JP2016023758A - 転がり軸受装置及び給油ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】給油ユニットのタンクにおいて、潤滑油を使い切ることを可能とする。
【解決手段】転がり軸受装置10は、内輪21と外輪22との間に形成される環状空間11と隣接して設けられている給油ユニット40を備えており、この給油ユニット40は、環状空間11に供給するための潤滑油3を溜めると共に当該潤滑油3を流出させる流出部を有するタンク42を備えている。タンク42は、内部に潤滑油3を溜める柔軟性のある袋体70を有しており、この袋体70は、潤滑油3が満たされた状態にあって袋体70の容積の縮小に伴って潤滑油3を流出部から流出させる。
【選択図】 図1
【解決手段】転がり軸受装置10は、内輪21と外輪22との間に形成される環状空間11と隣接して設けられている給油ユニット40を備えており、この給油ユニット40は、環状空間11に供給するための潤滑油3を溜めると共に当該潤滑油3を流出させる流出部を有するタンク42を備えている。タンク42は、内部に潤滑油3を溜める柔軟性のある袋体70を有しており、この袋体70は、潤滑油3が満たされた状態にあって袋体70の容積の縮小に伴って潤滑油3を流出部から流出させる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、微量な潤滑油を軸受部に供給する供給ユニットを備えた転がり軸受装置、及び、微量な潤滑油を転がり軸受等の回転部品に対して供給する給油ユニットに関するものである。
例えば工作機械の主軸用軸受として、転がり軸受が用いられており、また、その潤滑性を確保するために、オイルエア潤滑が採用されたものがある(例えば、特許文献1参照)。しかし、オイルエア潤滑の場合、エア消費によるランニングコストが高くなり、また、オイルエア供給装置及びエアクリーンユニット等の付帯設備が必要であり、設備コストが高くなることがある。
転がり軸受へ給油を行うための他の手段として、給油ユニットを組み込んだ軸受装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。この軸受装置では、内輪と外輪との内の固定側の軌道輪(固定輪)に、環状の給油ユニットが装着されており、転がり軸受と給油ユニットとが一体となっている。給油ユニットは、潤滑油を溜めるタンク、及びこのタンク内の潤滑油を内輪と外輪との間の環状空間に吐出するポンプ等を備えている。
ポンプから吐出させる潤滑油は微量であり、また、ポンプの動作を制御することにより潤滑油の吐出量が調整される。
このような給油ユニットを転がり軸受と共に備えている軸受装置によれば、内輪と外輪との間に形成される環状空間に微量な潤滑油を吐出することができ、吐出した潤滑油が内輪及び外輪の軌道面及び転動体に付着し、転がり軸受の潤滑が行われる。
このような給油ユニットを転がり軸受と共に備えている軸受装置によれば、内輪と外輪との間に形成される環状空間に微量な潤滑油を吐出することができ、吐出した潤滑油が内輪及び外輪の軌道面及び転動体に付着し、転がり軸受の潤滑が行われる。
前記のような給油ユニットのタンクに関して、従来、潤滑油を流出させる流出口(流出部)を、最も低い位置に設けるのが好ましいとされている。これは、仮に、タンクにおいて少し高い位置に流出口が設けられている場合、その流出口よりもタンク内の油面が低くなるまで潤滑油が減少すると、タンク内のエアが流出口から流出することとなり、また、流出口よりも低い部分の潤滑油が使用されないで残ってしまうためである。
このように、従来では、例えば、流出口が最も低い位置に設けられていない場合、タンク内の潤滑油を使い切ることができないことがある。
このように、従来では、例えば、流出口が最も低い位置に設けられていない場合、タンク内の潤滑油を使い切ることができないことがある。
そこで、本発明は、給油ユニットのタンクにおいて、潤滑油を使い切ることが可能となる転がり軸受装置及び給油ユニットを提供することを目的とする。
本発明の転がり軸受装置は、内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在している複数の転動体、及び、複数の前記転動体を周方向に並べて保持する保持器を有している軸受部と、前記内輪と前記外輪との間に形成される環状空間に供給するための潤滑油を溜めると共に当該潤滑油を流出させる流出部を有するタンクを備え、かつ、前記環状空間と隣接して設けられている給油ユニットとを備え、前記タンクは、内部に前記潤滑油を溜める柔軟性のある袋体を有し、前記袋体は、前記潤滑油が満たされた状態にあって当該袋体の容積の縮小に伴って当該潤滑油を前記流出部から流出させる。
本発明によれば、潤滑油を溜めるタンクは柔軟性のある袋体を有しており、この袋体によれば、潤滑油が満たされた状態にあって袋体の容積の縮小に伴ってタンクの流出部から潤滑油を流出させることから、タンク内の潤滑油を使い切ることが可能となる。
また、前記給油ユニットは、更に、前記袋体の対向する内面に設けられている一対の電極と、前記一対の電極と電気的に接続され当該一対の電極同士が接触した場合に構成される回路の導通を検出するための配線部と、を有しているのが好ましい。
