KR20160108364A

KR20160108364A - 롤러 베어링 장치

Info

Publication number: KR20160108364A
Application number: KR1020167019988A
Authority: KR
Inventors: 마모루 미즈타니
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2015-01-16
Publication date: 2016-09-19
Also published as: WO2015111511A1; US20160333937A1; CN105917130A; TW201540976A; EP3098467A1; JP2015137668A; EP3098467A4

Abstract

윤활유 탱크(46)를 형성하는 주머니체(46a)의 형상을 연구함으로써, 베어링 사이즈마다의 원호형상의 금형이 불필요해지며, 스페이서의 폭이 길어져도, 원형 링형상의 하우징에 형성되는 윤활유 탱크의 수용 스페이스의 유효한 활용을 도모할 수 있도록 하는 것을 과제로 한다. 롤러 베어링(11)과, 윤활유의 토출구를 갖는 윤활유 탱크(46)를 적어도 구비하는 급유 유닛(13)의 조합으로 이루어지며, 상기 급유 유닛(13)이 상기 롤러 베어링(11)에 인접하여 설치된 스페이서(16)의 내륜(17)과 외륜(18)의 사이의 공간에 설치되어 있는 롤러 베어링 장치(10)로서, 상기 윤활유 탱크의 수용 스페이스가, 스페이서의 축방향 폭과 거의 동등하며, 둘레방향 길이가 스페이서(16)의 축방향에서 볼 때에 있어서의 중심각(θ)의 범위에 있고, 상기 수용 스페이스 내에 수용되는 윤활유 탱크(46)가, 폭이 수용 스페이스의 축방향 폭과 거의 동등하며, 길이가 스페이서의 중심 지름(A×π×(θ/360))과 거의 동등한 직사각형의 주머니체(46a)에 의해 형성된다.

Description

롤러 베어링 장치{ROLLER BEARING DEVICE}

[0001] 본 발명은, 공작 기계나 산업 기계 등에 이용되는 롤러 베어링 장치에 관한 것으로서, 특히 롤러 베어링과 급유(給油) 유닛의 조합으로 이루어지는 롤러 베어링 장치에 관한 것이다.

[0002] 이러한 종류의 롤러 베어링 장치(110)로서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 롤러 베어링(111), 그 축방향의 일단부에 맞대어진 스페이서(spacer, 間座; 112) 및 스페이서(112)에 조립된 급유 유닛(113)에 의해 구성되는 것이 있다(특허문헌 1).

[0003] 상기 롤러 베어링 장치(110)는, 회전축(114)과 하우징(115)의 사이에 조립하여 사용에 제공되며, 롤러 베어링(111)의 타단부에도 다른 스페이서(116)가 맞대어져, 양방(兩方)의 스페이서(112,116)에 의해 롤러 베어링(111)의 축방향의 위치 결정이 행해지고 있다.

[0004] 롤러 베어링(111)은, 회전측의 궤도륜(軌道輪)인 내륜(內輪; 117), 고정측의 외륜(外輪; 118) 및 이들 궤도륜의 사이에 개재(介在)된 소요 수의 전동체(轉動體; 119), 그 전동체(119)를 일정 간격으로 유지하는 유지기(121)에 의해 구성되는, 앵귤러 볼 베어링(angular ball bearing), 혹은 깊은 홈 볼 베어링(deep groove ball bearing)이며, 롤러 베어링(111)에는, 미리 원하는 그리스(grease)가 봉입(封入)되고, 스페이서(116)측의 단부에, 시일 판(122)이 장착되어 있다.

[0005] 스페이서(112)는, 내륜측 스페이서(112a)와 외륜측 스페이서(112b)로 이루어지며, 내륜측 스페이서(112a)는 회전축(114)측에 끼움결합 고정되어, 내륜(117)의 일방(一方)의 단면(端面)에 맞대어져 있다. 외륜측 스페이서(112b)는 하우징(115)의 내경면(內徑面)에 끼움결합 고정되어, 외륜(118)의 일방의 단면에 맞대어져 있다. 타방(他方)의 스페이서(116)도 마찬가지로 회전축(114)측 및 하우징(115)측에 끼움결합 고정되어, 내륜(117) 및 외륜(118)의 타방의 단면에 맞대어져 있다.

