WO2015111511A1 - 転がり軸受装置 - Google Patents

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oil tank
spacer
rolling bearing
bearing device
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水谷　守
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637—Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/664—Retaining the liquid in or near the bearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
    • F16C33/6637—Special parts or details in view of lubrication with liquid lubricant
    • F16C33/6659—Details of supply of the liquid to the bearing, e.g. passages or nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/004—Electro-dynamic machines, e.g. motors, generators, actuators

Definitions

  • the present invention relates to a rolling bearing device used for machine tools, industrial machines and the like, and more particularly to a rolling bearing device comprising a combination of a rolling bearing and an oil supply unit.
  • this type of rolling bearing device 110 includes a rolling bearing 111, a spacer 112 abutted against one end in the axial direction thereof, and an oil supply unit 113 incorporated in the spacer 112. (Patent Document 1).
  • This rolling bearing device 110 is used by being incorporated between a rotating shaft 114 and a housing 115, and another spacer 116 is abutted against the other end of the rolling bearing 111.
  • the rolling bearing 111 is positioned in the axial direction.
  • the rolling bearing 111 includes an inner ring 117 that is a rotating raceway ring, a fixed outer ring 118, a required number of rolling elements 119 interposed between these raceways, and a cage that holds the rolling elements 119 at regular intervals.
  • the spacer 112 includes an inner ring side spacer 112a and an outer ring side spacer 112b.
  • the inner ring side spacer 112a is fitted and fixed to the rotating shaft 114 side, and is abutted against one end face of the inner ring 117.
  • the outer ring side spacer 112 b is fitted and fixed to the inner diameter surface of the housing 115 and is abutted against one end surface of the outer ring 118.
  • the other spacer 116 is fitted and fixed to the rotating shaft 114 side and the housing 115 side, and is abutted against the other end faces of the inner ring 117 and the outer ring 118.
  • the oil supply unit 113 includes a power generation unit 141, a charging unit 142, a control unit 143, a drive unit 144, a pump 145, a lubricating oil tank 146, etc. in a circumferential direction in an annular housing 124. It is configured to house various members.
  • the lubricating oil tank 146 stored in the housing main body 124 a is formed of a bag and is arranged in an arc shape along the annular housing 124.
  • the arc-shaped bag body 146a has two sheets 146b and 146b cut out in an arc shape, and then overlaps the two sheets as shown in FIG. Some are formed by thermally welding the outer peripheral portions of 146b and 146b.
  • the heat-welded portion 146c is shown by cross hatching in FIG.
  • the arc-shaped sheet is formed along the arc shape for each bearing size when the arc-shaped sheet is cut out and thermally welded. A mold is required.
  • the present invention eliminates the need for an arc-shaped mold for each bearing size by devising the shape of the bag body that forms the lubricating oil tank, and even if the spacer width is increased, the annular housing It is an object of the present invention to enable effective utilization of a storage space of a formed lubricating oil tank.
  • a rolling bearing device is a combination of a rolling bearing and a lubricating oil tank having at least a lubricating oil tank having a lubricating oil discharge port, a pump, a drive unit, a power supply unit, and a control unit.
  • the rectangular flexible bag constituting the lubricating oil tank has a width substantially equal to the axial width of the accommodation space and a length substantially equal to the center diameter A ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ / 360) of the spacer. Therefore, useless empty space does not occur in the storage space, and effective use of the storage space can be achieved.
  • the rectangular bag is formed by stacking strip-shaped sheets and welding four sides in a straight line, or folding a strip-shaped sheet having a width twice the spacer width in two to make the three sides straight. Since it can be manufactured by welding, a specially shaped mold is unnecessary.
  • the bag body constituting the lubricating oil tank can be woven fabric such as hemp, resin, or woven fabric coated with resin or rubber, but considering ease of handling, manufacturability and cost, Is preferred.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view seen from the direction of line AA in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view seen from the direction of line BB in FIG. 3.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the oil supply unit taken along line X1-X1 in FIG. It is sectional drawing which shows another embodiment of the housing of an oil supply unit.
  • (A) is a top view which shows the state which piled up the two strip-shaped resin sheets which form the resin-made bag body used by this invention
  • (b) is 4 of the outer periphery of the strip-shaped resin sheet which piled up two sheets. It is a top view of the resin-made bag bodies used by this invention formed by heat-welding a side.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a bag body surrounded by a double-dashed line circle in FIG. 3. It is an expanded sectional view showing an example of a power supply part of an oil supply unit. It is an expanded sectional view showing an example of a power supply part of an oil supply unit. It is an expanded sectional view showing an example of a power supply part of an oil supply unit. It is an expanded sectional view showing an example of a power supply part of an oil supply unit.
  • FIG. 1 It is an expanded sectional view showing an example of a power supply part of an oil supply unit. It is a detailed block diagram of a drive part. It is sectional drawing of the conventional rolling bearing apparatus seen from the direction of the AA line of FIG. It is sectional drawing of the X1-X1 line
  • a rolling bearing device 10 according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 includes a rolling bearing 11, a spacer 12 abutted against one end in the axial direction thereof, and an oil supply unit 13 incorporated in the spacer 12. It is incorporated between the shaft 14 and the housing 15 for use. Another spacer 16 is also abutted against the other end of the rolling bearing 11, and the positioning of the rolling bearing 11 in the axial direction is performed by both the spacers 12 and 16.
