JP6750296B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸受部と、この軸受部の軸方向隣りに設けられている給油ユニットとを備えている転がり軸受装置に関する。

近年、各種の工作機械では、加工効率及び生産効率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、これを支持する軸受部において特に潤滑性が問題となる。そこで、軸受部の軸方向隣りに給油ユニットが設けられている転がり軸受装置が提案されている（特許文献１参照）。この給油ユニットは、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ためのポンプ等を有している。

特開２００４−１０８３８８号公報

前記のような転がり軸受装置では、潤滑油を溜めるタンクが、軸受部と共に軸とハウジングとの間の狭い環状空間に設けられることから、タンクの容量は制限される。したがって、長期にわたって給油ユニットを機能させるためには、潤滑油の過剰な供給（無駄な消費）を抑える必要がある。

給油ユニットが備えているポンプとして、潤滑油を油滴として噴出することを可能とするものがある。このようなポンプを有する給油ユニットにおいて、潤滑油の効率的利用の観点から、１回の吐出動作で定められた量の油滴をポンプから噴出させ、この油滴を軸受部の所望のターゲットに到達させるのが好ましい。ポンプにおける１回の吐出動作により軸受部に供給する油滴の量は、例えば数ピコリットル〜数ナノリットルとすることができ、この油滴を、ターゲットとして例えば転動体や軌道に到達させるのが好ましい。

しかし、実際では、ポンプから前記のような所定量の油滴（以下、主油滴という。）が噴出される他に、この主油滴に続いて飛散する油（以下、サテライトともいう。）も吐出されていることが、本願の発明者により確認された。主油滴の油量に対してサテライトの油量は多いため、タンクから消費される潤滑油が想定外に多くなってしまう。
また、主油滴に続くサテライトは、軸受部の前記ターゲットに到達すればよいが、主油滴から遅れ、ポンプのノズル周辺を浮遊したり、ノズルが開口しているポンプの壁面に付着したりし、軸受部の潤滑に用いられにくい。つまり、従来の給油ユニットでは、潤滑油が無駄に消費されている場合があるという問題点がある。

そこで、本発明は、潤滑油の無駄な消費を抑えることのできる転がり軸受装置を提供する。

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、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隣りに設けられ、潤滑油を溜めるタンク、及び、当該タンクの潤滑油を受け前記軸受部のターゲットに向けて潤滑油を油滴として噴出するノズルが設けられているポンプを有する給油ユニットと、を備え、前記給油ユニットは、更に、前記ノズルから噴出させた油滴の通過領域を覆うと共に前記ターゲット側に向かって開口している風防部を有しており、前記通過領域を含む前記風防部の内側領域は、前記ノズル側から、軸受回転に起因して負圧が生じる前記ターゲット側の前記開口に向けて気流を生じさせる流路形状を有している。

軸受部が回転すると、内輪と外輪との間の環状空間に存在するエアも回転するが、前記風防部によって、ポンプから噴出させた油滴を軸受部のターゲットに到達させやすくすることができる。また、前記のような回転するエアによって、風防部のターゲット側の開口において負圧が発生するが、この風防部の内側領域は、ノズル側からターゲット側の開口に向けて気流を生じさせる流路形状を有している。このため、ノズル近くで漂う潤滑油を風防部のターゲット側の開口へ運ぶ作用が生まれる。この結果、開口に運ばれた潤滑油を、やがて前記環状空間で回転するエアの流れに乗せて軸受部に供給することが可能となり、潤滑油の無駄な消費を抑えることができる。

風防部の内側領域において前記のような気流を生じさせるためには、この内側領域において、ノズル側の圧力（気圧）が、ターゲット側の開口の圧力よりも高くなるようにすればよい。そこで、前記風防部の前記ノズル側の部分に、当該風防部の外側領域から前記通過領域を含む内側領域へエアの取り入れを可能とする取り入れ口が設けられている構成とすることができる。これにより、風防部の内側領域において、ノズル側の圧力（気圧）を、ターゲット側の開口の圧力よりも高くすることができ、前記のような気流を生じさせることが可能となる。
また、前記内側領域は、前記流路形状として、前記開口側の流路断面よりも前記ノズル側の流路断面の方が大きい形状を有している構成とすることができる。これにより、風防部の内側領域において、ノズル側の圧力（気圧）を、ターゲット側の開口の圧力よりも高くすることができ、前記のような気流を生じさせることが可能となる。

