KR102353160B1 - 구름 베어링 장치 및 급유 유닛 - Google Patents

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Abstract

구름 베어링 장치는, 내륜 및 외륜을 갖는 베어링부와, 내륜과 외륜 사이에 형성되는 환형 공간과 인접해서 설치되어 있는 급유 유닛을 구비하고 있다. 급유 유닛은, 상기 환형 공간에 공급하기 위한 윤활유를 저류함과 동시에, 당해 윤활유를 하부로부터 유출 가능하게 하는 탱크를 갖고 있다. 윤활유는 도전성을 갖고 있다. 그리고, 급유 유닛은, 탱크(42) 내의 하부에 설치되어 있는 제1 전극과, 탱크 내의 제1 전극보다도 높은 위치에 설치되어 있는 제2 전극과, 제1 전극 및 제2 전극과 전기적으로 접속되어 제1 전극과 제2 전극 사이에 있어서의 도통을 검출하기 위한 배선부를 더 구비하고 있다.

Description

구름 베어링 장치 및 급유 유닛 {ROLLING BEARING APPARATUS AND LUBRICATION UNIT}
명세서, 도면 및 요약서를 포함하는 2014년 7월 23일자로 출원된 일본 특허 출원 제2014-150195호의 개시 내용은 전체적으로 참조로서 본원에 포함된다.
본 발명은, 미량인 윤활유를 베어링부에 공급하는 공급 유닛을 구비한 구름 베어링 장치 및 미량인 윤활유를 구름 베어링 등의 회전 부품에 대하여 공급하는 급유 유닛에 관한 것이다.
공작 기계의 주축용 베어링으로서, 구름 베어링이 사용되고 있다. 그 윤활성을 확보하기 위해서, 오일 에어 윤활이 채용된 것이 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2009-58091호 공보 참조). 그러나, 오일 에어 윤활의 경우, 에어 소비에 의한 러닝 코스트가 높아지고, 또한, 오일 에어 공급 장치 및 에어 크린 유닛 등의 부대 설비가 필요해서, 설비 비용이 높아지는 경우가 있다.
구름 베어링에 급유를 행하기 위한 다른 수단으로서, 급유 유닛을 내장한 베어링 장치가 알려져 있다(예를 들어, 2004-108388호 공보 참조). 이 베어링 장치에서는, 내륜과 외륜 내의 고정측의 궤도륜(고정륜)에, 환형의 급유 유닛이 장착되어 있고, 구름 베어링과 급유 유닛이 일체로 되어 있다. 급유 유닛은, 윤활유를 저류하는 탱크, 및 이 탱크 내의 윤활유를 내륜과 외륜 사이의 환형 공간으로 토출하는 펌프 등을 구비하고 있다.
펌프로부터 토출시키는 윤활유는 미량이다. 펌프의 동작을 제어함으로써 윤활유의 토출량이 조정된다. 이러한 급유 유닛을 구름 베어링과 함께 구비하고 있는 베어링 장치에 의하면, 내륜과 외륜 사이에 형성되는 환형 공간에 미량의 윤활유를 토출할 수 있다. 토출된 윤활유가 내륜 및 외륜의 궤도면 및 전동체에 부착되어, 구름 베어링의 윤활이 행해진다.
상기와 같은 급유 유닛을 구비하고 있는 베어링 장치에서는, 윤활유를 저류하는 탱크가 구름 베어링과 함께 베어링 하우징 내에 저장된 구성으로 된다. 이로 인해, 탱크에 잔존하고 있는 윤활유의 양을 파악하는 것은 용이하지 않다. 탱크의 윤활유 잔량이 불분명하다면, 적절한 유지 보수 계획을 세울 수 없게 된다. 또한, 유지 보수의 시기를 잘못하면, 구름 베어링이 무급유 상태에서 회전하게 되어, 시징 등의 원인이 되어 버린다.
본 발명의 목적의 하나는, 급유 유닛에 있어서의 윤활유의 잔량을 아는 것이 가능하게 되는 구름 베어링 장치 및 급유 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태의 구름 베어링 장치의 구성상의 특징은, 내륜, 외륜, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 개재되어 있는 복수의 전동체 및 복수의 상기 전동체를 둘레 방향으로 배열해서 보유 지지하는 보유 지지기를 갖고 있는 베어링부와, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 형성되는 환형 공간으로 공급하기 위한 윤활유를 저류함과 함께 당해 윤활유를 하부로부터 유출 가능하게 하는 탱크를 갖고, 또한, 상기 환형 공간과 인접해서 설치되어 있는 급유 유닛을 구비하고, 상기 윤활유는 도전성을 갖고, 상기 급유 유닛은, 상기 탱크 내의 하부에 설치되어 있는 제1 전극과, 상기 탱크 내의 상기 제1 전극보다도 높은 위치에 설치되어 있는 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 전기적으로 접속되어 당해 제1 전극과 당해 제2 전극 사이에 있어서의 도통을 검출하기 위한 배선부를 더 구비하고 있다.