[0006] 상기 급유 유닛(113)은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 원형 링형상의 하우징(124) 내에, 원주(圓周)방향으로 발전부(141), 충전부(142), 제어부(143), 구동부(144), 펌프(145), 윤활유 탱크(146) 등의 각종 부재를 수납하여 구성되어 있다.

[0007] 일본 특허공개공보 제2013-60999호

[0008] 그런데, 하우징 본체(124a) 내에 수납하는 윤활유 탱크(146)는, 주머니체(袋體)로 이루어지며, 원형 링형상의 하우징(124)을 따라 원호형상으로 배치되어 있다.

[0009] 상기 원호형상의 주머니체(146a)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 원호형상으로 잘라낸 2장의 시트(146b,146b)를 상하로 포개어 겹친 후, 도 16에 나타내는 바와 같이, 포개어 겹친 2장의 시트(146b,146b)의 외주부를 열용착(熱溶着)하여 형성되어 있는 것이다. 열용착 부분(146c)은, 도 16에 크로스 해칭(cross-hatching)으로 나타내고 있다.

[0010] 이와 같이, 원호형상으로 잘라낸 2장의 시트(146b,146b)로 이루어지는 주머니체(146a)를, 원형 링형상의 하우징(124)에 배치한 경우, 도 13에 나타내는 바와 같이, 스페이서(112)의 폭이 긴 경우에는, 주머니체(146a)로 이루어지는 윤활유 탱크(146)의 축방향의 측방에 커다란 데드 스페이스(dead space; S)가 생겨, 원형 링형상의 하우징(124)의 윤활유 탱크(146)의 수용 스페이스의 유효한 활용을 도모할 수 없다는 문제가 발생한다.

[0011] 또한, 윤활유 탱크(146)를 구성하는 원호형상의 수지제의 주머니체(146a)를 형성하려면, 원호형상의 시트의 절취와, 열용착시에, 베어링 사이즈마다, 원호형상을 따른 형상의 원호형상 금형이 필요하게 된다.

[0012] 이에, 본 발명은, 윤활유 탱크를 구성하는 주머니체의 형상을 연구함으로써, 베어링 사이즈마다의 원호형상의 금형이 불필요하게 되고, 스페이서의 폭이 길어져도, 원형 링형상의 하우징에 형성되는 윤활유 탱크의 수용 스페이스의 유효한 활용을 도모할 수 있도록 하는 것을 과제로 하는 것이다.

[0013] 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 롤러 베어링 장치는, 롤러 베어링과, 윤활유의 토출구를 갖는 윤활유 탱크, 펌프, 구동부, 전원부, 제어부를 적어도 구비하는 급유 유닛의 조합으로 이루어지며, 상기 급유 유닛이 상기 롤러 베어링에 인접하여 설치된 스페이서의 내륜과 외륜의 사이의 공간에 설치되어 있는 롤러 베어링 장치로서, 상기 급유 유닛의 윤활유 탱크의 수용 스페이스가, 스페이서의 축방향 폭과 거의 동등하며, 둘레방향 길이가 스페이서의 축방향에서 볼 때에 있어서의 중심각(θ)의 범위에 있고, 상기 수용 스페이스 내에 수용되는 윤활유 탱크가, 폭이 수용 스페이스의 축방향 폭과 거의 동등하며, 길이가 스페이서의 중심 지름(A×π×(θ/360))과 거의 동등한 주머니체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

[0014] 상기 윤활유 탱크를 구성하는 직사각형의 유연성을 갖는 주머니체는, 폭이 수용 스페이스의 축방향 폭과 거의 동등하고, 길이가 스페이서의 중심 지름(A×π×(θ/360))과 거의 동등하기 때문에, 수용 스페이스에 쓸데없는 빈 공간이 생기지 않아, 수용 스페이스의 유효한 활용을 도모할 수가 있다.

