專利名稱：滾動(dòng)軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括自潤滑功能的滾動(dòng)軸承裝置。
技術(shù)背景例如徑向滾珠軸承的滾動(dòng)軸承用于支撐以較高速度聘轉(zhuǎn)的軸，例 如在操作工具上使用的各種心軸。作為潤滑用于支撐高速旋轉(zhuǎn)的此類 心軸的滾動(dòng)軸承的潤滑方法，通常，在許多情況下主要使用油氣潤滑 法。油氣潤滑法是借助于壓縮空氣通過管線將間歇提供的微量潤滑油 吹向滾動(dòng)軸承的方法，在該方法中，因迫使?jié)櫥痛┻^形成在高速旋 轉(zhuǎn)的滾動(dòng)軸承周圍的空氣幕而提供給軸承，故使用壓縮空氣作為所謂 的載體。在這樣的油氣潤滑法中，油氣潤滑裝置和混合閥，以及壓縮機(jī)和 外部管線必須位于心軸等部件的外面，在所述心軸中整合有作為潤滑 對(duì)象的軸承，除此以外，在心軸等部件的內(nèi)部需要形成用于油和空氣 的通道。這導(dǎo)致以下問題，即，生產(chǎn)成本提高，和由于使用壓縮空氣 造成的噪音等級(jí)增大。為了解決上述問題，提出了這樣的滾動(dòng)軸承裝置，其中潤滑油供給機(jī)構(gòu)整合到滾動(dòng)軸承內(nèi)部(例如，參見專利文獻(xiàn)No.l， 2)。圖10 和11顯示了整合有潤滑油供給機(jī)構(gòu)的滾動(dòng)軸承的實(shí)際構(gòu)造實(shí)例。圖10 是軸向平行剖視圖，圖11是從圖10右側(cè)觀察得到的前視圖。在該實(shí) 例中，滾動(dòng)軸承包括內(nèi)環(huán)51，外環(huán)52和多個(gè)滾動(dòng)元件53，所述滾 動(dòng)元件以如下方式設(shè)置，以便以這樣的狀態(tài)自由滾動(dòng)，即，使得它們
沿圓周方向以恒定間隔由保持架54保持在內(nèi)環(huán)51和外環(huán)52之間；和 供油單元，其由在內(nèi)部儲(chǔ)存潤滑油的油箱55構(gòu)成；泵56，其用于吸出 以排放儲(chǔ)存在油箱55中的潤滑油；噴嘴57，其安裝在泵56的排出口 處，并且延伸到位于在內(nèi)環(huán)51和外環(huán)52之間限定的環(huán)形空間內(nèi)的滾 動(dòng)元件53附近，以使其在此開口；和驅(qū)動(dòng)電路58，其包括用于泵56 的供電電池，所述泵構(gòu)造為固定到固定環(huán)(例如，滾動(dòng)軸承的外環(huán)52) 內(nèi)圓周表面上，以便從位于噴嘴57遠(yuǎn)端處的開口向在滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí) 形成的空氣幕內(nèi)部提供極少量(例如，幾十nl/min)的潤滑油。根據(jù)該提議的技術(shù)，因?yàn)闈櫥吞峁┙o在滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的 空氣幕內(nèi)部，在油氣潤滑法的情況下作為載體的壓縮空氣不再必需， 因此，可以解決噪音問題，另外，壓縮機(jī)、油氣潤滑單元以及外部管 線和內(nèi)部管線也不再必需，其還使所提議技術(shù)在成本方面具有優(yōu)勢。專利文獻(xiàn)No.l: JP-A-2004-108388 專利文獻(xiàn)No.2: JP-A-2004-316707發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題順便提及的是，在包括如上所述潤滑機(jī)構(gòu)的滾動(dòng)軸承中，關(guān)鍵在 于解決如何使極少量潤滑油有效促進(jìn)滾動(dòng)軸承潤滑的問題。