본 발명의 상기 및 추가적인 이점은 동일 도면 부호가 동일 요소를 나타내는 첨부 도면을 참조로 하여 예시적인 실시예의 하기 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 구름 베어링 장치의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 구름 베어링 장치의 횡단면도이다.
도 3은 펌프를 설명하는 단면도이다.
도 4는 탱크를 모식적으로 도시하고 있는 설명도이다.
이하, 구름 베어링 장치의 실시의 일 형태를 설명한다. 도 1은, 구름 베어링 장치(10)의 종단면도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 구름 베어링 장치(10)의 횡단면도이다. 또한, 도 2는, 도 1의 A-A 화살표 방향으로 본 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 구름 베어링 장치(10)는 베어링부(20)와 급유 유닛(40)을 구비하고 있다. 본 실시 형태의 구름 베어링 장치(10)는, 공작 기계의 주축(축 7)을 회전 가능하게 지지하기 위해서, 베어링 하우징(8) 내에 수용된 상태로 있다.
베어링부(20)는, 내륜(21), 외륜(22), 복수 볼(전동체)(23), 및 이들 볼(23)을 보유 지지하는 보유 지지기(24)를 갖고 있다. 내륜(21)은 축(7)에 외부 끼움되는 원통 형상의 부재로 이루어진다. 내륜(21)은, 축방향 일방측(도 1의 경우, 좌측)의 내륜 본체부(31)와, 축방향 타방측(도 1의 경우, 우측)의 내륜 연장부(32)를 갖고 있다. 내륜 본체부(31)의 외주에 궤도면으로서 궤도 홈[이하, 내륜 궤도 홈(25)이라고 함]이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 내륜 본체부(31)와 내륜 연장부(32)는 일체 불가분이지만, 별체이어도 된다. 즉, 내륜 연장부(32)는 원환 형상의 스페이서이어도 된다. 외륜(22)은 베어링 하우징(8)의 내주면에 고정되는 원통 형상의 부재로 이루어진다. 외륜(22)은, 축방향 일방측의 외륜 본체부(35)와, 축방향 타방측의 외륜 연장부(36)를 갖고 있다. 외륜 본체부(35)의 내주에 궤도면으로서 궤도 홈[이하, 외륜 궤도 홈(26)이라고 함]이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 외륜 본체부(35)와 외륜 연장부(36)는 일체 불가분이지만, 별체이어도 된다. 즉, 외륜 연장부(36)는 원환 형상의 스페이서이어도 된다.
볼(23)은, 내륜 본체부(31)와 외륜 본체부(35) 사이에 개재되어 있고, 내륜 궤도 홈(25) 및 외륜 궤도 홈(26)을 구름 이동한다. 보유 지지기(24)는, 환형의 부재로 이루어지고, 둘레 방향을 따라 포켓(27)이 복수 형성되어 있다. 보유 지지기(24)는 한 쌍의 원환부와 이들 원환부를 연결하는 기둥부를 갖고 있다. 보유 지지기(24)는, 이들 원환부와 둘레 방향으로 인접하는 한 쌍의 기둥부 사이에 포켓(27)이 형성되어 있다. 그리고, 각 포켓(27)에 하나의 볼(23)이 수용되어 있다. 이에 의해, 보유 지지기(24)는, 복수의 볼(23)을 둘레 방향으로 배열해서 보유 지지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 볼(23)은 궤도 홈(25, 26)에 대하여 접촉각을 가지고 접촉하고 있다. 이 베어링부(20)는 앵귤러 볼 베어링을 구성하고 있다. 또한, 구름 베어링 장치(10)가 공작 기계용이라면, 포켓(27)은 원통 형상인 것이 일반적이다.
내륜 본체부(31)와 외륜 본체부(35) 사이에, 제1 환형 공간(11)이 형성되어 있다. 내륜 연장부(32)와 외륜 연장부(36) 사이에, 제2 환형 공간(12)이 형성되어 있다. 제1 환형 공간(11)과 제2 환형 공간(12)은 연속되어 있다. 제1 환형 공간(11)의 축방향 일방측에는, 시일 부재(13)가 설치되어 있고, 볼(23) 및 보유 지지기(24)가 존재하는 베어링 내부의 윤활유가, 베어링 외부로 배출되는 것을 방지하고 있다. 또한, 제1 환형 공간(11)과 제2 환형 공간(12) 사이에 있어서도, 도시하고 있지 않으나, 시일 부재가 설치되어 있어도 된다. 또한, 시일 부재는, 베어링 내부의 윤활유가 베어링 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있는 것이라면, 베어링 외에 설치되어 있어도 된다.