  • the rotating shaft 14 of this embodiment is installed horizontally.
  • the rolling bearing 11 includes an inner ring 17 that is a rotating raceway ring, a fixed outer ring 18, a required number of rolling elements 19 interposed between these raceways, and a cage that holds the rolling elements 19 at a constant interval. Any of an angular ball bearing or a deep groove ball bearing constituted by 21 may be used.
  • the rolling bearing 11 is preliminarily filled with desired grease, and a seal plate 22 is attached to the end on the spacer 16 side.
  • the spacer 12 includes an inner ring side spacer 12a and an outer ring side spacer 12b, and the inner ring side spacer 12a is fitted and fixed to the rotating shaft 14 side and abuts against one end face of the inner ring 17.
  • the outer ring side spacer 12 b is fitted and fixed to the inner diameter surface of the housing 15 and abuts against one end surface of the outer ring 18.
  • the other spacer 16 is fitted and fixed to the rotating shaft 14 side and the housing 15 side, and is abutted against the other end faces of the inner ring 17 and the outer ring 18.
  • the oil supply unit 13 includes a power generation unit 41, a charging unit 42, a control unit 43, a drive unit 44, a pump 45, a lubricating oil tank 46, etc. in a circumferential direction in an annular housing 24. Consists of various members.
  • the annular housing 24 of the oil supply unit 13 has a U-shaped housing main body 24a whose surface opposite to the rolling bearing 11 is open, and the opening of the housing main body 24a is closed.
  • the lid body 24b is detachable from the housing body 24a.
  • the housing body 24a and the lid body 24b are made of the same kind of thermoplastic resin material such as PPS.
  • the lid body 24b of the housing 24 is fixed to the housing main body 24a by screws 24c, and is removed from the oil supply unit 13 by removing the screw 24c and removing the lid body 24b, and is accommodated in the housing main body 24a.
  • the lubricating oil tank 46 can be supplemented with lubricating oil.
  • the outer peripheral surface of the housing main body 24a is bonded and fixed to the inner diameter surface of the outer ring side spacer 12b with an adhesive.
  • An epoxy resin or the like can be used as an adhesive for bonding and fixing the housing body 24a.
  • FIG 4 shows an example in which the housing 24 is fixed to the inner diameter surface of the outer ring side spacer 12b without using an adhesive.
  • a pair of recesses 12c and 12d recessed in the outer diameter direction are formed on both axial sides of the inner diameter surface of the outer ring spacer 12b, and the outer diameter surface of the housing body 24a on the side of the rolling bearing 11 is formed.
  • a convex portion 24d that fits into the recess 12c is formed, the convex portion 24d is fitted into the recess 12c, and the outer diameter portion of the lid 24b that is fixed to the housing main body 24a by the screw 24c.
  • the lid 24b is fastened and fixed to the housing main body 24a with screws 24c, so that the outer ring side spacer 12b is sandwiched between the outer rim portion of the outer ring side spacer 12b by the convex portion 24d of the housing main body 24a and the outer diameter portion of the lid 24b.
  • the housing 24 is fixed to the inner diameter surface of the seat 12b without using an adhesive.
  • the lubricating oil tank 46 accommodated in the housing main body 24 a is made of a resin-made bag body 46 a having flexibility, and is arranged in an arc shape along the annular housing 24.
  • the resin bag body 46a has a width substantially the same as the width L of the housing body 24a and a length in the circumferential direction of the accommodation space of the bag body 46a of the housing body 24a.
  • the length that is, the accommodation space of the bag body 46a is in the range of the center angle ⁇ ° of the spacer 12
  • symbol 46c has shown the heat welding part.
  • a strip-shaped resin sheet 46b having a width twice the width L of the housing main body 24a is folded in half, and as shown in FIG. May be formed by heat welding in a straight line.
  • the bag body 46a is provided with a suction tube 45a connected to the pump 45.
  • the suction tube 45a is formed when the bag body 46a is formed by heat welding. It can be integrated with the bag 46a by being sandwiched between the overlapped resin sheets to be formed and thermally welded.
  • Polyamide for example, polyamide 11, polyamide 12), fluororubber (FKM), polyamide elastomer, polyethylene, polyester, polypropylene, or the like can be used as the material of the bag 46a forming the lubricating oil tank 46.
  • the material is not particularly limited as long as it is a material that is not affected by the lubricating oil contained in 46a.
  • the suction tube 45 a provided in the bag body 46 a of the lubricating oil tank 46 be removable from the pump 45. If the suction tube 45a is detachable from the pump 45, the suction tube 45a is removed from the pump 45 when the remaining amount of lubricating oil in the lubricating oil tank 46 runs out, and the suction tube 45a is removed from the bag body 46a. Lubricating oil can be replenished.
  • a spare bag body 46a filled with lubricating oil can be prepared, and when the lubricating oil in the bag body 46a is used up, it is used. By removing the bag 46a and replacing the spare bag 46a, the lubricating oil can be replenished in a short time. Since the spare bag 46a can be filled with lubricating oil in a state managed by the lubricant manufacturer, it is possible to reduce the risk of filling such as entry of foreign matter into the bag 46a. In addition, it is desirable to attach a lid to the suction tube 45a of the spare bag body 46a to prevent foreign matter from being mixed during storage.