また、前記内側領域は、前記開口側の流路部と、前記開口側よりも流路断面が大きいノズル側の流路部と、当該ノズル側の流路部から流路断面が急拡し前記ノズルが開口している前記ポンプの本体壁部と対向している拡径部と、を有しているのが好ましい。
この構成によれば、風防部の内側領域において、ノズル側の圧力（気圧）を、ターゲット側の開口の圧力よりも高くすることができ、前記のような気流を生じさせることが可能となる。更に、ノズル近くで漂う潤滑油を拡径部によって広い範囲から、風防部のターゲット側の開口へ運ぶ作用を生じさせることができる。

本発明によれば、潤滑油の無駄な消費を抑えることができ、給油ユニットを長期にわたって機能させることが可能となる。

転がり軸受装置の実施の一形態を示す断面図である。 給油ユニットを軸方向から見た断面図である。 ポンプ、風防部及びその周囲の概略構成を説明するための断面図である。 ポンプ、風防部及びその周囲を軸方向から見た図である。 ポンプ、風防部及びその周囲を軸方向から見た図である。 図４の矢印Ｙ３矢視の断面図である。 ポンプ、風防部及びその周囲の概略構成を説明するための断面図である。

以下、本発明の転がり軸受装置の実施の一形態を説明する。図１は、転がり軸受装置の実施の一形態を示す断面図である。図１に示す転がり軸受装置１０（以下、軸受装置１０ともいう。）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では、軸７及び軸受ハウジング８を２点鎖線で示している。なお、この軸受装置１０は工作機械以外においても適用可能である。また、以下の説明において、軸受装置１０の中心線Ｃに平行な方向を軸方向と呼び、この軸方向に直交する方向を径方向と呼ぶ。

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、これら複数の玉２３を保持する保持器２４を有しており、玉軸受（転がり軸受）を構成している。更に、この軸受装置１０は、円筒状である内輪間座１７及び外輪間座１８を備えている。

給油ユニット４０は、全体として円環状であり、外輪間座１８の径方向内側に取り付けられており、軸受部２０の軸方向について隣りに位置している。給油ユニット４０は、軸受部２０へ給油を行う機能を有している。給油ユニット４０の詳細な構成及び機能については後に説明する。本実施形態では、給油ユニット４０と外輪間座１８とは別体であるが、これらは一体であってもよい。この場合、給油ユニット４０は、給油を行う機能と共に、外輪間座としての機能も有する。

本実施形態では、外輪２２、外輪間座１８及び給油ユニット４０が軸受ハウジング８に回転不能として取り付けられており、内輪２１及び内輪間座１７が軸７と共に回転する。したがって、外輪２２が、回転しない固定輪となり、内輪２１が、軸７と共に回転する回転輪となる。

内輪２１は、軸７に外嵌する円筒状の部材であり、その外周に軌道（以下、内輪軌道２５という。）が形成されている。本実施形態では、内輪２１と内輪間座１７とは別体であるが、図示しないが、これらは一体（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、その内周に軌道（以下、外輪軌道２６という。）が形成されている。本実施形態では、外輪２２と外輪間座１８とは別体であるが、図示しないが、これらは一体（一体不可分）であってもよい。

玉２３は、内輪２１と外輪２２との間に介在しており、内輪軌道２５及び外輪軌道２６を転動する。保持器２４は、環状であり、周方向に沿ってポケット２７が複数形成されている。玉２３及び保持器２４は、内輪２１と外輪２２との間に形成されている環状空間１１に設けられている。

保持器２４は、全体として環状であり、玉２３の軸方向一方側の環状部２８ａと、玉２３の軸方向他方側の環状部２８ｂと、これら環状部２８ａ，２８ｂを連結している複数の柱部２９とを有している。環状部２８ａ，２８ｂの間であって周方向で隣り合う柱部２９，２９の間がポケット２７となり、各ポケット２７に一つの玉２３が収容されている。この構成により、保持器２４は、複数の玉２３を周方向に間隔をあけて保持することができる。