제1 환형 공간(11)에 볼(23) 및 보유 지지기(24)가 설치되어 있다. 제2 환형 공간(12)에 급유 유닛(40)이 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 고정측의 궤도륜인 외륜(22)에 대하여, 회전측의 궤도륜인 내륜(21)이 축(7)과 함께 회전한다. 따라서, 급유 유닛(40)은, 외륜 연장부(36)의 내주면에 밀착 감합되어 설치되어 있다. 이에 대해, 내륜 연장부(32)의 외주면과, 급유 유닛(40)[후술하는 환형의 프레임(41)]의 내주면 사이에는 미소 간극이 형성되어 있고, 급유 유닛(40)에 의해 내륜(21)의 회전이 저해되지 않도록 구성되어 있다.
급유 유닛(40)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 전체 형상이 원 환형이다. 급유 유닛(40)은, 프레임(41), 탱크(42), 펌프(43), 회로부(44) 및 전원부(45)를 구비하고 있다. 프레임(41)은 예를 들어 수지제의 환형 부재이며, 단원통 형상의 내주벽(46), 단원통 형상의 외주벽(47), 이들 내주벽(46), 외주벽(47) 사이에 설치되어 있는 복수의 격벽(48a, 48b, 48c, 48d) 및 측벽(48e, 48f)(도 1 참조)을 갖고 있다. 이들 벽에 의해, 공간(K1, K2, K3)이 둘레 방향을 따라 복수 형성되어 있다.
제1 공간(K1)에 의해 탱크(42)가 구성되어 있다. 제2 공간(K2)에 펌프(43)가 수납되어 있다. 제3 공간(K3)에 회로부(44) 및 전원부(45)가 수납되어 있다. 이에 의해, 프레임(41), 탱크(42), 펌프(43), 회로부(44) 및 전원부(45)를 포함하는 급유 유닛(40)이, 일체로 되어 구성된다.
급유 유닛(40)은, 고정측의 궤도륜이 되는 외륜(22)[외륜 연장부(36)]에 대하여 착탈 가능하도록 설치되어 있다. 급유 유닛(40)은 베어링부(20)와 일체로 되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 환형 공간(12)에 설치되어 있는 급유 유닛(40)은, 제1 환형 공간(11)과 축방향에 대해서 인접해서 설치된 구성이 된다.
탱크(42)는, 윤활유(3)를 저류하는 것이다. 본 실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 내주벽(46)의 일부와 외주벽(47)의 일부와 격벽(48a)과 격벽(48b)과 측벽(48e, 48f)(도 1 참조)에 의해 구획된 공간을 탱크(42)로 하고 있다. 탱크(42)는, 그 하부에, 저류되어 있는 윤활유(3)를 펌프(43)로 유출시키는 유출부(유출구)(49)를 갖고 있다. 이 유출부(49)와 펌프(43)[후술하는 수용부(51)]는(도시 생략) 유로를 통해서 연결되어 있다. 즉, 탱크(42)는, 윤활유(3)를 하부로부터 유출 가능하게 하는 구성을 갖고 있다. 특히 본 실시 형태에서는, 탱크(42)는, 윤활유(3)를 탱크(42)의 저부로부터 유출 가능하게 한다.
전원부(45)는, 발전부(45a) 및 이차 전지부(45b)를 갖고 있다. 발전부(45a)는, 내륜(21)이 회전함으로써 발전 가능하게 되는 구성을 갖고 있다. 즉, 내륜 연장부(32)의 외주측에 로터(45a-1)가 설치되어 있다. 발전부(45a)는, 프레임(41)의 내주측에 설치되어 있는 스테이터(45a-2)를 갖고 있다. 로터(45a-1)는, 둘레 방향을 따라 N극과 S극을 교대로 착자해서 구성되어 있다. 스테이터(45a-2)는 자성체로 이루어지고, 스테이터(45a-2)의 직경 방향 내측을 로터(45a-1)가 통과되도록 설치되어 있다. 그리고, 발전부(45a)에 의해 발생한 전력이, 이차 전지부(45b)에 축적된다. 회로부(44)는, 프로그래밍된 마이크로컴퓨터를 포함하는 기판 회로로 이루어지고, 펌프(43)에 대하여 제어 신호(구동 신호)를 발신한다. 즉, 회로부(44)는, 펌프(43)에 대하여 구동 전력을 부여한다(소정의 전압을 인가한다). 또한, 회로부(44)는, 펌프(43)를 구동하기 위한 기능(구동 제어부) 이외에, 각종 처리를 행하는 기능도 갖고 있다. 예를 들어, 회로부(44)는, 후술하는 전극(81)(도 4 참조)을 포함하는 회로를 흐르는 전기의 전류값, 전압값 또는 저항값을 측정하는 검출부(54)로서의 기능을 갖고 있다. 이 검출부(54)가 취득하는 측정값에 기초하여 탱크(42)의 윤활유(3)의 잔량을 아는 것이 가능하게 된다. 또한, 이 기능에 대해서는, 후에 설명한다.
