油润滑轴承装置以及真空泵的制作方法

文档序号:12795883研发日期:2016年阅读:548来源:国知局
技术简介:
本专利针对油润滑轴承中飞散润滑油导致外轮面油量过剩、增加搅拌阻力的问题,提出通过锥形面与倾斜面协同设计的解决方案。锥型螺母的锥形面将油芯润滑油导向保持器外周面,倾斜面引导飞散油沿连接面返回锥形面,并经突起部集中飞散至油芯侧,有效抑制油流向外轮侧扩散,降低搅拌阻力。
关键词:油润滑轴承,锥形面设计,润滑油回收

本发明涉及一种油润滑轴承装置以及真空泵(pump)。



背景技术:

在高速旋转的滚动轴承中,是通过持续供给微量的润滑油来维持转动面的润滑,且要求防止必要量以上的润滑油附着于转动面。若超过润滑所需的润滑油附着于转动面,则会产生润滑油的搅拌阻力,从而成为发热的原因。

作为真空泵中的滚动轴承的润滑方法,提出有专利文献1中记载的方法。专利文献1所记载的滚动轴承中采用了下述结构:在与内轮一同旋转的轴(shaft)上设置圆锥(tapercone)状的构件,使润滑贮藏装置中所设的毡(felt)状构件接触至该圆锥状的面,通过离心力来将润滑油供给至内轮。且设为下述结构:润滑油经由转动体(滚珠(ball))而从内轮的转动面(也称作轨道面)供给至外轮的转动面,并使从外轮的转动面溢出的剩余润滑油返回至润滑贮藏装置。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利第5303137号公报



技术实现要素:

[发明所要解决的问题]

但是,由于是使从转动面溢出的剩余润滑油返回至润滑贮藏装置的结构,因此在润滑油溢出的状态下,转动面上将会存在超过润滑所需的润滑油,从而无法避免搅拌阻力的产生。

[解决问题的手段]

本发明的优选实施方式的油润滑轴承装置包括:滚动轴承,具有内轮、外轮、转动体以及维持所述转动体的间隔的保持器,且支撑旋转轴;锥形构件,设于固定有所述内轮的所述旋转轴上,形成有朝向所述内轮而为上坡(以使旋转半径增加的方式而设的倾斜)的第1倾斜面;润滑油贮藏部,相对于所述内轮而配置在设有所述锥形构件的一侧;以及接触部,接触至所述第1倾斜面,以将所述润滑油贮藏部的润滑油供给至所述第1倾斜面,所述保持器包括:袋体,具有外轮侧开口与内轮侧开口,保持所述转动体;润滑油刮取部,形成于所述袋体的内周面,刮取附着于所述转动体表面的润滑油;以及第2倾斜面,沿着所述外轮侧开口而形成于所述内周面,朝向所述润滑油贮藏部而为上坡。

更优选的实施方式中,所述润滑油刮取部具备多个凸部,所述多个凸部是在所述内周面的所述外轮侧开口侧的区域中以沿周方向排列的方式而形成。

更优选的实施方式中,在所述第2倾斜面上,形成有从所述倾斜面突出的突起。

更优选的实施方式中,所述锥形构件是装卸自如地设于所述旋转轴,以将所述内轮固定于所述旋转轴的内轮固定构件。

更优选的实施方式中,包括:润滑油引导部,较所述保持器而配置于外轮侧,与所述润滑油贮藏部以及所述外轮相接触,将从所述第2倾斜面飞散的润滑油引导至所述润滑油贮藏部。

本发明的优选实施方式的油润滑轴承装置包括:滚动轴承,具有内轮、外轮、转动体以及维持所述转动体的间隔的保持器,且支撑旋转轴;锥形构件,设于固定有所述内轮的所述旋转轴上,形成有朝向所述内轮而为上坡的第1倾斜面;润滑油贮藏部,相对于所述内轮而配置在设有所述锥形构件的一侧;以及接触部,接触至所述第1倾斜面,以将所述润滑油贮藏部的润滑油供给至所述第1倾斜面,所述保持器包括:袋体,从保持器内周面贯穿至保持器外周面,保持所述转动体;第2倾斜面,形成于所述保持器外周面,随着接近所述润滑油贮藏部,自轴芯的距离增加且为上坡;第3倾斜面,形成于所述保持器内周面,随着远离所述润滑油贮藏部,自轴芯的距离增加且为下坡;以及连接面,形成于与所述润滑油贮藏部为相反侧的保持器端部,将所述第2倾斜面与所述第3倾斜面连接。

更优选的实施方式中,在所述第2倾斜面上,形成有通过邻接的一对所述袋体之间并从所述连接面的一侧朝向所述润滑油贮藏部的方向呈峰状地延伸的突起部。

更优选的实施方式中,所述袋体的至少一个部位从周围封闭的内轮侧开口向周围封闭的外轮侧开口贯穿。

更优选的实施方式中,所述保持器将两个以上的构件接合而成一体化。

本发明的优选实施方式的真空泵包括:所述油润滑轴承装置;以及泵叶轮(pumprotor),设置于所述旋转轴上。

[发明的效果]

