JP6168338B2

JP6168338B2 - Rolling bearing device

Info

Publication number: JP6168338B2
Application number: JP2013025307A
Authority: JP
Inventors: 谷本　清; 清谷本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-02-13
Also published as: JP2014152901A

Description

この発明は転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device.

転がり軸受の潤滑方法として、潤滑剤を自動的に転がり軸受に補給する潤滑剤自動補給方式が知られている（たとえば特許文献１）。
特許文献１には、転がり軸受内に発電機を内蔵し、内輪の回転に伴って発電機で発電される電力を用いて、タンクに貯留されている潤滑油を汲み出すべくマイクロポンプを駆動する構成が記載されている。この発電機は、タンクの内側面に貼着されるステータと、内輪の外周に設けられるロータとを含む。 As a rolling bearing lubrication method, there is known an automatic lubricant replenishment system that automatically replenishes a rolling bearing with a lubricant (for example, Patent Document 1).
In Patent Document 1, a generator is built in a rolling bearing, and a micro pump is driven to pump out lubricating oil stored in a tank by using electric power generated by the generator as the inner ring rotates. The configuration is described. The generator includes a stator attached to the inner surface of the tank and a rotor provided on the outer periphery of the inner ring.

特開２００４−１０８３８８号公報JP 2004-108388 A

特許文献１の構成では、ロータは、内輪をボディとして円周等間隔にＮ極とＳ極とを交互に着磁して形成されている。
しかしながら、容易に着磁できる材料には、高強度のものはほとんどない。
工作機械等に用いられる転がり軸受は、極めて高速に回転されることが想定される。このような転がり軸受の高速回転時にはロータに大きな遠心力が作用し、遠心力に対してロータが強度不足になるおそれがある。そのため、特許文献１に記載のような転がり軸受を、たとえば工作機械等のような高速回転性が求められる用途に適用することができない。 In the configuration of Patent Document 1, the rotor is formed by alternately magnetizing N poles and S poles at equal circumferential intervals with the inner ring as a body.
However, there are few high-strength materials that can be easily magnetized.
It is assumed that a rolling bearing used for a machine tool or the like is rotated at an extremely high speed. When such a rolling bearing rotates at a high speed, a large centrifugal force acts on the rotor, and the rotor may have insufficient strength against the centrifugal force. For this reason, the rolling bearing as described in Patent Document 1 cannot be applied to uses such as machine tools that require high-speed rotation.

また、着磁している場合には、鉄粉などが集まり易く、高速回転時に周囲に飛散することで軸受内部に異物として入り込み、損傷を引き起こすおそれがある。
そこで、本発明の目的は、高速回転性が求められる用途に広く適用でき、かつ転がり軸受の回転中において潤滑剤吐出装置を作動させるための電力を良好に発生させることができる転がり軸受装置を提供することである。 Further, when magnetized, iron powder or the like is likely to gather, and when scattered at high speed, it may enter the bearing as a foreign substance and cause damage.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a rolling bearing device that can be widely applied to applications that require high-speed rotational performance and that can satisfactorily generate electric power for operating the lubricant discharge device during rotation of the rolling bearing. It is to be.

前記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、内輪（１０）、外輪（１１）、およびこれら内外輪間に配置された複数の転動体（１２）を有する転がり軸受（３）と、前記内外輪の固定側または当該固定側に隣接する部材（１７）に形成されて、潤滑剤を溜めておくための潤滑剤溜り（４）と、前記潤滑剤溜りに溜められている潤滑剤を、前記内外輪間に向けて吐出するための潤滑剤吐出装置（５）と、前記潤滑剤吐出装置の作動に用いられる電力を発生するための電力発生部（６）とを含み、前記電力発生部は、コイル（２２）を有し、前記内外輪の前記固定側に固定された固定子（１７）と、前記内外輪の回転に同伴して回転する回転子（１４）とを有し、前記回転子の前記固定子に対する回転に伴う前記コイルの界磁変化によりリラクタンス発電を行うリラクタンス発電部（６）を含み、前記回転子は、前記内輪に固定された筒状の内輪間座（１４）を含み、前記内輪間座の外周の断面形状が楕円形をなしている、転がり軸受装置（１）である。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a rolling bearing (3) having an inner ring (10), an outer ring (11), and a plurality of rolling elements (12) arranged between the inner and outer rings. And a lubricant reservoir (4) formed in the member (17) adjacent to the fixed side of the inner and outer rings or adjacent to the fixed side, and the lubrication stored in the lubricant reservoir. A lubricant discharge device (5) for discharging the agent toward the inner and outer rings, and a power generation unit ( 6) for generating electric power used to operate the lubricant discharge device, power generating unit includes a coil (22), a stator (17) fixed to the fixed side of the inner and outer rings, a rotor (1 4) that rotates in accompanying the rotation of the inner and outer rings With the field change of the coil accompanying the rotation of the rotor relative to the stator Ri saw including a reluctance generator unit (6) for performing reluctance generator, the rotor includes a fixed cylindrical inner ring spacer on the inner ring (14), the cross-sectional shape of the outer periphery of the inner ring spacer is elliptical This is a rolling bearing device ( 1) .

なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
この構成によれば、内外輪の相対回転に伴って回転子が固定子に対して回転し、その結果、コイルに界磁変化が生じて、リラクタンス発電が行われる。このリラクタンス発電により発生された電力を用いて潤滑剤吐出用の潤滑剤吐出装置が作動され、この潤滑剤吐出装置の作動によって、潤滑剤溜りに溜められている潤滑剤が、内外輪間に向けて吐出される。 In this section, the alphanumeric characters in parentheses represent reference signs of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited to the embodiments by these reference numerals.
According to this configuration, the rotor rotates relative to the stator with the relative rotation of the inner and outer rings, and as a result, a field change occurs in the coil and reluctance power generation is performed. The lubricant discharge device for discharging the lubricant is operated using the electric power generated by the reluctance power generation, and the lubricant stored in the lubricant reservoir is directed between the inner and outer rings by the operation of the lubricant discharge device. Discharged.

リラクタンス発電により発生される電力は、内外輪の相対回転速度が速くなるにつれて大きくなる。そのため、内外輪の高速回転中において、潤滑剤吐出装置を作動させるための電力を良好に発生させることができる。また、コイルを抜止めが設けられた状態で回転子に取り付けておくことにより、内外輪の相対回転速度が高速になっても、コイルは転がり軸受から離脱しない。これにより、転がり軸受装置を高速回転性が求められる用途に広く適用でき、かつ内外輪間の潤滑状態を良好に保つことができる。 The electric power generated by the reluctance power generation increases as the relative rotational speed of the inner and outer rings increases. Therefore, it is possible to satisfactorily generate power for operating the lubricant discharge device during high-speed rotation of the inner and outer rings. Moreover, even if the relative rotational speed of the inner and outer rings is increased by attaching the coil to the rotor in a state where the coil is provided, the coil is not detached from the rolling bearing. As a result, the rolling bearing device can be widely applied to applications requiring high-speed rotation, and the lubrication state between the inner and outer rings can be kept good.

リラクタンス発電部は、たとえば、バリアブルリアクタンス型の電動機を有している。バリアブルリアクタンス型の電動機では、少なくとも固定子が突極構造を有している。
コイルに励磁電流が流れることにより、コイルの周囲に磁束が発生する。また、コイルへの励磁電流の印加に並行して、回転子が固定子に対して相対回転される。回転子および固定子の相対回転の際には、回転子と固定子との位相変化によりコイルのインダクタンスは変化する。このようなインダクタンス変化により起電力が発生し、リラクタンス発電される。 The reluctance power generation unit has, for example, a variable reactance type electric motor. In the variable reactance type electric motor, at least the stator has a salient pole structure.
When an exciting current flows through the coil, a magnetic flux is generated around the coil. In parallel with the application of the excitation current to the coil, the rotor is rotated relative to the stator. During relative rotation of the rotor and the stator, the coil inductance changes due to a phase change between the rotor and the stator. An electromotive force is generated by such an inductance change, and reluctance power is generated.

また、筒状の内輪間座の径方向の厚みは周方向に関して異なり、内輪間座の外周が楕円の長軸端に位置する部分で最も厚くなる。そのため、楕円形状の内輪間座の外周が、回転子側の突極部として機能する。この場合において、内輪間座は、突極部を２極有していることになる。 In addition, the radial thickness of the cylindrical inner ring spacer differs in the circumferential direction, and is thickest at the portion where the outer periphery of the inner ring spacer is located at the long axis end of the ellipse. Therefore, the outer periphery of the elliptical inner ring spacer functions as a salient pole part on the rotor side. In this case, the inner ring spacer has two salient pole portions.

