潤滑油供應單元和軸承裝置的製作方法
2023-10-11 00:26:54 2

本發明涉及潤滑油供應單元和軸承裝置,並且尤其涉及與軸承相鄰布置並且向軸承內部供應潤滑油的潤滑油供應單元和軸承裝置。
背景技術:
已經常規地知曉一種在滾動軸承的內部包含有油供應單元的滾動軸承裝置(參照日本專利特開2005-180629號公報(專利文獻1)和日本專利特開2014-37879號公報(專利文獻2)))。在專利文獻1中公開的軸承裝置中,在滾動軸承中密封有潤滑脂,在與滾動軸承相鄰的間隔件中收容有與潤滑脂的基礎油種類一致的潤滑油,並且歸因於毛細現象,在該間隔件中的潤滑油作為補充供應到滾動軸承的內部。
在專利文獻2所公開的軸承裝置中,通過間歇性地操作泵,能夠從布置在與軸承相鄰的間隔件中的潤滑油箱以穩定的方式長時間段地向軸承供應潤滑油。
引用列表
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2005-180629號
專利文獻2:日本專利特開2014-37879號
技術實現要素:
技術問題
在上述專利文獻1所公開的裝置中,預先將潤滑脂密封在軸承中用於潤滑,然而,同時容納在間隔件中的潤滑脂的基礎油也被恆定地供應到軸承內部。因此,潤滑油的供應趨於過量,並且隔件中的基礎油(潤滑油)的消耗也較快。因此,難以以穩定的方式長時間段地向軸承供應潤滑油。
與專利文獻1所公開的裝置相比,在專利文獻2所公開的裝置中,假設潤滑油可被供應更長的時間段,然而,不能從軸承裝置的外部檢測潤滑油的供應狀態。因此,即使潤滑油的供應有可能由於諸如泵的操作故障等因素而失敗,也難以知曉在潤滑油的供應中的此類故障的發生,直到軸承的操作中的異常狀態發生。因此,難以在早期階段檢測軸承裝置的異常狀態,並且難以採取諸如維護的措施,以便以穩定的方式長時間段地操作軸承裝置。
本發明是為了解決上述問題而完成的,並且本發明的目的在於提供一種可以以穩定的方式長時間段地操作的潤滑油供應單元和軸承裝置。
問題的解決方案
根據本發明的實施例的潤滑油供應單元包括:保持部,保持供應到軸承內部的潤滑油;供應部,從所述保持部向所述軸承內部供應所述潤滑油;以及控制單元,用於控制所述供應部的操作。所述控制單元可以獲取關於所述潤滑油的供應的條件的數據,並將所述數據輸出到所述控制單元的外部。
根據本發明的實施例的軸承裝置包括:所述潤滑油供應單元和連接到所述潤滑油供應單元的軸承。
發明的有益效果
根據上文,可以獲得能夠以穩定的方式長時間段地操作的潤滑油供應單元和軸承裝置。
附圖說明
圖1是示出根據本發明第一實施例的機械裝置的一個示例的示意性截面圖。
圖2是圖1所示機械裝置的示意性截面圖。
圖3是附連到圖1所示機械裝置的監視單元的示意性平面圖。
圖4是用於說明圖1所示機械裝置的結構的框圖。
圖5是用於說明圖1所示的機械裝置的潤滑油供應單元中的控制電路和監視單元的配置的框圖。
圖6是示出整個軸承裝置的示意圖。
圖7是沿著圖6的線段VII-VII的示意截面圖。
圖8是沿著圖6的線段VIII-VIII的示意截面圖。
圖9是沿著圖6的線段IX-IX的示意截面圖。
圖10是圖6的區域X的放大的示意圖。
圖11是示出潤滑油供應單元的電源部中包括的蓄電部的蓄電電壓與時間之間的關係的第一示例的視圖。
圖12是示出潤滑油供應單元的電源部中包括的蓄電部的蓄電電壓與時間之間的關係的第二示例的視圖。
圖13是示出潤滑油供應單元的電源部中包括的蓄電部的蓄電電壓與時間之間的關係的第三示例的視圖。
圖14是示出潤滑油供應單元的電源部中包括的蓄電部的蓄電電壓與時間之間的關係的第四示例的視圖。
圖15是示出潤滑油供應單元的電源部中包括的蓄電部的蓄電電壓與時間之間的關係的第五示例的視圖。
圖16是示出潤滑油供應單元的電源部中包括的蓄電部的蓄電電壓與時間之間的關係的第六示例的視圖。
圖17是附連到圖1所示機械裝置的監視單元的變形的示意性平面圖。
圖18是用於說明圖1所示的機械裝置的潤滑油供應單元中的控制電路和監視單元的配置的第一變形的框圖。
圖19是用於說明圖1所示的機械裝置的潤滑油供應單元中的控制電路和監視單元的配置的第二變形的框圖。
圖20是示出根據本發明第二實施例的機械裝置的一個示例的示意性截面圖。
圖21是圖20所示機械裝置的示意性截面圖。
圖22是用於說明圖20所示機械裝置的結構的框圖。
圖23是用於說明圖20所示的機械裝置的潤滑油供應單元中的控制電路和監視單元的配置的框圖。
圖24是附連到圖20所示機械裝置的監視單元的變形的示意性平面圖。
圖25是示出圖20所示機械裝置的潤滑油供應單元中的接收部的操作的變形的流程圖。
圖26是用於說明圖20所示的機械裝置的潤滑油供應單元中的控制電路和監視單元的配置的變形的框圖。
具體實施方式
在下文將參考附圖描述本發明的實施例。下面的附圖中相同或相應的元件具有相同的附圖標記,並且將不重複其描述。
(第一實施例)
將參照圖1至5描述根據本發明第一實施例的軸承裝置的機械裝置的一個示例所應用的工具機主軸的結構。
如圖1至圖5所示,根據本發明第一實施例的工具機主軸50主要包括旋轉軸51、布置成包圍旋轉軸51的主軸殼體52、布置在主軸殼體52的外周周圍的外周殼體53、以及相對於主軸殼體52可旋轉地保持旋轉軸51的軸承裝置。兩個軸承裝置布置在旋轉軸51的外周周圍。軸承裝置中的軸承的內圈14和內圈隔件34被裝配並固定到旋轉軸51的側面。軸承的外環13和外環隔件33被裝配並固定在主軸殼體52的內周面。該軸承是向心球軸承(angular ball bearing),其包括內環14,外環13和滾動元件15,該滾動元件是布置在內環14和外環13之間的球。在與軸承相鄰布置的內環隔件34和外環隔件33之間布置有潤滑油供應單元20(見圖7)。在兩個軸承(與布置有潤滑油供應單元的一側相反的一側)之間,另一隔件被裝配並固定到旋轉軸51和主軸殼體52,並且抵靠在內環14和外環13上。
如圖2所示,潤滑油供應單元20主要包括:沿周向布置在環形殼體中的發電部25、包括蓄電部的電源電路26、控制電路27、驅動電路28、泵29、以及保持潤滑油38的潤滑油箱30(見圖8)。稍後將描述包括潤滑油供應單元20的軸承裝置的詳細構造。
