滚动轴承的润滑方法和润滑装置的制作方法

专利名称：滚动轴承的润滑方法和润滑装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及加工机械用主轴支承部，圆头螺栓支承部等所采用的滚动轴承的润滑方法，润滑装置和空气油润滑结构，以及采用该空气油润滑结构的主轴组件。
背景技术：
滚动轴承的润滑的目的在于在滚动面和滑动面上形成较薄的油膜，防止金属制的内外圈与金属制的滚动体直接接触的情况，获得下述这样的效果。
①降低摩擦和磨耗；②排出摩擦热量；③延长轴承的寿命；④防止生锈；⑤防止异物的侵入。
为了通过润滑，发挥这些效果，必须采用适合轴承的使用条件的润滑方法，并且选定良好的润滑剂，并且，设计适合的密封结构。为了去除润滑剂中的灰尘、防止异物从外部侵入，并且防止润滑剂的泄漏，必须适当地设计密封结构。
一般，在加工机械用主轴的支承所采用的滚动轴承中，为了尽可能地减小润滑油的搅拌造成的发热，将所采用的润滑油量限制在非常小的程度。图7表示这样的滚动轴承的使用润滑油量，与摩擦损失和轴承温度之间的关系。在该图中，润滑油量的区域是按照划分为I～V的方式表示的。在该图中的温度上升最小的油量区域II，采用空气油润滑。
在该空气油润滑中，象图8的系统实例所示的那样，采用带有液位开关的箱134、泵135，以及通过计时器141控制的电磁阀140，针对每个轴承133，正确地对润滑油进行计量，按照适合间距将其送出。具有下述的结构，其中，在将其于供油管136的末端与空气供给通路138的空气混合后，通过朝向轴承133的喷嘴156，将其吹向润滑必需部。因此，广泛地用于适合加工机械主轴的高速化处理，低温度上升的润滑方法。
但是，在高速旋转时，由于轴承温度上升，故润滑油的油膜形成能力下降。另外，由于轴承133的旋转部周边的空气连续回转而形成的空气幕也增加，故高速旋转时等的润滑条件严格，从喷嘴156供给的润滑油也难于进入轴承内部。由此，空气油润滑的润滑油的供给量按照在最高旋转时可确保足够的可靠性的方式确定。
在空气油润滑中，象上述那样，假定润滑条件较严的最高旋转的场合，确定润滑油的供给量。
另一方面，在低速旋转时，轴承温度较低，妨碍润滑油供向轴承内部的空气幕的形成能力也降低。因此，不象高速旋转时那样润滑条件严格，润滑油量也不必较多。即，如果按照适合高速旋转时的方式，确定轴承133的润滑油量，则在低速旋转时，处于润滑油过多的状态。空气油润滑相当于图7的温度变化极小的油量区域II，如果象前述那样，润滑油过多，则伴随搅拌阻力，轴承温度上升。
另外，轴承的温度的上升还在于下述这样的其它的原因。
作为空气油供油的一个实例，本发明人尝试了下述的润滑结构，其中，在滚动轴承的内圈的外径面上，设置与该内圈的滚动面连续的斜面部，并且设置按照与该斜面部保持规定间距的方式延伸的喷嘴部件，从与喷嘴部件的上述斜面部面对的空气油喷射口，喷射空气油。滚动轴承采用向心推力球轴承等。
如果采用这样的空气油润滑结构，则作为与运送空气混合的润滑油的空气油从喷嘴部件的空气油喷射口喷射，将其送入内圈的斜面部与喷嘴部件之间的间隙。通过在轴承运转时，在间隙处产生的负压吸引作用，将送入到该间隙的空气油导向到轴承内部，另外，通过附着于内圈斜面部上的润滑油的表面张力，与离心力的斜面部较大直径侧的分力，将其送向轴承内部的滚动面，或保持器的内径面。
由于象这样，将空气油供到内圈的斜面部，不直接向滚动体的滚动通路喷射空气油，故不产生滚动体的公转造成的摩擦风声，噪音降低。另外，由于不是靠空气喷射的油供给，通过内圈的旋转，将供给到内圈的斜面部的空气油送向轴承的内部，故所采用的空气将油运送到内圈的斜面部的功能良好，使使用量减少。由此，还可通过空气量的削减，期待节能效果。
但是，在上面提出的方案的实例中，未具体给出滚动轴承的内圈斜面部的适合的倾斜角度。可知道，在这样的空气油润滑结构中，在不考虑内圈斜面部的倾斜角度而设计的场合，附着于斜面部的空气油因离心力的作用存在从斜面部的途中离开的问题。作为从斜面部的途中离开的结果，具有空气油未以良好的效率到达轴承的滚动体，产生润滑油不足的危险。在此场合，也许增加空气油的空气量、油量，可能会避免润滑的不足，但是，如果增加油量，则具有搅拌阻力的增加，温度上升的危险。在形成该空气油润滑结构的轴承比如，用于主轴组件的场合，轴承的温度上升使主轴的温度变化，对其精度造成影响。于是，需要进行油量尽量少的、效率良好的润滑而避免必要程度以上的温度上升。另外，空气量的增加不仅增加能量消耗，而且对压缩机造成负担，还使噪音增加。
另外，同样在上述空气油润滑结构用于图24所示的那样的圆筒滚柱轴承41的场合，如果内圈42的斜面部42b的倾斜角度不适合，则产生与上述相同的问题。即，该图中的箭头A所示的那样，喷向斜面部42b沿该斜面部42b接近到滚动面42a侧的润滑油象移动到斜面部42b的较大直径部后，通过离心力，与斜面部42b离开，不进入保持器45的内径侧，由保持器幅面遮挡。由此，具有未到达轴承41的内部，润滑不足的危险。同样在此场合，也许增加空气油的空气量、油量，可能会避免润滑的不足，但是如果增加油量，则还具有搅拌阻挡的增加，温度上升的危险。

发明内容
本发明的目的在于提供确保润滑的可靠性，同时可实现呈现稳定的温度上升的润滑的滚动轴承的润滑方法和润滑装置，空气油润滑结构，以及采用该空气油润滑结构的主轴组件。
本发明的第1方案的滚动轴承的润滑方法涉及在滚动轴承的运转中供给润滑油的润滑方法，其特征在于为了抑制滚动轴承的温度变化，在运转中改变润滑油的供给量。
如果采用上述滚动轴承的润滑方法，则可对应于运转中的润滑条件，改变润滑油的供给量。由此，可实现从低速旋转到高速旋转确保润滑的可靠性的同时呈现稳定的温度上升的润滑。
上述润滑油的供给也在空气油的状态而进行。对于空气油的润滑，对应于高速旋转，可进行低温度上升的润滑。在该空气油润滑中，通过改变运转中的润滑油的供给量，进行与较宽范围的旋转速度相对应的适合的润滑。
上述运转中的润滑油供给量的改变也可对应于滚动轴承的旋转速度而进行。由于适合的润滑油量对应于轴承的旋转速度而不同，故通过对应于旋转速度，改变运转中的润滑油供给量，可实现从低速旋转到高速旋转确保润滑的可靠性的同时呈现稳定的温度上升的润滑。
