滾動軸承裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供滾動軸承裝置，該滾動軸承裝置包括滾動軸承、和形成于外圈襯圈的潤滑劑積存部。在潤滑劑積存部收納配置有包含原油、膠化劑以及水的潤滑劑。潤滑劑具有均勻的原油濃度，其原油濃度為40～50wt％。
【專利說明】滾動軸承裝置
[0001] 本發(fā)明基于2013年4月19日在日本提出申請的日本專利申請No. 2013-088592 主張優(yōu)先權，上述優(yōu)先權文件的全部內容，包括說明書、附圖以及摘要均通過援引被包含于 本發(fā)明。

【技術領域】
[0002] 本發(fā)明涉及滾動軸承裝置。

【背景技術】
[0003] 以往，在機床的主軸等中使用的滾動軸承裝置中，公知有內置有潤滑劑封入型的 潤滑機構的滾動軸承裝置。作為這種潤滑劑封入型的滾動軸承裝置，例如公知有日本特開 2006-234072號公報所示的滾動軸承裝置。滾動軸承裝置包括：滾動軸承；以及在內部形成 有潤滑劑積存部的潤滑劑積存部形成部件。潤滑劑積存部形成部件與外圈鄰接配置。在潤 滑劑積存部收納配置有潤滑劑。
[0004] 在日本特開2006-234072號公報中，作為配置于潤滑劑積存部的潤滑劑，采用在 液狀的原油（潤滑油）中分散增稠劑而得的潤滑脂。在謀求高速旋轉性能的機床中，需要 不中斷地長期朝滾動軸承的內部持續(xù)供給原油。然而，本申請發(fā)明人通過使用與日本特開 2006-234072號公報同等的滾動軸承裝置進行滾動疲勞壽命試驗發(fā)現：在從試驗開始經過 了長期間后的時刻，在某些滾動軸承裝置呈現潤滑不良。通過對產生潤滑不良的滾動軸承 裝置進行分析發(fā)現：潤滑劑積存部內的潤滑劑的油分率幾乎并未降低。即，推測其原因在于 潤滑劑積存部內的潤滑劑所含的原油朝滾動軸承內部的供給效率差，結果產生潤滑不良。 并且，認為其原因在于原油從潤滑劑滲出的滲出效率差。
[0005] 另一方面，為了提高原油朝滾動軸承內部的供給效率，也考慮在潤滑劑積存部僅 積存原油（即作為潤滑劑僅使用原油）。然而，在該情況下，存在設置用于使原油不泄漏而 進行收納的密封構造層潤滑劑積存部的構造復雜化的顧慮。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種通過提高原油從潤滑劑的滲出效率能夠長期地 朝滾動軸承的內部持續(xù)供給原油、由此實現了長壽命化的滾動軸承裝置。
[0007] 本發(fā)明的一個方式的滾動軸承裝置的構造上的特征在于，上述滾動軸承裝置具 備：滾動軸承，該滾動軸承具有內圈、外圈以及配置在上述內圈和上述外圈之間的多個滾動 體；以及潤滑劑積存部，該潤滑劑積存部形成在上述內圈和上述外圈的固定側或者與該固 定側鄰接的部件，在上述潤滑劑積存部收納配置有包含原油、膠化劑以及水的潤滑劑。
[0008] 通過以下的參照附圖對【具體實施方式】的說明能夠清楚本發(fā)明的上述的和進一步 的特征以及優(yōu)點，其中，相同的標號表示相同的部件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的滾動軸承裝置的剖視圖。
[0010] 圖2是從使用開始起經過長期間后的潤滑劑積存部的內部的剖視圖
[0011] 圖3是本發(fā)明的第二實施方式所涉及的潤滑劑積存部的內部的剖視圖。
[0012] 圖4是從使用開始起經過長期間后的潤滑劑積存部的內部的剖視圖。