  • the power generation unit 41, the charging unit 42, the control unit 43, the drive unit 44, the pump 45, and the like are housed in the annular housing 24 in the circumferential direction.
  • the power generation unit 41 for example, a unit that generates power by the Seebeck effect can be used as shown in FIG. That is, when the rolling bearing device 10 is used, the temperature of the inner ring 17 and the outer ring 18 rises due to frictional heat with the rolling elements 19 (see FIG. 1). Usually, since the outer ring 18 is incorporated in the housing 15 of the device, it is dissipated by heat conduction, and a temperature difference occurs between the inner ring 17 and the outer ring 18. The temperature is conducted to each of the thermal conductors 52 and 53, and a temperature difference is generated between both end faces of the Seebeck element 54, thereby generating power by the Seebeck effect.
  • the outer peripheral surface of the housing main body 24a is used. It is desirable to use an adhesive in consideration of thermal conductivity on the surface where the thermal conductor 52 penetrating the outer surface contacts the inner diameter surface of the outer ring spacer 12b.
  • the outer diameter of the heat conductor 52 on the outer ring side is the same as the inner diameter dimension of the outer ring side spacer 12b and is in close contact with the outer ring side spacer 12b.
  • the inner diameter of the inner ring side thermal conductor 53 is not in contact with the inner ring side spacer 12a. If possible, it is desirable to make the volumes of the heat conductors 52 and 53 on the outer ring side and the inner ring side equal.
  • the thermal conductivity and adhesion between the inner diameter surface of the outer ring side spacer 12b and the heat conductor 52, between the heat conductor 52 and the Seebeck element 54, and between the Seebeck element 54 and the inner ring side heat conductor 53 are as follows.
  • a heat dissipating grease or the like is mainly composed of silicone.
  • the heat conductors 52 and 53 use a metal with high heat conductivity.
  • silver, copper, gold and the like can be mentioned, but copper is generally used from the viewpoint of cost.
  • a copper alloy mainly composed of copper may be used.
  • the sintered alloy which has copper as a main component may be sufficient.
  • the power generation unit 41 in addition to the power generation by the Seebeck effect described above, those shown in FIGS. 9, 10, and 11 can be used.
  • the one shown in FIG. 9 is applied when an alternating magnetic field exists in the rolling bearing device 10.
  • a built-in spindle such as a machine tool or in the vicinity of a high-frequency device that handles high power
  • leakage magnetic flux or high-frequency irradiation occurs. Electricity is generated by electromagnetic induction using this leakage magnetic flux. That is, by combining the coil 56 with the E-shaped iron core 55 with one side open, an alternating magnetic field is efficiently captured and power is generated by electromagnetic induction.
  • An insulating base 57 is attached to the open surface of the iron core 55.
  • a coil 56 that resonates with the frequency of the leakage magnetic flux except for the iron core 55 may be used.
  • a large number of electrodes 60 are provided on opposite surfaces of the fixed-side insulating substrate 58 and the movable-side insulating substrate 59 disposed thereon, and the electret 61 is stacked only on the electrodes 60 of the fixed-side insulating substrate 58, thereby moving-side insulating.
  • a gap is provided to face the electrode 60 of the substrate 59.
  • the movable insulating substrate 59 can be moved only in the direction of arrow a in the figure by the sliding device 62.
  • the movable insulating substrate 59 When vibration is generated in the rolling bearing device 10, the movable insulating substrate 59 is vibrated in the direction of the arrow a by the sliding device 62. At this time, charges due to electrostatic induction are generated between the electrodes 60 by the relative movement of the fixed-side insulating substrate 58 and the movable-side insulating substrate 59 and the electret 61. Electricity is generated by taking out the generated electric charges to the outside.
  • an elastic sheet-like piezoelectric body 64 is disposed between the fixed-side insulating substrate 58 and the weight 63.
  • the weight 63 vibrates in the direction of the arrow a by the weight 63 and the piezoelectric body 64.
  • the piezoelectric body 64 is distorted to generate an electromotive force due to dielectric polarization. Electric power is generated by extracting the electromotive force to the outside.
  • the electric charge generated by the power generation unit 41 is stored in a charging unit 42 such as a storage battery or a capacitor.
  • the capacitor is preferably an electric double layer capacitor (capacitor).
  • the drive unit 40 includes sensors such as a bearing temperature sensor 47a, a bearing rotation sensor 47b, a lubricant remaining amount sensor 47c, and a lubricant temperature sensor 47d. Signals from these sensors are input to the CPU 51, and the pump 45 is automatically controlled in accordance with the temperature of the rolling bearing 11 and the rotation state thereof to adjust the supply amount of the lubricating oil.
  • sensors such as a bearing temperature sensor 47a, a bearing rotation sensor 47b, a lubricant remaining amount sensor 47c, and a lubricant temperature sensor 47d.
  • the pump 45 includes a suction tube 45a that sucks the lubricating oil in the lubricating oil tank 46, and a discharge tube 45b that discharges the sucked lubricating oil.
