JP6665758B2 - 軸受装置 - Google Patents
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Description
〔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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 外輪、当該外輪と同軸の内輪、前記外輪と前記内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、
前記転動体及び前記保持器が設けられている第1の環状空間の軸方向の隣に設けられ前記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、
前記外輪は、前記転動体が転動する軸方向一方側の外輪本体部と、当該外輪本体部の軸方向他方側に設けられている外輪延長部と、を有し、
前記内輪は、前記転動体が転動する軸方向一方側の内輪本体部と、当該内輪本体部の軸方向他方側に設けられている内輪延長部と、を有し、
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し直接的に潤滑油を当該給油領域に吹き付けるポンプと、を有し、
前記ポンプは、前記外輪本体部又は前記内輪本体部の一部を前記給油領域として当該一部に向かって開口している噴出口を有し、
前記外輪延長部と前記内輪延長部との間に形成されている第2の環状空間に、前記給油領域に向かって潤滑油を初速を有する油滴として飛ばす前記ポンプが格納されている、軸受装置。 - 前記給油領域は、前記外輪本体部又は前記内輪本体部の軌道である、請求項1に記載の軸受装置。
- 前記噴出口の中心線方向は、前記軸受部の中心線に平行な仮想線に対して傾斜している、請求項1又は2に記載の軸受装置。
- 前記噴出口の開口は、前記外輪本体部と前記内輪本体部との間に形成されている前記第1の環状空間の外に位置している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の軸受装置。
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