(57)【要約】【課題】軸受の回転に伴う潤滑剤の自然流出がなく、環状空間内に供給する潤滑剤の量を正確に制御することのできる転がり軸受装置を提供する。【解決手段】所定の方向に相対回転する軌道部材間に形成される環状空間Ｓの中またはその近傍に、パイプ状のノズル９を備えるポンプ５を配設し、このノズル９の先端部９ｘを、環状空間Ｓの中に配置するとともに、ノズル先端部９ｘに設けた開口（穴９ｙ）から、環状空間Ｓ内に配置されたボール３の近傍に潤滑剤を供給する転がり軸受装置において、ノズル９の先端部９ｘを、軸受の相対回転によって環状空間Ｓ内に発生する気流の上流側に向けて開口する形状に形成する。この構成により、前記気流に起因するノズル先端部９ｘの負圧が低減される。従って、本発明の転がり軸受装置は、軸受の回転に伴う潤滑剤の自然流出がなく、供給する潤滑剤の量を正確に制御することが可能になる。【選択図】図１
2006200739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心状に配置されて所定の方向に相対回転する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、パイプ状のノズルを備えるポンプを配設し、このノズルの先端部を、当該環状空間の中に配置するとともに、前記ノズル先端部に設けられた開口から、前記環状空間内に配置された転動体の近傍に潤滑剤を供給する転がり軸受装置において、
前記ノズルの先端部が、前記軌道部材の相対回転によって環状空間内に発生する気流の上流側に向けて開口する形状に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２】
前記ノズル先端の端面が、前記気流の上流側に向く傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
同心状に配置されて所定の方向に相対回転する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、パイプ状のノズルを備えるポンプを配設し、このノズルの先端部を、当該環状空間の中に配置するとともに、前記ノズル先端部に設けられた開口から、前記環状空間内に配置された転動体の近傍に潤滑剤を供給する転がり軸受装置において、
前記ノズルの先端部に、前記軌道部材の相対回転によって環状空間内に発生する気流を前記開口に向かって導く部材が配設されてい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】
本発明は、転がり軸受装置に関し、更に詳しくは、互いに相対回転する軌道部材の間に形成された環状空間内あるいはその開口近傍に、潤滑剤を供給する手段を備えた転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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剤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。
【０００３】
しかしながら、これらの方法は、環状空間の外側からその内側に潤滑剤を到達させるために、潤滑剤を加圧したり、圧縮空気等により潤滑剤を加速したりする必要があり、機構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剤の無駄が多く、環境の汚染を防止するため、余分な潤滑剤を回収して循環させる機構等を必要としていた。
【０００４】
そこで、本出願人らは、軌道部材の間に形成された環状空間内あるいはその開口近傍に、一体化されたコンパクトな潤滑剤供給ユニット（以下「給油ユニット」と称する）を備えるとともに、この給油ユニットのノズルを軸受の環状空間内に配置することにより、必要に応じた最小限の量の潤滑剤を転動体近傍あるいは保持器近傍に直接供給することのできる転がり軸受装置を提案している（特許文献１〜２等を参照）。
【０００５】
図７は、これらの提案に係る転がり軸受装置の軸方向断面図であり、図８は、図７のＸ−Ｘ線矢視断面図である。また、図９は、この転がり軸受装置に用いられている給油ユニットに設けられた潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向からみた模式的断面図（ａ）、およびこのノズルを軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【０００６】
この転がり軸受装置は、軌道部材としての内輪１および外輪２と、これら内外輪の対向面（軌道面）間に形成される環状空間Ｓ内に配置された複数の転動体（ボール３）と、これらのボール３を周方向に所定の間隔で保持する保持器４と、潤滑剤を供給する給油ユニット１０とから構成されている。
【０００７】
