KR20160012078A - 구름 베어링 장치 및 급유 유닛 - Google Patents

Abstract

구름 베어링 장치는, 내륜과 외륜 사이에 형성되는 환형 공간과 인접하여 설치되어 있는 급유 유닛을 구비하고 있고, 이 급유 유닛은, 환형 공간에 공급하기 위한 윤활유를 저류함과 함께 상기 윤활유를 유출시키는 유출부를 갖는 탱크를 구비하고 있다. 탱크는, 내부에 윤활유를 저류하는 유연성이 있는 주머니체를 갖고 있고, 이 주머니체는, 윤활유가 채워진 상태에 있어서 주머니체의 용적의 축소에 따라 윤활유를 유출부로부터 유출시킨다.

Description

구름 베어링 장치 및 급유 유닛 {ROLLING BEARING APPARATUS AND LUBRICATION UNIT}

2014년 7월 23일에 출원한 일본 특허 출원 제2014-149656호는 상세한 설명, 도면, 요약을 포함하고, 그 내용 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 미량의 윤활유를 베어링부에 공급하는 공급 유닛을 구비한 구름 베어링 장치 및 미량의 윤활유를 구름 베어링 등의 회전 부품에 대해 공급하는 급유 유닛에 관한 것이다.

공작 기계의 주축용 베어링으로서, 구름 베어링이 사용되고 있다. 그 윤활성을 확보하기 위해, 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 클리닝 유닛 등의 부대 설비가 필요하여, 설비 비용이 높아지는 경우가 있다.

구름 베어링에 급유를 행하기 위한 다른 수단으로서, 급유 유닛을 내장한 베어링 장치가 알려져 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 제2004-108388호 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 공간에 토출하는 펌프 등을 구비하고 있다.

펌프로부터 토출시키는 윤활유는 미량이다. 펌프의 동작을 제어함으로써 윤활유의 토출량이 조정된다. 이와 같은 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 부착되고, 구름 베어링의 윤활이 행해진다.

상기한 바와 같은 급유 유닛의 탱크에 관해, 종래, 윤활유를 유출시키는 유출구(유출부)를 가장 낮은 위치에 설치하는 것이 바람직하다고 여겨지고 있다. 이것은, 가령, 탱크에 있어서 조금 높은 위치에 유출구가 형성되어 있는 경우, 그 유출구보다도 탱크 내의 유면이 낮아질 때까지 윤활유가 감소하면, 탱크 내의 에어가 유출구로부터 유출되는 것으로 된다. 또한, 유출구보다도 낮은 부분의 윤활유가 사용되지 않고 남아 버리기 때문이다. 이와 같이, 종래에는, 예를 들어 유출구가 가장 낮은 위치에 형성되어 있지 않은 경우, 탱크 내의 윤활유를 사용 완료할 수 없는 경우가 있다.

본 발명의 목적의 하나는, 급유 유닛의 탱크에 있어서, 윤활유를 사용 완료하는 것이 가능하게 되는 구름 베어링 장치 및 급유 유닛을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 형태의 구름 베어링 장치의 구성상의 특징은, 내륜, 외륜, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 개재되어 있는 복수의 전동체 및 복수의 상기 전동체를 둘레 방향으로 배열하여 보유 지지하는 보유 지지기를 갖고 있는 베어링부와, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 형성되는 환형 공간에 공급하기 위한 윤활유를 저류함과 함께 상기 윤활유를 유출시키는 유출부를 갖는 탱크를 구비하고, 또한 상기 환형 공간과 인접하여 설치되어 있는 급유 유닛을 구비하고, 상기 탱크는, 내부에 상기 윤활유를 저류하는 유연성이 있는 주머니체를 갖고, 상기 주머니체는, 상기 윤활유가 채워진 상태에 있어서 상기 주머니체의 용적의 축소에 따라 당해 윤활유를 상기 유출부로부터 유출시킨다.

