(57)【要約】【課題】簡素な構成で、低コスト化を図ることができる軸受潤滑装置を提供する。【解決手段】主軸１２を回転可能に支持するハウジング１１内のころがり軸受１４，１５，１６に、潤滑油を空気によって供給する軸受潤滑装置において、主軸１２の回転により回転駆動するファン３４と、ファン３４の回転により発生した圧縮空気を用いて、ころがり軸受１４，１５，１６の排気側を真空引きするエジェクタ式の真空発生器５６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転可能に支持するハウジング内のころがり軸受に、潤滑油を空気によって供給する軸受潤滑装置において、
前記回転軸の回転により回転駆動するファンと、
前記ファンの回転により発生した圧縮空気を用いて、前記ころがり軸受の排気側を真空引きするエジェクタ式の真空発生器とを備える
ことを特徴とする軸受潤滑装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受潤滑装置において、
前記ころがり軸受を潤滑するための潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、
前記潤滑油供給手段から供給された潤滑油を前記ころがり軸受に供給するための空気を供給する空気供給手段とを備え、
前記ファンの回転により発生した圧縮空気の圧力に応じて、前記潤滑油供給手段の潤滑油供給量及び前記空気供給手段の空気供給量を調整する
ことを特徴とする軸受潤滑装置。
【請求項３】
請求項１に記載の軸受潤滑装置において、
前記ころがり軸受を潤滑するための潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、
前記潤滑油供給手段から供給された潤滑油を前記ころがり軸受に供給するための空気を供給する空気供給手段と、
前記回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段により検出された前記回転軸の回転速度に基づいて、前記潤滑油供給手段の潤滑油供給量及び前記空気供給手段の空気供給量を調整する制御手段とを備える
ことを特徴とする軸受潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
回転軸を回転可能に支持する軸受に潤滑油を供給する軸受潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速回転する回転軸の軸受や歯車噛み合い部等の被潤滑部の潤滑方式として、微細に霧化された潤滑油を被潤滑部に向けて圧送するオイルミスト潤滑や、一定量に調整された潤滑油滴を被潤滑部に向けて圧送するオイルエア潤滑等が知られている。
【０００３】
上述したオイルミスト潤滑やオイルエア潤滑では、いずれの方式においても、圧縮空気を用いて潤滑油を被潤滑部に供給するようにしている。これにより、潤滑油が使用される部分や潤滑油の種類によっても異なるが、通常、圧縮空気が大気圧となって放出されるまでの排気側の通気性の良し悪しの状態が、潤滑性能に大きな影響を与えることになる。
【０００４】
一方、工場環境の汚染防止対策として、潤滑後における潤滑油の一部が、霧化した状態で圧縮空気と共に大気に放出されることを防止するために、排気側にフィルタを設置して、油分を回収する方法が採用されている。しかしながら、単にフィルタを設置しただけでは、排気側の通気性が悪くなり、潤滑不良を招くおそれがあった。
【０００５】
そこで、従来から、装置内部を真空発生器等により吸引し、軸受の背圧を下げるようにした軸受潤滑装置が提供されている。このような、従来の軸受潤滑装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−１５９４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、従来の軸受潤滑装置においては、潤滑油を効率良く供給するために、圧縮空気の流量を比較的大きくする必要があると共に、排気側で霧状となった潤滑油を回収するために、フィルタを設ける必要があった。これにより、従来の軸受潤滑装置のように、真空発生器を用いる場合には、供給される圧縮空気の流量や、フィルタを通すための排気圧力を考慮して、その吸引能力を設定する必要があるため、真空発生器を駆動するための駆動源を、比較的大きなものにしなくてはならない。この結果、従来の軸受潤滑装置においては、装置構成が複雑になるだけでなく、コスト増加を招くおそれがあった。