[0015] 또, 직사각형의 주머니체는, 스트립(oblong)형상의 시트를 겹쳐, 4변을 직선형상으로 용착하거나, 스페이서 폭의 2배의 폭을 갖는 스트립형상의 시트를 2절 접기하여 3변을 직선형상으로 용착하거나 함으로써, 제조할 수 있기 때문에, 특별한 형상의 금형이 불필요하다.

또한, 윤활유 탱크를 구성하는 주머니체는, 마 등의 직포(織布), 수지, 직포에 수지나 고무 등을 코팅한 것을 사용할 수 있는데, 취급의 용이성, 제조성이나 비용을 고려하면, 수지제가 바람직하다.

[0016] 도 1은 도 3의 A-A선의 방향에서 본 단면도이다.
도 2는 도 3의 B-B선의 방향에서 본 부분 단면도이다.
도 3은 급유 유닛의 도 1의 X1-X1선의 단면도이다.
도 4는 급유 유닛의 하우징의 다른 실시형태를 나타내는 단면도이다.
도 5의 (a)는 본 발명에서 사용하는 수지제의 주머니체를 형성하는 스트립 형상의 수지 시트를 2장 겹친 상태를 나타내는 평면도, (b)는 2장 겹친 스트립형상의 수지 시트의 외주의 4변을 열용착하여 형성한 본 발명에서 사용하는 수지제의 주머니체의 평면도이다.
도 6의 (a)는 본 발명에서 사용하는 수지제의 주머니체를 형성하는 스트립형상의 수지 시트를 2절 접기한 상태를 나타내는 평면도, (b)는 2절 접기한 외주의 3변을 열용착하여 형성한 본 발명에서 사용하는 수지제의 주머니체의 평면도이다.
도 7은 도 3의 2점 쇄선의 ○ 표시로 둘러싼 주머니체의 확대도이다.
도 8은 급유 유닛의 전원부의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 9는 급유 유닛의 전원부의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 10은 급유 유닛의 전원부의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 11은 급유 유닛의 전원부의 일례를 나타내는 확대 단면도이다.
도 12는 구동부의 상세 블록도이다.
도 13은 도 14의 A-A선의 방향에서 본 종래의 롤러 베어링 장치의 단면도이다.
도 14는 종래의 급유 유닛의 도 1의 X1-X1 선의 단면도이다.
도 15는 종래예에서 사용하는 수지제의 주머니체를 형성하는 원호형상의 수지 시트를 2장 겹친 상태를 나타내는 평면도이다.
도 16은 2장 겹친 원호형상의 수지 시트의 외주를 열용착하여 형성한 종래예의 수지제의 주머니체의 평면도이다.

[0017] 이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 근거하여 설명한다.

도 1에서 도 3에 나타내는 실시형태의 롤러 베어링 장치(10)는, 롤러 베어링(11), 그 축방향의 일단부에 맞대어진 스페이서(12) 및 스페이서(12)에 조립된 급유 유닛(13)에 의해 구성되며, 회전축(14)과 하우징(15)의 사이에 조립하여 사용에 제공된다. 롤러 베어링(11)의 타단부에도 다른 스페이서(16)가 맞대어지며, 양방의 스페이서(12,16)에 의해 롤러 베어링(11)의 축방향의 위치결정이 행해진다. 본 실시형태의 회전축(14)은 수평으로 설치되어 있다.