도 3은, 펌프(43)를 설명하는 단면도이다. 이 펌프(43)는, 소형의 펌프(마이크로 펌프)로 이루어지고, 프레임(41)(도 2 참조)의 일부(하부)에 설치되어 있다. 펌프(43)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 케이스(53), 노즐(50), 수용부(51) 및 압전 소자(55)를 구비하고 있다. 노즐(50)은 케이스(53)로부터 연장되어 설치되어 있다. 수용부(51)는 윤활유(3)를 저류한다. 압전 소자(55)는 윤활유 토출용이다.
또한, 펌프(43)는, 상류측 유로(58)와, 제1 역지 밸브(59)를 갖고 있다. 상류측 유로(58)는 탱크(42)로부터 흘러 온 윤활유(3)를 유입시키는 유입구(57)와 수용부(51)를 연결한다. 제1 역지 밸브(59)는 수용부(51) 내의 윤활유(3)가 탱크(42)측으로 역류되는 것을 방지한다. 또한, 펌프(43)는, 하류측 유로(60)와, 제2 역지 밸브(61)를 갖고 있다. 하류측 유로(60)는 수용부(51)와 노즐(50) 사이를 연결한다. 제2 역지 밸브(61)는 이 하류측 유로(60) 도중에 설치되어 노즐(50)로부터 수용부(51)로 윤활유(3)가 역류되는 것을 방지한다.
수용부(51)는, 케이스(53) 내에 형성된 공간으로 이루어진다. 이 수용부(51)에는, 윤활유(3)가 충전된다. 펌프(43)는, 이 수용부(51) 내의 윤활유(3)를 제1 환형 공간(11)으로 토출시키기 위해서 구동하는 구동부로서, 상기 압전 소자(55)를 갖고 있다.
압전 소자(55)는, 판상이며, 수용부(51)의 내벽의 일부를 구성하고 있다. 이 압전 소자(55)에 전압이 인가되면, 압전 소자(55)는 변형(변위)된다. 그 변형에 의해 수용부(51)의 용적을 감소시켜, 수용부(51)에 충만 상태에 있는 윤활유(3)를 노즐(50)로부터 제1 환형 공간(11)으로 토출시키는 구성이다. 변형된 압전 소자(55)의 형태를, 도 3에 있어서, 이점 쇄선으로 나타내고 있다. 또한, 변형 후의 형태를 알기 쉽게 하기 위해서, 그 형태를 실제보다도 과장해서 표현하고 있다. 수용부(51)에 있어서의 윤활유(3)의 충만 상태란, 수용부(51)에 윤활유(3)가 채워진 상태이며, 압전 소자(55)가 변형되어 수용부(51)의 용적을 감소시키면, 이 수용부(51)의 윤활유(3)의 내압이 크게 상승하는 상태를 말한다. 그리고, 압전 소자(55)가 원래의 형상으로 돌아가면, 제1 역지 밸브(59)가 개방되어 탱크(42)로부터 윤활유(3)를 수용부(51)로 흡인할 수 있다.
또한, 이 압전 소자(55)로의 전압의 인가 및 이 전압의 인가의 타이밍은, 회로부(44)(도 2 참조)에 의해 제어된다. 압전 소자(55)에 인가되는 전력은, 전원부(45)[이차 전지부(45b)]로부터 공급된다. 압전 소자(55)에 대하여 펄스상으로 전압이 인가됨으로써, 간헐적으로 윤활유(3)를 토출할 수 있다. 또한, 펄스 수와 압전 소자(55)에 인가하는 전압값을 제어함으로써, 미량인 토출이 가능하게 된다.
이렇게 펌프(43)가 구동됨으로써, 펌프 내[수용부(51)]의 윤활유(3)를, 노즐(50)을 통해서 펌프 밖으로 토출한다. 노즐(50)은, 니들 형상(바늘 형상)이며, 노즐(50)의 선단에 토출구(52)를 갖고 있다. 이 토출구(52)는, 노즐(50)의 선단(선단면)에서 개구되어 있고, 고정측의 궤도륜인 외륜(22)(도 1 참조)이 갖는 외륜 궤도 홈(26)측을 향해서 윤활유(3)를 토출한다. 노즐(50)의 길이 방향은, 구름 베어링 장치(10)의 중심선을 포함하는 평면 상에 존재한다.
여기서, 펌프(43)가 토출하는 윤활유(3)의 유량에 대해서 설명한다. 펌프(43)는 회로부(44)로부터의 구동 신호(제어 신호)를 받으면, 압전 소자(55)가 구동되어, 노즐(50)로부터 윤활유(3)를 유적으로서 토출한다. 1회의 펌프(43)[상기 압전 소자(55)]의 구동에 의해 토출되는 윤활유(3)의 유적은, 일정량(대략 일정량)이 된다. 펌프(43)에 1회의 구동(1샷)당의 유적의 토출량(체적)을, 5피코리터 내지 7마이크로리터로 할 수 있고, 또한, 1나노 리터 내지 1000나노리터나, 5피코리터 내지 1000피코리터로 설정해도 된다. 또한, 이 급유의 빈도(1샷의 간격)는, 수 초에 1회나, 수 분에 1회나, 수 시간에 1회라는 빈도로 하는 것이 가능하다.
