(57)【要約】高速減摩軸受（Ａ、Ｅ、Ｊ）は、電気制御されるインジェクタ（Ｄ９から選択された間隔において微少量の高性能グリース又は油を受け取る。インジェクタは、軸受の転動体（６、１５４）に向けられるノズル（８４、１８４）を有する。軸受における潤滑剤を少なくすることによって、潤滑剤は作用に影響を受けやすくする堆積を形成しない。高性能潤滑剤は、軸受内の接触重要表面（１４、２０、３０、３４、３６、１５４、１５６、１５８）に境界層膜を形成する。この膜は非常に薄いので、激しく動き、作用し、且つ、熱を発生する能力はほとんどない。インジェクタは、ディーゼル燃料をディーゼルエンジンのシリンダに電子注入するような種類であってよい。
2004500527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸周りの回転を容易にし、レースウェイが設けられる第１のレースと、上記第１のレースの上記レースウェイに向かい且つ間隔が置かれるレースウェイが設けられる第２のレースと、上記レース間に位置付けられ上記レースウェイに接触する転動体とを有する減摩軸受と、
上記レースウェイ間の空間に方向付けられるオリフィスを有するノズルが設けられるインジェクタとを含む組合せ体であって、
上記インジェクタは、作動されると、微少量の潤滑剤を上記空間内に注入し、それにより、上記潤滑剤が上記転動体及び上記レースウェイ上に薄膜を生成させる能力を有する組合せ体。
【請求項２】
上記インジェクタは、作動されると、一般的に０．１ミリリットルより少ない潤滑剤を上記空間内に注入する請求項１記載の組合せ体。
【請求項３】
上記軸受の上記レースウェイ及び上記転動体上の潤滑剤の境界層膜を更に含み、
上記インジェクタは、作動されると、上記同一の潤滑剤を上記レースウェイ間の上記空間内に注入する請求項２記載の組合せ体。
【請求項４】
上記潤滑剤は高性能グリースである請求項３記載の組合せ体。
【請求項５】
上記第１のレースウェイは一般的に、上記軸から離れるよう示され、上記第２のレースウェイは一般的に、上記軸に向かうよう示され、
上記レースウェイは一般的に、上記軸に対し斜めであり、それにより、上記軸受はラジアル荷重及びアキシアル荷重を支える請求項１記載の組合せ体。
【請求項６】
上記レースウェイはテーパ状にされ、上記軸に沿っての共通点においてそれぞれ頂点を有する円錐エンベロープ内に位置し、
上記転動体は、上記レースウェイに接触する側面、及び、大きい端面を有する円錐ころであり、
上記軸受は更に、上記テーパ状にされるレースウェイのうち１つのレースウェイの上記大きい端に位置付けられ、上記円錐ころの上記大きい端が当るリブ面を有するスラストリブを含み、
上記潤滑剤は、上記リブ面に沿っても膜を生成する請求項５記載の組合せ体。
【請求項７】
上記レースウェイはアーチ状の断面を有し、
上記転動体は、上記第１のレース及び上記第２のレースの上記レースウェイが互いから軸方向にオフセットである領域において上記レースウェイに接して着座する玉であり、それにより、上記軸受はラジアル荷重及びアキシアル荷重を支える請求項５記載の組合せ体。
【請求項８】
上記転動体は与圧下である請求項５記載の組合せ体。
【請求項９】
上記インジェクタは、増圧器シリンダと、上記増圧器シリンダより直径が小さいプランジャシリンダと、上記プランジャシリンダ及び上記ノズルと連通するアキュムレータ室と、上記増圧器シリンダ内で可動である増圧器ピストンと、上記プランジャシリンダ内で可動であり、上記増圧器ピストンに接続され且つ上記増圧器ピストンと共に可動であるプランジャとを含む本体を更に含み、
上記本体は更に、加圧された潤滑剤を、上記増圧器ピストンより後方の上記増圧器シリンダ、及び、上記プランジャより前方の上記プランジャシリンダに案内し、上記加圧された潤滑剤は、上記加圧された潤滑剤が上記増圧器シリンダに入ると上記増圧器ピストンを動かし、上記プランジャは上記潤滑剤を上記アキュムレータに大きい圧力で動かし且つ送り込むような構成にされる通路と、