  • the drive timing of the pump 45 can be performed when electric power is stored in the capacitor of the charging unit 42 and reaches a certain voltage.
  • the resistor may be discharged when the storage voltage reaches a certain value, and an interval may be provided at the drive timing of the pump 45.
  • charging / discharging is repeated before the pump 45 is driven, and the driving interval of the pump 45 may be managed by the number of times of charging / discharging.
  • an interval may be provided at the driving timing of the pump 45 by the timer function when the stored voltage reaches a certain value. In this case, the above charging / discharging is not repeated.
  • the suction tube 45a connected to the suction side of the pump 45 is inserted into the lubricating oil tank 46, and the lubricating oil in the lubricating oil tank 46 is sucked.
  • a discharge nozzle 45c for discharging lubricating oil into the rolling bearing is connected to the tip of the discharge tube 45b connected to the discharge side. It is desirable that the tip of the discharge nozzle 45c be disposed between the bearing inner and outer rings at a portion close to the inner ring outer peripheral surface.
  • the inner diameter dimension of the nozzle hole of the discharge nozzle 45c is appropriately set depending on the relationship between the surface tension resulting from the viscosity of the base oil and the discharge amount.
  • said embodiment is inner ring
  • the rotation center is the horizontal axis, it may be the vertical axis. Furthermore, it may be incorporated in the spindle of the machine tool.

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Abstract

潤滑油タンク４６を形成する袋体４６ａの形状を工夫することにより、軸受サイズ毎の円弧状の金型が不要となり、間座の幅が長くなっても、円環状のハウジングに形成される潤滑油タンクの収容スペースの有効活用を図ることができるようにすることを課題とする。　転がり軸受１１と、潤滑油の吐出口を有する潤滑油タンク４６を少なくとも備える給油ユニット１３の組み合わせからなり、前記給油ユニット１３が前記転がり軸受１１に隣接して設けられた間座１６の内輪１７と外輪１８の間の空間に設置されている転がり軸受装置１０において、前記潤滑油タンクの収容スペースが、間座の軸方向幅とほぼ同等で、周方向長さが間座１６の軸方向視における中心角θの範囲にあり、この収容スペース内に収容される潤滑油タンク４６が、幅が収容スペースの軸方向幅とほぼ同等で、長さが間座の中心径Ａ×π×（θ／３６０）とほぼ同等である矩形の袋体４６ａによって形成する。

Description

転がり軸受装置
　この発明は、工作機械や産業機械等に用いられる転がり軸受装置に関し、特に転がり軸受と給油ユニットの組み合わせからなる転がり軸受装置に関するものである。
　この種の転がり軸受装置１１０として、図１３に示すように、転がり軸受１１１、その軸方向の一端部に突き当てられた間座１１２及び間座１１２に組み込まれた給油ユニット１１３により構成されるものがある（特許文献１）。