そして、外輪が静止されつつ、内輪のみが回転される。このとき、内輪間座も、内輪に同伴して回転する。内輪間座の回転に同伴して、コイルに励磁電流が印加されることにより、コイルのインダクタンスが変化する。これにより、リラクタンス発電が行われる。
請求項２に記載の発明は、内輪（１０）、外輪（１１）、およびこれら内外輪間に配置された複数の転動体（１２）を有する転がり軸受（３）と、前記内外輪の固定側または当該固定側に隣接する部材（１７）に形成されて、潤滑剤を溜めておくための潤滑剤溜り（４）と、前記潤滑剤溜りに溜められている潤滑剤を、前記内外輪間に向けて吐出するための潤滑剤吐出装置（５）と、前記潤滑剤吐出装置の作動に用いられる電力を発生するための電力発生部（１０６；２０６）とを含み、前記電力発生部は、コイル（２２）を有し、前記内外輪の前記固定側に固定された固定子（１７）と、前記内外輪の回転に同伴して回転する回転子（１１４；２１４）とを有し、前記回転子の前記固定子に対する回転に伴う前記コイルの界磁変化によりリラクタンス発電を行うリラクタンス発電部（１０６；２０６）を含み、前記前記回転子は、前記内輪に固定され、かつケイ素鋼を用いて形成された内輪間座（１１４；２１４）であり、前記内輪間座の外周の断面形状が円形をなし、前記内輪間座の一または複数箇所には、凹部（１１６；２１６Ａ〜２１６Ｃ）が形成されている、転がり軸受装置（１０１；２０１）である。 Then, only the inner ring is rotated while the outer ring is stationary. At this time, the inner ring spacer also rotates with the inner ring. Along with the rotation of the inner ring spacer, an exciting current is applied to the coil, whereby the inductance of the coil changes. Thereby, reluctance power generation is performed.
The invention according to claim 2 includes a rolling bearing (3) having an inner ring (10), an outer ring (11), and a plurality of rolling elements (12) disposed between the inner and outer rings, and a fixed side of the inner and outer rings. Alternatively, a lubricant reservoir (4) formed on a member (17) adjacent to the fixed side for storing a lubricant and a lubricant stored in the lubricant reservoir may be interposed between the inner and outer rings. A lubricant discharge device (5) for discharging toward the power source, and a power generation unit (106; 206) for generating power used to operate the lubricant discharge device, wherein the power generation unit includes a coil (22), the stator (17) fixed to the fixed side of the inner and outer rings, and the rotor (114; 214) rotating along with the rotation of the inner and outer rings, the rotation The rebound is caused by the field change of the coil accompanying the rotation of the stator with respect to the stator. It includes; (206 106), wherein the rotor is fixed to the inner ring, and inner ring spacer formed by using a silicon steel reluctance generator unit performing the inductance power; a (114 214), between the inner ring None sectional shape circular circumference of the seat, the one or more locations of the inner ring spacer, the recess (116; 216A to 216C) is that is formed, the rolling bearing device; is (101 201).

この構成によれば、内外輪の相対回転に伴って回転子が固定子に対して回転し、その結果、コイルに界磁変化が生じて、リラクタンス発電が行われる。このリラクタンス発電により発生された電力を用いて潤滑剤吐出用の潤滑剤吐出装置が作動され、この潤滑剤吐出装置の作動によって、潤滑剤溜りに溜められている潤滑剤が、内外輪間に向けて吐出される。
リラクタンス発電により発生される電力は、内外輪の相対回転速度が速くなるにつれて大きくなる。そのため、内外輪の高速回転中において、潤滑剤吐出装置を作動させるための電力を良好に発生させることができる。また、コイルを抜止めが設けられた状態で回転子に取り付けておくことにより、内外輪の相対回転速度が高速になっても、コイルは転がり軸受から離脱しない。これにより、転がり軸受装置を高速回転性が求められる用途に広く適用でき、かつ内外輪間の潤滑状態を良好に保つことができる。
リラクタンス発電部は、たとえば、バリアブルリアクタンス型の電動機を有している。バリアブルリアクタンス型の電動機では、少なくとも固定子が突極構造を有している。
コイルに励磁電流が流れることにより、コイルの周囲に磁束が発生する。また、コイルへの励磁電流の印加に並行して、回転子が固定子に対して相対回転される。回転子および固定子の相対回転の際には、回転子と固定子との位相変化によりコイルのインダクタンスは変化する。このようなインダクタンス変化により起電力が発生し、リラクタンス発電される。
また、内輪間座の一または複数箇所に凹部が形成される。このとき、固定子の突極部が、凹部に対向するときに、コイルのインダクタンスは最小になる。
そして、外輪が静止されつつ、内輪のみが回転されると、内輪間座も、内輪に同伴して回転する。内輪間座の回転に同伴して、コイルに励磁電流が印加されることにより、コイルの周囲にコイルのインダクタンスが変化する。これにより、リラクタンス発電が行われる。 According to this configuration, the rotor rotates relative to the stator with the relative rotation of the inner and outer rings, and as a result, a field change occurs in the coil and reluctance power generation is performed. The lubricant discharge device for discharging the lubricant is operated using the electric power generated by the reluctance power generation, and the lubricant stored in the lubricant reservoir is directed between the inner and outer rings by the operation of the lubricant discharge device. Discharged.
The electric power generated by the reluctance power generation increases as the relative rotational speed of the inner and outer rings increases. Therefore, it is possible to satisfactorily generate power for operating the lubricant discharge device during high-speed rotation of the inner and outer rings. Moreover, even if the relative rotational speed of the inner and outer rings is increased by attaching the coil to the rotor in a state where the coil is provided, the coil is not detached from the rolling bearing. As a result, the rolling bearing device can be widely applied to applications requiring high-speed rotation, and the lubrication state between the inner and outer rings can be kept good.
The reluctance power generation unit has, for example, a variable reactance type electric motor. In the variable reactance type electric motor, at least the stator has a salient pole structure.
When an exciting current flows through the coil, a magnetic flux is generated around the coil. In parallel with the application of the excitation current to the coil, the rotor is rotated relative to the stator. During relative rotation of the rotor and the stator, the coil inductance changes due to a phase change between the rotor and the stator. An electromotive force is generated by such an inductance change, and reluctance power is generated.
Moreover , a recessed part is formed in one or more places of the inner ring spacer. At this time, the inductance of the coil is minimized when the salient pole portion of the stator faces the recess.
When only the inner ring is rotated while the outer ring is stationary, the inner ring spacer also rotates with the inner ring. Along with the rotation of the inner ring spacer, an excitation current is applied to the coil, whereby the inductance of the coil changes around the coil. Thereby, reluctance power generation is performed.

凹部は、内輪間座の外周に形成される溝（１１６）であってもよい。溝は、軸方向に沿って複数並置されていてもよい。
凹部は、内輪間座の内部に形成される孔（２１６Ａ〜２１６Ｃ）であってもよい。凹部は、軸方向に沿って延びていてもよい。
また、凹部の内部が、充填材（２００；３００）によって埋められていてもよい。たとえば内輪間座に凹部を形成することにより、内輪間座の強度は、若干ながら低下する。しかし、凹部の内部を充填材によって埋めることにより、内輪間座の強度を向上することができ、これにより、凹部形成に伴う内輪間座の強度低下を抑制することができる。 The recess may be a groove (116) formed on the outer periphery of the inner ring spacer. A plurality of grooves may be juxtaposed along the axial direction.
The recess may be a hole (216A to 216C) formed in the inner ring spacer. The recess may extend along the axial direction.
Moreover, the inside of the recess may be filled with a filler (200; 300). For example, by forming a recess in the inner ring spacer, the strength of the inner ring spacer slightly decreases. However, by filling the inside of the recess with the filler, the strength of the inner ring spacer can be improved, and thereby a decrease in the strength of the inner ring spacer accompanying the formation of the recess can be suppressed.