前記袋体は、潤滑油が消費されるにしたがって萎むので、袋体の潤滑油の残量が減少すると袋体の対向する一対の内面同士が接近し、やがて、これら内面が接触する。そこで、これら内面にそれぞれ電極が設けられていることから、これら電極が接触することにより構成される回路に導通を生じさせることが可能となる。そして、この導通が検出されることにより、タンクの潤滑油が少なくなっていることを検出することが可能となる。
前記袋体は、潤滑油が消費されるにしたがって萎むので、袋体の潤滑油の残量が減少すると袋体の対向する一対の内面同士が接近し、やがて、これら内面が接触する。そこで、これら内面にそれぞれ電極が設けられていることから、これら電極が接触することにより構成される回路に導通を生じさせることが可能となる。そして、この導通が検出されることにより、タンクの潤滑油が少なくなっていることを検出することが可能となる。
また、前記電極は、前記袋体の前記内面のうち前記流出部の近傍の面に設けられているのが好ましい。
潤滑油が消費されるにしたがって袋体は流出部から離れた側から萎むので、この構成によれば、袋体に残存する潤滑油がまもなく無くなることを検出することが可能となる。
潤滑油が消費されるにしたがって袋体は流出部から離れた側から萎むので、この構成によれば、袋体に残存する潤滑油がまもなく無くなることを検出することが可能となる。
また、本発明は、回転部品の給油必要部位に供給するための潤滑油を溜めると共に当該潤滑油を流出させる流出部を有するタンクを備え、かつ、前記給油必要部位に隣接して設けられる給油ユニットであって、前記タンクは、内部に前記潤滑油を溜める柔軟性のある袋体を有し、前記袋体は、前記潤滑油が満たされた状態にあって当該袋体の容積の縮小に伴って当該潤滑油を前記流出部から流出させる。
本発明によれば、潤滑油を溜めるタンクは柔軟性のある袋体を有しており、この袋体によれば、潤滑油が満たされた状態にあって袋体の容積の縮小に伴ってタンクの流出部から潤滑油を流出させることから、タンク内の潤滑油を使い切ることが可能となる。
本発明の転がり軸受装置及び給油ユニットによれば、タンク内の潤滑油を使い切ることが可能となる。
〔転がり軸受装置の全体構成〕
以下、転がり軸受装置の実施の一形態を説明する。
図1は、転がり軸受装置10の縦断面図である。図2は、図1に示す転がり軸受装置10の横断面図である。なお、図2は、図1のA−A矢視の断面図である。図1に示すように、転がり軸受装置10は軸受部20と給油ユニット40とを備えている。本実施形態の転がり軸受装置10は、工作機械の主軸(軸7)を回転可能に支持するために、軸受ハウジング8内に収容された状態にある。
以下、転がり軸受装置の実施の一形態を説明する。
図1は、転がり軸受装置10の縦断面図である。図2は、図1に示す転がり軸受装置10の横断面図である。なお、図2は、図1のA−A矢視の断面図である。図1に示すように、転がり軸受装置10は軸受部20と給油ユニット40とを備えている。本実施形態の転がり軸受装置10は、工作機械の主軸(軸7)を回転可能に支持するために、軸受ハウジング8内に収容された状態にある。
〔軸受部20の構成〕
軸受部20は、内輪21、外輪22、複数玉(転動体)23、及びこれら玉23を保持する保持器24を有している。
内輪21は、軸7に外嵌する円筒状の部材からなり、軸方向一方側(図1の場合、左側)の内輪本体部31と、軸方向他方側(図1の場合、右側)の内輪延長部32とを有している。内輪本体部31の外周に軌道面として軌道溝(以下、内輪軌道溝25という。)が形成されている。本実施形態では、内輪本体部31と内輪延長部32とは一体不可分であるが、別体であってもよい。つまり、内輪延長部32は円環形状の間座であってもよい。
外輪22は、軸受ハウジング8の内周面に固定される円筒状の部材からなり、軸方向一方側の外輪本体部35と、軸方向他方側の外輪延長部36とを有している。外輪本体部35の内周に軌道面として軌道溝(以下、外輪軌道溝26という。)が形成されている。本実施形態では、外輪本体部35と外輪延長部36とは一体不可分であるが、別体であってもよい。つまり、外輪延長部36は円環形状の間座であってもよい。
軸受部20は、内輪21、外輪22、複数玉(転動体)23、及びこれら玉23を保持する保持器24を有している。
内輪21は、軸7に外嵌する円筒状の部材からなり、軸方向一方側(図1の場合、左側)の内輪本体部31と、軸方向他方側(図1の場合、右側)の内輪延長部32とを有している。内輪本体部31の外周に軌道面として軌道溝(以下、内輪軌道溝25という。)が形成されている。本実施形態では、内輪本体部31と内輪延長部32とは一体不可分であるが、別体であってもよい。つまり、内輪延長部32は円環形状の間座であってもよい。
外輪22は、軸受ハウジング8の内周面に固定される円筒状の部材からなり、軸方向一方側の外輪本体部35と、軸方向他方側の外輪延長部36とを有している。外輪本体部35の内周に軌道面として軌道溝(以下、外輪軌道溝26という。)が形成されている。本実施形態では、外輪本体部35と外輪延長部36とは一体不可分であるが、別体であってもよい。つまり、外輪延長部36は円環形状の間座であってもよい。
