JP4089363B2 - Rolling bearing device - Google Patents

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    • F16C2240/02—Flow, e.g. volume flow or mass flow

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、転がり軸受に微量の潤滑油を供給する給油ユニットがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この給油ユニットは、転がり軸受の設置位置から離れた場所にタンクを設置するとともに、転がり軸受の内・外輪間に臨ませるようにノズルを設置し、タンクとノズルとを給油路で接続するようにしている。
【０００４】
上記従来の給油ユニットは、転がり軸受と別体で設置する必要があり、設置が面倒であった。これに対し、転がり軸受の内部に潤滑油を吐出させる潤滑ポンプを設置したものがある（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３０５９３号公報
【特許文献２】
特開平３−１１３１１９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献２に示す従来例では、潤滑ポンプがベーンポンプであり、外形サイズが大型であるために、転がり軸受の大型化を余儀なくされる他、転がり軸受の外輪に対してポンプ設置領域を確保する必要があるなど、コストが高くつくことが懸念される。しかも、潤滑油を貯留するタンクは、転がり軸受の外部に設置する必要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る転がり軸受装置は、転がり軸受の固定輪側に、転動体あるいは固定輪や回転輪の軌道面に対して潤滑油を必要に応じて供給する給油ユニットが付設されており、この給油ユニットが、潤滑油を貯留するタンクと、タンク内の潤滑油を吸引して吐出するマイクロポンプと、マイクロポンプを駆動する駆動部とを備えている。
【０００８】
このように、転がり軸受に給油ユニットを付設しているから、給油ユニットの設置が簡単に行えるとともに、転がり軸受装置のコンパクト化が可能になる。また、給油ユニットは、転がり軸受に対して必要に応じて潤滑油を供給するものであるから、不要なときに潤滑油を供給するといった無駄がなく、転がり特性の長期安定化に貢献できる。
【０００９】
ところで、上記駆動部は、転がり軸受の回転数に応じた発電能力を有する発電機とすることができ、この発電機の発電能力に応じて前記マイクロポンプによる潤滑油吐出量を制御することができる。このように、転がり軸受の回転数に応じて、マイクロポンプによる潤滑油吐出量を制御することで、適量の潤滑油を供給できるようになり、過不足をなくせる。
【００１０】
また、上記給油ユニットは、前記固定輪または回転輪の軌道面の潤滑状態を検出するセンサを備え、このセンサからの検出出力に基づいて前記マイクロポンプによる潤滑油吐出量を制御することができる。この場合、潤滑状態に応じて適量の潤滑油を供給できるようになる。
【００１１】
さらに、上記給油ユニットは、前記固定輪において回転輪に対向する周面の肩部付近に着脱可能に取り付けられたものとすることができる。この場合、タンクの潤滑油が不足したときに取り外して補給したり、交換したりすることが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１から図３に本発明の一実施形態を示している。図中、１は内輪、２は外輪、３は複数の転動体としての玉、４は保持器リング、５，６はシールリングである。
【００１３】
図示例の転がり軸受装置は、深溝型玉軸受と呼ばれるもので、内・外輪１，２に設けてある軌道溝１ａ，２ａ間に複数の玉３を介装し、複数の玉３を波形保持器と呼ばれる保持器リング４で保持させている。ここでは、外輪２を固定輪とし、内輪１を回転輪とする。シールリング５，６は、固定輪としての外輪２の内周面両肩部に取り付けられて、回転輪としての内輪１の外周面両肩部に対して接触されるものであり、内・外輪１，２の対向環状空間における軸方向両端の開口を閉塞する。
【００１４】
この実施形態では、上記対向環状空間において片方のシールリング５の内側に、給油ユニット７を取り付けていることに特徴がある。
【００１５】
この給油ユニット７は、タンク８と、発電機９と、被駆動部を有するマイクロポンプ１０とを備えており、内輪１の回転に伴い発電機９で発電して、マイクロポンプ１０を駆動することにより、タンク８内の潤滑油を微量ずつ外輪２の軌道溝２ａ近傍および玉３に対して供給するものである。
【００１６】
タンク８は、潤滑油を貯留する中空の環状部材からなり、シールリング５の内側面に対して貼着されている。このタンク８は、環状でなく、円周上の所定角度領域に設置される部分環状部材とすることができる。
【００１７】
発電機９は、タンク８の内側面に対して貼着されるステータ９ａと、内輪１の外周面の一方肩部に一体形成されるロータ９ｂとから構成されている。このロータ９ｂは、内輪１をボディとして、その円周等間隔にＮ極とＳ極とを交互に着磁して形成されたものである。この他に、内輪１の外周面所定位置に対して、円周等間隔にＮ極とＳ極とを交互に着磁してなる着磁リングなどを取り付けるようにしてもよい。
【００１８】
マイクロポンプ１０としては、例えば圧電素子１１でもって被駆動部であるダイアフラム１２を往復変位させることにより、ポンプ室１３内にタンク８内の潤滑油を吸引して、油吐出用のノズル１０ａから吐出するポンプ作用を生じるダイアフラムポンプなどが適用される。なお、上記圧電素子１１の通電は、発電機９により行われる。この圧電素子１１の替わりに、ミニチュアモータなどを用いることができる。このマイクロポンプ１０のノズル１０ａは、外輪２の軌道溝２ａの一端近傍および玉３に向けられている。
【００１９】