이상에서, 펌프(43)는, 내륜(21)과 외륜(22) 사이에 형성되는 제1 환형 공간(11)(도 1 참조)에, 윤활유(3)를 유적으로서 간헐적으로(시간을 두고) 공급할 수 있다. 이러한 급유 유닛(40)을 구비하는 구름 베어링 장치(10)는, 미량의 윤활유(3)를 베어링부(20)에 공급 가능하여, 나노 윤활 베어링이라고도 불린다.
본 실시 형태의 급유 유닛(40)은, 제1 환형 공간(11)에 공급하기 위한 윤활유(3)의 잔량을 관리하기 위한 기능을 구비하고 있다. 이하, 이 기능을 구비시키기 위한 구성에 대해서 설명한다.
윤활유(3)에 대해서 설명한다. 윤활유(3)는 도전성을 갖는 것이며 , 예를 들어 국제 공개 WO2004/090082호에 개시되어 있는 것 등을 채용하는 것이 가능하다. 도 4는, 탱크(42)를 모식적으로 도시하고 있는 설명도이다. 탱크(42) 내의 하부(저부)에 제1 전극(81)이 설치되어 있다. 이 제1 전극(81)에는 제1 전선(91)이 접속되어 있다. 또한, 이 탱크(42) 내에는, 제1 전극(81)보다도 높은 위치에 제2 전극이 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 복수의 제2 전극(82A 내지 82L)이 설치되어 있다. 이들 제2 전극(82A 내지 82L)은, 탱크(42) 내의 면(42a)의 높이 방향(상하 방향)을 따라 간격(등간격)을 두고 설치되어 있다. 그리고, 이들 제2 전극(82A 내지 82L)에, 제2 전선(92A 내지 92L)이 각각 접속되어 있다.
도 4에서는, 제1 전선(91) 및 제2 전선(92A 내지 92L)이 프레임(41)으로부터 비어져 나와서 기재되어 있다. 이것은 설명을 위한 것이며, 실제로는, 이들 전선(91), (92A 내지 92L)은 프레임(41)을 따라 배선되어 있고, 회로부(44)에 접속되어 있다.
제1 전극(81) 및 제2 전극(82A 내지 82L)은, 프레임(41)의 벽[측벽(48e)]에 직접 설치되어 있어도 좋다. 그러나, 이 벽[측벽(48e)]과 거의 동일한 형상인 기판상에 설치되어 있고, 이 기판을 프레임(41)의 벽[측벽(48e)]에 설치해서 구성해도 된다. 이 경우, 전선(91), (92A 내지 92L)의 일부도, 상기 기판상에 배선 패턴으로서 형성된다. 또한, 이들 전극(81), (82A 내지 82L)이 설치되는 면(42a)은, 측벽(48e) 이외이어도 되고, 외주벽(47) 등이어도 된다.
또한, 이 탱크(42) 내의 상기 면(42a) 중, 제1 전극(81) 및 제2 전극(82A 내지 82L) 이외의 영역에, 발유부(84)가 설치되어 있다. 예를 들어, 사용하는 윤활유(3)에 대하여 발유성을 갖는 막을, 탱크(42) 내의 면(42a)에 형성하면 되고, 예를 들어 발유성을 갖는 수지막(불소 수지막)을 형성하면 된다.
회로부(44)가 갖는 상기 검출부(54)는, 제1 전선(91)을 통해서 제1 전극(81)에 전압을 인가할 수 있고, 또한, 소요의 시간 간격으로, 제2 전극(82A 내지 82L) 각각의 전극과, 제1 전극(81) 사이의 통전을 검출하는 처리를 실행한다. 이 통전의 검출은, 윤활유(3)가 도전성을 갖기 때문에 가능하게 된다. 본 실시 형태에서는, 상기 통전을 검출하는 처리로서, 제2 전극(82A 내지 82L) 각각의 전극과, 제1 전극(81)을 포함하는 회로를 흐르는 전기의 저항값을 계측한다.
이와 같은 구성을 갖는 급유 유닛(40)에 의한 기능에 대해서 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시하는 구름 베어링 장치(10)가 사용되면, 상기한 바와 같이, 급유 유닛(40)으로부터 윤활유(3)가 베어링부(20)로 공급된다. 이에 의해, 탱크(42)의 윤활유(3)는 소비되어(감소되어), 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 윤활유(3)의 유면(3a)이 제2 전극(82G)과 제2 전극(82H) 사이에 위치하고 있다고 한다.