玉23は、内輪本体部31と外輪本体部35との間に介在しており、内輪軌道溝25及び外輪軌道溝26を転動する。保持器24は、環状の部材からなり、周方向に沿ってポケット27が複数形成されている。保持器24は、一対の円環部とこれら円環部を繋ぐ柱部とを有しており、これら円環部と周方向で隣り合う一対の柱部との間にポケット27が形成されている。そして、各ポケット27に一つの玉23が収容されている。これにより、保持器24は、複数の玉23を周方向に並べて保持することができる。なお、本実施形態では、玉23は軌道溝25,26に対して接触角を有して接触しており、この軸受部20はアンギュラ玉軸受を構成している。また、転がり軸受装置10が工作機械用であれば、ポケット27は円筒形状であることが一般的である。
内輪本体部31と外輪本体部35との間に、第1の環状空間11が形成されており、内輪延長部32と外輪延長部36との間に、第2の環状空間12が形成されている。第1の環状空間11と第2の環状空間12とは連続している。第1の環状空間11の軸方向一方側には、シール部材13が設けられており、玉23及び保持器24が存在する軸受内部の潤滑油が、軸受外部へ逃げるのを防止している。なお、第1の環状空間11と第2の環状空間12との間においても、図示していないが、シール部材が設けられていてもよい。また、シール部材は、軸受内部の潤滑油が軸受外部に逃げることを防止できるのであれば、軸受外に設けられていてもよい。
第1の環状空間11に玉23及び保持器24が設けられており、第2の環状空間12に給油ユニット40が設けられている。本実施形態では、固定側の軌道輪である外輪22に対して、回転側の軌道輪である内輪21が軸7と共に回転する。そこで、給油ユニット40は、外輪延長部36の内周面に密着嵌合して取り付けられている。これに対して、内輪延長部32の外周面と、給油ユニット40(後述する環状のフレーム41)の内周面との間には微小隙間が設けられており、給油ユニット40によって内輪32の回転が阻害されないように構成されている。
〔給油ユニット40の構成〕
給油ユニット40は、図2に示すように、全体形状が円環状である。給油ユニット40は、フレーム41、タンク42、ポンプ43、回路部44及び電源部45を備えている。
フレーム41は例えば樹脂製の環状部材であり、短円筒状の内周壁46、短円筒状の外周壁47、これら周壁46,47の間に設けられている複数の隔壁48a,48b,48c,48d及び側壁48e,48f(図1参照)を有し、これら壁によって、空間K1,K2,K3が周方向に沿って複数形成されている。
給油ユニット40は、図2に示すように、全体形状が円環状である。給油ユニット40は、フレーム41、タンク42、ポンプ43、回路部44及び電源部45を備えている。
フレーム41は例えば樹脂製の環状部材であり、短円筒状の内周壁46、短円筒状の外周壁47、これら周壁46,47の間に設けられている複数の隔壁48a,48b,48c,48d及び側壁48e,48f(図1参照)を有し、これら壁によって、空間K1,K2,K3が周方向に沿って複数形成されている。
第1の空間K1にタンク42が設けられている。タンク42では、前記第1の環状空間11に供給するための潤滑油3が溜められた状態にある。本実施形態では、この第1の空間K1に柔軟性を有する袋体70が設けられており、この袋体70に潤滑油3を溜める。つまり、タンク42は、内部に潤滑油3を溜める袋体70を有して構成されている。なお、この袋体70については、後にも説明する。
第2の空間K2にポンプ43が格納され、第3の空間K3に回路部44及び電源部45が格納されている。これにより、フレーム41、タンク42、ポンプ43、回路部44及び電源部45を含む給油ユニット40は、一体として構成される。
そして、この給油ユニット40は、固定側の軌道輪となる外輪22(外輪延長部36)に対して着脱可能として取り付けられている。給油ユニット40は軸受部20と一体となっており、また、図1に示すように、第2の環状空間12に設けられている給油ユニット40は、第1の環状空間11と軸方向について隣接して設けられた構成となる。
〔給油ユニット40の各部の構成〕
タンク42は、前記のとおり、潤滑油3を溜める袋70により構成されており、この袋体70は、その一部に、溜めている潤滑油3をポンプ43へ流出させる流出口(流出部)49を有している。この流出口49とポンプ43(後述する収容部51)とは(図示していないが)流路を通じて繋がっている。
タンク42は、前記のとおり、潤滑油3を溜める袋70により構成されており、この袋体70は、その一部に、溜めている潤滑油3をポンプ43へ流出させる流出口(流出部)49を有している。この流出口49とポンプ43(後述する収容部51)とは(図示していないが)流路を通じて繋がっている。
電源部45は、発電部45a及び二次電池部45bを有している。発電部45aは、内輪21が回転することで発電可能となる構成を有している。つまり、内輪延長部32の外周側にロータ45a−1が設けられており、発電部45aは、フレーム41の内周側に設けられているステータ45a−2を有している。ロータ45a−1は、周方向に沿ってN極とS極とを交互に着磁して構成されている。ステータ45a−2は磁性体からなり、ステータ45a−2の径方向内側をロータ45a−1が通過するように設けられている。そして、発電部45aによって発生した電力が、二次電池部45bに蓄えられる。
