WO2006075741A1

WO2006075741A1 - 転がり軸受装置および回転装置

Info

Publication number: WO2006075741A1
Application number: PCT/JP2006/300450
Authority: WO
Inventors: Kazuya Suzuki; Kiyoshi Tanimoto; Hiroshi Ueno; Shinji Fukuda
Original assignee: Jtekt Corporation
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2006-07-20
Also published as: US20080112661A1; EP1850019A1; US7883271B2; KR20070098994A; EP1850019A4

Abstract

　内輪と外輪の間の環状空間内で開口するノズルを介して、タンク内の潤滑油をポンプにより供給する給油ユニットを備えた転がり軸受装置において、ノズルを保持器の内周面と内輪の間の空間で開口させるとともに、保持器の内周面を、軸方向中心部から少なくともノズルの挿入側端部に向けて連続的もしくは断続的に漸次小径となる面とすることにより、保持器の回転による遠心力によって当該保持器の内周面上に滴下した潤滑油を軸方向中心部に向けて流動させ、軸受外部への流出を防止する。

Description

明細書

転がり軸受装置および回転装置

技術分野

[0001] 本発明は自己潤滑機能を備えた転がり軸受装置、及び比較的高速で回転するェ作機械等に適した転がり軸受装置と、この転がり軸受装置を備える回転装置に関する。

背景技術

[0002] 例えば工作機械等に用いられる各種スピンドル等、比較的高速度で回転する軸の支持にはアンギユラ玉軸受などの転がり軸受が用いられる。このような高速回転軸を支持する転がり軸受に対する潤滑方法としては、従来、主としてオイルエア潤滑方式が多用されている。

[0003] オイルエア潤滑方式は、間欠的に供給される微量の潤滑油を配管を通じて圧縮空気により転がり軸受に向けて吹きつける方式であり、高速で回転する転がり軸受の回りに形成されるエアカーテンを突ききつて潤滑油を軸受に供給するために、圧縮エアが言わばキャリアとして用いられる。

[0004] このようなオイルエア潤滑方式においては、潤滑対象とする転がり軸受が組み込まれているスピンドル等の外部にオイルエア潤滑装置やミキシングバルブ、更にはコンプレッサ並びに外部配管が必要なほか、スピンドル等の内部にもオイルエア用の通路を形成する必要があってコストが高くなるば力^でなぐ圧縮エアを用いるが故に騒音レベルが高くなるという問題もある。

[0005] このような問題を解決するために、転がり軸受内部に潤滑供給機構を内蔵させてなる転力 Sり軸受装置が提案されている (例えば特許文献丄参照)。

[0006] この提案技術においては、固定輪側に潤滑油を貯留するタンクおよびポンプを装着するとともに、そのポンプには、内'外輪の間で転動する転動体の直近にまで伸びて開口するノズノレを取り付け、転動体に向けて例えば数十 nl (数十/ cc)程度の極微量の潤滑油を滴下させるようにしている。この構成により、潤滑油は転がり軸受の回転時に生じるエアカーテンの内側に供給されるために、オイルエア潤滑方式のようにキャリアとしての圧縮エアが不要となって騒音の問題を解消することができるとともに、コンプレッサやオイルエア潤滑装置、更には外部配管および内部配管も不要となつて、コスト的にも有利となる。

[0007] この種の潤滑機能付きの転がり軸受装置においては、ノズルから供給される潤滑油を転動体と軌道輪間の潤滑にいかに効率的に寄与させるかが重要な問題となる。転力 Sり軸受の回転輪、転動体および保持器は高速度で回転しているので、供給されこれらのいずれかに付着した潤滑油は回転中心から遠ざかる向きの力（以下、遠心力と呼ぶ）を受け、軌道輪と転動体の間に流れ込みにくい場合がある。このような遠心力を考慮したノズルの好適な配置は、図 9に軸平行断面図を例示するような位置である。この図 9の例では、内輪 61、外輪 62、転動体 63および保持器 64を主たる構成要件とする転がり軸受の直近、例えば固定輪である外輪 62に隣接配置される間座 65 に、潤滑油を貯留するタンク（図示略）と、そのタンク内の潤滑油を吸引して吐出するポンプ 66、そのポンプ 66の吐出口に取り付けられて、保持器 64の内周面と内輪 61 の外周面の間にまで伸びてその先端において開口するノズル 67、およびポンプ 66 の駆動部（図示略)からなる給油ユニットを固定した構造としてレ、る。

[0008] このようなノズル 67の配置によると、その先端開口部から保持器の内周面上に供給した潤滑油力転がり軸受の回転による遠心力により、転動体 63を通じて外輪 62の軌道面に向けて移動するとともに、転動体 63を介して内輪 61の軌道面にも転着され、転がり軸受を有効に潤滑することができる。

