A的實(shí)例為通過(guò)外圈間隔片10而安裝的實(shí)例，在外圈間隔片10的一個(gè)側(cè)面的內(nèi)徑部上的環(huán)狀的缺口凹部10a中，以嵌合方式設(shè)置噴嘴部件6。噴嘴部件6的軸承外的部分的內(nèi)徑面按照不與內(nèi)圈間隔片11接觸的方式接近該間隔片11。
在噴嘴部件6的噴射孔8的入口部的周圍，開(kāi)設(shè)圓周槽，設(shè)置密封環(huán)等的密封部件36，外圈間隔片10和噴嘴部件6通過(guò)螺栓等的緊固件(圖中未示出)而緊固，由此，防止空氣油從空氣油供給通路13和噴射孔8的連通部而泄漏的情況。
噴嘴部件6的噴射孔8由噴射口8a的附近部8b的直徑小于普通部的節(jié)流孔形成。噴射孔8的入口與空氣油供給通路13連通，該空氣油供給通路13按照從外殼9到噴嘴部件6的范圍設(shè)置。該空氣油供給通路13在外殼9中，具有空氣油供給口13a，在外殼9的內(nèi)面，具有外殼部出口13b。外殼部出口13b與設(shè)置于外圈間隔片10的外徑面上的環(huán)狀的連通槽13c連通，從該連通槽13c，通過(guò)沿徑向貫通的各自通路13d，與噴嘴部件6的各噴射孔8連通?？諝庥凸┙o口13a與將潤(rùn)滑油混合在壓縮的運(yùn)送空氣的空氣油的供給源(圖中未示出)連接。
對(duì)上述方案的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的作用進(jìn)行描述。從圖9A的空氣油供給口13a供給的空氣油經(jīng)噴嘴部件6的噴射孔8，向內(nèi)圈2的斜面部2b噴射。向斜面部2b噴射的空氣油按照下述的形式，對(duì)軸承1的潤(rùn)滑起到作用。
①經(jīng)內(nèi)圈斜面部2b和噴嘴部件6之間的間隙，通過(guò)吹附力，直接流入到軸承1的內(nèi)部。
②附著于內(nèi)圈斜面部2b上的潤(rùn)滑油通過(guò)借助其表面張力和離心力產(chǎn)生的作用于斜面較大直徑側(cè)的分力，流入到軸承1的內(nèi)部。
③滯留于圓周槽狀的噴射槽7中的空氣油通過(guò)在內(nèi)圈斜面部2b與噴嘴部件6之間的間隙產(chǎn)生的負(fù)壓吸引作用，流向軸承內(nèi)部側(cè)，從噴嘴部件6的前端部6aa，通過(guò)離心力，附著于滾動(dòng)體4，或保持器7的內(nèi)徑面上，有助于形成軸承各部分的潤(rùn)滑油。
象這樣，將空氣油供給內(nèi)圈2的斜面部2b，不直接將空氣油噴向滾動(dòng)體4的滾動(dòng)通路，由此，通過(guò)滾動(dòng)體4的公轉(zhuǎn)，不產(chǎn)生摩擦風(fēng)聲，噪音降低。另外，由于不是通過(guò)空氣噴射的油的供給，而是通過(guò)內(nèi)圈2的旋轉(zhuǎn)，將供向內(nèi)圈2的斜面部2b的空氣油送向軸承1的內(nèi)部，故所采用的空氣良好地實(shí)現(xiàn)將潤(rùn)滑油運(yùn)送到內(nèi)圈斜面部2b的功能，使使用量減少。由此，還可通過(guò)空氣量的削減，期待節(jié)能的效果。
另外，在本實(shí)施例的場(chǎng)合，由于直接將空氣油吹向內(nèi)圈斜面部2b，故油容易附著于斜面部2b上，另外，即使通過(guò)吹附力，空氣油仍流入軸承內(nèi)部。噴射孔8的噴射方向的傾斜角度β確定在從噴射孔8噴射的空氣直接吹到內(nèi)圈斜面部2b并且因噴射流的滾動(dòng)體4的摩擦風(fēng)聲的影響不大的范圍。由于形成該結(jié)構(gòu)，故空氣油容易流入軸承內(nèi)部，將潤(rùn)滑油良好地供向內(nèi)圈2和滾動(dòng)體4之間的接觸部。另外，由于作為噴射孔8的出口部的噴射口8a的直徑較小，故流速增加，噴射空氣溫度下降。由于以較近距離，將該低溫空氣吹向內(nèi)圈2，故可期待內(nèi)圈溫度的降低。