根据本发明,能够抑制搅拌阻力的产生。

附图说明

图1是涡轮(turbo)分子泵的剖面图。

图2是将油润滑轴承装置的部分放大表示的图。

图3是表示保持器的外观形状的立体图。

图4(a)、图4(b)是对转动体以及保持器的动作进行说明的图。

图5是对润滑油的循环路径进行说明的图。

图6(a)、图6(b)是表示刮取部的形状的具体例的图。

图7(a)、图7(b)是表示刮取部的变形例的图。

图8(a)、图8(b)、图8(c)是表示刮取部的第3变形例的图。

图9是表示形成于锥形面的突起的图。

图10是表示形成于保持器的倾斜面的另一例的图。

图11(a)、图11(b)是表示润滑油引导部的其他例的图。

图12是表示第2实施方式的油润滑轴承装置的图。

图13是保持器的分解立体图。

图14是对保持器的面形状进行说明的图。

图15是表示袋体的保持器轴向上侧打开时的保持器。

图16是表示第2实施方式的变形例的图。

[符号的说明]

1:涡轮分子泵

2:基座

3:泵叶轮

4:马达

4a:马达转子

4b:马达定子

6:永磁铁磁轴承

6a、6b:永磁铁

8、9:滚珠轴承

10:轴

11:磁铁支架

12:泵壳体

13、114:轴承支架

15:下盖

20:固定叶片

21:圆筒状定子

30:旋转叶片

31:圆筒部

81:外轮

81a、82a:转动面

82:内轮

83:转动体

84:保持器

84a:下部保持器

84b:上部保持器

90:润滑油

100:油润滑轴承装置

101:油芯

101a:接触部

102:锥型螺母

102a、841、842:锥形面

103、106:轴承压片

104:圆管构件

116:径向缓冲部

840:袋体

840a:内周面

840b:刮取部

840c:外轮侧开口

840d:内轮侧开口

841a:下端

841b:突起部

843、843b:凸部

844:间隙

845:突起

845a、845b、851a、851b:斜面

845c:顶部

846:抵接面

847a:贯穿孔

847b:接合部

848a、848b:倾斜面

849、850:连接面

851:突起部

j:轴芯

p1:涡轮泵部

p2:霍尔威克泵部

r:旋转体单元

具体实施方式

以下,参照图式来对用于实施本发明的形态进行说明。

-第1实施方式-

图1是表示本发明的油润滑轴承装置的一实施方式的图,是搭载有油润滑轴承装置的涡轮分子泵1的剖面图。另外,涡轮分子泵1上连接有供给电力的电源单元(unit),图1中省略了图示。

图1所示的涡轮分子泵1包括如下泵部作为排气功能部:涡轮泵部p1,具备涡轮叶片;以及霍尔威克(holweck)泵部p2,具备螺旋型的槽。当然,本发明并不限于排气功能部具备涡轮泵部p1以及霍尔威克泵部p2的真空泵,也能够应用于仅具备涡轮叶片的真空泵、仅具备西格班(siegbahn)泵或霍尔威克泵等牵引泵(dragpump)的真空泵、或者将它们组合而成的真空泵。

涡轮泵部p1包括形成于泵叶轮3的多段旋转叶片30、及配置在基座(base)2侧的多段固定叶片20。另一方面,设在涡轮泵部p1的排气下游侧的霍尔威克泵部p2包括形成于泵叶轮3的圆筒部31、及配置在基座2侧的定子(stator)21。在圆筒状定子21的内周面形成有螺旋槽。多段旋转叶片30与圆筒部31构成旋转侧排气功能部,多段固定叶片20与定子21构成固定侧排气功能部。

泵叶轮3紧固于轴10,该轴10由马达(motor)4旋转驱动。对于马达4,例如使用直流(directcurrent,dc)无刷(brushless)马达,在基座2上设有马达定子4b,在轴10侧设有马达转子4a。包含轴10和泵叶轮3的旋转体单元r由使用永磁铁6a、6b的永磁铁磁轴承6与作为滚动轴承的滚珠轴承8旋转自如地予以支撑。

永磁铁6a、6b是沿轴向经磁化的环(ring)状的永磁铁。设于泵叶轮3的多个永磁铁6a以同极彼此相向的方式而沿轴向配置有多个。另一方面,固定侧的多个永磁铁6b被安装在固定于泵壳体(pumpcasing)12的磁铁支架11上。这些永磁铁6b也是以同极彼此相向的方式而沿轴向配置有多个。设于泵叶轮3的永磁铁6a的轴向位置被设定成,较配置于其内周侧的永磁铁6b的位置而为稍上侧。即,旋转侧的永磁铁的磁极相对于固定侧的永磁铁的磁极而沿轴向偏离规定量。根据该规定量的大小,永磁铁磁轴承6的支撑力不同。图1所示的例子中,永磁铁6a被配置在图示上侧,因此借助永磁铁6a与永磁铁6b的斥力,径(radial)向的支撑力与轴向朝上(泵排气口侧方向)的力作用于旋转体单元r。

