技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具備軸承部、及向該軸承部供給微量的潤滑油的供油單元的滾動軸承裝置。

背景技術(shù)：

作為例如工作機(jī)械的主軸用軸承，使用滾動軸承。如圖5所示，在工作機(jī)械的主軸裝置具有的殼體90中，沿軸向設(shè)有多個滾動軸承91。在圖5所示的主軸裝置中，為了確保滾動軸承91的潤滑性而采用油空氣潤滑。但是，在油空氣潤滑的情況下，空氣消耗產(chǎn)生的運(yùn)行成本增高。另外，需要油空氣供給裝置及空氣清潔單元等附帶設(shè)備，有時設(shè)備成本增高。

因此，作為用于向滾動軸承91進(jìn)行供油的其他手段，已知例如日本特開2004-108388號公報公開的組裝有供油單元的滾動軸承裝置(以下稱為軸承裝置)。該軸承裝置中，在滾動軸承的外圈的內(nèi)周側(cè)安裝有供油單元，滾動軸承(軸承部)和供油單元成為一體。供油單元具備積存潤滑油的罐、及將該罐內(nèi)的潤滑油向內(nèi)圈與外圈之間的環(huán)狀空間排出的泵等。

作為前述的軸承裝置所用的泵，存在圖6所示的泵。該泵90具有本體部91、壓電元件93、振動板94。本體部91具有用于積存潤滑油的內(nèi)部空間92，一側(cè)開口。壓電元件93固定于振動板94。振動板94將本體部91的所述開口封閉而固定于本體部91的一部分。通過壓電元件93動作，使振動板94變形，由此使內(nèi)部空間92的容積變化，能夠使?jié)櫥蛷膰娮?5排出。

如圖6所示，在本體部91上形成有與噴嘴95連接的流路97等。由于形狀復(fù)雜，因此優(yōu)選將本體部91用樹脂制成，通過注塑成形制作。相對于此，振動板94由薄的金屬制構(gòu)件構(gòu)成。這樣，本體部91和振動板94為不同部件，因此這些本體部91和振動板94的固定通過粘接劑96進(jìn)行。

但是，該情況下，通過壓電元件93，振動板94發(fā)生彈性變形而進(jìn)行驅(qū)動。因此，若長期使用，則粘接劑96的粘接強(qiáng)度下降。其結(jié)果是，振動板94可能從本體部91剝離。特別是若周圍的油分、水分附著于粘接劑96，則有時粘接強(qiáng)度進(jìn)一步下降。若振動板94剝離，則有時潤滑油從被剝離的部分漏出。會發(fā)生潤滑油的排出不良。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是，在包括供油單元的滾動軸承裝置中，使供油單元的泵具有的本體部和振動板難以剝離。

本發(fā)明的一方式的滾動軸承裝置的構(gòu)成上的特征為，具備：軸承部，具有內(nèi)圈、外圈、設(shè)置于所述內(nèi)圈與所述外圈之間的多個滾動體、及保持多個所述滾動體的保持器；供油單元，設(shè)置于在所述內(nèi)圈與所述外圈之間形成的環(huán)狀空間的軸向附近，具有用于向該環(huán)狀空間供給潤滑油的泵，所述泵具有：本體部，具有用于積存潤滑油的內(nèi)部空間且一方開口；金屬制的振動板，封閉所述開口，且固定于作為所述本體部的一部分的固定部；及壓電元件，固定于所述振動板，所述本體部中的至少所述固定部為金屬制，該固定部和所述振動板進(jìn)行金屬接合。

附圖說明

前述及后述的本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)通過下面的具體實(shí)施方式的說明并參照附圖而明確，其中，相同的標(biāo)號表示相同的部件。

