TW201734329A

TW201734329A - 軸承裝置

Info

Publication number: TW201734329A
Application number: TW106108994A
Authority: TW
Inventors: 野幹央; 東山佳路
Original assignee: 捷太格特股份有限公司
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2017-10-01
Also published as: JP6816456B2; KR20170113181A; JP2017180819A; TWI733779B; CN107420432B; CN107420432A; KR102263489B1

Abstract

軸承裝置包括軸承部分(20)，其包括內環(21)、外環(22)、被插入於該內環(21)及該外環(22)間之複數個滾動元件(23)、及固持該複數個滾動元件(23)的隔離環(24)，該內環(21)及該外環(22)之其中一者係旋轉環，且該內環(21)及該外環(22)的其中另一者係固定環；及供油單元(40)，其係設為在軸線方向上毗連該軸承部分(20)。該隔離環(24)包括導引部分，其經建構用於經由潤滑油與該固定環之一部分滑動接觸。該供油單元(40)包括經建構用於偵測該固定環的振動之振動感測器(55)、及經建構用於將該潤滑油供給至該軸承部分(20)的幫浦(43)。

Description

軸承裝置

本發明有關包括軸承部分的軸承裝置、及於軸線方向中被設為毗連該軸承部分之供油單元。

近年來，各種工具機已被要求要具有以較高速率旋轉的心軸，以便改善機器加工效率及生產力。當該心軸在高速旋轉時，潤滑性質尤其在支撐該心軸之軸承部分係重要的。因此，提出有一種包括供油單元之軸承裝置，該供油單元經提供於隔圈中，該隔圈在軸線方向中被設為毗連一軸承部分(見日本專利申請案公開第2014-219078號(JP 2014-219078 A))。該供油單元包括儲存潤滑油的儲槽、及將該儲槽中之潤滑油排出至內環與外環間之環狀空間的幫浦。

除了該儲槽及該幫浦以外，日本專利申請案公開第2014-219078號(JP 2014-219078 A)中所敘述之軸承裝置的供油單元另包括溫度感測器及控制單元(微電腦)。該供油單元經建構為使得該溫度感測器之偵測信號係輸入至該控制單元，且該控制單元控制該幫浦，以調整待供給至該軸承部分的潤滑油之量。

當潤滑油譬如在軸承部分經抽空以造成不佳的潤滑狀態時，溫度上升。因此，藉由溫度感測器，在軸承部分之潤滑狀態能藉由偵測此溫度中的上升所偵測。同樣地，於日本專利申請案公開第2014-219078號(JP 2014-219078 A)中所敘述之軸承裝置中，控制單元控制幫浦以供給潤滑油，且因此，溫度上升能經抑制。

然而，於日本專利申請案公開第2014-219078號(JP 2014-219078 A)中所敘述的軸承裝置之案例中，溫度感測器係包括在經附接至外環隔圈的供油單元之控制單元中，且經建構用於在隔圈測量溫度。因此，於一些案例中，溫度感測器不能正確地及迅速地偵測在軸承部分之溫度中的變化。據此，當溫度已由於在軸承部分之油的短缺的結果而上升時，溫度上升之偵測可經延遲。其結果是，發熱膠著等可在軸承部分發生。

本發明提供一軸承裝置，其可防止由於油在軸承部分的短缺之發熱膠著與類似者等的發生。

本發明之一態樣有關軸承裝置。軸承裝置包括軸承部分，其包括內環、外環、被插入於內環及外環間之複數個滾動元件、及固持複數個滾動元件的隔離環，內環及外環之其中一者係旋轉環，且內環及外環的其中另一者係固定環；及供油單元，其係設為在軸線方向上毗連軸承部分。隔離環包括導引部分，其經建構用於經由潤滑油與固定環之一部分滑動接觸，且供油單元包括經建構用於偵測固定環的振動之振動感測器、及經建構用於將潤滑油供給至軸承部分的幫浦。

軸承裝置經建構使得隔離環之導引部分係經由潤滑油與固定環的一部分滑動接觸，且隔離環係因此係藉由固定環所定位。據此，熱係極可能在隔離環之導引部分及固定環的一部分間之滑動接觸部分產生。當由於譬如潤滑油在滑動接觸部分的耗盡而發生油之短缺(及油的短缺之指示)時，隔離環之導引部分及固定環的部分間之接觸狀態改變，且此變化顯現為固定環的振動。因此，供油單元之振動感測器偵測振動。因此，油的短缺(及油之短缺的指示)可基於固定環之振動所偵測，且其係可能防止由於油的短缺之發熱膠著與類似者等的發生。