この保持器２４では、軸方向一方側（給油ユニット４０側）の環状部２８ａが外輪２２の肩部３０と摺接可能となっている。これにより、保持器２４は外輪２２によって径方向についての位置決めがされる。つまり、この軸受部２０では、保持器２４が外輪案内（軌道輪案内）される軸受となっている。

保持器２４は、樹脂製（例えば、フェノール樹脂製）であり、内輪２１及び外輪２２は、軸受鋼等の鋼製である。玉２３は、軸受鋼等の鋼製であってもよく、セラミックスであってもよい。

図２は、給油ユニット４０を軸方向から見た断面図である。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、タンク４２及びポンプ４３を備えている。これらタンク４２及びポンプ４３は、給油ユニット４０が有している環状の本体部４１に設けられている。また、給油ユニット４０は、制御部４４及び電源部４５を備えており、更に、図示していないが、各種センサも備えている。

本体部４１は、外輪間座１８の内周側に取り付けられており、ポンプ４３等を保持するフレームとしての機能を有している。本体部４１は円環状の部材であるが中空空間が形成されており、この中空空間にポンプ４３、制御部４４、及び、電源部４５が設けられている。また、前記中空空間の一つがタンク４２となっている。これにより、本体部４１、タンク４２、ポンプ４３、制御部４４及び電源部４５等を含む給油ユニット４０は、一体として構成される。

図２において、タンク４２は、潤滑油（オイル）を溜めるためのものであり、潤滑油をポンプ４３へ流すために配管４６を通じてポンプ４３と繋がっている。タンク４２内には、図示しないが、潤滑油を保持する保持材（多孔質部材）が設けられていてもよい。

ポンプ４３は、内部に圧電素子４３ａを有しており、この圧電素子４３ａが動作することでポンプ４３の油室（内部空間）４３ｂの容積を変化させ、この油室４３ｂの潤滑油を軸受部２０の環状空間１１に吐出させることができる（図１参照）。油室４３ｂは、ポンプ４３において潤滑油を溜める空間である。ポンプ４３が有するノズル５０は、油室４３ｂと繋がっており、また、軸方向に向かって開口している。このノズル５０から潤滑油が油滴Ｐとなって初速を有して吐出される。つまり、ノズル５０から油滴Ｐは飛翔する。

電源部４５（図２参照）は、ポンプ４３の動作用の電力を供給する。制御部４４は、ポンプ４３を動作させるタイミングを制御することができる。

以上より、ポンプ４３は、タンク４２の潤滑油を油室４３ｂにおいて受けると共に、この油室４３ｂの潤滑油をノズル５０から油滴Ｐとして軸受部２０のターゲットに向けて噴出する（飛翔させる）構成となっている。ポンプ４３の１回の動作で、ノズル５０から数ピコリットル〜数ナノリットルの潤滑油が油滴Ｐとして噴出される。また、本実施形態における前記ターゲットは、玉２３や内輪軌道２５である。

図３に示すように、給油ユニット４０は、更に、油滴Ｐの風防として機能する風防部５１を備えている。図３は、ポンプ４３、風防部５１及びその周囲の概略構成を説明するための断面図である。図３は、転がり軸受１０の中心線Ｃ（図１参照）を含む断面における図である。風防部５１は、ポンプ４３側から玉２３の近傍まで軸方向に延びるようにして設けられており、この風防部５１には、軸方向に貫通している孔５４が形成されている。この孔５４の軸方向一方側（図３では左側）は、ポンプ４３のノズル５０に向かって開口しており、孔５４の軸方向他方側（図３では右側）が、前記ターゲットに向かって開口している。孔５４の断面積（油滴Ｐの通過面積）はノズル５０の断面積よりも充分に大きく（１０倍以上大きく）、孔５４の断面積は油滴Ｐよりも充分に大きい。このため、ノズル５０から噴出させた油滴Ｐは、孔５４を通過して、前記ターゲット（玉２３又は内輪軌道２５）に到達し、潤滑のために用いられる。この孔５４により風防部５１の内側の内側領域Ｋ２が形成されており、風防部５１によって内側領域Ｋ２と外側領域Ｋ３とが区画されている。以上のように、風防部５１は、ノズル５０から噴出させた油滴Ｐの通過領域Ｋ１を覆うと共に、前記ターゲット側に向かって開口している構成となる。