[0009] ところで、転がり軸受の内部で開口するノズルから供給した潤滑油には、遠心力のほかに転がり軸受の回転により発生する軸受内部の空気の流れによる力も作用するため、図 9に示したようなノズル配置を採用してその殆どを保持器 64の内周面上に供給したとしても、転がり軸受内部の空気の流れの乱れ等に起因して、図 9に矢印で示すように、保持器 64の内周面上で転動体 63とは反対側に向けて流動して軸受外に流出する場合もあり、その全量が転がり軸受の潤滑に寄与しているとは言い難い。

[0010] 従来、高速で回転中の転がり軸受装置の環状空間内に潤滑油を供給する方法として、ジェット潤滑、オイルミスト潤滑やオイル/エア潤滑等が用いられている。

[0011] し力ながら、これらの方法は、環状空間の外側からその内側に潤滑油を到達させるために、潤滑油を加圧したり、圧縮空気等により潤滑油を加速したりする必要があり、コンプレッサ等を含む付帯設備が大掛かりとなってしまう。また、必要以上の油量が供給されてしまうために潤滑油の無駄が多ぐ環境の汚染等を防止するため、余分な潤滑油を回収して循環させる機構等を必要としていた。

[0012] そこで、コンプレッサ等を用いることな複数の軸受に対して微量の潤滑油を均等にかつ確実に 1つの潤滑装置から安定して供給する方法として、軸受に潤滑油を吐出するノズノレと、ノズルに潤滑油を供給する油潤滑ポンプと、これらポンプに微量な潤滑油を分配供給する多分配機構とを備える潤滑装置が提案されてレ、る (特許文献 2等を参照）。

[0013] また、本出願人らも、転がり軸受の環状空間内にポンプとタンクと、電源としての電池や発電機を含む給油ユニットとを配設したコンパクトな転力 ^軸受装置を既に提案している（特許文献 1、 3等を参照)。

特許文献 1：特開 2004— 108388号公幸艮

特許文献 2：特開 2002-130589号公報

特許文献 3：特開 2004-316707号公報

[0014] ところで、従来のオイル/エア潤滑 'オイルミスト潤滑や、前記した特許文献 1に開示されている潤滑機構を採用した転力 Sり軸受装置は、分配数に等しい数の潤滑油供給孔を有する分割ハウジングと、各配管に等しく潤滑油を分配する分配器あるいは口一ターバルブおよびモータからなる多分配機構等が必要であり、依然として軸受回りの構成が複雑で、装置の小型化やコストダウンが難しい。特に、潤滑油を供給するポンプからノズルまでの配管が長い場合、このポンプにより発生した潤滑油の脈動 (圧力）が減衰し、ノズノレ先端における所要の潤滑油吐出速度や吐出量が得られない恐れもある。

[0015] また、転がり軸受の環状空間内にポンプとタンクと電池や電源等を含む給油ュニットを配設すると、軸受回りの構成は簡単になるが、電源があるためにタンクの容量が制限され、潤滑油を供給可能な時間が相対的に短くなるうえ、コストアップとなる。特に、給油ユニットが周辺の状況を感知するセンサを備えていない場合には、軸受の回転状態を検知できないため、転がり軸受が回転していない時は、潤滑油がたれ流しとならなレ、ように、手動で給油ユニットを停止しなければならなレ、。

[0016] また更に、給油ユニットを備える転がり軸受装置をハウジング内に組み込んでいる場合は、給油ユニットを手動で停止させることが困難であり、また停止させることができても、回転停止直後は軸受周辺の発熱のために、潤滑油の漏れが発生する恐れ力 ^sある。

[0017] また、複数の転がり軸受装置がある場合は、これらの転がり軸受装置を一度に停止させることは困難であり、軸受の回転停止に対し、適したタイミングで潤滑油の吐出を停止させることができない。このため、軸受の環状空間内に余分な潤滑油が吐出されてしまう可能'性がある。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0018] 本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、従来の自己潤滑機能を持つ転力 Sり軸受装置に比して、潤滑油をより確実に転動体と軌道輪との間に導くことができ、そして供給した潤滑油をより効率的に潤滑に寄与させることのできる転がり軸受装置の提供をその課題としている。

[0019] さらに、軸受周辺がコンパクトかつシンプルで、少量の潤滑剤でも良好な潤滑を維持することができる低コストの転がり軸受装置と、この転がり軸受装置を用いることにより、潤滑のための外部配管や付帯設備等を極力排した回転装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0020] 上記目的を達成するために、本願は以下の構成を有することを特徴とする。