另外，在温度上升中，还包括润滑油的供给量以外的因素，比如，荷载，振动等。此外，如果将温度上升作为润滑油量的切换的因素，则尽管油量为适合的情况下，具有改变油量的危险，产生烧坏，极大区域的发生等的可能性。如果可对应于旋转速度，切换润滑油量，则避免这些不利情况。
在象上述这样，进行对应于滚动轴承的旋转速度的润滑油供给量的改变的场合，也可在润滑油供给量不同的多种的润滑条件下，进行与旋转速度相对应的滚动轴承的温度上升数据的取样处理，对应于该取样结果，改变与该旋转速度相对应的润滑油的供给量。
轴承的温度上升不仅由轴承，还由其周边部件，比如，外壳，轴，密封装置等的几何形状和放热条件确定。在此场合，非常难于通过计算等的模拟方式，预测温度上升。如果采用取样处理的方式，则可看到各种润滑条件的温度上升，可把握各润滑油量与轴承温度的关系。特别是，在空气油润滑的场合，由于润滑油量与轴承温度上升之间的关系的再现性非常高，故多数情况是，比如，通过1次的取样处理，便足够了。
也可在横轴表示旋转速度，纵轴表示轴承温度而采用取样数而形成曲线图的场合，对应于旋转速度改变润滑条件，由此按照实质上不产生极大点或按照极大点变小的方式，将润滑条件组合。
为了获得这样的润滑条件的组合，比如，制作将润滑油供给量不同的多种取样数据的曲线图重合而形成的曲线图。根据该重合曲线图，不通过极大区域，可从最低旋转速度到最高旋转速度的通路通过每个旋转速度区域的曲线部分而确定。在此场合，由于在切换等级数量少的场合，控制简单，仅仅将2个润滑油供给量的条件组合，如果没有极大区域，最好进行2级的切换。在象高速主轴等那样，在低速区域和高速区域，适合的油量的差较大的场合，也可进行3级以上的润滑油量的条件的组合。
运转中的润滑油供给量的改变也可通过手动的操作而进行，另外，还可对应于设定条件，按照旋转速度的信息信号，自动地改变运转中的润滑油供给量。如果可根据设定条件，进行自动变更，则不必要求操作人员的判断，操作，进行与旋转速度相对应的润滑油供给量的变更。
本发明的第2方案的滚动轴承的润滑装置包括润滑油供给机构，该润滑油供给机构在滚动轴承的运转中供给润滑油；供给量改变机构，该供给量改变机构在上述滚动轴承的运转中，对应于设定条件使上述润滑油供给机构改变润滑油的供给量。
如果采用该滚动轴承的润滑装置，则可通过在运转中，供给量改变机构改变润滑油供给机构的润滑油的供给量的方式，由此，可进行从低速旋转到高速旋转确保润滑的可靠性的同时呈现稳定的温度上升的润滑。
上述润滑油供给机构比如，向滚动轴承喷射空气油。
上述供给量改变机构也可为下述类型，其中，上述设定条件为与滚动轴承的旋转速度有关的条件，该机构对应于旋转速度使上述润滑油供给机构改变润滑油的供给量。在此场合，上述供给量改变机构还可为下述类型，即，其针对划分为多个的，滚动轴承的旋转速度区域的每个区域，设定供给量，对应于已输入的旋转速度的信息改变为已设定的供给量。
也可在上述润滑油供给结构间歇地供给润滑油的场合，上述供给量改变机构改变上述润滑油供给机构的润滑油的供给间隔。在间歇地供给润滑油的场合，润滑油供给量的改变采用调整每次供给的供给量的方式，与改变供给间隔的方式的2种类型，但是，在改变供给间隔的方式场合，控制简单。供给间隔的变更可通过比如，计时器的控制而进行。每次供给的供给量的调整必须以机械方式对比如，阀的开放量进行控制，故结构较复杂。
上述滚动轴承也可为支承加工机械的主轴的轴承。加工机械的主轴具有高速化的倾向，另外，对应于加工目的，按照不同的旋转速度运转，除此之外，强烈地要求抑制发热，以便确保加工精度，润滑方面的要求较严。如果采用本发明的润滑装置，则对应于这样的要求，可进行适合高速化、适合温度上升的抑制的润滑处理。
本发明的第3方案的空气油润滑结构是这样的，在滚动轴承的内圈的外径面，设置与该内圈的滚动面连续的斜面部，且设置与该斜面部保持间隙而延伸的喷嘴部件，在上述喷嘴部件中，开设面对上述斜面部而开口的空气油的喷射口，上述内圈的斜面部中的相对轴向的倾斜角度α为α≥0.0667×dn×10-4-1.8333其中，dn表示轴承内径尺寸(mm)和旋转速度(min-1)的乘积。
象这样，通过实验而确认确定内圈斜面部的倾斜角度α的必要最小值，这样，润滑油不会因离心力而在斜面部的途中离开，润滑油可确实到达内圈滚动面。由此，通过必要最小限的润滑油，能够以良好的效率进行润滑，可进行确实的润滑的同时，抑制温度上升。于是，耐烘焙性提高，可一直使用至更高的速度。另外，对于空气量，必要的最小限便够了，抑制能量消耗，还更进一步降低噪音。
内圈斜面部的倾斜角度α的优选最大值根据轴承的类型而不同，在内圈带有凸缘的圆筒滚柱轴承中，最好α≤35°，在向心推力球轴承中，最好α≤25°。另外，在圆筒滚柱轴承中，特别是最好倾斜角度α的最小值不小于25°。即，在内圈带有凸缘的圆筒滚柱轴承中，最好，α的值设定在25～35°的范围内。这样设定的原因如下。
在圆筒滚柱轴承的场合，如果倾斜角度α不小于25°，则容易将喷嘴部件的前端设定在保持器的圆环部的正下方。另外，在内圈带有凸缘的圆筒滚柱轴承中，由于带有凸缘，故必须承受较大轴向荷载，而如果倾斜角度α超过35°，则设置有斜面部的内圈端面的径向宽度变窄，与该端面所接触的内圈间隔片，外壳等的接触面积变小，无法承受较大的轴向荷载。
在向心推力球轴承中，如果倾斜角度α超过25°，则设置有斜面部的内圈端面的径向宽度变窄，该端面所接触的内圈间隔片，外壳等的接触面积变小，无法承受较大轴向荷载。
上述斜面部的倾斜角度α，与来自上述喷射口的空气油的喷射方向相对轴向的角度的喷射角度β之间的关系也可为α＜90°-β。
即，按照空气油的喷射方向与斜面部之间的角度大于90°的方式设定斜面部的倾斜角度α。通过象这样设定倾斜角度α与喷射角度β之间的关系，则即使在从喷射口喷射的空气油与内圈的斜面部碰撞的情况下，其受到离心力的作用，仍可没有阻力地流动。
也可在上述喷嘴部件上，按照沿圆周方向延伸的方式设置面对上述斜面部而开口的空气油的喷射槽，上述喷嘴部件的上述喷射口开口于上述喷射槽的内部。
在象这样设置喷射槽的场合，从喷嘴部件的喷射口喷射的空气油通过沿圆周方向延伸的喷射槽，导入到内圈的斜面部与喷嘴部件之间的间隙。由此，从喷射口喷射的空气油在其尺寸宽于斜面部与喷嘴部件之间的间隙的喷射槽内沿圆周方向遍布，均匀地分布于全周。于是，通过少量的润滑油，进行更进一步有效的，确实的润滑处理。