圖1是滾動軸承裝置的縱剖視圖。

圖2是圖1所示的滾動軸承裝置的橫剖視圖。

圖3是泵的剖視圖。

圖4是從徑向外側(cè)觀察泵的說明圖。

圖5是現(xiàn)有的主軸裝置的縱剖視圖。

圖6是表示現(xiàn)有的泵的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，說明本發(fā)明的滾動軸承裝置的實(shí)施的一方式。圖1是滾動軸承裝置10的縱剖視圖。本實(shí)施方式的滾動軸承裝置10(以下稱為軸承裝置10)能夠旋轉(zhuǎn)地支承工作機(jī)械具有的主軸裝置的主軸(軸7)。軸承裝置10收容于主軸裝置的軸承殼體8內(nèi)。圖1中，以雙點(diǎn)劃線示出軸承殼體8。軸承裝置10具備軸承部20、供油單元40。

軸承部20具有內(nèi)圈21、外圈22、多個球(滾動體)23、及保持這些球23的保持器24。內(nèi)圈21由外嵌于軸7的圓筒狀的構(gòu)件構(gòu)成。內(nèi)圈21具有軸向一側(cè)(圖1中為右側(cè))的內(nèi)圈本體部31、及軸向另一側(cè)(圖1中為左側(cè))的內(nèi)圈延長部32。在內(nèi)圈本體部31的外周形成有軌道槽(以下稱為內(nèi)圈軌道槽25)。本實(shí)施方式中，內(nèi)圈本體部31和內(nèi)圈延長部32為一體不可分的，但也可以是分體的。在設(shè)為分體的情況下，內(nèi)圈延長部32為短圓筒形狀的襯圈。

外圈22由固定于軸承殼體8的內(nèi)周面的圓筒狀的構(gòu)件構(gòu)成。外圈22具有軸向一側(cè)(圖1中為右側(cè))的外圈本體部35、及軸向另一側(cè)(圖1中為左側(cè))的外圈延長部36。在外圈本體部35的內(nèi)周形成有軌道槽(以下稱為外圈軌道槽26)。本實(shí)施方式中，外圈本體部35和外圈延長部36為一體不可分的，但也可以是分體的。在設(shè)為分體的情況下，外圈延長部36為短圓筒形狀的襯圈。

球23介于內(nèi)圈21(內(nèi)圈本體部31)與外圈22(外圈本體部35)之間，在內(nèi)圈軌道槽25及外圈軌道槽26滾動。保持器24由環(huán)狀的構(gòu)件構(gòu)成，沿周向形成有多個兜孔27。在各兜孔27中收容有一個球23。由此，保持器24能夠沿周向并排保持多個球23。

在內(nèi)圈本體部31與外圈本體部35之間形成有第一環(huán)狀空間11。在內(nèi)圈延長部32與外圈延長部36之間形成有第二環(huán)狀空間12。第一環(huán)狀空間11與第二環(huán)狀空間12連續(xù)。在第一環(huán)狀空間11中設(shè)有球23及保持器24。在第二環(huán)狀空間12中設(shè)有供油單元40。構(gòu)成第二環(huán)狀空間12的內(nèi)圈延長部32及外圈延長部36成為收容供油單元40具有的后述的罐42的框體37。

本實(shí)施方式中，內(nèi)圈21與軸7一起相對于外圈22旋轉(zhuǎn)。因此，供油單元40緊貼嵌合而安裝于外圈延長部36的內(nèi)周面。相對于此，在內(nèi)圈延長部32的外周面與供油單元40(后述的環(huán)狀的保持器41)的內(nèi)周面之間設(shè)有微小間隙，不會由于供油單元40而阻礙內(nèi)圈21的旋轉(zhuǎn)。

圖2是圖1的A-A向視的剖視圖。供油單元40作為整體具有圓環(huán)形狀。供油單元40具備保持器41、罐42、及泵43，還具備電路部44及電源部45。供油單元40具備泵43用的罩57。

保持器41例如為樹脂制的環(huán)狀構(gòu)件。保持器41具有短圓筒狀的內(nèi)壁46、短圓筒狀的外壁47、多個分隔壁48a、48b、48c、48d、側(cè)壁48e、48f(參照圖1)。分隔壁48a、48b、48c、48d設(shè)于內(nèi)壁46與外壁47之間。在保持器41中，內(nèi)壁46為存在于徑向內(nèi)側(cè)的壁，外壁47為存在于徑向外側(cè)的壁。通過這些壁，如圖2所示，沿周向形成多個空間K1、K2、K3。