在潤滑油供應單元的與控制電路27相對的區域中,設置有貫通殼體主體21的貫通孔(見圖7)、外環隔件33、主軸殼體52,和外周殼體53。在貫通孔的外周側的端部處,在外周殼體53的表面設置有平面部,並且在該平面部上布置有基座57。輸出基板56設置在基座57上。潤滑油供應單元20的輸出基板56和控制電路27通過接觸探針54彼此電連接。接觸探針54布置在貫通孔的內部。接觸探針54具有與控制電路27的電極焊盤(未圖示)接觸的一端,並且具有通過導電線55與輸出基板56連接的另一端。接觸探針54可以連接並固定到輸出基板56的一側。
蓋構件58固定到基座57,以覆蓋布置在基座57上的輸出基板56。代表用於驅動輸出基板56上的電路的電源的電池60和存儲部59布置在輸出基板56上。例如,可以採用硬幣電池或鈕扣電池作為電池60。儘管期望採用鋰電池作為電池60,但是可以採用鎳氫充電電池。用於固定此類電池60的固持部被布置在輸出基板56的表面上。例如,可以採用用於連接並固定卡式外部存儲介質和可移除地固定到固持部的外部存儲介質的固持部(槽)作為存儲部59。可以使用諸如存儲卡的任何常規公知的存儲介質作為外部存儲介質。
在蓋構件58中,設置U形長孔部(其中布置有代表用於連接到基座57的構件的固定螺栓的孔),以便該蓋構件可以僅通過鬆開固定螺栓從基座57移除。可以在從基座57移除蓋構件58的情況下更換電池60或外部存儲介質。
由基座57和蓋構件58氣密密封的輸出基板56實現電壓監視單元的主要部。任何防水結構可以添加到基座57和蓋構件58,以便在使用工作機主軸的加工期間防止所使用的冷卻劑的進入。可以採用例如墊圈、O形環、或樹脂模具用於防水結構。
將主要參考圖4描述設置在上述工具機主軸50中並且包括電壓監視單元的潤滑油供應單元的構造。
上述工具機主軸50包括潤滑油供應單元,該潤滑油供應單元包括連接至軸承11(參見圖7)的單元主體部76和外部輸出部70,該軸承包括內環14、外環13和滾動元件15,並且該潤滑油供應單元包括控制單元71,該控制單元具有控制電路27(參見圖2),該外部輸出部70表示通過連接線74(接觸探針54)連接到控制單元71的電壓監視單元。單元主體部76包括控制單元71、電源部77、潤滑油供應部72和潤滑油保持部73(潤滑油箱30),該控制單元包括控制電路27、,該電源部包括發電部25(見圖2)和電源電路26(見圖2),該潤滑油供應部72包括電源電路26、驅動電路28和泵29。控制單元71連接到電源部77和潤滑油供應部72,控制潤滑油供應部72中的潤滑油的供應狀態,並且獲取關於潤滑油的供應狀態的數據。該數據包括潤滑油的供應計時、潤滑油的供應間隔、以及在泵29運轉時的電源電路(具體而言為蓄電部)中的電壓(蓄電電壓)。
對於控制單元71的控制電路27和外部輸出部70的輸出基板56之間的連接部的結構,可採用任何結構。例如,如圖5所示,設置在控制電路27中的處理器27a(微型計算機)和輸出基板56的處理器56a可以通過連接線74彼此連接。控制電路27的處理器27a通過線27b和27c連接到電源或接地部。在輸出基板56上,處理器56a連接到電池60和存儲部59。代表諸如電壓(從控制電路27發送的信號)的數據的信號可以從處理器56a發送到存儲部59。
根據上述結構,從控制電路27發送的潤滑油供應狀態的數據被存儲進輸出基板56上的存儲部59中。可以採用任何計時作為數據從控制電路27傳輸到輸出基板56的計時。例如,可以在控制電路27的存儲部(包括在處理器27a中的存儲元件或設置在獨立於處理器27a的控制電路27中的存儲元件)被數據填充的時間點,將數據從控制電路27傳送到輸出基板56。當數據包括關於電源部77的蓄電電壓隨時間變化的數據時,該數據可以通過輸出基板56上存儲部59被保存在的外部存儲介質中,並通過使用外部存儲介質該數據被帶到外部計算機中。通過這樣做,可以在外部計算機上檢查潤滑油供應單元的狀態(發電狀態或泵29的運轉狀態)。
將參考圖6至圖10描述包括在圖1所示的機械裝置中的軸承裝置。根據本發明實施例的軸承裝置10是滾動軸承裝置,並且包括代表滾動軸承的軸承11(參見圖7)和潤滑油供應單元20(參見圖7)。潤滑油供應單元20被結合在抵靠在軸承11的軸向上的一個端部上的外環隔件33和內環隔件34之間。包括軸承11和潤滑油供應單元20的軸承裝置10以結合的方式被使用,例如,在旋轉軸和機械裝置的殼體之間。當軸承裝置10結合在機械裝置中時,例如,另一隔件也抵靠軸承11的另一端部,使得軸承11可以通過外環隔件33和內環隔件34以及另一隔件沿軸向定位。
軸承11主要包括在例如旋轉側上的為滾動軸承環的內環14、在例如固定側上的外環13、夾在內環14和外環13之間的多個滾動元件15、將多個滾動元件15以恆定間隔保持的保持器16、以及布置在保持器16的外圓周側上的密封構件。可以採用例如,向心球軸承、深溝球軸承或圓柱滾柱軸承作為軸承11。期望的潤滑脂預先密封在軸承11中。密封構件布置在與布置外環隔件33的一側相對的端部。
隔件由內環隔件34和外環隔件33構成,並且內環隔件34抵靠在內環14的一個端面上。外環隔件33抵靠在外環13的一個端面上。
如圖6至圖9所示,潤滑油供應單元20在周向上主要包括發電部25、包括充電部的電源電路26、控制電路27、驅動電路28、泵29和潤滑油箱30,布置在環形殼體中。潤滑油箱30儲存與密封在軸承11中的潤滑脂的基礎油類型相同的潤滑油。發電部25、電源電路26、控制電路27、驅動電路28、泵29和潤滑油箱30在殼體主體21內在周向上對齊地布置。發電部25與電源電路26連接。電源電路26與控制電路27連接。控制電路27與驅動電路28連接。驅動電路28是用於操作諸如微型泵的泵29的電路。連接到潤滑油箱30的袋體的吸管31和用於將潤滑油從泵29供應到軸承11的內部的排出管32連接到與驅動電路28連接的泵29。如圖7所示,噴嘴37連接到排出管32的尖端部(與泵29連接的根部相對的端部)。噴嘴37的尖端部延伸到軸承11的內側(與滾動元件15相鄰的位置,例如,在軸承11的固定側上的滾動軸承環和旋轉側上的滾動軸承環之間的位置)。根據由基礎油的粘度導致的表面張力和釋放量之間的關係,適當地設定噴嘴37的噴嘴孔的內徑的尺寸。
如稍後將要描述的,控制電路27可以獲取關於潤滑油供應單元20中的潤滑油供應狀態的數據,並將該數據輸出到控制電路27的外部(例如,作為接收部的輸出基板56(參見圖2))。