在磁铁支架11的中央,固定有保持滚珠轴承9的轴承支架(bearingholder)13。图1中,对于滚珠轴承8、9使用深沟球轴承,但并不限于此,例如也可使用角接触轴承(angularcontactbearing)。滚珠轴承9作为限制轴上部的径向摆动的接触停止轴承(touchdownbearing)发挥功能。在恒定旋转状态下,轴10与滚珠轴承9不会发生接触,而在受到大的干扰的情况、或者在旋转的加速时或减速时轴10的偏摆变大的情况下,轴10会接触到滚珠轴承9。

滚珠轴承8由被保持固定于基座2的轴承支架114予以保持。在滚珠轴承8的外周侧,设有环状的径向缓冲部(radialdamper)116。对于径向缓冲部116的材料,使用橡胶等弹性体(elastomer)。滚珠轴承8为油润滑式的滚动轴承,具备用于对滚珠轴承8供给润滑油的润滑油贮藏部、即油芯101。油芯101被保持于轴承支架114与下盖15之间。

图2是将包含滚珠轴承8及油芯101等的油润滑轴承装置100的部分放大表示的图。滚珠轴承8中,内轮82通过作为锥形构件发挥功能的锥型螺母102而固定于轴10。锥型螺母102被装卸自如地设于形成有公螺纹的轴10的下端。滚珠轴承8的外轮81通过轴承压片103而固定于轴承支架114。转动体83由保持器84予以保持。

锥型螺母102的外周面成为从抵接于滚珠轴承8的内轮82的一侧朝向前端而变细的锥形面102a。即,锥形面102a成为朝向内轮82而为上坡的倾斜面。在环状油芯101的内周面,形成有朝内侧突出的接触部101a,该接触部101a接触至锥型螺母102的锥形面102a。油芯101包含可保持润滑油的毡状或海绵(sponge)状的构件,保持有润滑油。在滚珠轴承8的外轮81与油芯101之间,以与它们接触的方式而设有圆管构件104。圆管构件104是利用毛细管现象来将外轮81的润滑油传递至油芯101的构件。例如,既可在圆管的内周面形成有多孔质体,也可使用如毡之类的纤维状者,还可由海绵或烧结金属之类的多孔质物质等形成。

图3是表示保持器84的外观形状的立体图。在保持器84中,形成有多个保持转动体83的袋体840。图3所示的保持器84为冠型保持器,袋体840成为保持器84的轴向上侧的一部分打开的贯穿孔。另外,本实施方式中是以冠型保持器为例来进行说明,但并不限定于该形式的保持器。

在保持器84的外周面,与袋体840的外轮侧开口840c邻接地形成有锥形面841。如图2的剖面图所示,锥形面841以随着接近保持器84的润滑油贮藏部(油芯101)侧的端部840e(参照图3)而远离保持器841的中心轴(轴芯j)的方式而倾斜。即,锥形面841是形成于与外轮侧开口840c邻接的保持器外周面,且朝向油芯101而为上坡的倾斜面。锥形面841的下端841a更下侧的外周面成为半径减小的锥形面842,锥形面841的下端841a成为保持器84的最外径。

而且,在袋体840的内周面840a,形成有刮取部840b,该刮取部840b用于刮取附着于转动体83表面的润滑油。另外,刮取部840b呈微小的凹凸形状,图3中,用虚线示出了形成有刮取部840b的范围(后述的图4(a)、图4(b)的情况也同样)。刮取部840b的具体形状将后述。

图4(a)、图4(b)是对滚珠轴承8旋转时的转动体83以及保持器84的动作进行说明的图。图4(a)为平面图,图4(b)为a箭视图。转动体83接触至内轮82的转动面82a以及外轮81的转动面81a。当内轮82如箭头r1般逆时针旋转时,转动体83一边顺时针自转一边逆时针公转运动。当转动体83逆时针公转运动时,保持器84也被转动体83推着作逆时针旋转。在袋体840的内周面840a上形成的刮取部840b是形成在公转方向侧的内周面840a。图4(a)、图4(b)也与图3的情况同样,标注有符号840b的虚线示出了形成有刮取部840b的范围。

如上所述,沿r1方向作公转运动的转动体83一边抵接于保持器84的形成有刮取部840b的一侧的内周面840a,一边沿r2方向自转。因此,附着于转动体83表面的润滑油的一部分被刮取部840b刮取。由于保持器84是以高速沿r1方向旋转,因此离心力作用于被刮取的润滑油,从而通过转动体83与保持器84的内周面840a的间隙而移动到外周面侧。另外,保持器84是沿r1方向以内轮82的一半的角速度来旋转。只要转动体83不打滑而滚动旋转,则转动体83的内轮接触点为与轴(轴10)相同的角速度,而在外轮接触点角速度为零,因此其中间位置的转动体中心的公转速度为内轮82的一半的角速度。

