JP2007309472A - 転がり軸受装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】効率的に潤滑ができるとともに、潤滑油の使用量の削減や軸受の回転トルクおよび発熱量の低減が図れ、環境負荷を低減することができる転がり軸受を提供する。
【解決手段】ノズル3の先端に、潤滑油が浸透可能な材料で形成された潤滑油保持部材30が取り付けられており、潤滑油保持部材30によって転がり軸受1の所要部分に潤滑油が塗布されるようになされている。
【選択図】図１

Description

この発明は、転がり軸受装置に関し、特に、潤滑機能を備えた転がり軸受装置に関する。
この種の転がり軸受装置として、従来、固定側軌道部材、回転側軌道部材および両軌道部材の間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受と、潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、転がり軸受の両軌道部材間の環状空間内で開口するノズルと、潤滑油タンク内の潤滑油をノズルに供給するポンプと、ポンプを駆動するポンプ駆動部とを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
この従来の転がり軸受装置では、ノズルを介して、潤滑油を滴下して、転がり軸受内を潤滑するようになっている。
特開２００４−１０８３８８号公報
上記従来の転がり軸受装置では、両軌道部材間の環状空間内で開口するノズルから必要に応じて潤滑油を供給することにより、潤滑油の使用量が低減されているが、タンクの容量は限定されているので、使用量を減らしてより効率的に潤滑することが必要となっている。
この発明の目的は、効率的に潤滑ができるとともに、潤滑油の使用量の削減や軸受の回転トルクおよび発熱量の低減が図れ、環境負荷を低減することができる転がり軸受を提供することにある。
第１の発明による転がり軸受装置は、固定側軌道部材、回転側軌道部材および両軌道部材の間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受と、潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、転がり軸受の両軌道部材間の環状空間内で開口するノズルと、潤滑油タンク内の潤滑油をノズルに供給するポンプと、ポンプを駆動するポンプ駆動部とを備えた転がり軸受装置において、ノズルの先端に、潤滑油が浸透可能な材料で形成された潤滑油保持部材が取り付けられており、潤滑油保持部材によって転がり軸受の所要部分に潤滑油が塗布されるようになされていることを特徴とするものである。
第１による発明は、従来の転がり軸受装置のように転動体付近に潤滑油を滴下するのではなく、ノズルの先端に潤滑油保持部材を取り付けて、その潤滑油保持部材を所要部分に接触させることで転がり軸受を潤滑しようというものである。
潤滑油保持部材は、例えば、多数の細い毛からなる刷毛状部材とされる。毛の材質は、合成樹脂であってもよく、金属であってもよい。刷毛状部材に代えて、多孔質で変形しやすいスポンジや、繊維が互いに密に絡み合って形成されているフェルトなどを使用することもできる。
転がり軸受の所要部分とは、潤滑油を必要とする箇所のことで、転動体、回転側軌道部材の転動体近傍、保持器の転動体近傍などとされる。潤滑油保持部材は、転がり軸受の所要部分に接触するようにノズル先端に取り付けられる。
転がり軸受は、例えば、アンギュラ玉軸受であるが、その他の形式の深溝玉軸受、ころ軸受などであってもよい。
ノズルは、ポンプに直接または導管を介して接続されてもよいし、ポンプも、潤滑油タンクに直接または導管を介して接続されてもよい。
潤滑油タンクは、好ましくは、転がり軸受内、例えば、固定側軌道部材である内輪の外周面や外輪の内周面に設置されるが、転がり軸受外に設置されてもよい。
ノズルの開口は、転がり軸受の転動体近傍または軌道部材近傍に臨まされる。
ポンプは、潤滑油タンクとノズルの間に設けられ、潤滑油を潤滑油タンクから吸引してノズルに供給する。