[0018] 롤러 베어링(11)은, 회전측의 궤도륜인 내륜(17), 고정측의 외륜(18) 및 이들 궤도륜의 사이에 개재된 소요(所要) 수의 전동체(19), 그 전동체(19)를 일정 간격으로 유지하는 유지기(21)에 의해 구성되는, 앵귤러 볼 베어링, 혹은 깊은 홈 볼 베어링 중 어느 것이어도 무방하다. 롤러 베어링(11)에는, 미리 원하는 그리스가 봉입되며, 스페이서(16)측의 단부(端部)에, 시일 판(22)이 장착되어 있다.

[0019] 스페이서(12)는, 내륜측 스페이서(12a)와 외륜측 스페이서(12b)로 이루어지며, 내륜측 스페이서(12a)는 회전축(14)측에 끼움결합 고정되어, 내륜(17)의 일방의 단면(端面)에 맞대어진다. 외륜측 스페이서(12b)는 하우징(15)의 내경면에 끼움결합 고정되어, 외륜(18)의 일방의 단면에 맞대어진다. 타방(他方)의 스페이서(16)도 마찬가지로 회전축(14)측 및 하우징(15)측에 끼움결합 고정되어, 내륜(17) 및 외륜(18)의 타방의 단면에 맞대어진다.

[0020] 상기 급유 유닛(13)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 원형 링형상의 하우징(24) 내에, 원주방향으로 발전부(41), 충전부(42), 제어부(43), 구동부(44), 펌프(45), 윤활유 탱크(46) 등의 각종 부재를 수납하여 구성된다.

[0021] 급유 유닛(13)의 원형 링형상의 하우징(24)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 롤러 베어링(11)과 반대측의 면이 개방된 단면(斷面)이 ㄷ자 형인 하우징 본체(24a)와, 상기 하우징 본체(24a)의 개구부를 폐색(閉塞)하고, 하우징 본체(24a)에 대하여 탈부착 가능한 덮개(24b)에 의해 구성된다. 상기 하우징 본체(24a)와 덮개(24b)는, PPS 등의 동종(同種)의 열가소성 수지재료로 이루어진다.

[0022] 하우징(24)의 덮개(24b)는, 하우징 본체(24a)에 대하여, 나사(24c)에 의해 고정되고, 나사(24c)를 풀어, 덮개(24b)를 제거함으로써, 급유 유닛(13) 전체를 분리하는 일 없이, 하우징 본체(24a) 내에 수납되어 있는 윤활유 탱크(46)에, 윤활유를 보충할 수가 있다.

[0023] 하우징 본체(24a)의 외주면은, 외륜측 스페이서(12b)의 내경면에, 접착제에 의해 접착고정되어 있다. 하우징 본체(24a)를 접착고정하는 접착제는, 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다.

[0024] 도 4의 실시형태는, 외륜측 스페이서(12b)의 내경면에 하우징(24)을, 접착제를 사용하지 않고 고정하는 예를 나타내고 있다.

[0025] 상기 도 4의 예는, 외륜측 스페이서(12b)의 내경면의 축방향 양측에, 외경(外徑)방향으로 움푹 패인 한 쌍의 오목부(12c,12d)를 형성하고, 하우징 본체(24a)의 롤러 베어링(11)측의 외경면에, 오목부(12c)에 끼워지는 볼록조(凸條; 24d)를 형성하여, 상기 볼록조(24d)를 오목부(12c)에 끼우고, 타방의 오목부(12d)에, 하우징 본체(24a)에 나사(24c)에 의해 고정되는 덮개(24b)의 외경부를 끼워, 나사(24c)에 의해 덮개(24b)를 하우징 본체(24a)에 조여붙여 고정함으로써, 하우징 본체(24a)의 볼록조(24d)와 덮개(24b)의 외경부에 의해 외륜측 스페이서(12b)의 내경면을 사이에 끼우고, 외륜측 스페이서(12b)의 내경면에 하우징(24)을, 접착제를 사용하지 않고 고정하고 있다.

[0026] 다음으로, 하우징 본체(24a) 내에 수납하는 윤활유 탱크(46)는, 유연성을 갖는 수지제의 주머니체(46a)로 이루어지며, 원형 링형상의 하우징(24)을 따라 원호형상으로 배치되어 있다.