图5是对润滑油的循环路径进行说明的图。箭头r3表示润滑油的移动路径(循环路径)。如上所述,润滑油被贮藏在油芯101中。通过形成于油芯101的接触部101a接触至锥型螺母102的锥形面102a,从而接触部101a的润滑油附着于锥形面102a。锥形面102a是从锥型螺母102的前端越接近内轮82则直径越大的锥形面,即,是朝向内轮82而为上坡的锥形面。因此,当锥型螺母102与轴10一体地高速旋转时,在离心力的作用下,锥形面102a上的润滑油将朝半径更大的方向移动。即,润滑油如箭头r3般,在锥形面102a上朝内轮82的方向移动。

从锥形面102a移动至内轮82的润滑油进入内轮82的转动面82a,对转动面82a进行润滑,并且也附着于转动体83。当附着有润滑油的转动体83自转时,如上所述,附着于转动体83的润滑油的一部分被形成于保持器84的刮取部840b刮取。当被刮取的润滑油移动至保持器84的外周侧所形成的锥形面841时,在离心力的作用下,在锥形面841上朝直径更大的图示下侧(油芯侧)移动。当在锥形面841上朝下侧移动的润滑油到达下端841a时,润滑油因离心力而飞散,从而附着于外轮81的内周面或圆管构件104。

如上所述,圆管构件104是利用毛细管现象来将外轮81的内周面或者朝向该面飞散而来的润滑油引导至油芯101的构件,因此能够不受涡轮分子泵1的安装姿势影响地,使从保持器84飞散的润滑油返回至油芯101。这样,润滑油从油芯101被供给至滚珠轴承8,并从滚珠轴承8被回收至油芯101。

在未设刮取部840b的与以往同样的保持器的情况下,被供给至内轮82的转动面82a的润滑油通过转动体83的旋转而移动至外轮81的转动面81a。而且,外轮81的转动面81a的润滑油也附着于旋转的转动体83而移动至内轮侧,但由于滚珠轴承8的内轮82或保持器84高速旋转,因此,由于作用于润滑油的离心力,润滑油容易积留在外轮侧。其结果,在外轮81的转动面81a上,润滑油容易变得过剩,从而因搅拌阻力的产生而引起的发热将成为问题。

另一方面,本实施方式中,通过刮取部840b,对于附着于转动体83的润滑油的一部分,尤其若润滑油量变多,形成于转动体83表面的油膜厚度增加,则会与此相应地予以刮取,因此能够抑制外轮81的转动面81a上的润滑油变得过剩的现象,从而能够降低搅拌阻力的产生。

而且,由于在保持器84的外周面形成有朝油芯侧扩展的形状(即,朝油芯侧为上坡)的锥形面841,因此被刮取部840b刮取的润滑油将在离心力的作用下,在锥形面841上朝油芯侧移动。移动至油芯侧的润滑油将从锥形面841的下端841a飞散,最终被回收至油芯101。

(刮取部840b的具体形状)

图6(a)、图6(b)是表示刮取部840b的形状的具体例的图。图6(a)是表示保持器84的一部分,即,形成有袋体840的刮取部840b的部分的图。图6(b)是形成有刮取部840b并将内周面840a展开成平面状所示的图。以两点链线所示的圆表示转动体83。袋体840的内周面840a对应于转动体83的球面而弯曲,但在图6(b)中将该弯曲的内周面840a描绘成平面。

图6(a)、图6(b)所示的例子中,刮取部840b是在内周面840a的周方向上空开间隔地配置有多个具有矩形剖面的细长的凸部843者。另外,图6(a)中,对于多个凸部843的一部分省略了图示。凸部843的延伸方向(长边方向)成为与保持器84的轴向大致正交的方向。多个凸部843是配置成,沿着内周面840a的边缘而沿外轮侧开口840c的周方向排列。转动体83如虚线箭头r2所示般,朝相对于轴向正交的方向自转。符号830所示的一点链线是相当于自转的转动体83的所谓赤道的线(line),转动体表面的朝向旋转方向的移动速度在赤道附近为最大,且从该赤道越朝上下远离则变得越小。因此,多个凸部843是以线830为中心而上下配置,以有效地进行润滑油的刮取。

由刮取部840b的凸部843所刮取的润滑油90在转动体表面与润滑油90之间的粘性力或作用于润滑油的离心力的作用下,通过凸部843之间的间隙844而移动至锥形面841侧。移动至锥形面841的润滑油90在离心力的作用下,朝向锥形面841的直径更大的方向(图示下侧)移动。如图5所示,在图示下侧配置有油芯101。另外,间隙844的槽深也可如图6(a)、图6(b)所示般为固定,但在润滑油的刮取量增加的情况下,也可构成为越接近锥形面841则变得越深,以便能够进行应对。