此外，也可在上述内圈的斜面部设置圆周槽，上述喷嘴部件的上述喷射口面对上述斜面部的圆周槽的部分而开口。
在象这样，在上述内圈上设置圆周槽的场合，将空气油从喷嘴部件的喷射口喷射到内圈的圆周槽，其从圆周槽流入到内圈的斜面部与喷嘴部件之间的间隙。由此，从喷射口喷射的空气油在其尺寸宽于斜面部与喷嘴部件之间的间隙的圆周槽内沿圆周方向遍布，均匀地分布于全周。于是，同样在此场合，通过少量的润滑油，进行更进一步有效的，确实的润滑处理。即使在设置圆周槽的情况下，通过在轴承运转时产生的负压吸引作用、离心力等的作用，空气油可顺利地流向上述间隙。
在上述滚动轴承为圆筒滚柱轴承的场合，也可具有保持滚柱的保持器，上述内圈的斜面部的较大直径侧端的轴向位置位于比上述保持器的上述喷嘴部件侧的幅面还靠近，上述滚动面侧。另外，也可在上述较大直径侧端与内圈滚动面之间，设置圆筒面部。
通过象这样，设定斜面部的较大直径侧端的轴向位置，沿内圈斜面部而流向滚动面侧的润滑油不会被保持器的幅面遮挡，顺利地导入到轴承的内部。
本发明的第4方案的主轴组件涉及支承加工机械的主轴的主轴组件，上述主轴通过前侧和后侧的滚动轴承而支承于外壳上，上述后侧的滚动轴承作成内圈带凸缘的圆筒滚柱轴承，对于上述后侧的滚动轴承采用上述第3方案所述的滚动轴承的空气油润滑结构，上述喷嘴部件设置于滚动轴承的前侧。
在主轴组件的后侧的轴承采用带有凸缘的圆筒滚柱轴承的场合，在因运转而发热的轴膨胀的影响下，后侧轴承的前侧的凸缘面与滚柱端面的接触部分的面压增加，相对凸缘面与滚柱端面之间的滑动的摩耗，形成不利的条件。由此，该后侧的轴承采用上述第3方案的滚动轴承的空气油润滑结构，喷嘴部件设置于滚动轴承的前侧，由此，在后侧轴承中，润滑油优先地供给到前侧的凸缘面与滚柱端面的接触部。于是，通过上述第3方案的滚动轴承的空气油润滑结构的作用，有效地实现凸缘面与滚柱端面的润滑。


图1为本发明的第1实施例的滚动轴承的润滑方法所采用的润滑装置的概略图；图2为表示通过该润滑方法润滑的滚动轴承和其周边部的放大剖视图；图3A为表示通过该润滑方法润滑的其它的各滚动轴承和其周边部的放大剖视图；图3B为表示通过该润滑方法润滑的另外的各滚动轴承和其周边部的放大剖视图；
图4为表示润滑油量大的润滑条件的场合的试验结果的曲线图；图5为表示润滑油量小的润滑条件的场合的试验结果的曲线图；图6为表示在运转中使润滑油供给量变化的场合的温度变化的曲线图；图7为表示滚动轴承的润滑的油量与温度上升·摩擦损失之间的关系的曲线图；图8为过去的滚动轴承润滑方法所采用的系统的概略图；图9A为本发明的第2实施例的滚动轴承的空气油润滑结构的剖视图；图9B为图9A的局部放大图；图10A为表示获得该空气油润滑结构的内圈斜面部的适合倾斜角度的确认试验用的试验设备的剖视图；图10B为该确认试验的油的附着确认纸的俯视图；图11为表示该确认试验的第1结果的曲线图；图12为表示该确认试验的第2结果的曲线图；图13为表示该确认试验的第3结果的曲线图；图14为本发明的第3实施例的空气油润滑结构的剖视图；图15A为本发明的第4实施例的空气油润滑结构的剖视图；图15B为本发明的第4实施例的空气油润滑结构的变形例的剖视图；图16为本发明的第5实施例的空气油润滑结构的剖视图；图17为本发明的第6实施例的空气油润滑结构的剖视图；图18为本发明的第7实施例的空气油润滑结构的剖视图；图19为本发明的第8实施例的空气油润滑结构的剖视图；
图20A为本发明的第9实施例的空气油润滑结构的剖视图；图20B为图20A的部分放大图；图21A为本发明的第10实施例的空气油润滑结构的剖视图；图21B为本发明的第10实施例的空气油润滑结构的变形例的剖视图；图22为表示本发明的第11实施例的主轴组件的剖视图；图23为该主轴组件的圆筒滚柱轴承的部分放大图；图24为现有例的剖视图。
具体实施例方式
结合图1和图2，对本发明的第1实施例的滚动轴承的润滑方法进行描述。图1表示该滚动轴承的润滑方法所采用的润滑装置的外形结构。该润滑装置包括润滑油供给机构101，与供给量改变机构102。该润滑油供给机构101为在滚动轴承103的运转中，供给润滑油的机构。该供给量改变机构102为在滚动轴承103的运转中，对应于设定条件，改变润滑油供给机构101的润滑油的供给量的机构。
该润滑油供给机构101间歇地向滚动轴承103喷射空气油，其按照下述的方式构成。该润滑油供给机构101包括泵105，该泵105通过运送用空气，将箱104内的润滑油压送到油路106；空气供给通路107，该空气供给通路107与泵105的上游侧连接；空气分支供给通路108，该空气分支供给通路108从该空气供给通路107分支，在油路106的前端汇合。箱104带有液位开关，其从其它的箱(图中未示出)，存留1次的喷射量的润滑油。在空气供给通路107中的途中，设置有电磁阀110，可仅仅在该阀110打开的期间，压送来自泵105的润滑油。在空气供给通路107中的电磁阀110的上游侧，设置有压力开关109。从分支部位的上游侧，向空气供给通路107和空气分支供给通路108，压送通过空气过滤器111和湿气分离器112过滤的空气。在空气分支供给通路108中，设置有可改变的节流阀，可调节流量。空气是经常从该空气分支供给通路108中压送过来。液路106的润滑油与从该空气分支供给通路108压送的空气，在油路106的前端的汇合部混合，形成空气油。该空气油经空气油管线113，从其前端的喷嘴126，向轴承103喷射。
供给量改变机构102为向润滑油供给机构101，提供润滑油供给量的信息信号的机构，其设置于控制器115中。该控制器115为计算机式，其包括对通过滚动轴承103支承的主轴的旋转速度与该润滑装置的润滑条件进行控制的程序。供给量改变机构102由该程序的一部分构成。控制器115也可为对具有滚动轴承103的加工机械等的整个机械进行控制的控制器。控制器115既可为个人计算机，还可为计算机式的可编程控制器，也可为具有其它的控制功能的装置。另外，控制器115也可为独立于轴承装备机械的控制的场合而设置。