即，盡管 希望從位于噴嘴遠(yuǎn)端處的開口提供的幾乎全部潤滑油都提供到軸承環(huán) 和滾動(dòng)元件以及滾動(dòng)元件和保持架中兜孔(pocket)的內(nèi)圓周表面之間， 因?yàn)樵跐L動(dòng)軸承內(nèi)部由于其轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生對(duì)氣流的干擾和負(fù)壓，故即使噴 嘴在位于滾動(dòng)軸承內(nèi)部的滾動(dòng)元件附近開口，有時(shí)也會(huì)發(fā)生難以將潤 滑油精確地提供給如上所述位置的情況。本發(fā)明根據(jù)所述情況作出，其目的在于提供一種滾動(dòng)軸承裝置， 在與具有自潤滑功能的傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承裝置相比時(shí)，該滾動(dòng)軸承裝置能夠以更加可靠的方式將潤滑油引入到滾動(dòng)軸承上適于潤滑滾動(dòng)軸承的
位置，例如滾動(dòng)元件和軸承環(huán)之間、或滾動(dòng)元件和位于保持架中兜孔 的內(nèi)圓周表面之間的位置。解決問題的手段為了達(dá)到目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種滾動(dòng)軸承裝置，包括 內(nèi)環(huán)和外環(huán)；多個(gè)滾動(dòng)元件，其滾動(dòng)設(shè)置在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間；保持架，其設(shè)置在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間，并且形成有多個(gè)兜孔和溝槽， 所述多個(gè)兜孔用于分別容納所述多個(gè)滾動(dòng)元件，所述溝槽在保持架的 一個(gè)端面?zhèn)壬侠@其旋轉(zhuǎn)中心沿著保持架的整個(gè)油邊周向延伸，與所述 多個(gè)兜孔連通并且包括底部；噴嘴，其具有插入到所述溝槽中的遠(yuǎn)端部分；和 泵，其與用于儲(chǔ)存潤滑油的油箱連通，用于將儲(chǔ)存在油箱中的潤 滑油經(jīng)由噴嘴提供給滾動(dòng)元件。在此，在本發(fā)明中，所述溝槽在沿其橫截面觀察時(shí)可以構(gòu)造如下。 也就是說，可以優(yōu)選地采用這樣的構(gòu)造，其中溝槽隨著其接近滾動(dòng)元 件而朝向外環(huán)擴(kuò)展得更寬，還可以優(yōu)選地采用這樣的構(gòu)造，其中溝槽 隨著其接近滾動(dòng)元件而延伸得更靠近外環(huán)。本發(fā)明通過形成與各兜孔連通的圓周溝槽和使噴嘴插入到位于其 遠(yuǎn)端處的溝槽中以提供潤滑油而解決了上述問題。艮口，在本發(fā)明中，溝槽以這樣的方式設(shè)置在保持架的一個(gè)端面上， 以便圍繞保持架的旋轉(zhuǎn)中心周向延伸，所述溝槽通過其底部與所述兜 孔各自連通，并且噴嘴遠(yuǎn)端從一個(gè)端面?zhèn)炔迦氲綔喜壑?。該?gòu)造產(chǎn)生 這樣的狀態(tài)，其中位于噴嘴遠(yuǎn)端處的開口與兜孔的內(nèi)部各自連通。根 據(jù)該構(gòu)造，當(dāng)滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于位于噴嘴插入側(cè)上的保持架中的 開口和兜孔中的開口之間沒有速度差，因此在噴嘴開口的溝槽部分中 幾乎不產(chǎn)生對(duì)氣流的干擾和負(fù)壓，由此，從位于噴嘴遠(yuǎn)端處的開口提