なお、上記タンク８とマイクロポンプ１０とは、図３に示すように、マイクロポンプ１０の側面に設けられている油吸入用のノズル１０ｂを、タンク８の側面に設けられている油供給用の孔８ａに対してゴムチューブ１４を介して嵌合することにより、連通連結されている。
【００２０】
このように、給油ユニット７のタンク８は、シールリング５に対して取り付けられていて、シールリング５を取り外して次にタンク８を簡単に着脱できるようになっている。そのため、タンク８の設置や取り外しが簡単に行えるとともに、転がり軸受装置全体のコンパクト化が可能になる。また、タンク８の潤滑油が不足したときには、タンク８をシールリング５と共に取り外して、タンク８に対して潤滑油を補給したり、タンク８そのものを新しいものに交換したりすることが可能になる。
【００２１】
そして、上記発電機９は、転がり軸受の回転数に応じた発電能力を有し、この発電機９の発電能力に応じてマイクロポンプ１０による潤滑油吐出量を制御するようになっている。例えば、内輪１の回転数が低い領域では、ごく微量の潤滑油が、また、回転数が高い領域ではそれに応じた量の潤滑油が玉３や外輪２の軌道溝２ａ付近に対して直接的に吹き付けられる。
【００２２】
このように、上述した転がり軸受装置では、転がり軸受の玉３の転動領域に対して潤滑油を過不足なく長期にわたって継続的に供給できるようになるので、転がり特性の長期安定化と、寿命向上に貢献できる。
【００２３】
なお、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２４】
（１）上記実施形態において、図示しないが、タンク８をシールリング５の外側面に対して着脱可能に付設し、発電機９とマイクロポンプ１０をシールリング５の内側面に対して付設することができる。この場合、タンク８の潤滑油が不足したときには、シールリング５を取り外すことなく、タンク８に対して潤滑油を補給したり、タンク８そのものを新しいものに交換したりすることが可能になる。
【００２５】
（２）上記実施形態において、例えば転がり軸受の潤滑状態に応じてマイクロポンプ１０による潤滑油吐出量を制御させるようにすることができる。前記潤滑状態は、例えば転がり軸受の温度に基づいて認識することができる。そこで、例えば熱電対などの温度センサを転がり軸受の軌道部周辺に取り付け、この温度センサの検出出力に基づいて制御回路でもってマイクロポンプ１０による潤滑油吐出量を制御するようにできる。なお、前記制御回路は、転がり軸受に取り付けてもよいし、また、転がり軸受を支持する支持部などに設置することができる。
【００２６】
（３）上記転がり軸受装置の軸受形式は深溝型玉軸受としているが、その他のいろいろな周知の形式のものにも本発明を適用できる。また、保持器リング４の形式も波型保持器の他に、もみ抜き型保持器、合成樹脂製の保持器などとすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では、転がり軸受に対して給油ユニットを付設しているから、給油ユニットの設置が簡単に行えるとともに、転がり軸受装置のコンパクト化が可能になる。また、給油ユニットは、転がり軸受に対して必要に応じて潤滑油を供給するものであるから、不要なときに潤滑油を供給するといった無駄がなく、転がり特性の長期安定化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の上半分を示す断面図
【図２】図１の転がり軸受装置の側面図
【図３】図１のタンクとマイクロポンプとの連結構造を示す断面図
【符号の説明】
１ 内輪
２ 外輪
３ 玉
４ 保持器リング
５，６ シールリング
７ 給油ユニット
８ 給油ユニットのタンク
９ 給油ユニットの発電機
１０ 給油ユニットのマイクロポンプ
１０ａ マイクロポンプのノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling bearing device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is an oil supply unit that supplies a small amount of lubricating oil to a rolling bearing (see Patent Document 1).
[0003]
In this lubrication unit, a tank is installed at a location distant from the installation position of the rolling bearing, a nozzle is installed so as to face the inner and outer rings of the rolling bearing, and the tank and the nozzle are connected by an oil supply path. ing.
[0004]
The conventional oil supply unit needs to be installed separately from the rolling bearing, and installation is troublesome. On the other hand, there exists what installed the lubrication pump which discharges lubricating oil inside a rolling bearing (refer patent document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-130593 A [Patent Document 2]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-113119