図４及び図５は、ポンプ４３、風防部５１及びその周囲を軸方向から見た図であり、図４は、図３の矢印Ｙ１矢視の図であり（但し、軸受部２０の各構成を省略している）、図５は、図３の矢印Ｙ２矢視の図である（但し、内輪間座１７及び外輪間座１８を省略している）。給油ユニット４０は、風防部５１と繋がっている取り付け部５３を備えている。風防部５１と取り付け部５３とによって一つの環状部材５９が構成されており、この環状部材５９は本体部４１と一体となっている。環状部材５９は、例えば樹脂製である。風防部５１は、環状部材５９のうちの一部であり、円弧形状を有し、図３及び図４に示すように、ポンプ４３と軸方向について対向している。取り付け部５３は、環状部材５９のうち、風防部５１以外の（範囲の広い）円弧部分である。

風防部５１は、図３に示すように、ポンプ４３と玉２３との間に設けられていると共に、内輪２１と保持器２４の環状部２８ａとの間に設けられている。本実施形態の風防部５１は、ポンプ４３の本体壁部４３ｃから軸方向に離れて設けられており、風防部５１と本体壁部４３ｃとの間に形成される隙間は、後述するエアの取り入れ口５５となる。このように風防部５１がポンプ４３から離れて設けられていることで、図５に示すように、取り入れ口５５は、前記内側領域Ｋ２の全周にわたって設けられた構成となる。なお、図５では風防部５１を、仮想線（二点鎖線）で示している。取り入れ口５５が内側領域Ｋ２の全周にわたって設けられていることで、その開口面積（取り入れ口面積）は大きくなっている。特に、図３及び図５に示すように、取り入れ口５５の開口面積は、ノズル５０の開口面積よりも充分に大きくなっている。

以上より、風防部５１は取り入れ口５５を有しており（図３参照）、この取り入れ口５５は、ポンプ４３側において、油滴Ｐの通過領域Ｋ１を含む内側領域Ｋ２（つまり、孔５４）と外側領域Ｋ３とを繋ぎ、外側領域Ｋ３から内側領域Ｋ２へエアの流通が可能となっている。内側領域Ｋ２は、油滴Ｐが通過する風防部５１内の領域である。これに対して、外側領域Ｋ３は、風防部５１の外の領域であり、保持器２４の環状部２８ａが存在している環状空間１１と繋がっている。

給油ユニット４０における風防部５１の取付構造について説明する。前記のとおり（図３参照）風防部５１はポンプ４３の本体壁部４３ｃから軸方向に離れて設けられている。そこで、図４に示すように、前記取り付け部５３が、風防部５１の周方向一方側及び他方側それぞれと繋がっており、図６に示すように、本体部４１と一体となっている。このように一体とするための手段は、例えば小ねじ（図示せず）等による手段であってもよいが、取り付け部５３（及び風防部５１）と本体部４１とを一体成形品としてもよい。図６は、図４の矢印Ｙ３矢視の断面図である。取り付け部５３は、軸方向に延びて設けられている突出部５６を有しており、この突出部５６が風防部５１と連続している。突出部５６は、風防部５１（図３参照）と輪郭形状をほぼ同じとしていてもよいが、異なっていてもよい。風防部５１は前記取り入れ口５５を有することから、図３と図６とを比較して明らかなように、突出部５６と比べて軸方向の長さが（取り入れ口５５の軸方向寸法について）短くなっている。以上のように、取り付け部５３は、給油ユニット４０のフレームとして機能している本体部４１に、風防部５１を取り付けるための部分となっている。つまり、風防部５１は給油ユニット４０の本体部４１に対して取り付け部５３により取り付けられている。

風防部５１及びこの風防部５１に設けられている取り入れ口５５の機能について説明する。図３において、内輪２１が回転すると、玉２３と共に保持器２４が回転し、これにより内輪２１と外輪２２との間の環状空間１１に存在するエアが保持器２４に連れられて回転する。特に内輪２１が高速回転すると、環状空間１１におけるエアの回転も高速となり、仮に風防部５１が設置されていない場合、ポンプ４３から油滴Ｐを噴出すると、その油滴Ｐが回転するエアの流れに運ばれて（流されて）所望のターゲット（玉２３、内輪軌道２５）に到達しないおそれがある。
しかし、本実施形態の給油ユニット４０には風防部５１が設けられており、この風防５１は、ノズル５０から噴出させた油滴Ｐの通過領域Ｋ１を覆うと共にターゲット側に向かって開口している。この風防部５１は、油滴Ｐを、前記環状空間１１で回転するエアから防ぎ、油滴Ｐが内側領域Ｋ２を直線的に通過することで、油滴Ｐをターゲットに到達させやすくしている。