图7(a)、图7(b)是表示图6(a)、图6(b)所示的刮取部840b的变形例的图。图6(a)、图6(b)所示的结构中,将在图示上下排列的多个凸部843以沿着锥形面841的方式,沿着内周面840a的右端(外轮侧开口840c)而排列配置。另一方面,图7(a)所示的第1变形例中,将多个凸部843沿着保持器84的轴向而配置。但是,若凸部843与锥形面841的距离过远,则通过间隙844而移动至图示右侧的润滑油不附着于锥形面841,而再次附着于转动体83的可能性变高,因此优选如图6(a)、图6(b)所示般靠近锥形面841来配置凸部843。

图7(b)是表示刮取部840b的第2变形例的图,表示将凸部843的剖面形状设为三角形的情况。另外,转动体83与袋体840的内周面840a严格来说并非整个曲面接触,一般是在自转的转动体83的赤道部分(图6(a)、图6(b)的符号830所示的部分)与内周面840a接触。因此,当仅在与赤道部分对应的区域中设有凸部843时,若转动体83与内周面840a相对地沿轴向(图示上下方向)移动,则凸部843对润滑油的刮取将变得不够充分。因此,本实施方式中,不仅在与赤道部分对应的中央位置,而且在从中央位置朝上下偏离的区域中,也配置有凸部843。

图8(a)、图8(b)、图8(c)表示了刮取部的第3变形例,图8(b)为c-c剖面图。第3变形例中,形成有半球形状的凸部843b。图8(a)的展开图所示的例子中,使沿着内周面840a而配置的多个凸部843b沿转动体83的自转方向r2配置有两列。另外,自转方向r2的列数并不限于两列,也可如图8(c)般为一列,还可设置三列以上。

另外,刮取部840b的形状并不限定于图6(a)、图6(b)至图8(a)、图8(b)、图8(c)所示的结构,可采用各种形状。

根据所述的实施方式,可获得如下的作用效果。

(1)油润滑轴承装置100包括:作为锥形构件的锥型螺母102,设于固定有内轮82的轴10上,且形成有朝向内轮82为上坡的锥形面102a;油芯101,相对于内轮82而配置在设有锥型螺母102的一侧;以及接触部101a,接触至锥形面102a,以将油芯101的润滑油供给至锥形面102a。并且,保持器84如图3所示般包括:袋体840,具有外轮侧开口840c与内轮侧开口840d,保持转动体83;刮取部840b,形成于袋体840的内周面840a,刮取附着于转动体83表面的润滑油;以及锥形面841,形成在与外轮侧开口840c邻接的保持器外周面,朝向油芯101为上坡。

这样,通过在保持器84上设置刮取部840b,能够抑制从转动体83移动至外轮81的转动面81a的润滑油。其结果,能够防止在外轮81的转动面81a上润滑油变得过剩的现象,从而能够抑制因搅拌阻力造成的发热。尤其,在根据排气负载而变更旋转速度来运转的泵中,锥型螺母102对润滑油的输送液量也会发生变动,因此,如果采用无论在何种条件下都能确保润滑油量的设计,则在最高转速下将会造成超过必要的输送液量,另一方面,因搅拌阻力造成的温度上升将变得显著。因此,在旋转速度高的情况下也能确保刮取量对于旋转的维持而言是重要的要素,而在旋转速度高的情况下,转动体83与保持器84的刮取部840b接触的次数也会增加,因此恰到好处。

进而,在与袋体840的外轮侧开口840c邻接的保持器外周面,形成有朝向油芯101为上坡的锥形面841,因此被刮取部840b刮取而附着于锥形面841的润滑油朝向油芯101的方向移动而飞散。其结果,作为多余的润滑油而从滚珠轴承8排出的润滑油将被回收至油芯101,从而能够构成可实现润滑油的供给及回收的润滑油循环系统。

而且,在如专利文献1所记载的装置般,润滑油朝与润滑油贮藏部不同的方向排出的结构中,必须在泵基座侧形成用于使排出的润滑油返回至润滑油贮藏部的路径,从而结构变得复杂,并且会导致成本上升。但是,所述的实施方式中,是将从形成有刮取部840b的保持器84所刮取的润滑油排出至润滑油贮藏部(油芯101)侧,因此不需要在泵基座侧形成复杂的路径。

另外,图3所示的保持器84中,遍及保持器84的外周面的一周而形成有锥形面841。但是,也可如图10所示,仅将与袋体840的外轮侧开口840c邻接的周围外周面设为朝向油芯101而为上坡的倾斜面(锥形面841)。