請求項３に記載のように、前記コイルの巻き数が、０．５〜２巻であってもよい。潤滑剤吐出装置を作動させるための電力は小電力で足りる。そのため、コイルの巻き数を多くする必要はない。むしろ、過剰な発電を抑制するために、コイルの巻き数は少ない方が望ましい。その結果、コイルの巻き数は、０．５〜２巻であれば好ましい。
請求項４は、前記固定子は、前記回転子に向けて突出し、前記コイルが巻回される固定子側突極部（２１Ｂ）を有し、前記固定子側突極部の先端部は凸状をなしている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受装置である。 As described in claim 3 , the number of turns of the coil may be 0.5 to 2 turns. Small electric power is sufficient for operating the lubricant discharge device. Therefore, it is not necessary to increase the number of turns of the coil. Rather, in order to suppress excessive power generation, it is desirable that the number of turns of the coil is small. As a result, the number of turns of the coil is preferably 0.5 to 2 turns.
According to a fourth aspect of the present invention, the stator has a stator-side salient pole portion (21B) that protrudes toward the rotor and on which the coil is wound, and a tip end portion of the stator-side salient pole portion is convex. It is a rolling bearing apparatus as described in any one of Claims 1-4 which has comprised the shape.

この構成によれば、固定子側突極部の先端部は凸状をなしているので、固定子側突極部の先端部においては、その先端に向かうに従って体積が小さくなる。
潤滑剤吐出装置を作動させるための電力は小電力で足りる。そのため、先端部を平坦面とする必要はない。むしろ、過剰な発電を抑制するために、先端部の体積は小さい方が望ましい。 According to this configuration, since the tip end portion of the stator side salient pole portion has a convex shape, the volume of the tip end portion of the stator side salient pole portion decreases toward the tip end.
Small electric power is sufficient for operating the lubricant discharge device. Therefore, it is not necessary to make the tip part a flat surface. Rather, in order to suppress excessive power generation, it is desirable that the volume of the tip is small.

この場合、凸状とは、先に凸の断面半円状または先に凸の断面三角形状であってもよい。
請求項５に記載のように、前記リラクタンス発電により発生した電力を溜めるための蓄電池（７）をさらに含み、前記蓄電池に蓄えられた電力は、前記潤滑剤吐出装置の作動だけでなく、前記コイルの界磁にも用いられていてもよい。 In this case, the convex shape may be a semicircular shape with a first convex cross section or a triangular shape with a first convex cross section.
The storage battery (7) for storing the electric power generated by the reluctance power generation as claimed in claim 5 , wherein the electric power stored in the storage battery is not only the operation of the lubricant discharge device but also the coil It may also be used for the field.

本発明の第１実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the rolling bearing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１に示す外輪間座を、切断面線Ａ−Ａから見た図である。It is the figure which looked at the outer ring | wheel spacer shown in FIG. 1 from cut surface line AA. 図１の転がり軸受装置の概略構成を示す図であって、軸方向に対して直角方向から見た概略断面図である（その１）。It is a figure which shows schematic structure of the rolling bearing apparatus of FIG. 1, Comprising: It is the schematic sectional drawing seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the axial direction (the 1). 図１の転がり軸受装置の概略構成を示す図であって、軸方向に対して直角方向から見た概略断面図である（その２）。It is a figure which shows schematic structure of the rolling bearing apparatus of FIG. 1, Comprising: It is the schematic sectional drawing seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the axial direction (the 2). 第２実施形態に係る変形例を示す内輪間座の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the inner ring | wheel spacer which shows the modification based on 2nd Embodiment. 本発明の第２実施形態に係る転がり軸受装置の内輪間座の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the inner ring | wheel spacer of the rolling bearing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第２実施形態に係る変形例を示す内輪間座の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the inner ring | wheel spacer which shows the modification based on 2nd Embodiment. 本発明の第３実施形態に係る転がり軸受装置の内輪間座の構成を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the structure of the inner ring | wheel spacer of the rolling bearing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図８に示す内輪間座を、切断面線Ｂ−Ｂから見た図である。It is the figure which looked at the inner ring | wheel spacer shown in FIG. 8 from cut surface line BB. 外輪間座の突起の第１変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of protrusion of an outer ring | wheel spacer. 外輪間座の突起の第２変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of the processus | protrusion of an outer ring | wheel spacer.

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る転がり軸受装置１の断面図である。図２は、後述する外輪間座（固定側に隣接する部材）１７を、切断面線Ａ−Ａから見た図である。転がり軸受装置１は、たとえば工作機械の主軸２を支持する装置である。
図１および図２を参照して、転がり軸受装置１は、転がり軸受３と、転がり軸受３に内蔵された潤滑剤溜り４と、潤滑剤を転がり軸受３内に向けて吐出するための潤滑剤吐出装置５と、潤滑剤溜り４に溜められた潤滑剤を潤滑剤吐出装置５に供給するための供給管９と、潤滑剤吐出装置５を作動するための電力を発生するリラクタンス発電部６と、二次電池（蓄電池）７とを備えている。転がり軸受装置１は、潤滑剤を自動的に転がり軸受３に補給する潤滑剤自動補給型の装置である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a rolling bearing device 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view of an outer ring spacer (member adjacent to the fixed side) 17 to be described later as seen from the cutting plane line AA. The rolling bearing device 1 is a device that supports, for example, a main shaft 2 of a machine tool.
Referring to FIGS. 1 and 2, a rolling bearing device 1 includes a rolling bearing 3, a lubricant reservoir 4 built in the rolling bearing 3, and a lubricant for discharging the lubricant into the rolling bearing 3. A discharge device 5; a supply pipe 9 for supplying the lubricant stored in the lubricant reservoir 4 to the lubricant discharge device 5; and a reluctance power generation unit 6 for generating electric power for operating the lubricant discharge device 5. And a secondary battery (storage battery) 7. The rolling bearing device 1 is an automatic lubricant supply type device that automatically supplies lubricant to the rolling bearing 3.

転がり軸受３はたとえばアンギュラ玉軸受である。図１に示すように、転がり軸受３は、内輪１０、外輪１１、複数の転動体（玉）１２および保持器１３を備え、複数の転動体１２は、内外輪１０，１１の軌道面１０ａ，１１ａ間に介在する。各転動体１２は、円筒状の保持器１３により円周方向に一定間隔おきに保持されている。なお、図１では、転がり軸受３としてアンギュラ型玉軸受を採用しているが、転がり軸受３として深溝玉軸受を採用してもよい。 The rolling bearing 3 is, for example, an angular ball bearing. As shown in FIG. 1, the rolling bearing 3 includes an inner ring 10, an outer ring 11, a plurality of rolling elements (balls) 12, and a cage 13, and the plurality of rolling elements 12 include raceway surfaces 10 a of the inner and outer rings 10, 11. 11a. Each rolling element 12 is held at regular intervals in the circumferential direction by a cylindrical cage 13. In FIG. 1, an angular ball bearing is adopted as the rolling bearing 3, but a deep groove ball bearing may be adopted as the rolling bearing 3.

内輪１０、およびその一方端面（図１では左端面）に接する略円筒状（筒状）の内輪間座１４が、主軸２に外嵌固定されている。より具体的には、内輪１０および内輪間座１４は、主軸２にそれぞれ固定された第１および第２筒体１５，１６との間で挟み止められている。内輪間座１４はケイ素鋼を用いて形成されている。また、外輪１１、およびその一方端面（図１では左端面）に接する外輪間座１７が、それぞれ、静止部材であるハウジング８に固定されている。潤滑剤溜り４、潤滑剤吐出装置５、リラクタンス発電部６および二次電池７は、外輪間座１７内に収容配置されている。外輪間座１７はケイ素鋼を用いて形成されている。 An inner ring 10 and a substantially cylindrical (cylindrical) inner ring spacer 14 that is in contact with one end face (left end face in FIG. 1) are externally fitted and fixed to the main shaft 2. More specifically, the inner ring 10 and the inner ring spacer 14 are clamped between the first and second cylinders 15 and 16 fixed to the main shaft 2, respectively. The inner ring spacer 14 is formed using silicon steel. Moreover, the outer ring | wheel 11 and the outer ring | wheel spacer 17 which contact | connects the one end surface (left end surface in FIG. 1) are each being fixed to the housing 8 which is a stationary member. The lubricant reservoir 4, the lubricant discharge device 5, the reluctance power generation unit 6, and the secondary battery 7 are accommodated in the outer ring spacer 17. The outer ring spacer 17 is formed using silicon steel.