特別是，在該空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)中，由于象上述那樣，設(shè)定斜面部2b中的相對(duì)軸向的傾斜角度α的范圍，故獲得下述的效果。對(duì)于傾斜角度α的最小值，象后述的那樣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)有效果。即，由于按照α≥0.0667×dn×10-4-1.8333的方式，確定傾斜角度α的必要最小值，故潤(rùn)滑油不會(huì)因離心力而在斜面部2b的途中而離開(kāi)，可確實(shí)到達(dá)內(nèi)圈滾動(dòng)面。由此，通過(guò)必要最小限度的潤(rùn)滑油，以良好的效率進(jìn)行潤(rùn)滑，實(shí)現(xiàn)確實(shí)的潤(rùn)滑，同時(shí)，溫度的上升受到抑制。于是，耐烘焙性提高，可一直使用至更高速。另外，同樣對(duì)于空氣量，必要最小限度便可以，抑制能量消耗，并且還更進(jìn)一步地減小噪音。
由于斜面部2b的傾斜角度α與噴射角度β之間的關(guān)系按照空氣油的噴射方向與傾斜面之間的角度大于90°的方式設(shè)定，即，由于設(shè)定為α＜90°-β，故即使在從噴射口8a噴射的空氣油與內(nèi)圈2的斜面部2b碰撞的情況下，仍可按照承受離心力，沒(méi)有阻力的方式流動(dòng)。
圖10A和圖10B表示本實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的內(nèi)圈斜面部2b的傾斜角度α的適合值的確認(rèn)試驗(yàn)例。在該確認(rèn)試驗(yàn)中，作為試驗(yàn)設(shè)備，象圖10A那樣，作為代替上述內(nèi)圈斜面部2b，采用在外徑面具有斜面部32b的試驗(yàn)軸32，按照與該斜面部32b保持間距δ而延伸的方式，設(shè)置與實(shí)施例的場(chǎng)合相同的噴嘴部件6。另外，在上述試驗(yàn)軸32的斜面部32b的外徑側(cè)的外殼39中，開(kāi)設(shè)有與上述斜面部32相對(duì)的圓形開(kāi)口33，在內(nèi)面貼付有油附著確認(rèn)紙34的丙烯酸系材料制成的板35設(shè)置于上述圓形開(kāi)口33的口緣臺(tái)階部33a。
在該確認(rèn)試驗(yàn)中，使上述試驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)軸32旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，從噴嘴部件6的噴射口8a噴射空氣油，根據(jù)附著于上述油附著確認(rèn)紙34上的油的飛散分布狀態(tài)，判斷附著于斜面部32b上的油的附著流的有無(wú)，根據(jù)該結(jié)果，進(jìn)行傾斜角度α的適合度。圖10B表示該確認(rèn)試驗(yàn)的，附著上述油附著確認(rèn)紙34上的飛散油的分布的一個(gè)實(shí)例。即，在該確認(rèn)試驗(yàn)中，如果在上述油附著確認(rèn)紙34中，以試驗(yàn)軸斜面部32b的最大直徑位置X為邊界，油的飛散集中于紙面右側(cè)(較大直徑側(cè))，則具有附著流，在紙面左側(cè)，或整體上具有飛散的場(chǎng)合，判定沒(méi)有附著流。
該確認(rèn)實(shí)驗(yàn)中設(shè)定的各項(xiàng)條件在表4中給出。另外，該確認(rèn)試驗(yàn)的結(jié)果在圖11～圖13的曲線圖中給出。
表4

根據(jù)該試驗(yàn)結(jié)果，可以說(shuō)內(nèi)圈斜面部2b與噴嘴部件6之間的間隙δ、油動(dòng)粘度對(duì)附著流造成的影響是較小的。另外，從噴嘴部件6的噴射口8a噴射的油不會(huì)因離心力而離開(kāi)內(nèi)圈斜面部2b，而傳遞到滾動(dòng)面2a所必需的斜面部2b的傾斜角度α象前述的那樣，處于這樣的關(guān)系α≥0.0667×dn×10-4-1.8333其中，dn表示軸承內(nèi)徑尺寸(mm)和旋轉(zhuǎn)速度(min-1)的乘積。
在象這樣，設(shè)定內(nèi)圈斜面部2b的傾斜角度α的本實(shí)施例中，由于從噴嘴部件6的噴射口8a噴射的油不會(huì)因離心力而離開(kāi)內(nèi)圈斜面部2b而傳遞到滾動(dòng)面2a而行進(jìn)，故潤(rùn)滑油可以良好的效率，到達(dá)滾動(dòng)軸承1的內(nèi)圈2的滾動(dòng)面2a。