　この転がり軸受装置１１０は、回転軸１１４とハウジング１１５の間に組み込んで使用に供され、転がり軸受１１１の他端部にも他の間座１１６が突き当てられ、両方の間座１１２、１１６により転がり軸受１１１の軸方向の位置決めが行われている。
　転がり軸受１１１は、回転側の軌道輪である内輪１１７、固定側の外輪１１８及びこれらの軌道輪の間に介在された所要数の転動体１１９、その転動体１１９を一定間隔に保持する保持器１２１により構成される、アンギュラ玉軸受、あるいは深溝玉軸受であり、転がり軸受１１１には、予め所望のグリースが封入され、間座１１６側の端部に、シール板１２２が装着されている。
　間座１１２は、内輪側間座１１２ａと外輪側間座１１２ｂとからなり、内輪側間座１１２ａは回転軸１１４側に嵌合固定され、内輪１１７の一方の端面に突き当てられている。外輪側間座１１２ｂはハウジング１１５の内径面に嵌合固定され、外輪１１８の一方の端面に突き当てられている。他方の間座１１６も同様に回転軸１１４側及びハウジング１１５側に嵌合固定され、内輪１１７及び外輪１１８の他方の端面に突き当てられている。
　前記給油ユニット１１３は、図１４に示すように、円環状のハウジング１２４内に、円周方向に発電部１４１、充電部１４２、制御部１４３、駆動部１４４、ポンプ１４５、潤滑油タンク１４６等の諸部材を収納して構成されている。
特開２０１３－６０９９９号公報
　ところで、ハウジング本体１２４ａ内に収納する潤滑油タンク１４６は、袋体からなり、円環状のハウジング１２４に沿って円弧状に配置されている。
　この円弧状の袋体１４６ａは、図１５に示すように、円弧状に切り出した２枚のシート１４６ｂ、１４６ｂを上下に重ねあわせた後、図１６に示すように、重ねあわせた２枚のシート１４６ｂ、１４６ｂの外周部を熱溶着して形成されているものもある。熱溶着部分１４６ｃは、図１６にクロスハッチングで示している。
　このように、円弧状に切り出した２枚のシート１４６ｂ、１４６ｂからなる袋体１４６ａを、円環状のハウジング１２４に配置した場合、図１３に示すように、間座１１２の幅が長い場合には、袋体１４６ａからなる潤滑油タンク１４６の軸方向の側方に大きなデッドスペースＳが生じ、円環状のハウジング１２４の潤滑油タンク１４６の収容スペースの有効活用が図れないという問題が生じる。
　また、潤滑油タンク１４６を構成する円弧状の樹脂製の袋体１４６ａを形成するには、円弧状のシートの切り出しと、熱溶着時に、軸受サイズ毎に、円弧状に沿った形状の円弧状金型が必要になる。
　そこで、この発明は、潤滑油タンクを形成する袋体の形状を工夫することにより、軸受サイズ毎の円弧状の金型が不要となり、間座の幅が長くなっても、円環状のハウジングに形成される潤滑油タンクの収容スペースの有効活用を図ることができるようにすることを課題とするものである。
　前記の課題を解決するために、この発明に係る転がり軸受装置は、転がり軸受と、潤滑油の吐出口を有する潤滑油タンク、ポンプ、駆動部、電源部、制御部を少なくとも備える給油ユニットの組み合わせからなり、前記給油ユニットが前記転がり軸受に隣接して設けられた間座の内輪と外輪の間の空間に設置されている転がり軸受装置において、前記給油ユニットの潤滑油タンクの収容スペースが、間座の軸方向幅とほぼ同等で、周方向長さが間座の軸方向視における中心角θの範囲にあり、この収容スペース内に収容される潤滑油タンクが、幅が収容スペースの軸方向幅とほぼ同等で、長さが間座の中心径Ａ×π×（θ／３６０）とほぼ同等である袋体からなることを特徴とする。
　前記潤滑油タンクを構成する矩形の柔軟性を有する袋体は、幅が収容スペースの軸方向幅とほぼ同等で、長さが間座の中心径Ａ×π×（θ／３６０）とほぼ同等であるため、収容スペースに無駄な空きスペースが生じず、収容スペースの有効活用を図ることができる。
　また、矩形の袋体は、短冊形状のシートを重ねて、４辺を直線状に溶着したり、間座幅の２倍の幅を有する短冊形状のシートを二つ折りにして３辺を直線状に溶着したりすることにより、製造することができるので、特別な形状の金型不要である。
　なお、潤滑油タンクを構成する袋体は、麻などの織布、樹脂、織布に樹脂やゴムなどをコーティングしたものが使用できるが、取り扱い易さ、製造性やコストを考えると、樹脂製が好ましい。
図３のＡ－Ａ線の方向から見た断面図である。 図３のＢ－Ｂ線の方向から見た部分断面図である。 給油ユニットの図１のＸ１－Ｘ１線の断面図である。 給油ユニットのハウジングの別な実施形態を示す断面図である。 （ａ）はこの発明で使用する樹脂製の袋体を形成する短冊状の樹脂シートを２枚重ねした状態を示す平面図、（ｂ）は２枚重ねした短冊状の樹脂シートの外周の４辺を熱溶着して形成したこの発明で使用する樹脂製の袋体の平面図である。 （ａ）はこの発明で使用する樹脂製の袋体を形成する短冊状の樹脂シートを二つ折りした状態を示す平面図、（ｂ）は二つ折りした外周の３辺を熱溶着して形成したこの発明で使用する樹脂製の袋体の平面図である。 図３の二点鎖線の○印で囲んだ袋体の拡大図である。 給油ユニットの電源部の一例を示す拡大断面図である。 給油ユニットの電源部の一例を示す拡大断面図である。 給油ユニットの電源部の一例を示す拡大断面図である。 給油ユニットの電源部の一例を示す拡大断面図である。 駆動部の詳細ブロック図である。 図１４のＡ－Ａ線の方向から見た従来の転がり軸受装置の断面図である。 従来の給油ユニットの図１のＸ１－Ｘ１線の断面図である。 従来例で使用する樹脂製の袋体を形成する円弧状の樹脂シートを２枚重ねした状態を示す平面図である。 ２枚重ねした円弧状の樹脂シートの外周を熱溶着して形成した従来例の樹脂製の袋体の平面図である。