潤滑剤溜り４は、その周方向形状に沿って延び、円弧状（軸方向円弧状）をなしている。潤滑剤溜り４は、外輪間座１７の内部に着脱可能に取り付けられたタンクであってもよいし、外輪間座１７の内部に形成された空間であってもよい。潤滑剤溜り４には潤滑剤が溜められている。潤滑剤溜り４に溜められる潤滑剤として、オイル（潤滑油）やグリースなどを例示することができる。外輪間座１７の周方向の所定位置において、潤滑剤溜り４よりも転動体１２側には、潤滑剤吐出装置５が配置されている。 The lubricant reservoir 4 extends along the circumferential shape thereof and has an arc shape (axial arc shape). The lubricant reservoir 4 may be a tank detachably attached to the inside of the outer ring spacer 17 or may be a space formed inside the outer ring spacer 17. A lubricant is stored in the lubricant reservoir 4. Examples of the lubricant stored in the lubricant reservoir 4 include oil (lubricating oil) and grease. At a predetermined position in the circumferential direction of the outer ring spacer 17, the lubricant discharge device 5 is disposed closer to the rolling element 12 than the lubricant reservoir 4.

潤滑剤溜り４としてタンクを用いる場合、そのタンクの材質として、熱硬化性樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリサルフォン系樹脂などを採用することができる。
供給管９は、その一端（図１では左端）が潤滑剤溜り４に接続されており、他端がポンプ１８に接続されている。供給管９として、熱硬化性樹脂製のチューブや、ナイロンチューブなどを採用することができる。 When a tank is used as the lubricant reservoir 4, a thermosetting resin, a polyolefin resin, a polysulfone resin, or the like can be used as the material of the tank.
One end (the left end in FIG. 1) of the supply pipe 9 is connected to the lubricant reservoir 4, and the other end is connected to the pump 18. As the supply pipe 9, a thermosetting resin tube, a nylon tube, or the like can be used.

潤滑剤吐出装置５は、潤滑剤溜り４から供給管９を介して潤滑剤を汲み出すためのポンプ１８と、ポンプ１８によって汲み出された潤滑剤を吐出するノズル１９とを備えている。
ポンプ１８は、たとえば、ダイヤフラム（振動膜。図示しない）に圧電素子（図示しない）が取り付けられたダイヤフラム弁をポンプ室内に有するダイヤフラム式のマイクロポンプを採用している。ポンプ１８の材質として、熱硬化性樹脂、ケイ素、ステンレス、セラミックスなどを採用することができる。また、前記のダイヤフラムの材質として、熱硬化性樹脂、ケイ素、高分子膜、セラミックスなどを採用することができる。さらに、前記の圧電素子の材質として、積層型のピエゾ素子や、積層型の熱硬化性樹脂を採用することができる。なお、潤滑剤吐出装置５を作動させるための電力は小電力で足りる。 The lubricant discharge device 5 includes a pump 18 for pumping out the lubricant from the lubricant reservoir 4 through the supply pipe 9 and a nozzle 19 for discharging the lubricant pumped out by the pump 18.
The pump 18 employs, for example, a diaphragm type micropump having a diaphragm valve in which a piezoelectric element (not shown) is attached to a diaphragm (vibrating membrane, not shown). As a material of the pump 18, a thermosetting resin, silicon, stainless steel, ceramics, or the like can be employed. Further, as the material of the diaphragm, a thermosetting resin, silicon, a polymer film, ceramics, or the like can be employed. Further, as the material of the piezoelectric element, a laminated piezo element or a laminated thermosetting resin can be employed. In addition, the electric power for operating the lubricant discharge device 5 is sufficient.

ノズル１９は小径の円筒状をなし、基端（図１に示す左端）がポンプ１８のポンプ室に接続されており、先端側が転動体１２に向けて延びている。ノズル１９の先端には吐出口２０が開口している。吐出口２０は、転動体１２および内輪１０の軌道面１０ａに対向している。ノズル１９の材質として、熱硬化性樹脂、ケイ素、ステンレス、セラミックスなどを採用することができる。 The nozzle 19 has a small-diameter cylindrical shape, the base end (left end shown in FIG. 1) is connected to the pump chamber of the pump 18, and the distal end side extends toward the rolling element 12. A discharge port 20 is opened at the tip of the nozzle 19. The discharge port 20 faces the raceway surface 10 a of the rolling element 12 and the inner ring 10. As the material of the nozzle 19, a thermosetting resin, silicon, stainless steel, ceramics, or the like can be employed.

ポンプ１８から汲み出された潤滑剤はノズル１９に供給され、ノズル１９の吐出口２０から転動体１２および内輪１０の軌道面１０ａ（内外輪１０，１１の間）に向けて吐出される。
二次電池７は、外輪間座１７内の潤滑剤溜り４が形成されていない領域に配設されている。すなわち、二次電池７は、潤滑剤溜り４と周方向に並んでいる。二次電池７はリラクタンス発電部６において発生した電力を蓄える。そして、二次電池７に蓄えられた電力は、潤滑剤吐出装置５の作動のための電力としてだけでなく、次に述べるコイル２２の界磁（誘導電流の印加）のための電力にも用いられるようになっている。 The lubricant pumped out from the pump 18 is supplied to the nozzle 19 and discharged from the discharge port 20 of the nozzle 19 toward the rolling element 12 and the raceway surface 10a of the inner ring 10 (between the inner and outer rings 10, 11).
The secondary battery 7 is disposed in an area in the outer ring spacer 17 where the lubricant reservoir 4 is not formed. That is, the secondary battery 7 is aligned with the lubricant reservoir 4 in the circumferential direction. The secondary battery 7 stores electric power generated in the reluctance power generation unit 6. The power stored in the secondary battery 7 is used not only as power for operating the lubricant discharge device 5 but also as power for field (application of induction current) of the coil 22 described below. It is supposed to be.

二次電池７として、全固体リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、コンダクタ（キャパシタ）、インダクタ、レドックスキャパシタ、ナトリウムイオン電池、リチウム空気電池等が採用される。
リラクタンス発電部６は、回転子として機能する内輪間座１４と、固定子として機能する外輪間座１７とを備え、バリアブルリアクタンス型の電動機を構成している。より具体的には、この第１実施形態のリラクタンス発電部６は、固定子および回転子がそれぞれ突極構造を有するスイッチドリラクタンス型の電動機である。 As the secondary battery 7, an all-solid-state lithium ion battery, a lithium ion capacitor, a conductor (capacitor), an inductor, a redox capacitor, a sodium ion battery, a lithium air battery, or the like is employed.
The reluctance power generation unit 6 includes an inner ring spacer 14 that functions as a rotor and an outer ring spacer 17 that functions as a stator, and constitutes a variable reactance type electric motor. More specifically, the reluctance power generation unit 6 of the first embodiment is a switched reluctance type electric motor in which the stator and the rotor each have a salient pole structure.

外輪間座１７には、その内周面１７ａから２つの突条（固定子側突極部）２１が外輪間座１７の中心軸線に向けて突出形成されている。２つの突条２１は１８０°間隔で配置されている（図１では、図示の関係上一方のみ図示。図２参照）。各突条２１は、外輪間座１７にケイ素鋼を用いて一体的に形成されており、軸方向に沿って延びている。各突条２１の周囲には、コイル２２が１巻きだけ巻回されている。各突条２１は、平坦な先端面を有している。突条２１の先端面には、突条２１からのコイル２２の抜けを防止するための抜け防止板２３（図１参照）が取り付けられている。各突条２１が固定子側の突極として機能する。この場合、固定子として機能する外輪間座１７は、突極部を２極有していることになる。 In the outer ring spacer 17, two protrusions (stator-side salient pole portions) 21 protrude from the inner peripheral surface 17 a toward the central axis of the outer ring spacer 17. The two protrusions 21 are arranged at intervals of 180 ° (in FIG. 1, only one is shown because of the illustration, see FIG. 2). Each protrusion 21 is formed integrally with the outer ring spacer 17 using silicon steel, and extends along the axial direction. A coil 22 is wound around each protrusion 21 by one turn. Each protrusion 21 has a flat front end surface. A drop prevention plate 23 (see FIG. 1) for preventing the coil 22 from coming off from the protrusion 21 is attached to the distal end surface of the protrusion 21. Each protrusion 21 functions as a salient pole on the stator side. In this case, the outer ring spacer 17 that functions as a stator has two salient pole portions.