( 1 ) 内輪と外輪と、前記内輪と外輪との間に転動自在に配置されている複数の転動体と、

前記複数の転動体を周方向に所定のピッチで保持するための環状の保持器とを備える転がり軸受と、

潤滑油を貯留するタンクに連通し、かつ、前記保持器の内周面と前記内輪の間に挿入されて開口してレ、るノズルと、前記ノズルを介して上記タンク内の潤滑油を前記転がり軸受内に供給するポンプとを備える転がり軸受装置にぉレ、て、

前記保持器の該内周面が、軸方向中心部側から上記ノズル挿入側の端面部に向けて連続的もしくは断続的に漸次小径となっていることを特徴とする転がり軸受装置

(2) 上記保持器の内周面が、上記ノズノレの揷入側と反対側の内周面についても、軸方向中心部側から当該反対側の端面部に向けて連続的もしくは断続的に漸次小径となっていることを特徴とする（1)に記載の転がり軸受装置。

(3) ハウジング内に配置され、該ハウジングに対し回転軸を相対回転自在に支承し、外輪および内輪と前記外輪と内輪との間に介装される複数の転動体とを備えた転がり軸受と、

前記外輪と内輪との間に形成される環状空間の中またはその近傍に配設されたポンプと、

少なくとも一端が前記環状空間内に配置され、前記環状空間内で開口するとともに他端が前記ポンプの吐出口に連通したノズルと、

潤滑油を貯留し、前記ポンプに連通したタンクと、

前記ポンプに接続され、前記ポンプの潤滑油吐出量を制御するポンプ駆動用のドライバと、を備えた転がり軸受装置であって、

前記ポンプ駆動用ドライバは、前記ハウジングの外部に設置された外部電源に接続されており、前記外部電源から供給される電流により前記ポンプを作動させ、前記タンクに貯留された潤滑油を、前記ノズルの一端に設けられた開口から、前記環状空間内に供給することを特徴とする転がり軸受装置。

(4) 前記ポンプの近傍に、前記タンクが配置されてレ、ることを特徴とする（3)に記載の転がり軸受装置。 (5) ハウジング内に同軸状に配置され、該ハウジングに対し回転軸を相対回転自在に支承し、外輪および内輪の各軌道部材と前記各軌道部材の間に介装される複数の転動体とを備えた複数の転がり軸受と、

前記複数の各転力^軸受の軌道部材どうしの間に形成される環状空間の中またはその近傍に各々配設されたポンプと、

少なくとも一端が前記複数の各転がり軸受の環状空間内に配置され、前記環状空間内で開口するとともに他端が各ポンプの吐出口に連通したノズルと、

潤滑油を貯留し、前記ポンプに連通したタンクと、

前記各ポンプに接続され、前記各ポンプの潤滑油吐出量を制御するポンプ駆動用のドライバと、を備えた転がり軸受装置であって、

前記各ポンプ駆動用ドライバは、該ドライバの動作を制御する信号を送信する前記ハウジング外部に配設されたコントローラに接続されるとともに、前記各ポンプ駆動用ドライバは、前記ハウジングの外部に設置された外部電源に接続されており、前記外部電源から供給される電流により前記各ポンプを作動させ、前記タンクに貯留された潤滑油を、前記各ノズルの一端に設けられた開口からそれぞれの軸受の前記環状空間内に供給することを特徴とする転がり軸受装置。

(6) 前記各ポンプの近傍に、これらポンプに個別に潤滑油を供給するタンクがそれぞれ配置されてレ、ることを特徴とする（5)に記載の転がり軸受装置。

(7) 前記コントローラは、前記回転軸の回転時に、前記各ポンプに潤滑油吐出を制御する信号を送信することを特徴とする（5)または（6)に記載の転がり軸受装置。

(8) 前記コントローラは、前記各ポンプ駆動用ドライバに制御信号を送信する代わりに、前記外部電源から供給される電流を通過 Z遮断することにより、前記各ポンプの作動および潤滑油吐出量を制御していることを特徴とする（5)または（6)に記載の転がり軸受装置。 (9) ハウジング内に配置された回転軸が、（5)ないし（8)のいずれかに記載の転がり軸受装置により支持されていることを特徴とする回転装置。

(10) 前記回転軸がモータにより駆動されているとともに、前記転がり軸受装置の外部電源が、前記モータの駆動電源を兼用していることを特徴とする（9)に記載の回転装置。

(11) 前記回転軸がモータにより駆動され、前記モータの駆動制御が前記コントローラでなされているとともに、前記モータの駆動制御と前記各ポンプ駆動用ドライバの制御力前記コントローラによって連動して制御されていることを特徴とする（9)または（10)に記載の回転装置。