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example shown in Patent Document 2, since the lubrication pump is a vane pump and the outer size is large, it is necessary to increase the size of the rolling bearing and to secure a pump installation area for the outer ring of the rolling bearing. There is a concern that the cost will be high. In addition, the tank for storing the lubricating oil needs to be installed outside the rolling bearing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the rolling bearing device according to the present invention, an oil supply unit for supplying lubricating oil to a rolling element or a raceway surface of a fixed ring or a rotating ring as needed is attached to the fixed ring side of the rolling bearing. The unit includes a tank that stores lubricating oil, a micropump that sucks and discharges the lubricating oil in the tank, and a drive unit that drives the micropump.
[0008]
Thus, since the oil supply unit is attached to the rolling bearing, the oil supply unit can be easily installed and the rolling bearing device can be made compact. Further, since the oil supply unit supplies lubricating oil to the rolling bearings as necessary, there is no waste of supplying the lubricating oil when unnecessary, and it can contribute to long-term stabilization of the rolling characteristics.
[0009]
By the way, the drive unit can be a generator having a power generation capacity corresponding to the rotational speed of the rolling bearing, and the amount of lubricating oil discharged by the micropump can be controlled according to the power generation capacity of the power generator. . In this way, by controlling the amount of lubricating oil discharged by the micropump according to the number of rotations of the rolling bearing, an appropriate amount of lubricating oil can be supplied, and excess and deficiency can be eliminated.
[0010]
The oil supply unit includes a sensor that detects a lubrication state of the raceway surface of the fixed wheel or the rotating wheel, and can control a lubricant discharge amount by the micropump based on a detection output from the sensor. In this case, an appropriate amount of lubricating oil can be supplied according to the lubrication state.
[0011]
Further, the oil supply unit may be detachably attached in the vicinity of a shoulder portion of a peripheral surface facing the rotating wheel in the fixed wheel. In this case, when the lubricating oil in the tank is insufficient, it can be removed and replenished or replaced.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 3 show an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an inner ring, 2 is an outer ring, 3 is a ball as a plurality of rolling elements, 4 is a cage ring, and 5 and 6 are seal rings.