前述のように、潤滑剤吐出装置５を作動させるための電力は小電力で足りる。そのため、コイル２２の巻き数を多くする必要はない。むしろ、過剰な発電を抑制するために、コイル２２の巻き数は少ない方が望ましい。コイル２２の巻き数は、０．５〜２巻であれば好ましい。
図３および図４は、転がり軸受装置１の概略構成を示す図であって、軸方向に対して直角方向から見た概略断面図である。図３は、内輪間座１４の各長軸端１４ａと各突条２１の先端面とが対向する状態、図４は、図３に示す状態から内輪間座１４の位相が９０°ずれた状態を示す。図３および図４を参照して、リラクタンス発電部６によるリラクタンス発電について説明する。 As described above, a small amount of power is sufficient for operating the lubricant discharge device 5. Therefore, it is not necessary to increase the number of turns of the coil 22. Rather, in order to suppress excessive power generation, it is desirable that the number of turns of the coil 22 is small. The number of turns of the coil 22 is preferably 0.5 to 2 turns.
3 and 4 are diagrams showing a schematic configuration of the rolling bearing device 1, and are schematic cross-sectional views as seen from a direction perpendicular to the axial direction. FIG. 3 shows a state in which each long shaft end 14a of the inner ring spacer 14 faces the tip surface of each protrusion 21, and FIG. 4 shows a state in which the phase of the inner ring spacer 14 is shifted by 90 ° from the state shown in FIG. Indicates. Reluctance power generation by the reluctance power generation unit 6 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

内輪間座１４の外周面１４ｄの断面形状は楕円形をなしている。また、内輪間座１４の内周面１４ｃの断面形状は円形（真円）をなしている。そのため、内輪間座１４の径方向の厚みは、周方向に関して異なっており、内輪間座１４の長軸端１４ａで最も厚くなり、かつ内輪間座１４の短軸端１４ｂで最も薄くなっている。そのため、外郭断面楕円形状の内輪間座１４の２つの長軸端１４ａが、それぞれ回転子側の突極部として機能する。この場合において、回転子として機能する内輪間座１４は、突極部を２極有していることになる。 The cross-sectional shape of the outer peripheral surface 14d of the inner ring spacer 14 is elliptical. The cross-sectional shape of the inner peripheral surface 14c of the inner ring spacer 14 is a circle (perfect circle). Therefore, the radial thickness of the inner ring spacer 14 differs in the circumferential direction, and is the thickest at the long axis end 14 a of the inner ring spacer 14 and the thinnest at the short axis end 14 b of the inner ring spacer 14. . Therefore, the two long-axis ends 14a of the inner ring spacer 14 having an oval outer cross section function as salient pole portions on the rotor side. In this case, the inner ring spacer 14 that functions as a rotor has two salient pole portions.

図３に示すように、内輪間座１４の各長軸端１４ａと各突条２１の先端面とが対向する状態では、各突条２１と、内輪間座１４との間は、間隔Ｓが隔てられている。間隔Ｓは、たとえば約１mm以上の比較的大きな寸法に設定されている。
間隔Ｓを比較的大きな寸法としたのは、次の理由による。すなわち、前述のように、潤滑剤吐出装置５（図１参照）を作動させるための電力は小電力で足りる。そのため、間隔Ｓを微小間隔（１mm未満）に設定する必要はない。むしろ、過剰な発電を抑制するために、間隔Ｓは比較的大きな寸法であることが望ましい。 As shown in FIG. 3, in the state where each long shaft end 14 a of the inner ring spacer 14 and the distal end surface of each protrusion 21 face each other, a space S is provided between each protrusion 21 and the inner ring spacer 14. It is separated. The interval S is set to a relatively large dimension of, for example, about 1 mm or more.
The reason why the distance S is relatively large is as follows. That is, as described above, a small amount of electric power is sufficient for operating the lubricant discharging device 5 (see FIG. 1). Therefore, it is not necessary to set the interval S to a minute interval (less than 1 mm). Rather, in order to suppress excessive power generation, the interval S is desirably a relatively large size.

再び図１を参照して、転がり軸受装置１は、内輪間座１４の外輪間座１７に対する回転位相を検出するための回転位相検出部２４と、半導体チップ型のマイクロコンピュータにより構成された制御装置２５とを備えている。回転位相検出部２４によって検出された回転位相は、制御装置２５に入力されるようになっている。制御装置２５は、入力された回転位相に基づいて、リラクタンス発電部６における発電を制御する。また、制御装置２５は、潤滑油吐出装置５のポンプ１８の作動を制御する。 Referring to FIG. 1 again, the rolling bearing device 1 includes a rotation phase detection unit 24 for detecting a rotation phase of the inner ring spacer 14 with respect to the outer ring spacer 17 and a control device constituted by a semiconductor chip type microcomputer. 25. The rotational phase detected by the rotational phase detector 24 is input to the control device 25. The control device 25 controls power generation in the reluctance power generation unit 6 based on the input rotational phase. The control device 25 controls the operation of the pump 18 of the lubricating oil discharge device 5.

図３および図４を参照して、工作機械の作動時には、主軸２が高速回転する。また、主軸２の高速回転に伴って、内輪間座１４が外輪間座１７に対して高速で相対回転する。主軸２の回転中において、所定の潤滑剤吐出タイミングになると、制御装置２５は、二次電池７に蓄えられた電力を、導電機構（図示しない）を介してコイル２２に与える（励磁電流を印加させる）。コイル２２に励磁電流が流れることにより、コイル２２の周囲に磁束が発生する。相対回転する内輪間座１４および外輪間座１７において、内輪間座１４の各長軸端１４ａと各突条２１の先端面とが対向するとき、コイル２２のインダクタンスが最大になり、内輪間座１４の各短軸端１４ｂと各突条２１の先端面とが対向するとき、コイル２２のインダクタンスは最小になる。このようなインダクタンス変化により起電力が発生する。これにより、リラクタンス発電が行われる。 Referring to FIGS. 3 and 4, main shaft 2 rotates at a high speed when the machine tool is operated. As the main shaft 2 rotates at high speed, the inner ring spacer 14 rotates relative to the outer ring spacer 17 at high speed. When the predetermined lubricant discharge timing is reached while the spindle 2 is rotating, the control device 25 applies the electric power stored in the secondary battery 7 to the coil 22 via a conductive mechanism (not shown) (applying an excitation current). ) When an excitation current flows through the coil 22, a magnetic flux is generated around the coil 22. In the inner ring spacer 14 and the outer ring spacer 17 that rotate relative to each other, when the long shaft ends 14a of the inner ring spacer 14 and the tip surfaces of the protrusions 21 face each other, the inductance of the coil 22 becomes maximum, and the inner ring spacer 14 When each short shaft end 14b of 14 and the front end surface of each protrusion 21 face each other, the inductance of the coil 22 is minimized. An electromotive force is generated by such an inductance change. Thereby, reluctance power generation is performed.

そして、リラクタンス発電部６において発電した電力は、導電機構（図示しない）を介して潤滑剤吐出装置５に供給される。供給された電力を用いて、潤滑剤吐出装置５の作動が行われる。ポンプ１８が作動されて、潤滑剤溜り４から潤滑剤が汲み出される。そして、汲み出された潤滑剤がノズル１９の吐出口２０から吐出される。このとき、ノズル１９の吐出口２０から吐出される潤滑剤の量は、転がり軸受３の回転速度や転がり軸受３周辺の雰囲気温度に基づいて、制御装置２５により調節される。 Then, the electric power generated in the reluctance power generation unit 6 is supplied to the lubricant discharge device 5 via a conductive mechanism (not shown). The lubricant discharge device 5 is operated using the supplied electric power. The pump 18 is operated and the lubricant is pumped out from the lubricant reservoir 4. Then, the pumped-out lubricant is discharged from the discharge port 20 of the nozzle 19. At this time, the amount of the lubricant discharged from the discharge port 20 of the nozzle 19 is adjusted by the control device 25 based on the rotational speed of the rolling bearing 3 and the ambient temperature around the rolling bearing 3.