例如,如圖6所示,可以採用基於塞貝克效應(Seebeck effect)的發電元件作為潤滑油供應單元20的發電部25。具體而言,發電部25包括與外環隔件33連接的導熱體23a、布置在內環隔件34上的導熱體23b、以及熱電元件24(利用珀耳帖(Peltier)元件的塞貝克效應的元件),該熱電元件布置為將導熱體23a和導熱體23b彼此連接,並且以與導熱體23a和23b緊密接觸的方式被固定。
當滾動軸承裝置採用如圖6所示的軸承裝置時,內環14和外環13的溫度由於與滾動元件15(參見圖7)摩擦產生的熱量而增加。由於外環13通常結合入設備的殼體中,所以通過熱傳導從其散發熱量。因此,內環14和外環13之間的溫度不同(內環14的溫度比外環13的溫度高)。該溫度傳導到導熱體23a和23b中的每一個。導熱體23a和23b布置成穿過殼體主體21的內圓周表面和外圓周表面。因此,熱電元件24的相對端面之間的溫度不同,該熱電元件布置在利用所插入的外環隔件33來連接到外環13的導熱體23a(熱沉)和位於內環隔件34側(內環14側)上的導熱體23b之間。因此,熱電元件24可以由於塞貝克效應而產生電力。由於不需要通過採用此類的發電部25從外部向潤滑油供應單元供應電力,因此不需要將用於外部供應電力的電線附連到工具機主軸50。因此,採用利用上述的用於檢查向軸承11的潤滑油的供應方案的潤滑油供給單元20是更有效的。
考慮到導熱性的粘合劑優選用於導熱體23a的表面,該導熱體穿過外殼主體21的外周表面,並且該導熱體的表面與外環隔件33的內周表面接觸。導熱體23a在外環13側上的外周表面的曲率半徑優選與外環隔件33的內周面的曲率半徑相同。然後,外環隔件33的內周表面和導熱體23a的外周表面可以彼此緊密接觸,因此熱量可以在導熱體23a、外環隔件33和外環13之間有效地傳導。導熱體23b在內環側上的內周表面(與內環隔件34相對的表面)不與內環隔件34接觸。如果可能,在外環側上的導熱體23a和在內環側上的導熱體23b理想地在體積上彼此相等。內環側的導熱體23b的表面積理想地更大。
為了提高熱傳導性和粘接性,優選地,在外環隔件33的內周表面與導熱體23a之間、導熱體23a與熱電元件24之間、以及熱電元件24與內環側上的導熱體23b之間,施用熱潤滑脂。通常,該熱潤滑脂主要由矽酮構成。對於導熱體23a和23b的材料,優選使用導熱性高的金屬。例如,可以採用銀(Ag)、銅(Cu)或金(Au),並且從成本的角度優選採用銅。對於導熱體23a、23b的材料,可以採用以銅為主要成分的銅合金,也可以採用以銅為主成分的燒結合金。連接到熱電元件24的導熱體可以僅布置在高溫側,並且熱電元件24可以固定為與低溫側的隔件(外環隔件33)緊密接觸。
由發電部25產生的電荷被存儲在電源電路26中。具體地,電荷被存儲在諸如包括在電源電路26(也稱為電力存儲電路)中的蓄電池或電容器的蓄電部中。優選採用雙電層電容器作為電容器。
控制電路27是用於通過驅動電路28控制泵29的運轉的控制單元,並且包括保持控制程序的程序存儲部和連接到該程序存儲部並執行該控制程序的處理器(微型計算機)。控制電路27可以預先設定開始向軸承11供應潤滑油的計時、供應(間隔)計時、驅動用於供應潤滑油的泵29的時間段、以及潤滑油的供應量。通過適當地保持潤滑油的供應狀態,能夠延長軸承裝置的潤滑壽命。
作為驅動部的驅動電路28可以包括例如任何傳感器(軸承溫度傳感器、軸承旋轉傳感器、潤滑油剩餘量傳感器或潤滑油溫度傳感器)。來自此類傳感器的信號可以輸入到驅動電路28的處理器(微型計算機),使得泵29根據軸承11的溫度和其旋轉的狀態被自動控制,以便調節潤滑油的供應量。
泵29通過驅動電路28由控制電路27控制。泵29通過吸管31吸入潤滑油箱30中的潤滑油,並且通過排出管32和噴嘴37將吸入的潤滑油供應到軸承11的內部。
如圖7所示,潤滑油供應單元20的環狀殼體由殼體主體21和蓋22構成,該殼體主體具有括號形狀的截面(與軸承11相對的表面開口),該蓋關閉殼體主體21的開口並且可附接到殼體主體21和可從殼體主體21拆卸。殼體主體21和蓋22可以由任何材料形成,並且可以由例如樹脂材料形成,更優選地由熱塑性樹脂形成。例如,可以採用聚苯硫醚(PPS)作為形成殼體的材料。殼體主體21和蓋22可以由相同類型的材料或不同的材料形成。
殼體的蓋22可以利用螺釘39(參見圖9)固定到殼體主體21。通過將蓋22固定在殼體主體21上,能夠密閉地密封由殼體主體21和蓋22包圍的殼體內部。可以通過從固定有螺釘39的攻絲孔(tab hole)35移除螺釘39來移除蓋22。通過這樣做,可以在不從軸承裝置10移除整個潤滑油供應單元20的情況下用潤滑油補充容納在殼體主體21中的潤滑油箱30。
殼體主體21的外周面可以固定到外環隔件33的內周面。殼體主體21的外周面和外環隔件33可以例如通過粘合劑彼此粘接和固定。例如,可以使用環氧樹脂作為用於粘接和固定殼體主體21的粘合劑。殼體主體21(即,潤滑油供應單元20)可以固定到軸承11的靜止環。間隙36可以設置在殼體主體21和內環隔件34之間。
容納在殼體主體21中的潤滑油箱30可以由柔性樹脂製成的袋體形成。潤滑油箱30可以沿著環形殼體主體21布置成弧形。
形成潤滑油箱30的由樹脂製成的袋體可以通過層疊樹脂片並熱焊接外周部而形成,如圖10中所放大地示出的。例如,圖10所示的潤滑油箱30的外周部可以是熱焊接部。
在潤滑油箱30的袋體中設置有與泵29連接的吸管31。在通過熱熔接形成潤滑油箱30的袋體時,吸管31被夾在樹脂片之間而被熱焊接來形成袋體。吸管31因此可以與袋體整合。
對於形成用潤滑油箱30的袋體的結構可以採用任何其他結構。例如,袋體可以通過吹塑成型形成。在這種情況下,吸管31可以與袋體一體吹塑成型。如上所述,通過對潤滑油箱30的袋體進行吹塑成形,袋體成為膨脹形狀(像袋的形狀),因此在袋體成形後,袋狀部優選地形成為平坦狀。通過將袋狀部形成為平坦的,即使當潤滑油的量變小時,潤滑油也可以完全從潤滑油箱30排出。可以用完潤滑油箱30中的潤滑油。
可以材料任何材料作為用於形成潤滑油箱30的袋體的材料,並且例如優選地採用樹脂材料。例如,尼龍、聚乙烯、聚酯或聚丙烯可以用作潤滑油箱30的材料,並且材料沒有特別限制,只要材料對容納在袋體中的潤滑油具有抵抗性即可。