而且,图3所示的例子中,在内周面840a内,在自转方向r2从内轮侧变成外轮侧的区域中形成有刮取部840b。其理由是:当如图4(b)所示般内轮82沿r1方向旋转时,一般而言,转动体83会抵接于该区域。但是,当内轮82沿r1方向旋转时,转动体83并不限定于始终抵接于图3的形成有刮取部840b的一侧,也有相对于保持器84而相对缓慢地公转的转动体83。因此,也可如图9所示,不仅在旋转方向r1(正转时的保持器84的旋转方向)侧的内周面840a,而且在与旋转方向r1为相反侧的内周面840a也形成刮取部840b。

(2)刮取润滑油的刮取部840b例如如图6(a)、图6(b)所示,具备在内周面840a的外轮侧开口840c侧的区域中以沿周方向排列的方式而形成的多个凸部843。通过在外轮侧开口840c侧的区域中形成刮取部840b的凸部843,从而所刮取的润滑油将有效地移动至锥形面841。而且,转动体83中,以其轴向中央部分为中心的区域与外轮81以及内轮82的转动面81a、82a相接触,因此通过以沿周方向排列的方式形成多个凸部843,从而能够效率良好地刮取附着于转动体83的润滑油。另外,刮取部840b的形状并不限定于图6(a)、图6(b)至图8(a)、图8(b)、图8(c)所记载的结构,能够应用各种凹凸形状。

(3)进而,如图9所示,也可在锥形面841上形成突起845。图9所示的例子中,在锥形面841的油芯101侧的端部形成有突起845。突起845具有斜面845a、845b,且在最接近油芯101的一侧(图示下端)具备尖尖的顶部845c。由刮取部840b刮取而附着于锥形面841的润滑油90在离心力的作用下,例如箭头d所示般沿着锥形面841下降,并沿着突起845的斜面845a、845b上升而移动至顶部845c。此种附着于顶部845c的润滑油比附着于面上的润滑油更容易飞散。另外,图9所示的例子中,顶部845c是尖的,但也可并非为尖的。

作为形成突起845的部位,优选由刮取部840b所刮取的润滑油容易集中的区域,例如可形成在靠近刮取部840b的锥形面841上且锥形面841的直径达到最大的端部区域。

(4)而且,如图5所示,优选具备作为润滑油引导部的圆管构件104,该圆管构件104是较保持器84的外周面更靠外周侧配置并与油芯101以及外轮81相接触,将从锥形面841飞散的润滑油引导至油芯101。通过设置此种圆管构件104,能够将从锥形面841飞散的润滑油切实地回收至油芯101。其结果,无论泵姿势如何,例如即使在以横向姿势或倒立姿势来使用泵的情况下,也能够将润滑油切实地回收至油芯101中。

另外,图5所示的圆管构件104是以到达外轮81的内周面为止的方式而构成,但也可如图11(a)所示,以接触至外轮81的下端面和油芯101的方式来设置圆管构件104。而且,也可如图11(b)所示,在外轮81的下侧设置轴承压片106,使该轴承压片106由烧结金属之类的多孔质材料所形成。或者,也可使用实施有多孔性电镀的金属板来作为轴承压片106。润滑油由多孔性电镀层而引导至油芯101。

另外,在应用多孔性电镀的情况下,在图2所示的结构中,只要在介隔于外轮81与油芯101之间的基座部形成多孔性电镀层,便可将该电镀层用作润滑油引导部。

-第2实施方式-

在进行高速旋转的轴承中,转动体的移动速度非常快。并且,存在由于此时的条件,利用转动体从内轮的转动面溅起的润滑油的量比附着于转动体的润滑油的量多的情况。由于离心力作用于内轮的转动面,因此,尤其是若存在多个靠近转动面的槽端部的位置的润滑油比其他位置稍多的部位,则转动体的通过成为触发,而容易产生此种现象。这样,若由转动体溅起的润滑油附着于外轮侧内周面,则有外轮转动面上的润滑油量变得过剩之虞。

第2实施方式中,对能够有效地防止因此种溅起的润滑油而引起的外轮侧转动面的润滑油过剩的润滑油轴承装置进行说明。图12是表示第2实施方式的油润滑轴承装置100的剖面图。图12是与所述图5为同样部分的剖面图。油润滑轴承装置100包括:滚珠轴承8、形成有锥形面102a的锥型螺母102、具有接触部101a的油芯101及圆管构件104。

第2实施方式中,关于锥型螺母102、油芯101及圆管构件104,与所述第1实施方式的对应的构件为相同构成,滚珠轴承8的保持器84的构成与第1实施方式不同。

图13是保持器84的分解立体图。保持器84包含两个零件(84a,84b)。以下,将这两个零件称为下部保持器84a及上部保持器84b。下部保持器84a及上部保持器84b可包含各种材料,例如由聚酰亚胺等合成树脂材形成。

在下部保持器84a与上部保持器84b彼此抵接的一对面的其中一面上,形成有贯穿孔847a,在另一面上形成有扣合式的接合部847b。图12、图13所示的例子中,在下部保持器84a的抵接面846上形成有贯穿孔847a,在上部保持器84b的抵接面846(图中不可见)上形成有接合部847b。接合部847b接合于贯穿孔847a,由此下部保持器84a与上部保持器84b成一体化。