　以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
　図１から図３に示す実施形態の転がり軸受装置１０は、転がり軸受１１、その軸方向の一端部に突き当てられた間座１２及び間座１２に組み込まれた給油ユニット１３により構成され、回転軸１４とハウジング１５の間に組み込んで使用に供される。転がり軸受１１の他端部にも他の間座１６が突き当てられ、両方の間座１２、１６により転がり軸受１１の軸方向の位置決めが行われる。この実施形態の回転軸１４は水平に設置されている。
　転がり軸受１１は、回転側の軌道輪である内輪１７、固定側の外輪１８及びこれらの軌道輪の間に介在された所要数の転動体１９、その転動体１９を一定間隔に保持する保持器２１により構成される、アンギュラ玉軸受、あるいは深溝玉軸受のいずれでもよい。転がり軸受１１には、予め所望のグリースが封入され、間座１６側の端部に、シール板２２が装着されている。
　間座１２は、内輪側間座１２ａと外輪側間座１２ｂとからなり、内輪側間座１２ａは回転軸１４側に嵌合固定され、内輪１７の一方の端面に突き当てられる。外輪側間座１２ｂはハウジング１５の内径面に嵌合固定され、外輪１８の一方の端面に突き当てられる。他方の間座１６も同様に回転軸１４側及びハウジング１５側に嵌合固定され、内輪１７及び外輪１８の他方の端面に突き当てられる。
　前記給油ユニット１３は、図３に示すように、円環状のハウジング２４内に、円周方向に発電部４１、充電部４２、制御部４３、駆動部４４、ポンプ４５、潤滑油タンク４６等の諸部材を収納して構成される。
　給油ユニット１３の円環状のハウジング２４は、図２に示すように、転がり軸受１１と反対側の面が開放された断面コの字形のハウジング本体２４ａと、このハウジング本体２４ａの開口部を閉塞し、ハウジング本体２４ａに対して着脱自在の蓋体２４ｂとによって構成される。このハウジング本体２４ａと蓋体２４ｂとは、ＰＰＳ等の同種の熱可塑性樹脂材料からなる。
　ハウジング２４の蓋体２４ｂは、ハウジング本体２４ａに対し、ネジ２４ｃにより固定され、ネジ２４ｃを外して、蓋体２４ｂを取り除くことにより、給油ユニット１３全体を取外すことなく、ハウジング本体２４ａ内に収納されている潤滑油タンク４６に、潤滑油を補充することができる。
　ハウジング本体２４ａの外周面は、外輪側間座１２ｂの内径面に、接着剤によって接着固定されている。ハウジング本体２４ａを接着固定する接着剤は、エポキシ樹脂等を使用できる。
　図４の実施形態は、外輪側間座１２ｂの内径面にハウジング２４を、接着剤を使用することなく固定する例を示している。
　この図４の例は、外輪側間座１２ｂの内径面の軸方向の両側に、外径方向に凹む一対の凹所１２ｃ、１２ｄを形成し、ハウジング本体２４ａの転がり軸受１１側の外径面に、凹所１２ｃに嵌まる凸条２４ｄを形成し、この凸条２４ｄを凹所１２ｃに嵌め、他方の凹所１２ｄに、ハウジング本体２４ａにネジ２４ｃによって固定される蓋体２４ｂの外径部を嵌め、ネジ２４ｃによって蓋体２４ｂをハウジング本体２４ａに締め付け固定することにより、ハウジング本体２４ａの凸条２４ｄと蓋体２４ｂの外径部によって外輪側間座１２ｂの内径面を挟み、外輪側間座１２ｂの内径面にハウジング２４を、接着剤を使用することなく固定している。
　次に、ハウジング本体２４ａ内に収納する潤滑油タンク４６は、柔軟性を有する樹脂製の袋体４６ａからなり、円環状のハウジング２４に沿って円弧状に配置されている。
　樹脂製の袋体４６ａは、例えば、図５（ａ）に示すように、ハウジング本体２４ａの幅Ｌとほぼ同等の幅で、長さがハウジング本体２４ａの袋体４６ａの収容空間の周方向の長さ、即ち、袋体４６ａの収容空間が、間座１２の中心角θ°の範囲の場合、間座１２の中心径Ａ×π×（θ／３６０）の長さを有する２枚の矩形の短冊状の樹脂シート４６ｂ、４６ｂを上下に重ねて、外周の４辺を、図５（ｂ）に示すように、直線状に熱溶着することによって形成することができる。符号４６ｃは、熱溶着部分を示している。
　また、図６（ａ）に示すように、ハウジング本体２４ａの幅Ｌの２倍の幅の短冊状の樹脂シート４６ｂを二つ折りにして、図６（ｂ）に示すように、外周の３辺を直線状に熱溶着することによって形成してもよい。
　袋体４６ａには、図７に拡大して示すように、ポンプ４５と接続する吸込みチューブ４５ａを設けるが、この吸込みチューブ４５ａは、袋体４６ａを熱溶着により形成する際に、袋体４６ａを形成する重ね合わせた樹脂シートの間に挟み込んで熱溶着することにより、袋体４６ａと一体化することができる。