また、リラクタンス発電部６において発電した電力は、導電機構（図示しない）を介して二次電池７にも供給され、二次電池７に蓄えられる。
以上により、この実施形態によれば、内外輪１０，１１の相対回転に伴って内輪間座１４が外輪間座１７に対して回転し、その結果、コイル２２に界磁変化が生じて、リラクタンス発電が行われる。このリラクタンス発電により発生された電力を用いて潤滑剤吐出装置５が作動され、この潤滑剤吐出装置５の作動によって、潤滑剤溜り４に溜められている潤滑剤が、内外輪１０，１１間に向けて吐出される。 The electric power generated in the reluctance power generation unit 6 is also supplied to the secondary battery 7 through a conductive mechanism (not shown) and stored in the secondary battery 7.
As described above, according to this embodiment, the inner ring spacer 14 rotates with respect to the outer ring spacer 17 in accordance with the relative rotation of the inner and outer rings 10 and 11, and as a result, a field change occurs in the coil 22 and reluctance occurs. Power generation is performed. The lubricant discharge device 5 is operated using the electric power generated by the reluctance power generation, and the lubricant stored in the lubricant reservoir 4 is moved between the inner and outer rings 10 and 11 by the operation of the lubricant discharge device 5. It is discharged toward.

リラクタンス発電により発生される電力は、内外輪１０，１１の相対回転速度が速くなるにつれて大きくなる。そのため、内外輪１０，１１の高速回転中において、潤滑剤吐出装置５を作動させるための電力を良好に発生させることができる。また、コイル２２が突条２１からの抜止めが設けられた状態で外輪間座１７に取り付けられているので、内外輪１０，１１の相対回転速度が高速になっても、コイル２２が転がり軸受３から離脱することはない。これにより、転がり軸受装置１を高速回転性が求められる用途に広く適用でき、かつ内外輪１０，１１間の潤滑状態を良好に保つことができる。 The electric power generated by the reluctance power generation increases as the relative rotational speed of the inner and outer rings 10, 11 increases. Therefore, it is possible to satisfactorily generate electric power for operating the lubricant discharge device 5 during the high-speed rotation of the inner and outer rings 10 and 11. Further, since the coil 22 is attached to the outer ring spacer 17 in a state where the coil 22 is prevented from being pulled out, the coil 22 is a rolling bearing even if the relative rotational speed of the inner and outer rings 10 and 11 becomes high. There is no departure from 3. As a result, the rolling bearing device 1 can be widely applied to uses that require high-speed rotation, and the lubrication state between the inner and outer rings 10 and 11 can be kept good.

また、第１実施形態では、図５に示すように、内輪間座１４に代えて、外周面１４ｄの断面形状が二面軸形状をなす内輪間座１４Ｅを用いてもよい。このとき、外周面１４ｄは主軸２の中心軸線を中心とする断面円形状をなしている。
図６は、本発明の第２実施形態に係る転がり軸受装置１０１の内輪間座１１４（回転子）の構成を示す概略斜視図である。第２実施形態に係る転がり軸受装置１０１は、第１実施形態に係る転がり軸受装置１において、内輪間座１４に代えて内輪間座１１４を設けたものである。そのため、転がり軸受装置１０１のリラクタンス発電部１０６は、回転子として機能する内輪間座１１４と、固定子として機能する外輪間座１７とを備えるバリアブルリアクタンス型の電動機を構成している。より具体的には、第２実施形態のリラクタンス発電部１０６は、回転子のみ突極構造を有するシンクロナスリラクタンス型の電動機である。 In the first embodiment, as shown in FIG. 5, instead of the inner ring spacer 14, an inner ring spacer 14 E in which the outer peripheral surface 14 d has a biaxial shape may be used. At this time, the outer peripheral surface 14d has a circular cross section with the central axis of the main shaft 2 as the center.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing the configuration of the inner ring spacer 114 (rotor) of the rolling bearing device 101 according to the second embodiment of the present invention. In the rolling bearing device 101 according to the second embodiment, an inner ring spacer 114 is provided instead of the inner ring spacer 14 in the rolling bearing device 1 according to the first embodiment. Therefore, the reluctance power generation unit 106 of the rolling bearing device 101 constitutes a variable reactance type electric motor including an inner ring spacer 114 that functions as a rotor and an outer ring spacer 17 that functions as a stator. More specifically, the reluctance power generation unit 106 of the second embodiment is a synchronous reluctance type electric motor in which only the rotor has a salient pole structure.

以下、内輪間座１１４について説明する。
内輪間座１１４は、内輪１０（図１参照）の一方端面（図１では左端面）に接し、かつ主軸２に外嵌固定されている。内輪間座１１４は円筒状をなしている。すなわち、内輪間座１１４の内周面１１４ｃおよび外周面１１４ｄの断面形状はそれぞれ円形（真円）をなしている。そのため、内輪間座１１４の径方向の厚みは、周方向に関して均一である。内輪間座１１４は、ケイ素鋼を用いて形成されている。 Hereinafter, the inner ring spacer 114 will be described.
The inner ring spacer 114 is in contact with one end face (left end face in FIG. 1) of the inner ring 10 (see FIG. 1) and is externally fixed to the main shaft 2. The inner ring spacer 114 has a cylindrical shape. That is, the cross-sectional shapes of the inner peripheral surface 114c and the outer peripheral surface 114d of the inner ring spacer 114 are each circular (perfect circle). Therefore, the radial thickness of the inner ring spacer 114 is uniform in the circumferential direction. The inner ring spacer 114 is formed using silicon steel.

なお、内輪間座１１４を、その外周面１１４ｄが真球に近いAxially Laminated型の回転子として用いることができれば、外周面１１４ｄが滑らかになり、高速回転性を有する。
内輪間座１１４の外周面１１４ｄには、周方向に１８０°隔てられた２つの位置に、第１および第２溝群１１５，１２５が形成されている。第１溝群１１５は、複数（図６では５つ）の溝（凹部）１１６を備えている。 If the inner ring spacer 114 can be used as an Axially Laminated rotor whose outer peripheral surface 114d is close to a true sphere, the outer peripheral surface 114d becomes smooth and has high-speed rotation.
On the outer circumferential surface 114d of the inner ring spacer 114, first and second groove groups 115 and 125 are formed at two positions separated by 180 ° in the circumferential direction. The first groove group 115 includes a plurality (five in FIG. 6) of grooves (recesses) 116.

各溝１１６は、周方向に沿って帯状に延びている。複数の溝１１６は、互いに同じ位相に配置されており、軸方向に等間隔に配設されている。複数の溝１１６の諸元は共通している。各溝１１６の長手方向幅Ｗ１は、周方向に沿って所定長さだけ（たとえば、全周長さの１/８程度）延びている。なお、溝１１６の個数や、長手方向幅Ｗ１、短手方向幅、溝深さは、適宜設定することができる。 Each groove 116 extends in a strip shape along the circumferential direction. The plurality of grooves 116 are arranged in the same phase, and are arranged at equal intervals in the axial direction. The specifications of the plurality of grooves 116 are common. The longitudinal width W1 of each groove 116 extends along the circumferential direction by a predetermined length (for example, about 1/8 of the entire circumferential length). Note that the number of the grooves 116, the longitudinal width W1, the lateral direction width, and the groove depth can be set as appropriate.

第２溝群１２５は、第１溝群１１５と同等の構成を有している。
工作機械の作動時には、主軸２（図１参照）が高速回転する。また、主軸２の高速回転に伴って、内輪間座１１４が外輪間座１７（図３等参照）に対して高速で相対回転する。主軸２の回転中において、所定の潤滑剤吐出タイミングになると、制御装置２５（図１参照）は、二次電池７に蓄えられた電力を用いてコイル２２（図３等参照）に励磁電流を印加させる。コイル２２に励磁電流が流れることにより、コイル２２の周囲に磁束が発生する。相対回転する内輪間座１１４および外輪間座１７において、内輪間座１１４の第１または第２溝群１１５，１２５と各突条２１（図３等参照）の先端面とが対向するとき、コイル２２のインダクタンスが最小になる。このようなインダクタンス変化により起電力が発生する。これにより、リラクタンス発電が行われる。 The second groove group 125 has the same configuration as the first groove group 115.
When the machine tool is operated, the spindle 2 (see FIG. 1) rotates at a high speed. As the main shaft 2 rotates at a high speed, the inner ring spacer 114 rotates at a high speed relative to the outer ring spacer 17 (see FIG. 3 and the like). At a predetermined lubricant discharge timing during the rotation of the main shaft 2, the control device 25 (see FIG. 1) uses the electric power stored in the secondary battery 7 to supply an exciting current to the coil 22 (see FIG. 3). Apply. When an excitation current flows through the coil 22, a magnetic flux is generated around the coil 22. In the inner ring spacer 114 and the outer ring spacer 17 that rotate relative to each other, when the first or second groove group 115, 125 of the inner ring spacer 114 and the tip surface of each protrusion 21 (see FIG. 3 etc.) face each other, the coil The inductance of 22 is minimized. An electromotive force is generated by such an inductance change. Thereby, reluctance power generation is performed.