供给量改变机构102对应于从旋转速度检测机构114获得的轴承旋转速度的信息信号，产生上述润滑油供给量的信息信号。该旋转速度检测机构114既可为检测通过滚动轴承103支承的轴，或其驱动用的电动机(图中未示出)的旋转速度的类型，也可为根据控制上述电动机的指令值，获得轴承旋转速度的类型。
在供给量改变机构102中，针对滚动轴承103中的划分为多个的旋转速度区域中的每个区域，设定供给量，将从该旋转速度检测机构114输入的旋转速度与划分旋转速度区域的设定速度进行比较，输出相对应的旋转速度区域的设定供给量的信号。旋转速度区域的划分数量既可为2个，还可为不少于3个。
在本实施例中，上述润滑油供给量的信息信号为改变润滑油供给机构101的润滑油的供给间隔的指令。具体来说，对应于设定供给间隔，输出使电磁阀110处于打开状态的指令。
润滑对象的滚动轴承103为比如，支承加工机械的主轴的轴承。在这里，滚动轴承103为图2所示的单排的圆筒滚柱轴承，在内圈122和外圈123的滚动面122a，123之间，设置有由圆筒滚柱形成的多个滚动体124。滚动体124保持在保持器125的凹槽的内部。
喷嘴126形成环状的部件，在其圆周方向的1个部位或多个部位，设置喷射孔128。喷嘴126将空气油从轴承之外吹到内圈122的滚动面122a。喷嘴部件126安装于安装了轴承103的外圈123的外壳129。喷嘴部件126相对外壳129的安装也可通过外圈间隔片(图中未示出)而进行。喷嘴126的喷射孔128的入口通过该外壳129内的流路部分113a，与上述空气油管线113连接。
另外，滚动轴承103在图2的实例中，带有内圈凸缘，但是，也可没有内圈凸缘，而带有外圈凸缘，还可为向心推力球轴承等的球轴承。另外，喷嘴126也可采用图3A，图3B所示的喷嘴。
在图3A的实例中，在滚动轴承103的内圈122的外径面，设置有与滚动面122a连接的斜面部122b，按照与该斜面部122b保持间隙而延伸的方式，设置上述喷嘴126。该喷嘴126为环状的部件，在其圆周方向的1个或多个部位，设置喷射孔128。该喷嘴部件126相对外壳129的安装通过外圈间隔片130而进行，或直接安装于外壳129上。
在图3B的实例中，滚动轴承103为向心推力球轴承。另外，在该图的实例中，在斜面部122b上，设置圆周槽127，按照与该圆周槽127相对的方式，喷嘴126开口。象这样设置圆周槽127的方案不限于球轴承，可一般适合于圆筒滚柱轴承等的滚动轴承。
下面对采用上述结构的润滑装置的本发明的第1实施例的滚动轴承的润滑方法进行描述。在滚动轴承103的运转中，通过旋转速度检测机构114，对滚动轴承103的内圈旋转速度进行监视。将通过旋转速度检测机构114检测的旋转速度的信息信号通过供给量改变机构102，与划分旋转速度区域的速度设定值相比较，该供给量改变机构102输出相应的设定供给量的信号。该信号为将电磁阀110处于打开状态的信号，该信号的间隔为从喷嘴106喷射的空气油的供给间隔。该供给量改变机构102比如，将旋转速度区域划分为2个，在低速的区域，空气油的供给间隔较长，在高速的区域较短。比如，较长的间隔为15分钟的间隔，较短的间隔为5分钟间隔。象这样，在运转中，供给量改变机构102改变润滑油供给机构101中的润滑油的供给量，由此，可从低速旋转到高速旋转，确保润滑的可靠性，同时呈现稳定的温度上升。
下面与试验例一起，对改变润滑油供给量的旋转速度的设定进行描述。
图4表示通过空气油润滑对单排圆筒滚柱轴承(N1020K，轴承内径φ为100mm，外径φ为150mm)进行试验时的轴承外圈的温度上升。横轴表示旋转速度，纵轴表示轴承温度，采用取样数据而形成曲线图。空气油润滑通过图8所示的喷嘴156而进行，其对准位置形成内圈滚动面。此时的试验条件在表1中给出。另外，“外圈温度上升”为从外圈温度扣除试验装置的机座温度的值。
表1

表1的试验条件的润滑油量为0.02ml/1喷射/5min指通过向轴承的1次的空气油的喷射，供给0.02ml的润滑油，喷射的间隔为5min(分钟)。将该值确定为可确保最高旋转速度为12000min-1的可靠性的值，采用该值。
在图4的曲线图(曲线a)中，在旋转速度的4000～8000min-1的范围内，存在温度上升的极大区域。特别是，对于4000min-1和8000min-1，产生显著的极大的部分。可认为该情况的原因在于上述的润滑油的搅拌阻力。这样的轴承133的温度上升在适合用于加工机械主轴的场合，不仅产生主轴的热膨胀造成的加工精度变差，而且由于润滑油过多，轴承133发生烧坏的可能性也较高。
图5的曲线图(曲线b(通过■表示曲线的曲线图))为在表1的试验条件中的，仅仅削减润滑油量的条件下进行试验的结果。此场合的试验条件在表2中给出。
表2

在图5的曲线图(曲线b(1喷射/15min间隔))中，不具有图4的场合(1喷射/5min间隔)那样的温度上升的极大点。人们认为其原因在于润滑油过多造成的搅拌阻力减少。另一方面，在润滑油量(1喷射/15min-1)的场合，与润滑油量(1喷射/5min-1)相比较，尽管削减油量，但是温度上升未减少。该情况表明润滑条件位于图7所示的油量区域II的温度上升极小点附近。由此，比如，相对空气油供给系统的不利情况、加减速时等的润滑条件的恶化，轴承温度急剧地上升的可能性较高。
如果汇总图4，图5的结果，则如下所述。在为5min间隔的场合，虽然产生极大区域，但是即使为高速的情况下，仍确保足够的油量。在高速时，在5min间隔的场合(油量较多的场合)，其温度小于15min间隔的场合(油量较少的场合)。这意味着如果间隔大于5min间隔，则烧坏的可能性较高。反之，如果间隔小于5min间隔，增加油量，则极大区域在高速侧扩大，由此，必须在15min间隔(油量少的场合)的条件下运转的速度区域在高速侧伸展。同样在此场合，15min间隔的烧坏的可能性较高。在15min间隔的场合，高速时的温度上升较大，但是，在中、低速范围内，不产生极大区域。
根据图4，图5的试验结果，如果通过旋转区域，进行润滑条件的切换，预计从低速旋转到高速旋转，确保润滑的可靠性，同时呈现稳定的温度上升。
于是，在本实施例中，将图4的曲线图(曲线a)和图5的曲线图(曲线b)重合，在图5中给出，根据重合曲线图，按照极大点实质上未发生的方式组合润滑条件。比如，在旋转速度不到10000min-1的场合，减少作为1喷射/15min间隔的供给量的，润滑油供给量，如果旋转速度在10000min-1以上，则切换到1喷射/15min间隔的供给量，润滑油量增加，按照此方式，设定供给量改变机构102。即，形成表3给出的润滑条件。
