(57)【要約】【課題】潤滑剤の供給量を把握可能な転がり軸受装置を提供する。【解決手段】転がり軸受１１と、この転がり軸受１１に対し潤滑剤５５を供給する潤滑剤供給機構５０とを備える。潤滑剤供給機構５０は、ハウジング１側に固定され、かつ内部に潤滑剤５５が貯留される潤滑剤貯留部５２を有し、内周面に潤滑剤貯留部５２を開口させる単数又は複数の開口部５６を有し、端面に潤滑剤供給孔５３を有する環状固定体５１と、環状固定体５１の開口部５６を塞ぐようにして取り付けられる単数又は複数の圧力変形部５８と、回転軸１と一体に回転可能に設けられた回転体６１と、を備える。回転体６１の外周面には、同回転体６１の回転時に動圧を発生させる単数又は複数の動圧発生部６２が形成される。動圧発生部６２に発生する動圧によって圧力変形部５８を押圧することで潤滑剤貯留部５２内の潤滑剤５５を潤滑剤供給孔５３から転がり軸受１１に向けて押し出す構成にしてある。【選択図】図２
2014105832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸側に配設される内輪と、ハウジング側に配設される外輪と、前記内輪と前記外輪との間の環状空間に転動可能に配設される複数の転動体とを有する転がり軸受と、この転がり軸受に対し潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構とを備えた転がり軸受装置であって、
前記潤滑剤供給機構は、前記ハウジング側に固定され、かつ内部に潤滑剤が貯留される潤滑剤貯留部を有し、内周面に前記潤滑剤貯留部を開口させる単数又は複数の開口部を有し、端面に潤滑剤を前記転がり軸受に向けて供給する潤滑剤供給孔を有する環状固定体と、
前記環状固定体の開口部を塞ぐようにして取り付けられ、圧力を受けて変形する単数又は複数の圧力変形部と、
前記環状固定体の内周面に僅かな隙間を隔てて配設され、かつ前記回転軸と一体に回転可能に設けられた回転体と、を備え、
前記回転体の外周面には、同回転体の回転時に動圧を発生させる単数又は複数の動圧発生部が形成され、
前記動圧発生部に発生する動圧によって前記圧力変形部を押圧することで前記潤滑剤貯留部内の潤滑剤を前記潤滑剤供給孔から前記転がり軸受に向けて押し出す構成にしてあることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置であって、
動圧発生部は、径方向における圧力変形部との間で、回転方向に沿って、第１の空間と前記第１の空間よりも小さい第２の空間との組み合わせが形成される構成を有していることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の転がり軸受装置であって、
潤滑剤貯留部は、環状仕切壁によって外径側貯留部と内径側貯留部とに一部連通して区画形成され、
前記内径側貯留部に圧力変形部が取り付けられる開口部と、潤滑剤供給孔とがそれぞれ形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置であって、
圧力変形部はダイヤフラムであることを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、転がり軸受とその転がり軸受に潤滑剤（グリース、潤滑油等）を供給する潤滑剤供給機構とを備えた転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受と、その転がり軸受に対し潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構とを備えた転がり軸受装置においては、例えば特許文献１に開示されている。
これにおいては、外輪蓋間座を、グリース溜り形成部品の線膨張係数と異なる線膨張係数からなる材料により形成し、これら外輪蓋間座およびグリース溜り形成部品は、軸受運転中の温度変化に基づいて、グリース溜り形成部品内の容積を圧縮する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０３２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１に開示された転がり軸受装置においては、軸受運転中の温度変化に基づいて、グリース溜り形成部品内の容積を圧縮することで、グリース溜りのグリースの基油が外輪の軌道面に向けて供給される。
軸受内部の温度は測定されておらず、また軸受内部の温度と供給されるグリースの基油との関係は不明であるため、グリース溜りのグリースの基油の供給量がどの程度であるか把握し難く、グリース溜まり内のグリースの量に応じてメンテナンスを行うことが難しかった。