图12、图13所示的例子中,可将保持器84设为使两个零件接合而成一体的构成,但也可为利用一个零件而成一体,还可为使三个以上的零件接合而成一体。而且,接合结构并非限于接合部847b及贯穿孔847a所示的扣合方式,可使用各种方式。

图14是对保持器84的面形状进行说明的图。在与外轮81相向的保持器84的外周面、即成一体的下部保持器84a及上部保持器84b的外周面上,形成有作为与第1实施方式同样形状的倾斜面的锥形面841。即,锥形面841随着接近作为润滑油贮藏部的油芯101,自保持器84的轴芯j的距离增加,朝向油芯101而成为上坡的倾斜面。并且,在下部保持器84a的锥形面841的下端形成有从锥形面841朝向外侧突出的环状的突起部841b。

另一方面,在与内轮82相向的保持器84的内周面、即下部保持器84a及上部保持器84b的内周面上,形成有随着在轴向上远离油芯101,自轴芯j的距离增加且朝向图示上侧而为下坡的倾斜面(848a,848b)。图14所示的例子中,在下部保持器84a的内周面上,形成有倾斜面848a,在上部保持器的84b的内周面上,形成有倾斜面848b。进而,在与油芯101为相反侧的保持器端部(图14的图示上侧的保持器端部),形成有将锥形面841与倾斜面848b连接的弯曲的连接面849。

从油芯101供给至锥型螺母102的锥形面102a的润滑油在离心力的作用下,如图14的虚线箭头r3所示般,在锥形面102a上朝向内轮82侧的方向移动。从锥形面102a移动至内轮82的润滑油进入至内轮82的转动面82a。积留在内轮82的转动面82a的润滑油利用在高速下移动的转动体83而被溅起,如箭头r4、箭头r5般,自转动面82a的边缘飞散。飞散的润滑油附着于在与内轮82相向的保持器84的内周面上所形成的倾斜面848a及倾斜面848b。

保持器84与转动体83一同在高速下旋转,因此附着于倾斜面848a的润滑油在离心力的作用下,朝向自轴芯的距离增加的图示上方向移动。移动的润滑油附着于转动体83。另外,关于下部保持器84a的倾斜面848a,可并不存在该部分。即,在倾斜面848a的部分不存在的情况下或短的情况下,朝向箭头r4方向飞散的润滑油大部分朝向油芯101方向飞散,因此不会对外轮中的润滑油过剩造成影响。

另一方面,附着于倾斜面848b的润滑油在离心力的作用下,朝向自轴芯j的距离增加的图示上方向移动,如箭头r7所示般,从倾斜面848b朝向连接面849移动。连接面849连接至形成于保持器84的外周面的锥形面841,因此连接面849上的润滑油如箭头r7所示般移动而朝向锥形面841移动。

锥形面841随着接近油芯101,自轴芯j的距离增加,朝向油芯101而成为上坡的倾斜面。因此,锥形面841上的润滑油通过离心力而朝向自轴芯j的距离增加的图示下方向移动。到达锥形面841的下端的润滑油通过离心力而集中于突起部841b的前端,如箭头r8般,朝向外轮方向飞散。飞散的润滑油如箭头r9般经由圆管构件104而返回至油芯101。

这样,从内轮82的转动面82a飞散的润滑油由倾斜面848a、倾斜面848b捕捉。尤其是朝向箭头r5方向飞散的润滑油若在未安装上部保持器84b,未由倾斜面848b捕捉的情况下,到达外轮81而附着于此处的可能性高。该情况下,会产生外轮81的转动面81a处润滑油变得过剩,而搅拌阻力增大这一问题。

本实施方式的情况下,由倾斜面848b捕捉的润滑油经由连接面849而连接至锥形面841,因此附着于倾斜面848b的润滑油通过离心力,以“倾斜面848b→连接面849→锥形面841→突起部841b→圆管构件104”的方式移动。其结果,可利用保持器84的表面使朝向r5方向飞散的润滑油返回至油芯101。这样,本实施方式中,能够防止因飞散的润滑油而引起的转动面81a的润滑油过剩。

另外,本实施方式中,由上下分割的两个零件(下部保持器84a与上部保持器84b)构成保持器84。一般而言,在深沟球轴承的情况下,能够通过如所述方式般设为分割结构而组装。当然也可一体地形成保持器84,尤其是在角接触型的球轴承的情况下,即使为一体型,也可容易地组装。