圖14表示本發(fā)明的第3實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例針對(duì)圖9A所示的第1實(shí)施例，以圓筒滾柱軸承1A代替滾動(dòng)軸承1。在圓筒滾柱軸承1A中，外圈3A帶有兩個(gè)凸緣，內(nèi)圈2A沒(méi)有凸緣，在內(nèi)外圈2A，3A的滾動(dòng)面2a，3a之間，設(shè)置由圓筒滾柱形成的多個(gè)滾動(dòng)體4A。各滾動(dòng)體4A保持于保持器5A中。保持器5A為在圓筒部件的軸向的中間，形成凹槽的形式，稱為所謂的轎形，或梯子形的類型。內(nèi)圈2A的外徑面的滾動(dòng)面2a的兩側(cè)部分形成與滾動(dòng)面2a連接的斜面部2b，2c。噴嘴部件6具有與圖9A的實(shí)例相同的結(jié)構(gòu)的噴射孔8和噴射槽7，開(kāi)口于噴射孔8的噴射槽7的噴射口8a的噴射方向朝向斜面部2b，并且相對(duì)斜面部2b，噴射方向具有傾斜角度β(圖9A)，以便已噴射的空氣油可直接吹向內(nèi)內(nèi)圈斜面部2b。
內(nèi)圈2A的滾動(dòng)面2a的兩側(cè)的斜面部2b，2c與內(nèi)圈無(wú)凸緣型的普通的圓筒滾柱軸承中的設(shè)置于內(nèi)圈外徑面上的錐面相同。該錐面用于空氣油供給用的傾斜面部2b。由此，為了供給空氣油，不必特別形成斜面部。
在本實(shí)施例中，內(nèi)圈2A的斜面部2b中的靠近滾動(dòng)面2a的較大直徑部相對(duì)保持器5A的噴嘴側(cè)幅面，更靠近滾動(dòng)面2a。由此，沿內(nèi)圈斜面部2b傳遞而流到滾動(dòng)面2a側(cè)的潤(rùn)滑油不被保持器5A的幅面阻擋，可順利地送入軸承1A的內(nèi)部。本實(shí)施例中的其它的結(jié)構(gòu)，效果與圖9A，9B所示的第1實(shí)施例相同。傾斜角度α的范圍也與第1實(shí)施例相同。同樣在以下的各實(shí)施例中，傾斜角度α的范圍與第1實(shí)施例相同。
圖15A表示本發(fā)明的第4實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。同樣在本實(shí)施例中，針對(duì)圖9A，圖9B所示的第1實(shí)施例，以圓筒滾柱軸承1A代替滾動(dòng)軸承1。在該圓筒滾柱軸承1A中，外圈3A沒(méi)有凸緣，內(nèi)圈2A帶有凸緣，在內(nèi)外圈2A，3A的滾動(dòng)面2a，3a之間，設(shè)置由圓筒滾柱形成的多個(gè)滾動(dòng)體4A。各滾動(dòng)體4A保持于保持器5A中。內(nèi)圈2A的外徑面的滾動(dòng)面2a的兩側(cè)部分，即，凸緣的外徑面形成為與滾動(dòng)面2a連接的斜面部2b，2c。該圖中的斜面部2b，2c通過(guò)圓筒面部和凸緣部?jī)?nèi)面而與滾動(dòng)面2a連接，但是，也可沒(méi)有圓筒面部，從斜面部2b，2c直接與滾動(dòng)面2a的兩側(cè)的凸緣內(nèi)面連接。噴嘴部件6具有與圖9A，圖9B的實(shí)例相同的結(jié)構(gòu)的噴射孔8和噴射槽7，開(kāi)口于噴射孔8的噴射槽7處的噴射口8a的噴射方向按照已噴射的空氣油可直接噴向內(nèi)圈斜面部2b的方式朝向斜面部2b，并且相對(duì)斜面部2b，其噴射方向可具有傾斜角度β(圖9A，圖9B)。設(shè)置于外圈間隔片10上的空氣油供給通路13d沿軸向延伸，但是，最終，與外殼9(圖9A)的空氣油供給口13a連通。內(nèi)圈2A的斜面部2b中的靠近滾動(dòng)面2a的較大直徑部相對(duì)保持器5A的噴嘴側(cè)幅面，更靠近滾動(dòng)面2a，此情況與圖14實(shí)施例的場(chǎng)合相同。
在圖15A的實(shí)施例中，噴嘴部件6的前端也可象圖15B那樣，進(jìn)入保持器5A的內(nèi)徑側(cè)。如果象這樣，進(jìn)入保持器5A的內(nèi)徑側(cè)，則沿內(nèi)圈斜面部2b，流向滾動(dòng)面2a側(cè)的循環(huán)油即使在因離心力在噴嘴部件6的前端與內(nèi)圈斜面部2b離開(kāi)而流向外徑側(cè)的情況下，仍可由保持器5A的內(nèi)徑部接收，有助于潤(rùn)滑。