【０００５】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、回転軸の回転速度に対応して転がり軸受に対する潤滑剤の供給量を把握可能な転がり軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係る転がり軸受装置は、回転軸側に配設される内輪と、ハウジング側に配設される外輪と、前記内輪と前記外輪との間の環状空間に転動可能に配設される複数の転動体とを有する転がり軸受と、この転がり軸受に対し潤滑剤を供給する潤滑剤供給機構とを備えた転がり軸受装置であって、
前記潤滑剤供給機構は、前記ハウジング側に固定され、かつ内部に潤滑剤が貯留される潤滑剤貯留部を有し、内周面に前記潤滑剤貯留部を開口させる単数又は複数の開口部を有し、端面に潤滑剤を前記転がり軸受に向けて供給する潤滑剤供給孔を有する環状固定体と、
前記環状固定体の開口部を塞ぐようにして取り付けられ、圧力を受けて変形する単数又は複数の圧力変形部と、
前記環状固定体の内周面に僅かな隙間を隔てて配設され、かつ前記回転軸と一体に回転可能に設けられた回転体と、を備え、
前記回転体の外周面には、同回転体の回転時に動圧を発生させる単数又は複数の動圧発生部が形成され、
前記動圧発生部に発生する動圧によって前記圧力変形部を押圧することで前記潤滑剤貯留部内の潤滑剤を前記潤滑剤供給孔から前記転がり軸受に向けて押し出す構成にしてあることを特徴とする。
【０００７】
前記構成によると、回転軸の回転時には、回転軸と一体に回転する回転体の動圧発生部に動圧（空気の流れによる動圧）が発生する。この動圧によって圧力変形部が押圧される。すると、潤滑剤貯留部内の潤滑剤が潤滑剤供給孔から転がり軸受に向けて押し出され、これによって転がり軸受に潤滑剤が供給される。
前記したようにして、回転軸と一体に回転する回転体の動圧発生部に発生する動圧によって、圧力変形部を介して、潤滑剤貯留部内の潤滑剤を転がり軸受に供給する構造上、転がり軸受に対する潤滑剤の供給量は、回転軸の回転速度に比例する。
これによって、転がり軸受に対する潤滑剤の供給量（使用量）を判断することができ、潤滑剤貯留部内の潤滑剤のメンテナンスが容易となる。
【０００８】
請求項２に係る転がり軸受装置は、請求項１に記載の転がり軸受装置であって、
動圧発生部は、径方向における圧力変形部との間で、回転方向に沿って、第１の空間と前記第１の空間よりも小さい第２の空間との組み合わせが形成される構成を有していることを特徴とする。
【０００９】
前記構成によると、径方向における圧力変形部との間で、回転方向に沿って、第１の空間と前記第１の空間よりも小さい第２の空間との組み合わせが形成されることで、動圧発生部が容易に構成される。
【００１０】
請求項３に係る転がり軸受装置は、請求項１又は２に記載の転がり軸受装置であって、
潤滑剤貯留部は、環状仕切壁によって外径側貯留部と内径側貯留部とに一部連通して区画形成され、
前記内径側貯留部に圧力変形部が取り付けられる開口部と、潤滑剤供給孔とがそれぞれ形成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記構成によると、潤滑剤貯留部が環状仕切壁によって外径側貯留部と内径側貯留部とに区画形成され、内径側貯留部の容積が潤滑剤貯留部全体の容積よりも小さくされることで、圧力変形部の押圧による変形よって、内径側貯留部内の潤滑剤が押し出しやすくなる。これによって、転がり軸受に対する潤滑剤の供給が促進される。
【００１２】
請求項４に係る転がり軸受装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置であって、
圧力変形部はダイヤフラムであることを特徴とする。
【００１３】
前記構成によると、ダイヤフラムによって圧力変形部が構成されることで、動圧発生部で発生する動圧を受けてダイヤフラムが良好に押圧されるため、潤滑剤貯留部内の潤滑剤が潤滑剤供給孔から転がり軸受に向けて精度よく押し出される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施例１に係る転がり軸受装置の軸方向断面図である。
【図２】同じく転がり軸受装置を拡大して示す軸方向断面図である。
【図３】同じく図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う横断面図である。
【図４】同じく回転体単体を示す正面図である。
【図５】この発明の実施例２に係る転がり軸受装置の軸方向断面図である。
【図６】動圧発生部の形状を面取り形状に形成した実施態様を示す説明図である。
【図７】動圧発生部の形状を凹湾曲形状に形成した実施態様を示す説明図である。