更に、このような風防部５１を備えている給油ユニット４０は、第一の機能として、ポンプ４３から潤滑油が引き出されるのを防ぐ機能と、第二の機能として、風防部５１において気流を生じさせる機能とを備えており、これらの機能について説明する。

〔前記第一の機能について〕
風防部５１は、ポンプ４３側から軸方向に延びて設けられており、環状空間１１において開口し、この環状空間１１において回転するエアに先端５２が曝される。このため、風防部５１の先端５２では負圧が発生する。この負圧は、回転するエアによって先端５２（開口）のエアが引っ張られることで発生し、先端５２のエアの圧力は、外側領域Ｋ３及びこれと繋がる環状空間１１の圧力よりも低くなっている。
そこで、本実施形態では、風防部５１の先端５２において負圧が発生すると、風防部５１の前記取り入れ口５５から外側領域Ｋ３のエアを内側領域Ｋ２に取り入れることができる。これにより、先端５２での負圧の影響が、内側領域Ｋ２における風防部５１の基部５７側に及ばないようにしている。つまり、取り入れ口５５からエアを取り入れることによって、内側領域Ｋ２のノズル５０の開口側が負圧とならないようにしている。この結果、ポンプ４３（圧電素子４３ａ）が駆動していないのに、ノズル５０の開口側の負圧によって、ポンプ４３の油室４３ｂの潤滑油がノズル５０を通じて引き出される（漏れる）のを防ぐことができる。

特に本実施形態では（図２参照）、タンク４２とポンプ４３とは配管４６を通じて繋がっており、タンク４２の出口４７とポンプ４３が有する油室４３ｂとの間には、タンク４２からポンプ４３へ潤滑油が自由に流れるのを阻止する逆止弁が設置されていない。つまり、タンク４２の出口４７と、ポンプ４３の油室４３ｂとは、出口４７から油室４３ｂまで潤滑油が自由に流れることのできる流路で繋がっている。ただし、潤滑油の表面張力によって潤滑油がノズル５０から勝手に吐出されず、ポンプ４３（圧電素子４３ａ）が動作することを条件として潤滑油がノズル５０から吐出され、この吐出に応じて潤滑油がタンク４２からポンプ４３の油室４３ｂに自動的に補充されるように構成されている。
したがって、図３において、前記のとおり内側領域Ｋ２のノズル５０の開口側において負圧が発生し、その負圧による力が前記表面張力に勝っていると、油室４３ｂの潤滑油がノズル５０を通じて引き出される（漏れる）おそれがある。そこで、本実施形態では、風防部５１の前記取り入れ口５５によってノズル５０の開口側が負圧とならないようにし、潤滑油がノズル５０から引き出される（漏れる）のを防いでいる。

以上のように、本実施形態の軸受装置１０では、風防部５１のノズル５０側の部分に、取り入れ口５５が設けられており、この取り付け口５５により、風防部５１の外側領域Ｋ３から、油滴Ｐの通過領域Ｋ１を含む内側領域Ｋ２へエアの取り入れを可能としている。このため、内輪２１が回転すると、風防部５１のターゲット側の開口（先端５２）において負圧が発生するが、前記取り入れ口５５からエアが内側領域Ｋ２へ取り入れられることで、ノズル５０側における負圧を低減（解消）することができる。この結果、風防部５１のターゲット側の開口（先端５２）において発生する負圧が原因で、ポンプ４３から潤滑油が必要以上に吐出されるのを防ぐことが可能となる。