[0013] 圖5是本發(fā)明的第三實施方式所涉及的潤滑劑積存部的內部的剖視圖。

【具體實施方式】
[0014] 以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。
[0015] 圖1是本發(fā)明的一個實施方式所涉及的滾動軸承裝置1的剖視圖。滾動軸承裝置 1例如是支承機床的主軸（滾動軸承所被支持的軸）2的裝置。滾動軸承裝置1包括滾動軸 承3、和潤滑劑貯存部件（與固定側鄰接的部件）4。上述滾動軸承3是角接觸球軸承構成。 上述潤滑劑貯存部件4與滾動軸承3鄰接設置。
[0016] 如圖1所示，滾動軸承3包括內圈5、外圈（內圈與外圈的固定側）6、滾動體7、圓 筒狀的保持器8以及密封件9。上述內圈5的內周外嵌于主軸2。上述外圈6的外周內嵌于 機床的殼體（未圖不）。上述滾動體7夾設在內圈5與外圈6之間。上述保持器8將多個 滾動體7在圓周方向Y隔開一定間隔保持。上述密封件9對上述內圈5與外圈6之間的環(huán) 狀空間的軸向（主軸2的軸向）X的一方端（圖1的右端）進行密封。另外，在圖1中，作 為滾動軸承3采用角接觸型的球軸承。然而，代替于此也可以采用深溝球軸承，除此之外， 也可以使用圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承等。
[0017] 在內圈5的外周面的軸向X中央部形成有供滾動體7滾動的內圈滾道面10。在內 圈5的外周面的軸向X的兩端部形成有第一密封件槽11。密封件9的內周部（密封唇）嵌 入于軸向X-方側（圖1右側）的第一密封件槽11。內圈5以及后面敘述的內圈襯圈26 由分別固定于主軸2的襯圈K1、K2在軸向X定位。
[0018] 在外圈6的內周面的軸向X中央部形成有用于使?jié)L動體7滾動的外圈滾道面（固 定側的滾道面）13。在外圈6的內周的軸向X兩端部形成有第二密封件槽15。密封件9的 外周部（密封唇）嵌入軸向X-方側（圖1的右側）的第二密封件槽15。內圈襯圈與外圈 6的軸向X另一方側（圖1的左側）鄰接配置。
[0019] 軸向X另一方側（圖1的左側）的第二密封件槽15作為能夠積存潤滑劑GL的環(huán) 狀槽30 (外圈滾道面13的周圍）發(fā)揮功能。環(huán)狀槽30由設置在外圈6的軸向X另一端部 (圖1的左側部）的階梯部22形成。階梯部22與外圈6的軸向X另一端面（圖1的左端 面）相連。在環(huán)狀槽30填充有潤滑劑GL。
[0020] 潤滑劑貯存部件4包含外圈襯圈12和貯油環(huán)16。貯油環(huán)16借助螺栓（未圖示） 被固定于外圈襯圈12。外圈襯圈12是與外圈6的另一端面（圖1的左端面）抵接、且外 周與機床的殼體（未圖示）嵌合的圓筒部件。外圈襯圈12以及外圈6借助被固定于殼體 (未圖示）的定位部件（未圖示）在軸向X被定位。
[0021] 貯油環(huán)16形成為以主軸2的中心軸線C為中心的圓筒狀。貯油環(huán)16具備圓筒狀 的底部27、圓環(huán)板狀的第一側壁20、以及圓環(huán)板狀的第二側壁21。上述底部27包圍內圈襯 圈26的外周。上述第一側壁20從底部27的軸向X -端部（圖1的右端部）朝徑向外側 突出。上述第二側壁21從底部27的軸向X另一端部（圖1的左端部）朝徑向外側突出。 第二側壁21的外周端與外圈襯圈12的內周面24抵接。利用底部27的外周壁、第一側壁 20的內壁、第二側壁21的內壁劃分形成外周側開口的環(huán)狀的潤滑劑收納槽18。進而，利用 潤滑劑收納槽18和外圈襯圈12的內周面24形成用于積存潤滑劑GL的由環(huán)狀空間形成的 潤滑劑積存部19。