設置在潤滑油箱30的袋體中的吸管31可以可拆卸地連接到泵29。利用可從泵29移除的吸管31,當潤滑油箱30中不再留有潤滑油時,吸管31可從泵29移除,並且袋體可以通過吸管31補充潤滑油。
利用能從泵29移除的潤滑油箱30的袋體,可以準備填充有潤滑油的備用的袋體,從而可以用其將袋體更換。例如,在所使用的潤滑油箱30中沒有殘留潤滑油的情況下,通過將潤滑油箱30的用過的袋體移除,並且用備用袋體(填充有潤滑油的袋體)替換袋體,能夠在短時間內完成潤滑油供應單元20內的潤滑油的補給。
上述備用的袋體可以由潤滑油的製造商在管理下填充潤滑油。通過這樣做,可以降低在填充時出現的諸如異物進入袋體中的問題的可能性。在儲存備用的袋體時,優選在備用的袋體的吸管31上附連蓋子。通過這樣做,可以防止將異物引入到存儲的袋體中。
上述軸承裝置是內環旋轉型。雖然假設圍繞水平軸旋轉,但是圍繞豎直軸的旋轉也是適用的。
在圖1所示的機械裝置的一個示例的工具機主軸50中,旋轉軸51連接到指定的驅動軸,使得能夠做出相對於主軸殼體52的旋轉。在支撐旋轉軸51的軸承裝置中,潤滑油通過潤滑油供應單元規律地供應到軸承11(見圖7),從而提高工具機主軸50的可靠性和耐久性。
在包括軸承11和潤滑油供應單元20(參見圖7)的軸承裝置中,在由控制電路27對泵29的運轉進行控制下,潤滑油可以從潤滑油箱30供應到軸承11。
隨著發電部25產生的電力被存儲在蓄電部中,電源電路26中的蓄電部(例如,電容器)的電壓達到特定電壓時,泵29可以在這一時間點被驅動。為了延長其中密封有潤滑脂的軸承11的潤滑壽命並將時間段延長直到維修,期望如下的間隔。下面將見圖11至16給出具體描述。在圖11至16中,縱軸表示蓄電部的電壓,橫軸表示時間。圖11至圖16表示蓄電部的電壓隨時間的變化(充放電的狀態)。
例如,參考圖11,當直到蓄電部的電壓達到驅動泵29所需的電壓(圖11中的電壓V2)為止(或實現完全充電狀態)的充電時間段41早於供應需要的潤滑油的計時,在時間點t2,利用存儲在蓄電部中的電力驅動泵29,其中在時間點t1(蓄電部的電壓達到電壓V2(蓄電部被充滿電)的時間點)之後還加入用於電力存儲的指計時間段(延遲時間段42),(即,從時間點t1到時間點t2的延遲時間段被加入)。因此,能夠將潤滑油的供應間隔控制為比蓄電部的電壓達到指定電壓(例如,滿充電狀態)的時間段更長。
如圖11所示,在通過驅動泵29d一次而使蓄電部的電壓降低到電壓V1之後,再次進行充電操作。因此,蓄電部的電壓達到指定電壓(時間點t3)。此後,在上述延遲時間段過去之後(時間點t4),泵29被再次驅動。這樣的循環也可以在此後繼續(例如,從時間點t4直到時間點t6)。
如圖12所示,考慮到初始密封在軸承11中的潤滑脂的壽命,可以將延遲時間段42(從時間點t1到時間點t2的時間段)設定得更長。例如,當採用潤滑脂密封型的軸承作為軸承11,通過在運轉初期密封在軸承11中的潤滑脂可以確保充分的潤滑。因此,如圖12所示,可以在由密封在軸承11中的潤滑脂實現的潤滑壽命(例如,兩萬小時)之後開始潤滑油的第一供應。諸如蓄電部的充電電壓達到特定值的時間點或者熱電元件24的輸出電壓達到特定值的時間點的任何計時,可以被採用作為軸承11的操作開始的時間點。
在這種情況下,可以設定延遲時間段42,例如使得從開始運行直到時間點t2的時間段與潤滑脂的潤滑壽命43相當。在確計時間點t2中,可以利用控制電路27的計時器功能來對從操作開始的時間點起的時間計數,並且可以將潤滑壽命43終止的時間點設置為時間點t2。第二周期或更晚的延遲時間段(時間點t3和時間點t4之間的時間段或時間點t5和時間點t6之間的時間段)也可以被設定為比考慮軸承裝置使用狀態的第一延遲時段42短,因為軸承11中的潤滑脂的基礎油可能已經相當大地減少。因此通過延遲潤滑油的第一供應,可以延長軸承11的壽命,並且可以延長直到維護的時間段。
如圖13所示,可以根據直到蓄電部被完全充電的時間段來控制排出潤滑油的間隔(泵29的運轉間隔)。例如,可以重複蓄電部的充電和放電,並且可以在每個指定數目的充電和放電周期來驅動泵29。具體地,在圖13中的時間點t1、時間點t2、以及時間點t3和t4,僅執行從蓄電部向電阻器的放電,並且不驅動泵29。在第四充放電周期中,在蓄電部完全充電(蓄電部的電壓達到電壓V2)的時刻t4,驅動泵29。因此,通過這樣以指定的充放電周期次數驅動泵29,能夠將潤滑油的供應間隔控制得更長。
潤滑油供應單元20的發電部25通過利用軸承11的內環14和外環13之間的溫度差來產生電力。因此,在軸承11的內環14的溫度比較高的運轉條件下,內環14和外環13的溫度差較大,因此發電部25的每單位時間的發電量增加。因此,用於對電源電路26中的蓄電部進行充電的時間段更短。相反,當軸承11的內環14和外環13之間的溫度差不那麼大時,發電部25每單位時間的發電量較小。因此,用於對電源電路26中的蓄電部進行充電的時間段更長。
當假定上述圖13對應於內環14和外環13之間的溫度差較大的示例時,圖14示出了軸承11的內環14和外環13之間的溫度差比圖13所示的示例中的溫度差相對更小,並且因此充電時間段更長的示例。基於圖13和圖14之間的比較可以看出,在圖14所示的曲線圖中,充電時間段41(例如,從開始充電到時間點t1的時間段)更長。當如圖13所示充電和放電周期用於確定泵29的驅動間隔時,潤滑油的供應間隔根據軸承11的內環14和外環13之間的溫度差而變化。
通常,當軸承11中的潤滑狀態令人滿意時,軸承11內部的溫度升高相對較小,並且潤滑油的長間隔供應不會引起問題。當軸承11內部的潤滑狀態不令人滿意時,軸承11內部的溫度升高相對較大,並且潤滑油的供應間隔期望較短。
因此,在利用基於軸承11的內環14和外環13之間的溫度差的發電時,根據軸承11的負荷,潤滑油的供應間隔自動地變化,軸承11內部的潤滑的狀態總是保持令人滿意。在圖13和圖14所示的控制下,重複充電和放電,直到泵29被驅動。因此,可以基於充電和放電的次數來管理泵29的驅動間隔。
例如,如圖15所示,可以管理泵29的驅動間隔,以重複泵29被驅動一次的周期(時間點t1),之後重複充電和放電八次,並且當實現完全充電時第九次驅動泵29(達到電壓V2的時間點t2)。如圖15所示的電壓隨時間的變化可以存儲在控制電路27中,然後輸出到輸出基板56。