ポンプによってノズルに供給される潤滑油は、所定量（微量）に制御され、ノズル開口に至った潤滑油は、潤滑油保持部材に浸透し、同部材に保持される。この潤滑油保持部材が転がり軸受の所要部分に接触することにより、転がり軸受の所要部分に潤滑油が塗布される。
ポンプとしては、例えば、ノズルの一端がポンプ室内に入れられ、ダイヤフラムに圧電素子が取り付けられた、構造の簡単なダイヤフラム式ポンプが用いられる。この場合、圧電素子でダイヤフラムを脈動させることにより、潤滑油がタンクからノズルに送られる。ダイヤフラム式ポンプ以外に、噴射式ポンプ、ベーンポンプ、スクリューポンプ、ピエゾポンプなど種々のポンプが使用できる。
潤滑油タンクが転がり軸受内に設置される場合、ポンプは、潤滑油タンクの外面に接するように設置することができる。潤滑油タンクが転がり軸受外に設置される場合、ポンプは、転がり軸受の内外いずれに設置してもよい。ポンプを転がり軸受外に設置する場合、ノズルの長さが長すぎると、潤滑油が低温であれば、ポンプの動作回数を増やしても、ノズル内に滞留している潤滑油によって、ポンプにより発生した潤滑油の脈動が減衰し、潤滑油が吐出されにくくなる。そのため、ポンプは、転がり軸受の近傍に配置し、ノズルの長さが長くなりすぎないようにする。
ポンプ駆動部は、潤滑油供給量が一定になるようにポンプを制御する制御回路を備えている。ポンプ駆動部は、転がり軸受の内外いずれに設置されてもよいが、潤滑油タンクおよびポンプが転がり軸受内に設置される場合は、ポンプ駆動部も転がり軸受内に設置されるのが好ましい。
転がり軸受装置には、潤滑油の異常温度を知らせる警報器、転がり軸受内の潤滑油の過不足状態の監視装置などを組み込むことができる。
第１の発明による転がり軸受装置において、潤滑油保持部材は、転がり軸受の転動体に接触させられていることが好ましい。
ここで、「接触」は、常時接触していることを意味するのではなく、転動体の移動（公転）に伴って、潤滑油保持部材と転動体とが最も接近したときに接触することを意味する。このようにすると、潤滑油を最も必要とする転動体に直接潤滑油を供給することができる。
第２の発明による転がり軸受装置は、固定側軌道部材、回転側軌道部材および両軌道部材の間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受と、潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、転がり軸受の両軌道部材間の環状空間内で開口するノズルと、潤滑油タンク内の潤滑油をノズルに供給するポンプと、ポンプを駆動するポンプ駆動部とを備えた転がり軸受装置において、ノズルは、円筒状ノズル本体と、本体先端に突出状に設けられて潤滑油の粘性および表面張力を利用して潤滑油を保持する潤滑油保持部とからなり、潤滑油保持部に保持された油滴が転がり軸受の所要部分に接触するようになされていることを特徴とするものである。
第２の発明は、第１の発明と同様に転がり軸受を効率的に潤滑しようとするものであるが、第１の発明は、ノズルの先端に備えられた潤滑油保持部材を所要部分に接触させるのに対し、第２の発明は、潤滑油の粘性および表面張力を利用してノズルの先端に潤滑油の油滴を保持して、保持した油滴を所要部分に接触させるものである。
転がり軸受、潤滑油タンク、ポンプおよびポンプ駆動部の構成は、請求項１と同じものとされる。
潤滑油保持部は、ノズル本体と一体とされてもよく、別体とされてもよい。潤滑油保持部は、例えば、複数の爪状突出部によって形成される。この場合、潤滑油は、その粘度が高いことから表面張力によって複数の爪状突出部間にほぼ球形の油滴状態で保持され、その油滴の一部が爪状突出部より突出させられる。
したがって、突出部先端と転がり軸受の潤滑剤必要箇所との間にわずかな隙間を設けておくことにより、突出部を転がり軸受に接触させることなく、油滴だけを潤滑剤必要箇所に接触させることができる。
第２の発明による転がり軸受装置において、潤滑油保持部は、複数の爪状の突出部によって形成されていることが好ましい。