供的潤滑油以可靠的方式到達(dá)滾動(dòng)元件，并且如此提供的幾乎全部潤 滑油都用于滾動(dòng)軸承的潤滑。另外，如其橫截面所示，溝槽隨著其接近滾動(dòng)元件而朝向外環(huán)擴(kuò) 展得更寬，或者溝槽隨著其接近滾動(dòng)元件而延伸得更靠近外環(huán)，因此， 在溝槽內(nèi)通過離心力產(chǎn)生導(dǎo)向滾動(dòng)元件的氣流，并且使從位于噴嘴遠(yuǎn) 端處的開口提供的潤滑油以可靠的方式流向滾動(dòng)元件.本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明，在包括噴嘴和泵的滾^軸承中，所述噴嘴以這樣的 方式插到軸承的內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間，以便在于所述內(nèi)外環(huán)之間限定的環(huán) 形空間內(nèi)開口，所述泵用于通過噴嘴提供儲(chǔ)存在油箱中的潤滑油，由 于溝槽以這樣的方式形成在保持架的一個(gè)端面?zhèn)壬?，即沿著保持架?整個(gè)周邊周向延伸并且與所述兜孔各自連通，其中所述保持架通過將 滾動(dòng)元件各自容納在所述兜孔中，而將該滾動(dòng)元件以恒定間隔保持在 內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間，噴嘴插入到形成在其遠(yuǎn)端處的溝槽內(nèi)，在位于噴嘴 遠(yuǎn)端的開口處產(chǎn)生這樣的狀態(tài)，其中與具有自潤滑功能的傳統(tǒng)滾動(dòng)軸 承相比，很難產(chǎn)生對(duì)氣流的干擾和負(fù)壓，因此，從位于噴嘴遠(yuǎn)端處的 開口提供的潤滑油以可靠的方式到達(dá)滾動(dòng)元件以便促進(jìn)滾動(dòng)軸承的潤 滑，從而可以通過提供少量潤滑油有效潤滑滾動(dòng)軸承。結(jié)果，在油箱 不能重注潤滑油的供油單元的情況中，可以延長儲(chǔ)存在油箱中的潤滑 油的壽命，而在油箱可以重注潤滑油的供油單元的情況中，可以延長 重注潤滑油的時(shí)間間隔。


圖1是本發(fā)明應(yīng)用于徑向滾珠軸承的實(shí)施例的軸向平行剖視圖。 圖2是圖1所示實(shí)施例中的外環(huán)間隔物3的前視圖，其由從圖1 左側(cè)觀察而得。圖3是顯示本發(fā)明實(shí)施例中的供油單元4的總體構(gòu)造的示意圖，其中一起顯示了表示機(jī)械構(gòu)造的示例性圖形和表示電氣構(gòu)造的框圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的保持架14的透視圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的同一保持架14的局部剖視圖，其由從與圖4所示保持架相對(duì)的端側(cè)觀察而得。圖6是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的主體部分的軸向平行剖視圖。圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例的主體部分的軸向平行剖視圖。圖8是顯示本發(fā)明應(yīng)用于使用冠狀保持架的滾動(dòng)軸承時(shí)的溝槽形成實(shí)例的透視圖。圖9是軸向平行剖視圖，其顯示了供油單元整合到滾動(dòng)軸承自身內(nèi)部中的實(shí)例。圖IO是軸向平行剖視圖，其顯示了包括自潤滑功能的傳統(tǒng)滾動(dòng)軸 承裝置的構(gòu)造實(shí)例。圖11是傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承的前視圖，其由從圖IO右側(cè)觀察而得。1:徑向滾珠軸承;11，110:內(nèi)環(huán)；12，120:外環(huán)；13:滾動(dòng)元件；14，140:保持架；14a，l術(shù)兜孔；14b，140b:溝槽；14c:開口；14d:外側(cè)壁；2:內(nèi)環(huán)間隔物；3:外環(huán)間隔物；4:供油單元；41:油箱；42:泵；43:噴嘴；44:驅(qū)動(dòng)電路
具體實(shí)施方式