本實(shí)施方式中，由第一空間K1構(gòu)成罐42，在第二空間K2中容納泵43，在第三空間K3中容納電路部44及電源部45。由此，包括保持器41、罐42、泵43、電路部44、電源部45的供油單元40作為一體而構(gòu)成。該供油單元40安裝于外圈延長部36而與軸承部20成為一體。如圖1所示，設(shè)于第二環(huán)狀空間12的供油單元40成為設(shè)于第一環(huán)狀空間11的軸向附近的構(gòu)成。

圖1中，罐42積存用于向第一環(huán)狀空間11供給的潤滑油3，具有積存潤滑油3的積存部49。本實(shí)施方式中，如圖2所示，由內(nèi)壁46的一部分、外壁47的一部分、分隔壁48a、48b、及側(cè)壁48e、48f(參照圖1)包圍的空間成為積存部49。此外，側(cè)壁48e也可以是能夠拆卸的。

罐42在其一部分具有使積存部49的潤滑油3向泵43流出的流出部51(參照圖2)。該流出部51和泵43(未圖示)通過流路而連接。在罐42內(nèi)也可以設(shè)有保持潤滑油3的保持體(例如毛氈或海綿)。由以上，罐42積存潤滑油3，并且能夠?qū)⒎e存的潤滑油3向泵43供給。

圖1中，泵43用于將從罐42供給的潤滑油3向第一環(huán)狀空間11供給(排出)。本實(shí)施方式的泵43具有壓電元件55。通過該壓電元件55進(jìn)行動作，使泵43的內(nèi)部空間54a的容積變化，能夠使該內(nèi)部空間54a的潤滑油3從噴嘴50排出。

圖2中，電源部45具有發(fā)電部45a和二次電池部45b。發(fā)電部45a具有通過內(nèi)圈21旋轉(zhuǎn)而能夠發(fā)電的構(gòu)成。發(fā)生的電力蓄積于二次電池部45b。電路部44由包括被編程的微型計算機(jī)的基板電路構(gòu)成，相對于泵43發(fā)出控制信號(驅(qū)動信號)。即，電路部44相對于壓電元件55提供驅(qū)動電力(施加規(guī)定的電壓)。

對泵43進(jìn)行進(jìn)一步說明。圖3是圖1所示的泵43的剖視圖。泵43具有壓電元件55、振動板56、本體部54、第一閥部58、第二閥部59。壓電元件55為了排出潤滑油3而動作。

本體部54具有第一構(gòu)件71、第二構(gòu)件72。在第二構(gòu)件72上安裝有振動板56。這些第一構(gòu)件71和第二構(gòu)件72由小螺釘(連結(jié)構(gòu)件)74連結(jié)。為了防止泵43內(nèi)的潤滑油3從第一構(gòu)件71與第二構(gòu)件72之間漏出，本體部54具有介于第一構(gòu)件71與第二構(gòu)件之間的密封構(gòu)件73。

本實(shí)施方式的第一構(gòu)件71具有殼體70a、及一對筒部70b、70c。在殼體70a上形成有二個凹部71a、71b。在一方的凹部71a上安裝有第一筒部70b。在另一方的凹部71b上安裝有第二筒部70c。在第一筒部70b上設(shè)有第一閥部58，在第二筒部70c上設(shè)有第二閥部59。

圖4是從徑向外側(cè)觀察泵43的說明圖。如圖3及圖4所示，本實(shí)施方式的第二構(gòu)件72為大致矩形的環(huán)狀(參照圖4)，具有周壁部72a。周壁部72a在整周上包圍與振動板56粘接的壓電元件55而設(shè)置。通過該周壁部72a而構(gòu)成小空間54b。即，被周壁部72a包圍的區(qū)域成為小空間54b。密封構(gòu)件73也與第二構(gòu)件72一致而為環(huán)狀。