[0027] 수지제의 주머니체(46a)는, 예컨대, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 하우징 본체(24a)의 폭(L)과 거의 동등한 폭이며, 길이가 하우징 본체(24a)의 주머니체(46a)의 수용공간의 둘레방향의 길이, 즉, 주머니체(46a)의 수용공간이, 스페이서(12)의 중심각(θ°)의 범위인 경우, 스페이서(12)의 중심 지름(A×π×(θ/360))의 길이를 갖는 2장의 직사각형의 스트립형상의 수지 시트(46b,46b)를 상하로 겹쳐, 외주의 4변을, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 직선형상으로 열용착함으로써 형성할 수 있다. 부호 46c는, 열용착부분을 나타내고 있다.

또, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 하우징 본체(24a)의 폭(L)의 2배의 폭인 스트립형상의 수지 시트(46b)를 2절 접기로 하여, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 외주의 3변을 직선형상으로 열용착함으로써 형성하여도 무방하다.

[0028] 주머니체(46a)에는, 도 7에 확대하여 나타내는 바와 같이, 펌프(45)와 접속되는 흡입 튜브(45a)를 설치하는데, 상기 흡입 튜브(45a)는, 주머니체(46a)를 열용착에 의해 형성할 때에, 주머니체(46a)를 형성하는 포개어 겹친 수지 시트의 사이에 끼워 넣어 열용착함으로써, 주머니체(46a)와 일체화할 수가 있다.

[0029] 윤활유 탱크(46)를 형성하는 주머니체(46a)의 소재는, 폴리아미드(예컨대, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12), 불소고무(FKM), 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등을 이용할 수 있는데, 주머니체(46a) 내에 수용되는 윤활유에 적셔지지 않는 소재이면 특별히 한정되지 않는다.

[0030] 윤활유 탱크(46)의 주머니체(46a)에 설치하는 흡입 튜브(45a)는, 펌프(45)에 대하여 분리 가능하게 해 두는 것이 바람직하다. 흡입 튜브(45a)를 펌프(45)에 대하여 분리 가능하게 해 두면, 윤활유 탱크(46) 내의 윤활유의 잔량이 없게 된 경우에, 흡입 튜브(45a)를 펌프(45)로부터 분리하여, 흡입 튜브(45a)로부터 주머니체(46a) 내에 윤활유를 보충할 수가 있다.

[0031] 또, 펌프(45)에 대하여 주머니체(46a)가 분리 가능하게 함으로써, 윤활유를 충전한 예비의 주머니체(46a)를 준비해 둘 수 있어, 주머니체(46a) 내의 윤활유가 없어지면, 사용이 끝난 주머니체(46a)를 분리하여, 예비의 주머니체(46a)를 교환함으로써, 윤활유의 보충을 단시간에 행할 수가 있다. 예비의 주머니체(46a)에는, 윤활유 제조 메이커에서 관리된 상태로 윤활유의 충전이 가능해지기 때문에, 주머니체(46a) 내에 대한 이물(異物)의 침입과 같은 충전시에 있어서의 위험성을 적게 할 수가 있다. 또, 예비의 주머니체(46a)의 흡입 튜브(45a)에는, 덮개를 장착하여, 보관중인 이물의 혼입(混入)을 방지하는 것이 바람직하다.

[0032] 윤활유 탱크(46)의 주머니체(46a)에 충전하는 윤활유의 점도는, 너무 높으면 펌프의 부하나 전원에 대한 부담이 커지기 때문에, VG22 정도가 바람직하다.

[0033] 상기 각 실시형태에서는, 원형 링형상의 하우징(24) 내에, 윤활유 탱크(46) 이외에, 원주방향으로 발전부(41), 충전부(42), 제어부(43), 구동부(44), 펌프(45) 등을 수납하고 있다.