【図８】図８の（Ａ）は回転体の凹溝状部の軸方向両側を閉塞する閉塞鍔が回転体に一体に形成された実施態様を示す説明図であり、図８の（Ｂ）は、回転体の凹溝状部の軸方向両側を閉塞する閉塞鍔が回転体と別体に形成された実施態様を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。
【実施例１】
【００１６】
この発明の実施例１を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、転がり軸受装置は、転がり軸受１１（図１ではアンギュラ玉軸受）と、この転がり軸受１１に潤滑剤（グリース、潤滑油等）を供給する潤滑剤補給機構５０とを備える。
転がり軸受１１は、回転軸１（例えば、工作機のスピンドル）の外周面に嵌込まれて配設される内輪２０と、この内輪２０の外周に環状空間を隔て、かつハウジング２に嵌込まれて配設される外輪３０と、内輪２０の外周面の内輪軌道面２２と、外輪３０の内周面の外輪軌道面３２との間の環状空間に保持器４５によって保持された状態で転動可能に配設された複数の転動体としての転動体４１（図１では玉）とを備える。
【００１７】
図１から図３に示すように、潤滑剤補給機構５０は、環状固定体５１と、単数又は複数の圧力変形部としてのダイヤフラム５８と、回転体６１とを備える。環状固定体５１は、外輪３０に隣接してハウジング２内に嵌込まれて配設（固定）され、これによって環状固定体５１は外輪間座を構成している。また、環状固定体５１の内径寸法は、内輪２０の外径寸法よりも適宜に大きく設定されている。なお、この実施例１では、圧力変形部としてダイヤフラム５８が採用される場合を例示したが、これに限らず、圧力を受けることで変形する部材であればどのような部材を用いてもよい。
【００１８】
図２と図３に示すように、環状固定体５１の内部には、潤滑剤５５が充填される潤滑剤貯留部５２が環状に形成されている。そして、環状固定体５１の内周面には、潤滑剤貯留部５２を開口させる単数又は複数の開口部５６が形成されている。
また、転がり軸受１１に対向する環状固定体５１の端面には、潤滑剤貯留部５２内の潤滑剤を転がり軸受１１に向けて供給する潤滑剤供給孔５３が形成されている。
この潤滑剤供給孔５３は、潤滑剤貯留部５２に開口する側が大きく、環状固定体５１の端面に開口する側が小さいテーパ孔に形成され、潤滑剤の供給量を微量に制限している。
潤滑剤供給孔５３の位置は、転がり軸受の種類又は運転条件により自由に変更することができる。例えば、外輪３０の軌道肩部の内周面を保持器案内面とする転がり軸受装置においては保持器案内面にできるだけ近い位置から供給できるようにすることが望ましい。
【００１９】
図２と図３に示すように、単数又は複数のダイヤフラム５８は、環状固定体５１の単数又は複数の開口部５６を密封状態で塞ぐようにして環状固定体５１の内周面に接着剤等によって取り付けられている。
また、ダイヤフラム５８は、金属製薄板（鋼銅、ニッケル、ステンレス等の金属製薄板）、樹脂フィルム（ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリパラバン酸樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等の耐熱性、耐油性、剛性等に優れる樹脂フィルム）、ガラス、セラミック、シリコン等の薄板によって形成されたり、前記薄板のうち、複数の薄板が適宜選択されて積層された薄板によって形成されている。そして、ダイヤフラム５８は、厚さ寸法が０．０１ｍｍ〜１．００ｍｍで板ばね構造を有する。
【００２０】
図１と図２に示すように、回転体６１は、環状固定体５１の内周面に対向する位置において、内輪２０に隣接して回転軸１の外周面に嵌込まれて配設（固定）され、これによって回転体６１は内輪間座を構成している。また、回転体６１の外径寸法は、環状固定体５１の内径寸法よりも僅かに小さく設定されている。
図３と図４に示すように、回転体６１の外周面には、同回転体６１の回転時に環状固定体５１の内周面（ダイヤフラム５８も含む）と協働して空気の動圧を発生させる単数又は複数の動圧発生部６２が形成されている。そして、動圧発生部６２に発生する動圧によってダイヤフラム５８を押圧することで潤滑剤貯留部５２内の潤滑剤５５を潤滑剤供給孔５３から転がり軸受１１に向けて押し出すように構成されている。
【００２１】
動圧発生部６２の具体的な構造について説明する。動圧発生部６２は、径方向における環状固定体５１の内周面（ダイヤフラム５８も含む）との間で、回転方向に沿って、第１の空間１００と、この第１の空間１００よりも小さい第２の空間１０１との組み合わせが形成されることで構成される。
【００２２】