이 경우, 제2 전극(82G)은, 도전성을 갖는 윤활유(3)에 빠져 있다. 이에 의해, 제1 전선(91), 제1 전극(81), 윤활유(3), 제2 전극(82G) 및 제2 전선(92G)을 포함하는 폐쇄된 회로(S1)가 형성된다. 회로부(44)가 갖는 검출부(54)는, 이 회로(S1)를 흐르는 전기의 저항값을 계측하여, (무한대 이외의) 소정의 값의 측정값(저항값)을 취득할 수 있다.
또한, 검출부(54)는, 윤활유(3)에 빠져 있는 이 제2 전극(82G)의 하나 위에 위치하는 제2 전극(82H)과, 제1 전극(81) 사이에 있어서의 도통을 검출하기 위해서, 이 제2 전극(82H)과 제1 전극(81)을 포함하는 회로(S2)를 흐르는 전기의 저항값을 계측한다. 그러면, 이 회로(S2)에 포함되는 제2 전극(82H)은, 윤활유(3)의 유면(3a)보다도 위에 위치하고 있기 때문에, 검출부(54)는, 무한대의 저항값을 취득하게 된다.
상기한 바와 같이, 제1 전극(81) 및 제2 전극(82A 내지 82L) 이외의 영역에, 발유부(84)가 마련되어 있기 때문에, 제2 전극(82G)과 제2 전극(82H) 사이도 발유부(84)가 존재하고 있다. 이로 인해, 이들 둘의 전극(82G, 82H)이 이웃하며 가까워도, 이들 전극(82G, 82H)끼리의 절연이 강화되어 있어, 저항값의 차(소정의 값과, 무한대의 차)는 명확하게 된다.
이와 같이, 검출부(54)가, 제2 전극(82A 내지 82L) 각각과, 제1 전극(81) 사이의 도통(저항값)을 검출한다. 이에 의해, 윤활유(3)의 유면(3a)이, 어느 레벨에 위치하고 있는 것인지를 아는 것이 가능하게 된다. 즉, 저항값이 무한대가 되는 제2 전극(82H)과, 소정의 값의 저항값이 얻어지는 제2 전극(82G) 사이에, 유면(3a)이 위치하고 있는 것을 검출하는 것이 가능하게 된다.
또한, 윤활유(3)의 유면(3a)이, 어느 레벨(높이)에 위치하고 있는 것인지를, 작업자(관리자)가 알기 위해서, 검출부(54)는 검출 신호를 출력한다. 즉, 검출부(54)는, 제2 전극(82A 내지 82L) 각각에 설정되어 있는 식별 번호의 데이터와, 이들 제2 전극(82A 내지 82L) 각각을 대상으로 해서 계측한 값(저항값)에 관한 데이터를 대응지어, 상기 검출 신호로서 출력한다. 또한, 계측한 저항값에 관한 데이터는, 저항값 그것이어도 된다. 예를 들어, (무한대 이외의) 소정의 값의 저항값이 얻어진 경우는 「1」의 데이터로 하고, 저항값이 무한대가 되는 경우에는 「0」의 데이터로 해도 좋다.
이 검출 신호는, 검출부(54)[회로부(44)]로부터, 무선(또는 유선)으로, 구름 베어링 장치(10)의 외부로 출력된다. 출력된 검출 신호는, 본 실시 형태의 경우, 공작 기계의 제어 장치가 수신 가능하다. 이 제어 장치는, 검출 신호를 취득하면, 작업자에 대하여, 당해 검출 신호에 포함되어 있는 상기의 각 데이터를 출력한다. 예를 들어, 제어 장치의 모니터에 그 데이터가 출력된다. 이것을 본 작업자는, 윤활유(3)의 유면(3a)이, 어느 레벨에 위치하고 있는 것인지를 알 수 있게 되어, 유지 보수 시기의 예측이 가능하게 된다.