回路部44は、プログラミングされたマイコンを含む基板回路からなり、ポンプ43に対して制御信号(駆動信号)を発信する。つまり、回路部44は、ポンプ43に対して駆動電力を与える(所定の電圧を印加する)。回路部44は、ポンプ43を駆動するための機能(駆動制御部)の他に、各種の処理を行う機能も有している。例えば、回路部44は、給油ユニット40内に設けられているセンサ(図示せず)からの信号を取得可能であり、この信号に基づいて各種の処理を実行することも可能である。
図3は、ポンプ43を説明する断面図である。このポンプ43は、小型のポンプ(マイクロポンプ)からなり、フレーム41(図2参照)の一部(下部)に取り付けられている。ポンプ43は、図3に示すように、ケース53、ケース53から延びて設けられているノズル50、潤滑油3を溜める収容部51、及び、潤滑油吐出用の圧電素子55を備えている。
また、ポンプ43は、タンク42から流れてきた潤滑油3を流入させる流入口57と収容部51を繋ぐ上流側流路58と、収容部51内の潤滑油3がタンク42側へ逆流するのを防止する第1逆止弁59とを有している。更に、ポンプ43は、収容部51とノズル50との間を結ぶ下流側流路60と、この下流側流路60の途中に設けられノズル50から収容部51へ潤滑油3が逆流するのを防止する第2逆止弁61とを有している。
収容部51は、ケース53内に形成された空間からなり、この収容部51には、潤滑油3が充填される。ポンプ43は、この収容部51内の潤滑油3を第1の環状空間11へ吐出させるために駆動する駆動部として、前記圧電素子55を有している。
圧電素子55は、板状であり、収容部51の内壁の一部を構成している。この圧電素子55に電圧が印加されると、圧電素子55は変形(変位)し、その変形により収容部51の容積を減少させ、収容部51に充満状態にある潤滑油3をノズル50から第1環状空間11へ吐出させる構成である。変形した圧電素子55の態様を、図3において、二点鎖線で示している。なお、変形後の態様をわかり易くするために、その態様を実際よりも誇張して表現している。収容部51における潤滑油3の充満状態とは、収容部51に潤滑油3がいっぱいに満ちた状態であり、圧電素子55が変形して収容部51の容積を減少させると、この収容部51の潤滑油3の内圧が大きく上昇する状態をいう。そして、圧電素子55が元の形状に戻ると、第1逆止弁59が開いてタンク42から潤滑油3を収容部51へ吸引することができる。
また、この第1圧電素子55への電圧の印加及びこの電圧の印加のタイミングは、回路部44(図2参照)によって制御される。圧電素子55へ印加する電力は、電源部45(二次電池部45b)から供給される。第1圧電素子55に対してパルス状に電圧が印加されることで、間欠的に潤滑油3を吐出することができ、また、パルス数と圧電素子55へ印加する電圧値を制御することで、微量な吐出が可能となる。
このようにポンプ43が駆動することで、ポンプ内(収容部51)の潤滑油3を、ノズル50を通じてポンプ外へ吐出する。ノズル50は、ニードル状(針状)であり、ノズル50の先端に吐出口52を有している。この吐出口52は、ノズル50の先端(先端面)で開口しており、固定側の軌道輪である外輪22(図1参照)が有する外輪軌道溝26側に向かって潤滑油3を吐出する。ノズル50の長手方向は、転がり軸受装置10の中心線を含む平面上に存在する。
ここで、ポンプ43が吐出する潤滑油3の油量について説明する。ポンプ43は回路部44からの駆動信号(制御信号)を受けると、圧電素子55が駆動し、ノズル50から潤滑油3を油滴として吐出する。1回のポンプ43(前記圧電素子55)の駆動により吐出される潤滑油3の油滴は、一定量(略一定量)となり、ポンプ43の1回の駆動(1ショット)当たりの油滴の吐出量(体積)を、5ピコリットル〜7マイクロリットルとすることができ、また、1ナノリットル〜1000ナノリットルや、5ピコリットル〜1000ピコリットルに設定してもよい。また、この給油の頻度(1ショットの間隔)は、数秒に1回や、数分に1回や、数時間に1回という頻度とすることが可能である。
以上より、ポンプ43は、内輪21と外輪22との間に形成される第1の環状空間11(図1参照)に、潤滑油3を油滴として間欠的に(時間をあけて)供給することができる。このような給油ユニット40を備える転がり軸受装置10は、微量の潤滑油3を軸受部20に供給可能であり、ナノ潤滑軸受とも呼ばれる。
以上より、ポンプ43は、内輪21と外輪22との間に形成される第1の環状空間11(図1参照)に、潤滑油3を油滴として間欠的に(時間をあけて)供給することができる。このような給油ユニット40を備える転がり軸受装置10は、微量の潤滑油3を軸受部20に供給可能であり、ナノ潤滑軸受とも呼ばれる。
〔タンク42について〕