給油ユニット１０は、ポンプ５と、このポンプ５の制御手段６と、潤滑剤貯留用のタンク７と、電池８とからなり、これら全てが軸受の環状空間Ｓ内に納まるように配置されている。制御手段６とタンク７および電池８は、軸方向から見た場合、略円弧状であり、これらと前記ポンプ５とが結合して、全体として輪状のユニット体として構成されている。なお、この給油ユニット１０は、軸受の対向面の固定輪側（この例においては外輪２の内周面２ｘ）に取り付けられている。
【０００８】
また、この給油ユニット１０のポンプ５に配設された潤滑剤供給用のノズル１９は、図９（ａ）および図９（ｂ）のようなパイプ状部材からなり、その先端部１９ｘの端面には、潤滑剤を吐出するための穴１９ｙが設けられている。このノズル１９の先端部１９ｘは、保持器４と内輪１との間で、かつ、ボール３の転動軌道の近傍となる位置に配置されている。
【０００９】
なお、ボールを保持する保持器を有さない軸受装置の場合は、図１０および図１１のように、ポンプ５のノズル１９の先端部１９ｘは、外輪２と内輪１との間で、かつ、ボール３の転動軌道の近傍となる位置に配置される。
【特許文献１】特開２００４−１０８３８８号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、転がり軸受の環状空間内では、転動体の転動運動により、軸受周方向に空気の流れ（気流）が発生していることが知られている。そのため、加速（加圧）されていない極微量の潤滑剤を用いる上記給油ユニット１０では、潤滑剤をこの気流による障壁（エアバリアあるいはエアーカーテン）の内側にまで到達させ、必要な部位に効率良く供給（滴下）するために、ノズル１９の先端部１９ｘを環状空間Ｓ内のボール３近傍まで挿入している。
【００１１】
しかしながら、従来の転がり軸受装置においては、このノズル１９の先端が軸受の周方向に並行な形状にカットされており、潤滑剤を吐出する穴１９ｙの開口も、軸受の軸方向に向けられている。そのため、軸受の回転によって生じる気流の回り込みにより、ノズル先端部１９ｘに負圧が発生して、ポンプ５から潤滑剤が自然に流出してしまう場合があった。
【００１２】
また、潤滑剤の吐出量をマイクロポンプ等の間欠動作によって制御する場合は、この負圧により、意図した以上の量の潤滑剤が吐出されてしまう恐れがある。
【００１３】
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、軸受の回転に伴う潤滑剤の自然流出がなく、環状空間内に供給する潤滑剤の量を正確に制御することのできる転がり軸受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】
【００１４】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、同心状に配置されて所定の方向に相対回転する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、パイプ状のノズルを備えるポンプを配設し、このノズルの先端部を、当該環状空間の中に配置するとともに、前記ノズル先端部に設けられた開口から、前記環状空間内に配置された転動体の近傍に潤滑剤を供給する転がり軸受装置において、前記ノズルの先端部が、前記軌道部材の相対回転によって環状空間内に発生する気流の上流側に向けて開口する形状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、給油ノズルを転動体あるいは保持器近傍にまで挿入して、ポンプにより潤滑剤の供給を行う転がり軸受装置において、このノズルの先端吐出口の周囲を、軸受の回転で生じる気流によってノズル管内に正圧を発生させる形状とすることにより、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１６】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、前記ノズル先端部の開口を、前記軌道部材の相対回転によって環状空間内に発生する気流の上流側に向けて形成することにより、気流の回り込みにより発生する負圧が低減され、潤滑剤が自然流出するのを防止することができる。
【００１７】
ここで、前記ノズルの先端部の具体的形状としては、このノズル先端の端面を前記気流の上流側に向く傾斜面に形成することが望ましい（請求項２）。
【００１８】
ノズル先端を気流の上流側に向かって開口する傾斜面に形成することにより、この気流がノズルの内周面に当たり、その風圧によって潤滑剤がノズル管内に向かって押し込まれることとなる。従って、本発明の転がり軸受装置は、ノズル管内の潤滑剤を正圧に保つことができ、もって環状空間内に供給する潤滑剤の量を正確に制御することが可能になる。
【００１９】
また、前記ノズルの先端部を、前記軌道部材の相対回転によって環状空間内に発生する気流に対向する形状に形成する代わりに、前記ノズルの先端部に、この気流を前記開口に向かって導く部材を配設しても良い（請求項３）。
【００２０】