當油的短缺在固定環之部分發生時，本發明之發明人已發現尖峰振動波形(峰值波形)係在固定環中產生。因此，軸承裝置可包括控制單元，其經建構用於作成振動感測器之偵測信號的位準及閾值間之比較，並輸出控制信號，用於當位準係高於閾值時，由於比較的結果造成幫浦供給潤滑油。以此組構，油之短缺(及油的短缺之指示)可在早期階段被偵測。譬如，在幫浦經建構用於在一給定循環中將潤滑油供給至軸承部分的案例中，用於減少給定循環之信號(亦即用於造成給定循環短缺的信號)可被用作控制信號(亦即，幫浦可經建構用於在給定循環中將潤滑油供給至軸承部分，且控制信號可為用於減少給定循環之信號)。或者，用於增加由幫浦所排出的潤滑油之量的信號可被用作控制信號(亦即，控制信號可為用於增加由幫浦所排出之潤滑油的量之信號)。

供油單元可另包括溫度感測器，經建構用於偵測軸承部分的一部分之溫度，部分異於固定環的部分與導引部分間之滑動接觸部分。當潤滑油的量由於譬如其在軸承部分的耗盡等而減少時，在軸承內側之溫度上升。因此，溫度感測器偵測溫度中的此上升，且據此，潤滑油之數量中的減少可被偵測。再者，溫度感測器偵測異於滑動接觸部分之部分的溫度。因此，與振動感測器配合，溫度感測器可於偵測在軸承部分處的潤滑狀態中進一步增強可靠性。

軸承裝置可另包括控制單元，其係建構用於決定振動感測器的第一偵測信號是否滿足訂定之第一條件，用於決定溫度感測器的第二偵測信號是否滿足訂定之第二條件，且用於輸出一控制信號，用於當訂定的第一條件及訂定之第二條件的其中一者被滿足時，造成幫浦供給該潤滑油。因此，在軸承部分偵測潤滑狀態之可靠性可被進一步增強。譬如，在幫浦經建構用於在給定循環中將潤滑油供給至軸承部分的案例中，減少給定循環之信號(亦即用於造成給定循環短缺的信號)可被用作控制信號(亦即，幫浦可經建構用於在給定循環中將潤滑油供給至軸承部分，且控制信號可為用於減少給定循環之信號)。或者，用於增加由幫浦所排出的潤滑油之量的信號可被用作控制信號(亦即，控制信號可為用於增加由幫浦所排出之潤滑油的量之信號)。訂定的第一條件可為第一偵測信號之位準係高於第一閾值的條件；且基於第二偵測信號，訂定之第二條件可為溫度中隨著時間的變化之位準係高於第二閾值的條件。

隔離環之導引部分可經建構用於經由潤滑油在軸線方向中與一側面上的固定環之部分滑動接觸；供油單元可於軸線方向中被設在軸承部分的一側面上，使得供油單元係鄰接軸承部分；且振動感測器可於徑向方向中相較於旋轉環被設為較接近固定環。以該組構，固定環藉由振動感測器之振動的方向中之敏感性被增強。

固定環可包括滾道及肩部，複數個滾動元件係與該滾道呈滾動接觸，且肩部係於軸線方向中坐落當作滾道的一側面上之部分；供油單元可包括環狀隔圈，其係在軸線方向中被設為毗連固定環的一側面，振動感測器係安裝在環狀隔圈；及隔圈具有接觸表面，其在一側面上於軸線方向中接觸肩部之側向表面，並當軸線方向中的壓力係施加至隔圈及軸承部分時壓按側向表面。以該組構，甚至當固定環及隔圈係分開之本體時，固定環的振動係經過壓力的施加正確地傳輸至隔圈，且固定環藉由振動感測器之振動的方向中之敏感性被增強。

供油單元可包括由金屬所製成的隔圈，隔圈係設為毗連固定環；及振動感測器可經由金屬所製成之附接部分附接至隔圈，附接部分係設在隔圈處。如先前所述，振動感測器偵測固定環的振動。金屬呈現比樹脂較低之振動減弱性質。因此，以附接部分的組構，由固定環傳輸至振動感測器之振動較不會被降低，且藉由振動感測器的偵測之準確性能被增強。