[0021] (1)に係る本発明は、保持器の内周面、つまり内輪外周面との対向面を、少なくともノズル挿入側について、軸方向中心部から端面部に向けて漸次小径とすることによつて、保持器の内周面に向けて供給した潤滑油に対し、遠心力により軸受の軸方向中心部に向力う力を作用させ、軸受外部に飛散することを防止しょうとするものである

[0022] すなわち、潤滑油を供給するためのノズルを保持器と内輪との間の空間に挿入して開口させるとともに、保持器の内面を、ノズノレの揷入側の端面部における保持器の内径寸法が軸方向中心部における内径寸法に対して連続的もしくは断続的に漸次小さくなるようなテーパ面もしくはそれに準じた階段状の面もしくは曲面とすることにより、保持器の内周面に供給された潤滑油には、軸受回転に伴う保持器の回転による遠心力により軸方向中心部に向力力が作用し、軸受外部に流出する潤滑油量を少なぐもしくは無くすることができる。

[0023] また、 (2)に係る発明のように、ノズルの揷入側とは軸方向に反対側の保持器内周面についても、上記と同等の端部側ほど小径となるテーパ面もしくは階段状の面または曲面とすることにより、ノズルの吐出ロカ保持器の内周面に供給した潤滑油が軸方向中心を越えて反対側に向かっても、その潤滑油が当該反対側の端面から軸受外部に流出することを防止することができる。 [0024] 本発明によれば、転がり軸受の内'外輪間の環状空間内にノズルを揷入して、タンク内の潤滑油を直接的に転がり軸受内部に供給する機能を持つ転がり軸受装置にぉレ、て、供給した潤滑油の軸受外部への流出を抑制することができる結果、潤滑油の使用効率が向上し、潤滑油を貯留するタンクに潤滑油の補充ができなレ、タイプのものにあっては、その寿命を向上させることができ、また、潤滑油の補充ができるタイプのものにあっては、その潤滑油の補充インターバルを長くすることができる。

[0025] (3)に係る発明により、軸受周りにコンプレッサ等の大掛カ^な付帯設備を配置することなぐ軸受装置全体をコンパ外に構成することができるとともに、所要の量の潤滑油を転動体近傍に直接供給 (滴下)することが可能になる。また、この転がり軸受装置は、潤滑油の供給開始 ·供給停止および/またはその量の制御を、軸受外部から容易に行うことができる。

[0026] (4)に係る発明により、軸受周りには、ドライバに電流を供給するためのコードと、タンク-ポンプ間を接続する短い配管を配設するだけで済み、電源以外の装置を軸受環状空間の中あるいはその近傍に組み込むことができるようになる。また、電流の供給だけで自律的に作動する給油ユニットとすることが可能になるとともに、長い配管の影響を受けることなぐ必要最小量の潤滑油を、転動体近傍に正確に供給することができるというメリットもある。

[0027] 更に、従来の転がり軸受用給油ユニットと比べて、潤滑油貯留タンクの容量を大きくすることが可能で、潤滑できる時間（すなわちメンテナンス間隔）を延長することができる。また、従来と同じタンク容量であれば、転がり軸受装置またはタンクを配設する部材を小さくすることができる。

[0028] (5)に係る発明により、複数の軸受からなる転がり軸受装置の場合でも、（1 )の発明と同様、軸受周りにコンプレッサ等の大掛カ^な付帯設備を配置することなぐ軸受装置全体をコンパクトに構成することが可能になる。また、個別に作動する各給油ュニットを、ハウジング外部に配置したコントローラから集中制御することにより、潤滑油の供給開始'供給停止および Zまたはその量を一括して制御することが可能になる。

[0029] なお、本発明においては、ポンプとそのノズノレの配設位置はハウジング内であり、転力 Sり軸受の環状空間内あるいはその近傍あれば特に限定されるものではないが、ノズルの一端 (先端）は軸受の回転時に形成されるエアカーテン (エアバリア）を越えて転動体近傍に臨ませる必要がある。また、ポンプはそのノズノレに対して接近した位置に置かなければ微量の潤滑油供給が困難であることから、軸受環状空間外に配置する場合は、ハウジング内で転がり軸受に近接して配置される部材、すなわち固定輪に隣接固定される間座、ハウジングの端部を閉鎖するための蓋体、またはハウジング自体に配設される構成を採用することが望ましい。

[0030] (6)の発明により、各軸受周りには、ドライバに電流を供給するためのコードや、ドラィバを制御する信号を送信するコード、あるいはドライバとポンプを結ぶコードなどの電線類と、各タンク-ポンプ間を接続する短い配管を配設するだけで済み、電源以外の装置をできるだけ軸受環状空間の中あるいはその近傍に組み込むことが可能となる。