圖16和圖17分別為本發(fā)明的第5實(shí)施例和第6實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。這些實(shí)施例針對(duì)圖14所示的第3實(shí)施例中，以梳型的保持器5B代替圓筒滾柱軸承1A的保持器5A。圖14的實(shí)例的保持器5A為轎型，呈將由圓筒滾柱形成的滾動(dòng)體4A包住的凹槽形狀，但是梳型的保持器5B為包圍由圓筒滾柱形成的滾動(dòng)體4A的3個(gè)方向，一個(gè)方向敞開(kāi)的凹槽形狀。為此，與梳型的保持器5B中的圓環(huán)部的側(cè)面接觸的環(huán)型的導(dǎo)向用側(cè)板19相對(duì)內(nèi)圈2A和外圈3A中的帶凸緣側(cè)的部件，固定于與噴嘴部件6相反一側(cè)的凸緣部。具體來(lái)說(shuō)，設(shè)置有在凸緣部前端的軸承寬度方向的外側(cè)部分的全周范圍的缺口部，導(dǎo)向用側(cè)板19的一部分嵌合于缺口部，在夾持于與該凸緣部鄰接的間隔片與凸緣部之間的狀態(tài)，固定導(dǎo)向用側(cè)板19。
圖16的實(shí)例與圖14的實(shí)例相反，內(nèi)圈2A帶有兩個(gè)凸緣，外圈3A沒(méi)有凸緣，圖17的實(shí)例與圖14的實(shí)例相同，內(nèi)圈2A沒(méi)有凸緣，外圈3A帶有兩個(gè)凸緣。
另外，在圖16和圖17的實(shí)施例中，設(shè)置于外圈間隔片10上的空氣油供給通路13c，13d與圖9的實(shí)施例相同，設(shè)置于噴嘴部件6的軸向的橫側(cè)。在噴嘴部件6的噴射孔8中，僅僅入口部按照與軸向平行的方式設(shè)置，噴射孔8的剩余部分按照朝向斜面部2b而傾斜。
該第5，第6實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與圖9所示的第2實(shí)施例相同。
圖18表示本發(fā)明的第7實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。在本實(shí)例中，開(kāi)設(shè)于噴嘴部件6A中的噴射孔8按照與軸向平行的方式，將空氣油噴射到噴射槽7的內(nèi)部的方式設(shè)置。噴射槽7中的，與噴射孔8面對(duì)的槽內(nèi)側(cè)面由下述的傾斜面形成，該傾斜面可將已噴射的空氣油送向內(nèi)圈斜面部2b側(cè)。噴嘴部件6A直接安裝于外殼9的內(nèi)徑面上，同時(shí)用作外圈間隔片。噴嘴部件6A也可按照嵌合于設(shè)置于圖9A的實(shí)例的外圈間隔片10的缺口凹部10a的方式安裝，以代替直接安裝于外殼9上的方式。本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)除了特別說(shuō)明的事項(xiàng)以外，與圖9A，圖9B的實(shí)例相同。同樣在設(shè)置本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的噴嘴部件6A的場(chǎng)合，與圖14的實(shí)例相同，軸承1也可為圓筒滾柱軸承。
圖19表示本發(fā)明的第8實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例針對(duì)圖9A所示的第1實(shí)施例，省略噴嘴部件6的噴射槽7。本實(shí)施例的其它的結(jié)構(gòu)與圖9A的實(shí)例相同。
圖20A，20B表示本發(fā)明的第9實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例針對(duì)圖9A，圖9B所示的第1實(shí)施例，省略噴嘴部件6的噴射槽7，而代之，在內(nèi)圈2的斜面部2b側(cè)，設(shè)置圓周槽17。該圓周槽17沿圓周方向延伸，呈環(huán)狀，截面呈V形狀。在噴嘴部件6中，開(kāi)設(shè)有噴射孔8，該噴射孔8與內(nèi)圈斜面部2b的圓周槽17面對(duì)，其上開(kāi)設(shè)有噴射口8a。該噴射孔8設(shè)置于噴嘴部件6的圓周方向的1個(gè)或多個(gè)部位。噴射孔8按照噴射口8a的噴射方向朝向圓周槽17，并且噴射方向相對(duì)斜面部2b形成傾斜角度β的方式設(shè)置，以便可直接向內(nèi)圈斜面部2b的圓周槽17吹已噴射的空氣油。截面呈V字形的圓周槽17中的靠近滾動(dòng)面2a的側(cè)壁斜面17a相對(duì)軸心的傾斜角度大于內(nèi)圈2的斜面部2b的傾斜角度α。本實(shí)施例的其它的結(jié)構(gòu)與圖9A，圖9B相同。