本發明使其可能偵測在軸承部分的潤滑狀態，並防止由於油的短缺之發熱膠著與類似者等的發生。

7‧‧‧軸桿

8‧‧‧軸承外殼

10‧‧‧軸承裝置

11‧‧‧環狀空間

15‧‧‧滑動接觸部分

17‧‧‧內環隔圈

20‧‧‧軸承部分

21‧‧‧內環

22‧‧‧外環

23‧‧‧滾動元件

24‧‧‧隔離環

25‧‧‧內環滾道

26‧‧‧外環滾道

27‧‧‧套口

28a‧‧‧環狀部分

28b‧‧‧環狀部分

29‧‧‧條棒部分

30‧‧‧肩部

30a‧‧‧內周邊表面

31‧‧‧導引表面

32‧‧‧側向表面

33‧‧‧接觸表面

40‧‧‧供油單元

41‧‧‧環狀本體部分

42‧‧‧儲槽

43‧‧‧幫浦

43a‧‧‧壓電元件

43b‧‧‧噴嘴

44‧‧‧控制單元

44a‧‧‧放大器

44b‧‧‧第一決定電路

44c‧‧‧放大器

44d‧‧‧第二決定電路

45‧‧‧電源單元

46‧‧‧基板

50‧‧‧溫度感測器

55‧‧‧振動感測器

61‧‧‧附接部分

示範實施例之特色、優點、及技術及工業重要性將在下面參考所附圖式被敘述，其中類似標號標示類似元件，及其中：圖1係剖視圖，顯示根據一實施例的軸承裝置；圖2係在軸線方向中所看見之供油單元的視圖；圖3係方塊圖，說明供油單元；圖4係曲線圖，顯示由振動感測器所輸出的偵測信號如何隨著時間改變；圖5係軸承裝置之剖視圖；圖6係軸承裝置的剖視圖；圖7係經施加至幫浦之壓電元件的驅動電壓之說明視圖；及圖8係曲線圖，顯示由振動感測器所輸出的偵測信號如何隨著時間改變。

根據本發明之實施例的軸承裝置將在下文被敘述。圖1係剖視圖，顯示根據本發明之實施例的軸承裝置。圖1中所顯示之軸承裝置10支撐屬於工具機的心軸裝置之心軸(軸桿7)，使得心軸係可旋轉的，且被容納在心軸裝置之軸承外殼8中。於圖1中，軸桿7及軸承外殼8係藉由交替的長及二短虛線所指示。軸承裝置10係亦可適用於異於工具機之裝置、機器、等類似者等。在以下敘述中，平行於軸承裝置10的中心線之方向將被稱為軸線方向，且正交於軸線方向的方向將被稱為徑向方向。

軸承裝置10包括軸承部分20及供油單元40。軸承部分20包括內環21、外環22、複數個滾珠(滾動元件)23、及隔離環24，其固持複數個滾珠23、及構成滾珠軸承(滾動軸承)。再者，軸承裝置10包括圓柱形之內環隔圈17。

供油單元40以整體而言具有環狀形狀，且設為在軸線方向上毗連軸承部分20。根據本實施例的供油單元40具有供油至軸承部分20之功能、及亦具有外環隔圈的功能。供油單元40之組構及功能將稍後被敘述。雖然在等圖式中未示出，由金屬所製成的環狀外環隔圈可於軸線方向中被設為毗連外環22之一側面(在下文，稱為“第一側面”)，且供油單元可於徑向方向中被設在外環隔圈的內側面上。

在本實施例中，外環22及供油單元40被附接至軸承外殼8，使得外環22及供油單元40不能旋轉，且內環21及內環隔圈17隨同軸桿7旋轉。據此，外環22係不會旋轉之固定環，且內環21係隨同軸桿7旋轉的旋轉環。

內環21係固定至軸桿7之外周邊的圓柱形構件，且滾道(在下文被稱為內環滾道25)係設在內環21之外周邊上。在本實施例中，內環21及內環隔圈17係分開的本體。然而，雖然在該等圖式中未示出，內環21及內環隔圈17可為互相整合(亦即，可為彼此分不開的)。外環22係被固定至軸承外殼8之內周邊表面的圓柱形構件，且滾道(在下文被稱為外環滾道26)係設在外環22之內周邊上。如先前所述(雖然在圖式中未示出)，於供油單元40係為由環狀外環隔圈分開的本體，且係於徑向方向中設在環狀外環隔圈之內側面上之組構的案例中，外環隔圈及外環22可為互相整合(亦即，可為彼此分不開的)。

滾珠23被插入於該內環21及該外環22之間，且在內環滾道25及外環滾道26上滾動。隔離環24係環狀，且複數個套口27係沿著其圓周方向所提供。滾珠23及隔離環24被提供於環狀空間11中，環狀空間11係形成在內環21及外環22之間。

以整體而言，隔離環24係環狀，且具有於軸線方向中在滾珠23的第一側面上的環狀部分28a、於軸線方向中在滾珠23之另一側面(在下文被稱為“第二側面”)上的環狀部分28b、及將環狀部分28a與環狀部分28b耦接至彼此之複數個條棒部分29。每一套口27係位於環狀部分28a及28b之間、及位於在圓周方向中彼此毗連的條棒部分29之間。滾珠23的其中一者被容納在套口27之每一者中。由於該組構，隔離環24能夾持在圓周方向中彼此分開的複數個滾珠23。