[0031] (8)の発明により、コントローラとドライバとの間の接続は電流を供給するためのコードだけで済み、配線の取り回しがシンプルになる。

[0032] このように、ハウジング内に配置された回転軸を、（5；)〜（8)に係る発明の転がり軸受装置で支持する回転装置によると、回転装置自体が転力 Sり軸受の潤滑機能を持ち、潤滑油のための外部装置の全部または一部を不要とすることが可能となる。また、この回転装置は、潤滑油の吐出量の的確な制御を行うことができる。

[0033] これらの構成により、回転軸の回転と潤滑油の吐出および吐出量が連動し、無駄な潤滑油の吐出を防止することができるとともに、転がり軸受装置と回転装置の設備の重複が回避され、回転装置全体のコストを低減することができる。また、プログラマブルコントローラなどを備える工作機械等においては、このプログラマブルコントローラ力の制御信号を用いることにより、回転装置としてのスピンドルの回転数に合わせたきめ細かな潤滑油の吐出開始 ·停止制御あるいは潤滑油量の調節が可能で、供給される潤滑油に無駄がなぐ最少量の潤滑油で、回転装置の良好な潤滑を維持すること力 Sできる。

発明の効果

[0034] 以上のように本発明の転がり軸受装置によれば、コンプレッサ等の付帯設備を設けることなく、転がり軸受装置をコンパクトかつシンプルに構成することができるとともに、装置全体を低コストで構成することが可能となる。また、潤滑油が所要の部位へ的確に供給 (滴下）されることから、潤滑油に無駄がなぐ少量の潤滑油で、転がり軸受装置の良好な潤滑を長期にわたり維持することができる。

[0035] 更に、従来の給油ユニットを備えた転がり軸受装置に比して、長時間の潤滑油吐出が可能になるか、あるいは、同じ潤滑油量を維持しつつ、コンパクトに構成することが可能になる。

[0036] また、本発明の回転装置によれば、潤滑のための外部装置や外部配管の全部または一部を必要とすることなぐ回転装置単体で自己の潤滑を行うことができるとともに、コストの低減と装置の簡素化、および潤滑を含めた回転装置の統合制御が可能となる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]本発明の実施の形態の軸平行断面図である。

[図 2]図 1における外輪用間座 3の左側面図である。

[図 3]本発明の実施の形態における給油ユニットの全体構成例を示す図であり、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。

[図 4]本発明の他の実施の形態の軸平行断面図である。

[図 5]本発明の更に他の実施の形態の軸平行断面図である。

[図 6]本発明の実施形態における回転装置の構成を表す軸並行断面図と潤滑のための外部装置の構成を表すブロック図とを併記して示す図である。

[図 7]図 6の要部拡大図である。

[図 8]図 7の矢印 A方向から見た外輪用間座の正面図である。

[図 9]従来の潤滑機能付き転がり軸受装置の構成例を示す軸平行断面図である。発明を実施するための最良の形態

[0038] 第一の実施形熊

以下、図面を参照しつつ本発明の第一の実施形態について説明する。図 1は本発明の第一の実施形態の軸平行断面図であり、図 2はその外輪用間座 3 の左側面図である。

[0039] この例は、アンギユラ玉軸受 1に隣接配置される内輪用間座 2および外輪用間座 3 のうち、固定側の間座である外輪用間座 3に、給油ユニット 4を配置した例を示している。

[0040] アンギユラ玉軸受 1は、内輪 11と外輪 12の間に複数の転動体（ボール） 13を保持器 14により周方向に一定の間隔で保持した構造を有し、この例においては外輪 12 が固定輪としてハウジング H等に組み込まれ、内輪 11の内周面には軸 Sが固定される。

[0041] 外輪用間座 3に配置されている給油ユニット 4は、潤滑油を貯留するタンク 41と、そのタンク 41に管 41aを介して連通し、タンク 41内の潤滑油を吸引して吐出するポンプ 42、そのポンプ 42の吐出口に取り付けられたノズノレ 43、およびポンプ 42の駆動回路 44を主体として構成されており、これらは外輪用間座 3の内周面に沿って固定されている。そして、ノズノレ 43は、図 1に示すように転がり軸受 1の軸方向一端側から内輪 11と保持器 14の間の空間に挿入され、その先端開口部 43aは保持器 14の内周面 1 4aないしは転動体 13と内輪 1 1の外周面 11aの間で開口している。

[0042] この給油ユニット 4の全体構成例を、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して図 3に示す。