[0022] 貯油環(huán)16的第一側壁20進入滾動軸承3的內部、即內圈5與外圈6之間。更詳 細地說，第一側壁20配置在環(huán)狀槽30的徑向內側。第一側壁20的外周端的直徑設定成比 外圈襯圈12的內徑（內周面24的直徑）小徑。
[0023] 在潤滑劑積存部19、在軸向X -方端且是外周端形成有與滾動軸承3的階梯部 22 (環(huán)狀槽30)對置的開口 31。具體地說，開口 31由外圈襯圈12的內周面24的軸向X - 方端（圖1的右端）和第一側壁20的外周端形成。開口 31接近外圈6的第二密封件槽15 配置。開口 31連通潤滑劑積存部19的內部的外周側部分和環(huán)狀槽30的內部。
[0024] 潤滑劑GL包含原油（液體）、水、膠化劑以及鈣水溶液（2wt%濃度）。借助膠化 劑的作用，原油以及水以均勻的混合狀態(tài)凝膠化。潤滑劑GL形成為比原油粘度高且流動性 少的狀態(tài)。結果，潤滑劑GL在具有形狀保持性的狀態(tài)下被收納于潤滑劑積存部19。配置 于潤滑劑積存部19的潤滑劑GL具有均勻的原油濃度。作為原油，能夠采用酯、聚〇_烯 烴等。并且，作為膠化劑，例如能夠采用水溶性的天然高分子多糖類結冷膠（例如"Kelco gum"（商標，CP Kelco社））。另外，作為膠化劑，也能夠采用卡拉膠、瓊脂等其他的膠化劑。 潤滑劑GL的原油濃度為40?5〇Wt%。對于例如原油濃度4〇 Wt%的潤滑劑GL，原油、膠化 齊U、水以及鈣水溶液（2wt% )的配合比率（重量比）例如為20 :30 :1 :1。
[0025] 潤滑劑GL所含的水隨著時間推移而蒸發(fā)。進而，伴隨著水的蒸發(fā)，原油從潤滑劑 GL滲出。原油從原油濃度40?50wt%的潤滑劑GL滲出的效率比作為潤滑劑采用在原油 中分散增稠劑而得到的潤滑脂的情況下的原油的滲出效率高。潤滑劑GL例如以下述方式 制作。
[0026] 首先，向容器中加入膠化劑以及水。在膠化劑充分地溶解于水后，加入原油以及鈣 水溶液，并使它們的混合液升溫至規(guī)定的高溫（例如90°C)。進而，經由桿對他們的混合液 施加超音波振動。借助伴隨著超音波振動的沖擊波，混合液中的液滴微粒化，由此，混合液 被攪拌，原油和水混合（乳化）。
[0027] 但是，當作為膠化劑采用高粘性的膠化劑的情況下，僅借助超音波振動，原油和水 并不充分混合，因此，借助利用攪拌桿、攪拌翼強制地生成的剝離漩渦對混合液進行攪拌。 在混合液的攪拌后，使該混合液流入外圈襯圈（襯圈）12的C油環(huán)16而放置冷卻。此時， 當外圈襯圈12內的混合液降溫至大于40°C時，在混合液中，開始凝膠化，通過混合液的凝 膠化，生成潤滑劑GL。
[0028] 另外，作為潤滑劑GL，對包含鈣水溶液的潤滑劑進行了說明，但是，鈣水溶液并非 必須的結構，也可以用原油、水以及膠化劑構成潤滑劑GL。圖2是從使用開始經過長期間后 的潤滑劑積存部19內部的剖視圖。在配置于潤滑劑積存部19的潤滑劑GL中，從靠近開口 31的一側開始，水蒸發(fā)、且原油滲出。因此，如圖2所示，配置于潤滑劑積存部19的潤滑劑 GL從靠近開口 31的一側開始依次被消耗而消失。