[0034] 발전부(41)로서는, 예컨대, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제벡 효과(Seebeck effect)에 의해 발전을 행하는 것을 사용할 수 있다. 즉, 롤러 베어링 장치(10)를 사용한 경우, 전동체(19, 도 1 참조)와의 마찰열에 의해 내륜(17)과 외륜(18)의 온도가 상승한다. 통상적으로, 외륜(18)은 기기의 하우징(15)에 조립되기 때문에 열전도에 의해 방열(放熱)되어, 내륜(17), 외륜(18)의 사이에서 온도 차가 발생한다. 그 온도가 각 열전도체(52,53)에 전도되어, 제벡 소자(54)의 양단면에 온도 차를 발생시킴으로써, 제벡 효과에 의한 발전을 행한다.

[0035] 하우징 본체(24a)의 내주면과 외주면을 관통하는 열전도체(52,53)를 설치하고, 이들 열전도체(52,53)의 사이에 제벡 소자(54)를 개재시킨 것을 사용할 경우, 하우징 본체(24a)의 외주면을 관통하는 열전도체(52)가 외륜측 스페이서(12b)의 내경면에 접하는 면에는, 열전도성을 고려한 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 외륜측의 열전도체(52)의 외경은, 외륜측 스페이서(12b)의 내경 치수와 동일하게 하여, 방열효과가 높아지도록 밀착시키고 있다. 한편, 내륜측의 열전도체(53)의 내경은, 내륜측 스페이서(12a)와는 접해 있지 않다. 가능하면, 외륜측과 내륜측의 열전도체(52,53)의 체적을 같게 하는 것이 바람직하다.

[0036] 또한, 외륜측 스페이서(12b)의 내경면과 열전도체(52)의 사이, 열전도체(52)와 제벡 소자(54)의 사이, 제벡 소자(54)와 내륜측의 열전도체(53)의 사이에는, 열전도율 및 밀착성을 높이기 위하여, 방열 그리스 등을 도포하는 것이 바람직하다. 방열 그리스는, 일반적으로 실리콘이 주성분이다. 또, 열전도체(52,53)는, 열전도율이 높은 금속을 사용한다. 예컨대, 은, 구리, 금 등을 들 수 있으나 비용면에서, 구리를 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 구리를 주성분으로 하는 구리합금이어도 무방하다. 또, 구리를 주성분으로 하는 소결(燒結)합금이어도 무방하다.

[0037] 발전부(41)는, 상기 제벡 효과에 의해 발전을 행하는 것 외에, 도 9, 도 10, 도 11에 나타내는 것을 사용할 수 있다.

[0038] 도 9에 나타내는 것은, 롤러 베어링 장치(10) 내에 교번자계(交番磁界, alternating magnetic field)가 존재하는 경우에 적용된다. 공작기 등의 빌트 인 스핀들(built-in spindle) 내부나 대(大)전력을 취급하는 고주파 기기의 근방에서는, 누설 자속(leakage flux) 또는 고주파의 조사(照射)가 발생한다. 이러한 누설 자속을 이용하여 전자유도에 의해 발전을 행하는 것이다. 즉, 한쪽을 개방한 E형의 철심(鐵心, core; 55)에 코일(56)을 조합함으로써 효율적으로 교번자계를 취득하여, 전자유도에 의한 발전을 행한다. 철심(55)의 개방면에 절연성 기대(基台; 57)가 부착된다. 누설 자속의 주파수가 기지(旣知)의 것인 경우에는, 철심(55)을 제외하고 누설 자속의 주파수에 공진하는 코일(56)을 이용하도록 하여도 무방하다.

[0039] 도 10에 나타내는 것은, 롤러 베어링 장치(10) 내에 진동이 발생하는 경우에 적용되는 것이다. 즉, 고정측 절연기판(58), 그 위에 배치된 가동(可動)측 절연기판(59)의 대향면에 각각 다수의 전극(60)을 설치하고, 고정측 절연기판(58)의 전극(60)에만 일렉트릿(electret; 61)을 적층하며, 가동측 절연기판(59)의 전극(60)에 대하여 공극(空隙)을 두고 대향시킨다. 가동측 절연기판(59)은 슬라이딩 장치(62)에 의해 도면 중의 화살표 a의 방향으로만 이동할 수 있게 된다.