表3

象这样，在运转中，监视旋转速度，对应于旋转速度，改变润滑油的供给量，由此，象图6所示的那样，进行从低速旋转到高速旋转确保润滑的可靠性的同时呈现稳定的温度上升的润滑处理。
如果总结本实施例的效果，则如下所述。
·可实现从低速旋转到高速旋转呈现不具有极大区域的稳定的温度上升的空气油润滑处理。
·不仅使温度上升的稳定，而且可确保润滑的可靠性，特别是，高速区域的可靠性。
·在过去的非可变润滑油量的供给系统中，即使在中低速区域，仍供给与高速区域相同量的润滑油，但是，在本实施例中，该供给是不需要的。其结果是，在中低速区域，润滑油消耗量削减，可实现润滑装置的运行成本的削减、环境负荷的降低。
另外，在上述实施例中，采用2级切换，但是，也可对应于使用旋转速度的范围，采用多级切换、无级切换。
下面结合图9～图13，对本发明的第2实施例的滚动轴承的空气油润滑结构进行描述。在滚动轴承1中，多个滚动体4设置于内圈2和外圈3的滚动面2a，3a之间。内圈2和外圈3的宽度为相同的宽度。滚动体4比如，由球形成，其保持于保持器5的凹槽内。在该滚动轴承1的内圈2的外径面，设置与滚动面2a连接的斜面部2b，设置喷嘴部件6，该喷嘴部件6按照以间距δ与该斜面部2b间隔开而延伸的方式设置于该斜面部2b上。斜面部2b从内圈2的幅面延伸到滚动面2a，且设置于内圈2的反负荷侧(轴承背面侧)的外径面。斜面部2b基本直接与滚动面2a连接，但是，圆筒面部也可设置于斜面部2b与滚动面2a之间。在滚动轴承1为向心推力球轴承的场合，内圈2中的开设埋头孔的部分的外径面构成上述斜面部2b。
在喷嘴部件6中，其前端部6aa位于保持器5的内径面与内圈2的外径面之间的滚动体4的附近。喷嘴部件6为环状的部件，其包括凸缘状部6a，该凸缘状部6a按照沿轴向邻接的方式设置于滚动轴承1中，从侧面的内径部沿轴向延伸。该凸缘状部6a的内径面形成于其角度与内圈2的斜面部2b相同的倾斜面上，延伸到保持器5的正下方，其前端形成喷嘴部件6的前端部6aa。喷嘴部件6的凸缘状部6a与内圈2的斜面2b之间的间隙δ按照考虑内圈2与轴的嵌合，以及内圈2的温度上升与离心力的膨胀，在运转中，不接触的范围内尽可能小的尺寸设定。
喷嘴部件6具有空气油的喷射槽7，该空气油的喷射槽7面对内圈斜面部2b而开口，在该喷射槽7中，开设喷射口8a开口的喷射孔8。喷射槽7沿圆周方向延伸，呈环状。喷射孔8设置于喷嘴部件6的圆周方向的1个，或多个部位。该喷射孔8按照下述方式设置，以便已喷射的空气油可直接吹向内圈斜面部2b，该方式为来自喷射口8a的喷射方向朝向斜面部2b，并且相对该斜面部2b，喷射方向具有倾斜角度β。喷射槽7呈不阻止润滑油直接从喷射孔8吹向斜面部2b的截面形状。
按照从上述喷嘴部件6的喷射孔8，吹向内圈斜面部2b的润滑油沿内圈斜面部2b传递，有效地将其供到滚动轴承1的内部的方式，将内圈斜面部2b的倾斜角度α的最小值设定在下述的值。
α≥0.0667×dn×10-4-1.8333其中，dn表示轴承内径尺寸(mm)和旋转速度(min-1)的乘积。
按照该式，在滚动轴承1中，在轴承内径为70mmφ，旋转速度为300000min-1的向心推力球轴承的场合，内圈斜面部2b的倾斜角度α为α≥12.8°。
最好，在向心推力球轴承的场合，内圈斜面部2b的倾斜角度α的最大值为α≤25°。这样设定的原因在于在向心推力球轴承的场合，如果倾斜角度α超过25°，则设置有斜面部2b的内圈端面的径向宽度变窄，该端面所接触的内圈间隔片11，或外壳等的接触面积变小，无法承受较大的轴向荷载。
即，内圈斜面部的倾斜角度α的优选的最大值伴随轴承的类型而不同，在带有内圈凸缘的圆筒滚柱轴承的场合，优选的是α≤35°。另外，在带有内圈凸缘的圆筒滚柱轴承中，倾斜角度α的最小值优选在不小于25°。即，最好，在带有内圈凸缘的圆筒滚柱轴承的场合，α的值设定在25～35°的范围内。其原因如下。
在圆筒滚柱轴承的场合，如果倾斜角度α作成不小于25°，则容易将喷嘴部件的前端设定在保持器的圆环部的正下方。另外，在内圈带有凸缘的圆筒滚柱轴承的场合，如果倾斜角度α超过35°，则设置有斜面部的内圈端面的径向宽度变窄，该端面所接触的内圈间隔片、外壳等之间的接触面积变小，无法承受较大轴向荷载。
在后面给出的内圈带有凸缘的相应的圆筒滚柱轴承的场合，倾斜角度α均设定在25～35°的范围内。
内圈斜面部2b的倾斜角度α，与作为喷射口8a喷射空气油的方向和轴向之间的角度的喷射角度β之间的关系按照象图9B那样，α＜90°-β的方式设定。即，斜面部2b的倾斜角度α按照空气油的喷射方向与斜面部之间的角度大于90°的方式设定。
另外，为了吹向内圈斜面部2b的润滑油沿该斜面部2b传递，将其有效地供给到滚动轴承1的内部，最好，通过研磨、精研磨等方式，减小内圈斜面部2b的表面粗糙度。在本实例中，其表面粗糙度的Ra值在不大于1.0。
喷射孔8的喷射口8a的开口直径d在0.8～1.2mmφ的范围内，喷射口附近部8b的孔长L设定在上述开口直径d的2倍以上，以便降低空气油的喷射速度。
喷嘴部件6安装于安装有轴承1的外圈3的外壳9上。喷嘴部件6相对外壳9的安装既可通过外圈间隔片10而进行，也可直接进行。图9A的实例为通过外圈间隔片10而安装的实例，在外圈间隔片10的一个侧面的内径部上的环状的缺口凹部10a中，以嵌合方式设置喷嘴部件6。喷嘴部件6的轴承外的部分的内径面按照不与内圈间隔片11接触的方式接近该间隔片11。
在喷嘴部件6的喷射孔8的入口部的周围，开设圆周槽，设置密封环等的密封部件36，外圈间隔片10和喷嘴部件6通过螺栓等的紧固件(图中未示出)而紧固，由此，防止空气油从空气油供给通路13和喷射孔8的连通部而泄漏的情况。
喷嘴部件6的喷射孔8由喷射口8a的附近部8b的直径小于普通部的节流孔形成。喷射孔8的入口与空气油供给通路13连通，该空气油供给通路13按照从外壳9到喷嘴部件6的范围设置。该空气油供给通路13在外壳9中，具有空气油供给口13a，在外壳9的内面，具有外壳部出口13b。外壳部出口13b与设置于外圈间隔片10的外径面上的环状的连通槽13c连通，从该连通槽13c，通过沿径向贯通的各自通路13d，与喷嘴部件6的各喷射孔8连通。空气油供给口13a与将润滑油混合在压缩的运送空气的空气油的供给源(图中未示出)连接。