[0013]
The rolling bearing device of the illustrated example is called a deep groove type ball bearing, and a plurality of balls 3 are interposed between raceway grooves 1a and 2a provided in the inner and outer rings 1 and 2 to hold the plurality of balls 3 in a waveform. It is held by a cage ring 4 called a vessel. Here, the outer ring 2 is a fixed ring and the inner ring 1 is a rotating wheel. The seal rings 5 and 6 are attached to both shoulders of the inner peripheral surface of the outer ring 2 as a fixed ring and are in contact with both shoulders of the outer peripheral surface of the inner ring 1 as a rotating ring. The openings at both ends in the axial direction in the first and second opposed annular spaces are closed.
[0014]
This embodiment is characterized in that an oil supply unit 7 is attached inside one seal ring 5 in the opposed annular space.
[0015]
The oil supply unit 7 includes a tank 8, a generator 9, and a micropump 10 having a driven part, and generates power with the generator 9 as the inner ring 1 rotates to drive the micropump 10. Thus, the lubricating oil in the tank 8 is supplied to the vicinity of the raceway groove 2a of the outer ring 2 and the balls 3 little by little.
[0016]
The tank 8 is made of a hollow annular member that stores lubricating oil, and is attached to the inner surface of the seal ring 5. The tank 8 can be a partial annular member that is installed in a predetermined angular region on the circumference, instead of being annular.
[0017]
The generator 9 includes a stator 9 a that is attached to the inner side surface of the tank 8 and a rotor 9 b that is integrally formed on one shoulder of the outer peripheral surface of the inner ring 1. The rotor 9b is formed by alternately magnetizing N poles and S poles at equal intervals around the inner ring 1 as a body. In addition, a magnetizing ring or the like formed by alternately magnetizing N poles and S poles at equal circumferential intervals may be attached to a predetermined position on the outer peripheral surface of the inner ring 1.
[0018]
As the micropump 10, for example, the diaphragm 12 as a driven part is reciprocally displaced by the piezoelectric element 11, thereby sucking the lubricating oil in the tank 8 into the pump chamber 13 and discharging it from the nozzle 10 a for discharging oil. A diaphragm pump or the like that generates a pumping action is applied. The piezoelectric element 11 is energized by the generator 9. A miniature motor or the like can be used instead of the piezoelectric element 11. The nozzle 10 a of the micropump 10 is directed near one end of the raceway groove 2 a of the outer ring 2 and the ball 3.
[0019]
As shown in FIG. 3, the tank 8 and the micropump 10 have an oil suction nozzle 10 b provided on the side surface of the micropump 10 and an oil supply nozzle provided on the side surface of the tank 8. The holes 8a are connected to each other by being fitted through the rubber tube 14.
[0020]
Thus, the tank 8 of the fuel supply unit 7 is attached to the seal ring 5 so that the tank 8 can be easily attached and detached after the seal ring 5 is removed. Therefore, the tank 8 can be easily installed and removed, and the entire rolling bearing device can be made compact. Further, when the lubricating oil in the tank 8 is insufficient, the tank 8 can be removed together with the seal ring 5 to supply the lubricating oil to the tank 8, or the tank 8 itself can be replaced with a new one. .
[0021]
The generator 9 has a power generation capacity corresponding to the number of rotations of the rolling bearing, and the amount of lubricating oil discharged by the micropump 10 is controlled according to the power generation capacity of the power generator 9. For example, a very small amount of lubricating oil is directly applied to the ball 3 and the vicinity of the raceway groove 2a of the outer ring 2 in a region where the rotational speed of the inner ring 1 is low, and in a region where the rotational speed is high. Is sprayed on.
[0022]
Thus, in the rolling bearing device described above, the lubricating oil can be continuously supplied to the rolling region of the ball 3 of the rolling bearing without excess or deficiency over a long period of time. Can contribute to improvement.
[0023]
In addition, this invention is not limited only to embodiment mentioned above, Various application and deformation | transformation can be considered.