而且,如图15所示般,在袋体840成为保持器84的轴向上侧的一部分打开的贯穿孔的情况下,也可同样地应用。即,在保持器84的内周面上,形成倾斜面848a、848b。在锥形面841的下端部分形成有突起部841b。另外,形成于保持器84的上端的连接面850为平面状,因此连接面850与锥形面841及倾斜面848b的连接部分成为尖尖的形状。这样,若存在尖尖的部分,则润滑油容易集中,并容易从此处飞散。因此,优选为设为以两点链线所示的连接面849般弯曲的面形状,而平滑地将连接面849与锥形面841及倾斜面848b连接。另外,该图中,以两点链线所示的连接面849以圆轮状表示,但也可为残留袋体840的开口部的形状。与通过开口部的飞散油无法捕捉的部分相应地,效果减小,但即使如此也可期待某种程度的使飞散油返回的效果。

(变形例)

图16是表示第2实施方式的变形例的图。在所述第2实施方式中,在保持器84的外周面上形成锥形面841,在内周面上形成倾斜面848a、848b,并且形成将锥形面841与倾斜面848b连接的连接面849。图16所示的变形例中,进而在外周侧的锥形面841上形成突起部851。突起部851在从连接面849侧向油芯101侧的端部(形成有突起的端部)的方向呈峰状地延伸而形成。

在图16所示的突起部851的情况下,是从连接面849起形成至突起部841b为止,但可使轴向长度更短。而且,突起部851成为具有两个斜面851a、851b交叉的尖尖的顶部的凸形状,但也可为具有平缓的顶部的凸形状。

如图16的虚线箭头r10般,从内周面侧的倾斜面848b经由连接面849而移动至外周面侧的润滑油从连接面849朝向突起部851的斜面851a移动。这是因为,与锥形面841相比,突起部851自轴芯j的距离大,因此更大的离心力作用于润滑油。斜面851a上的润滑油通过离心力而接近突起部851的顶部且朝向突起部841b的方向移动。并且,最终会从突起部841b朝向外轮方向飞散。

因此,从保持器84的内周面侧移动至外周面侧的润滑油再次附着于袋体840内的转动体(未图示)的概率小,大部分通过突起部851而朝向外轮方向飞散,如图14的箭头r9般,返回至油芯101。这样,通过设置突起部851,由倾斜面848b而被引导至外周面侧的润滑油不会积流在外轮81的转动面81a,而是有效地返回至油芯101。另外,即使在图15所示的保持器形状的情况下,通过在外周侧的锥形面841上设置突起部851,也能够发挥同样的效果。

如上所述,第2实施方式中,如图14所示般,从内轮82的转动面82a朝向箭头r5方向飞散的润滑油附着于形成在保持器内周面上的倾斜面848b。倾斜面848b成为随着远离作为润滑油贮藏部的油芯101,自轴芯j的距离增加的下坡的倾斜面,因此以远离油芯101的方式朝向连接面849移动。形成于与油芯101为相反侧的保持器端部的连接面849将形成于保持器外周面的锥形面841与倾斜面848b连接,因此朝向连接面849方向移动的润滑油通过连接面849而朝向锥形面841移动。锥形面841成为随着接近油芯101,自轴芯的距离增加的上坡的倾斜面,因此移动至锥形面841的润滑油在锥形面841上朝向油芯101方向移动,并从锥形面841的油芯侧端部(轴向下侧的端部)飞散。

这样,从内轮82的转动面82a飞散而附着于倾斜面848b的润滑油从外周面侧的锥形面841的油芯侧端部飞散,因此能够防止外轮81的转动面81a的润滑油变得过剩。

进而,如图16所示般,在锥形面841上形成有通过邻接的一对袋体840之间并从连接面849一侧朝向油芯101的方向呈峰状地延伸的突起部851。其结果,从内周面侧的倾斜面848b移动至锥形面841的润滑油通过离心力而朝向突起部851方向移动,并沿着突起部851的山峰朝向油芯侧的端部移动。因此,能够抑制润滑油从锥形面841进入至袋体840的外轮侧开口。

进而,图16中,袋体840是从周围封闭的内轮侧开口向周围封闭的外轮侧开口贯穿,因此,如图15所示般,与袋体840的上侧(与配置有油芯101的一侧为相反侧)打开的袋体840的情况相比,保持器的强度提高。而且,若如图15所示般袋体840上侧打开,则有飞散至该部分的润滑油容易到达外轮侧这一缺点,但如图16所示般封闭的情况下,能够防止所述朝向外轮侧的飞散。袋体840无须所有的袋体840均从周围封闭的内轮侧开口向周围封闭的外轮侧开口贯穿,可一部分的袋体840上侧打开。袋体840的开放个数根据保持器的强度与润滑油的飞散防止效果来选择。

以上对各种实施方式以及变形例进行了说明,但本发明并不限定于这些内容。例如,所述实施方式中,以涡轮分子泵为例进行了说明,但并不限于涡轮分子泵,本发明能够应用于各种真空泵的油润滑轴承装置,进而,本发明也能够应用于真空泵以外的装置的油润滑轴承装置。在本发明的技术思想的范围内想到的其他形态也包含在本发明的范围内。

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