【０００８】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、簡素な構成で、低コスト化を図ることができる軸受潤滑装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する第１の発明に係る軸受潤滑装置は、
回転軸を回転可能に支持するハウジング内のころがり軸受に、潤滑油を空気によって供給する軸受潤滑装置において、
前記回転軸の回転により回転駆動するファンと、
前記ファンの回転により発生した圧縮空気を用いて、前記ころがり軸受の排気側を真空引きするエジェクタ式の真空発生器とを備える
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第２の発明に係る軸受潤滑装置は、
前記ころがり軸受を潤滑するための潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、
前記潤滑油供給手段から供給された潤滑油を前記ころがり軸受に供給するための空気を供給する空気供給手段とを備え、
前記ファンの回転により発生した圧縮空気の圧力に応じて、前記潤滑油供給手段の潤滑油供給量及び前記空気供給手段の空気供給量を調整する
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第３の発明に係る軸受潤滑装置は、
前記ころがり軸受を潤滑するための潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、
前記潤滑油供給手段から供給された潤滑油を前記ころがり軸受に供給するための空気を供給する空気供給手段と、
前記回転軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段により検出された前記回転軸の回転速度に基づいて、前記潤滑油供給手段の潤滑油供給量及び前記空気供給手段の空気供給量を調整する制御手段とを備える
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
従って、本発明に係る軸受潤滑装置によれば、エジェクタ式の真空発生器によって、ファンの回転により発生した圧縮空気を用いて、ころがり軸受の排気側を真空引きすることにより、潤滑油を吸引するための大きな駆動源を必要としないため、簡素な構成となり、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係る軸受潤滑装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る軸受潤滑装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、下記に記載した実施形態では、本発明に係る軸受潤滑装置を、工作機械の主軸装置に適用したものである。
【実施例】
【００１５】
図１に示すように、図示しない工作機械は、軸受潤滑装置としての主軸装置１を備えている。主軸装置１には、筒状のハウジング１１が設けられており、このハウジング１１内には、主軸（回転軸）１２がころがり軸受１４，１５，１６を介して、回転可能に支持されている。そして、主軸１２の先端には、工具ホルダ１３が着脱可能に装着されており、更に、この工具ホルダ１３の先端には、工具Ｔが着脱可能に装着されている。
【００１６】
なお、主軸１２の先端側に配置されるころがり軸受１４，１５は、アンギュラ玉軸受形式のものであって、主軸１２の基端側に配置されるころがり軸受１６は、円筒ころ軸受形式のものである。
【００１７】
ハウジング１１と主軸１２との間には、主軸回転用モータ１７が設けられている。主軸回転用モータ１７は、径方向外側の固定子（ステータ）１７ａと、径方向内側の回転子（ロータ）１７ｂとから構成されており、固定子１７ａはハウジング１１の内周面に設けられる一方、回転子１７ｂは主軸１２の外周面に設けられている。従って、主軸回転用モータ１７を駆動することにより、固定子１７ａに対して回転子１７ｂが回転するため、ハウジング１１に対して主軸１２を回転させることができる。
【００１８】
ころがり軸受１４，１５間には、環状の外輪間押さえ部材１８及び内輪間押さえ部材１９が設けられている。また、ころがり軸受１５の主軸軸方向基端側には、環状の内輪押さえ部材２０が設けられている。