본 발명의 특성과 이점은 동등한 부호가 동등한 요소를 나타내는 이하에 첨부하는 도면과 예시적인 실시예의 설명에 의해 명백해진다.
도 1은 구름 베어링 장치의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 구름 베어링 장치의 횡단면도이다.
도 3은 펌프를 설명하는 단면도이다.
도 4는 급유 유닛이 갖는 탱크를 설명하는 횡단면도이다.
도 5는 도 4에 도시하는 탱크의 B-B 화살표 방향에서 볼 때의 단면도이다.
도 6은 저류되어 있었던 윤활유가 거의 절반 유출된 사용 도중의 상태를 도시하고 있다.

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 방향에서 볼 때의 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 위해, 베어링 하우징(8) 내에 수용된 상태에 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 일측(도 1의 경우, 좌측)의 내륜 본체부(31)와, 축방향 타측(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 원환형의 스페이서이어도 된다. 외륜(22)은 베어링 하우징(8)의 내주면에 고정되는 원통 형상의 부재로 이루어진다. 외륜(22)은 축방향 일측의 외륜 본체부(35)와, 축방향 타측의 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 원환형의 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 갖는다. 보유 지지기(24)는 이들 원환부와 둘레 방향에서 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 배열하여 보유 지지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 볼(23)은 궤도 홈(25, 26)에 대해 접촉각을 갖고 접촉하고 있다. 이 베어링부(20)는 앵귤러 볼베어링을 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 일측에는, 시일 부재(13)가 설치되어 있고, 볼(23) 및 보유 지지기(24)가 존재하는 베어링 내부의 윤활유가, 베어링 외부로 릴리프되는 것을 방지하고 있다. 또한, 제1 환형 공간(11)과 제2 환형 공간(12) 사이에 있어서도, 도시하고 있지 않지만, 시일 부재가 설치되어 있어도 된다. 또한, 시일 부재는, 베어링 내부의 윤활유가 베어링 외부로 릴리프되는 것을 방지할 수 있는 것이라면, 베어링 외측에 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 대해, 회전측의 궤도륜인 내륜(21)이 축(7)과 함께 회전한다. 따라서, 급유 유닛(40)은 외륜 연장부(36)의 내주면에 밀착 끼워 맞추어져 설치되어 있다. 이에 대해, 내륜 연장부(32)의 외주면과, 급유 유닛(40)[후술하는 환형의 프레임(41)]의 내주면 사이에는 미소한 간극이 형성되어 있고, 급유 유닛(40)에 의해 내륜(32)의 회전이 저해되지 않도록 구성되어 있다.

급유 유닛(40)은 도 2에 도시한 바와 같이, 전체 형상이 원환형이다. 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, 짧은 원통 형상의 내주위벽(46), 짧은 원통 형상의 외주위벽(47), 이들 주위벽(46, 47)의 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 탱크(42)가 설치되어 있다. 탱크(42)에서는, 상기 제1 환형 공간(11)에 공급하기 위한 윤활유(3)가 저류된 상태에 있다. 본 실시 형태에서는, 이 제1 공간(K1)에 유연성을 갖는 주머니체(70)가 설치되어 있고, 이 주머니체(70)에 윤활유(3)를 저류한다. 즉, 탱크(42)는 내부에 윤활유(3)를 저류하는 주머니체(70)를 갖도록 구성되어 있다. 또한, 이 주머니체(70)에 대해서는, 나중에도 설명한다.

제2 공간(K2)에 펌프(43)가 저장되어 있다. 제3 공간(K3)에 회로부(44) 및 전원부(45)가 저장되어 있다. 이에 의해, 프레임(41), 탱크(42), 펌프(43), 회로부(44) 및 전원부(45)를 포함하는 급유 유닛(40)은 일체로서 구성된다.

급유 유닛(40)은 고정측의 궤도륜으로 되는 외륜(22)[외륜 연장부(36)]에 대해 착탈 가능하게 하여 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 대해 인접하여 설치된 구성으로 된다.