[0029] 如圖1以及圖2所示，從潤滑劑積存部19的潤滑劑GL滲出的原油根據來自環(huán)狀 槽30的潤滑劑GL的原油的消耗而經由開口 31被供給至環(huán)狀槽30。進而，從潤滑劑積存部 19的潤滑劑GL滲出的原油移動至環(huán)狀槽30的潤滑劑GL。
[0030] 來自于貯存于環(huán)狀槽30的潤滑劑GL的原油被朝外圈滾道面13牽引而移動。因 此，潤滑劑積存部19的潤滑劑GL也通過環(huán)狀槽30被持續(xù)地朝外圈滾道面13供給。結果， 能夠長期地維持內圈滾道面10、外圈滾道面13以及滾動體7的良好的潤滑狀態(tài)。
[0031] 綜上，根據該實施方式，通過在原油和水的混合狀態(tài)下借助膠化劑的作用使原油 以及水凝膠化，得到具有形狀保持性且原油和水混合而成的潤滑劑。這種包含原油、膠化劑 以及水的潤滑劑GL被收納于潤滑劑積存部19。潤滑劑GL所含的水隨著時間推移而蒸發(fā)， 伴隨著該蒸發(fā)，原油從潤滑劑GL滲出。因此，能夠使原油從潤滑劑GL高效地滲出。因此， 能夠將潤滑劑GL所含的原油良好地朝外圈6的外圈滾道面13供給。
[0032] 并且，從潤滑劑GL滲出的原油的量伴隨著來自潤滑劑GL的水的蒸發(fā)量的增加而 增大。當搭載有滾動軸承裝置1的機床動作時，伴隨著主軸2旋轉時的摩擦熱等的產生，潤 滑劑積存部19變得高溫，因此，來自潤滑劑GL的水的蒸發(fā)量增大，結果，從潤滑劑GL滲出 的原油的量增大。因而，在工作機構動作時，來自于潤滑劑GL的原油的滲出被促進，因此， 能夠將來自于配置在潤滑劑積存部19的潤滑劑GL的原油良好且高效地供給。
[0033] 綜上，能夠長期地良好地朝外圈6的外圈滾道面13持續(xù)供給原油，因此能夠提供 實現了長壽命化的滾動軸承裝置1。圖3是本發(fā)明的第二實施方式所涉及的潤滑劑積存部 19內部的剖視圖。在第二實施方式中，對與前述的第一實施方式中示出的各部分對應的部 分標注與圖1以及圖2的情況相同的標號而示出，并省略說明。
[0034] 該第二實施方式的特征在于，在軸向X上，配置于潤滑劑積存部19的潤滑劑GLB 的原油濃度不同。具體地說，潤滑劑GLB設置成，在軸向X上，越是從開口 31離開（越是趨 向圖3所示的左側）則原油濃度越是變高。更具體地說，在軸向X上，潤滑劑GLB從與滾 動軸承3相反側（圖3所示的左側）開始依次被劃分成例如4個潤滑劑塊BL1、BL2、BL3、 81^4。4個潤滑劑塊此1、81^2、81^3、81^4的原油濃度互不相同。潤滑劑塊此1的原油濃度例 如為5〇 Wt%，潤滑劑塊BL2的原油濃度例如為40?3〇Wt%。潤滑劑塊BL3的原油濃度例 如為30?2〇 Wt%，潤滑劑塊BL4的原油濃度例如為0. 5wt%。換言之，在軸向X上，越是從 開口 31離開則越是配置高原油濃度的潤滑劑塊BL1、BL2、BL3、BL4。各潤滑劑塊BL1、BL2、 BL3、BL4的與圓周方向正交的截面形狀呈大致矩形。
[0035] 上述多個潤滑劑塊BL1、BL2、BL3、BL4通過下述方式形成：使用在第一實施方式 中說明了的制作方法制作原油濃度互不相同的潤滑劑，并將制作后的多個潤滑劑的塊BL1、 BL2、BL3、BL4沿著軸向X依次排列配置。
