(57)【要約】【課題】軌道面等の摺動部に適切な量の潤滑剤を供給できる転がり軸受を提供すること。【解決手段】樹脂材料と潤滑剤とが混合した状態で固形化してなる円板状の固形潤滑剤５１を、外輪１のリング取付溝１２に固定する。上記固形潤滑剤５１の内部にバンドヒーター５２を配置する。上記バンドヒーター５２は、固形潤滑剤５１に、予め定められた時間おきに、予め定められた時間、予め定められた熱量の熱を付与するようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周軌道面を有する第１軌道部材と、
外周軌道面を有する第２軌道部材と、
上記内周軌道面と上記外周軌道面との間に配置された転動体と、
樹脂材料と潤滑剤とが混合した状態で固形化してなる固形潤滑剤と、
上記固形潤滑剤を加熱する加熱装置と
を備えることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受において、
上記固形潤滑剤に取り付けられると共に、上記固形潤滑剤の温度を測定する温度測定装置と、
上記温度測定装置が測定した上記固形潤滑剤の温度に基づいて、上記加熱装置が放射する熱量を制御する制御装置と
を備えることを特徴とする転がり軸受。
【請求項３】
請求項１または２に記載の転がり軸受において、
上記潤滑剤を透過しない材質からなると共に、上記外周軌道面、上記内周軌道面および上記転動体のうちの少なくともひとつに対向する開口を有する中空部材を備え、
上記固形潤滑剤は、上記中空部材内に配置され、
上記固形潤滑剤は、上記開口において露出していることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受に関し、特に、工作機械の主軸を支持するのに使用されれば好適な転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受としては、特開平１１−１４１５５７号公報に記載されているものがある。
【０００３】
この転がり軸受は、複数の玉が、外輪の軌道溝と内輪の軌道溝との間に、保持器によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。上記内輪は、潤滑剤収容部と、潤滑剤供給通路とを有する。上記潤滑剤収容部は、内輪の円筒内周面側に位置する一方、上記潤滑剤供給通路は、上記潤滑剤収容部と、内輪の軌道溝とを連通している。
【０００４】
上記転がり軸受は、内輪の遠心力によって、潤滑剤を、潤滑剤供給通路を通じて上記潤滑剤収容部から内輪の軌道溝まで移動させて、軌道溝等の潤滑を行うようになっている。
【０００５】
上記転がり軸受は、上記潤滑剤収容部から内輪の軌道溝に供給される潤滑剤の量を制御できないから、潤滑剤が必要な量よりも多く供給された場合に、潤滑剤の供給可能な時間が短くなる。
【０００６】
一方、潤滑剤が不足した場合には、軌道溝等の転がり接触部や摺動接触部が焼付きを生じることがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１４１５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の課題は、軌道面等の転がり接触部や摺動接触部に適切な量の潤滑剤を供給できる転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明の転がり軸受は、
内周軌道面を有する第１軌道部材と、
外周軌道面を有する第２軌道部材と、
上記内周軌道面と上記外周軌道面との間に配置された転動体と、
樹脂材料と潤滑剤とが混合した状態で固形化してなる固形潤滑剤と、
上記固形潤滑剤を加熱する加熱装置と
を備えることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、上記固形潤滑剤を加熱する加熱装置を備えるから、固形潤滑剤の加熱のタイミングを適切に調整することにより、適切な量の潤滑剤を、軌道面等の転がり接触部や摺動接触部に適切に供給できる。したがって、余剰の潤滑剤が供給されて潤滑剤の供給可能な時間が短くなることや、潤滑剤が不足することを抑制できる。
【００１１】
また、一実施形態では、
上記固形潤滑剤に取り付けられると共に、上記固形潤滑剤の温度を測定する温度測定装置と、
上記温度測定装置が測定した上記固形潤滑剤の温度に基づいて、上記加熱装置が放射する熱量を制御する制御装置と
を備える。
【００１２】
上記温度測定装置としては、例えば、熱電対や、測温抵抗体がある。