또한, 윤활유(3)의 유면(3a)이, 가장 아래인 제2 전극(82A)보다도 낮은 경우, 즉, 유면(3a)이, 가장 아래에 위치하는 제2 전극(82A)과, 제1 전극(81) 사이에 위치하고 있는 경우, 제1 전극(81)과 이 제2 전극(82A) 사이에 있어서의 도통이 상실된다. 즉, 제2 전극(82A)을 포함하는 회로에 있어서의 저항값이 무한대가 된다. 이 경우, 검출부(54)가 검출 신호를 출력함으로써, 작업자는, 윤활유(3)가 곧 없어지게 되는 것을 알 수 있다. 이에 의해, 구름 베어링 장치(10)의 유지 보수를 행하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 베어링부(20)가 무 급유 상태에서 사용되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이, 급유 유닛(40)은, 제1 전극(81)과, 제2 전극(82A 내지 82L)과, 제1 전선(91) 및 제2 전선(92A 내지 92L)을 구비하고 있다. 제1 전선(91) 및 제2 전선(92A 내지 92L)은 이들 제1 전극(81) 및 제2 전극(82A 내지 82L)과 전기적으로 접속되어 있고 제1 전극(81)과 제2 전극(82A 내지 82L) 각각의 사이에 있어서의 도통을 검출하기 위한 배선부이다. 이 구성에 의하면, 탱크(42)에 저류되어 있는 윤활유(3)는 도전성을 갖고 있다. 이에 의해, 이 윤활유(3)의 유면(3a)이, 예를 들어 상기 실시 형태와 같이, 제2 전극(82G) 이상의 높은 위치에 있으면, 윤활유(3), 제1 전극(81), 제2 전극(82G) 및 배선부(91), (92G)를 포함하는 회로(S1)가 구성되고, 제1 전극(81)과 제2 전극(82G) 사이에 있어서의 도통이 검출된다. 이에 대해, 이 제2 전극(82G)보다도 낮은 위치에 윤활유(3)의 유면(3a)이 있으면, 상기 도통의 상태는 상이하다. 즉, 윤활유(3)의 유면(3a)이 이 제2 전극(82G)보다도 낮은 경우는, 제1 전극(81)과 제2 전극(82G) 사이에 있어서의 도통이 상실된다.
이와 같이, 제1 전극(81)과 제2 전극(82A 내지 82L) 각각의 사이에 있어서의 도통이 검출됨으로써, 탱크(42) 내의 윤활유(3)의 잔량을 아는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 복수의 제2 전극(82A 내지 82L)이 설치되어 있는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 제2 전극은 적어도 하나이면 좋고, 예를 들어 하나로 했을 경우, 도 4에 도시하는 가장 낮은 위치에 있는 제2 전극(82A)이 설치되어 있으면 좋다. 이 경우, 탱크(42) 내의 윤활유(3)가 모두 없어지기 전에, 통전의 상태가 변화되기 때문에, 이를 검출부(54)에 의해 검출하는 것이 가능하게 되어, 유지 보수를 행하는 것이 가능하게 된다.
그러나, 본 실시 형태와 같이, 복수의 제2 전극(82A 내지 82L)이, 탱크(42) 내의 면(42a)의 높이 방향을 따라 간격을 두고 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이는, 탱크(42) 내에 잔존하는 윤활유(3)의 유면(3a)의 위치가 변화됨에 따라, 제1 전극(81)과 제2 전극(82A 내지 82L) 각각의 사이에 있어서의 도통의 상태가 변화된다. 이에 의해, 탱크(42) 내에 잔존하는 윤활유(3)의 유면(3a)의 위치를 상세하게 아는 것이 가능하게 된다. 즉, 상기 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 유면(3a)이, 제2 전극(82H)과 그 아래에 위치하는 제2 전극(82G) 사이에 위치하고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 검출부(54)는, 도통을 검출하기 위한 배선부인 제1 전선(91) 및 제2 전선(92A 내지 92L)의 각각을 통해서 흐르는 전기의 저항값을 계측하는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 계측하는 값은, 저항값 이외이어도 좋고, 전류값이나 전압값이어도 좋다. 전류값이나 전압값의 경우, 유면(3a)보다도 위에 위치하는 제2 전극을 포함하는 회로를 흐르는 전기의 전류값(또는 전압값)은, 제로가 된다. 유면(3a)보다도 아래에 위치하는 제2 전극을 포함하는 회로를 흐르는 전기의 전류값(또는 전압값)은, 제로 이상의 소정의 값이 된다. 이와 같이, 전류값 또는 전압값을 계측하는 경우라도, 유면(3a)을 사이에 두는 상하의 제2 전극에서는, 도통의 상태가 상이하기 때문에, 유면(3a)의 위치를 검출하는 것이 가능하게 된다.
다른 적용예(첫번째)에 대해서 하기에 설명한다. 상기 실시 형태에서는, 회전하는 궤도륜을 내륜(21)으로 하고, 고정측의 궤도륜을 외륜(22)으로 하는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 회전측의 궤도륜을 외륜(22)으로 하고, 고정측의 궤도륜을 내륜(21)으로 해도 된다. 또한, 상기 각 형태의 구름 베어링 장치(10)는, 도시하지 않지만, 프레임(41) 내에, 온도, 진동, 궤도면에 있어서의 유막 상태 등을 검지하는 각종 센서를 더 구비하고 있어도 되고, 회로부(44)는 이 센서의 검출 신호에 기초하여 펌프(43)의 구동 조건(1회의 동작에서의 토출량이나, 토출 간격)을 결정(변경)하는 구성이어도 좋다.