於隔離環24中，於軸線方向中在第一側面上(亦即，在供油單元40側面上)之環狀部分28a經建構用於經由潤滑油與外環22的肩部30滑動接觸。因此，隔離環24係藉由外環22被定位在徑向方向中。亦即，軸承部分20係軸承，隔離環24係在軸承中藉由外環所導引(亦即，藉由滾道環導引)。在本實施例中，環狀部分28a之外周邊表面係導引表面31，其經建構用於與肩部30的內周邊表面30a滑動接觸。因此，隔離環24具有導引表面31，其經建構用於經由潤滑油而與作為固定環的外環22的一部分(肩部30)滑動接觸。隔離環24之導引表面31及外環22的肩部30間之空間將在下文被稱為滑動接觸部分15。隔離環24係由樹脂所製成(例如由酚醛樹脂所製成)，且內環21及外環22係由鋼鐵、諸如軸承鋼等所製成。滾珠23可為由鋼鐵、諸如軸承鋼等所製成，或可為由陶瓷所製成。

圖2係在軸線方向中所看見的供油單元40之視圖(如於藉由圖1中之箭頭A所指示的方向中所看見之視圖)。以整體而言，供油單元40具有環狀形狀。根據本實施例之供油單元40包括環狀本體部分41、儲槽42、幫浦43、振動感測器55、溫度感測器50、控制單元44、及電源單元45。

本體部分41為譬如由金屬所製成的環狀構件，且用作承接壓力之外環隔圈。亦即，於軸線方向中的壓力係施加至外環隔圈(本體部分41)及外環22。如在圖5中所顯示，由於預負載，由軸線方向中之第一側面朝軸線方向中的第二側面作用之軸向負載(藉由箭頭F1所指示)係施加至外環隔圈(本體部分41)及外環22，且外環隔圈(本體部分41)在軸線方向中壓按外環22。

如圖2中所顯示，本體部分41亦具有容納(固持)幫浦43、感測器55及50與類似者等之機架的功能。換句話說，中空之空間係設在本體部分41中。儲槽42、幫浦43、振動感測器55、溫度感測器50、控制單元44、及電源單元45被提供於中空的空間中。因此，包括本體部分41、儲槽42、幫浦43、振動感測器55、溫度感測器50、控制單元44、及電源單元45之供油單元40經建構用於當作一體單元。振動感測器55、溫度感測器50、及控制單元44可被設在單一基板46上。雖然在圖式中未示出，本體部分41包括外圓柱體構件，其係由金屬所製成，且用作承接壓力的外環隔圈，及由樹脂所製成之內圓柱體構件，且經附接至外圓柱體構件的內周邊側面。中空之空間可被提供於內圓柱體構件中。於此案例中，其較佳的是振動感測器55將經由從金屬所製成之附接部分61被固定至外圓柱體構件(見圖6)。

於圖2中，儲槽42儲存潤滑油，且經過流動通道與幫浦43相通，使得潤滑油被供給至幫浦43。固持潤滑油的固持本體(例如毛氈或海綿)可被提供於儲槽42中。幫浦43在其中包括壓電元件43a。壓電元件43a運作，以便改變幫浦43之內部空間的體積，藉此由噴嘴43b將內部空間中之潤滑油注射至環狀空間11(見圖1)。因此，幫浦43能將潤滑油供給至軸承部分20。當幫浦43操作一次時，數個微微升至數個納升的潤滑油被注射。電源單元45供給用於操作幫浦43、振動感測器55、及溫度感測器50之電力。

振動感測器55係加速度感測器，且偵測當作固定環的外環22之振動。在本實施例中，振動感測器55係設在基板46上，且基板46被固定至本體部分41。因此，振動感測器55經建構用於經過本體部分41及基板46偵測外環22的振動。外環22及本體部分41係由於軸線方向中之壓力而彼此緊密接觸。因此，雖然外環22及本體部分41係分開的本體，振動感測器55能偵測該外環22之振動。

其較佳的是振動感測器55將經由如在圖6中所示的附接部分61被固定至本體部分41，其用作外環隔圈。根據本實施例之附接部分61係夾具，其為與本體部分41分開的構件。夾具(附接部分61)係藉由小螺絲(未示出)固定至本體部分41。振動感測器55(用於振動感測器55之基板)係藉由小螺絲(未示出)固定至夾具(附接部分61)。附接部分61可為本體部分41的一部分，代替與本體部分41分開之構件。

於圖6中所示的組構中，供油單元40包括毗連外環22所設的本體部分41，本體部分41具有隔圈(外環隔圈)之作用。本體部分41係設有附接部分61。振動感測器55係經由附接部分61附接至本體部分41。此外，附接部分61及本體部分41係由金屬(鋼鐵)所製成，且外環22亦係由金屬(鋼鐵)所製成。於圖6中所示的組構中，振動感測器55如先前所述地偵測外環22的振動。金屬呈現比樹脂較低之振動減弱性質，且因此，由外環22傳輸至振動感測器55的振動較不會被降低，且藉由振動感測器55之偵測的準確性能被增強。