【００１９】
外輪間押さえ部材１８は、ハウジング１１の内周面に固定されると共に、ころがり軸受１４，１５の外輪同士をそれらの軸方向から連結している。一方、内輪間押さえ部材１９は、主軸１２の外周面に固定されると共に、ころがり軸受１４，１５の内輪同士をそれらの軸方向から連結している。また、内輪押さえ部材２０は、主軸１２の外周面に固定されると共に、ころがり軸受１５の内輪にその軸方向から連結している。即ち、ころがり軸受１４，１５は、外輪間押さえ部材１８、内輪間押さえ部材１９、内輪押さえ部材２０によって、その軸方向に移動しないように固定されている。
【００２０】
そして、ころがり軸受１４の主軸軸方向先端側におけるハウジング１１には、環状の排出溝２１が、主軸１２を囲むと共に、ころがり軸受１４と接するように形成されている。また、ころがり軸受１５の主軸軸方向基端側における内輪押さえ部材２０には、環状の排出溝２２が、ハウジング１１に囲まれると共に、ころがり軸受１５と接するように形成されている。
【００２１】
更に、ころがり軸受１６の主軸軸方向基端側には、環状の外輪押さえ部材２３及び内輪押さえ部材２４が設けられている。外輪押さえ部材２３は、ハウジング１１の内周面に固定されると共に、ころがり軸受１６の外輪にその軸方向から連結している。一方、内輪押さえ部材２４は、主軸１２の外周面に固定されると共に、ころがり軸受１６の内輪にその軸方向から連結している。即ち、ころがり軸受１６は、外輪押さえ部材２３及び内輪押さえ部材２４によって、その軸方向に移動しないように固定されている。そして、ころがり軸受１６の主軸軸方向基端側における内輪押さえ部材２４には、環状の排出溝２５が、外輪押さえ部材２３に囲まれると共に、ころがり軸受１６と接するように形成されている。
【００２２】
ハウジング１１には、ノズル２６，２７，２８が主軸径方向に嵌入されている。ノズル２６，２７，２８は、供給された潤滑油を圧縮空気と共に、ころがり軸受１４，１５，１６にそれぞれ供給するものであって、その先端には、噴射孔２６ａ，２７ａ，２８ａが形成されている。噴射孔２６ａ，２７ａは、主軸径方向において、外輪間押さえ部材１８と内輪間押さえ部材１９との間に配置されており、ころがり軸受１４，１５を臨むように開口している。また、噴射孔２８ａは、主軸径方向において、ハウジング１１と主軸１２との間に配置されており、ころがり軸受１６を臨むように開口している
【００２３】
更に、ハウジング１１には、排出孔２９，３０，３１が主軸径方向に形成されている。排出孔２９，３０，３１は、ころがり軸受１４，１５，１６の潤滑後の潤滑油を圧縮空気と共に、機外に排出するものであって、排出溝２１，２２，２５と連通している。
【００２４】
そして、主軸１２の基端には、ファン３４が当該主軸１２と同軸上に設けられており、ハウジング１１の端面には、ファンカバー３５がファン３４を覆うように設けられている。ファンカバー３５の端面には、吸気孔３５ａが形成されると共に、ファンカバー３５の側面には、排気孔３５ｂが形成されている。従って、主軸１２が回転すると、ファン３４も主軸１２の回転速度と同じ回転速度で回転するため、吸気孔３５ａから取り込まれた空気は、ファン３４の回転により圧縮された後、排気孔３５ｂから排気されることになる。
【００２５】
なお、外輪押さえ部材２３には、回転速度検出器（回転速度検出手段）３２が設けられる一方、内輪押さえ部材２４には、回転速度検出用リング３３が回転速度検出器３２と対向するように設けられている。従って、主軸１２が回転すると、回転速度検出用リング３３も主軸１２の回転速度と同じ回転速度で回転するため、回転速度検出器３２により主軸１２の回転速度を検出することができる。
【００２６】
ここで、主軸装置１の油供給側には、潤滑油供給ユニット（潤滑油供給手段）４１、可変バルブ（空気供給手段）４３、ミキシングバルブ４５が設けられている。一方、主軸装置１の油排出側には、小型で、且つ、エジェクタ式の真空発生器５６、フィルタ５８、油受け５９が設けられている。
【００２７】
潤滑油供給ユニット４１は、潤滑油の供給源となるものであって、潤滑油の供給量を調整可能となっており、油供給通路４２を介して、ミキシングバルブ４５と接続している。また、可変バルブ４３は、供給された圧縮空気の供給量を調整するものであって、空気供給通路４４を介して、ミキシングバルブ４５と接続している。そして、ミキシングバルブ４５は、潤滑油と圧縮空気とを混合するものであって、供給通路４６，４７，４８を介して、ノズル２６，２７，２８とそれぞれ接続している。