다른 적용예(두번째)에 대해서 하기에 설명한다. 또한, 상기 각 형태는, 급유 유닛(40)을 베어링부(20)와 함께 일체로 하여 구름 베어링 장치(10)를 구성했다. 그러나, 상기 급유 유닛(40)은, 다른 부품 등과 함께 사용되어도 좋다. 예를 들어, 급유 유닛(40)은, 일방향 클러치나 볼 나사 등의 회전 부품과 함께 내장되어도 된다. 이 경우, 급유 유닛(40)은, 이 회전 부품의 급유 필요 부위에 인접해서 설치되어 있다. 또한, 이 급유 유닛(40)은, 이 급유 필요 부위에 공급하기 위한 윤활유(3)를 저류함과 함께 당해 윤활유(3)를 하부로부터 유출 가능하게 하는 탱크(42)를 구비하고 있다. 그리고, 윤활유(3)는 도전성을 갖고 있다. 또한, 급유 유닛(40)은, 제1 전극(81)과, 적어도 하나의 제2 전극(82A 내지 82L)과, 배선부(91, 92A 내지 92L)를 구비하고 있다. 제1 전극(81)은 탱크(42) 내의 하부에 설치되어 있다. 제2 전극(82A 내지 82L)은 탱크(42) 내의 제1 전극(81)보다도 높은 위치에 설치되어 있다. 배선부(91, 92A 내지 92L)는 제1 전극(81) 및 제2 전극(82A 내지 82L)과 전기적으로 접속되어 상기 제1 전극(81)과 제2 전극(82A 내지 82L) 사이에 있어서의 도통을 검출한다.
또한, 본 발명의 구름 베어링 장치(10) 및 급유 유닛(40)은, 도시하는 형태에 한하지 않고 본 발명의 범위 내에 있어서 다른 형태의 것이어도 좋다. 예를 들어, 상기 각 형태에서는, 급유 유닛(40)은, 프레임(41) 내에 전원부(45)를 구비하고 있는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 전원부(45)는 프레임(41)의 외부에 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 프레임(41) 내의 회로부(44)[펌프(43)]와 외부의 전원부(45)는 케이블을 통해서 접속된다.
또한, 구름 베어링 장치(10)의 상기 실시 형태에서는, 베어링부(20)가 볼 베어링이지만 롤러 베어링이어도 된다.
본 발명의 구름 베어링 장치에 의하면, 급유 유닛에 있어서의 윤활유의 잔량을 아는 것이 가능하게 되어, 베어링부가 무 급유 상태에서 사용되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 본 발명의 급유 유닛에 의하면, 급유 유닛에 있어서의 윤활유의 잔량을 아는 것이 가능하게 되어, 회전 부품이 무 급유 상태에서 사용되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.

Claims (6)

  1. 내륜, 외륜, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 개재되어 있는 복수의 전동체 및 복수의 상기 전동체를 둘레 방향으로 배열해서 보유 지지하는 보유 지지기를 갖고 있는 베어링부와,
    상기 내륜과 상기 외륜 사이에 형성되는 환형 공간에 공급하기 위한 윤활유를 저류함과 함께 당해 윤활유를 하부로부터 유출 가능하게 하는 탱크를 갖고, 또한 상기 환형 공간과 인접해서 설치되어 있는 급유 유닛을 구비하고,
    상기 윤활유는 도전성을 갖고,
    상기 급유 유닛은, 상기 탱크 내의 하부에 설치되어 있는 제1 전극과, 상기 탱크 내의 상기 제1 전극보다도 높은 위치에 설치되어 있는 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 전기적으로 접속되어 당해 제1 전극과 당해 제2 전극 사이에 있어서의 도통을 검출하기 위한 배선부를 더 구비하고 있고,
    상기 제2 전극은, 상기 탱크 내의 면의 높이 방향을 따라서 간격을 두고 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는. 구름 베어링 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 탱크 내의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 이외의 영역에, 발유부가 설치되어 있는, 구름 베어링 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 급유 유닛은, 상기 배선부를 통해서 흐르는 전기의 전류값, 전압값 또는 저항값을 계측하는 검출부를 더 갖고 있는, 구름 베어링 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 급유 유닛은, 상기 배선부를 통해서 흐르는 전기의 전류값, 전압값 또는 저항값을 계측하는 검출부를 더 갖고 있는, 구름 베어링 장치.
  6. 회전 부품의 급유 필요 부위에 공급하기 위한 윤활유를 저류함과 함께 당해 윤활유를 하부로부터 유출 가능하게 하는 탱크를 구비하고, 또한, 상기 급유 필요 부위에 인접해서 설치되는 급유 유닛이며,
    상기 윤활유는 도전성을 갖고, 상기 탱크 내의 하부에 설치되어 있는 제1 전극과, 상기 탱크 내의 상기 제1 전극보다도 높은 위치에 설치되어 있는 제2 전극과, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 전기적으로 접속되어 당해 제1 전극과 당해 제2 전극 사이에 있어서의 도통을 검출하기 위한 배선부를 더 구비하고 있고,
    상기 제2 전극은, 상기 탱크 내의 면의 높이 방향을 따라서 간격을 두고 복수 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 급유 유닛.
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