図4は、給油ユニット40が有するタンク42を説明する横断面図である。図4は、タンク42の袋体70に溜められている潤滑油3が未だ流出口49から流出していない使用前の状態を示している。図5は、図4に示すタンク42のB−B矢視の断面図である。袋体70は、柔軟性を有しており、例えば薄膜状の軟質合成樹脂からなる。袋体70は、柔軟な素材から構成されており、また、その素材は、伸縮性を有していてもよく、伸縮性が無くてもよい。袋体70は、フレーム41の空間K1と同じ大きさである。
図4は、給油ユニット40が有するタンク42を説明する横断面図である。図4は、タンク42の袋体70に溜められている潤滑油3が未だ流出口49から流出していない使用前の状態を示している。図5は、図4に示すタンク42のB−B矢視の断面図である。袋体70は、柔軟性を有しており、例えば薄膜状の軟質合成樹脂からなる。袋体70は、柔軟な素材から構成されており、また、その素材は、伸縮性を有していてもよく、伸縮性が無くてもよい。袋体70は、フレーム41の空間K1と同じ大きさである。
また、袋体70は、その一部のみが小さく開口しており、この小さく開口している部分が、潤滑油3を流出させる流出口49となる。袋体70は、流出口49のみが開口しており、他の部分は密封された構成を有している。袋体70は、潤滑油3を封入した構成となっており、潤滑油3が流出口49から流出しても、袋体70の周囲の空気(エア)は袋体70に入らない。
袋体70は、潤滑油3のみが満たされた状態にある。つまり、図4に示す使用前の状態において、袋体70には、前記ノズル50(図3参照)から吐出する潤滑油3の前記油滴よりも体積が大きな気泡が存在せず、潤滑油3が満たされた状態にある。また、図6は、溜められていた潤滑油3がほぼ半分流出した使用途中の状態を示している。この図6に示すように、使用途中の状態においても、袋体70には、前記ノズル50(図3参照)から吐出する潤滑油3の前記油滴よりも体積が大きな気泡が存在せず、潤滑油3が満たされた状態にある。このため、袋体70の容積は、潤滑油3の量(体積)に等しくなる。そして、溜められていた潤滑油3の全てが流出口49から流出した使い切り状態では、袋体70は、空の状態になる。
このように、袋体70は、潤滑油3が満たされた状態にあり、流出口49以外では密封されていることから、ポンプ43の第1逆止弁59(図3参照)が開放されると袋体70の潤滑油3は流出可能となる。この流出可能となる状態において、図4及び図6に示すように、袋体70の容積の縮小に伴って潤滑油3を流出口49から外部へ流出させることができる。このため、タンク42内の潤滑油3を使い切ることが可能となる。特に、タンク42において、流出口49を最も低い位置に設けなくても、潤滑油3を使い切ることが可能となる。
また、このように袋体70の容積の縮小に伴って潤滑油3を外部へ流出させることを、より一層容易とするために、袋体70は、その内部空間が流出口49側で広く流出口49から離れる側で狭くなる(平たくなる)構成としてもよい。例えば、袋体70の内部空間が、流出口49から離れるにしたがって狭くなる(平たくなる)形状とすればよい。これにより、潤滑油3が流出すると、流出口49から離れた側から順に袋体70は萎み、最後に流出口49の近傍が萎むようにすることが可能となる。
〔潤滑油3の油量の管理について〕
本実施形態の給油ユニット40は、第1の環状空間11へ供給するための潤滑油3の不足を管理するための機能を備えている。これは、前記のとおり、潤滑油3を溜めるタンク42が軸受部20と共に軸受ハウジング8内に格納された構成となっているため、給油ユニット40に残存している潤滑油3を把握(目視)することが容易でないためである。
仮に、タンク42及びポンプ43を含む給油ユニット40の潤滑油3が全て使用され、空となっていても、これに気づかず、その後において玉23や軌道溝25,26に付着していた潤滑油3も消失すると、この転がり軸受装置10は無給油状態で使用されることとなり、焼き付き等の原因となってしまう。
そこで、本実施形態の転がり軸受装置10は、給油ユニット40における潤滑油3の不足を検知することを可能とするための構成を備えている。
本実施形態の給油ユニット40は、第1の環状空間11へ供給するための潤滑油3の不足を管理するための機能を備えている。これは、前記のとおり、潤滑油3を溜めるタンク42が軸受部20と共に軸受ハウジング8内に格納された構成となっているため、給油ユニット40に残存している潤滑油3を把握(目視)することが容易でないためである。
仮に、タンク42及びポンプ43を含む給油ユニット40の潤滑油3が全て使用され、空となっていても、これに気づかず、その後において玉23や軌道溝25,26に付着していた潤滑油3も消失すると、この転がり軸受装置10は無給油状態で使用されることとなり、焼き付き等の原因となってしまう。
そこで、本実施形態の転がり軸受装置10は、給油ユニット40における潤滑油3の不足を検知することを可能とするための構成を備えている。
この構成について具体的に説明する。