탱크(42)는 상기한 바와 같이, 윤활유(3)를 저류하는 주머니체(70)에 의해 구성되어 있다. 이 주머니체(70)는 그 일부에, 저류되어 있는 윤활유(3)를 펌프(43)로 유출시키는 유출구(유출부)(49)를 갖고 있다. 이 유출구(49)와 펌프(43)[후술하는 수용부(51)]는(도시하고 있지 않지만) 유로를 통하여 연결되어 있다.

전원부(45)는 발전부(45a) 및 2차 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 착자하여 구성되어 있다. 스테이터(45a-2)는 자성체로 이루어지고, 스테이터(45a-2)의 직경 방향 내측을 로터(45a-1)가 통과하도록 설치되어 있다. 그리고, 발전부(45a)에 의해 발생한 전력이, 2차 전지부(45b)에 축적된다.

회로부(44)는 프로그래밍된 마이크로컴퓨터를 포함하는 기판 회로로 이루어지고, 펌프(43)에 대해 제어 신호(구동 신호)를 발신한다. 즉, 회로부(44)는 펌프(43)에 대해 구동 전력을 부여한다(소정의 전압을 인가한다). 회로부(44)는 펌프(43)를 구동하기 위한 기능(구동 제어부) 외에, 각종 처리를 행하는 기능도 갖고 있다. 예를 들어, 회로부(44)는 급유 유닛(40) 내에 설치되어 있는 센서(도시하지 않음)로부터의 신호를 취득 가능하고, 이 신호에 기초하여 각종 처리를 실행하는 것도 가능하다.

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 나온 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 역류하는 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)의 도중에 설치되어 노즐(50)로부터 수용부(51)로 윤활유(3)가 역류하는 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 위해 구동하는 구동부로서, 상기 압전 소자(55)를 갖고 있다.

압전 소자(55)는 판 형상이며, 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 감소시키고, 수용부(51)에 충만 상태에 있는 윤활유(3)를 노즐(50)로부터 제1 환형 공간(11)으로 토출시키는 구성이다. 변형된 압전 소자(55)의 양태를, 도 3에 있어서, 이점쇄선으로 나타내고 있다. 또한, 변형 후의 양태를 알기 쉽게 하기 위해, 그 양태를 실제보다도 과장하여 표현하고 있다. 수용부(51)에 있어서의 윤활유(3)의 충만 상태라 함은, 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 복귀되면, 제1 역지 밸브(59)가 개방되어 탱크(42)로부터 윤활유(3)를 수용부(51)로 흡인할 수 있다.

또한, 이 압전 소자(55)에의 전압의 인가 및 이 전압의 인가의 타이밍은, 회로부(44)(도 2 참조)에 의해 제어된다. 압전 소자(55)에 인가하는 전력은, 전원부(45)[2차 전지부(45b)]로부터 공급된다. 압전 소자(55)에 대해 펄스상으로 전압이 인가됨으로써, 간헐적으로 윤활유(3)를 토출할 수 있다. 또한, 펄스수와 압전 소자(55)에 인가하는 전압값을 제어함으로써, 미량의 토출이 가능하게 된다.

이와 같이 펌프(43)가 구동함으로써, 펌프 내[수용부(51)]의 윤활유(3)를 노즐(50)을 통하여 펌프 밖으로 토출한다. 노즐(50)은 니들 형상(침 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 향하여 윤활유(3)를 토출한다. 노즐(50)의 길이 방향은, 구름 베어링 장치(10)의 중심선을 포함하는 평면상에 존재한다.