[0043] ポンプ 42は、ポンプ室 42aと、そのポンプ室 42aの一部の壁体を形成するダイァフラム 42bと、そのダイアフラム 42bに貼り付けられた圧電素子 42c、およびポンプ室 42 aと管 41aとの接続部設けられた逆止弁 42dによって構成されている。駆動回路 44は電源電池 44aを含み、圧電素子 42cに対して例えば矩形の電圧信号を供給する。この構成において、圧電素子 42cに矩形の電圧信号が印加されることによりダイアフラム 42bが図中上下に変位する。ダイアフラム 42bの上方への変位時に逆止弁 42dおよび管 41aを介してタンク 41内の潤滑油をポンプ室 42a内に吸引し、続く下方への変位時にポンプ室 42a内の潤滑油をノズノレ 43に向けて吐出し、ノズル 43の先端開口部 43aから保持器 14の内周面に向けて供給する。ポンプ 42の潤滑油吐出時には、逆止弁 42dの存在によってポンプ室 42a内の潤滑油は管 41a側に戻ることはなレ、。アンギユラ玉軸受 1に対する潤滑油の供給量は、おおよそ 30η1 (30 μ cc)程度の極微量である。なお、使用条件によっては、潤滑油の供給量は数百 pi〜数百 nlに変えること力 Sできる。 [0044] この第一の実施形態における最大の特徴は、アンギユラ玉軸受 1の保持器 14の内周面 14aの形状にある。この保持器 14は、全体として略円筒形をなし、その円筒部に転動体 13を収容するためのポケット 14bが一定の間隔で形成された樹脂製のもみ抜き保持器である力その内周面は、両端部の内径寸法が軸方向中心部の内径寸法よりも小さぐ軸方向中心部を挟んでその両側がそれぞれ端部ほど小径となるテーパ面となっている。

[0045] 以上の本発明の第一の実施形態によると、ノズル 43の先端開口部 43aから吐出された潤滑油は保持器 14の内周面 14a上に供給され、保持器 14の回転による遠心力の作用によって、その殆どが保持器 14の内周面 14a上をその軸方向中心に向けて流動し、端部側に流れて軸受外部に流出することがない。そして、保持器 14の内周面 14aを軸方向中心に向けて流動した潤滑油は、ポケット 14bに至って転動体 13の表面に付着し、その自転並びに公転により、外輪 12の軌道面および内輪 11の軌道面へと導かれ、アンギユラ玉軸受 1の全体に行き渡つてこれを効率的に潤滑する。

[0046] ここで、以上の第一の実施形態においては、保持器 14の内周面 14aの形状を、軸方向中心を挟んでその両側において端部側ほど内径寸法が小さくなる向きのテーパ面としており、これにより、ノズル 43の挿入側の内周面 14aに供給された潤滑油が、例え軸方向中心部を越えて反対側に流動した場合でも、その反対側の端部から軸受外に流出することを防止することができるのである力この反対側のテーパ面については、必ずしも設ける必要はなレ、。図 4にその例を軸平行断面図で示す。この例においては、保持器 14の内周面 14aは、ノズル 43の揷入側の端部と軸方向中心部との間を上記と同様のテーパ面としている力反対側の端部と軸方向中心部との間の内周面については円筒面としている。このような構成によっても、軸受の使用条件等によっては、先の例と同等の作用効果を奏することができる。

[0047] 第二の実施形熊

また、以上の第一の実施形態においては、給油ユニット 4をアンギユラ玉軸受 1の外部に隣接配置した例を示したが、図 5に軸平行断面図を示すように、軸受内部に配置してもよレ、。すなわち、第二の実施形態を示す図 5の例においては、先の例と同様に内輪 71、外輪 72、転動体 73および保持器 74を備えたアンギユラ玉軸受 70における内輪 71および外輪 72の一端側を軸方向に延長して幅寸法を長くし、外輪 72の延長部分に先の例と同等の給油ユニット 4を配置している。この例においても、ポンプ 42の吐出口に取り付けられているノズノレ 43は、保持器 74の内周面 74aと内輪 71の間に挿入されて先端で開口しているとともに、保持器 74の内周面 74aは、端部側ほど小径となるテーパ面となっており、上記した各例と同等の作用効果を奏することができる。

[0048] 更に、以上の各実施形態においては、保持器の内周面を端部側ほど小径となるテーパ面としたが、端部側ほど階段状に漸次小径となる面もしくは曲面としても実質的に同等の作用効果を奏し得ることは勿論である。

[0049] 更にまた、以上の各実施形態においては、転がり軸受としてアンギユラ玉軸受を用いた例を示したが、本発明の転がり軸受装置は、アンギユラ玉軸受以外の転がり軸受についても等しく適用し得ることは言うまでもない。

[0050] 第三の実施形熊

以下、図面を参照しつつ、本発明の第三の実施形態について説明する。図 6は、本発明の第三の実施形態における回転装置としてのスピンドルの構成を表す軸並行断面図と潤滑のための外部装置の構成を表すブロック図とを併記して示す図である。また、図 7は図 6の要部拡大図であり、図 8は図 7の矢印 A方向から見た外輪用間座および給油ユニットの正面図である。

