JP2017020611A - 軸受装置及び給油ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】給油が必要となる給油領域に効率よく潤滑油を供給し、潤滑油の過剰供給を防ぐことのできる軸受装置を提供する。
【解決手段】軸受装置１０は、外輪２２、内輪２１、これらの間に介在している複数の玉２３、及び複数の玉２３を保持する保持器２４を有している軸受部２０と、
この軸受部２０の軸方向の隣に設けられ給油が必要となる給油領域Ｔに潤滑油３を供給するための給油ユニット４０とを備えている。給油ユニット４０は、潤滑油３を溜めるタンクと、潤滑油３を給油領域Ｔに向かって飛ばすポンプ４３とを有している。ポンプ４３は、給油領域Ｔに向かって開口している噴出口５０を有し、噴出口５０から潤滑油３を所定の初速を有する０．５〜１０００ピコリットルの油滴として噴出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軸受部とこの軸受部に給油を行う給油ユニットとを備えている軸受装置、及び回転装置に設けられる給油ユニットに関する。

近年、各種の工作機械では、加工効率及び生産性の向上のために主軸の高速化が要求されている。主軸が高速で回転すると、これを支持する転がり軸受において特に潤滑性が問題となる。転がり軸受の潤滑性を確保する手段としてオイル潤滑が知られており、例えば、オイルエア潤滑、オイルミスト潤滑、及びオイルジェット潤滑等がある。しかし、これらの潤滑方式の場合、オイルの消費が非常に多くなりランニングコストが高くなるという課題がある。

そこで、転がり軸受が有する内輪と外輪との間に、タンク及びポンプを備えている給油ユニットを組み込んだ軸受装置が提案されている（特許文献１参照）。この軸受装置では、転がり軸受が有する外輪の軸方向延長部の内側に給油ユニットが装着されており、転がり軸受（軸受部）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を備えている。このポンプはポンプ本体から突出している針状のノズルを有しており、このノズル先端から数マイクロリットル〜数十ナノリットル程度の油滴を吐出させ、この油滴を内輪の軌道面や外輪の軌道面等の潤滑油の供給が必要となる領域に供給する。

特開２００４−１０８３８８号公報

前記のような給油ユニットを組み込んだ軸受装置では、ポンプが駆動すると、図７（Ａ）に示すように、ノズル先端９０の開口９０ａから潤滑油（９１）が滲み出て、滲み出た潤滑油（９１）が増えると、図７（Ｂ）に示すように、その潤滑油（９１）が数マイクロリットル〜数十ナノリットル程度の油滴９１となってノズル先端９０に保持される。そして、特許文献１に記載の給油ユニットでは、ノズル先端９０が、転動体である玉９２に接近した状態にあり、このノズル先端９０に保持された油滴９１は、軸受の回転に伴って内輪と外輪との間の環状空間で発生するエアの流れに乗って軸受内部に供給される。

しかし、この場合、ノズル先端９０から離れた油滴９１は、潤滑油の供給が必要となる軌道面に到達するとは限らず、例えば転動体を保持する保持器の外側面に付着して、転がり軸受の潤滑に寄与しない場合がある。そこで、このような潤滑油のロスを見込んで必要量よりも多くの潤滑油（油滴）をポンプによって吐出させればよいが、この場合、潤滑に寄与しない余剰な潤滑油によって転がり軸受の回転抵抗（撹拌抵抗）を増大させてしまうおそれがある。

また、特許文献１に記載の軸受装置の場合、給油ユニットを容積の小さい空間に配置する必要があることから、タンクの容量を大きくすることは困難である。このため、ポンプから多くの潤滑油を吐出させる設定であるとタンクの潤滑油の消費も多くなり、タンクへの潤滑油の補充が頻繁に必要となる。このような潤滑油の補充のメンテナンスを度々行うことになると、工作機械の運転をその都度停止させることから、生産効率が低下する。