　潤滑油タンク４６を形成する袋体４６ａの素材は、ポリアミド（例えば、ポリアミド１１、ポリアミド１２）、フッ素ゴム（FKM)、ポリアミド系エラストマー、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレンなどを用いることができるが、袋体４６ａ内に収容される潤滑油に侵されない素材であれば特に限定されない。
　潤滑油タンク４６の袋体４６ａに設ける吸込みチューブ４５ａは、ポンプ４５に対して取り外し可能にしておくことが望ましい。吸込みチューブ４５ａをポンプ４５に対して取り外し可能にしておくと、潤滑油タンク４６内の潤滑油の残量がなくなった場合に、吸込みチューブ４５ａをポンプ４５から外し、吸込みチューブ４５ａから袋体４６ａ内に潤滑油を補充することができる。
　また、ポンプ４５に対して袋体４６ａが取り外し可能にすることにより、潤滑油を充填した予備の袋体４６ａを用意しておくことができ、袋体４６ａ内の潤滑油がなくなると、使用済みの袋体４６ａを取り外し、予備の袋体４６ａを交換することにより、潤滑油の補充を短時間で行うことができる。予備の袋体４６ａには、潤滑油製造メーカで管理された状態で潤滑油の充填が可能となるので、袋体４６ａ内への異物の侵入といった充填時おける危険性を少なくすることができる。なお、予備の袋体４６ａの吸込みチューブ４５ａには、蓋を装着し、保管中の異物の混入を防止することが望ましい。
　潤滑油タンク４６の袋体４６ａに充填する潤滑油の粘度は、あまり高いとポンプの負荷や電源への負担が大きくなるため、ＶＧ２２程度が望ましい。
　上記の各実施形態では、円環状のハウジング２４内に、潤滑油タンク４６以外に、円周方向に発電部４１、充電部４２、制御部４３、駆動部４４、ポンプ４５等を収納している。
　発電部４１としては、例えば、図８に示すように、ゼーベック効果によって発電を行うものを使用することができる。即ち、転がり軸受装置１０を使用した場合、転動体１９（図１参照）との摩擦熱により内輪１７と外輪１８の温度が上昇する。通常、外輪１８は機器のハウジング１５に組み込まれるため熱伝導により放熱され、内輪１７、外輪１８の間で温度差が生じる。その温度が各熱伝導体５２、５３に伝導され、ゼーベック素子５４の両端面に温度差を生じさせることにより、ゼーベック効果による発電を行う。
　ハウジング本体２４ａの内周面と外周面を貫通する熱伝導体５２、５３を設け、これら熱伝導体５２、５３の間にゼーベック素子５４を介在したものを使用する場合、ハウジング本体２４ａの外周面を貫通する熱伝導体５２が外輪側間座１２ｂの内径面に接する面には、熱導電性を考慮した接着剤を使用することが望ましい。なお、外輪側の熱伝導体５２の外径は、外輪側間座１２ｂの内径寸法と同一にして、放熱効果が高くなるように密着させている。一方、内輪側の熱伝導体５３の内径は、内輪側間座１２ａとは接していない。可能であれば、外輪側と内輪側の熱伝導体５２、５３の体積を等しくすることが望ましい。
　なお、外輪側間座１２ｂの内径面と熱伝導体５２の間、熱伝導体５２とゼーベック素子５４の間、ゼーベック素子５４と内輪側の熱伝導体５３の間には、熱伝導率及び密着性を高めるため、放熱グリースなどを塗布することが好ましい。放熱グリースは、一般的にシリコーンが主成分である。また、熱伝導体５２、５３は、熱伝導率の高い金属を使用する。例えば、銀、銅、金などが挙げられるがコスト面から、銅を使用する事が一般的である。なお、銅を主成分とする銅合金でもよい。また、銅を主成分とする焼結合金でもよい。
　発電部４１は、前記のゼーベック効果によって発電を行うもののほか、図９、図１０、図１１に示すものを使用することができる。
　図９に示すものは、転がり軸受装置１０内に交番磁界が存在する場合に適用される。工作機等のビルトインスピンドル内部や大電力を扱う高周波機器の近傍では、漏れ磁束又は高周波の照射が発生する。この漏れ磁束を利用し電磁誘導により発電を行うものである。即ち、片側を開放したＥ形の鉄心５５にコイル５６を組み合わせることで効率よく交番磁界を捉え、電磁誘導による発電を行う。鉄心５５の開放面に絶縁性基台５７が取り付けられる。漏れ磁束の周波数が既知である場合は、鉄心５５を除き漏れ磁束の周波数に共振するコイル５６を用いるようにしてもよい。
　図１０に示すものは、転がり軸受装置１０内に振動が発生する場合に適用されるものである。即ち、固定側絶縁基板５８、その上に配置された可動側絶縁基板５９の対向面にそれぞれ多数の電極６０を設け、固定側絶縁基板５８の電極６０にのみエレクトレット６１を積層し、可動側絶縁基板５９の電極６０に対し空隙を設けて対向させる。可動側絶縁基板５９は摺動装置６２によって図中の矢印ａの方向にのみ移動可能となる。
　転がり軸受装置１０に振動が発生すると、摺動装置６２によって矢印ａの方向に可動側絶縁基板５９が振動する。このとき、固定側絶縁基板５８及び可動側絶縁基板５９の相対運動とエレクトレット６１により、電極６０間に静電誘導による電荷が発生する。この発生した電荷を外部に取り出すことにより発電を行う。
　図１１に示すものも転がり軸受装置１０内に振動が発生する場合に適用されるものである。即ち、固定側絶縁基板５８と重り６３の間に弾性のあるシート状の圧電体６４を配置する。転がり軸受装置１０に振動が発生すると、重り６３と圧電体６４により矢印ａの方向に重り６３が振動する。このとき、圧電体６４にひずみが生じ誘電分極による起電力が発生する。その起電力を外部に取り出すことにより発電を行う。