[0051] 第三の実施形態の回転装置は、ハウジング 101内に収容された主軸 102が、 4個のアンギユラ玉軸受 103によって回転自在に支持された構成である。各アンギユラ玉軸受 103は、それぞれ、主軸 102に嵌合固定される内輪 103aと、ハウジング 101に被嵌される外輪 103b、これらの間に転動自在に配置される複数の転動体 (ボール 1 03c)、および各ボール 103cを周方向所定の間隔で保持する保持器 103dとを備えた汎用のものである。

[0052] このハウジング 101の一端側には、内フランジ 101aがー体に形成されており、他端側には蓋体 101bがねじ止めされている。各アンギユラ玉軸受 103の外輪 103bは、これら内フランジ 101aと蓋体 101b、および各外輪 103bの間にハウジング 101の内周面に沿うように配置された円筒状の外輪用間座 104 · · 104ならびに中央間座 105によって、その軸方向への移動が阻止されて位置決めされている。

[0053] また、蓋体 101bが固定されている側の主軸 102の端部には、段部 102aが形成されているとともに、内フランジ 101aの形成側の端部には雌ねじ 102bが形成され、その雌ねじ 102bに軸受押さえ 106がねじ込まれている。各アンギユラ玉軸受 103の内輪 103aは、段部 102aと軸受押さえ 106、および各内輪 103aの間に軸 102の外周面に沿って配置されている内輪用間座 107 · · 107ならびに中央間座 108によって、その軸方向への移動が阻止されて位置決めされてレ、る。

[0054] 第三の実施形態における回転装置の特徴は、各外輪 103bに隣接して配置されてレ、る外輪用間座 104に、このスピンドルに繋がるモータ（図示省略）の駆動電源 110 力電流の供給を受けて各アンギユラ玉軸受 103に潤滑油を供給する給油ユニット 1 09力それぞれ組み込まれている点である。また、これらの給油ユニット 109は、主軸 102の回転を制御する制御手段（プログラマブルコントローラ 111)力の信号により、その動作が一元的に管理されている。

[0055] 給油ユニット 109は、図 7および図 8に示すように、潤滑油を貯留するタンク 109aと、このタンク 109a内の潤滑油を吸引して吐出するポンプ 109bと、このポンプ 109bの吐出口に取り付けられたノズル 109cと、ポンプ 109bを駆動するドライバ 109dとを主体として構成されており、これらは外輪用間座 104の内周面に沿って固定されている

[0056] なお、ノズル 109cの先端は、図 7に示すように、転がり軸受 103の内輪 103aと外輪 103bの間の環状空間内に入り込んで、ボール 103cの直近の上方で開口している。また、タンク 109aとポンプ 109bとは管 109eを介して連通している。

[0057] 以上の構成により、この回転装置は、回転装置自体が転がり軸受の潤滑機能を持ち、従来の回転装置のようなコンプレッサ等の大掛力りな付帯設備を配置する必要がない。また、転がり軸受装置および回転装置の設備の中で、同様の機能を備える設備を共用することが可能となる。従って、第三の実施形態における回転装置は、装置構成の簡略化と低コスト化を実現することができる。

[0058] また、この回転装置は、給油ユニット 9の制御にプログラマブルコントローラ 11からの信号を用いることにより、回転装置の回転数に合わせた潤滑のきめ細かな統合制御が可能で、供給される潤滑油に無駄がなぐ最少量の潤滑油で良好な潤滑を長期にわたり維持することができる。

[0059] なお、以上の第三の実施形態においては、給油ユニット 9を外輪用間座 4内に組み込んだ例を示したが、本発明はこれに限定されることな給油ユニットの配設位置は、転がり軸受の環状空間内あるいはその近傍の固定側であれば、他の位置とすることができる。例えば、各アンギユラ玉軸受 103の外輪 103b内周面、あるいはハウジング 101の端部を閉鎖するための蓋体 101bの内周面、またはハウジング 101自体の内周面に配設しても良い。

[0060] また、本発明においては、給油ユニット 109を構成する部材すべてを転力 Sり軸受内またはハウジング 101内に組み込む必要はない。潤滑油を供給するタンク 109aは、大型のものをハウジング 101内またはハウジング 101外に設け、複数のポンプ 109b に潤滑油を供給しても良い。

[0061] また、ポンプ駆動用のドライバ 109dも、必ずしも間座 104に配置する必要はなぐ転がり軸受の環状空間内あるいはその近傍、またはハウジング 101外のコントローラ 111近傍等に配置してもよレ、。更には、ハウジング 101内またはハウジング 101外に統合して 101箇所に設けるカあるいはその機能をプログラマブルコントローラ 111 に代替させても良い。このような構成を採用すれば、潤滑油タンクの容量を大きくとれるというメリットがある。