(將密封構(gòu)件73夾在中間而)將第一構(gòu)件71和第二構(gòu)件72組裝的狀態(tài)下，泵43的本體部54成為在第二構(gòu)件72側(cè)開口(54e)的構(gòu)成(參照圖3)。振動板56將該開口54e堵塞。被振動板56堵塞的第一構(gòu)件71的內(nèi)部空間54a成為用于在泵43中積存潤滑油3的空間。被振動板56及第二構(gòu)件72的周壁部72a包圍而在一側(cè)(外壁47側(cè))開口的空間成為收容壓電元件55的小空間54b。罩57覆蓋與振動板56粘接的壓電元件55，將在一側(cè)(外壁47側(cè))開口的小空間54b的開口部54c封閉。

由以上，泵43除了壓電元件55以外具有本體部54及振動板56。本體部54成為具有用于積存潤滑油3的內(nèi)部空間54a和收容壓電元件55的小空間54b的構(gòu)成。振動板56成為劃分這些小空間54b和內(nèi)部空間54a的構(gòu)成。

振動板56為金屬制(本實(shí)施方式中為磷青銅制)，與壓電元件55為不同材料。因此，壓電元件55通過粘接劑53而粘接(固定)于該振動板56。通過壓電元件55進(jìn)行動作，而能夠以減小內(nèi)部空間54a的容積的方式使振動板56彈性變化。由此，使內(nèi)部空間54a的潤滑油3從噴嘴50排出。在泵43的使用狀態(tài)下，在內(nèi)部空間54a中潤滑油3處于充滿狀態(tài)。

對第一閥部58及第二閥部59進(jìn)行說明。圖3中，第一閥部58具有內(nèi)筒58b、球58c。內(nèi)筒58b設(shè)于第一構(gòu)件71所包含的筒部70b的內(nèi)周側(cè)。球58c被圖示省略的彈簧向內(nèi)筒58b按壓。第一閥部58作為防止?jié)櫥?從內(nèi)部空間54a通過流路54d流向罐42(參照圖1)側(cè)的逆止閥發(fā)揮功能。第二閥部59具有內(nèi)筒59b、球59c。內(nèi)筒59b設(shè)于第一構(gòu)件71所包含的筒部70c的內(nèi)周側(cè)。球59c被圖示省略的彈簧向內(nèi)筒59b按壓。第二閥部59作為防止?jié)櫥?從噴嘴50側(cè)流向內(nèi)部空間54a的逆止閥發(fā)揮功能。

壓電元件55進(jìn)行動作，通過振動板56的彈性變形而內(nèi)部空間54a的容積減小。通過內(nèi)部空間54a的內(nèi)壓(內(nèi)壓上升)，在第二閥部59中抵抗圖外的彈簧的作用力而使球59c從內(nèi)筒59b背離。由此，內(nèi)部空間54a的潤滑油3通過噴嘴50向泵43外排出。在球59c移動時，筒部70c具有引導(dǎo)該球59c的功能。若使壓電元件55的動作停止，則振動板56的彈性變形被解除。此時，通過內(nèi)部空間54a的內(nèi)壓(內(nèi)壓降低)，在第一閥部58中抵抗圖外的彈簧的作用力而球58c從內(nèi)筒58b背離。由此，潤滑油3從通到罐42(參照圖1)的流路54d向內(nèi)部空間54a供給。在球58c移動時，筒部70b具有引導(dǎo)該球58c的功能。通過反復(fù)進(jìn)行這種動作，泵43能夠向第一環(huán)狀空間11(參照圖1)供給微量的潤滑油3。

如以上所述，本實(shí)施方式的泵43具有本體部54、振動板56、壓電元件55。本體部54具有用于積存潤滑油3的內(nèi)部空間54a。本體部54的一方(第二構(gòu)件72側(cè))開口(54e)。振動板56以將本體部54的所述開口54e封閉的方式固定于本體部54的一部分。將固定有振動板56的所述本體部54的一部分稱為固定部54f。