この第２実施形態では、図７に示すように、内輪間座１１４の第１および第２溝群１１５，１２５の各溝１１６を、樹脂材料等の充填材２００を用いて埋設してもよい。このとき、充填材２００の表面は、内輪間座１１４の外周面１１４ｄと面一である。
内輪間座１１４に溝１１６を形成することにより、内輪間座１１４の強度は、若干ながら低下する。しかしながら、溝１１６の内部を充填材２００によって埋めることにより、内輪間座１１４の強度を向上することができ、これにより、溝１１６形成に伴う内輪間座１１４の強度低下を抑制することができる。 In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the grooves 116 of the first and second groove groups 115, 125 of the inner ring spacer 114 may be embedded using a filler 200 such as a resin material. . At this time, the surface of the filler 200 is flush with the outer peripheral surface 114 d of the inner ring spacer 114.
By forming the groove 116 in the inner ring spacer 114, the strength of the inner ring spacer 114 slightly decreases. However, by filling the interior of the groove 116 with the filler 200, the strength of the inner ring spacer 114 can be improved, and thereby the strength reduction of the inner ring spacer 114 due to the formation of the groove 116 can be suppressed.

また、各溝１１６を、主軸２（図１参照）の軸方向に沿って延びた態様にしてもよい。
図８は、本発明の第３実施形態に係る転がり軸受装置２０１の内輪間座２１４（回転子）の構成を示す概略斜視図である。第３実施形態に係る転がり軸受装置２０１は、第１実施形態に係る転がり軸受装置１において、内輪間座１４に代えて内輪間座２１４を設けたものである。そのため、転がり軸受装置２０１のリラクタンス発電部２０６は、回転子として機能する内輪間座２１４と、固定子として機能する外輪間座１７（図３等参照）とを備えるバリアブルリアクタンス型の電動機を構成している。より具体的には、第３実施形態のリラクタンス発電部２０６は、回転子のみ突極構造を有するシンクロナスリラクタンス型の電動機である。 Further, each groove 116 may be extended along the axial direction of the main shaft 2 (see FIG. 1).
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the configuration of the inner ring spacer 214 (rotor) of the rolling bearing device 201 according to the third embodiment of the present invention. In the rolling bearing device 201 according to the first embodiment, an inner ring spacer 214 is provided instead of the inner ring spacer 14 in the rolling bearing device 1 according to the first embodiment. Therefore, the reluctance power generation unit 206 of the rolling bearing device 201 constitutes a variable reactance type electric motor including an inner ring spacer 214 that functions as a rotor and an outer ring spacer 17 (see FIG. 3 and the like) that functions as a stator. ing. More specifically, the reluctance power generation unit 206 of the third embodiment is a synchronous reluctance type electric motor in which only the rotor has a salient pole structure.

以下、内輪間座２１４について説明する。
内輪間座２１４は、内輪１０（図１参照）の一方端面（図１では左端面）に接し、かつ主軸２に外嵌固定されている。内輪間座２１４は円筒状をなしている。すなわち、内輪間座２１４の内周面２１４ｃおよび外周面２１４ｄの断面形状はそれぞれ円形（真円）をなしている。そのため、内輪間座２１４の径方向の厚みは、周方向に関して均一である。内輪間座２１４は、ケイ素鋼を用いて形成されている。 Hereinafter, the inner ring spacer 214 will be described.
The inner ring spacer 214 is in contact with one end face (left end face in FIG. 1) of the inner ring 10 (see FIG. 1) and is externally fixed to the main shaft 2. The inner ring spacer 214 has a cylindrical shape. That is, the cross-sectional shapes of the inner peripheral surface 214c and the outer peripheral surface 214d of the inner ring spacer 214 are each circular (perfect circle). Therefore, the radial thickness of the inner ring spacer 214 is uniform in the circumferential direction. The inner ring spacer 214 is formed using silicon steel.

なお、内輪間座２１４を、その外周面２１４ｄが真球に近いAxially Laminated型の回転子として用いることができれば、外周面２１４ｄが滑らかになり、高速回転性を有する。
内輪間座２１４は、周方向に１８０°隔てられた２つの位置に、第１および第２孔群２１５，２２５が形成されている。第１孔群２１５は、主軸２の軸方向に沿って延びる複数（図８では３つ）の孔（凹部）２１６Ａ，２１６Ｂ，２１６Ｃを備えている。 If the inner ring spacer 214 can be used as an Axially Laminated rotor whose outer peripheral surface 214d is close to a true sphere, the outer peripheral surface 214d becomes smooth and has high-speed rotation.
In the inner ring spacer 214, first and second hole groups 215 and 225 are formed at two positions separated by 180 ° in the circumferential direction. The first hole group 215 includes a plurality (three in FIG. 8) of holes (concave portions) 216A, 216B, and 216C extending along the axial direction of the main shaft 2.

複数の孔２１６Ａ〜２１６Ｃは、径方向厚みの内部に形成されている。複数の孔２１６Ａ〜２１６Ｃは、径方向に関して互いにずれた位置に、かつ互いに同じ周方向位置（位相）に形成されている。各孔２１６Ａ〜２１６Ｃは、内輪間座２１４の一端面から他端面からまで延びる貫通孔である。
各孔２１６Ａ〜２１６Ｃは、軸方向に直交する方向から見た断面形状が、径方向に薄幅で、内に向けて凸の円弧状をなしている。孔２１６Ａ〜２１６Ｃは、外周側の孔２１６Ａ〜２１６Ｃほど、周方向幅が小さく設定されている。なお、孔２１６Ａ〜２１６Ｃの個数や、周方向幅、径方向幅は、適宜設定することができる。 The plurality of holes 216A to 216C are formed inside the radial thickness. The plurality of holes 216A to 216C are formed at positions shifted from each other in the radial direction and at the same circumferential position (phase). Each of the holes 216A to 216C is a through hole extending from one end surface of the inner ring spacer 214 to the other end surface.
Each of the holes 216 A to 216 C has a cross-sectional shape viewed from a direction orthogonal to the axial direction and has a thin radial shape and a convex arc shape inward. The holes 216 A to 216 C are set to have a smaller circumferential width as the holes 216 A to 216 C on the outer peripheral side. The number of holes 216A to 216C, the circumferential width, and the radial width can be set as appropriate.

第２孔群２２５は、第１孔群２１５と同等の構成を有している。
工作機械の作動時には、主軸２（図１参照）が高速回転する。また、主軸２の高速回転に伴って、内輪間座２１４が外輪間座１７（図３等参照）に対して高速で相対回転する。主軸２の回転中において、所定の潤滑剤吐出タイミングになると、制御装置２５（図１参照）は、二次電池７に蓄えられた電力を用いてコイル２２（図３等参照）に励磁電流を印加させる。コイル２２に励磁電流が流れることにより、コイル２２の周囲に磁束が発生する。相対回転する内輪間座２１４および外輪間座１７において、内輪間座２１４における第１または第２孔群２１５，２２５の形成位置と、各突条２１（図３等参照）の先端面とが対向するとき、コイル２２のインダクタンスが最小になる。このようなインダクタンス変化により起電力が発生する。これにより、リラクタンス発電が行われる。 The second hole group 225 has a configuration equivalent to that of the first hole group 215.
When the machine tool is operated, the spindle 2 (see FIG. 1) rotates at a high speed. As the main shaft 2 rotates at a high speed, the inner ring spacer 214 rotates at a high speed with respect to the outer ring spacer 17 (see FIG. 3 and the like). At a predetermined lubricant discharge timing during the rotation of the main shaft 2, the control device 25 (see FIG. 1) uses the electric power stored in the secondary battery 7 to supply an exciting current to the coil 22 (see FIG. 3). Apply. When an excitation current flows through the coil 22, a magnetic flux is generated around the coil 22. In the inner ring spacer 214 and the outer ring spacer 17 that rotate relative to each other, the formation positions of the first or second hole groups 215 and 225 in the inner ring spacer 214 and the tip surfaces of the protrusions 21 (see FIG. 3 and the like) face each other. When doing so, the inductance of the coil 22 is minimized. An electromotive force is generated by such an inductance change. Thereby, reluctance power generation is performed.