[0024]
(1) In the above embodiment, although not shown, the tank 8 is detachably attached to the outer surface of the seal ring 5, and the generator 9 and the micropump 10 are attached to the inner surface of the seal ring 5. Can do. In this case, when the lubricating oil in the tank 8 is insufficient, the lubricating oil can be replenished to the tank 8 or the tank 8 itself can be replaced with a new one without removing the seal ring 5.
[0025]
(2) In the above embodiment, for example, the amount of lubricating oil discharged by the micropump 10 can be controlled in accordance with the lubrication state of the rolling bearing. The lubrication state can be recognized based on the temperature of the rolling bearing, for example. Therefore, for example, a temperature sensor such as a thermocouple can be mounted around the raceway portion of the rolling bearing, and the amount of lubricant discharged by the micropump 10 can be controlled by the control circuit based on the detection output of the temperature sensor. The control circuit may be attached to a rolling bearing, or may be installed on a support portion that supports the rolling bearing.
[0026]
(3) Although the bearing type of the rolling bearing device is a deep groove type ball bearing, the present invention can be applied to various other known types. Further, the cage ring 4 may be a corrugated cage, a synthetic resin cage or the like in addition to the corrugated cage.
[0027]
【The invention's effect】
In the present invention, since the oil supply unit is attached to the rolling bearing, the oil supply unit can be easily installed and the rolling bearing device can be made compact. Further, since the oil supply unit supplies lubricating oil to the rolling bearings as necessary, there is no waste of supplying the lubricating oil when unnecessary, and it can contribute to long-term stabilization of the rolling characteristics.
[Brief description of the drawings]
1 is a sectional view showing an upper half of a rolling bearing device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the rolling bearing device of FIG. 1. FIG. 3 is a connection structure of a tank and a micropump in FIG. Sectional view showing [signs]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner ring 2 Outer ring 3 Ball 4 Cage ring 5, 6 Seal ring 7 Refueling unit 8 Refueling unit tank 9 Refueling unit generator 10 Refueling unit micropump 10a Micropump nozzle

Claims (4)

転がり軸受の固定輪側に、転動体あるいは固定輪や回転輪の軌道面に対して潤滑油を必要に応じて供給する給油ユニットが付設されており、
この給油ユニットが、潤滑油を貯留するタンクと、タンク内の潤滑油を吸引して吐出するマイクロポンプと、マイクロポンプを駆動する駆動部とを備えている、転がり軸受装置。On the fixed ring side of the rolling bearing, an oil supply unit that supplies lubricating oil to the rolling elements or raceway surfaces of the fixed ring and the rotating ring as needed is attached.
A rolling bearing device in which the oil supply unit includes a tank that stores lubricating oil, a micropump that sucks and discharges the lubricating oil in the tank, and a drive unit that drives the micropump. 前記駆動部が、転がり軸受の回転数に応じた発電能力を有する発電機とされ、この発電機の発電能力に応じて前記マイクロポンプによる潤滑油吐出量が制御される、請求項１の転がり軸受装置。The rolling bearing according to claim 1, wherein the driving unit is a generator having a power generation capability corresponding to the number of rotations of the rolling bearing, and a lubricant discharge amount by the micropump is controlled according to the power generation capability of the generator. apparatus. 前記給油ユニットが、前記固定輪または回転輪の軌道面の潤滑状態を検出するセンサを備え、このセンサからの検出出力に基づいて前記マイクロポンプによる潤滑油吐出量が制御される、請求項１の転がり軸受装置。The lubrication unit includes a sensor that detects a lubrication state of a raceway surface of the fixed wheel or the rotating wheel, and a lubricant discharge amount by the micropump is controlled based on a detection output from the sensor. Rolling bearing device. 前記給油ユニットが、前記固定輪において回転輪に対向する周面の肩部付近に着脱可能に取り付けられている、請求項１から３のいずれかの転がり軸受装置。The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the oil supply unit is detachably attached in the vicinity of a shoulder portion of a peripheral surface facing the rotating wheel in the fixed wheel.
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