そこで、本発明は、給油が必要となる給油領域に効率よく潤滑油を供給し、潤滑油の過剰供給を防ぐことを目的とする。

本発明の軸受装置は、固定輪、当該固定輪と同軸の回転輪、前記固定輪と前記回転輪との間に介在している複数の転動体、及び前記複数の転動体を保持する保持器を有している軸受部と、前記軸受部の軸方向の隣に設けられ当該軸受部において給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給するための給油ユニットと、を備え、前記給油ユニットは、潤滑油を溜めるタンクと、前記潤滑油を前記給油領域に向かって飛ばすポンプと、を有し、前記ポンプは、前記給油領域に向かって開口している噴出口を有し、当該噴出口から前記潤滑油を所定の初速を有する０．５〜１０００ピコリットルの油滴として噴出する。

本発明によれば、軸受部の給油が必要である給油領域に対して給油ユニットのポンプが潤滑油を油滴として飛ばすことにより、給油領域に対して効率よく潤滑油を供給することができる。これにより、潤滑油の過剰供給を防ぎ、潤滑油による撹拌抵抗の増大を防ぐことが可能となり、また、潤滑油の消費を抑えてタンクの潤滑油の無駄使いを防ぐことが可能となる。更に、給油領域に向かって飛ばす潤滑油を１０００ピコリットル以下の油滴とすることで、ポンプの出力（動力）は小さくて済み、これによりポンプの小型化が可能となって、軸受部の軸方向の隣に設けられる給油ユニットにポンプを組み込みやすくなる。

また、前記噴出口の開口は、前記固定輪と前記回転輪との間に形成されている環状空間の外に位置しているのが好ましい。
回転輪が回転することで前記環状空間にはエアの流れが発生する。そこで、噴出口の開口を環状空間の外に位置させることで、この開口から噴出させる油滴にとって、環状空間に発生しているエアの流れの影響を受けにくくすることができる。

また、前記開口から前記給油領域までの軸方向距離をＹ〔メートル〕とすると、前記初速Ｖ０〔メートル／秒〕は、Ｖ０≧３０×Ｙとなる値であるのが好ましく、これにより、標的とする給油領域に油滴を到達させやすくなる。

また、本発明は、回転装置に設けられ当該回転装置において給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給するための給油ユニットであって、潤滑油を溜めるタンクと、前記潤滑油を前記給油領域に向かって飛ばすポンプと、を有し、前記ポンプは、前記給油領域に向かって開口している噴出口を有し、当該噴出口から前記潤滑油を所定の初速を有する０．５〜１０００ピコリットルの油滴として前記給油領域へ噴出する。

本発明によれば、回転装置の給油が必要である給油領域に対して給油ユニットのポンプが潤滑油を油滴として飛ばすことにより、給油領域に対して効率よく潤滑油を供給することができる。これにより、潤滑油の過剰供給を防ぐことができ潤滑油の消費を抑えてタンクの潤滑油の無駄使いを防ぐことが可能となる。更に、給油領域に向かって飛ばす潤滑油を１０００ピコリットル以下の油滴とすることで、ポンプの出力（動力）は小さくて済み、これによりポンプの小型化が可能となる。

本発明によれば、給油が必要である給油領域に対してポンプが潤滑油を油滴として飛ばすことにより、この給油領域に効率よく潤滑油を供給することができ、潤滑油の過剰供給を防ぐことが可能となる。

軸受装置の実施の一形態を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視の断面図である。 ポンプ及び内輪軌道溝の説明図である。 軸受装置が適用される形態を説明する説明図である。 油滴の初速と、傾斜角度αについての偏差とを示すグラフである。 油滴の初速の最小値と、軸受部の軸方向寸法との関係を示すグラフである。 従来のポンプによる給油を説明する説明図である。

以下、本発明の軸受装置の実施の一形態を説明する。
〔軸受装置の全体構成〕
図１は、軸受装置１０の実施の一形態を示す縦断面図である。本実施形態の軸受装置１０は、工作機械が有する主軸装置の主軸（軸７）を回転可能に支持するものであり、主軸装置の軸受ハウジング８内に収容されている。図１において、軸７及び軸受ハウジング８を２点鎖線で示している。この軸受装置１０は、軸受部２０と給油ユニット４０とを備えている。