【００１３】
上記実施形態によれば、上記温度測定装置が測定した上記固形潤滑剤の温度に基づいて、上記加熱装置が放射する熱量を制御できるから、余剰の潤滑剤の供給や、潤滑剤不足を、確実に防止することができる。
【００１４】
また、一実施形態では、
上記潤滑剤を透過しない材質からなると共に、上記外周軌道面、上記内周軌道面および上記転動体のうちの少なくともひとつに対向する開口を有する中空部材を備え、
上記固形潤滑剤は、上記中空部材内に配置され、
上記固形潤滑剤は、上記開口において露出している。
【００１５】
上記実施形態によれば、上記潤滑剤を、焼付きが起こりやすい転がり接触部や摺動接触部に直接供給できる。したがって、転がり接触部や摺動接触部の焼付きを確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の転がり軸受によれば、固形潤滑剤を加熱する加熱装置を備えるから、固形潤滑剤の加熱のタイミングを適切に調整することにより、適切な量の潤滑剤を、軌道面等の転がり接触部や摺動接触部に適切に供給できて、余剰の潤滑剤が供給されて潤滑剤の供給可能な時間が短くなることや、潤滑剤が不足することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態の転がり軸受である玉軸受の軸方向の模式断面図である。
【００１９】
この玉軸受は、工作機械（図示せず）の主軸上に配置されている。この玉軸受は、第１軌道部材としての外輪１、第２軌道部材としての内輪２、転動体の一例としての複数の玉３、保持器４、および、バンドヒーター付ポリマー潤滑剤リング５（以下、単に、潤滑剤リングという）を備える。
【００２０】
上記外輪１は、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝１１と、リング取付溝１２とを有する。上記軌道溝１１は、外輪１の内周面の軸方向の略中央部に位置する一方、リング取付溝１２は、外輪１の内周面の軸方向の一方の側の端部に位置している。
【００２１】
上記内輪２は、軌道面としての軌道溝２２を有する。上記複数の玉３は、外輪１の軌道溝１１と、内輪２の軌道溝２２との間に、保持器４によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００２２】
上記潤滑剤リング５は、円板状の部材である。上記潤滑リング５は、外輪１のリング取付溝１２に、嵌入や接着剤により固定されている。上記潤滑剤リング５は、固形潤滑剤５１と、加熱装置の一例としてのバンドヒーター５２とを有する。
【００２３】
上記固形潤滑剤５１は、樹脂材料と潤滑剤とが混合した状態で固形化してなっている。詳しくは、上記固形潤滑剤５１は、流動状態の樹脂材料と潤滑剤とを混合し、ついで、樹脂材料の融点以上に加熱し、ついで、冷却することにより、混合された樹脂材料および潤滑剤を固形化して作成されている。
【００２４】
潤滑剤としては、従来公知の種々の潤滑性組成物のいずれも使用することができる。潤滑剤としては、特に、潤滑性組成物を固形化する際の加熱によって樹脂と反応して、当該樹脂の機械的性質を低下させるおそれのない、安定な潤滑成分を好適に使用できる。例えば、潤滑剤としては、鉱油、ポリ−α−オレフィン油、ジエステル油、ポリオールエステル油、アルキルジフェニルエーテル油、シリコーン油、パラフィン油、ふっ素油、または、これらの二以上の混合物を、使用できる。
【００２５】
一方、上記樹脂材料としては、例えば、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等が使用でき、中でも、超高分子量ポリエチレンが、機械的性質等にすぐれるため、好適に使用されることができる。かかる超高分子量ポリエチレンとしては、特に、平均分子量が１００万〜６００万程度、とくに２００万以上であって、かつ融点が１００〜１４０℃程度のものを、好適に使用することができる。
【００２６】
また、上記樹脂材料には、必要に応じて、酸化防止剤や安定剤、着色剤等の、従来公知の種々の添加剤を、従来と同程度の割合で混合されることができる。また、樹脂材料は、粉粒体として供給されることが好ましい。詳しくは、樹脂材料の粉粒体の粒径は、特に限定されないが、通常は平均粒径で５〜１００μｍ程度のものを好適に使用でき、更には、１０〜３０μｍ程度のものをより好適に使用できる。
【００２７】