特に、取り入れ口５５は、ノズル５０に近い領域に形成されている。これは、環状空間１１におけるエアの流れの影響ができるだけ小さい領域からエアを取り入れるためである。具体的に説明すると、本実施形態では、取り入れ口５５は保持器２４（環状部２８ａ）よりもポンプ４３側に設けられている。更に説明すると、取り入れ口５５は、軸方向に関して給油ユニット４０の範囲において設けられている。つまり、軸方向一方側（図３において左側）の給油ユニット４０と、軸方向他方側（図３において右側）の軸受部２０との境界Ｌ（合わせ面）よりも更に軸方向一方側（図３において左側）に、取り入れ口５５が設けられている。

そして、図３に示す実施形態では、風防部５１は、ノズル５０が開口しているポンプ４３の本体壁部４３ｃから軸方向に離れて設けられていることで、この本体壁部４３ｃとの間において取り入れ口５５が形成されている。この構成により、ノズル５０の開口側の周辺における負圧を低減し、ポンプ４３から潤滑油が必要以上に吐出されるのを防いでいる。また、取り入れ口５５の開口面積は（ノズル５０の開口面積よりも遥かに）大きいことから、取り入れ口５５はエアを充分に取り入れることが可能となり、ノズル５０側における負圧の低減をより確実に行うことができる。
なお、図示しないが、その他の形態として、風防部５１を本体壁部４３ｃと連結し、風防部５１の基部５７に貫通穴を形成し、この貫通穴を取り入れ口５５としてもよい。

また、本実施形態では、前記のとおり、取り入れ口５５が風防部５１において全周にわたって設けられており、ノズル５０側における負圧を低減する作用を高めている。そして、取り入れ口５５が全周にわたって設けられていても、給油ユニット４０は、風防部５１から周方向に延びて設けられ本体部４１に取り付けられる取り付け部５３を有しており、この取り付け部５３によって、本体部４１を土台として、風防部５１を支えることができる。

〔前記第二の機能について〕
前記のとおり（図３参照）、風防部５１には軸方向に貫通している孔５４が形成されており、この風防部５１において孔５４（内側領域Ｋ２）を含む流路６０が形成されている。この流路６０は、前記のとおりノズル５０から噴出させた油滴Ｐを通過させる流路であると共に、ノズル５０側から先端５２の開口に向けて気流を生じさせる流路となる。なお、この気流は、軸受の回転によって風防部５１の先端５２側において発生する負圧に起因するものであり、この負圧によって風防部５１内に前記取り付け口５５からエアを取り入れる（吸い込む）ことで発生する。

このような気流を生じさせるための構成について説明する。前記のとおり、風防部５１のノズル５０側の部分に取り入れ口５５が設けられている。取り入れ口５５は、風防部５１の外側領域Ｋ３から、油滴Ｐの通過領域Ｋ１を含む内側領域Ｋ２へエアの取り入れを可能としている。これにより、風防部５１の内側領域Ｋ２において、つまり、前記流路６０において、先端５２の開口側では負圧となっているが、ノズル５０側の圧力（気圧）を、先端５２の開口側の圧力（負圧）よりも高くすることができ、先端５２側において発生する負圧により風防部５１内に取り付け口５５からエアを吸い込み、ノズル５０側から先端５２の開口に向かう気流を生じさせている。なお、この流路６０には、取り入れ口５５、内側領域Ｋ２、及び先端５２の開口が含まれる。

また、このような気流をより効果的に生じさせるために、図７に示すように、前記流路６０が有する好ましい流路形状として、風防部５１の内側領域Ｋ２は、先端５２の開口側の流路断面よりも、ノズル５０側の流路断面の方が大きくなる形状を有している。つまり、風防部５１の内側領域Ｋ２は、ターゲット側に向かうにしたがって狭くなる流路形状を有している。図７では、ターゲット側に向かうにしたがって直線的に狭くなっているが、（図示しないが）段階的に狭くなっていてもよい。また、図７では、内側領域Ｋ２の径方向の寸法を小さくすることで、内側領域Ｋ２をターゲット側に向かうにしたがって狭くしている。この径方向の寸法については、先端５２側を基部５７よりも０．１ミリメートル以上小さくしている。内側領域Ｋ２をターゲット側に向かうにしたがって狭くするために、径方向の寸法を小さくする以外に、周方向の寸法を小さくしてもよい。つまり、径方向の寸法と周方向の寸法とのうちの少なくとも一方が、小さくなっていればよい。