図5に示すように、袋体70の対向する内面73,74それぞれに電極71,72が取り付けられている。これら電極71,72は、図4に示すように、袋体70の内面73,74のうち流出口49の近傍の面に設けられている。第1の電極71には第1の電線75が接続され、第2の電極72には第2の電線76が接続されている。これら電線75,76は、給油ユニット40の外部へ導き出され、転がり軸受装置10の外部に設けられている検出装置18に接続されている。検出装置18は、電線75,76を通じて電極71,72の一方に電圧を印加している。電極71,72同士が接触すると、電線75,76及び電極71,72を含む閉じた回路Sが形成され、この回路Sに電流が流れ、この回路Sに流れる電気の電流値、電圧値、又は抵抗値を計測するように検出装置18は構成されている。
図5に示すように、袋体70の対向する内面73,74それぞれに電極71,72が取り付けられている。これら電極71,72は、図4に示すように、袋体70の内面73,74のうち流出口49の近傍の面に設けられている。第1の電極71には第1の電線75が接続され、第2の電極72には第2の電線76が接続されている。これら電線75,76は、給油ユニット40の外部へ導き出され、転がり軸受装置10の外部に設けられている検出装置18に接続されている。検出装置18は、電線75,76を通じて電極71,72の一方に電圧を印加している。電極71,72同士が接触すると、電線75,76及び電極71,72を含む閉じた回路Sが形成され、この回路Sに電流が流れ、この回路Sに流れる電気の電流値、電圧値、又は抵抗値を計測するように検出装置18は構成されている。
前記のとおり、袋体70は柔軟性を有しており、潤滑油3が流出口49から流出するにしたがって、袋体70の容積は縮小する。このため、図5の矢印J1,J2に示すように、潤滑油3が減ってくると、内面73,74が接近し、やがて、電極71,72同士が接触する。すると、検出装置18は、電極71,72を含む前記回路Sの導通を検出する。
検出装置18は前記導通を検出すると検出信号を出力する。この検出信号は、袋体70の潤滑油3が減少し、まもなく無くなることを意味する信号である。このように、電極71,72と電気的に接続されている前記電線75,76は、電極71,72同士が接触した場合に構成される回路Sの導通を検出するための配線部として機能している。
検出装置18は前記導通を検出すると検出信号を出力する。この検出信号は、袋体70の潤滑油3が減少し、まもなく無くなることを意味する信号である。このように、電極71,72と電気的に接続されている前記電線75,76は、電極71,72同士が接触した場合に構成される回路Sの導通を検出するための配線部として機能している。
検出装置18から出力された前記検出信号は、本実施形態の場合、工作機械の制御装置が受信可能であり、この制御装置は、検出信号を取得すると、作業者に対して、転がり軸受装置10における潤滑油3が不足する旨の情報を出力する。例えば、制御装置のモニタにその旨の情報が出力される。これを見た作業者は、転がり軸受装置10のメンテナンスを行うことが可能となる。なお、検出装置18は、工作機械の制御装置の一部であってもよい。
または、検出装置18は、転がり軸受装置10(給油ユニット40)の内部に設けられていてもよく、回路部44が、その機能の一部として検出装置(検出部)18を備えていてもよい。
または、検出装置18は、転がり軸受装置10(給油ユニット40)の内部に設けられていてもよく、回路部44が、その機能の一部として検出装置(検出部)18を備えていてもよい。
以上のように、給油ユニット40は、袋体70の対向する内面73,74に設けられている一対の電極71,72と、これら一対の電極71,72同士が接触した場合に構成される回路Sの導通を検出するための配線部として電線75,76を有している。
この構成によれば、袋体70の潤滑油3の残量が減少すると袋体70の対向する一対の内面73,74同士が接近し、やがて、これら内面73,74が接触する。これら内面73,74にそれぞれ電極71,72が設けられていることで、これら電極71,72が接触することにより構成される電極71,72及び電線75,76を含む回路Sに導通が生じ得る。そこで、この導通が検出装置18によって検出されることで、タンク42の潤滑油3が少なくなっていることを把握することが可能となる。この結果、軸受部20が無給油状態で使用されるのを防止することが可能となる。
この構成によれば、袋体70の潤滑油3の残量が減少すると袋体70の対向する一対の内面73,74同士が接近し、やがて、これら内面73,74が接触する。これら内面73,74にそれぞれ電極71,72が設けられていることで、これら電極71,72が接触することにより構成される電極71,72及び電線75,76を含む回路Sに導通が生じ得る。そこで、この導通が検出装置18によって検出されることで、タンク42の潤滑油3が少なくなっていることを把握することが可能となる。この結果、軸受部20が無給油状態で使用されるのを防止することが可能となる。
特に、電極71,72は、袋体70の内面73,74のうち流出口49の近傍の面に設けられている。潤滑油3が消費されるにしたがって袋体70は流出口49から離れた側から萎むので、この構成によれば、袋体70に残存する潤滑油3がまもなく無くなることを検出することが可能となる。特に、袋体70の潤滑油3が無くなった時点で、電極71,72が接触するのが好ましい。
〔他の適用例(その1)〕