この実施例１において、図２に示すように、動圧発生部６２は、回転体６１の外周に対し、回転方向前側が深く、後側に向かってしだいに浅く傾斜して設定された凹溝状に形成されている。この凹溝状の部分（以下において、凹溝状部１０５と称する。この発明の凹部に相当する。）と環状固定体５１の内周面との間の空間が第１の空間１００に相当し、回転方向に隣り合う２つの凹溝状部１０５の間に配置されてこれらを繋ぐ頂部１０６と環状固定体５１の内周面との間の空間が第２の空間１０１に相当する。つまり、回転体６１の回転時には、動圧発生部６２の回転方向後部近傍に空気の動圧が発生する。
具体的には、回転体６１が回転することによって、第１の空間１００における空気が、第１の空間１００よりも小さい第２の空間１０１に向けて相対的に流れ込む。つまり、空気がくさびのように第２の空間１０１に流れ込むことによって、行き場を失った空気による動圧が発生し、第２の空間１０１を構成する環状固定体５１の内周面及び頂部１０６に対して動圧が作用する。空気が第２の空間１０１に流れ込みやすくなるように、凹溝状部１０５は少なくとも回転方向における後側に向かって浅く傾斜して形成されることが好ましい。
なお、内輪間座としての回転体６１の軸方向における外側に位置する回転軸１の外周には、筒状の閉塞部材２００が回転軸１と一体状に配置されている。この閉塞部材２００の外周面は、回転体６１の最大外周面（複数の頂部１０６を通る外周面）及び内輪２０の軌道肩部２０ａの外周面と同等に形成される。つまり、凹溝状部１０５の軸方向両側は、閉塞部材２００と内輪２０の軌道肩部２０ａによって塞がれ、空気が軸方向へ逃げないように構成されている。
【００２３】
この実施例１に係る転がり軸受装置は上述したように構成される。
したがって、回転軸１の回転時には、回転軸１と一体に回転する回転体６１の動圧発生部６２に空気の動圧が発生する。この動圧によってダイヤフラム５８を潤滑剤貯留部５２内に向けて押圧して湾曲状に弾性変形させる。すると、潤滑剤貯留部５２内の潤滑剤５５（潤滑剤がグリースである場合にはグリースの基油）が潤滑剤供給孔５３から転がり軸受１１に向けて押し出され、これによって転がり軸受１１に潤滑剤が供給される。
【００２４】
前記したようにして、回転軸１と一体に回転する回転体６１の動圧発生部６２に発生する動圧によって、ダイヤフラム５８を介して、潤滑剤貯留部５２内の潤滑剤５５を転がり軸受１１に供給する構造上、転がり軸受１１に対する潤滑剤５５の供給量は、回転軸１の回転速度の１〜２乗にほぼ比例する。このため、転がり軸受１１に対する潤滑剤の供給量（使用量）を判断することができ、潤滑剤貯留部５２内の潤滑剤のメンテナンスが容易となる。
【００２５】
また、環状固定体５１の開口部５６及びダイヤフラム５８の数が一つで、回転体６１の動圧発生部６２の数が一つである場合には、回転軸１の一回転に対し一回の動圧が発生する。
また、環状固定体５１の開口部５６及びダイヤフラム５８の数が一つで、回転体６１の動圧発生部６２の数が複数である場合には、回転軸１の一回転に対し複数回の動圧が発生する。
また、環状固定体５１の開口部５６及びダイヤフラム５８の数が複数（環状固定体５１の外周に等間隔）で、回転体６１の動圧発生部６２の数が開口部５６及びダイヤフラム５８の数と同数の複数である場合には、回転軸１の一回転に対し一回の動圧が発生する。
したがって、環状固定体５１の開口部５６及びダイヤフラム５８の数と、回転体６１の動圧発生部６２の数とを適宜に設定することによって、転がり軸受１１の必要とする潤滑剤の供給量に対応して潤滑剤５５を供給することができる。
【００２６】
また、この実施例１において、環状固定体５１が外輪間座として機能し、回転体６１が内輪間座として機能するため、部品点数や組付工数の増加を抑えることができる。また、転がり軸受１１の精度を維持することができる。
【実施例２】
【００２７】
次に、この発明の実施例２を図５にしたがって説明する。
この実施例２においては、図５に示すように、環状固定体１５１に形成される潤滑剤貯留部１５２が、環状仕切壁１５１ａによって外径側貯留部１５２ａと内径側貯留部１５２ｂとに区画形成されている。また、環状仕切壁１５１ａには、外径側貯留部１５２ａ内の潤滑油を内径側貯留部１５２ｂに流入させる連通孔１５９が形成されている。この連通孔１５９は、外径側貯留部１５２ａに開口する側が大きく、内径側貯留部１５２ｂに開口する側が小さいテーパ孔で形成され、内径側貯留部１５２ｂから外径側貯留部１５２ａへの潤滑剤の逆流を抑制している。
【００２８】
また、環状固定体１５１の内周側には、内径側貯留部１５２ｂを開口させる単数又は複数の開口部１５６が形成され、環状固定体１５１の内周面には、実施例１と同様にして単数又は複数のダイヤフラム１５８が単数又は複数の開口部１５６を密封状態で塞ぐようにして接着剤等によって取り付けられている。