當直到滿充電的時間段在蓄電部的充電中較短時,估計軸承11中的外環13和內環14之間的溫度差大(內環的溫度高)。相反,當直到完全充電的時間段較長時,估計內環的溫度相對低於上述示例中的溫度。因此,可以確定:當充電時間段相對短時,軸承11內部的潤滑狀態通常趨向於不那麼好,並且當充電時間段相對長時,軸承11內部的潤滑狀態通常良好。通過這樣計數直到充滿電的時間,可以間接地估計軸承11內部的潤滑狀態的變化,而無需在軸承11中單獨提供諸如溫度傳感器的裝置。對於這種估計,直到完全充電的時間段與軸承11內部的潤滑狀態之間的關係可以例如通過運行測試來找到。在這種情況下,軸承11內部的時間段和潤滑狀態之間的關係根據軸承11的旋轉速度、負載的大小和預載荷的量而變化。在工具機主軸50的情況下,主軸殼體52的外周側總是由冷卻水或冷卻油冷卻。
基於泵29被驅動的示例與蓄電部僅通過使用電阻器放電的示例之間的比較,當泵29被驅動時,蓄電部中的電壓的降低可能更大。例如,如圖16所示,考慮了這樣的示例:在時刻t1或時刻t2驅動泵29時,蓄電部的電壓下降到電壓V1,儘管在蓄電部僅通過使用電阻器放電時,蓄電部的電壓下降到電壓V3。這裡,電壓V1低於電壓V3。在這種情況下,通過將電壓V1和電壓V3之間的電壓V4設定為閾值,當蓄電部的電壓降低到等於或低於閾值的電壓時,電壓降低的計時(例如時間點t1或時間點t2)和電壓值(電壓V1)可以存儲在控制電路27中。關於具體時間和日期的信息可以用作關於計時的信息。
如上所述,關於驅動泵29的計時或蓄電部的電壓隨時間的變化的數據存儲在控制電路27中,進一步從控制電路27向輸出基板56(外部輸出部70)輸出,所以可以容易地檢查潤滑油供應單元的操作狀態(和軸承11的狀態)。
將參考圖17至19描述根據本實施例的機械裝置的變形。
參考圖17,代表機械裝置的一個示例的工具機主軸50的第一變形在結構上基本與圖1所示的工具機主軸50相同,然而,顯示器61設置在輸出基板56上。。諸如液晶顯示器的任何顯示器可以用作顯示器61。在蓋部件58的與顯示器61相對的部分中形成有設置為開口或透明部件的窗口部。通過這樣做,可以通過窗口部從外部容易地檢查顯示器61上的表示。在輸出基板56中,進一步布置處理器56a,並且可以進一步布置存儲部59。
顯示器61可以顯示從控制電路27發送的數據(例如,泵29的驅動次數或者在潤滑油供應單元20中驅動泵29的時間段)。例如,當上述的如圖16所示地控制潤滑油供應單元20時,蓄電部的電壓下降到等於或低於閾值的次數的數目(潤滑油的噴出次數)可以在控制電路27側進行計數或輸出基板56,並且該數目可以顯示在顯示器61上。
當預先找到潤滑油箱30的容量和每次泵29驅動時的潤滑油的排出量,能夠知曉從潤滑油箱30供應潤滑油的次數(可以通過驅動泵29供應潤滑油的最大次數)。因此,可以基於泵29的驅動次數容易地知曉剩餘可能的排出次數。通過從上述的最大數目或潤滑油箱30中殘留的潤滑油的量中減去實際次數(實際驅動次數泵29)計算的可能排出的次數,可以作為要在顯示器61上顯示的數據。
參考圖18,工具機主軸50的第二變形的結構與圖1所示的工具機主軸50基本相同然而,數據如箭頭75所示通過無線電通信從單元主體部分76的控制單元71發送到外部輸出部分70。在這種情況下,用於無線電數據通信的發送和接收部設置在控制單元71和外部輸出部70中。通過這樣做,不需要如圖1所示在主軸殼體52中設置用於使接觸探針54通道的貫通孔,並且能夠簡化工具機主軸50的結構。
參考圖19,工具機主軸50的第三變形的結構與圖18所示的工具機主軸50的結構基本相同,然而,外部輸出部70布置在工具機主軸50的外部,並且通過無線通信在外部輸出部70與控制單元71之間傳輸數據。在這種情況下,可以採用諸如個人計算機的任何分析器作為外部輸出部70。在這種情況下,可以通過使用分析器容易地檢查到工具機主軸50的軸承11的潤滑油供應狀態。
可以使用諸如無線LAN(例如,WiFiTM),或ZigBee的任何常規公知的通信標準作為上述用於無線電通信的方案。
(第二實施例)
將參照圖20至23描述根據本發明第二實施例的軸承裝置的機械裝置的一個示例所應用的工具機主軸的結構。根據第二實施例的機械裝置(工具機主軸80)基本上與根據第一實施例的機械裝置的結構相同,然而,不同之處在於包括在軸承裝置中的潤滑油供應單元20(參見圖7)的輸出基板56和控制迴路27通過光通信部78(光發射元件62和光接收元件63)彼此連接。
潤滑油供應單元20的控制電路27連接到光發射元件62。輸出基板56連接到光接收元件63。例如,光發射元件62安裝在形成有控制電路27的控制基板上。光接收元件63安裝在輸出基板56上。
光發射元件62和光接收元件63隔著位於其間的貫通孔布置為彼此相對,以使得從光發射元件62射出的光通過貫通孔被光接收元件63接收。光發射元件62和光接收元件63布置成使得從光發射元件62射出的光的光軸穿過貫通孔。在光發射元件62和光接收元件63之間發送和接收的光可以具有任何波長,並且它可以是紅外光。光發射元件62設置成能夠朝向光接收元件63發射光,該發射的光由例如疊加在作為載波的紅外光上的信號波所產生,後面將描述,該信號波包含關於潤滑油的供應狀態的數據。例如,採用紅外發光二極體作為光發射元件62。例如,採用光電二極體作為光接收元件63。
將主要參考圖22描述包括狀態監視單元並且設置在上述工具機主軸80中的潤滑油供應單元的構造。
上述工具機主軸80包括潤滑油供應單元,該潤滑油供應單元包括連接至軸承11(參見圖7)的單元主體部76和外部輸出部70,該軸承包括內環14、外環13和滾動元件15,並且該潤滑油供應單元包括控制單元71,該控制單元具有控制電路27(參見圖21),該外部輸出部表示通過光通信部78(光發射元件62和光接收元件63)連接到控制單元71的狀態監視單元。單元主體部76包括:控制單元71、電源部77、潤滑油供應部72和潤滑油保持部73(潤滑油箱30),該控制單元包括控制電路27,該電源部包括發電部25(見圖21)和電源電路26(見圖21),該潤滑油供應部72包括電源電路26、驅動電路28和泵29。控制單元71連接到電源部77和潤滑油供應部72,控制潤滑油供應部72中的潤滑油的供應狀態,並且獲取關於潤滑油的供應狀態的數據。該數據包括潤滑油的供應計時、潤滑油的供應間隔、以及在泵29運轉時的電源電路(具體而言為蓄電部)中的電壓(蓄電電壓)。