[0040] 롤러 베어링 장치(10)에 진동이 발생하면, 슬라이딩 장치(62)에 의해 화살표 a의 방향으로 가동측 절연기판(59)이 진동한다. 이때, 고정측 절연기판(58) 및 가동측 절연기판(59)의 상대운동과 일렉트릿(61)에 의해, 전극(60) 사이에 정전(靜電) 유도에 의한 전하가 발생한다. 이 발생한 전하를 외부로 취출(取出)함으로써 발전을 행한다.

[0041] 도 11에 나타내는 것도 롤러 베어링 장치(10) 내에 진동이 발생하는 경우에 적용되는 것이다. 즉, 고정측 절연기판(58)과 추(63)의 사이에 탄성이 있는 시트형상의 압전체(壓電體; 64)를 배치한다. 롤러 베어링 장치(10)에 진동이 발생하면, 추(63)와 압전체(64)에 의해 화살표 a의 방향으로 추(63)가 진동한다. 이때, 압전체(64)에 변형(strain)이 발생하여 유전분극(誘電分極, dielectric polarization)에 의한 기전력(起電力)이 발생한다. 그 기전력을 외부로 취출함으로써 발전을 행한다.

[0042] 발전부(41)에 의해 발전한 전하는, 축전지나 콘덴서 등의 충전부(42)에 축전(蓄電)된다. 콘덴서는, 전기 이중층 콘덴서(캐패시터)를 사용하는 것이 바람직하다.

[0043] 구동부(40)는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 예컨대, 베어링 온도 센서(47a), 베어링 회전 센서(47b), 윤활유 잔량 센서(47c), 윤활유 온도 센서(47d) 등의 센서를 구비한다. 이들 센서로부터 신호가 CPU(51)에 입력되고, 롤러 베어링(11)의 온도 및 그 회전상황에 따라 펌프(45)를 자동 제어하여, 윤활유의 공급량을 조정한다.

[0044] 펌프(45)에는, 윤활유 탱크(46) 내의 윤활유를 흡인하는 흡입 튜브(45a)와, 흡인한 윤활유를 토출하는 토출 튜브(45b)를 구비하며, 토출 튜브(45b)의 선단의 토출 노즐(45c)로부터 롤러 베어링(11)의 고정측의 궤도륜과 회전측의 궤도륜의 사이에 윤활유가 공급된다.

[0045] 예컨대, 펌프(45)의 구동의 타이밍은, 전력이 충전부(42)의 콘덴서에 축전되고, 일정한 전압에 도달한 시점에서 행하는 것이 가능하다. 발전 효율과의 관계에서 축전 시간이 짧은 경우에 있어서는, 축전 전압이 일정한 값에 도달한 시점에서 저항기 등으로 방전시키고, 펌프(45)의 구동의 타이밍에, 인터벌(interval)을 두어도 무방하다. 이 경우, 펌프(45)의 구동까지의 동안에, 충방전(充放電)이 반복되게 되고, 그 충방전의 회수(回數)로 펌프(45)의 구동의 인터벌을 관리하여도 무방하다. 혹은, 축전 전압이 일정한 값에 도달한 시점에서, 타이머 기능에 의해 펌프(45)의 구동의 타이밍에, 인터벌을 두어도 무방하다. 이러한 경우에는, 상기와 같은 충방전을 반복하지 않는다.

[0046] 펌프(45)의 흡입측에 접속된 흡입 튜브(45a)는, 윤활유 탱크(46) 내에 삽입되어, 윤활유 탱크(46) 내의 윤활유가 흡인된다.