여기서, 펌프(43)가 토출하는 윤활유(3)의 유량에 대해 설명한다. 펌프(43)는 회로부(44)로부터의 구동 신호(제어 신호)를 받으면, 압전 소자(55)가 구동하고, 노즐(50)로부터 윤활유(3)를 유적으로 하여 토출한다. 1회의 펌프(43)[상기 압전 소자(55)]의 구동에 의해 토출되는 윤활유(3)의 유적은, 일정량(대략 일정량)으로 된다. 펌프(43)의 1회의 구동(1샷)당 유적의 토출량(체적)을 5피코리터∼7마이크로리터로 할 수 있고, 또한 1나노리터∼1000나노리터나, 5피코리터∼1000피코리터로 설정해도 된다. 또한, 이 급유의 빈도(1샷의 간격)는 수초에 1회나, 수분에 1회나, 수시간에 1회라고 하는 빈도로 하는 것이 가능하다. 이상으로부터, 펌프(43)는 내륜(21)과 외륜(22) 사이에 형성되는 제1 환형 공간(11)(도 1 참조)에, 윤활유(3)를 유적으로 하여 간헐적으로(시간을 두고) 공급할 수 있다. 이와 같은 급유 유닛(40)을 구비하는 구름 베어링 장치(10)는 미량의 윤활유(3)를 베어링부(20)에 공급 가능하고, 나노 윤활 베어링이라고도 불린다.

도 4는 급유 유닛(40)이 갖는 탱크(42)를 설명하는 횡단면도이다. 도 4는 탱크(42)의 주머니체(70)에 저류되어 있는 윤활유(3)가 아직 유출구(49)로부터 유출되어 있지 않은 사용 전의 상태를 도시하고 있다. 도 5는 도 4에 도시하는 탱크(42)의 B-B 화살표 방향에서 볼 때의 단면도이다. 주머니체(70)는 유연성을 갖고 있고, 예를 들어 박막 형상의 연질 합성 수지로 이루어진다. 주머니체(70)는 유연한 소재로 구성되어 있다. 또한, 그 소재는, 신축성을 갖고 있어도 되고, 신축성이 없어도 된다. 주머니체(70)는 프레임(41)의 공간(K1)과 동일한 크기이다.

또한, 주머니체(70)는 그 일부만이 작게 개구되어 있고, 이 작게 개구되어 있는 부분이, 윤활유(3)를 유출시키는 유출구(49)로 된다. 주머니체(70)는 유출구(49)만이 개구되어 있고, 다른 부분은 밀봉된 구성을 갖고 있다. 주머니체(70)는 윤활유(3)를 밀봉한 구성으로 되어 있고, 윤활유(3)가 유출구(49)로부터 유출되어도, 주머니체(70)의 주위의 공기(에어)는 주머니체(70)에 들어가지 않는다.

주머니체(70)는 윤활유(3)만이 채워진 상태에 있다. 즉, 도 4에 도시하는 사용 전의 상태에 있어서, 주머니체(70)에는, 상기 노즐(50)(도 3 참조)로부터 토출하는 윤활유(3)의 상기 유적보다도 체적이 큰 기포가 존재하지 않고, 윤활유(3)가 채워진 상태에 있다. 또한, 도 6은 저류되어 있었던 윤활유(3)가 거의 절반 유출된 사용 도중의 상태를 도시하고 있다. 이 도 6에 도시한 바와 같이, 사용 도중의 상태에 있어서도, 주머니체(70)에는, 상기 노즐(50)(도 3 참조)로부터 토출되는 윤활유(3)의 상기 유적보다도 체적이 큰 기포가 존재하지 않고, 윤활유(3)가 채워진 상태에 있다. 이로 인해, 주머니체(70)의 용적은, 윤활유(3)의 양(체적)과 동등해진다. 그리고, 저류되어 있었던 윤활유(3)의 전부가 유출구(49)로부터 유출된 사용 완료된 상태에서는, 주머니체(70)는 빈 상태로 된다.