在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是本發(fā)明應(yīng)用于徑向滾珠軸承的實(shí)施例的軸向平行剖視圖， 圖2是徑向滾珠軸承的外環(huán)間隔物3的前視圖，其由從圖1左側(cè)觀察 而得。該實(shí)施例顯示了供油單元4設(shè)置在外環(huán)間隔物3上的實(shí)例，在徑向滾珠軸承1中內(nèi)環(huán)間隔物2和外環(huán)間隔物3彼此相鄰設(shè)置，所述外 環(huán)間隔物3構(gòu)成軸承1的固定側(cè)ii的間隔物。徑向滾珠軸承1具有這 樣的結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)滾動(dòng)元件(球)13沿圓周方向以預(yù)定間隔保持在 內(nèi)環(huán)11和外環(huán)12之間，同時(shí)各自容納在形成于保持架14中的多個(gè)兜 孔14a中，在該實(shí)施例中，外環(huán)12整合在外殼H中作為固定環(huán)，并且 軸S固定到內(nèi)環(huán)11的內(nèi)圓周表面上。供油單元4主要由用于儲(chǔ)存潤滑油的油箱41，泵42，安裝在泵 42排出口處的噴嘴43和用于泵42的驅(qū)動(dòng)電路44組成，其中所述泵通 過管41a與油箱41連通以便吸出并排放儲(chǔ)存在油箱41中的潤滑油， 供油單元4的這些組成構(gòu)件沿外環(huán)間隔物3的內(nèi)圓周表面固定于其上。 噴嘴43插入到在位于其遠(yuǎn)端部分處的保持架中形成的溝槽14b中，如 稍后所描述的那樣。圖3顯示了供油單元4的總體構(gòu)造實(shí)例，其中一起顯示了表示機(jī) 械構(gòu)造的示例性圖形和表示電氣構(gòu)造的框圖。泵42由泵室42a、形成泵室42a的一個(gè)壁部的隔膜42b，貼附于 隔膜42b上的壓電元件42c和設(shè)置在泵室42a和管41a之間的連接部分 處的止回閥42d構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)電路44包括供電電池44a并且將例如矩形 電壓信號(hào)提供給壓電元件42c。在該構(gòu)造中，當(dāng)矩形電壓信號(hào)施加給壓 電元件42c時(shí)，隔膜42b如圖所示垂直移動(dòng)。當(dāng)隔膜42b向上移動(dòng)時(shí)， 油箱41中的潤滑油經(jīng)由止回閥42d和管41a吸入泵室42a，而當(dāng)隔膜 在其向上移動(dòng)之后向下移動(dòng)時(shí)，泵室42a中的潤滑油排向噴嘴43，以 便從噴嘴43的遠(yuǎn)端開口 43a供向保持架14。當(dāng)潤滑油由泵42排出時(shí)， 由于止回閥42d的存在，可以在任何情況下防止泵室42a中的潤滑油 返回到管41a偵"要提供給徑向滾珠軸承1的潤滑油量是極少量的， 約為30nl/min。另外，根據(jù)使用情況，潤滑油供應(yīng)量可以改為幾百pl 到幾百nl/min。該實(shí)施例的保持架14為樹脂制保持架，如作為保持架透視圖的圖 4，以及作為從圖4的相對(duì)端面?zhèn)扔^察的局部剖視圖的圖5所示，溝槽 14b以這樣的方式形成在保持架的一個(gè)端面?zhèn)壬?，以便沿著保持架的?個(gè)周邊圍繞其旋轉(zhuǎn)中心周向延伸。該溝槽到達(dá)位于其底部的兜孔14a 并隨后分別朝向兜孔14a的內(nèi)部開口。圖5中的參考數(shù)字14c表示位于 兜孔14a的內(nèi)圓周表面上的溝槽14b中的開口 。噴嘴43隨后從保持架 14的一個(gè)端面?zhèn)炔迦霚喜?4b中(其間具有微小間隙)，以到達(dá)溝槽 14b的底部附近，即，位于其遠(yuǎn)端開口處的兜孔14a的內(nèi)圓周表面中的 開口 14c，并且在此開口。