於圖1及2中，溫度感測器50係紅外線感測器(輻射溫度計)。滾珠23係與內環滾道25及外環滾道26滾動接觸，並與隔離環24之套口27滑動接觸。因此，該等滾珠23的溫度係極可能上升。如此，在本實施例中(見圖1)，溫度感測器50之偵測區域被設定在滾珠23通過的區域中。溫度感測器50測量通過偵測區域的滾珠23之表面的溫度(平均溫度)。如至此所敘述，溫度感測器50偵測軸承部分20異於滑動接觸部分15之部分的溫度。換句話說，溫度感測器50偵測與藉由該振動感測器55偵測振動之部分不同的部分之溫度。

圖3係方塊圖，說明供油單元40。控制單元44係藉由包括程式設計的微電腦之基板電路、算術電路與類似者等所構成，及取得由振動感測器55及溫度感測器50所輸出的偵測信號。控制單元44包括放大振動感測器55之輸出(偵測信號)的放大器44a、及基於放大信號執行一決定製程之第一決定電路44b。再者，控制單元44包括放大溫度感測器50的輸出(偵測信號)之放大器44c、及執行溫度梯度與決定製程的計算之第二決定電路44d。

控制單元44將控制信號供給至幫浦43。控制單元44將驅動電力供給(將訂定的電壓施加)至幫浦43之壓電元件43a(見圖2)，當作控制信號。根據本實施例的幫浦43經建構用於在接受控制信號(驅動電壓)時排出給定數量(微小量)之潤滑油。控制單元44於給定循環中將控制信號輸出至幫浦43。循環於正常時間(亦即於良好潤滑狀態中)中被設定為恆定的。然而，如稍後將敘述的當訂定之條件被滿足時，循環被改變。

於軸承部分20中(見圖1)，在外環22之肩部30與隔離環24的環狀部分28a間之滑動接觸部分15、在滾珠23與內環滾道25及外環滾道26之間、及在滾珠23與隔離環24的套口27之間，如上述經建構的供油單元40能防止發熱膠著與類似者等之發生。用於此目的，藉由控制單元44所施行之控制將在下文被敘述。

圖4係曲線圖，顯示來自振動感測器55的偵測信號(第一偵測信號)輸出如何隨著時間改變。振動感測器55係如先前所述之加速度感測器，且因此，加速度(加速度波峰值)被取得當作第一偵測信號。於一狀態中，在薄膜係於滑動接觸部分15藉由潤滑油所形成之處(亦即，良好的潤滑狀態)，被獲得當作第一偵測信號的加速度之等級係低的，換句話說，外環22之振動係小的(在圖4中的時間t1之前)。然而，當潤滑油的薄膜在滑動接觸部分15處中斷時，被獲得為第一偵測信號的加速度的等級變高(在時間t1)。以此方式，當油之短缺在滑動接觸部分15發生時，尖峰信號振動波形(峰值波形)係在外環22中產生。用於此的理由係假定如下。於適當之油薄膜係形成在滑動接觸部分15的案例中，滑動發生於外環22之肩部30及隔離環24的導引表面31之間，且外環22幾乎不振動。然而，當油薄膜在滑動接觸部分15處中斷時(當油的短缺發生時)，導引表面31直接地妨礙該肩部30(與肩部碰撞)，且相當大之振動發生在外環22。因此，振動係藉由振動感測器55所偵測。

當軸承部分20旋轉時，控制單元44的第一決定電路44b(見圖3)連續地取得振動感測器55之第一偵測信號(加速度信號)，且執行第一偵測信號的位準與訂定閾值α(第一閾值)之比較過程。當此位準係高於閾值α(此條件將在下文經稱為第一條件)時，控制單元44輸出一用於藉由幫浦43減少潤滑油的排出之循環的控制信號(亦即，用於造成循環變短之控制信號)。譬如，當第一條件被滿足時，由於比較的結果，控制單元44接著將控制信號輸出至幫浦43，並造成幫浦43由該處排出潤滑油。再者，控制單元44減少控制信號輸出至幫浦43之循環。因此，油的短缺被消除。比較過程能藉由提供控制單元44、例如比較器之功能所實現。

如先前所述，當第一偵測信號的位準由於比較的結果變得一次高於閾值α時，用於將控制信號輸出至幫浦43的條件可被滿足(見圖4)。然而，或者，如在圖8中所顯示，當第一偵測信號之位準變得多次高於閾值α時，此條件可被滿足。於此案例中，控制單元44具有計數器的功能。換句話說，於圖8中，甚至當第一偵測信號之位準變得高於該閾值α(在該時間t1)一次時，控制單元44不能輸出控制信號，且該控制單元44可在其經偵測第一偵測信號的位準已變得高於閾值α(在時間t2)兩次(多次)之後輸出一控制信號。因此，當第一偵測信號之位準由於雜訊變得高於閾值α一次時，沒有控制信號被輸出。因此，其係可能增強在偵測不佳潤滑狀態中的可靠性。