이와 같이, 주머니체(70)는 윤활유(3)가 채워진 상태에 있다. 주머니체(70)는 유출구(49) 이외에서는 밀봉되어 있다. 이에 의해, 펌프(43)의 제1 역지 밸브(59)(도 3 참조)가 개방되면 주머니체(70)의 윤활유(3)는 유출 가능하게 된다. 이 유출 가능하게 되는 상태에 있어서, 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같이, 주머니체(70)의 용적의 축소에 따라 윤활유(3)를 유출구(49)로부터 외부로 유출시킬 수 있다. 이로 인해, 탱크(42) 내의 윤활유(3)를 사용 완료하는 것이 가능하게 된다. 특히, 탱크(42)에 있어서, 유출구(49)를 가장 낮은 위치에 형성하지 않아도, 윤활유(3)를 사용 완료하는 것이 가능하게 된다.

또한, 이와 같이 주머니체(70)의 용적의 축소에 따라 윤활유(3)를 외부로 유출시키는 것을, 한층 더 용이하게 하기 위해, 주머니체(70)는 그 내부 공간이 유출구(49)측에서 넓고, 유출구(49)로부터 이격되는 측에서 좁아지는(평평해지는) 구성으로 해도 된다. 예를 들어, 주머니체(70)의 내부 공간이, 유출구(49)로부터 이격되는 것에 따라서 좁아지는(평평해지는) 형상으로 하면 된다. 이에 의해, 윤활유(3)가 유출되면, 유출구(49)로부터 이격된 측으로부터 순서대로 주머니체(70)는 오므라들고, 마지막으로 유출구(49)의 근방이 오므라들도록 하는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태의 급유 유닛(40)은 제1 환형 공간(11)으로 공급하기 위한 윤활유(3)의 부족을 관리하기 위한 기능을 구비하고 있다. 이것은, 상기한 바와 같이, 윤활유(3)를 저류하는 탱크(42)가 베어링부(20)와 함께 베어링 하우징(8) 내에 저장된 구성으로 되어 있다. 이로 인해, 급유 유닛(40)에 잔존하고 있는 윤활유(3)를 파악하는(눈으로 보는) 것이 용이하지 않다. 가령, 탱크(42) 및 펌프(43)를 포함하는 급유 유닛(40)의 윤활유(3)가 전부 사용되어, 비어 있게 되어 있어도, 이것을 알아차리지 못하고, 그 후에 있어서 볼(23)이나 궤도 홈(25, 26)에 부착되어 있었던 윤활유(3)도 소실되면, 이 구름 베어링 장치(10)는 무급유 상태에서 사용되는 것으로 되어, 시징 등의 원인으로 되어 버린다. 따라서, 본 실시 형태의 구름 베어링 장치(10)는 급유 유닛(40)에 있어서의 윤활유(3)의 부족을 검지하는 것을 가능하게 하기 위한 구성을 구비하고 있다.

이 구성에 대해 구체적으로 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 주머니체(70)의 대향하는 내면(73, 74) 각각에 전극(71, 72)이 설치되어 있다. 이들 전극(71, 72)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 주머니체(70)의 내면(73, 74) 중 유출구(49)의 근방의 면에 설치되어 있다. 제1 전극(71)에는 제1 전선(75)이 접속되고, 제2 전극(72)에는 제2 전선(76)이 접속되어 있다. 이들 전선(75, 76)은, 급유 유닛(40)의 외부로 도출되고, 구름 베어링 장치(10)의 외부에 설치되어 있는 검출 장치(18)에 접속되어 있다. 검출 장치(18)는 전선(75, 76)을 통하여 전극(71, 72)의 한쪽에 전압을 인가하고 있다. 전극(71, 72)끼리가 접촉하면, 전선(75, 76) 및 전극(71, 72)을 포함하는 폐쇄된 회로(S)가 형성된다. 이 회로(S)에 전류가 흐르고, 이 회로(S)에 흐르는 전기의 전류값, 전압값, 또는 저항값을 계측하도록 검출 장치(18)는 구성되어 있다.