對泵43的本體部54的構(gòu)成及振動板56相對于該本體部54的安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步說明。如前所述，本體部54具有第一構(gòu)件71、第二構(gòu)件72、密封構(gòu)件73。第二構(gòu)件72是不同于該第一構(gòu)件71的構(gòu)件。密封構(gòu)件73介于這些第一構(gòu)件71與第二構(gòu)件72之間。

圖3中，在第一構(gòu)件71的殼體70a設(shè)有所述閥部58、59，以構(gòu)成在不使壓電元件55進(jìn)行驅(qū)動的狀態(tài)下封閉的內(nèi)部空間54a。在該殼體70a上，除了用于設(shè)置閥部58、59和筒部70b、70c的凹部71a，71b以外，還設(shè)有用于將罐42(參照圖1)和內(nèi)部空間54a連接的流路54d、用于將內(nèi)部空間54a和噴嘴50連接的流路54g。即，殼體70a具有復(fù)雜的形狀。相對于此，第二構(gòu)件72與殼體70a(第一構(gòu)件71)相比為簡單的形狀。即，第二構(gòu)件72作為整體為環(huán)狀，具有周壁部72a。為了將振動板56固定于該第二構(gòu)件72，第二構(gòu)件72具有所述固定部54f。固定部54f為環(huán)狀，周壁部72a從該固定部54f的全周的緣部立起設(shè)置。

振動板56通過金屬接合而固定于第二構(gòu)件72。振動板56在其功能上，即，為了追隨壓電元件55的驅(qū)動而使彈性變形容易，為薄的金屬制(本實(shí)施方式中為磷青銅制)的板狀構(gòu)件。為了使該振動板56相對于第二構(gòu)件72進(jìn)行金屬接合，使第二構(gòu)件72的至少所述固定部54f為金屬制。本實(shí)施方式中，包括固定部54f的第二構(gòu)件72的整體為金屬制，第二構(gòu)件72為與振動板56相同的材質(zhì)(磷青銅制)。

作為在固定部54f的一面?zhèn)容d置振動板56的狀態(tài)，沿著固定部54f與振動板56的邊界，設(shè)置熔融的金屬材料85，使該金屬部件85固化由此使振動板56和固定部54f(第二構(gòu)件72)一體化。即，通過在振動板56與固定部54f之間使金屬部件85焊接，而將振動板56和固定部54f接合(釬焊)。

這樣，在本實(shí)施方式的泵43中，本體部54中的第二構(gòu)件72為金屬制。該第二構(gòu)件72的固定部54f和振動板56被進(jìn)行金屬接合。此外，本體部54中的至少固定部54f為金屬制，該固定部54f和振動板56進(jìn)行金屬接合即可。根據(jù)該構(gòu)成，與以往那樣使用粘接劑將振動板56固定的情況相比，即使長期間使用，振動板56也難以從固定部54f剝離。其結(jié)果是，供油單元40能夠進(jìn)一步提高軸承裝置10的耐久性。

本實(shí)施方式中，使與振動板56進(jìn)行金屬接合的第二構(gòu)件72和第一構(gòu)件71成為不同的構(gòu)件。由此，本體部54(特別是第一構(gòu)件71的殼體70a)的成形變得容易。即，如前所述，需要在殼體70a設(shè)置凹部71a、71b，或設(shè)置流路54d、54g，殼體70a的形狀復(fù)雜。若使殼體70a(第一構(gòu)件71)與第二構(gòu)件72同樣為金屬制，則凹部71a、71b、流路54d、54g的形成困難。因此，通過使這種殼體70a為樹脂制而通過注塑成形來制作，殼體70a的成形變得比較容易。此外，第一構(gòu)件71的筒部70b、70c可以為金屬制，也可以為樹脂制。另外，本實(shí)施方式中，筒部70b、70c與殼體70a為分體的，但也可以為一體的。

可認(rèn)為，若像這樣使第一構(gòu)件71和第二構(gòu)件72為分體的，則殼體70a的成形容易，但另一方面，在使第一構(gòu)件71和第二構(gòu)件72組合的狀態(tài)下，內(nèi)部空間54a的潤滑油3會從它們之間泄漏。但是，本實(shí)施方式中，設(shè)有密封構(gòu)件73，通過該密封構(gòu)件73能夠防止該泄漏。