【００２８】
従って、潤滑油供給ユニット４１から供給された潤滑油と、可変バルブ４３を介して供給された圧縮空気とを、ミキシングバルブ４５で混合することにより、その潤滑油が圧縮空気と共に、ノズル２６，２７，２８を介して、ころがり軸受１４，１５，１６に供給されることになる。
【００２９】
一方、排出孔２９，３０，３１は、排出通路５１，５２，５３を介して、チャンバ５４と接続しており、このチャンバ５４は、吸引通路５５を介して、真空発生器５６と接続している。真空発生器５６は、ころがり軸受１４，１５，１６の潤滑後に霧状となった潤滑油を圧縮空気と共に真空吸引するものであって、気液分離通路５７と接続しており、この気液分離通路５７の下流端は、大気と連通している。また、気液分離通路５７の途中には、フィルタ５８が設けられており、このフィルタ５８の下方には、油受け５９が設けられている。更に、真空発生器５６には、吸引用空気供給通路６０を介して、ファンカバー３５の排気孔３５ｂが接続されている。
【００３０】
従って、ファン３４の回転により発生した圧縮空気が、真空発生器５６の吸引室に送り込まれると、その吸引室の圧力が減圧されるため、吸引通路５５から吸引室に導入された霧状の潤滑油は、その圧縮空気と共に、気液分離通路５７に吐き出されることになる。そして、気液分離通路５７に吐き出された霧状の潤滑油は、フィルタ５６により捕集され、油受け５９に落下して回収され、その潤滑油が分離された圧縮空気は、フィルタ５６を通過した後、気液分離通路５７から大気に放出されることになる。
【００３１】
また、吸引用空気供給通路６０の途中では、圧力供給通路７１が分岐しており、更に、この圧力供給通路７１の下流側では、ユニット側圧力供給通路７２とバルブ側圧力供給通路７３とに分岐している。そして、ユニット側圧力供給通路７２は、潤滑油供給ユニット４１と接続しており、バルブ側圧力供給通路７３は、可変バルブ４３と接続している。
【００３２】
従って、排気孔３５ｂから排気された圧縮空気は、真空発生器５６の作用により、吸引用空気供給通路６０だけに流れることになり、この吸引用空気供給通路６０から分岐した圧力供給通路７１には、排気された圧縮空気の圧力のみが供給されることになる。これにより、排気された圧縮空気の圧力の大きさ、即ち、主軸１２の回転速度に応じて、潤滑油供給ユニット４１のバルブ開度が制御され、潤滑油の供給量が調整される共に、可変バルブ４３の開度が制御され、圧縮空気の供給量が調整されることになる。
【００３３】
そして、前記工作機械には、当該工作機械を統合的に制御するＮＣ装置（制御手段）８０が設けられている。このＮＣ装置８０の入力側には、回転速度検出器３２が接続されており、その出力側には、潤滑油供給ユニット４１及び可変バルブ４３が接続されている。従って、回転速度検出器３２により検出された主軸１２の回転速度に基づいて、潤滑油供給ユニット４１のバルブ開度が制御され、潤滑油の供給量が調整される共に、可変バルブ４３の開度が制御され、圧縮空気の供給量が調整されることになる。
【００３４】
なお、潤滑油及び圧縮空気の供給量は、ファン３４の回転により発生した圧縮空気の圧力、または、回転速度検出器３２により検出された主軸１２の回転速度のいずれか一方を用いて調整されることになる。
【００３５】
従って、主軸装置１を用いて加工を行う場合には、主軸回転用モータ１７を駆動させ、主軸１２を回転させることにより、装着した工具Ｔによってワークの加工が行われる。
【００３６】
また、主軸１２が回転すると、潤滑油供給ユニット４１により潤滑油の供給が開始されると共に、可変バルブ４３による圧縮空気の供給が開始される。次いで、潤滑油は、ミキシングバルブ４５において、圧縮空気と混合された後、供給通路４６，４７，４８を介して、ノズル２６，２７，２８に供給され、その噴射孔２６ａ，２７ａ，２８ａから、ころがり軸受１４，１５，１６に向けて噴射される。これにより、ころがり軸受１４，１５，１６の潤滑が行われることになる。
【００３７】
これと同時に、主軸１２が回転すると、ファン３４の回転により発生した圧縮空気が真空発生器５６に供給される。これにより、真空発生器５６の吸引室に負圧が発生し、この吸引室の負圧、即ち、吸引力が、吸引通路５５、チャンバ５４、排出通路５１，５２，５３、排出孔２９，３０，３１を介して、排出溝２１，２２，２５のそれぞれに作用する。