對於控制單元71的控制電路27和外部輸出部70的輸出基板56之間的連接部的結構,可採用任何結構。例如,如圖23所示,設置在控制電路27中的處理器27a(微型計算機)和輸出基板56的處理器56a可以通過光通信部78彼此連接。控制電路27的處理器27a通過線27b和27c連接到電源或接地部。在輸出基板56上,處理器56a連接到電池60和存儲部59。代表諸如電壓(從控制電路27發送的信號)的數據的信號可以從處理器56a發送到存儲部59。
在圖20所示的機械裝置的一個示例的工具機主軸80中,旋轉軸51連接到指定的驅動軸,使得能夠做出相對於主軸殼體52的旋轉。在支撐旋轉軸51的軸承裝置中,潤滑油通過潤滑油供應單元規律地供應到軸承11(見圖7),從而提高工具機主軸80的可靠性和耐久性。
在根據第二實施例的軸承裝置中,類似於根據第一實施例的軸承裝置,在由控制電路27對泵29的運轉進行控制下,可以從潤滑油箱30向軸承11供應潤滑油。根據第二實施例的軸承裝置的操作基本上類似於上述根據第一實施例的軸承裝置的操作,但是在以下方面不同。
驅動泵29的計時或蓄電部的電壓隨時間的變化的數據通過來自光發射元件62的光被傳送到光接收元件63。光發射元件62由蓄電部驅動。當完全充電的蓄電部僅向電阻器放電而不驅動泵29時,光發射元件62例如通過利用電力來發光。在接收到由光接收元件63從光發射元件62發射的光後,數據被傳送到輸出基板56。
光通信部78的數據發送的計時(由光發射元件62發光的時間)可以是任何計時。例如,在從由蓄電部驅動的泵29的驅動直到下一次泵29驅動的時段期間,可以從蓄電部向光發射元件62供應電力,並且光發射元件62可以在不同於由蓄電部利用電力驅動泵29的計時發光。在通過蓄電部多次驅動泵29之後,可以從蓄電部向光發射元件62供應電力,並且光發射元件62可以利用該電力發光。在後一種情況下,數據包括如上所述存儲在控制電路27的存儲部中的多次潤滑油供應狀態的數據。
當蓄電部被設置為能夠同時釋放驅動泵29所需的電力和驅動光發射元件62所需的電力時,光發射元件62可以在泵29由蓄電部驅動的計時處發光。
控制電路27、光接收元件63、光發射元件62以及輸出基板56,例如在軸承裝置10的激活期間,始終被設定為操作狀態。光接收元件63設置為:當從光發射元件62接收光時,能夠向基板56(光接收部)發送來自光發射元件62的光上的數據。
將參考圖24至26描述根據本實施例的機械裝置的變形。
參考圖24,代表機械裝置的一個示例的工具機主軸50的第一變形在結構上基本與圖20所示的工具機主軸50相同,然而,顯示器61設置在輸出基板56上。。諸如液晶顯示器的任何顯示器可以用作顯示器61。在蓋部件58的與顯示器61相對的部分中形成有設置為開口或透明部件的窗口部。通過這樣做,可以通過窗口部從外部容易地檢查顯示器61上的表示。在輸出基板56中,進一步布置處理器56a,並且可以進一步布置存儲部59。
顯示器61可以顯示從控制電路27發送的數據(例如,泵29的驅動次數或者在潤滑油供應單元20中驅動泵29的時間段)。例如,當上述的如圖16所示地控制潤滑油供應單元20時,蓄電部的電壓下降到等於或低於閾值的次數的數目(潤滑油的噴出次數)可以在控制電路27側進行計數或輸出基板56,並且該數目可以顯示在顯示器61上。
當預先找到潤滑油箱30的容量和每次泵29驅動時的潤滑油的排出量,能夠知曉從潤滑油箱30供應潤滑油的次數(可以通過驅動泵29供應潤滑油的最大次數)。因此,可以基於泵29的驅動次數容易地知曉剩餘可能的排出次數。通過從上述的最大數目或潤滑油箱30中殘留的潤滑油的量中減去實際次數(實際驅動次數泵29)計算的可能排出的次數,可以作為要在顯示器61上顯示的數據。
參考圖25,輸出基板56(接收部)可以被配置為能夠在執行數據處理的操作狀態和等待從光接收元件63接收數據的待機狀態之間切換,以響應於從光接收元件63接收數據。可以控制輸出基板56,使得操作狀態被設定為響應於數據的接收,此後在數據處理之後設定為待機狀態。通過這樣做,在軸承裝置10的激活期間,軸承裝置10中的功率消耗量可以小於當輸出基板56總是被設定為操作狀態時的功率消耗量。
儘管可以提供顯示器61以能夠總是顯示數據,但是例如,可以僅在操縱軸承裝置10的操作者進行檢查時才顯示數據。例如,可以在輸出基板56上提供顯示按鈕(未示出),並且處理器56a和顯示器61可以被設置為當操作者按壓顯示按鈕時被激活。通過這樣做,潤滑油供應單元20或軸承裝置10中的功率消耗量可以小於處理器和顯示器總是活動的示例中的功率消耗量。
將列出本發明的實施例的特性特徵,但是對於上述描述,一些特徵重複。
本發明的實施例的潤滑油供應單元20包括:保持部(潤滑油箱30或潤滑油保持部73),保持供應到軸承內部的潤滑油;供應部(驅動電路28、泵29或潤滑油供應部72),從所述保持部向所述軸承內部供應所述潤滑油;控制單元(控制電路27或控制部71),用於控制所述供應部的操作。所述控制單元可以獲取關於所述潤滑油的供應的條件的數據,並將所述數據輸出到所述控制單元的外部。
通過這樣做,通過將接收從控制單元輸出的數據的接收部布置在容易進行檢查的位置(諸如潤滑油供給單元20的外周部)處,潤滑油供給單元20的操作狀態(潤滑油的供應狀態)可以基於數據容易地知曉。因此,可以快速感測到異常狀態的發生。因此,能夠提高潤滑油供應單元20的可靠性。因此,能夠實現能夠以穩定的方式長時間段地操作的潤滑油供應單元20。
潤滑油供應單元20可以包括接收從控制單元輸出的數據的接收部(輸出基板56或外部輸出部70)。控制單元可以包括用於存儲數據的存儲部(設置在控制電路27中的存儲元件中)。所述控制單元在所述存儲部被所述數據填滿容量的時間點或在每個預計時間,將所述數據發送到所述接收部。所述接收部可以包括存儲接收的數據的存儲介質(存儲部59)。
在這種情況下,通過將接收部布置在遠離控制單元的位置(例如,遠離連接潤滑油供應單元20的軸承11的位置),潤滑油供應單元20的操作狀態可以是存儲在布置在遠離控制單元的位置處的接收部中的存儲介質中。因此,通過利用在接收部中作為存儲介質的可移除介質,或者設置顯示存儲在接收部中的存儲介質中的數據的顯示部,可以容易地檢查數據。通過將數據的傳輸頻率設置為某種程度的高頻,不需要在潤滑油供應單元20的控制單元中布置存儲容量較大的元件。因此,用於製造潤滑油供應單元的控制單元的成本可以減少。