前記実施形態では、回転する軌道輪を内輪21とし、固定側の軌道輪を外輪22とする場合について説明したが、回転側の軌道輪を外輪22とし、固定側の軌道輪を内輪21としてもよい。
更に、前記各形態の転がり軸受装置10は、図示しないが、フレーム41内に、温度、振動、軌道面における油膜状態等を検知する各種センサを更に備えていてもよく、回路部44はこのセンサの検出信号に基づいてポンプ43の駆動条件(1回の動作での吐出量や、吐出間隔)を決定(変更)する構成であってもよい。
前記実施形態では、回転する軌道輪を内輪21とし、固定側の軌道輪を外輪22とする場合について説明したが、回転側の軌道輪を外輪22とし、固定側の軌道輪を内輪21としてもよい。
更に、前記各形態の転がり軸受装置10は、図示しないが、フレーム41内に、温度、振動、軌道面における油膜状態等を検知する各種センサを更に備えていてもよく、回路部44はこのセンサの検出信号に基づいてポンプ43の駆動条件(1回の動作での吐出量や、吐出間隔)を決定(変更)する構成であってもよい。
〔他の適用例(その2)〕
また、前記各形態は、給油ユニット40を軸受部20と共に一体として転がり軸受装置10を構成したが、前記給油ユニット40は、他の部品等と共に用いられてもよい。例えば、給油ユニット40は、一方向クラッチやボールねじ等の回転部品と共に組み込まれてもよい。この場合、給油ユニット40は、回転部品の給油必要部位に供給するための潤滑油3を溜めるタンク42を備えていると共に、この給油必要部位に隣接して設けられる。そして、タンク42は、内部の潤滑油3を流出させる流出口49を有している。更に、タンク42は、内部に潤滑油3を溜める柔軟性のある袋体70を有している。この袋体70は、潤滑油3が満たされた状態にあって当該袋体70の容積の縮小に伴って潤滑油3を流出口49から流出させる。
また、前記各形態は、給油ユニット40を軸受部20と共に一体として転がり軸受装置10を構成したが、前記給油ユニット40は、他の部品等と共に用いられてもよい。例えば、給油ユニット40は、一方向クラッチやボールねじ等の回転部品と共に組み込まれてもよい。この場合、給油ユニット40は、回転部品の給油必要部位に供給するための潤滑油3を溜めるタンク42を備えていると共に、この給油必要部位に隣接して設けられる。そして、タンク42は、内部の潤滑油3を流出させる流出口49を有している。更に、タンク42は、内部に潤滑油3を溜める柔軟性のある袋体70を有している。この袋体70は、潤滑油3が満たされた状態にあって当該袋体70の容積の縮小に伴って潤滑油3を流出口49から流出させる。
〔付記(その1)〕
また、本発明の転がり軸受装置10及び給油ユニット40は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記各形態では、給油ユニット40は、フレーム41内に電源部45を備えている場合について説明したが、電源部45はフレーム41の外部に設けられていてもよい。この場合、フレーム41内の回路部44(ポンプ43)と外部の電源部45とはケーブルを通じて接続される。
また、転がり軸受装置10の前記実施形態では、軸受部20が玉軸受であるがころ軸受であってもよい。
また、本発明の転がり軸受装置10及び給油ユニット40は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記各形態では、給油ユニット40は、フレーム41内に電源部45を備えている場合について説明したが、電源部45はフレーム41の外部に設けられていてもよい。この場合、フレーム41内の回路部44(ポンプ43)と外部の電源部45とはケーブルを通じて接続される。
また、転がり軸受装置10の前記実施形態では、軸受部20が玉軸受であるがころ軸受であってもよい。
〔付記(その2)〕
前記実施形態では、タンク42の潤滑油3を使い切ることを可能とするための給油ユニット40に関して説明した。
以下、他の課題を観点とした転がり軸受装置(参考発明)を説明する。前記他の課題として、次の事項がある。すなわち、従来の給油ユニットを備えている軸受装置(例えば、前記特許文献2)では、潤滑油を溜めるタンクが転がり軸受と共に軸受ハウジング内に格納された構成となる。このため、給油ユニットに残存している潤滑油の量を把握することが容易でない。このため、タンク及びポンプを含む給油ユニットの潤滑油が全て使用され、空となっていても、これに気づかず、その後において転動体や軌道面に付着していた潤滑油も消失すると、転がり軸受は無給油状態で使用されることとなり、焼き付き等の原因となってしまう。
前記実施形態では、タンク42の潤滑油3を使い切ることを可能とするための給油ユニット40に関して説明した。
以下、他の課題を観点とした転がり軸受装置(参考発明)を説明する。前記他の課題として、次の事項がある。すなわち、従来の給油ユニットを備えている軸受装置(例えば、前記特許文献2)では、潤滑油を溜めるタンクが転がり軸受と共に軸受ハウジング内に格納された構成となる。このため、給油ユニットに残存している潤滑油の量を把握することが容易でない。このため、タンク及びポンプを含む給油ユニットの潤滑油が全て使用され、空となっていても、これに気づかず、その後において転動体や軌道面に付着していた潤滑油も消失すると、転がり軸受は無給油状態で使用されることとなり、焼き付き等の原因となってしまう。