上記バンドヒーター５２は、発熱線を耐熱絶縁マイカ板で被覆し、ステンレス、ボンデ鋼板などでサンドイッチ状に保護構成し、その保護金属板を円筒状に加圧成型した発熱体である。
【００２８】
上記バンドヒーター５２は、環状の潤滑剤リング５の内部に配置されている。上記バンドヒーター５２は、固形潤滑剤５１に、予め定められた時間おきに、予め定められた時間、予め定められた熱量の熱を付与するようになっている。上記二つの予め定められた時間、および、予め定められた熱量は、事前に行われた試験により決定されている。そして、決定された上記二つの予め定められた時間、および、予め定められた熱量により、適切な量（多くも、少なくもない）の潤滑剤が固形潤滑剤からしみだして、しみだした潤滑剤によって、転がり接触部や摺動接触部（軌道溝１１,２２、玉３等）が好適に潤滑されるようになっている。
【００２９】
上記第１実施形態の玉軸受によれば、上記固形潤滑剤５１を加熱するバンドヒーター５２を備え、かつ、バンドヒーター５２による固形潤滑剤５１の加熱のタイミングが適切に調整されているから、単位時間において適切な量の潤滑剤を、固形潤滑剤からしみださせることができて、このしみだした適量の潤滑剤を、軌道溝１１,２２等の転がり接触部や摺動接触部に適切に供給できる。したがって、余剰の潤滑剤が供給されて潤滑剤の供給可能な時間が短くなることや、潤滑剤が不足することを抑制できる。また、潤滑剤が過剰に供給されたり、潤滑剤不足が起こることがないから、過度な温度上昇が起こることがなくて、過度な温度上昇に起因する工作機械の加工精度の悪化が起こることを抑制できる。
【００３０】
尚、上記第１実施形態では、加熱装置が、円筒状のバンドヒーターであったが、この発明では、加熱装置は、円筒状でないヒータであっても良い。
【００３１】
また、上記第１実施形態では、転動体が玉であったが、この発明では、転動体は、ころ（円筒ころ、円錐ころ、凸面ころ、ニードルころ）等の玉以外の転動体であっても良い。
【００３２】
図２は、本発明の第２実施形態の転がり軸受である玉軸受の軸方向の模式断面図である。
【００３３】
第２実施形態の転がり軸受では、第１実施形態の転がり軸受と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第１実施形態の転がり軸受と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。
【００３４】
この玉軸受は、工作機械（図示せず）の主軸上に配置されている。この玉軸受は、第１軌道部材としての外輪１０１、第２軌道部材としての内輪１０２、転動体の一例としての複数の玉１０３、保持器１０４、および、潤滑剤供給装置１０５を備える。
【００３５】
上記外輪１０１は、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝１１１を有する一方、内輪２は、軌道面としての軌道溝１２２を有する。上記複数の玉１０３は、外輪１０１の軌道溝１１１と、内輪１０２の軌道溝１２２との間に、保持器１０４によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００３６】
上記潤滑剤供給装置は、固形潤滑剤１４０、中空部材としての固形潤滑剤収容部材（以下、単に、収容部材という）１４２、測温抵抗体１４５、加熱装置としての円筒状のバンドヒーター１４７および制御装置１５０を備え、上記制御装置１５０は、電圧付与部１５２と、マイクロコンピュータからなるヒータ制御部１５４とを有する。
【００３７】
上記収容部材１４２は、環状部材であって、潤滑剤が透過しない樹脂材料からなっている。図２に示すように、上記収容部材１４２は、外輪１０１の内周面のカウンタボア側の端部に嵌めた樹脂１７０に接着剤によって固着されている。上記収容部材１４２は、一つの環状の開口１８０を有し、その環状の開口１８０は、外輪１０１の軌道溝１１１に対向している。
【００３８】
上記測温抵抗体１４５およびバンドヒーター１４７は、固形潤滑剤１４０内に配置されている。上記測温抵抗体１４５の両端の夫々は、配線（実際は、配線は、各端一本ずつ、都合、二本であるが、図２では一本のみ図示する）１９０に接続され、各端に接続された配線１９０の夫々は、収容部材１４２を通過して、電圧付与部１５２の端子に接続されている。また、同様に、上記バンドヒーター１４７と、電圧付与部１５２との間も配線１９１で接続されている。
【００３９】