【００３８】
従って、ころがり軸受１４，１５，１６の排気側が十分に低圧となるため、当該ころがり軸受１４，１５，１６の潤滑を終えた潤滑油は、霧状となって、圧縮空気と共に、排出溝２１，２２，２５、排出孔２９，３０，３１、排出通路５１，５２，５３、チャンバ５４、吸引通路５５を介して、真空発生器５６に吸引される。次いで、霧状の潤滑油が混合された圧縮空気は、ファン３４の回転により発生した圧縮空気と共に、フィルタ５８を通過し、このフィルタ５８により気液分離される。そして、フィルタ５８により捕集された潤滑油は、油受け５９に落下して回収される一方、潤滑油が分離された圧縮空気は、大気に放出される。
【００３９】
ここで、上述したように、ファン３４の回転により発生した圧縮空気が、吸引用空気供給通路６０を流れる場合には、その圧縮空気の圧力は、圧力供給通路７１、ユニット側圧力供給通路７１及びバルブ側圧力供給通路７２を介して、潤滑油供給ユニット４１及び可変バルブ４３に供給される。これにより、潤滑油供給ユニット４１及び可変バルブ４３では、主軸１２の回転速度に応じた潤滑油及び圧縮空気の供給が行われる。
【００４０】
即ち、主軸１２の回転速度が大きくなる程、潤滑油が混合された圧縮空気が、ころがり軸受１４，１５，１６の内部に進入し難くなるが、主軸１２が高速回転する程、ファン３４も高速回転するため、真空発生器５６の真空引き作用による吸引力が大きくなると共に、潤滑油供給ユニット４１における潤滑油の供給量及び可変バルブ４３における圧縮空気の供給量も多くなる。これにより、主軸１２の高速回転中においても、潤滑油が混合された圧縮空気が、ころがり軸受１４，１５，１６の内部に進入するため、潤滑性能の向上が図られている。
【００４１】
一方、主軸１２の低速回転中においては、ファン３４も低速回転するため、真空発生器５６の真空引き作用による吸引力が小さくなると共に、潤滑油供給ユニット４１における潤滑油の供給量及び可変バルブ４３における圧縮空気の供給量も少なくなる。これにより、主軸１２の回転速度に見合うだけの必要最低限の潤滑油及び圧縮空気の供給が行われるため、潤滑油及び圧縮空気の使用量の削減が図られている。
【００４２】
なお、上述した説明では、ファン３４の回転により発生した圧縮空気の圧力に応じて、潤滑油及び圧縮空気の供給量を調整するようにしたが、ＮＣ装置８０が、回転速度検出器３２により検出された主軸１２の回転速度に基づいて、潤滑油供給ユニット４１及び可変バルブ４３を制御することにより、潤滑油及び圧縮空気の供給量を調整するようにしても構わない。
【００４３】
従って、本発明に係る軸受潤滑装置によれば、エジェクタ式の真空発生器５６によって、ファン３４の回転により発生した圧縮空気を用いて、ころがり軸受１４，１５，１６の排気側を真空引きすることにより、潤滑油を吸引するための大きな駆動源を必要としないため、簡素な構成となり、低コスト化を図ることができる。
【００４４】
また、ファン３４の回転により発生した圧縮空気の圧力に応じて、潤滑油供給ユニット４１における潤滑油の供給量及び可変バルブ４３における圧縮空気の供給量を調整することにより、主軸１２の回転速度に応じた潤滑油及び圧縮空気を供給することができるので、潤滑油及び圧縮空気の使用量を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、複雑な潤滑制御方法を用いることなく、被潤滑部の潤滑を効果的に行うことができる潤滑装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１      主軸装置
１１      ハウジング
１２      主軸
１４〜１６      ころがり軸受
１７      主軸回転用モータ
２１，２２，２５      排出溝
２６〜２８      ノズル
２９〜３１      排出孔
３２      回転速度検出器
３３      回転速度検出用リング
３４      ファン
４１      潤滑油供給ユニット
４３      可変バルブ
４５      ミキシングバルブ
５６      真空発生器
５８      フィルタ
６０      吸引用空気供給通路
７１      圧力供給通路
７２      ユニット側圧力供給通路
７３      バルブ側圧力供給通路
８０      ＮＣ装置
【図１】
2011117546.tif 000003