軸受部２０は、内輪２１、外輪２２、複数の玉（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。本実施形態では、外輪２２が軸受ハウジング８に相対回転不能として設けられており、外輪２２が固定輪となる。そして、内輪２１が軸７と共に回転することから、内輪２１が回転輪となる。

内輪２１は、軸７に外嵌する円筒状の部材であり、軸方向一方側（図１では右側）の内輪本体部３１と、軸方向他方側（図１では左側）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とは別体であり、内輪延長部３２は短円筒形状の間座として機能する。なお、図示しないが、内輪本体部３１と内輪延長部３２とは一体（一体不可分）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であり、軸方向一方側（図１では右側）の外輪本体部３５と、軸方向他方側（図１では左側）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とは別体であり、外輪延長部３６は短円筒形状の間座として機能する。なお、図示しないが、外輪本体部３５と外輪延長部３６とは一体（一体不可分）であってもよい。

玉２３は、内輪２１（内輪本体部３１）と外輪２２（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。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。

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に玉２３及び保持器２４が設けられている。そして、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、前記のとおり、外輪２２に対して内輪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。

図２は、図１のＡ−Ａ矢視の断面図である。給油ユニット４０は、全体として円環形状を有している。給油ユニット４０は、ホルダ４１、タンク４２、及びポンプ４３を備えており、更に、回路部４４及び電源部４５を備えている。

ホルダ４１は、例えば樹脂製の環状部材であり、短円筒状の内壁４６、短円筒状の外壁４７、これら内壁４６及び外壁４７の間に設けられている複数の隔壁４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄを有している。これらの壁によって、図２に示すように、複数の空間Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３が周方向に沿って形成されている。

本実施形態では、第１の空間Ｋ１によりタンク４２が構成され、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、ホルダ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ている。
そして、この給油ユニット４０は外輪延長部３６に取り付けられて軸受部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の軸方向隣に設けられた構成となる。

〔給油ユニット４０の各部の構成〕
図２において、タンク４２は潤滑油３を溜めるものであり、潤滑油３を溜める貯留部４９を有している。タンク４２は、貯留部４９の潤滑油３をポンプ４３へ流出させるべく、ポンプ４３と流路を通じて繋がっている。タンク４２内には、潤滑油３を保持する保持体（例えば、フエルトやスポンジ）が設けられていてもよい。以上より、タンク４２は、潤滑油３を溜めると共に、溜めている潤滑油３をポンプ４３へ供給可能となっている。
そして、図１において、ポンプ４３は、タンク４２から供給された潤滑油３を第１の環状空間１１に供給する（噴出する）。ポンプ４３については後にも説明する。

図２において、電源部４５は、発電部４５ａと二次電池部４５ｂとを有している。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、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（後述する圧電素子５５）に対して駆動電力を与える（所定の電圧を印加する）。

以上より、給油ユニット４０は、軸受部２０の軸方向の隣に設けられており、この軸受部２０において給油が必要となる給油領域Ｔ（図１参照）に潤滑油を供給する。
以下の説明では、前記「給油領域Ｔ」を内輪軌道溝２５として説明する。なお、保持器２４の一部（図１では左側の円環部２４ａ）が外輪本体部３５の内周面の一部３５ａに摺接可能となることで、この保持器２４は径方向についての位置決めされることから、この内周面の一部３５ａを給油領域としてもよい。

そして、給油ユニット４０のポンプ４３が、給油領域Ｔに向かって潤滑油３を飛ばす構成となっている。このために、本実施形態のポンプ４３は、ポンプ内部に圧電素子５５を有しており、この圧電素子５５が動作することでポンプ４３の内部空間の容積を変化させ、この内部空間の潤滑油３を噴出口５０から噴出させることができる。