상기한 바와 같이, 주머니체(70)는 유연성을 갖고 있고, 윤활유(3)가 유출구(49)로부터 유출되는 것에 따라서, 주머니체(70)의 용적은 축소한다. 이로 인해, 도 5의 화살표 J1, J2로 나타내는 바와 같이, 윤활유(3)가 줄어들면, 내면(73, 74)이 접근하고, 마침내, 전극(71, 72)끼리가 접촉한다. 그러면, 검출 장치(18)는 전극(71, 72)을 포함하는 상기 회로(S)의 도통을 검출한다. 검출 장치(18)는 상기 도통을 검출하면 검출 신호를 출력한다. 이 검출 신호는, 주머니체(70)의 윤활유(3)가 감소되고, 곧 없어지는 것을 의미하는 신호이다. 이와 같이, 전극(71, 72)과 전기적으로 접속되어 있는 상기 전선(75, 76)은, 전극(71, 72)끼리가 접촉한 경우에 구성되는 회로(S)의 도통을 검출하기 위한 배선부로서 기능하고 있다.

검출 장치(18)로부터 출력된 상기 검출 신호는, 본 실시 형태의 경우, 공작 기계의 제어 장치가 수신 가능하다. 이 제어 장치는, 검출 신호를 취득하면, 작업자에 대해 구름 베어링 장치(10)에 있어서의 윤활유(3)가 부족한 취지의 정보를 출력한다. 예를 들어, 제어 장치의 모니터에 그 취지의 정보가 출력된다. 이것을 본 작업자는, 구름 베어링 장치(10)의 메인터넌스를 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 검출 장치(18)는 공작 기계의 제어 장치의 일부이어도 된다. 또는, 검출 장치(18)는 구름 베어링 장치(10)[급유 유닛(40)]의 내부에 설치되어 있어도 된다. 회로부(44)가 그 기능의 일부로서 검출 장치(검출부)(18)를 구비하고 있어도 된다.

이상과 같이, 급유 유닛(40)은 한 쌍의 전극(71, 72)과, 전선(75, 76)을 갖고 있다. 한 쌍의 전극(71, 72)은 주머니체(70)의 대향하는 내면(73, 74)에 설치되어 있다. 전선(75, 76)은 이들 한 쌍의 전극(71, 72)끼리가 접촉한 경우에 구성되는 회로(S)의 도통을 검출하기 위한 배선부이다. 이 구성에 의하면, 주머니체(70)의 윤활유(3)의 잔량이 감소하면 주머니체(70)의 대향하는 한 쌍의 내면(73, 74)끼리가 접근하고, 마침내, 이들 내면(73, 74)이 접촉한다. 이들 내면(73, 74)에 각각 전극(71, 72)이 설치되어 있다. 이에 의해, 이들 전극(71, 72)이 접촉함으로써 구성되는 전극(71, 72) 및 전선(75, 76)을 포함하는 회로(S)에 도통이 발생할 수 있다. 따라서, 이 도통이 검출 장치(18)에 의해 검출됨으로써, 탱크(42)의 윤활유(3)가 적어지고 있는 것을 파악하는 것이 가능하게 된다. 이 결과, 베어링부(20)가 무급유 상태에서 사용되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.

특히, 전극(71, 72)은, 주머니체(70)의 내면(73, 74) 중 유출구(49)의 근방의 면에 설치되어 있다. 윤활유(3)가 소비되는 것에 따라서 주머니체(70)는 유출구(49)로부터 이격된 측으로부터 오므라든다. 이에 의해, 이 구성에 의하면, 주머니체(70)에 잔존하는 윤활유(3)가 곧 없어지는 것을 검출하는 것이 가능하게 된다. 특히, 주머니체(70)의 윤활유(3)가 없어진 시점에서, 전극(71, 72)이 접촉하는 것이 바람직하다.