この第３実施形態では、図９に示すように、内輪間座２１４の第１および第２孔群１１５，１２５の各孔２１６Ａ〜２１６Ｃを、樹脂材料等の充填材３００を用いて埋設してもよい。
内輪間座２１４に孔２１６Ａ〜２１６Ｃを形成することにより、内輪間座２１４の強度は、若干ながら低下する。しかしながら、孔２１６Ａ〜２１６Ｃの内部を充填材３００によって埋めることにより、内輪間座２１４の強度を向上することができ、これにより、孔２１６Ａ〜２１６Ｃ形成に伴う内輪間座２１４の強度低下を抑制することができる。 In the third embodiment, as shown in FIG. 9, the holes 216A to 216C of the first and second hole groups 115 and 125 of the inner ring spacer 214 are embedded using a filler 300 such as a resin material. Also good.
By forming the holes 216A to 216C in the inner ring spacer 214, the strength of the inner ring spacer 214 slightly decreases. However, by filling the holes 216A to 216C with the filler 300, it is possible to improve the strength of the inner ring spacer 214, thereby suppressing a decrease in strength of the inner ring spacer 214 due to the formation of the holes 216A to 216C. be able to.

以上、この発明の３つの実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば図１０に示すように、先端部２１ａが断面半円状をなす突条２１Ｂを用いてもよい。この場合、突条２１Ｂの先端部２１ａにおいては、その先端に向かうに従って体積が少なくなる。 Although three embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be implemented in other forms.
For example, as shown in FIG. 10, a protrusion 21B having a semicircular cross section at the tip 21a may be used. In this case, the volume of the tip 21a of the ridge 21B decreases toward the tip.

前述のように、潤滑剤吐出装置５を作動させるための電力は小電力で足りる。そのため、先端部２１ａを平坦面とする必要はない。むしろ、過剰な発電を抑制するために、ケイ素鋼からなる先端部２１ａの体積は小さい方が望ましい。
さらに、断面半円状の先端部２１ａに代えて、断面形状が先尖り三角形状の先端部を設けることもできる。 As described above, a small amount of power is sufficient for operating the lubricant discharge device 5. Therefore, it is not necessary for the tip 21a to be a flat surface. Rather, in order to suppress excessive power generation, it is desirable that the tip portion 21a made of silicon steel has a small volume.
Furthermore, instead of the tip part 21a having a semicircular cross section, a tip part having a pointed triangular cross section may be provided.

また、図１１に示すように、各コイル２２が突条２１，２１Ｂ（図１１では、突条２１を図示）に２巻きとされていてもよい。なお、コイル２２の巻き数は、０．５〜２巻という少数の範囲内で適宜設定することができる。
また、内輪間座１４の外輪間座１７に対する回転位相の検出を、回転位相検出部２４による位相検出に代えて、コイル２２のインダクタンスの変化に基づいて検出するようにしてもよい。 In addition, as shown in FIG. 11, each coil 22 may be wound on the ridges 21 and 21B (in FIG. 11, the ridge 21 is shown). The number of turns of the coil 22 can be set as appropriate within a small range of 0.5 to 2 turns.
Further, the detection of the rotational phase of the inner ring spacer 14 relative to the outer ring spacer 17 may be detected based on a change in the inductance of the coil 22 instead of the phase detection by the rotational phase detector 24.

また、回転子２極固定子２極の構造のリラクタンス発電部６，１０６，２０６について説明したが、リラクタンス発電部にそれ以外の構造を採用できるのはもちろんのことである。
また、前述の各実施形態では、潤滑剤溜り４、潤滑剤吐出装置５、リラクタンス発電部６および二次電池７が外輪間座１７に配置されているとして説明したが、これらの少なくとも１つを外輪１１に配置することもできる。 Moreover, although the reluctance power generation units 6, 106, 206 having a rotor 2-pole stator 2-pole structure have been described, it goes without saying that other structures can be adopted for the reluctance power generation unit.
In each of the above-described embodiments, the lubricant reservoir 4, the lubricant discharge device 5, the reluctance power generation unit 6 and the secondary battery 7 have been described as being disposed in the outer ring spacer 17, but at least one of these is described. It can also be arranged on the outer ring 11.

また、二次電池７として全固体リチウムイオン電池を利用する場合には、潤滑剤吐出装置および二次電池を、ＭＥＭＳ技術を用いて一体化させることもできる。 Moreover, when using an all-solid-state lithium ion battery as the secondary battery 7, a lubricant discharge device and a secondary battery can also be integrated using MEMS technology.

１…転がり軸受装置、３…転がり軸受、４…潤滑剤溜り、５…潤滑剤吐出装置、６…リラクタンス発電部、７…二次電池（蓄電池）、１０…内輪、１１…外輪、１２…転動体、１４…内輪間座（回転子）、１７…外輪間座（固定側に隣接する部材、固定子）、２１Ｂ…突起（固定子側突極部）、２２…コイル、１０１…転がり軸受装置、１０６…リラクタンス発電部、１１４…内輪間座（回転子）、１１６…溝（凹部）、２００…充填材、２０１…転がり軸受装置、２０６…リラクタンス発電部、２１４…内輪間座（回転子）、２１６Ａ〜２１６Ｃ…孔（凹部）、３００…充填材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rolling bearing apparatus, 3 ... Rolling bearing, 4 ... Lubricant accumulation, 5 ... Lubricant discharge apparatus, 6 ... Reluctance power generation part, 7 ... Secondary battery (storage battery), 10 ... Inner ring, 11 ... Outer ring, 12 ... Roll Moving body, 14 ... inner ring spacer (rotor), 17 outer ring spacer (member adjacent to the fixed side, stator), 21B ... projection (stator side salient pole part), 22 ... coil, 101 ... rolling bearing device DESCRIPTION OF SYMBOLS 106 ... Reluctance power generation part, 114 ... Inner ring spacer (rotor), 116 ... Groove (recess), 200 ... Filler, 201 ... Rolling bearing apparatus, 206 ... Reluctance power generation part, 214 ... Inner ring spacer (rotor) 216A to 216C ... hole (recess), 300 ... filler

Claims

A rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements disposed between the inner and outer rings;
Formed in a member adjacent to the fixed side of the inner and outer rings or the fixed side, and a lubricant reservoir for storing a lubricant;
A lubricant discharge device for discharging the lubricant stored in the lubricant reservoir toward the space between the inner and outer rings;
An electric power generating unit for generating electric power used for the operation of the lubricant discharge device,
The power generation unit includes a coil, and includes a stator fixed to the fixed side of the inner and outer rings, and a rotor that rotates along with the rotation of the inner and outer rings, and the fixing of the rotor look including a reluctance generator unit that performs reluctance generator by the field磁変of the coil due to rotation relative to the child,
The rotor includes a cylindrical inner ring spacer fixed to the inner ring,
A rolling bearing device in which a cross-sectional shape of an outer periphery of the inner ring spacer is an ellipse.

A rolling bearing having an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements disposed between the inner and outer rings;
Formed in a member adjacent to the fixed side of the inner and outer rings or the fixed side, and a lubricant reservoir for storing a lubricant;
A lubricant discharge device for discharging the lubricant stored in the lubricant reservoir toward the space between the inner and outer rings;
An electric power generating unit for generating electric power used for the operation of the lubricant discharge device,
The power generation unit includes a coil, and includes a stator fixed to the fixed side of the inner and outer rings, and a rotor that rotates along with the rotation of the inner and outer rings, and the fixing of the rotor A reluctance power generation unit that performs reluctance power generation by a field change of the coil accompanying rotation with respect to the child,
The rotor is an inner ring spacer fixed to the inner ring and formed using silicon steel ,
The cross-sectional shape of the outer periphery of the inner ring spacer has a circular, one or more portions of the inner ring spacer has a recessed portion is formed, rolling rising bearing device.

The rolling bearing device according to claim 1 or 2 , wherein the number of turns of the coil is 0.5 to 2 turns.

The stator has a stator-side salient pole portion that protrudes toward the rotor and around which the coil is wound.
The rolling bearing device according to any one of claims 1 to 3 , wherein a tip end portion of the stator side salient pole portion has a convex shape.

The battery further includes a storage battery for storing electric power generated by the reluctance power generation,
The The stored power in the battery, as well as operation of the lubricant discharge device, also used in the field of the coil, the rolling bearing device according to any one of claims 1-4.