本実施形態のポンプ４３は、給油領域Ｔに向かって開口している噴出口５０を有しており、直接的に潤滑油３を給油領域Ｔに吹き付ける。この点において、従来の（図７（Ｂ）参照）ポンプのノズル９０から吐出させた潤滑油（油滴９１）を軸受内部で発生しているエアの流れに乗せて給油が必要となる領域に運ぶという技術と異なる。
このために、本実施形態のポンプ４３は、圧電素子５５の動作によって、ポンプ内部の潤滑油３を噴出口５０から所定の初速（飛行速度）を有する油滴として給油領域Ｔへ飛ばす。更に、本実施形態では、噴出口５０の開口面積が非常に小さく設定されており、ポンプ４３は、潤滑油３を０．５ピコリットル以上であり１０００ピコリットル以下の油滴として給油領域Ｔへ飛ばす。なお、噴出口５０の開口５０ａは円形であり、その直径（口径）を１００マイクロメートル未満とするのが好ましく、例えば２５〜６０マイクロメートルに設定することができる。

また、ポンプ４３による潤滑油３の噴出動作は、前記回路部４４（図２参照）により制御されており、ポンプ４３は潤滑油３を油滴として給油領域Ｔに向けて噴出するための制御が行われる。これにより、噴出口５０から噴出される油滴は所定の初速を有しており、噴出口５０から飛び出して給油領域Ｔに当たることができる。以上のように、ポンプ４３から１ショット毎にピコリットル単位の極微量の潤滑油が噴出される。

更に、図１に示すように、噴出口５０の開口５０ａは、玉２３から離れており、内輪本体部３１と外輪本体部３５との間に形成されている第１の環状空間１１の外に位置している。本実施形態では、噴出口５０の開口５０ａは、内輪延長部３２と外輪延長部３６との間に形成されている第２の環状空間１２の範囲内に位置している。

図３は、ポンプ４３及び内輪軌道溝２５の説明図である。本実施形態の噴出口５０は、この噴出口５０の中心線方向（開口５０ａの開口方向）Ｊに沿って油滴（潤滑油３）を噴出させる構成となっており、このような噴出口５０の開口５０ａを給油領域Ｔに向かわせることで、開口５０ａから噴出させた油滴を直接的に給油領域Ｔに供給することが可能となる。そして、このために、噴出口５０の中心線方向Ｊは、軸受部２０の中心線に平行な仮想線Ｌに対して傾斜している。図３では、この仮想線Ｌは、玉２３の中心Ｃを通過する線としており、噴出口５０の中心線方向Ｊは仮想線Ｌに対して傾斜角度αで傾斜している。

以上の構成を備えている軸受装置１０（図１参照）によれば、軸受部２０の給油が必要である給油領域Ｔに対して給油ユニット４０のポンプ４３が潤滑油３を油滴として飛ばすことにより、この給油領域Ｔに対して効率よく潤滑油３を供給することができる。これにより、潤滑油３の過剰供給を防ぎ、潤滑油３による撹拌抵抗の増大を防ぐことが可能となり、また、潤滑油３の消費を抑えてタンク４２の潤滑油３の無駄使いを防ぐことが可能となる。このため、タンク４２への潤滑油３の補充のメンテナンスの間隔を長くすることが可能となる。この結果、この軸受装置１０を備えている工作機械では、メンテナンスのために運転を停止する頻度が少なくなり、生産効率の低下を抑えることができる。
なお、軸受部２０に対して潤滑油３が過剰に供給されると、その潤滑油３によって軸受回転の際の撹拌抵抗が増大し、温度が上昇して潤滑油３が劣化しやすくなるが、本実施形態では潤滑油３の過剰供給が防止されることで、撹拌抵抗の増大を防ぎ、温度上昇による潤滑油３の劣化を抑えることが可能となる。

更に、本実施形態の軸受装置１０では、給油領域Ｔに向かって飛ばす潤滑油３を０．５〜１０００ピコリットルの油滴とすることで、ポンプ４３の出力（動力）は小さくて済む。仮に、潤滑油３を、従来のような数マイクロリットル〜数十ナノリットル程度の油滴として給油領域Ｔへ、所定の初速を有して直接的に飛ばそうとすると、高出力を有するポンプ４３が必要となり、第２の環状空間１２へ収納可能とする大きさまで小型化することは困難である。これに対して、本実施形態では、給油領域Ｔに与える潤滑油３を１０００ピコリットル以下の油滴とすることから、ポンプ４３の小型化が可能となって、第２の環状空間１２にポンプ４３を組み込みやすくなる。