流路６０の流路形状について更に具体的に説明する。流路６０に含まれる内側領域Ｋ２は、先端５２の開口側の流路部６１（以下、第一流路部６１という。）と、ノズル５０側の流路部６２（以下、第二流路部６２という。）とを有している。図７に示す形態の場合、第二流路部６２では第一流路部６１よりも流路断面が大きくなっている。更に、内側領域Ｋ２は、第二流路部６２から流路断面が急拡している拡径部６３を有している。孔５４は貫通穴であるのに対して、拡径部６３はざぐり穴の形状を有している。拡径部６３は、ノズル５０が開口しているポンプ４３の本体壁部４３ｃと対向している。拡径部６３では、第二流路部６２と比べて、２倍以上について流路断面を大きくするのが好ましい。

なお、図３に示す形態では、風防部５１内の内側領域Ｋ２において、第一流路部６１と第二流路部６２との流路断面は同じであるが、図７と同様に、第二流路部６２から流路断面が急拡している拡径部６３を有しており、この拡径部６３は、ポンプ４３の本体壁部４３ｃと対向している。

図７において、拡径部６３は、本体壁部４３ｃに平行となる面６３ａを有しており、前記のとおりざぐり穴の形状となっているが、拡径部６３は他の形状であってもよく、ベルマウス形状やテーパ形状であってもよい。そして、この拡径部６３のポンプ４３側に、取り入れ口５５が設けられている。前記のとおり軸受部２０が回転すると、風防部５１の先端５２の開口は、外側領域Ｋ３（環状空間１１）に対して負圧となることから、この負圧に起因して取り入れ口５５から取り入れられたエアは、拡径部６３を経て、第二流路部６２及び第一流路部６１を流れ、先端５２の開口に向かうこととなる。

以上より、風防部５１の内側領域Ｋ２は、ノズル５０側から、軸受回転に起因して負圧が生じる前記ターゲット側の開口に向けて気流を生じさせる流路形状を有することができ、ノズル５０近くで漂う潤滑油を、内側領域Ｋ２を通じて風防部５１のターゲット側の開口へ運ぶ作用が生まれる。この結果、開口に運ばれた潤滑油を、やがて環状空間１１において回転するエアの流れに乗せて軸受部２０に供給することが可能となり、潤滑油の無駄な消費を抑えることができる。

特に、本実施形態の給油ユニット４０では、潤滑油の効率的利用の観点から、ポンプ４３において１回の吐出動作で定められた量の油滴Ｐを噴出させ、この油滴Ｐを軸受部２０のターゲットに到達させている。ポンプ４３における１回の吐出動作により軸受部２０（ターゲット）に供給する油滴Ｐの量は、例えば数ピコリットル〜数ナノリットルとしており、この油滴Ｐを風防部５１によってターゲットに到達するようにしている。
しかし、実際では、ポンプ４３から所定量の油滴Ｐ（以下、主油滴Ｐという。）が噴出される他に、この主油滴Ｐに続いて飛散する潤滑油（以下、サテライトともいう。）も吐出されることがある。主油滴Ｐに続くサテライトは、風防部５１内において主油滴Ｐから遅れ、ポンプ４３のノズル５０の周辺を浮遊したり、ノズル５０が開口しているポンプ４３の本体壁部４３ｃに付着したりする。
そこで、本実施形態の給油ユニット４０では、前記のとおり、風防部５１によって孔５４（内側領域Ｋ２）を含む流路６０が形成されており、この流路６０は、ノズル５０側から先端５２の開口に向けて気流を生じさせる流路となっている。このため、ノズル５０の周辺を浮遊したり、ポンプ４３の本体壁部４３ｃに付着したりする潤滑油（サテライト）を、前記気流により、風防部５１の先端５２の開口へ運ぶことができる。この結果、開口に運ばれた潤滑油（サテライト）を、やがて環状空間１１において回転するエアの流れに乗せて軸受部２０に供給することが可能となり、潤滑油の無駄な消費を抑えることができる。