对上述方案的空气油润滑结构的作用进行描述。从图9A的空气油供给口13a供给的空气油经喷嘴部件6的喷射孔8，向内圈2的斜面部2b喷射。向斜面部2b喷射的空气油按照下述的形式，对轴承1的润滑起到作用。
①经内圈斜面部2b和喷嘴部件6之间的间隙，通过吹附力，直接流入到轴承1的内部。
②附着于内圈斜面部2b上的润滑油通过借助其表面张力和离心力产生的作用于斜面较大直径侧的分力，流入到轴承1的内部。
③滞留于圆周槽状的喷射槽7中的空气油通过在内圈斜面部2b与喷嘴部件6之间的间隙产生的负压吸引作用，流向轴承内部侧，从喷嘴部件6的前端部6aa，通过离心力，附着于滚动体4，或保持器7的内径面上，有助于形成轴承各部分的润滑油。
象这样，将空气油供给内圈2的斜面部2b，不直接将空气油喷向滚动体4的滚动通路，由此，通过滚动体4的公转，不产生摩擦风声，噪音降低。另外，由于不是通过空气喷射的油的供给，而是通过内圈2的旋转，将供向内圈2的斜面部2b的空气油送向轴承1的内部，故所采用的空气良好地实现将润滑油运送到内圈斜面部2b的功能，使使用量减少。由此，还可通过空气量的削减，期待节能的效果。
另外，在本实施例的场合，由于直接将空气油吹向内圈斜面部2b，故油容易附着于斜面部2b上，另外，即使通过吹附力，空气油仍流入轴承内部。喷射孔8的喷射方向的倾斜角度β确定在从喷射孔8喷射的空气直接吹到内圈斜面部2b并且因喷射流的滚动体4的摩擦风声的影响不大的范围。由于形成该结构，故空气油容易流入轴承内部，将润滑油良好地供向内圈2和滚动体4之间的接触部。另外，由于作为喷射孔8的出口部的喷射口8a的直径较小，故流速增加，喷射空气温度下降。由于以较近距离，将该低温空气吹向内圈2，故可期待内圈温度的降低。
特别是，在该空气油润滑结构中，由于象上述那样，设定斜面部2b中的相对轴向的倾斜角度α的范围，故获得下述的效果。对于倾斜角度α的最小值，象后述的那样，通过实验，确认有效果。即，由于按照α≥0.0667×dn×10-4-1.8333的方式，确定倾斜角度α的必要最小值，故润滑油不会因离心力而在斜面部2b的途中而离开，可确实到达内圈滚动面。由此，通过必要最小限度的润滑油，以良好的效率进行润滑，实现确实的润滑，同时，温度的上升受到抑制。于是，耐烘焙性提高，可一直使用至更高速。另外，同样对于空气量，必要最小限度便可以，抑制能量消耗，并且还更进一步地减小噪音。
由于斜面部2b的倾斜角度α与喷射角度β之间的关系按照空气油的喷射方向与倾斜面之间的角度大于90°的方式设定，即，由于设定为α＜90°-β，故即使在从喷射口8a喷射的空气油与内圈2的斜面部2b碰撞的情况下，仍可按照承受离心力，没有阻力的方式流动。
图10A和图10B表示本实施例的空气油润滑结构的内圈斜面部2b的倾斜角度α的适合值的确认试验例。在该确认试验中，作为试验设备，象图10A那样，作为代替上述内圈斜面部2b，采用在外径面具有斜面部32b的试验轴32，按照与该斜面部32b保持间距δ而延伸的方式，设置与实施例的场合相同的喷嘴部件6。另外，在上述试验轴32的斜面部32b的外径侧的外壳39中，开设有与上述斜面部32相对的圆形开口33，在内面贴付有油附着确认纸34的丙烯酸系材料制成的板35设置于上述圆形开口33的口缘台阶部33a。
在该确认试验中，使上述试验设备的试验轴32旋转，同时，从喷嘴部件6的喷射口8a喷射空气油，根据附着于上述油附着确认纸34上的油的飞散分布状态，判断附着于斜面部32b上的油的附着流的有无，根据该结果，进行倾斜角度α的适合度。图10B表示该确认试验的，附着上述油附着确认纸34上的飞散油的分布的一个实例。即，在该确认试验中，如果在上述油附着确认纸34中，以试验轴斜面部32b的最大直径位置X为边界，油的飞散集中于纸面右侧(较大直径侧)，则具有附着流，在纸面左侧，或整体上具有飞散的场合，判定没有附着流。
该确认实验中设定的各项条件在表4中给出。另外，该确认试验的结果在图11～图13的曲线图中给出。
表4

根据该试验结果，可以说内圈斜面部2b与喷嘴部件6之间的间隙δ、油动粘度对附着流造成的影响是较小的。另外，从喷嘴部件6的喷射口8a喷射的油不会因离心力而离开内圈斜面部2b，而传递到滚动面2a所必需的斜面部2b的倾斜角度α象前述的那样，处于这样的关系α≥0.0667×dn×10-4-1.8333其中，dn表示轴承内径尺寸(mm)和旋转速度(min-1)的乘积。
在象这样，设定内圈斜面部2b的倾斜角度α的本实施例中，由于从喷嘴部件6的喷射口8a喷射的油不会因离心力而离开内圈斜面部2b而传递到滚动面2a而行进，故润滑油可以良好的效率，到达滚动轴承1的内圈2的滚动面2a。
图14表示本发明的第3实施例的滚动轴承的空气油润滑结构。本实施例针对图9A所示的第1实施例，以圆筒滚柱轴承1A代替滚动轴承1。在圆筒滚柱轴承1A中，外圈3A带有两个凸缘，内圈2A没有凸缘，在内外圈2A，3A的滚动面2a，3a之间，设置由圆筒滚柱形成的多个滚动体4A。各滚动体4A保持于保持器5A中。保持器5A为在圆筒部件的轴向的中间，形成凹槽的形式，称为所谓的轿形，或梯子形的类型。内圈2A的外径面的滚动面2a的两侧部分形成与滚动面2a连接的斜面部2b，2c。喷嘴部件6具有与图9A的实例相同的结构的喷射孔8和喷射槽7，开口于喷射孔8的喷射槽7的喷射口8a的喷射方向朝向斜面部2b，并且相对斜面部2b，喷射方向具有倾斜角度β(图9A)，以便已喷射的空气油可直接吹向内内圈斜面部2b。
内圈2A的滚动面2a的两侧的斜面部2b，2c与内圈无凸缘型的普通的圆筒滚柱轴承中的设置于内圈外径面上的锥面相同。该锥面用于空气油供给用的倾斜面部2b。由此，为了供给空气油，不必特别形成斜面部。
在本实施例中，内圈2A的斜面部2b中的靠近滚动面2a的较大直径部相对保持器5A的喷嘴侧幅面，更靠近滚动面2a。由此，沿内圈斜面部2b传递而流到滚动面2a侧的润滑油不被保持器5A的幅面阻挡，可顺利地送入轴承1A的内部。本实施例中的其它的结构，效果与图9A，9B所示的第1实施例相同。倾斜角度α的范围也与第1实施例相同。同样在以下的各实施例中，倾斜角度α的范围与第1实施例相同。