　発電部４１によって発電した電荷は、蓄電池やコンデンサなどの充電部４２に蓄電される。コンデンサは、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）を使用することが望ましい。
　駆動部４０は、図１２に示すように、例えば、軸受温度センサー４７ａ、軸受回転センサー４７ｂ、潤滑油残量センサー４７ｃ、潤滑油温度センサー４７ｄ等のセンサーを備える。これらのセンサーから信号がＣＰＵ５１に入力され、転がり軸受１１の温度及びその回転状況に応じてポンプ４５を自動制御し、潤滑油の供給量を調整する。
　ポンプ４５には、潤滑油タンク４６内の潤滑油を吸引する吸込みチューブ４５ａと、吸引した潤滑油を吐出する吐出チューブ４５ｂを備え、吐出チューブ４５ｂの先端の吐出ノズル４５ｃから転がり軸受１１の固定側の軌道輪と回転側の軌道輪の間に潤滑油が供給される。
　例えば、ポンプ４５の駆動のタイミングは、電力が充電部４２のコンデンサに蓄電され、一定の電圧に達した時点で行なうことが可能である。発電効率との関係で蓄電時間が短い場合においては、蓄電電圧が一定の値に達した時点で抵抗器などに放電させ、ポンプ４５の駆動のタイミングに、インターバルを設けてもよい。この場合、ポンプ４５の駆動までの間に、充放電が繰り返されることになり、この充放電の回数でポンプ４５の駆動のインターバルを管理してもよい。あるいは、蓄電電圧が一定の値に達した時点で、タイマ機能によりポンプ４５の駆動のタイミングに、インターバルを設けてもよい。この場合は、前記の様な充放電を繰り返さない。
　ポンプ４５の吸込み側に接続された吸込みチューブ４５ａは、潤滑油タンク４６内に挿入され、潤滑油タンク４６内の潤滑油が吸引される。
　一方、吐出側に接続された吐出チューブ４５ｂの先端には、転がり軸受の内部に潤滑油を吐出するための吐出ノズル４５ｃを接続している。吐出ノズル４５ｃの先端は、軸受内外輪の間で、内輪外周面に近い部分に配置することが望ましい。なお、吐出ノズル４５ｃのノズル穴の内径寸法は、基油の粘度に起因する表面張力と、吐出量との関係により、適宜設定される。
　なお、上記の実施形態は、内輪回転である。また、回転中心を横軸としたが、縦軸としてもよい。さらに、工作機のスピンドルに組み込まれてもよい。
１０　　　：転がり軸受装置
１１　　　：転がり軸受
１２　　　：間座
１２ａ　　：内輪側間座
１２ｂ　　：外輪側間座
１２ｃ　　：凹所
１２ｄ　　：凹所
１３　　　：給油ユニット
１４　　　：回転軸
１５　　　：ハウジング
１６　　　：間座
１７　　　：内輪
１８　　　：外輪
１９　　　：転動体
２１　　　：保持器
２２　　　：シール板
２４　　　：ハウジング
２４ａ　　：ハウジング本体
２４ｂ　　：蓋体
２４ｃ　　：ネジ
２４ｄ　　：凸条
４０　　　：駆動部
４１　　　：発電部
４２　　　：充電部
４３　　　：制御部
４４　　　：駆動部
４５　　　：ポンプ
４５ａ　　：吸込みチューブ
４５ｂ　　：吐出チューブ
４５ｃ　　：吐出ノズル
４６　　　：潤滑油タンク
４６ａ　　：袋体
４６ｂ　　：樹脂シート
４６ｃ　　：熱溶着部分
４７ａ　　：軸受温度センサー
４７ｂ　　：軸受回転センサー
４７ｃ　　：潤滑油残量センサー
４７ｄ　　：潤滑油温度センサー
５１　　　：ＣＰＵ
５２　　　：熱伝導体
５３　　　：熱伝導体
５４　　　：ゼーベック素子
５５　　　：鉄心
５６　　　：コイル
５７　　　：絶縁性基台
５８　　　：固定側絶縁基板
５９　　　：可動側絶縁基板
６０　　　：電極
６１　　　：エレクトレット
６２　　　：摺動装置
６４　　　：圧電体

Claims (5)

  1. 　転がり軸受と、潤滑油の吐出口を有する潤滑油タンク、ポンプ、駆動部、電源部、制御部を少なくとも備える給油ユニットの組み合わせからなり、前記給油ユニットが前記転がり軸受に隣接して設けられた間座の内輪と外輪の間の空間に設置されている転がり軸受装置において、前記給油ユニットの潤滑油タンクの収容スペースが、間座の軸方向幅とほぼ同等で、周方向長さが間座の軸方向視における中心角θの範囲にあり、この収容スペース内に収容される潤滑油タンクが、幅が収容スペースの軸方向幅とほぼ同等で、長さが間座の中心径Ａ×π×（θ／３６０）とほぼ同等である袋体からなることを特徴とする転がり軸受装置。
  2. 　前記潤滑油タンクを形成する袋体が、矩形の柔軟性を有する袋体からなることを特徴とする請求項１記載の転がり軸受装置。
  3. 　前記潤滑油タンクを形成する袋体が、二枚の矩形の樹脂シートを重ね、外周部を熱溶着して形成したものである請求項２記載の転がり軸受装置。
  4. 　前記潤滑油タンクを形成する袋体が、矩形の樹脂シートを二つ折りして重ね、外周の三辺を熱溶着して形成したものである請求項２記載の転がり軸受装置。
  5. 　前記潤滑油タンクとポンプとを接続する吸い込みチューブを、袋体を形成する重ね合わせたシートの間に挟み込んで接合している請求項１～４のいずれかの項に記載の転がり軸受装置。
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