また、内輪２１が軸７と共に回転すると、第１の環状空間１１には、玉２３及び保持器２４の回転方向と同方向のエアの流れが発生する。そこで、本実施形態では、噴出口５０の開口５０ａを第１の環状空間１１の外に位置させている。これにより、この開口５０ａから噴出させる油滴にとって、第１の環状空間１１に発生しているエアの流れの影響を受けにくくすることができ、標的とする給油領域Ｔに油滴を直接的に供給することが可能となる。

潤滑油３を油滴として直接的に給油領域Ｔまで飛ばすためには、ポンプ４３から噴出させる油滴（０．５〜１０００ピコリットルの油滴）の飛行速度を高める必要がある。具体的に説明すると、図３に示すように、噴出口５０の開口５０ａから給油領域Ｔに含まれる一点Ｔａまでの軸方向距離をＹ〔メートル〕とすると、噴出口５０から噴出させた際の油滴の初速Ｖ０〔メートル／秒〕を、Ｖ０≧３０×Ｙとなる値としている。本実施形態では、初速Ｖ０＝４００×Ｙとしている。これにより、標的とする給油領域Ｔに油滴を到達させやすくなる。なお、初速Ｖ０〔メートル／秒〕の上限については、例えばＶ０≦５００×Ｙに設定することができる。
内輪軌道溝２５には玉２３が点接触することから、給油領域Ｔに含まれる前記一点Ｔａを、内輪軌道溝２５のうちの玉２３との接触点としている。本実施形態の軸受部２０はアンギュラ玉軸受を構成しており、玉２３と内輪軌道溝２５との接触点（Ｔａ）は、内輪軌道溝２５の底点２５ａよりも内輪本体部３１の肩部３３側に位置している。

ここで、噴出口５０の位置、噴出口５０の前記傾斜角度α、及び、油滴の噴出速度（前記初速Ｖ０）について説明する。これらは、軸受部２０のサイズ（型番）に応じて、給油領域Ｔに対して適切に給油が行われるように設定される。そこで、以下においては、外輪２２（外輪本体部３５）の外径が１１０ミリ、内輪２１（内輪本体部３１）の内径が７０ミリ、軸受部２０の軸方向寸法（幅寸法）が２０ミリであり、玉２３の接触角が２０°であるアンギュラ玉軸受となっている軸受部２０について説明する。

噴出口５０の開口５０ａの軸方向についての位置は、前記のとおり玉２３から離れた第２の環状空間１２であり、開口５０ａ（の中心）の径方向についての位置は、内輪軌道溝２５の底点２５ａを基準とすると、この基準から玉２３の中心Ｃまでの範囲としている。開口５０ａの径方向についての位置を更に説明すると、底点２５ａを基準として径方向外側に位置する開口５０ａ（の中心）までの径方向寸法をＨとし、玉２３の直径をｄとすると、前記軸受部２０の場合、０＜Ｈ≦０．５×ｄと設定することができ、本実施形態では、Ｈ＝０．２２×ｄに設定されている。なお、開口５０ａの位置に関して前記のとおり０＜Ｈとしているが、図３に示すように内輪本体部３１のポンプ４３側の肩部が底点２５ａよりも高い場合には、開口５０ａをこの内輪本体部３１の肩部と重ならないように位置させる必要があることは当然である。

前記のとおり、軸受部２０の中心線に平行でかつ玉２３の中心Ｃを通過する仮想線Ｌに対して、噴出口５０の中心線方向Ｊは傾斜角度αで傾斜している。具体的に説明すると、給油領域Ｔに含まれる一点Ｔａ（つまり、本実施形態では内輪軌道溝２５のうちの玉２３との接触点）と開口５０ａの中心とを結ぶ直線Ｇ０に対して、噴出口５０の中心線方向Ｊが一致するように傾斜角度αは設定される。つまり、前記仮想線Ｌと前記直線Ｇ０との成す角度をΨとすると、傾斜角度αがこの角度Ψと一致するように設定されている。