このようにすると、潤滑油保持部をノズルに一体に形成することが容易となる。また、潤滑油の油滴の一部が表面張力によって爪状突出部間の隙間からはみ出ることで、油滴が大きくなり、油滴が転がり軸受の潤滑を必要とする部分に接触しやすくなる。爪状突出部の数は、例えば、２つとされるが、これに限られるものではなく、３つ以上でもよい。爪状突出部は、例えば、円筒状ノズル本体の先端部を爪状突出部が残るように切除することによって形成することができる。各爪状突出部は、ノズル本体と同じ形状の円筒の一部（ストレート状）であってもよく、テーパ状とされてもよい。突出部同士の間隔は、油滴が大きくなるように適宜調整される。
潤滑油保持部の形状は、油滴の一部をその先端から吐出させるように油滴を保持するものであれば、爪状突出部に限定されるものではない。
第１および第２の発明の転がり軸受装置によれば、潤滑油が、潤滑を必要とする部分に塗布されるため、回転により生じる遠心力によって、潤滑油が弾き飛ばされることを防ぐことができる。そのため、少ない量の潤滑油で効率的に潤滑できるので、潤滑油の使用量を削減でき、軸受の回転トルクおよび発熱量の低減が図れ、環境負荷を低減することができる。
以下、この発明の具体的な実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に本発明の第１実施形態を示す。以下の説明において、上下は、図面の上下を言うものとする。
図１において、転がり軸受装置は、転がり軸受(1)と、転がり軸受(1)に内蔵されている潤滑油タンク(2)と、潤滑油を転がり軸受(1)に供給するためのノズル(3)と、ノズル(3)に潤滑油を供給するポンプ(4)と、ポンプ(4)を駆動するポンプ駆動部(5)とから構成されている。
転がり軸受(1)は、内輪（回転側軌道部材）(11)が回転する玉軸受であり、外輪（固定側軌道部材）(12)と、内輪(11)と、内・外輪(11)(12)の間に周方向一定間隔に介在する複数の玉（転動体）(13)と、複数の玉(13)を円周等間隔に保持する保持器(14)とから構成される。内輪(11)および外輪(12)には、玉(13)を保持するための部分に加えて、タンク設置用延長部(11a)(12a)が形成されている。
潤滑油タンク(2)は、軸方向から見て円弧状をなし、外輪(12)のタンク設置用延長部(12a)の内周面下部に着脱可能に取り付けられている。
ポンプ(4)は、ダイヤフラムに圧電素子が取り付けられたダイヤフラム式ポンプであり、ノズル(3)の一端（基端）がポンプ室内に入れられている。
ノズル(3)は、細い円筒状をなし、ポンプ(4)から玉(13)へ伸びており、その先端に、潤滑油保持部材としての刷毛状部材(30)が設けられている。刷毛状部材(30)は、多数の細い糸により形成されており、ノズル(6)先端に接着剤で貼り付けられている。刷毛状部材(30)の先端は、玉(13)が移動する際に玉(13)に接触するように位置させられている。ポンプ(4)は、潤滑油タンク(2)から潤滑油を吸引し、ノズル(3)に潤滑油を供給する。ノズル(3)の先端に至った潤滑油は、刷毛状部材(30)に浸透し、同部材(30)に保持される。したがって、公転する玉(13)が刷毛状部材(30)設置位置を通過する際には、刷毛状部材(30)先端が玉(13)に接触し、これにより、潤滑油の供給が行われる。
ポンプ駆動部(5)には、ポンプ(4)の駆動および動作回数の制御を行うための制御回路が設けられている。
上記実施形態において、潤滑油が浸透可能な部材であればこれを刷毛状部材(30)に代わる潤滑油保持部材とすることができ、スポンジ、フェルトなどが潤滑油保持部材として使用される。
図２は、第２の発明の１実施形態を示す。以下の説明において、第１の発明の実施形態と同じ構成には同じ符号を付してその説明を省略する。
図２において、転がり軸受装置は、転がり軸受(1)と、転がり軸受(1)に内蔵されている潤滑油タンク(2)と、潤滑油を転がり軸受(1)に供給するためのノズル(6)と、ノズル(6)に潤滑油を供給するポンプ(4)と、ポンプ(4)を駆動するポンプ駆動部(5)とから構成されている。