上記固形潤滑剤１４０は、第１実施形態で使用された固形潤滑剤１５１と同一の材料からなる。上記固形潤滑剤１４０は、収容部材１４２内に配置されている。上記収容部材１４２内に測温抵抗体１４５およびハンドヒーター１４７を配置（各種配線も適切に収容部材１４２を通過させて配置する）した後、収容部材１４２内に流体状の固形潤滑剤１４０を注入して、その後、固形潤滑剤１４０を固形化することにより、収容部材１４２内に、測温抵抗体１４５、ハンドヒーター１４７および固形潤滑剤１４０を配置している。ここで、上記固形潤滑剤１４０の一部１８１は、収容部材１４２の開口１８０において露出している。
【００４０】
上記ヒータ制御部１５４からの信号によって、上記電圧付与部１５２は、予め定められた時間毎に、測温抵抗体１４５に電圧を付与するようになっている。そして、ヒータ制御部１５４は、測温抵抗体１４５に流れた電流に基づいて、測温抵抗体１４５の抵抗を計測し、その計測結果から、固形潤滑剤１４０の温度を検出するようになっている。上記測温抵抗体１４５および制御装置１５０は、温度測定装置を構成している。
【００４１】
上記ヒータ制御部１５４は、固形潤滑剤１４０の温度が予め定められた温度以下の場合に、電圧付与部１５２にバンドヒーター１４７に電圧を付与することを表す信号を出力するようになっている。そして、この信号を受けると、電圧付与部１５２が、バンドヒーター１４７に予め定められた電圧を付与するようになっている。
【００４２】
一方、上記ヒータ制御部１５４は、固形潤滑剤１４０の温度が予め定められた温度を上回った場合には、電圧付与部１５２にバンドヒーター１４７に電圧を付与しないことを表す信号を出力するようになっている。そして、この信号を受けると、電圧付与部１５２は、バンドヒーター１４７に電圧を付与しないようになっている。
【００４３】
上記第２実施形態の玉軸受によれば、上記温度測定装置が測定した固形潤滑剤１４０の温度に基づいて、バンドヒーター１４７が放射する熱量を制御できるから、余剰の潤滑剤の供給や、潤滑剤不足を、確実に防止することができる。
【００４４】
また、上記第２実施形態の玉軸受によれば、収容部材１４２の開口１８０が、外輪１０１の軌道溝１１１に対向しているから、潤滑剤を、外輪１０１の軌道溝１１１および玉１０３に効率的に供給できて、更に、玉１０３の自転および公転によって内輪１０２の軌道溝１２２に効率的に供給できる。したがって、これら転がり接触部や摺動接触部の焼付きを確実に防止できる。
【００４５】
尚、上記第２実施形態の玉軸受では、上記温度測定装置が、測温度抵抗体を含んでいたが、この発明では、温度測定装置は、測温度抵抗体の替わりに熱電対を含んでいても良い。尚、温度測定装置としては、化学的な安定性から主に白金線を好適に使用できる。
【００４６】
また、上記第２実施形態の玉軸受では、収容部材１４２の開口１８０が、外輪１０１の軌道溝１１１に対向していたが、この発明では、収容部材の開口は、外輪の軌道面、内輪の軌道面および転動体のうちの少なくとも一つに対向していれば良い（開口の数は、一に限らない）。また、転がり軸受が、ころ軸受である場合には、ころの軸方向の端面と、その端面に摺動する軌道輪（外輪、内輪）の鍔部の端面との間に、収容部材の開口が対向していると好ましい。また、特に、転がり軸受が、円錐ころ軸受の場合には、円錐ころの外周面の大径側の端面と、この端面に摺動する内輪の円錐軌道面の大径側の鍔部の端面とに向けて、収容部材の開口が対向していると好ましい。
【００４７】
また、上記第２実施形態の玉軸受では、収容部材１４２が樹脂からなっていたが、この発明では、中空の収容部材は、金属等の樹脂以外の潤滑剤を透過しない材質であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態の転がり軸受である玉軸受の軸方向の模式断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の転がり軸受である玉軸受の軸方向の模式断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１,１０１  外輪
２,１０２  内輪
３,１０３  玉
１１,１１１  外輪の軌道溝
２２,１２２  内輪の軌道溝
５１,１４０  固形潤滑剤
５２,１４７  バンドヒーター
１４２  収容部材
１４５  測温抵抗体
１５０  制御装置
１５２  電圧付与部
１５４  ヒータ制御部
１８０  収容部材の開口
１８１  固形潤滑剤において収容部材の開口から露出している部分
【図１】
2010019312.tif 000003
【図２】
2010019312.tif 000004