如至此所敘述，控制單元44可比較振動感測器55之偵測信號的位準與閾值α。當位準係由於此比較之結果而高於閾值α時，控制單元44能輸出控制信號，用於造成幫浦43供給潤滑油。

如上述，幫浦43可只基於振動感測器55的第一偵測信號而被控制。然而，在本實施例中，幫浦43係藉由另使用溫度感測器50之第二偵測信號所控制。亦即，控制單元44的第二決定電路44d(見圖3)連續地取得溫度感測器50之偵測信號(第二偵測信號)、亦即同樣一溫度信號，且基於偵測信號執行溫度隨著時間中的變化(亦即，溫度梯度)之位準、與訂定的閾值(第二閾值)之比較過程。然後，當此位準係高於訂定的閾值時(此條件將在下文被稱為第二條件)，控制單元44能輸出用於藉由幫浦43減少潤滑油之排出的循環之控制信號(亦即，用於造成循環變短之控制信號)。

在本實施例中，控制單元44經建構用於輸出控制信號，用於在每一案例中藉由使用二條件、亦即第一條件及第二條件，造成幫浦43供給潤滑油。亦即，當第一條件及第二條件的只其中一者被滿足時，相對於訂定值造成排出循環變短的控制(亦即，造成排出循環比訂定值較短之控制)被施行，且當第一條件及第二條件兩者被滿足時，造成排出循環仍然比訂定值較短的控制被施行。更明確地是，當既不是第一條件也不是第二條件、亦即於正常時間(亦即，於良好潤滑狀態)中被滿足時，幫浦43係在1Hz操作。然而，當第一條件及第二條件之只其中一者被滿足時，幫浦43係在10Hz操作，且當第一條件及第二條件兩者被滿足時，幫浦43係在100Hz操作。

當油的短缺在軸承部分20發生時，在藉由溫度感測器50所偵測的溫度傾向於快速地上升之前，如先前所敘述呈尖峰信號的形式之加速度波峰值(見圖4)通常會顯現出來。據此，當第一條件被滿足時，相對於訂定值造成排出循環變短的控制被施行。再者，當第二條件其後被滿足時，造成排出循環仍然比訂定值較短的控制經施行。

因此，根據本實施例之軸承裝置10(看圖1)經建構為使得經過隔離環24的導引表面31經由潤滑油與外環22之肩部30的滑動接觸，隔離環24係藉由外環22所定位。據此，熱極可能在隔離環24之導引表面31及外環22的肩部30間之滑動接觸部分15產生。當油的短缺(及其訊號)由於譬如在滑動接觸部分15之潤滑油耗盡而發生時，導引表面31及肩部30間之接觸狀態改變，且變化顯現為外環22的振動。因此，振動感測器55偵測振動。因此，油在軸承部分20(滑動接觸部分15)之短缺(及油的短缺之指示)可基於外環22的振動被偵測。亦即，在軸承部分20之潤滑狀態能為藉由振動感測器55所偵測。

當油的短缺在滑動接觸部分15發生時，縱使滑動接觸部分15的溫度中之上升被偵測，其係難以直接地偵測溫度中的上升，因為肩部30及隔離環24的導引表面31間之間隙係非常小。換句話說，因為其係難以藉由溫度感測器直接地偵測導引表面31及肩部30間之空間的溫度，溫度感測器偵測隔離環24之側向表面於軸線方向中的溫度，而導引表面31及肩部30之間所產生的熱已經傳輸至側向表面。然而，於此案例中，油在滑動接觸部分15之短缺(在此源自溫度中的上升)被間接地偵測，且因此，此偵測之反應性及準確性可為不足的。因此，在本實施例中，藉由油之短缺所造成的源自導引表面31及肩部30間之接觸狀態中的變化之振動係藉由振動感測器55所偵測。因此，偵測的反應性及準確性係高的，且其係可能增強在偵測油之短缺(及油的短缺之指示)中、亦即在軸承部分20偵測潤滑狀態的可靠性。

如先前所述，在本實施例中，當油的短缺在軸承部分20發生時，如於圖4中所顯示之呈尖峰信號的形式之加速度波峰值係藉由振動感測器55基於該發現所偵測，該發現係此波峰值在溫度傾向於迅速地上升之前顯現。因此，油的短缺(及油之短缺的指示)可在早期階段被偵測。

然後，當在軸承部分20之潤滑油的量由於譬如耗盡等而減少時，在軸承內側之溫度上升。因此，溫度中的此上升係藉由溫度感測器50所偵測，且因此，潤滑油之量中的減少被偵測。溫度感測器50被提供，以偵測異於滑動接觸部分15之部分(滾珠23)的溫度。因此，與振動感測器55配合，溫度感測器50可在偵測潤滑狀態中於軸承部分20進一步增強可靠性。