對(duì)上述結(jié)構(gòu)的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的作用進(jìn)行描述。從圖20A的空氣油供給口13a供給的空氣油經(jīng)噴嘴部件6的噴射孔8，向內(nèi)圈斜面部2b的圓周槽17的側(cè)壁斜面17a噴射。
由于側(cè)壁斜面17a的傾斜角度大于內(nèi)圈的斜面部2b，故附著于側(cè)壁斜面17a上的油通過(guò)離心力的作用確實(shí)地送向內(nèi)圈斜面部2b，作為潤(rùn)滑油而流入到軸承的內(nèi)部。另外，即使在供給空氣量為少量而圓周上的流不均勻的情況下，由于在內(nèi)圈斜面部2b與噴嘴部件6之間的間隙δ處產(chǎn)生的負(fù)壓吸引力，潤(rùn)滑油流向軸承側(cè)，附著于滾動(dòng)體4或保持器5的內(nèi)徑面上，可用作軸承的潤(rùn)滑油。由此，可防止少量的空氣中的油的滯留，可防止因油的滯留引起的軸承溫度的變化。
由于象這樣，將空氣油供給內(nèi)圈斜面部2b的圓周槽17，不直接向滾動(dòng)體4的滾動(dòng)通路噴射空氣油，故不產(chǎn)生滾動(dòng)體4的公轉(zhuǎn)的摩擦風(fēng)聲的發(fā)生，噪音降低。另外，由于不是因空氣的噴射的油的供給，而通過(guò)內(nèi)圈2的旋轉(zhuǎn)將供向內(nèi)圈斜面部2b的圓周槽17的空氣油送向軸承1的內(nèi)部，故所采用的空氣只起到將油送到內(nèi)圈2的圓周槽17的功能就可以，使使用量減少。為此，可期待因減少空氣量的節(jié)省能量的效果。另外，在作為噴射孔8的出口部的噴射口8a的直徑較小的場(chǎng)合，流速增加，噴射空氣溫度下降。由于以較近距離，將該低溫空氣吹向內(nèi)圈2，故可期待更進(jìn)一步降低內(nèi)圈的溫度。
在本實(shí)施例的場(chǎng)合，象這樣，在減少空氣量的情況下，仍可防止少量空氣中的油的滯留造成的軸承溫度的變化，可期待噪音的減小效果，以及空氣油量的進(jìn)一步削減的效果。
圖21A表示本發(fā)明的第10實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，針對(duì)圖20A所示的第8實(shí)施例，將滾動(dòng)軸承1改為圓筒滾柱軸承1A。在該圓筒滾柱軸承1A中，外圈3A沒(méi)有凸緣，內(nèi)圈2A帶有兩個(gè)凸緣，在內(nèi)外圈2A，3A的滾動(dòng)面2a，3a之間，設(shè)置由圓筒滾柱形成的多個(gè)滾動(dòng)體4A。設(shè)置于外圈間隔片10上的空氣油供給通路13d沿軸向延伸，但是，最終，與外殼9(圖20A)的空氣油供給口13a連通。
同樣在本實(shí)施例中，也可象圖21B所示的那樣，使噴嘴部件6的前端，進(jìn)入保持器5A的內(nèi)徑側(cè)。
圖22表示本發(fā)明的第11實(shí)施例的主軸組件。該主軸組件應(yīng)用比如，圖9A，圖15A，圖15B所示的實(shí)施例的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。該主軸組件用于加工機(jī)械，在主軸15的前端上，安裝有工具或工件的夾頭。支承該主軸15的多個(gè)滾動(dòng)軸承分為前側(cè)的軸承1，與后側(cè)的軸承1A，該軸承1位于靠近主軸前端的固定側(cè)，該軸承1A消除運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)熱造成的主軸15的熱膨脹，靠近作為自由側(cè)的主軸后端。在這些滾動(dòng)軸承1，1A中，分別采用圖9和圖15A，圖15B的實(shí)施例的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。在這里，前側(cè)的軸承1采用圖9A的實(shí)例的多個(gè)向心推力球軸承，后側(cè)的軸承1A采用1個(gè)圖15B的實(shí)例的圓筒滾柱軸承。后側(cè)的軸承1A也可為圖21A，圖21B所示的軸承。在前側(cè)的各滾動(dòng)軸承1中，從按照從外殼9延伸到噴嘴部件6的方式設(shè)置的空氣油供給通路13，經(jīng)過(guò)噴嘴部件6的噴射孔8，向滾動(dòng)軸承1的內(nèi)圈斜面部2b吹空氣油。同樣在后側(cè)的滾動(dòng)軸承1A中，從按照從外殼9延伸到噴嘴部件6的方式設(shè)置的空氣油供給通路13，通過(guò)噴嘴部件6的噴射孔8，向滾動(dòng)軸承1A的內(nèi)圈斜面部2b吹空氣油。后側(cè)的滾動(dòng)軸承1A為內(nèi)圈2A帶有兩個(gè)凸緣的圓筒滾柱軸承，噴嘴部件6鄰接前側(cè)而設(shè)置，將朝向前側(cè)的內(nèi)圈2A的斜面部2b吹空氣油。