ノズル(6)は、細い円筒状をなし、ポンプ(4)から玉(13)へ伸びている本体(26)と、本体(26)先端に設けられた潤滑油保持部(27)とからなる。潤滑油保持部(27)は、２つの爪状突出部(27a)が本体(26)先端に対向状に配置されることにより形成されている。爪状突出部(27a)の先端は、玉(13)に接触しない範囲で極力玉(13)に接近するように位置させられている。ポンプ(4)は、潤滑油タンク(2)から潤滑油を吸引し、ノズル(6)の本体(26)に潤滑油を供給する。ノズル(6)の本体(26)先端に至った潤滑油は、爪状突出部(27a)間に存在する隙間からはみ出ようとして大きくなり、図３に示すように、ほぼ球形の油滴(D)の状態で保持される。したがって、公転する玉(13)が潤滑油保持部(27)近傍を通過する際には、油滴(D)が玉(13)に接触し、これにより、潤滑油の供給が行われる。
ノズル(6)の爪状突出部(27a)の先端は、潤滑油保持部(27)に保持された油滴(D)が、玉(13)に接触するように位置させられているが、潤滑油保持部(27)に保持された油滴(D)が内輪(11)または保持器(14)に接触するように位置させられていてもよい。また、潤滑油保持部(27)の形状は、潤滑油を油滴状態で保持可能な種々の形状に変更することができる。
上記各実施形態の転がり軸受装置では、転がり軸受(1)の玉(13)に対して直接潤滑油を塗りつけるので、この潤滑油が回転する玉(13)と内輪(11)および外輪(12)との間に行き渡りこれらの間を潤滑することができる。それによって、潤滑油の使用量を削減できるとともに、軸受(1)内の潤滑油も減少することができるため、軸受の回転トルクおよび発熱量の低減が図れ、環境負荷が低減できる。
なお、上記各実施形態では、固定側軌道部材を外輪(12)としているが、内輪(11)を固定側軌道部材にして外輪(12)を回転側軌道部材としてもよい。
図１は、第１の発明による転がり軸受装置の１実施形態を示す要部縦断面図である。 図２は、第２の発明による転がり軸受装置の１実施形態を示す要部縦断面図である。 図３は、第２の発明による転がり軸受装置の油滴を保持した場合の要部拡大図である。
符号の説明
(1) 転がり軸受
(2) 潤滑油タンク
(3)(6) ノズル
(4) ポンプ
(5) ポンプ駆動部
(11) 内輪（回転側軌道部材）
(12) 外輪（固定側軌道部材）
(13) 玉（転動体）
(26) ノズル本体
(27) 潤滑油保持部
(27a) 爪状突出部
(30) 刷毛状部材（潤滑油保持部材）

Claims (4)

  1. 固定側軌道部材、回転側軌道部材および両軌道部材の間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受と、潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、転がり軸受の両軌道部材間の環状空間内で開口するノズルと、潤滑油タンク内の潤滑油をノズルに供給するポンプと、ポンプを駆動するポンプ駆動部とを備えた転がり軸受装置において、ノズルの先端に、潤滑油が浸透可能な材料で形成された潤滑油保持部材が取り付けられており、潤滑油保持部材によって転がり軸受の所要部分に潤滑油が塗布されるようになされていることを特徴とする転がり軸受装置。
  2. 潤滑油保持部材は、転がり軸受の転動体に接触させられていることを特徴とする請求項１の転がり軸受装置。
  3. 固定側軌道部材、回転側軌道部材および両軌道部材の間に介在する複数の転動体を有する転がり軸受と、潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、転がり軸受の両軌道部材間の環状空間内で開口するノズルと、潤滑油タンク内の潤滑油をノズルに供給するポンプと、ポンプを駆動するポンプ駆動部とを備えた転がり軸受装置において、ノズルは、円筒状ノズル本体と、本体先端に突出状に設けられて潤滑油の粘性および表面張力を利用して潤滑油を保持する潤滑油保持部とからなり、潤滑油保持部に保持された油滴が転がり軸受の所要部分に接触するようになされていることを特徴とする転がり軸受装置。
  4. 潤滑油保持部は、複数の爪状の突出部によって形成されていることを特徴とする請求項３の転がり軸受装置。
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