また、環状固定体１５１の端面には、内径側貯留部１５２ｂ内の潤滑剤を転がり軸受１１に向けて供給する潤滑剤供給孔１５３が実施例１と同様にテーパ孔で形成されている。
この実施例２のその他の構成は、実施例１と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
【００２９】
上述したように構成されるこの実施例２の転がり軸受装置において、潤滑剤貯留部１５２が、環状仕切壁１５１ａによって外径側貯留部１５２ａと内径側貯留部１５２ｂとに区画形成され、内径側貯留部１５２ｂの容積が潤滑剤貯留部１５２全体の容積よりも小さく（数分の一あるいはそれ以上に小さく）されることで、ダイヤフラム１５８の潤滑剤貯留部１５２内に向かう湾曲状の変形よって、内径側貯留部１５２ｂ内の潤滑剤５５が押し出されやすくなる。これによって、転がり軸受１１に対する潤滑剤の供給が促進される。
【００３０】
なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施例１及び２においては、回転軸１と一体に回転する回転体６１が一方向へ回転される場合に対し、動圧発生部６２に動圧が発生するように構成したが、回転体が正逆いずれの方向へ回転した場合においても動圧発生部に動圧を発生させることも可能である。例えば、図６に示すように、回転体２６１の外周面を面取り加工して動圧発生部２６２を形成してもよい。この場合、面取り部は、その横断面の中心を通る径方向中心線に対して線対称の形状となる。そして、回転体２６１の外周縁（図６の二点鎖線で示す仮想外周縁）から視て、面取り部は回転方向前後両側が浅く、中央部に向かってしだいに深くなる。
また、図７に示すように、回転体３６１の外周面を面取り部に代えて凹湾曲状に加工して動圧発生部３６２を形成してもよい。この場合においても、凹湾曲状部は、その横断面の中心を通る径方向中心線に対して線対称の形状となる。そして、回転体３６１の外周縁（図７の二点鎖線で示す仮想外周縁）から視て、凹湾曲状部は回転方向前後両側が浅く、中央部に向かってしだいに深くなる。
図６と図７に示すように、回転体２６１の外周面の形状を変化させることによって、第１の空間の容積を適宜調節することができる。このようにして、発生する動圧の大きさを調節することができる。そして、動圧の大きさを調節することによって、潤滑剤の供給量を調節することができる。
また、前記実施例１及び２では、潤滑剤補給機構の潤滑剤貯留部５２、１５２は、転がり軸受１１に隣接する間座のうち、ハウジング２側に配設された外輪間座としての環状固定体５１、１５１に設けられる場合を例示したが、このような形態に限らない。例えば、潤滑剤貯留部５２、１５２は、ハウジング側に配設された外輪の一部に設けられてもよい。
また、前記実施例１及び２では、回転体６１は、転がり軸受１１に隣接する間座のうち、回転軸１側に配設される内輪間座として機能する位置に配設されたが、このような形態に限らない。例えば、回転体は回転軸側に配設される内輪と一体に設けられてもよい。
また、前記実施例１及び２では、凹溝状部１０５の軸方向における両側が内輪２０の軌道肩部２０ａと回転軸１の外周に配設された筒状の閉塞部材２００とによって塞がれる形態であったが、このような形態に限らない。
例えば、図８の（ａ）に示すように、回転体６１の凹溝状部１０５の軸方向両側に位置する回転体６１の部分に、凹溝状部１０５の軸方向両側を塞ぐ閉塞鍔６１ａが一体に形成される形態であってもよい。この場合、閉塞部材２００が不要となる。
また、図８の（ｂ）に示すように、閉塞鍔６１ｂを回転体６１とは  別体に形成して回転軸１の外周面に組み付けてもよい。この場合には回転体６１と閉塞鍔６１ｂとの製作が容易となる。
【符号の説明】
【００３１】
１  回転軸
２  ハウジング
１１  転がり軸受
２０  内輪
３０  外輪
４１  転動体
４５  保持器
５０  潤滑剤供給機構
５１  環状固定体
５２  潤滑剤貯留部
５３  潤滑剤供給孔
５５  潤滑剤
５６  開口部
５８  ダイヤフラム
６１  回転体
６２  動圧発生部
【図１】
2014105832.tif 000003
【図２】
2014105832.tif 000004
【図３】
2014105832.tif 000005
【図４】
2014105832.tif 000006
【図５】
2014105832.tif 000007
【図６】
2014105832.tif 000008
【図７】
2014105832.tif 000009
【図８】
2014105832.tif 000010