[0062] また更に、第三の実施形態においては、これら給油ユニット 109の制御を、プロダラマブルコントローラ 111で管理する構成を例示した力本発明の回転装置は、このコントローラ 111にスピンドルの回転制御を兼用させることもできる。このような構成は、スピンドルの潤滑を含めた回転装置全体を一元的に制御できるため、好適である。なお、これら給油ユニット 109の電源とスピンドノレに繋がるモータの電源を共通としたが、これらの電源も別々に設けても良い。

[0063] 更にまた、給油ユニット 109に電力を提供する電源とプログラマブルコントローラ 11 1とを統合しても良レ、。この場合、給油ユニット 109の作動と吐出量は、給油ユニット 1 09に供給する電流の ONZOFFのみで制御することが可能になる。また、この構成により、コントローラ 111と給油ユニット 109との間の接続は、電流を供給するコードだけで良ぐ配線の取り回しがシンプノレになる。

本発明の転がり軸受装置は、スピンドル以外の回転軸を持つ各種回転装置に適用し得ることは勿論であり、また、アンギユラ玉軸受以外の転がり軸受を用いた回転装置にも、本発明を適用することができる。更に、転がり軸受の個数は特に限定されず、外輪を固定輪として用いる転がり軸受装置の他、内輪を固定輪として用いる転がり軸受装置等にも、本発明を等しく適用し得ることは言うまでもない。

Claims

請求の範囲

[1] 内輪と外輪と、前記内輪と外輪との間に転動自在に配置されている複数の転動体と、

潤滑油を貯留するタンクに連通し、かつ、前記保持器の内周面と前記内輪の間に挿入されて開口してレ、るノズルと、

前記ノズルを介して上記タンク内の潤滑油を前記転がり軸受内に供給するポンプとを備える転がり軸受装置にぉレ、て、

[2] 上記保持器の内周面が、上記ノズルの揷入側と反対側の内周面についても、軸方向中心部側から当該反対側の端面部に向けて連続的もしくは断続的に漸次小径となってレ、ることを特徴とする請求項 1に記載の転がり軸受装置。

[3] ハウジング内に配置され、該ハウジングに対し回転軸を相対回転自在に支承し、外輪および内輪と前記外輪と内輪との間に介装される複数の転動体とを備えた転がり軸受と、

潤滑油を貯留し、前記ポンプに連通したタンクと、

[4] 前記ポンプの近傍に、前記タンクが配置されていることを特徴とする請求項 3に記載の転がり軸受装置。

[5] ハウジング内に同軸状に配置され、該ハウジングに対し回転軸を相対回転自在に支承し、外輪および内輪の各軌道部材と前記各軌道部材の間に介装される複数の転動体とを備えた複数の転がり軸受と、

潤滑油を貯留し、前記ポンプに連通したタンクと、

前記各ポンプ駆動用ドライバは、該ドライバの動作を制御する信号を送信する前記ノ、ウジング外部に配設されたコントローラに接続されるとともに、前記各ポンプ駆動用ドライバは、前記ハウジングの外部に設置された外部電源に接続されており、前記外部電源から供給される電流により前記各ポンプを作動させ、前記タンクに貯留された潤滑油を、前記各ノズルの一端に設けられた開口からそれぞれの軸受の前記環状空間内に供給することを特徴とする転がり軸受装置。

[6] 前記各ポンプの近傍に、これらポンプに個別に潤滑油を供給するタンクがそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項 5に記載の転がり軸受装置。

[7] 前記コントローラは、前記回転軸の回転時に、前記各ポンプに潤滑油吐出を制御する信号を送信することを特徴とする請求項 5または請求項 6に記載の転がり軸受装置。

[8] 前記コントローラは、前記各ポンプ駆動用ドライバに制御信号を送信する代わりに、前記外部電源から供給される電流を通過/遮断することにより、前記各ポンプの作動および潤滑油吐出量を制御していることを特徴とする請求項 5または請求項 6に記載の転がり軸受装置。ハウジング内に配置された回転軸力請求項 5なレ、し請求項 8のいずれかに記載の転がり軸受装置により支持されていることを特徴とする回転装置。

前記回転軸がモータにより駆動されているとともに、前記転がり軸受装置の外部電源が、前記モータの駆動電源を兼用していることを特徴とする請求項 9に記載の回転装置。

前記回転軸がモータにより駆動され、前記モータの駆動制御が前記コントローラでなされてレ、るとともに、前記モータの駆動制御と前記各ポンプ駆動用ドライバの制御力前記コントローラによって連動して制御されていることを特徴とする請求項 9または請求項 10に記載の回転装置。