상기 실시 형태에서는, 회전하는 궤도륜을 내륜(21)으로 하고, 고정측의 궤도륜을 외륜(22)으로 하는 경우에 대해 설명하였다. 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 된다.

또한, 상기 각 형태는, 급유 유닛(40)을 베어링부(20)와 함께 일체로서 구름 베어링 장치(10)를 구성하였다. 그러나, 상기 급유 유닛(40)은 다른 부품 등과 함께 사용되어도 된다. 예를 들어, 급유 유닛(40)은 일방향 클러치나 볼 나사 등의 회전 부품과 함께 내장되어도 된다. 이 경우, 급유 유닛(40)은 회전 부품의 급유 필요 부위에 공급하기 위한 윤활유(3)를 저류하는 탱크(42)를 구비하고 있음과 함께, 이 급유 필요 부위에 인접하여 설치된다. 그리고, 탱크(42)는 내부의 윤활유(3)를 유출시키는 유출구(49)를 갖고 있다. 또한, 탱크(42)는 내부에 윤활유(3)를 저류하는 유연성이 있는 주머니체(70)를 갖고 있다. 이 주머니체(70)는 윤활유(3)가 채워진 상태에 있어서 당해 주머니체(70)의 용적의 축소에 따라 윤활유(3)를 유출구(49)로부터 유출시킨다.

또한, 본 발명의 구름 베어링 장치(10) 및 급유 유닛(40)은 도시하는 형태로 한정되지 않고 본 발명의 범위 내에 있어서 다른 형태의 것이어도 된다. 예를 들어, 상기 각 형태에서는, 급유 유닛(40)은 프레임(41) 내에 전원부(45)를 구비하고 있는 경우에 대해 설명하였다. 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 통하여 접속된다. 또한, 구름 베어링 장치(10)의 상기 실시 형태에서는, 베어링부(20)가 볼베어링이지만 롤러 베어링이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 탱크(42)의 윤활유(3)를 사용 완료하는 것을 가능하게 하기 위한 급유 유닛(40)에 관해 설명하였다. 이하, 다른 과제를 관점으로 한 구름 베어링 장치(참고 발명)를 설명한다. 상기 다른 과제로서, 다음 사항이 있다. 즉, 종래의 급유 유닛을 구비하고 있는 베어링 장치(예를 들어, 상기 일본 특허 공개 제2004-108388호 공보)에서는, 윤활유를 저류하는 탱크가 구름 베어링과 함께 베어링 하우징 내에 저장된 구성으로 된다. 이로 인해, 급유 유닛에 잔존하고 있는 윤활유의 양을 파악하는 것이 용이하지 않다. 이로 인해, 탱크 및 펌프를 포함하는 급유 유닛의 윤활유가 전부 사용되어, 비어 있게 되어 있어도, 이것을 알아차리지 못하고, 그 후에 있어서 전동체나 궤도면에 부착되어 있었던 윤활유도 소실되면, 구름 베어링은 무급유 상태에서 사용되는 것으로 되어, 시징 등의 원인으로 되어 버린다.

따라서, 상기 참고 발명은, 급유 유닛에 있어서의 윤활유의 부족을 검지하는 것이 가능하게 되는 구름 베어링 장치이다. 이 참고 발명의 일 형태는 다음과 같다. 또한, 이 참고 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 상기 실시 형태에서 사용한 부호를 부여하고 있다. 즉, 참고 발명에 관한 구름 베어링 장치(10)는 내륜(21), 외륜(22), 상기 내륜(21)과 상기 외륜(22) 사이에 개재되어 있는 복수의 볼(전동체)(23) 및 복수의 상기 볼(23)을 둘레 방향으로 배열하여 보유 지지하는 보유 지지기(24)를 갖고 있는 베어링부(20)와, 상기 내륜(21)과 상기 외륜(22) 사이에 형성되는 환형 공간(11)에 공급하기 위한 윤활유(3)를 저류함과 함께 당해 윤활유(3)를 유출시키는 유출구(유출부)(49)를 갖는 탱크(42)를 구비하고 있음과 함께, 상기 환형 공간(11)과 인접하여 설치되어 있는 급유 유닛(40)을 구비한다. 상기 탱크(42)는 내부에 상기 윤활유(3)를 저류하는 유연성이 있는 주머니체(70)를 갖는다. 상기 급유 유닛(40)은, 또한 상기 주머니체(70)의 대향하는 내면(73, 74)에 설치되어 있는 한 쌍의 전극(71, 72)과, 상기한 쌍의 전극(71, 72)과 전기적으로 접속되고 당해 한 쌍의 전극(71, 72)끼리가 접촉한 경우에 구성되는 회로의 도통을 검출하기 위한 배선부(75, 76)를 갖고 있다.