在潤滑油供應單元20中,數據可以包括指示潤滑油被供應到軸承11的內部的時間點的時間信息。所述存儲介質可附連到所述接收部並可從所述接收部移除。
在這種情況下,存儲數據的存儲介質可以從接收部移除,並且該數據可以通過使用存儲介質被輸入到外部分析器(例如,個人計算機)。因此,能夠容易地分析潤滑油供應單元20的操作狀態。
潤滑油供應單元20可以包括接收從控制單元輸出的數據的接收部。所述控制單元可以包括用於存儲所述數據的存儲部,所述控制單元在所述存儲部被所述數據填滿容量的時間點或在每個預計時間,將所述數據發送到所述接收部。所述接收部可以包括示出接收的數據的顯示部(顯示器61)。
在這種情況下,由於操作者可以容易地檢查顯示部上所示的數據,因此可以容易地知道潤滑油供應單元20的操作狀態(潤滑油的供應狀態)。
在潤滑油供應單元20中,接收部和控制單元可以通過導體(接觸探針54)彼此連接。所述數據可以通過所述導體從所述控制單元發送到所述接收部。
在這種情況下,通過經由導體將控制單元和接收部可靠地連接,能夠可靠地將數據從控制單元通過導體發送到接收部。
在潤滑油供應單元20中,接收部可以包括作為電源的電池60。例如,可以採用硬幣電池或鈕扣電池作為電池60。在這種情況下,由於電池60可以提供電力以控制接收部中的數據接收,因此不需要為外部電源布置供應到接收部線路。因此,能夠減少在設置潤滑油供應單元時對電源的限制。當從包括在潤滑油供應單元20中的發電部25獲得的電力也用於接收部(輸出基板56)中並且當難以僅利用該電力操作輸出基板56時,電池可以操作輸出基板56。
在潤滑油供應單元20中,控制單元可以將數據作為無線電信號發送到接收部,如圖18和19所示。在這種情況下,由於不需要通過導電線將控制單元和接收部彼此物理地連接,潤滑油供應單元20的結構、潤滑油供應單元20所連接的軸承裝置、或者包括軸承裝置的機械裝置(工具機主軸50),與設置有導電線的示例相比,可以更加簡化。
在潤滑油供應單元20中,控制單元可以能夠在反覆激活供應部以便向軸承11的內部供應潤滑油時,任意地設定激活的間隔。在這種情況下,潤滑油的供應間隔可以通過改變操作間隔、根據軸承11的操作條件來調節。因此,可以抑制潤滑油的過量供應或軸承11中的潤滑油不足的問題的發生。
潤滑油供應單元可以包括產生用於激活供應部的電力的發電部25和利用由發電部分25產生的電力充電的蓄電部(包括在電源電路26中的蓄電部)。所述供應部可以由從所述蓄電部放出的電力激活,所述蓄電部可以能夠在不激活所述供應部的情況下放電。所述蓄電部可在所述蓄電部激活所述供應部後設定為第一電壓值(圖16中的電壓V1),並且在所述蓄電部在不激活所述供應部的情況下放電後設定為不同於所述第一電壓值的第二電壓值(圖16中的電壓V3)。所述控制單元基於所述第一電壓值和所述第二電壓值之間的差異來指定獲取所述數據的計時。所述數據包括在所述供應部被激活時的第一電壓值。
在這種情況下,由於數據是由控制單元基於與供應部的實際操作的存在或不存在相對應的第一電壓值和第二電壓值之間的差獲得的,所以在供應部被激活(即,潤滑油供應到軸承11)時的數據可以可靠地獲得。
由於潤滑油供應單元20包括發電部25,所以可以在沒有外部供應電力的情況下操作潤滑油供應單元20的控制單元或供應部。因此,能夠提高設置有潤滑油供應單元20的機械裝置的結構的自由度。
潤滑油供應單元20可以包括產生用於激活供應部分的電力的發電部25和利用由發電部分25產生的電力充電的蓄電部(包括在電源電路26中的蓄電部)。所述供應部可以由從所述蓄電部放出的電力激活。所述蓄電部在所述蓄電部激活所述供應部後設定為第一電壓值(電壓V1)。所述控制單元可以包括用於設定激活間隔的計時器。所述控制單元可以激活所述供應部,並且基於所述計時器來指定獲取所述數據的計時。所述數據可包括當所述供應部被激活時的第一電壓值。
在這種情況下,通過調節計時器可以容易地改變潤滑油的供應間隔。通過使用計時器,可以與設置有潤滑油供應單元20的軸承裝置的操作狀態無關地設定潤滑油的供應間隔。
根據本發明的實施例的軸承裝置10包括:所述潤滑油供應單元20和連接到所述潤滑油供應單元的軸承11。
在這種情況下,由於能夠以穩定的方式長時間地從潤滑油供應單元20向軸承11供應潤滑油,因此能夠實現高可靠性的軸承裝置10。
根據本發明的實施例的機械裝置(工具機主軸50)包括軸承裝置10。在這種情況下,可以獲得高可靠性的機械裝置。
本發明的實施例的潤滑油供應單元20具備:保持部(潤滑油箱30或潤滑油保持部73),保持向軸承11的內部供應的潤滑油;供應部(驅動電路28,泵29或潤滑油供應部72),其從保持部向軸承11的內部供應潤滑油;控制單元(控制電路27或控制部71),設置為控制所述供應部的操作,來獲取潤滑油的供應狀態的數據,並且向外部輸出數據;接收部(輸出基板56或外部輸出部70),接收從控制單元輸出的數據;光發射元件62,連接到控制單元;光接收元件63,連接到所述接收部。光發射元件62和光接收元件63被設置為使得光接收元件63可以接收從光發射元件62發射的光。所述數據通過所述光從所述控制單元發送到所述接收部。
通過這樣做,通過將接收從控制單元輸出的數據的接收部布置在諸如潤滑油供給單元20的外周部的容易進行檢查的位置,潤滑油供給單元20的操作狀態(潤滑油的供應狀態)可以基於數據容易地知曉。因此,可以快速感測到異常狀態的發生。因此,能夠提高潤滑油供應單元20的可靠性。因此,能夠實現能夠以穩定的方式長時間段地操作的潤滑油供應單元20。由於數據從控制單元傳送到接收部分而沒有光發送元件62和光接收元件63之間的接觸,所以潤滑油供應單元20的結構可以比接觸傳送型潤滑油供應單元(其中數據通過諸如連接器的接觸點傳送)更簡化。
潤滑油供應單元20可以包括發電部25和蓄電部,該發電部產生用於激活供應部的電力,該蓄電部由發電部25產生的電力充電。供應部分和光發射元件62可以用從蓄電部釋放的電力激活,並且蓄電部可以能夠在不激活供應部的情況下放電。