[0047] 한편, 토출측에 접속된 토출 튜브(45b)의 선단에는, 롤러 베어링의 내부에 윤활유를 토출하기 위한 토출 노즐(45c)이 접속되어 있다. 토출 노즐(45c)의 선단은, 베어링 내외륜의 사이에서, 내륜 외주면에 가까운 부분에 배치하는 것이 바람직하다. 또, 토출 노즐(45c)의 노즐 구멍의 내경 치수는, 기유(基油, base oil)의 점도에 기인하는 표면장력과, 토출량 간의 관계에 따라, 적절히 설정된다.

[0048] 또, 상기 실시형태는, 내륜 회전이다. 또한, 회전 중심을 횡축으로 하였으나, 종축으로 하여도 무방하다. 나아가, 공작기의 스핀들에 조립되어도 무방하다.

10; 롤러 베어링 장치
11; 롤러 베어링
12; 스페이서
12a; 내륜측 스페이서
12b; 외륜측 스페이서
12c; 오목부
12d; 오목부
13; 급유(給油) 유닛
14; 회전축
15; 하우징
16; 스페이서
17; 내륜
18; 외륜
19; 전동체
21; 유지기
22; 시일 판
24; 하우징
24a; 하우징 본체
24b; 덮개
24c; 나사
24d; 볼록조(凸條)
40; 구동부
41; 발전부
42; 충전부
43; 제어부
44; 구동부
45; 펌프
45a; 흡입 튜브
45b; 토출 튜브
45c; 토출 노즐
46; 윤활유 탱크
46a; 주머니체
46b; 수지 시트
46c; 열용착 부분
47a; 베어링 온도 센서
47b; 베어링 회전 센서
47c; 윤활유 잔량 센서
47d; 윤활유 온도 센서
51; CPU
52; 열전도체
53; 열전도체
54; 제벡 소자
55; 철심
56; 코일
57; 절연성 기대(基台)
58; 고정측 절연기판
59; 가동측 절연기판
60; 전극
61; 일렉트릿(electret)
62; 슬라이딩 장치
64; 압전체

Claims

롤러 베어링과, 윤활유의 토출구를 갖는 윤활유 탱크, 펌프, 구동부, 전원부, 제어부를 적어도 구비하는 급유(給油) 유닛의 조합으로 이루어지며, 상기 급유 유닛이 상기 롤러 베어링에 인접하여 설치된 스페이서(spacer)의 내륜(內輪)과 외륜(外輪) 사이의 공간에 설치되어 있는 롤러 베어링 장치로서, 상기 급유 유닛의 윤활유 탱크의 수용 스페이스가, 스페이서의 축방향 폭과 거의 동등하며, 둘레방향 길이가 스페이서의 축방향에서 볼 때에 있어서의 중심각(θ)의 범위에 있고, 상기 수용 스페이스 내에 수용되는 윤활유 탱크가, 폭이 수용 스페이스의 축방향 폭과 거의 동등하며, 길이가 스페이서의 중심 지름(A×π×(θ/360))과 거의 동등한 주머니체(袋體)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤러 베어링 장치.
제 1항에 있어서,
상기 윤활유 탱크를 형성하는 주머니체가, 직사각형의 유연성을 가진 주머니체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤러 베어링 장치.
제 2항에 있어서,
상기 윤활유 탱크를 형성하는 주머니체가, 2장의 직사각형의 수지 시트를 겹치고, 외주부를 열용착(熱溶着)하여 형성한 것인 롤러 베어링 장치.
제 2항에 있어서,
상기 윤활유 탱크를 형성하는 주머니체가, 직사각형의 수지 시트를 2절(折) 접기하여 겹치고, 외주의 3변을 열용착하여 형성한 것인 롤러 베어링 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윤활유 탱크와 펌프를 접속하는 흡입 튜브를, 주머니체를 형성하는 포개어 겹친 시트의 사이에 끼워넣어 접합하고 있는 롤러 베어링 장치.