以上の構成によっても、気流の風圧によって潤滑剤がノズル管内に向かって押し込まれることから、潤滑剤が自然流出するのを防止することが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、給油ユニットを内臓するコンパクトな転がり軸受装置とすることができると同時に、自然流出による意図した以上の量の潤滑剤の吐出が抑制され、長期間の自動給油が可能な転がり軸受装置とすることができる。
【００２２】
また、軸受環状空間内に供給する潤滑剤の量に無駄がなく、想定していた時間より早く貯留用タンクの中の潤滑剤が枯渇する等、不測に事態による潤滑不良や焼き付きなどの軸受トラブルを、未然に防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における転がり軸受装置に用いられている給油ユニット１０に設けられた潤滑剤供給用ノズル９を軸受径方向から見た模式的断面図（ａ）、およびこのノズル９を軸受周方向から見た図（ｂ）である。なお、この転がり軸受装置全体の構成は、図７および図８で示した従来例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。また、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。
【００２４】
本実施形態における転がり軸受装置も、軌道部材としての内輪１および外輪２と、これら内外輪の対向面間に形成される環状空間Ｓ内に配置された複数のボール３と、これらのボール３を周方向に所定の間隔で保持する保持器４と、潤滑剤を供給する給油ユニット１０とから構成されている。
【００２５】
また、給油ユニット１０は、ポンプ５と、ポンプ５の制御手段６と、潤滑剤貯留用のタンク７と、電池８とからなり、軸受の対向面の固定輪側（外輪２の内周面２ｘ）に取り付けられているとともに、このポンプ５の軸受中央側端面には、先端部９ｘに潤滑剤を吐出するための穴９ｙが設けられたノズル９が配設されている。
【００２６】
本実施形態における転がり軸受装置の特徴は、ノズル先端部９ｘの端面が、内外輪の相対回転によって環状空間Ｓ内に発生する気流の上流側に向けて開口する傾斜面に形成されている点である。
【００２７】
以上の構成の転がり軸受装置においても、軸受が回転した場合、ボール３の転動により環状空間Ｓ内には図中の矢印で示される向き（軸受周方向）に気流が発生する。しかしながら、この転がり軸受装置は、ノズル９の先端がこの気流の上流側に対向する傾斜面に形成されていることから、この気流がノズル９の内周面９ｚに当たり、発生する風圧によって潤滑剤がノズル９管内に向かって押し込まれる。
【００２８】
従って、本実施形態における転がり軸受装置は、ノズル先端部９ｘに負圧が発生することがなく、ポンプ５から潤滑剤が流出してしまうことを防止することができる。また、給油ユニット１０のポンプ５にマイクロポンプ等を採用する場合でも、環状空間Ｓ内に供給する潤滑剤の量を正確に制御することが可能になる。
【００２９】
なお、ノズル９の先端に形成する傾斜面（開口面）は、このノズル９の中心軸となす角度αが１０〜８０°となるように形成することが望ましい。回転数等の条件にもよるが、本発明者らは、この角αが６０°の時に、ノズル管内に発生する負圧がほぼ０となることを実験により確認している。
【００３０】
また、ボールを保持する保持器を有さない軸受装置（図１０，１１を参照）の場合、図２のように、ポンプ５のノズル９の先端部９ｘは、環状空間Ｓ内のボール３転動軌道の近傍に配置されることとなる。この場合も、上記と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３１】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図３は、本発明の第２実施形態における転がり軸受装置に用いられている給油ユニット１０に設けられた潤滑剤供給用ノズル９を軸受径方向から見た模式的断面図（ａ）、およびこのノズル９を軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【００３２】
この第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、ノズル９の先端部９ｘに、内外輪の相対回転によって環状空間Ｓ内に発生する気流をノズル９の穴９ｙに向かって導く部材１１（以下、「導風部材」と称する）が配設されている点である。
【００３３】
この導風部材１１は、その内径がノズル９の外径とほぼ同径の筒状であり、その一端開口が斜めにカットされて、穴１１ｙを有する開口面が形成されている。また、導風部材１１は、この開口面（傾斜面）を前記軸受の相対回転により発生する気流の上流側に向けて、例えば接着剤等によりノズル先端部９ｘに固定されている。
【００３４】