[0036] 與前述的第一實施方式的情況同樣，在配置于潤滑劑積存部19的潤滑劑GLB中， 潤滑劑GLB從靠近開口 31的一側開始依次被消耗而消失。因此，在剛剛開始使用后，靠近 開口 31的一側的潤滑劑GLB的原油濃度低，因此來自于潤滑劑GLB的原油的滲出量少。然 而，在剛剛開始使用后，主要是從配置于環(huán)狀槽30的潤滑劑GL滲出的原油被朝外圈滾道面 13供給，因此，即便來自于潤滑劑GLB的原油的滲出量少，滾動軸承3的潤滑狀態(tài)也保持良 好。
[0037] 圖4是從使用開始起經過長期間后的潤滑劑積存部19內部的剖視圖。圖4(a)示 出從使用開始起經過規(guī)定的第一時間（例如5000消失）后的狀態(tài)。圖4(b)示出從使用開 始起經過規(guī)定的第二時間（第二時間>第一時間。例如7000小時）后的狀態(tài)。在圖4(a) 中，原油濃度低的潤滑劑塊BL3、BL4完全消失，原油濃度最高的潤滑劑塊BL1幾乎全部殘 存、且原油濃度第二高的潤滑劑塊BL2-部分殘存。并且，在圖4(b)中，潤滑劑塊BL2、BL3、 BL4完全消失，僅原油濃度最高的潤滑劑塊BL1-部分殘存。即，如圖4(a)以及圖4(b)所 示，在從使用開始起經過長期間（例如5000小時、7000小時）后的時刻，配置于潤滑劑積存 部19 (殘存）的潤滑劑GLB的原油濃度高，結果，從潤滑劑GLB滲出的原油的量多。因此， 能夠長期地良好地朝外圈滾道面13持續(xù)地供給原油。
[0038] 并且，通過將原油濃度互不相同的多個潤滑劑塊BL1、BL2、BL3、BL4沿軸向X依次 排列配置，能夠簡單地實現潤滑劑積存部19的潤滑劑GLB的原油濃度越是靠近外圈滾道面 13則越高的結構。另外，也可以將最靠開口 31側的潤滑劑塊BL4形成為由原油濃度0%的 潤滑劑（不含原油成分的潤滑劑）形成的潤滑劑塊。
[0039] 并且，舉例示出將潤滑劑GLB區(qū)分成4個階段的情況，但也可以區(qū)分成2個階段、3 個階段，也可以區(qū)分成5個階段以上。圖5是本發(fā)明的第三實施方式所涉及的潤滑劑積存 部19內部的剖視圖。在圖5中，對與前述的第一實施方式所示的各部分對應的部分標注與 圖1以及圖2的情況相同的標號而示出，并省略說明。
[0040] 該第三實施方式設置成：在軸向X上，配置于潤滑劑積存部19的潤滑劑GLG越是 從開口 31離開則原油濃度越高。在該點上，第三實施方式與第二實施方式是共通的。在第 三實施方式中，配置于潤滑劑積存部19的潤滑劑GLG在軸向X上具有隨著趨向從開口 31 離開的方向而連續(xù)變高的原油濃度的濃度斜度。具體地說，潤滑劑GLG設置成隨著趨向從 開口 31離開的方向而其原油濃度呈反比例地增大。在該情況下，潤滑劑GLG中的、遠離開 口 31的一側的端部（圖5所示的左端部）的原油濃度例如為50wt%、靠近開口 31的一側 的端部（圖5所示的右端部）的原油濃度例如為0. 5wt%。另外，潤滑劑GLG中的、靠近開 口 31的一側的端部（圖5所示的右端部）的原油濃度也可以是0%。
[0041] 對于潤滑劑GLG的制作方法，采用基于第一實施方式的潤滑劑GL的制作方法的方 法，但是，通過調整混合液攪拌后的冷卻時間，也可以與第一實施方式的制作方法相比較使 從混合液攪拌起到凝膠化為止的時間延遲而進行。具體地說，將混合液的冷卻時間設定得 比第一實施方式的制作方法稍長。通過將冷卻時間設定得長，能夠在收納混合液的容器使 原油和水借助其比重差而（稍稍）上下分離，在混合液的上部形成有原油多的層、且在混合 液的下部形成水多的層。