이 구성에 의하면, 주머니체(70)의 윤활유(3)의 잔량이 감소하면 주머니체(70)의 대향하는 한 쌍의 내면(73, 74)끼리가 접근하고, 마침내, 이들 내면(73, 74)이 접촉한다. 이들 내면(73, 74)에 각각 전극(71, 72)이 설치되어 있다. 이에 의해, 이들 전극(71, 72)이 접촉함으로써 구성되는 회로(S)에 도통이 발생할 수 있다. 따라서, 이 도통이 검출됨으로써, 탱크(42)의 윤활유(3)가 적어지고 있는 것을 검출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 도 1∼도 5에 의해 설명한 상기 실시 형태에 따른 각 구성을, 이 참고 발명에 대해 적용 가능하다.

본 발명의 구름 베어링 장치 및 급유 유닛에 의하면, 탱크 내의 윤활유를 사용 완료하는 것이 가능하게 된다.

Claims (4)

1. 구름 베이링 장치이며,
   내륜, 외륜, 상기 내륜과 상기 외륜 사이에 개재되어 있는 복수의 전동체 및 복수의 상기 전동체를 둘레 방향으로 배열하여 보유 지지하는 보유 지지기를 갖고 있는 베어링부와,
   상기 내륜과 상기 외륜 사이에 형성되는 환형 공간에 공급하기 위한 윤활유를 저류함과 함께 상기 윤활유를 유출시키는 유출부를 갖는 탱크를 구비하고, 또한 상기 환형 공간과 인접하여 설치되어 있는 급유 유닛을 포함하고,
   상기 탱크는, 내부에 상기 윤활유를 저류하는 유연성이 있는 주머니체를 갖고,
   상기 주머니체는, 상기 윤활유가 채워진 상태에 있어서 상기 주머니체의 용적의 축소에 따라 상기 윤활유를 상기 유출부로부터 유출시키는 것을 특징으로 하는, 구름 베어링 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 급유 유닛은, 또한, 상기 주머니체의 대향하는 내면에 설치되어 있는 한 쌍의 전극과,
   상기 한 쌍의 전극과 전기적으로 접속되고 상기 한 쌍의 전극끼리가 접촉한 경우에 구성되는 회로의 도통을 검출하기 위한 배선부를 갖고 있는, 구름 베어링 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 전극은, 상기 주머니체의 상기 내면 중 상기 유출부의 근방의 면에 설치되어 있는, 구름 베어링 장치.
4. 회전 부품의 급유 필요 부위에 공급하기 위한 윤활유를 저류함과 함께 상기 윤활유를 유출시키는 유출부를 갖는 탱크를 구비하고, 또한 상기 급유 필요 부위에 인접하여 설치되는 급유 유닛이며,
   상기 탱크는, 내부에 상기 윤활유를 저류하는 유연성이 있는 주머니체를 갖고,
   상기 주머니체는, 상기 윤활유가 채워진 상태에 있어서 상기 주머니체의 용적의 축소에 따라 상기 윤활유를 상기 유출부로부터 유출시키는 것을 특징으로 하는, 급유 유닛.
   

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