この傾斜角度αについては、内輪軌道溝２５のどこかに油滴が到達すればよいため角度に関する偏差δａ，δｂが設定される。一方側の偏差δａは、前記直線Ｇ０を基準として、内輪軌道溝２５のうちポンプ４３に近い側の端部２５ｂと開口５０ａの中心とを結ぶ直線との成す角度である。他方側の偏差δｂは、前記直線Ｇ０を基準として、内輪軌道溝２５のうちポンプ４３から遠い側の端部２５ｃと開口５０ａの中心とを結ぶ直線との成す角度である。したがって、開口５０ａから油滴を内輪軌道溝２５に着弾させるためには、前記仮想線Ｌに対する噴出口５０の中心線方向Ｊの傾斜角度αを、次のように設定すればよい。
（角度Ψ−偏差δｂ）≦（傾斜角度α）≦（角度Ψ＋偏差δａ）
なお、このように設定される傾斜角度の範囲を、給油領域Ｔとすることができる。つまり、内輪軌道溝２５の全範囲を給油領域Ｔとすることができる。

噴出口５０から噴出させる油滴の初速Ｖ０は、次のようにして設定される。
軸受装置１０は、図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す代表的な四つの形態で用いられる。図４において、（Ａ）は、軸受部２０の中心線Ｌ０の方向（軸方向）が水平方向であり、給油領域Ｔが噴出口５０よりも低い位置にある場合を示し、（Ｂ）は、軸受部２０の中心線Ｌ０の方向（軸方向）が水平方向であり、給油領域Ｔが噴出口５０よりも高い位置にある場合を示し、（Ｃ）は、軸受部２０の中心線Ｌ０の方向（軸方向）が鉛直方向であり、給油領域Ｔが噴出口５０よりも低い位置にある場合を示し、（Ｄ）は、軸受部２０の中心線Ｌ０の方向（軸方向）が鉛直方向であり、給油領域Ｔが噴出口５０よりも高い位置にある場合を示している。

そして、これら四つの形態のうちのいずれの形態に軸受装置１０が設けられていても、噴出口５０から油滴として噴出させた潤滑油３が、給油領域Ｔ、つまり、内輪軌道溝２５に到達できるような初速Ｖ０が設定される。
具体的に説明する。本実施形態（軸方向寸法が２０ミリ）のアンギュラ玉軸受である軸受部２０の場合において、前記直線Ｇ０（図３参照）を基準として一方側の偏差δａ及び他方側の偏差δｂを説明したが、これらのうちの小さい方の偏差（本実施形態ではδｂ）を、この軸受部２０における傾斜角度αについての偏差δと定義する（δ＝δｂ）。幾何学的な形状に基づく計算によれば前記偏差δは２．３°となる。

図５は、図４に示す四つの形態それぞれの場合において、油滴の初速Ｖ０（横軸）と、前記直線Ｇ０を基準とした場合の傾斜角度αについての偏差δ（縦軸）とを示すグラフである。なお、このグラフはシミュレーション結果である。図５に示すグラフ中の「太い実線」は図４（Ａ）の形態の場合であり、「細い実線」は図４（Ｂ）の形態の場合であり、「太い破線」は図４（Ｃ）の形態の場合であり、「細い破線」は図４（Ｄ）の形態の場合を示している。

図５に示すように、前記四つの形態の全てにおいて偏差δが２．３°以下となる初速Ｖ０は１．２メートル／秒以上である。つまり、噴出口５０から１．２メートル／秒以上の初速Ｖ０で潤滑油３を油滴として噴出すれば、前記軸受部２０を含む軸受装置１がどのような姿勢で用いられても、その油滴を給油領域Ｔ、つまり内輪軌道溝２５に付着させることが可能となる。