この構成によっても、第１実施形態と同様、軸受の回転によって発生する気流が導風部材１１の内周面１１ｚに当たり、その風圧によって潤滑剤がノズル９管内に向かって押し込まれる。従って、本実施形態における転がり軸受装置は、ノズル先端部９ｘに負圧が発生することがなく、ポンプ５から潤滑剤が流出してしまうことを防止することができる。
【００３５】
なお、第１実施形態と同様、ボールを保持する保持器を有さない軸受装置の場合、図４のように、ポンプ５のノズル９の先端部９ｘは、環状空間Ｓ内のボール３転動軌道の近傍に配置されることとなる。この場合も、上記と同様の効果が得られることは勿論である。
【００３６】
また、本発明においてノズル９の先端部９ｘに配設される導風部材の形状は、これらの実施形態での例に限定されるものではない。また、その開口も、必ずしも傾斜面とする必要はなく、例えば、図５および図６に示す第３実施形態のような形状の導風部材１２としても良い。このような導風部材１２によっても、露出した内周面１２ｚに気流が当たり、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３７】
更にまた、軸受の構成や給油ユニットの構造も、これら第１〜第３実施形態での例に限定されず、本発明は、潤滑剤給油ノズルを転動体あるいは保持器近傍にまで挿入して、ポンプにより潤滑剤の供給を行う転がり軸受装置に広く適用することができる。
【００３８】
例えば、軸受の固定輪に軸方向に隣接する環状部材（間座等）を有する軸受装置の場合は、給油ユニットをこの環状部材の中に配置することも可能である。これらの場合も、ポンプのノズルの先端部は、環状空間内のボール転動軌道あるいは保持器の近傍に潤滑剤を供給する位置に配置される。更には、軸受の固定輪と環状部材との間に、別の中間部材を介在させた構成としても良い。これらの構成の軸受装置においても、同様の効果を奏することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、およびこのノズルを軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【図２】本発明の第１実施形態における別の構成の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【図３】本発明の第２実施形態の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【図４】本発明の第２実施形態における別の構成の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【図５】本発明の第３実施形態の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【図６】本発明の第３実施形態における別の構成の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【図７】給油ユニットを備える転がり軸受装置の構成例を示す軸並行方向の断面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図９】転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの従来の潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、およびこのノズルを軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【図１０】保持器を有さない転がり軸受装置に給油ユニットを配設した例を示す軸並行方向の断面図である。
【図１１】保持器を有さない転がり軸受装置における給油ユニットの従来の潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４０】
１  内輪
２  外輪
２ｘ  内周面
３  ボール
４  保持器
５  ポンプ
６  制御手段
７  タンク
８  電池
９  ノズル
９ｘ  先端部      ９ｙ  穴      ９ｚ  内周面
１０  給油ユニット
１１  導風部材
１１ｙ  穴      １１ｚ  内周面
１２  導風部材
１２ｙ  穴      １２ｚ  内周面
１９  ノズル
１９ｘ  先端部      １９ｙ  穴
Ｓ  環状空間
【図１】
2006200739.tif 000003
【図２】
2006200739.tif 000004
【図３】
2006200739.tif 000005
【図４】
2006200739.tif 000006
【図５】
2006200739.tif 000007
【図６】
2006200739.tif 000008
【図７】
2006200739.tif 000009
【図８】
2006200739.tif 000010
【図９】
2006200739.tif 000011
【図１０】
2006200739.tif 000012
【図１１】
2006200739.tif 000013