在這樣的結(jié)構(gòu)的主軸組件中，由于后側(cè)的軸承1A采用圓筒滾柱軸承，因運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)熱的主軸15的熱膨脹的影響，象圖23中以放大的方式所示的那樣，后側(cè)滾動(dòng)軸承1的內(nèi)圈2的靠近前側(cè)的凸緣沿按壓圓筒滾柱4A的端面的方向作用推力。即，后側(cè)的滾動(dòng)軸承1A的內(nèi)圈2A的前側(cè)凸緣面與圓筒滾柱4A的端面之間的接觸部分的接觸面壓力增加。相對(duì)該情況，在后側(cè)的滾動(dòng)軸承1A的內(nèi)圈2A的后側(cè)凸緣面與圓筒滾柱4A的端面之間，沒(méi)有軸膨脹的推力作用的影響。其結(jié)果是，后側(cè)的滾動(dòng)軸承1A的內(nèi)圈2A的前側(cè)凸緣面與圓筒滾柱4A的端面之間的接觸部與該內(nèi)圈2A的后側(cè)凸緣面相比較，構(gòu)成對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的滑動(dòng)磨擦來(lái)說(shuō)不利的條件，如果其凸緣面與圓筒滾柱4A的端面的接觸部沒(méi)有充分地潤(rùn)滑，則存在產(chǎn)生異常發(fā)熱，或者接觸部磨耗而磨耗粉末進(jìn)入軸承的內(nèi)部的危險(xiǎn)。
但是，如果采用本實(shí)施例的主軸組件，由于從噴嘴部件6的噴射孔8向后側(cè)的軸承1A的內(nèi)圈2A的前側(cè)斜面部2b吹空氣油，故可優(yōu)先地將潤(rùn)滑油供向該軸承1A的內(nèi)圈2A的前側(cè)凸緣面與圓筒滾柱4A的端面之間的接觸部，可避免上述的不利情況。
另外，從前側(cè)相對(duì)后側(cè)軸承1A進(jìn)行潤(rùn)滑處理是由于從由主軸15、前側(cè)的軸承1、后側(cè)的軸承1A、外殼9圍繞的空間30的內(nèi)部供給空氣油，且一般來(lái)說(shuō)，空氣油潤(rùn)滑的空氣供給量在10～40Nl/min的范圍內(nèi)，故上述空間30內(nèi)的壓力高于其外側(cè)的壓力，其結(jié)果是，冷卻劑等難于從外部浸入到包括軸承1，1A的空間30內(nèi)，還可避免異物侵入到軸承1，1A的內(nèi)部。
權(quán)利要求
1.一種在滾動(dòng)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)中供給潤(rùn)滑油的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法，其特征在于為了抑制滾動(dòng)軸承的溫度變化，在運(yùn)轉(zhuǎn)中改變潤(rùn)滑油的供給量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法，其特征在于在空氣油的狀態(tài)進(jìn)行潤(rùn)滑油的供給。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法，其特征在于對(duì)應(yīng)于滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度改變潤(rùn)滑油的供給量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法，其特征在于在潤(rùn)滑油供給量不同的多種的潤(rùn)滑條件下，進(jìn)行與旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的滾動(dòng)軸承的溫度上升數(shù)據(jù)的取樣處理，對(duì)應(yīng)于該取樣結(jié)果，改變與該旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