如至此所敘述，供油單元40包括振動感測器55及溫度感測器50兩者。因此，控制單元44能決定振動感測器55之第一偵測信號是否滿足第一條件(訂定的第一條件)，並決定溫度感測器50之第二偵測信號是否滿足第二條件(訂定的第二條件)。然後，當第一條件及第二條件之其中一者被滿足時，控制單元44輸出控制信號，用於造成幫浦43供給潤滑油。在本實施例中，用於減少來自幫浦43的潤滑油之排出循環的信號被輸出當作控制信號。如上述，在軸承部分20之潤滑狀態可被雙重地偵測，且偵測的可靠性可被進一步增強。

於前面的實施例中，控制單元44能供給驅動電力(亦即，能施加訂定之電壓)至該幫浦43的壓電元件43a(見圖2)當作控制信號，且按照藉由振動感測器55(及/或溫度感測器50)所施行之偵測的結果，進一步改變(減少)供給此驅動電壓之循環。然而，控制單元44可施行異於此的控制。亦即，控制單元44可將當作該控制信號之驅動電力供給(施加訂定的電壓)至該幫浦43之壓電元件43a(見圖2)，如於前面實施例中，且可按照藉由振動感測器55(及/或溫度感測器50)所施行的偵測之結果進一步施行改變驅動電壓的量值之控制(亦即，於第一條件及/或第二條件的滿足時)。亦即，壓電元件43a之位移量(運轉量)係藉由增加經供給至壓電元件43a的驅動電壓P(見圖7)所增加。於圖7中，驅動電壓在改變之前的波形係藉由虛線所指示，且被改變之驅動電壓的波形係藉由實線所指示。藉由以此方式增加壓電元件43a之位移量，幫浦43的內部空間之體積中的變化能被增加，且每次經排出之潤滑油的量可被增加。其結果是，如於供給驅動電壓之循環被減少(亦即，循環係變短)的案例中，經供給達給定時段之潤滑油的量能被增加。

同樣於此案例中，控制單元44可輸出一控制信號，用於在每一案例中，藉由使用二條件、亦即第一條件及第二條件，造成幫浦43供給潤滑油。換句話說，控制可被施行，以輸出一控制信號，用於當第一條件及第二條件之只其中一者被滿足時增加被供給至壓電元件43a之驅動電壓，且當第一條件及第二條件兩者被滿足時輸出用於進一步增加驅動電壓的控制信號。

按照藉由振動感測器55(及/或溫度感測器50)所施行之偵測的結果，控制單元44可施行升高待排出之潤滑油的溫度之控制，當作用於增加每次由幫浦43所排出的潤滑油之量的另一控制。為了施行此控制，譬如，儲槽42(見圖2)可被設有加熱器(未示出)。亦即，控制單元44施行輸出控制信號之控制，用於按照藉由振動感測器55(及/或溫度感測器50)所施行的偵測之結果來操作加熱器(亦即，造成電流流經加熱器的控制)(亦即，於第一條件及/或第二條件之滿足時)。當潤滑油的溫度係藉由加熱器所升高，潤滑油之黏性減少。因此，甚至當幫浦43的驅動力係恆定時，排出量增加。如此，供給達一給定時段之潤滑油的量能被增加。在那之後，加熱器之操作被停止，且排出量由於天然冷卻而回復至原來的量。

在根據本實施例的軸承部分20中，如先前所述(見圖1及6)，隔離環24之導引表面31經建構用於在外環22之第一側面上中、於軸線方向中經由潤滑油與肩部30滑動接觸。供油單元40係於軸線方向中設在軸承部分20的第一側面上，在此肩部30被呈現，使得供油單元40係毗連軸承部分20。振動感測器55係於徑向方向中較接近外環22(亦即，振動感測器55係於徑向方向中相較於內環21較接近外環22)。換句話說，振動感測器55係設在接近肩部30之位置，隔離環24係於軸線方向中與肩部接觸，且係於徑向方向中設在相較於內環21較接近外環22的位置。因此，藉由振動感測器55，外環22之振動的偵測中之敏感性能被增強。

圖5係軸承裝置10的剖視圖(沿著與圖1不同之剖開表面的視圖)。如先前所述，軸承裝置10係與在軸線方向中施加至其上之壓力一起使用。於圖5中，用於施加預負載的力量之方向係藉由箭頭F1及F2所指示。換句話說，供油單元40的本體部分41將軸承部分20之外環22由軸線方向中的第一側面壓向軸線方向中之第二側面，且軸承部分20的內環21係由軸線方向中之第二側面壓向軸線方向中的第一側面。如此，在軸線方向中之壓力被施加至軸承部分20。