如圖3所示，泵43如前所述具有小螺釘74作為用于將第一構(gòu)件71的殼體70a和第二構(gòu)件72固定的連結(jié)構(gòu)件。小螺釘74沿第二構(gòu)件72的周向設(shè)置有多處。這些小螺釘74將第一構(gòu)件71的殼體70a和第二構(gòu)件72在相互接近的方向上緊固而固定。

在此處，如前所述，在第一構(gòu)件71與第二構(gòu)件72之間介有密封構(gòu)件73。由此，根據(jù)所述緊固的強(qiáng)弱，密封構(gòu)件73的彈性變形量在局部上不同。因此，可認(rèn)為，在密封構(gòu)件73的壓縮量(緊固量)上產(chǎn)生偏差，或難以將內(nèi)部空間54a的容積設(shè)定為規(guī)定的值。因此，在本實(shí)施方式的泵43具有的本體部54中，通過小螺釘74將第一構(gòu)件71和第二構(gòu)件在相互接近的方向上緊固。若密封構(gòu)件73每到規(guī)定的壓縮量而彈性變形，則第一構(gòu)件71的筒部70b、70c成為與第二構(gòu)件72的固定部54f接觸的構(gòu)成。圖3中，固定部54f的一部分成為與筒部70b、70c接觸的抵接部54h。

這樣，通過小螺釘74將第一構(gòu)件71和第二構(gòu)件72在相互接近的方向上緊固而固定。第二構(gòu)件72的一部分(固定部54f)與第一構(gòu)件71的一部分(筒部70b、70c)接觸。由此，本體部54能夠具有將這些第一構(gòu)件71和第二構(gòu)件72在緊固的方向上相互定位的構(gòu)成。因此，即使在多個小螺釘74的緊固上產(chǎn)生強(qiáng)弱，密封構(gòu)件73的壓縮量也成為恒定，另外，得到如設(shè)定那樣的內(nèi)部空間54a的容積也變得容易。

如以上那樣公開的實(shí)施方式在全部方面都是例示，并不是限制性的。即，本發(fā)明的滾動軸承裝置10不限于圖示的方式，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以為其他的方式的滾動軸承裝置。例如振動板56也可以為其他金屬部件，例如可采用黃銅。該情況下，優(yōu)選第二構(gòu)件72(固定部54f)也為與振動板56相同的金屬材料(黃銅)。用于將它們接合的金屬部件85也優(yōu)選為相同的金屬材料(黃銅)。振動板56與第二構(gòu)件72的金屬接合也可以為不太使母材(振動板56及固定部54f)熔化的釬焊以外的手段。例如，也可以采用壓接、或使母材(振動板56及固定部54f)熔化的焊接(熔接)等冶金上的接合。

前述實(shí)施方式中，對內(nèi)圈21為旋轉(zhuǎn)圈而外圈22為固定圈的情況進(jìn)行了說明。但是，外圈22也可以為旋轉(zhuǎn)圈，內(nèi)圈21也可以為固定圈。該情況下，供油單元40被固定于內(nèi)圈21。對供油單元40在保持器41內(nèi)具備電路部44及電源部45的情況進(jìn)行了說明。但是，電路部44及電源部45的雙方或一方也可以設(shè)于保持器41的外部。該情況下，保持器41內(nèi)的泵43和保持器41的外部通過電纜連接。軸承部20也可以為球軸承以外的軸承，也可以為使?jié)L動體為滾子(圓筒滾子或圓錐滾子)的滾子軸承。

根據(jù)本發(fā)明，供油單元具有的泵的本體部(固定部)和振動板被進(jìn)行金屬接合，因此與以往那樣使用粘接劑將它們固定的情況相比，即使長期間使用，本體部(固定部)和振動板也難以剝離。其結(jié)果是，能夠提高滾動軸承裝置的耐久性。