[0042] 因此，能夠得到具有隨著趨向下方而連續(xù)變高的濃度斜度的凝膠狀的潤滑劑。根 據該第三實施方式，能夠起到與第二實施方式的作用效果同等的作用效果。以上對本發(fā)明 的3個實施方式進行了說明，但本發(fā)明也可以用其他的方式實施。
[0043] 例如，潤滑劑GL、GLB、GLG也可以含有醇，作為醇，能夠舉例示出乙醇、異丙醇。例 如，在制作40wt%的原油濃度的潤滑劑的情況下，原油、水以及醇的混合比例如為2 :2 :1。 并且，也可以在潤滑劑積存部19與環(huán)狀槽30之間架設原油能夠浸透可能的原油介質。這 種原油介質以無紡布（毛氈）、紙、木材等作為材質。
[0044] 并且，也能夠利用與前述的制作方法不同的其他方法制作潤滑劑GL、GLB、GLG。作 為這種其他的制作方法，考慮朝膠化劑的內部直接注入原油。作為該一例，存在使用注射器 等朝膠化劑的內部注入粒狀的原油的方法。
[0045] 在該方法中，當混合液降溫至大約40°C后，在注入于膠化劑的原油中開始凝膠化。 此時，在膠化劑的內部為非凝膠狀的情況下，膠化劑與原油之間的邊界部分凝膠化而膜狀 化。然后，朝該膜中繼續(xù)注入粒狀的原油。原油的注入持續(xù)進行直至膠化劑的內部完全凝 膠化為止。
[0046] 另外，在前述的實施方式中，舉出內圈5以及內圈襯圈26為伴隨著主軸2旋轉的 旋轉側、外圈6以及外圈襯圈12為被固定于殼體（未圖不）的處于靜止狀態(tài)的固定側的情 況為例進行說明。但是，在以外圈6以及外圈襯圈12作為旋轉側、以內圈5以及內圈襯圈 26作為固定側的情況下也能夠應用本申請的發(fā)明。在該情況下，潤滑劑積存部19形成于內 圈襯圈26。
[0047] 除此之外，能夠在請求保護的范圍內施加各種變更。
【權利要求】
1. 一種滾動軸承裝置，其特征在于， 所述滾動軸承裝置具備： 滾動軸承，該滾動軸承具有內圈、外圈以及配置在所述內圈和所述外圈之間的多個滾 動體；以及 潤滑劑積存部，該潤滑劑積存部形成在所述內圈和所述外圈的固定側或者與該固定側 鄰接的部件， 在所述潤滑劑積存部收納配置有包含原油、膠化劑以及水的潤滑劑。
2. 根據權利要求1所述的滾動軸承裝置，其特征在于， 收納配置于所述潤滑劑積存部的所述潤滑劑形成為：在所述滾動軸承所支承的軸的軸 向上，所述潤滑劑的原油濃度不同。
3. 根據權利要求2所述的滾動軸承裝置，其特征在于， 收納配置于所述潤滑劑積存部的所述潤滑劑設置成：在所述軸向上，越是從所述固定 側的滾道面離開則原油濃度越高。
4. 根據權利要求3所述的滾動軸承裝置，其特征在于， 所述潤滑劑積存部形成在與所述固定側鄰接的部件， 所述潤滑劑積存部具有與所述內圈側的固定側對置的開口， 收納配置于所述潤滑劑積存部的所述潤滑劑設置成：在所述軸向上，越是從所述開口 離開則原油濃度越高。
5. 根據權利要求3或4所述的滾動軸承裝置，其特征在于， 收納配置于所述潤滑劑積存部的所述潤滑劑被劃分成原油濃度互不相同的多個潤滑 劑塊， 在所述軸向上，越是從所述滾道面離開則配置原油濃度越高的潤滑劑塊。
6. 根據權利要求3或4所述的滾動軸承裝置，其特征在于， 收納配置于所述潤滑劑積存部的所述潤滑劑具有在所述軸向上隨著從所述滾道面離 開而連續(xù)變高的濃度梯度。
【文檔編號】F16C33/66GK104110440SQ201410150484
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權日:2013年4月19日
【發(fā)明者】美佐田泰治 申請人:株式會社捷太格特