図６は、油滴の初速Ｖ０の最小値と、軸受部２０の軸方向寸法（幅）との関係を示すグラフである。このグラフにおける前記最小値は、図４に示す各形態のいずれに軸受装置１を適用した場合であっても内輪軌道溝２５に油滴を到達させることを可能とするための油滴の初速Ｖ０の最小値である。例えば、軸受装置１に含まれる軸受部２０の軸方向寸法（幅）が５ｍｍである場合、初速Ｖ０の最小値は０．６メートル／秒であり、軸受部２０の軸方向寸法（幅）が１５０ｍｍの軸受の場合、初速Ｖ０の最小値は３．３メートル／秒である。図６に示すように、軸受部２０の軸方向寸法（幅）が大きくなると、必要となる油滴の初速Ｖ０を大きくする必要がある。
以上より、初速Ｖ０は、軸受部２０のサイズ（特に軸方向寸法）及び給油領域Ｔの広さに基づいて設定することができる。

以上のように、本実施形態の軸受装置１では、給油ユニット４０のポンプ４３から、潤滑油３をピコリットルのサイズの油滴とし、しかもその飛行速度を速くして給油領域Ｔに向けて噴出している。これにより、給油領域Ｔに対して効率よく潤滑油３を供給することができ、潤滑油３の過剰供給を防ぎ、潤滑油の消費を抑えてタンク４２の潤滑油３の無駄使いを防ぐことが可能となる。

なお、前記実施形態では、軸受部２０と共に給油ユニット４０を設けて構成した軸受装置１０に関して説明したが、この給油ユニット４０を工作機械以外に他の回転装置に適用してもよい。例えば、給油ユニット４０を、歯車機構の歯車面に対して給油を行うための装置としてもよい。
つまり、図示しないが、給油ユニットを、歯車機構等の回転装置に設けられこの回転装置の給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給するための装置とすることができる。この場合においても、その給油ユニットは、潤滑油を溜めるタンクと、この潤滑油を前記給油領域に向かって飛ばすポンプとを有している。そして、このポンプは、前記給油領域に向かって開口している噴出口を有しており、この噴出口から潤滑油を所定の初速（飛行速度）を有する０．５〜１０００ピコリットルの油滴として前記給油領域へ噴出するように構成されている。

以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の軸受装置１（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。
前記実施形態では、軸受部２０がアンギュラ玉軸受である場合について説明したが、軸受の形式はこれに限らず、深溝玉軸受であってもよく、また、円すい転がり軸受や、円筒ころ軸受であってよい。

また、前記実施形態では、内輪２１が回転輪である場合について説明したが、外輪２２が回転輪であり、内輪２１が固定輪であってもよい。この場合、給油ユニット４０を、固定輪側となる内輪延長部に取り付ければよい。

３：潤滑油 １０：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（回転輪）
２２：外輪（固定輪） ２３：玉（転動体） ２４：保持器
４０：給油ユニット ４２：タンク ４３：ポンプ
５０：噴出口 ５０ａ：開口 Ｔ：給油領域

Claims (4)

1. 固定輪、当該固定輪と同軸の回転輪、前記固定輪と前記回転輪との間に介在している複数の転動体、及び前記複数の転動体を保持する保持器を有している軸受部と、
   前記軸受部の軸方向の隣に設けられ当該軸受部において給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給するための給油ユニットと、を備え、
   前記給油ユニットは、潤滑油を溜めるタンクと、前記潤滑油を前記給油領域に向かって飛ばすポンプと、を有し、
   前記ポンプは、前記給油領域に向かって開口している噴出口を有し、当該噴出口から前記潤滑油を所定の初速を有する０．５〜１０００ピコリットルの油滴として噴出する、軸受装置。
2. 前記噴出口の開口は、前記固定輪と前記回転輪との間に形成されている環状空間の外に位置している、請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記開口から前記給油領域までの軸方向距離をＹ〔メートル〕とすると、前記初速Ｖ０〔メートル／秒〕は、Ｖ０≧３０×Ｙとなる値である請求項１又は２に記載の軸受装置。
4. 回転装置に設けられ当該回転装置において給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給するための給油ユニットであって、
   潤滑油を溜めるタンクと、前記潤滑油を前記給油領域に向かって飛ばすポンプと、を有し、
   前記ポンプは、前記給油領域に向かって開口している噴出口を有し、当該噴出口から前記潤滑油を所定の初速を有する０．５〜１０００ピコリットルの油滴として前記給油領域へ噴出する、給油ユニット。

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