根據(jù)迄今為止己經(jīng)描述過的構(gòu)造，滾動(dòng)元件13在向心止推軸承1 的內(nèi)環(huán)11旋轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)且同時(shí)繞其軸線旋轉(zhuǎn)，并且保持架14也伴隨滾 動(dòng)元件13的滾動(dòng)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因?yàn)閲娮?3遠(yuǎn)端處的開口位于保持架 14的溝槽14b中，幾乎不會(huì)對(duì)氣流產(chǎn)生干擾(否則，該干擾將伴隨向 心止推軸承1的旋轉(zhuǎn)而在噴嘴開口附近產(chǎn)生)，并且很難產(chǎn)生負(fù)壓。 因此，從噴嘴遠(yuǎn)端處的開口提供的幾乎全部潤滑油通過與位于溝槽14b 底部處的兜孔14a連通的開口 14c到達(dá)滾動(dòng)元件13，以便促進(jìn)徑向滾 珠軸承1的潤滑，從而能夠通過提供少量潤滑油有效地潤滑徑向滾珠 軸承1。在此，如果將溝槽14b的構(gòu)造設(shè)計(jì)為借助于徑向滾珠軸承1的旋 轉(zhuǎn)形成朝向溝槽14b內(nèi)的滾動(dòng)元件13的氣流，則可以使從噴嘴43提
供的潤滑油以更可靠的方式粘附到滾動(dòng)元件上。圖6和7的軸向平行 剖視圖中顯示了這種構(gòu)造的實(shí)施例。在圖6所示實(shí)施例中，形成于保持架14內(nèi)的溝槽14b的兩個(gè)側(cè)壁 中面向外環(huán)12的外部側(cè)壁或側(cè)壁14b制成這樣的壁，該壁隨著其接近 滾動(dòng)元件13而越發(fā)向外傾斜。在具有這種截面形狀的溝槽14b中，通 過與徑向滾珠軸承1的旋轉(zhuǎn)相關(guān)的保持架14的轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生沿著向外傾 斜的側(cè)壁14d導(dǎo)向滾動(dòng)元件13的氣流，因此，從噴嘴43遠(yuǎn)端處的開 口提供的潤滑油以可靠的方式隨氣流流動(dòng)到滾動(dòng)元件13。另外，利用 向外傾斜的側(cè)壁14d，粘附到側(cè)壁14d上的潤滑油通過由于保持架14 旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力導(dǎo)向滾動(dòng)元件13，因此，在這方面，也能夠?qū)崿F(xiàn)潤 滑油的有效利用。另一方面，在圖7所示實(shí)施例中，為了使形成于保持架14中的溝 槽14b在其接近滾動(dòng)元件13時(shí)延伸得更靠近外環(huán)12，接近滾動(dòng)元件 13定位的溝槽Hb的至少一部分向外傾斜。即使在溝槽14b的兩個(gè)側(cè) 壁都延伸得更靠近外環(huán)12的情況下，如同上述實(shí)例一樣，在溝槽14b 中也產(chǎn)生導(dǎo)向外環(huán)12的氣流，并且使?jié)櫥腿菀椎氐竭_(dá)滾動(dòng)元件13。 另外，由于粘附到溝槽14b兩側(cè)上的潤滑油也導(dǎo)向滾動(dòng)元件13，因此 能夠?qū)崿F(xiàn)潤滑油的有效利用。這里，在各實(shí)施例中，盡管樹脂制保持架描述為作為保持架14使 用，但是毫無疑問，也可以使用其他不同類型的材料，例如黃銅和低 碳鋼。另外，本發(fā)明還可以應(yīng)用于冠狀保持架。圖8中的透視圖顯示 了本發(fā)明應(yīng)用于冠狀保持架的實(shí)施例。該冠狀保持架140具有這樣的 結(jié)構(gòu)，其中支柱部分142突出以便形成兜孔140a，當(dāng)使用如圖所示的 冠狀保持架140時(shí)，溝槽140b只能形成在位于保持架底座141側(cè)的端 面上，其中溝槽140b的底部與各兜孔140a連通。另外，在迄今為止已經(jīng)描述過的實(shí)施例中，盡管供油單元4描述