如此，於根據本實施例的軸承裝置10中，如先前所述，外環22包括外環滾道26及肩部30，滾珠23係與外環滾道滾動接觸，且肩部30係於軸線方向中位在外環滾道26之第一側面上。供油單元40包括於軸線方向中被設為毗連該外環22的第一側面之本體部分41，本體部分41具有隔圈的作用。振動感測器55被安裝在隔圈(本體部分41)。於圖6所示的組構之案例中，振動感測器55被安裝在附接部分61，其係設在隔圈(本體部分41)。隔圈(本體部分41)於第二側面中在軸線方向上具有接觸表面33(見圖2、5及6)。接觸表面33在第一側面上於軸線方向中與肩部30的側向表面32表面接觸，且當軸線方向中之壓力係施加至隔圈(本體部分41)與軸承部分20時壓按側向表面32。由於該組構，雖然外環22及隔圈(本體部分41)係分開的本體，外環22之振動係經過壓力的施加精確地傳輸至隔圈(本體部分41)，且藉由振動感測器55，外環22之振動的偵測中之敏感性被增強。

如上所述，根據本實施例的軸承裝置10使其可能偵測在軸承部分20之潤滑狀態，且藉由在此偵測中增強可靠性而有效地防止發熱膠著與類似者等在軸承部分20的發生。

於根據本實施例之軸承裝置10中(見圖1)，儲槽42(見圖2)被提供於供油單元40的小空間中，且因此，儲槽42之容量被限制。儘管儲槽42的有限容量，當被消耗之潤滑油的量增加時，其變得需要以潤滑油補充儲槽42，且每一次以潤滑油補充儲槽42之維護被進行，裝置(工具機)需要被停止。其結果是，操作效率(生產效率)減少。然而，於根據本實施例的軸承裝置10中，當在外環22中產生之尖峰信號波形(見圖4及8)係藉由振動感測器55所偵測時，其被決定為有油的短缺(及油之短缺的指示)，且大量油係由幫浦43供給。據此，油之供給係不需要被進行，且因此經消耗的潤滑油之量可被減少。因此，不需要時常執行以潤滑油補充儲槽42的維護，且大體上無維護之操作可在一些案例中被施行。

在上文所揭示之實施例在所有方面係示範及非限制性的。換句話說，根據本發明之軸承裝置係不受限於圖式中所顯示的組構，且根據本發明之軸承裝置可具有在本發明的範圍內之其他組構。

譬如，隔離環24可具有異於圖式中所顯示的組構之組構。隔離環24可經建構用於與外環22的內周邊表面之一部分滑動接觸。在圖1中所顯示的組構中，經建構用於與外環22滑動接觸之導引部分係表面(導引表面31)。然而，導引部分可為突出部分。與隔離環24滑動接觸的物體可為異於肩部30之內周邊表面30a的外環22之內周邊表面，並可為外環滾道26的一部分(注意此部分不包括與滾珠23接觸之點)。雖然在圖式中未示出，隔離環24可經建構使得環狀部分係只於軸線方向中設在滾珠23的第一側面上(亦即，在供油單元40側面上)(亦即，隔離環24可經建構用於當作所謂之隆起隔離環)。

在前面的實施例中，外環22係固定環，且外環22將隔離環24定位於徑向方向中，但可採用相反的組構。亦即，內環21可為固定環，且內環21可將隔離環24定位於徑向方向中。於此案例中，振動感測器55偵測內環21的振動。亦即，於軸承部分20中，內環21及外環22之其中一者可為旋轉環，且內環21及外環22的其中另一者可為固定環。隔離環24可包括經建構用於經由潤滑油而與固定環之一部分滑動接觸的導引部分，且振動感測器55可偵測固定環之振動。

在圖1中所顯示的軸承部分20係有角滾珠軸承，但軸承不被限制於有角滾珠軸承。軸承部分20可為深溝槽滾珠軸承。軸承部分20可為具有當作滾子元件之滾子的錐形滾子軸承、圓柱形滾子軸承等。

於前面的實施例中，供油單元40包括控制單元44及電源單元45。然而，控制單元44及電源單元45可被安裝在供油單元40外側、亦即在軸承裝置10外側。於此案例中，供油單元40及外側係經過信號線或輸電線彼此連接。

在前面的實施例中，幫浦於給定循環中排出潤滑油之組構已被敘述當作一前提，但本發明不受限於此。換句話說，幫浦可經建構用於每一次其藉由振動感測器及/或溫度感測器所施行的偵測之結果而決定排出潤滑油，且幫浦可經建構用於在此潤滑油係為軸承內側所需要，甚至當幫浦未定期地排出潤滑油時的狀態下，排出潤滑油。以幫浦排出潤滑油的頻率可按照偵測結果所增加。每一次幫浦操作時所排出之潤滑油的量可為按照偵測結果所增加。