)的潤(rùn)滑油的供給量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法，其特征在于在橫軸表示旋轉(zhuǎn)速度、縱軸表示軸承溫度而采用取樣數(shù)據(jù)形成曲線圖的場(chǎng)合，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度改變潤(rùn)滑條件，由此按照實(shí)質(zhì)上不產(chǎn)生極大點(diǎn)或按照極大點(diǎn)變小的方式將潤(rùn)滑條件組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法，其特征在于對(duì)應(yīng)于設(shè)定條件，按照旋轉(zhuǎn)速度的信息信號(hào)，自動(dòng)地改變運(yùn)轉(zhuǎn)中的潤(rùn)滑油供給量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法，其特征在于通過(guò)手動(dòng)的操作改變運(yùn)轉(zhuǎn)中的潤(rùn)滑油供給量。
8.一種滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑裝置，該潤(rùn)滑裝置包括潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)，該潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)在滾動(dòng)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)中供給潤(rùn)滑油；供給量改變機(jī)構(gòu)，該供給量改變機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)于設(shè)定條件使上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)改變潤(rùn)滑油的供給量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑裝置，其特征在于上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)向滾動(dòng)軸承噴射空氣油。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑裝置，其特征在于上述供給量改變機(jī)構(gòu)是上述設(shè)定條件為與滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的條件、對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度使上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)改變潤(rùn)滑油的供給量的機(jī)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑裝置，其特征在于上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)是針對(duì)劃分為多個(gè)的、滾動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)速度區(qū)域的每個(gè)區(qū)域設(shè)定供給量，對(duì)應(yīng)于已輸入的旋轉(zhuǎn)速度的信息改變?yōu)橐言O(shè)定的供給量的機(jī)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑裝置，其特征在于上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)是間隙地供給潤(rùn)滑油的機(jī)構(gòu)，上述供給量改變機(jī)構(gòu)是改變上述潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑油的供給間隔的機(jī)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑裝置，其特征在于上述滾動(dòng)軸承是支承加工機(jī)械的主軸的軸承。