このように、風防部５１の内側領域Ｋ２において前記気流を生じさせるためには、内側領域Ｋ２において、ノズル５０側の圧力（気圧）が、先端５２の開口の圧力よりも高くなるようにすればよい。そこで、本実施形態では、風防部５１のノズル５０側の部分に、外側領域Ｋ３から内側領域Ｋ２へエアの取り入れを可能とする取り入れ口５５が設けられている。また、内側領域Ｋ２は、先端５２の開口側の流路断面よりもノズル５０側の流路断面の方が大きい形状を有している。これにより、内側領域Ｋ２において、ノズル５０側の圧力（気圧）を、先端５２の開口の圧力よりも高くすることができ、前記のような気流を生じさせることが可能となる。

また、本実施形態では、内側領域Ｋ２は、ノズル５０側の第二流路部６２から流路断面が急拡しておりポンプ４３の本体壁部４３ｃと対向している拡径部６３を有していることで、ノズル５０近くで漂う潤滑油（サテライト）を、この拡径部６３によって広い範囲から集め、風防部５１のターゲット側の開口へ運ぶ作用を生じさせることができる。

以上の構成を有する給油ユニット４０を備えた軸受装置１０によれば、ポンプ４３から吐出された所定量の主油滴Ｐに続いて飛散する潤滑油（サテライト）も、やがて軸受部２０の潤滑に用いることができるようになり、潤滑油の無駄な消費を抑え、給油ユニット４０を長期にわたって機能させることが可能となる。

また、前記流路６０において、第一流路部６１、第二流路部６２及び拡径部６３のうちの少なくとも１つの流路部分には、潤滑油との親油性を高めるための構成が設けられているのが好ましい。この構成としては、親油性を有する表面処理を施した構成、テクスチャを付した構成、油吸着材を取り付けた構成等とすることができる。これにより、軸受部２０のための潤滑油として、風防部５１内の浮遊する潤滑油（サテライト）を補足しやすくすることができる。

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、本発明の転がり軸受装置は、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、この転がり軸受装置１０を、工作機械の主軸用以外の用途に用いることができる。

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
４１：本体部 ４２：タンク ４３：ポンプ
４３ｃ：本体壁部 ５０：ノズル ５１：風防部
５５：取り入れ口 ６０：流路 ６１：第一流路部（流路部）
６２：第二流路部（流路部） ６３：拡径部 Ｋ１：通過領域
Ｋ２：内側領域 Ｋ３：外側領域 Ｐ：油滴

Claims (6)

1. 回転輪となる内輪、固定輪となる外輪、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、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隣りに設けられ、潤滑油を溜めるタンク、及び、当該タンクの潤滑油を受け前記軸受部のターゲットに向けて潤滑油を油滴として噴出するノズルが設けられているポンプを有する給油ユニットと、を備え、
   前記給油ユニットは、更に、前記ノズルから噴出させた油滴の通過領域を覆うと共に前記ターゲット側に向かって開口している風防部を有しており、
   前記風防部は、前記外輪と共に非回転となって設けられ、前記通過領域を前記内輪の外周から覆うことで、前記通過領域が位置する内側領域と前記外周が位置する外側領域とを区画し、
   前記風防部の前記ノズル側の部分に、前記外側領域から前記通過領域を含む前記内側領域へ、前記外側領域を通過するエアの取り入れを可能とする取り入れ口が設けられ、
   前記通過領域を含む前記風防部の内側領域は、前記ノズル側から、軸受回転に起因して負圧が生じる前記ターゲット側の前記開口に向けて気流を生じさせる流路形状を有している、転がり軸受装置。
2. 前記風防部は、前記ノズルから前記ターゲット側に向かって直線的に延びる前記通過領域を前記外周から覆う、請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. 前記風防部は、前記ノズルが開口している前記ポンプの本体壁部から軸方向に離れて設けられ、
   前記軸方向において前記風防部と前記本体壁部との間に前記取り入れ口が形成されている、請求項１又は請求項２に記載の転がり軸受装置。
4. 前記取り入れ口は、前記内側領域の全周にわたって設けられている、請求項３に記載の転がり軸受装置。
5. 前記内側領域は、前記流路形状として、前記開口側の流路断面よりも前記ノズル側の流路断面の方が大きい形状を有している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
6. 前記内側領域は、前記開口側の流路部と、前記開口側よりも流路断面が大きいノズル側の流路部と、当該ノズル側の流路部から流路断面が急拡し前記ノズルが開口している前記ポンプの本体壁部と対向している拡径部と、を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。

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