為固定到外環(huán)間隔物3上，但是供油單元4可以整合到滾動(dòng)軸承中。圖9顯示了該實(shí)施例的軸向平行剖視圖。在圖9所示實(shí)施例中，當(dāng)與 正常徑向滾珠軸承相比時(shí)，內(nèi)環(huán)110和外環(huán)120在其一個(gè)軸向端面?zhèn)?上延伸相同的距離，與上述實(shí)施例中所述供油單元類似的供油單元4 整合到在內(nèi)環(huán)110和外環(huán)120的延伸部之間限定的環(huán)形空間內(nèi)。在該 實(shí)施例中，外環(huán)120描述為作為固定環(huán)使用，因此，供油單元4的組 成構(gòu)件固定到外環(huán)120的內(nèi)圓周表面上。還是在該構(gòu)造中，與上述實(shí) 施例中的溝槽類似的溝槽14b形成在保持架14中，噴嘴43插入到在 其遠(yuǎn)端部分處形成的溝槽14b的內(nèi)部，從而能夠提供與上述實(shí)施例所 提供功能和優(yōu)點(diǎn)相同的功能和優(yōu)點(diǎn)。另外，毫無疑問，本發(fā)明可以等同地應(yīng)用于除了徑向滾珠軸承之 外的其他滾動(dòng)軸承，例如深槽滾珠軸承、短圓柱滾子軸承和錐形滾柱 軸承。
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)軸承裝置，包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)；多個(gè)滾動(dòng)元件，其滾動(dòng)設(shè)置在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間；保持架，其設(shè)置在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間，并且形成有多個(gè)兜孔和溝槽，所述多個(gè)兜孔用于分別容納所述多個(gè)滾動(dòng)元件，所述溝槽在保持架的一個(gè)端面?zhèn)壬侠@其旋轉(zhuǎn)中心沿著保持架的整個(gè)周邊周向延伸，與所述多個(gè)兜孔連通并且包括底部；噴嘴，其具有插入到所述溝槽中的遠(yuǎn)端部分；和泵，其與用于儲(chǔ)存潤滑油的油箱連通，用于將儲(chǔ)存在油箱中的潤滑油經(jīng)由噴嘴提供給滾動(dòng)元件。
2. 如權(quán)利要求l所述的滾動(dòng)軸承裝置，其中所述溝槽沿滾動(dòng)軸承 的軸向方向朝向滾動(dòng)元件延伸。
3. 如權(quán)利要求l所述的滾動(dòng)軸承裝置，其中所述溝槽的橫截面形 狀形成為這樣的形狀，該形狀隨著溝槽接近滾動(dòng)元件而朝向外環(huán)擴(kuò)展 得更寬。
4. 如權(quán)利要求l所述的滾動(dòng)軸承裝置，其中所述溝槽隨著其接近 滾動(dòng)元件而延伸得更靠近外環(huán)。
全文摘要
溝槽形成在包括多個(gè)用于保持各滾動(dòng)元件的兜孔的保持架的一個(gè)端面?zhèn)壬希鰷喜垩乇３旨艿恼麄€(gè)圓周圍繞其旋轉(zhuǎn)中心周向延伸，并且具有與所述多個(gè)兜孔各自連通的底部，供油單元的噴嘴的遠(yuǎn)端部分插入到所述溝槽中，因此，當(dāng)滾動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，抑制了在噴嘴開口附近產(chǎn)生對(duì)氣流的干擾和負(fù)壓，使得從噴嘴提供的潤滑油以可靠的方式到達(dá)滾動(dòng)元件。
文檔編號(hào)F16N7/32GK101120179SQ20068000476
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月15日
發(fā)明者上野弘, 浦野寬幸, 鈴木數(shù)也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特