图15A表示本发明的第4实施例的滚动轴承的空气油润滑结构。同样在本实施例中，针对图9A，图9B所示的第1实施例，以圆筒滚柱轴承1A代替滚动轴承1。在该圆筒滚柱轴承1A中，外圈3A没有凸缘，内圈2A带有凸缘，在内外圈2A，3A的滚动面2a，3a之间，设置由圆筒滚柱形成的多个滚动体4A。各滚动体4A保持于保持器5A中。内圈2A的外径面的滚动面2a的两侧部分，即，凸缘的外径面形成为与滚动面2a连接的斜面部2b，2c。该图中的斜面部2b，2c通过圆筒面部和凸缘部内面而与滚动面2a连接，但是，也可没有圆筒面部，从斜面部2b，2c直接与滚动面2a的两侧的凸缘内面连接。喷嘴部件6具有与图9A，图9B的实例相同的结构的喷射孔8和喷射槽7，开口于喷射孔8的喷射槽7处的喷射口8a的喷射方向按照已喷射的空气油可直接喷向内圈斜面部2b的方式朝向斜面部2b，并且相对斜面部2b，其喷射方向可具有倾斜角度β(图9A，图9B)。设置于外圈间隔片10上的空气油供给通路13d沿轴向延伸，但是，最终，与外壳9(图9A)的空气油供给口13a连通。内圈2A的斜面部2b中的靠近滚动面2a的较大直径部相对保持器5A的喷嘴侧幅面，更靠近滚动面2a，此情况与图14实施例的场合相同。
在图15A的实施例中，喷嘴部件6的前端也可象图15B那样，进入保持器5A的内径侧。如果象这样，进入保持器5A的内径侧，则沿内圈斜面部2b，流向滚动面2a侧的循环油即使在因离心力在喷嘴部件6的前端与内圈斜面部2b离开而流向外径侧的情况下，仍可由保持器5A的内径部接收，有助于润滑。
图16和图17分别为本发明的第5实施例和第6实施例的滚动轴承的空气油润滑结构。这些实施例针对图14所示的第3实施例中，以梳型的保持器5B代替圆筒滚柱轴承1A的保持器5A。图14的实例的保持器5A为轿型，呈将由圆筒滚柱形成的滚动体4A包住的凹槽形状，但是梳型的保持器5B为包围由圆筒滚柱形成的滚动体4A的3个方向，一个方向敞开的凹槽形状。为此，与梳型的保持器5B中的圆环部的侧面接触的环型的导向用侧板19相对内圈2A和外圈3A中的带凸缘侧的部件，固定于与喷嘴部件6相反一侧的凸缘部。具体来说，设置有在凸缘部前端的轴承宽度方向的外侧部分的全周范围的缺口部，导向用侧板19的一部分嵌合于缺口部，在夹持于与该凸缘部邻接的间隔片与凸缘部之间的状态，固定导向用侧板19。
图16的实例与图14的实例相反，内圈2A带有两个凸缘，外圈3A没有凸缘，图17的实例与图14的实例相同，内圈2A没有凸缘，外圈3A带有两个凸缘。
另外，在图16和图17的实施例中，设置于外圈间隔片10上的空气油供给通路13c，13d与图9的实施例相同，设置于喷嘴部件6的轴向的横侧。在喷嘴部件6的喷射孔8中，仅仅入口部按照与轴向平行的方式设置，喷射孔8的剩余部分按照朝向斜面部2b而倾斜。
该第5，第6实施例的其它结构与图9所示的第2实施例相同。
图18表示本发明的第7实施例的滚动轴承的空气油润滑结构。在本实例中，开设于喷嘴部件6A中的喷射孔8按照与轴向平行的方式，将空气油喷射到喷射槽7的内部的方式设置。喷射槽7中的，与喷射孔8面对的槽内侧面由下述的倾斜面形成，该倾斜面可将已喷射的空气油送向内圈斜面部2b侧。喷嘴部件6A直接安装于外壳9的内径面上，同时用作外圈间隔片。喷嘴部件6A也可按照嵌合于设置于图9A的实例的外圈间隔片10的缺口凹部10a的方式安装，以代替直接安装于外壳9上的方式。本实施例的其它结构除了特别说明的事项以外，与图9A，图9B的实例相同。同样在设置本实施例的结构的喷嘴部件6A的场合，与图14的实例相同，轴承1也可为圆筒滚柱轴承。
图19表示本发明的第8实施例的滚动轴承的空气油润滑结构。本实施例针对图9A所示的第1实施例，省略喷嘴部件6的喷射槽7。本实施例的其它的结构与图9A的实例相同。
图20A，20B表示本发明的第9实施例的滚动轴承的空气油润滑结构。本实施例针对图9A，图9B所示的第1实施例，省略喷嘴部件6的喷射槽7，而代之，在内圈2的斜面部2b侧，设置圆周槽17。该圆周槽17沿圆周方向延伸，呈环状，截面呈V形状。在喷嘴部件6中，开设有喷射孔8，该喷射孔8与内圈斜面部2b的圆周槽17面对，其上开设有喷射口8a。该喷射孔8设置于喷嘴部件6的圆周方向的1个或多个部位。喷射孔8按照喷射口8a的喷射方向朝向圆周槽17，并且喷射方向相对斜面部2b形成倾斜角度β的方式设置，以便可直接向内圈斜面部2b的圆周槽17吹已喷射的空气油。截面呈V字形的圆周槽17中的靠近滚动面2a的侧壁斜面17a相对轴心的倾斜角度大于内圈2的斜面部2b的倾斜角度α。本实施例的其它的结构与图9A，图9B相同。
对上述结构的空气油润滑结构的作用进行描述。从图20A的空气油供给口13a供给的空气油经喷嘴部件6的喷射孔8，向内圈斜面部2b的圆周槽17的侧壁斜面17a喷射。
由于侧壁斜面17a的倾斜角度大于内圈的斜面部2b，故附着于侧壁斜面17a上的油通过离心力的作用确实地送向内圈斜面部2b，作为润滑油而流入到轴承的内部。另外，即使在供给空气量为少量而圆周上的流不均匀的情况下，由于在内圈斜面部2b与喷嘴部件6之间的间隙δ处产生的负压吸引力，润滑油流向轴承侧，附着于滚动体4或保持器5的内径面上，可用作轴承的润滑油。由此，可防止少量的空气中的油的滞留，可防止因油的滞留引起的轴承温度的变化。
由于象这样，将空气油供给内圈斜面部2b的圆周槽17，不直接向滚动体4的滚动通路喷射空气油，故不产生滚动体4的公转的摩擦风声的发生，噪音降低。另外，由于不是因空气的喷射的油的供给，而通过内圈2的旋转将供向内圈斜面部2b的圆周槽17的空气油送向轴承1的内部，故所采用的空气只起到将油送到内圈2的圆周槽17的功能就可以，使使用量减少。为此，可期待因减少空气量的节省能量的效果。另外，在作为喷射孔8的出口部的喷射口8a的直径较小的场合，流速增加，喷射空气温度下降。由于以较近距离，将该低温空气吹向内圈2，故可期待更进一步降低内圈的温度。
在本实施例的场合，象这样，在减少空气量的情况下，仍可防止少量空气中的油的滞留造成的轴承温度的变化，可期待噪音的减小效果，以及空气油量的进一步削减的效果。