14.一種滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，其中，在滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈的外徑面，設(shè)置與該內(nèi)圈的滾動(dòng)面連續(xù)的斜面部，且設(shè)置與該斜面部保持間隙而延伸的噴嘴部件，在上述噴嘴部件中，開(kāi)設(shè)面對(duì)上述斜面部而開(kāi)口的空氣油的噴射口，上述內(nèi)圈的斜面部中的相對(duì)軸向的傾斜角度α為α≥0.0667×dn×10-4-1.8333。其中，dn表示軸承內(nèi)徑尺寸(mm)和旋轉(zhuǎn)速度(min-1)的乘積。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，其特征在于上述斜面部的傾斜角度α，與來(lái)自上述噴射口的空氣油的噴射方向相對(duì)軸向的角度的噴射角度β之間的關(guān)系為α＜90°-β。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，其特征在于在上述噴嘴部件上，按照沿圓周方向延伸的方式設(shè)置面對(duì)上述斜面部而開(kāi)口的空氣油的噴射槽，上述噴嘴部件的上述噴射口開(kāi)口于上述噴射槽的內(nèi)部。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，其特征在于在上述內(nèi)圈的斜面部設(shè)置圓周槽，上述噴嘴部件的上述噴射口面對(duì)上述斜面部的圓周槽的部分而開(kāi)口。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，其特征在于上述滾動(dòng)軸承為圓筒滾柱軸承，具有保持滾柱的保持器，上述內(nèi)圈的斜面部的較大直徑側(cè)端的軸向位置位于比上述保持器的上述噴嘴部件側(cè)的幅面還靠近，上述滾動(dòng)面?zhèn)取?br> 19.一種主軸組件，該主軸組件支承加工機(jī)械的主軸，上述主軸通過(guò)前側(cè)和后側(cè)的滾動(dòng)軸承而支承于外殼上，上述后側(cè)的滾動(dòng)軸承作成內(nèi)圈帶凸緣的圓筒滾柱軸承，對(duì)于上述后側(cè)的滾動(dòng)軸承采用權(quán)利要求14所述的滾動(dòng)軸承的空氣油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，上述噴嘴部件設(shè)置于滾動(dòng)軸承的前側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供可確保潤(rùn)滑的可靠性的同時(shí)呈現(xiàn)穩(wěn)定的溫度上升的滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法以及潤(rùn)滑裝置。該滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方法為在滾動(dòng)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)中供給潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑方法，為了將滾動(dòng)軸承(103)的溫度保持在設(shè)定允許范圍內(nèi)，在運(yùn)轉(zhuǎn)中通過(guò)供給量改變機(jī)構(gòu)(102)，自動(dòng)地或通過(guò)手動(dòng)方式改變潤(rùn)滑油的供給量。潤(rùn)滑油的供給采用潤(rùn)滑油供給機(jī)構(gòu)(101)。
文檔編號(hào)F16C33/66GK1639477SQ0380521
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月5日
發(fā)明者小杉太, 森正繼, 植田敬一 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社