そこで、前記参考発明は、給油ユニットにおける潤滑油の不足を検知することが可能となる転がり軸受装置である。この参考発明の一態様は次のとおりである。なお、この参考発明の理解を容易とするために、前記実施形態で用いた符号を付している。
すなわち、参考発明に係る転がり軸受装置10は、
内輪21、外輪22、前記内輪21と前記外輪22との間に介在している複数の玉(転動体)24、及び、複数の前記玉23を周方向に並べて保持する保持器24を有している軸受部20と、
前記内輪21と前記外輪22との間に形成される環状空間11に供給するための潤滑油3を溜めると共に当該潤滑油3を流出させる流出口(流出部)49を有するタンク42を備えていると共に、前記環状空間11と隣接して設けられている給油ユニット40と、
を備え、
前記タンク42は、内部に前記潤滑油3を溜める柔軟性のある袋体70を有し、
前記給油ユニット40は、更に、前記袋体70の対向する内面73,74に設けられている一対の電極71,72と、前記一対の電極71,72と電気的に接続され当該一対の電極71,72同士が接触した場合に構成される回路の導通を検出するための配線部(75,76)と、を有している。
すなわち、参考発明に係る転がり軸受装置10は、
内輪21、外輪22、前記内輪21と前記外輪22との間に介在している複数の玉(転動体)24、及び、複数の前記玉23を周方向に並べて保持する保持器24を有している軸受部20と、
前記内輪21と前記外輪22との間に形成される環状空間11に供給するための潤滑油3を溜めると共に当該潤滑油3を流出させる流出口(流出部)49を有するタンク42を備えていると共に、前記環状空間11と隣接して設けられている給油ユニット40と、
を備え、
前記タンク42は、内部に前記潤滑油3を溜める柔軟性のある袋体70を有し、
前記給油ユニット40は、更に、前記袋体70の対向する内面73,74に設けられている一対の電極71,72と、前記一対の電極71,72と電気的に接続され当該一対の電極71,72同士が接触した場合に構成される回路の導通を検出するための配線部(75,76)と、を有している。
この構成によれば、袋体70の潤滑油3の残量が減少すると袋体70の対向する一対の内面73,74同士が接近し、やがて、これら内面73,74が接触する。これら内面73,74にそれぞれ電極71,72が設けられていることで、これら電極71,72が接触することにより構成される回路Sに導通が生じ得る。そこで、この導通が検出されることで、タンク42の潤滑油3が少なくなっていることを検出することが可能となる。
なお、図1〜図5により説明した前記実施形態に係る各構成を、この参考発明に対して適用可能である。
なお、図1〜図5により説明した前記実施形態に係る各構成を、この参考発明に対して適用可能である。
3:潤滑油 10:転がり軸受装置 11:第1の環状空間
12:第2の環状空間 20:軸受部 21:内輪
22:外輪 23:玉(転動体) 24:保持器
40:給油ユニット 42:タンク 49:流出口(流出部)
70:袋体 71:電極 72:電極
73,74:内面 75,76:電線(配線部) S:回路
12:第2の環状空間 20:軸受部 21:内輪
22:外輪 23:玉(転動体) 24:保持器
40:給油ユニット 42:タンク 49:流出口(流出部)
70:袋体 71:電極 72:電極
73,74:内面 75,76:電線(配線部) S:回路
Claims (4)
- 内輪、外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在している複数の転動体、及び、複数の前記転動体を周方向に並べて保持する保持器を有している軸受部と、
前記内輪と前記外輪との間に形成される環状空間に供給するための潤滑油を溜めると共に当該潤滑油を流出させる流出部を有するタンクを備え、かつ、前記環状空間と隣接して設けられている給油ユニットと、
を備え、
前記タンクは、内部に前記潤滑油を溜める柔軟性のある袋体を有し、
前記袋体は、前記潤滑油が満たされた状態にあって当該袋体の容積の縮小に伴って当該潤滑油を前記流出部から流出させることを特徴とする転がり軸受装置。 - 前記給油ユニットは、更に、前記袋体の対向する内面に設けられている一対の電極と、前記一対の電極と電気的に接続され当該一対の電極同士が接触した場合に構成される回路の導通を検出するための配線部と、を有している請求項1に記載の転がり軸受装置。
- 前記電極は、前記袋体の前記内面のうち前記流出部の近傍の面に設けられている請求項2に記載の転がり軸受装置。
- 回転部品の給油必要部位に供給するための潤滑油を溜めると共に当該潤滑油を流出させる流出部を有するタンクを備え、かつ、前記給油必要部位に隣接して設けられる給油ユニットであって、
前記タンクは、内部に前記潤滑油を溜める柔軟性のある袋体を有し、
前記袋体は、前記潤滑油が満たされた状態にあって当該袋体の容積の縮小に伴って当該潤滑油を前記流出部から流出させることを特徴とする給油ユニット。
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