图21A表示本发明的第10实施例的滚动轴承的空气油润滑结构。在本实施例中，针对图20A所示的第8实施例，将滚动轴承1改为圆筒滚柱轴承1A。在该圆筒滚柱轴承1A中，外圈3A没有凸缘，内圈2A带有两个凸缘，在内外圈2A，3A的滚动面2a，3a之间，设置由圆筒滚柱形成的多个滚动体4A。设置于外圈间隔片10上的空气油供给通路13d沿轴向延伸，但是，最终，与外壳9(图20A)的空气油供给口13a连通。
同样在本实施例中，也可象图21B所示的那样，使喷嘴部件6的前端，进入保持器5A的内径侧。
图22表示本发明的第11实施例的主轴组件。该主轴组件应用比如，图9A，图15A，图15B所示的实施例的滚动轴承的空气油润滑结构。该主轴组件用于加工机械，在主轴15的前端上，安装有工具或工件的夹头。支承该主轴15的多个滚动轴承分为前侧的轴承1，与后侧的轴承1A，该轴承1位于靠近主轴前端的固定侧，该轴承1A消除运转中的发热造成的主轴15的热膨胀，靠近作为自由侧的主轴后端。在这些滚动轴承1，1A中，分别采用图9和图15A，图15B的实施例的空气油润滑结构。在这里，前侧的轴承1采用图9A的实例的多个向心推力球轴承，后侧的轴承1A采用1个图15B的实例的圆筒滚柱轴承。后侧的轴承1A也可为图21A，图21B所示的轴承。在前侧的各滚动轴承1中，从按照从外壳9延伸到喷嘴部件6的方式设置的空气油供给通路13，经过喷嘴部件6的喷射孔8，向滚动轴承1的内圈斜面部2b吹空气油。同样在后侧的滚动轴承1A中，从按照从外壳9延伸到喷嘴部件6的方式设置的空气油供给通路13，通过喷嘴部件6的喷射孔8，向滚动轴承1A的内圈斜面部2b吹空气油。后侧的滚动轴承1A为内圈2A带有两个凸缘的圆筒滚柱轴承，喷嘴部件6邻接前侧而设置，将朝向前侧的内圈2A的斜面部2b吹空气油。
在这样的结构的主轴组件中，由于后侧的轴承1A采用圆筒滚柱轴承，因运转中的发热的主轴15的热膨胀的影响，象图23中以放大的方式所示的那样，后侧滚动轴承1的内圈2的靠近前侧的凸缘沿按压圆筒滚柱4A的端面的方向作用推力。即，后侧的滚动轴承1A的内圈2A的前侧凸缘面与圆筒滚柱4A的端面之间的接触部分的接触面压力增加。相对该情况，在后侧的滚动轴承1A的内圈2A的后侧凸缘面与圆筒滚柱4A的端面之间，没有轴膨胀的推力作用的影响。其结果是，后侧的滚动轴承1A的内圈2A的前侧凸缘面与圆筒滚柱4A的端面之间的接触部与该内圈2A的后侧凸缘面相比较，构成对于运转时的滑动磨擦来说不利的条件，如果其凸缘面与圆筒滚柱4A的端面的接触部没有充分地润滑，则存在产生异常发热，或者接触部磨耗而磨耗粉末进入轴承的内部的危险。
但是，如果采用本实施例的主轴组件，由于从喷嘴部件6的喷射孔8向后侧的轴承1A的内圈2A的前侧斜面部2b吹空气油，故可优先地将润滑油供向该轴承1A的内圈2A的前侧凸缘面与圆筒滚柱4A的端面之间的接触部，可避免上述的不利情况。
另外，从前侧相对后侧轴承1A进行润滑处理是由于从由主轴15、前侧的轴承1、后侧的轴承1A、外壳9围绕的空间30的内部供给空气油，且一般来说，空气油润滑的空气供给量在10～40Nl/min的范围内，故上述空间30内的压力高于其外侧的压力，其结果是，冷却剂等难于从外部浸入到包括轴承1，1A的空间30内，还可避免异物侵入到轴承1，1A的内部。
权利要求
1.一种在滚动轴承的运转中供给润滑油的滚动轴承的润滑方法，其特征在于为了抑制滚动轴承的温度变化，在运转中改变润滑油的供给量。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承的润滑方法，其特征在于在空气油的状态进行润滑油的供给。
3.根据权利要求1所述的滚动轴承的润滑方法，其特征在于对应于滚动轴承的旋转速度改变润滑油的供给量。
4.根据权利要求3所述的滚动轴承的润滑方法，其特征在于在润滑油供给量不同的多种的润滑条件下，进行与旋转速度相对应的滚动轴承的温度上升数据的取样处理，对应于该取样结果，改变与该旋转速度相对应的润滑油的供给量。
5.根据权利要求4所述的滚动轴承的润滑方法，其特征在于在横轴表示旋转速度、纵轴表示轴承温度而采用取样数据形成曲线图的场合，对应于旋转速度改变润滑条件，由此按照实质上不产生极大点或按照极大点变小的方式将润滑条件组合。
6.根据权利要求3所述的滚动轴承的润滑方法，其特征在于对应于设定条件，按照旋转速度的信息信号，自动地改变运转中的润滑油供给量。
7.根据权利要求1所述的滚动轴承的润滑方法，其特征在于通过手动的操作改变运转中的润滑油供给量。
8.一种滚动轴承的润滑装置，该润滑装置包括润滑油供给机构，该润滑油供给机构在滚动轴承的运转中供给润滑油；供给量改变机构，该供给量改变机构对应于设定条件使上述润滑油供给机构改变润滑油的供给量。
9.根据权利要求8所述的滚动轴承的润滑装置，其特征在于上述润滑油供给机构向滚动轴承喷射空气油。
10.根据权利要求8所述的滚动轴承的润滑装置，其特征在于上述供给量改变机构是上述设定条件为与滚动轴承的旋转速度有关的条件、对应于旋转速度使上述润滑油供给机构改变润滑油的供给量的机构。
11.根据权利要求10所述的滚动轴承的润滑装置，其特征在于上述润滑油供给机构是针对划分为多个的、滚动轴承的旋转速度区域的每个区域设定供给量，对应于已输入的旋转速度的信息改变为已设定的供给量的机构。
12.根据权利要求8所述的滚动轴承的润滑装置，其特征在于上述润滑油供给机构是间隙地供给润滑油的机构，上述供给量改变机构是改变上述润滑油供给机构的润滑油的供给间隔的机构。
13.根据权利要求8所述的滚动轴承的润滑装置，其特征在于上述滚动轴承是支承加工机械的主轴的轴承。
全文摘要
本发明提供可确保润滑的可靠性的同时呈现稳定的温度上升的滚动轴承的润滑方法以及润滑装置。该滚动轴承的润滑方法为在滚动轴承的运转中供给润滑油的润滑方法，为了将滚动轴承(103)的温度保持在设定允许范围内，在运转中通过供给量改变机构(102)，自动地或通过手动方式改变润滑油的供给量。润滑油的供给采用润滑油供给机构(101)。
文档编号B23Q1/26GK101059152SQ20061016730
公开日2007年10月24日 申请日期2003年3月3日 优先权日2002年3月5日
发明者小杉太, 森正继, 植田敬一 申请人:Ntn株式会社