由於潤滑油供應單元20包括發電部25,所以可以在沒有外部供應電力的情況下操作潤滑油供應單元20和光發射元件62的控制單元或供應部。因此,能夠提高設置有潤滑油供應單元20的機械裝置的結構的自由度。
控制單元可以包括用於存儲數據的存儲部(設置在控制電路27中的存儲元件中)。所述控制單元在所述存儲部被所述數據填滿容量的時間點或在每個預計時間,將所述數據發送到所述接收部。所述接收部可以包括存儲接收的數據的存儲介質(存儲部59)。
在這種情況下,通過將接收部布置在遠離控制單元的位置(例如,遠離連接潤滑油供應單元20的軸承11的位置),潤滑油供應單元20的操作狀態可以是存儲在布置在遠離控制單元的位置處的接收部中的存儲介質中。因此,通過利用在接收部中作為存儲介質的可移除介質或者設置顯示存儲在接收部中的存儲介質中的數據的顯示部,可以容易地通過測量檢查數據。通過將數據的傳輸頻率設置為某種程度的高頻,不需要在潤滑油供應單元20的控制單元中布置存儲容量較大的元件。因此,用於製造潤滑油供應單元的控制單元的成本可以減少。
在潤滑油供應單元20中,數據可以包括指示潤滑油被供應到軸承11的內部的時間點的時間信息。所述存儲介質可附連到所述接收部並可從所述接收部移除。
在這種情況下,存儲數據的存儲介質可以從接收部移除,並且該數據可以通過使用存儲介質被輸入到外部分析器(例如,個人計算機)。因此,能夠容易地分析潤滑油供應單元20的操作狀態。
所述控制單元可以包括用於存儲所述數據的存儲部,所述控制單元在所述存儲部被所述數據填滿容量的時間點或在每個預計時間,將所述數據發送到所述接收部。所述接收部可以包括示出接收的數據的顯示部(顯示器61)。
在這種情況下,由於操作者可以容易地檢查顯示部上所示的數據,因此可以容易地知道潤滑油供應單元20的操作狀態(潤滑油的供應狀態)。
在潤滑油供應單元20中,控制單元可以能夠在反覆激活供應部以便向軸承11的內部供應潤滑油時,任意地設定激活的間隔。在這種情況下,潤滑油的供應間隔可以通過改變操作間隔、根據軸承11的操作條件來調節。因此,可以抑制潤滑油的過量供應或軸承11中的潤滑油不足的問題的發生。
所述蓄電部在所述蓄電部激活所述供應部後設定為第一電壓值(圖16中的電壓V1),並且在所述蓄電部在不激活所述供應部的情況下放電後設定為不同於所述第一電壓值的第二電壓值(圖16中的電壓V3)。所述控制單元基於所述第一電壓值和所述第二電壓值之間的差異來指定獲取所述數據的計時。所述數據可包括當所述供應部被激活時的第一電壓值。
在這種情況下,由於數據是由控制單元基於與供應部的實際操作的存在或不存在相對應的第一電壓值和第二電壓值之間的差獲得的,所以在供應部是激活(即,潤滑油供應到軸承11)時的數據可以可靠地獲得。
由於潤滑油供應單元20包括發電部25,所以可以在沒有外部供應電力的情況下操作潤滑油供應單元20的控制單元或供應部。因此,能夠提高設置有潤滑油供應單元20的機械裝置的結構的自由度。
所述蓄電部在所述蓄電部激活所述供應部後設定為第一電壓值(電壓V1)。所述控制單元可以包括用於設定激活間隔的計時器。所述控制單元可以激活所述供應部,並且基於所述計時器來指定獲取所述數據的計時。所述數據可包括當所述供應部被激活時的第一電壓值。
在這種情況下,通過調節計時器可以容易地改變潤滑油的供應間隔。通過使用計時器,可以與設置有潤滑油供應單元20的軸承裝置的操作狀態無關地設定潤滑油的供應間隔。
所述光接收元件63設置成能夠接收來自所述光發射元件62的光並且將通過所述接收的光發送來的所述數據發送到所述接收部。所述接收部配置為能夠在操作狀態和待機狀態(休眠狀態)之間切換,在所述操作狀態中,在從所述光接收元件63接收到數據後執行所述數據的處理,在所述待機狀態中,等待從所述光接收元件接收所述數據。所述接收部可被控制為:使得所述接收部在接收到所述數據後設定為所述操作狀態,並且此後所述接收部在所述處理之後設定為所述待機狀態。
當接收部分處於等待來自光接收元件63的數據的待機狀態(休眠狀態)時,與處於執行數據的處理的操作狀態時相比,接收部分的功耗量較小。因此,由於接收部被控制為響應於數據的接收而被設定為操作狀態,並且之後在處理之後被設定為待機狀態,因此能夠降低潤滑油供應單元中的功率消耗。
在潤滑油供應單元20中,接收部可以包括作為電源的電池60。例如,可以採用硬幣電池或鈕扣電池作為電池60。在這種情況下,由於電池60可以提供電力以控制接收部中的數據接收,因此不需要為外部電源布置供應到接收部線路。因此,能夠減少在設置潤滑油供應單元時對電源的限制。當從包括在潤滑油供應單元20中的發電部25獲得的電力也用於接收部(輸出基板56)中並且當難以僅利用該電力操作輸出基板56時,電池可以操作輸出基板56。
根據本發明的實施例的軸承裝置10包括:所述潤滑油供應單元20和連接到所述潤滑油供應單元的軸承11。
在這種情況下,由於能夠以穩定的方式長時間段地從潤滑油供應單元20向軸承11供應潤滑油,因此能夠實現高可靠性的軸承裝置10。
根據本發明的實施例的機械裝置(工具機主軸50)包括軸承裝置10。在這種情況下,可以獲得高可靠性的機械裝置。
雖然上文對本發明的實施例進行了說明,但上述實施例也可以進行各種變形。本發明的範圍不限於上述實施例。本發明的範圍由權利要求的術語限定,並且旨在包括與權利要求的術語等同的範圍和含義內的任何修改。
工業實用性
本發明特別有利地應用於包括發電部潤滑油供應單元和包括潤滑油供應單元的軸承裝置。
附圖標記列表
10軸承裝置;11軸承;13外環;14內環;15滾動元件;16保持器;20潤滑油供應單元;21殼體主體;22蓋;23a,23b導熱體;24熱電元件;25發電部;26電源電路;27控制電路;27a處理器;27b、27c線;28驅動電路;29泵;30潤滑油箱;31吸管;32排出管;33外環隔件;34內環隔件;35攻絲孔;36間隙;37噴嘴;38潤滑油;39螺釘;41充電時間段;42延遲時間段;43潤滑壽命;50工具機主軸;51旋轉軸;52主軸殼體;53外周殼體;54接觸探針;55導線;56輸出基板;56a處理器;57基座;58蓋構件;59存儲部;60電池;61顯示器;62光發射元件;63光接收元件;70外部輸出部;71控制單元;72潤滑油供應部;73潤滑油保持部;74連接線;75箭頭;76單元主體部;77電源部;以及78光通信部。