上記アキュムレータから上記高圧の潤滑剤を解放し、それにより、上記潤滑剤が上記ノズルから少量で放出されるよう上記ノズルに流れる弁とを含む請求項１記載の組合せ体。
【請求項１０】
オリフィスを有するノズルが設けられるインジェクタであって、
増圧器シリンダと、
上記増圧器シリンダより小さく、上記増圧器シリンダにつながるプランジャシリンダと、
潤滑剤源と連通し、上記増圧器シリンダから離れている方で上記プランジャシリンダにつながる供給通路と、
上記増圧器シリンダ内の増圧器ピストンと、
上記プランジャシリンダ内のプランジャと、
上記増圧器ピストン及び上記プランジャは互いに接続され、上記プランジャが上記供給通路より上方に位置する収縮位置と上記プランジャが上記供給通路を越えて位置し上記供給通路を閉じる伸長位置との間で一致して可動であり、
加圧された空気源に連通し、上記増圧器ピストンより後方の上記増圧器シリンダに上記加圧された空気を入れて、上記増圧器ピストン及び上記プランジャをそれらの伸長位置に動かし、それにより、上記プランジャシリンダが上記潤滑剤を上記プランジャシリンダから上記ノズルに向けて送り出すようにするポートと、
上記プランジャシリンダと、上記ノズルの上記オリフィスとの間に位置付けられ、上記プランジャシリンダにおける上記潤滑剤が所定の圧力に到達した後にのみ上記潤滑剤を上記オリフィスに向けて解放する逆止弁とを含むインジェクタ。
【請求項１１】
筐体と、
上記筐体内に位置付けられるスピンドルと、
上記筐体内において軸周りに回転するよう上記スピンドルを上記筐体内において支持し、上記スピンドル上に位置付けられ上記軸から離れるよう示され且つ上記軸に対し斜めにされるレースウェイを有するインナーレースと、上記筐体内に位置付けられ上記軸に向かうよう示され且つ上記軸に対し斜めにされ、上記インナーレースを囲むレースウェイを有するアウターレースと、上記レース間に位置付けられ上記レースウェイに接触する転動体とを含む減摩軸受と、
上記軸受の上記レースウェイ及び上記転動体を被覆する潤滑剤と、
上記筐体上に位置付けられ、上記軸受の上記転動体に方向付けられるオリフィスが設けられるノズルを有するインジェクタとを含み、
上記インジェクタは、作動されると、微少量の潤滑剤を選択された間隔において上記軸受内に放出する能力を有し、それにより、上記軸受内に上記潤滑剤を過度に堆積させることなく上記軸受内に上記潤滑剤を補充する組合せ体。
【請求項１２】
上記インジェクタは、作動されると、一般的に０．１ミリリットルより少ない潤滑剤を、上記軸受の上記転動体に向けて放出する請求項１１記載の組合せ体。
【請求項１３】
上記潤滑剤は高性能グリースである請求項１２記載の組合せ体。
【請求項１４】
上記軸受の上記レースウェイはテーパ状にされ、上記軸に沿っての共通点においてそれぞれ頂点を有する円錐エンベロープ内に位置し、
上記軸受の上記転動体は、上記レースウェイに接触する側面、及び、大きい端面を有する円錐ころであり、
上記軸受は更に、上記テーパ状にされるレースウェイのうち１つのレースウェイの上記大きい端にあり、上記円錐ころの上記大きい端面が当るリブ面を有するスラストリブを含み、
上記潤滑剤は、上記リブ面を被覆する請求項１１記載の組合せ体。
【請求項１５】
上記インジェクタの上記ノズルは、上記円錐ころの上記小さい端に方向付けられる請求項１４記載の組合せ体。
【請求項１６】
上記レースウェイはアーチ状の断面を有し、
上記転動体は、上記第１のレース及び上記第２のレースの上記レースウェイが互いから軸方向にオフセットである領域において上記レースウェイに接して着座する玉であり、それにより、上記軸受はラジアル荷重及びアキシアル荷重を支える請求項１１記載の組合せ体。
【請求項１７】
上記インジェクタは、増圧器シリンダと、上記増圧器シリンダより直径が小さいプランジャシリンダと、上記プランジャシリンダ及び上記ノズルと連通するアキュムレータ室と、上記増圧器シリンダ内で可動である増圧器ピストンと、上記プランジャシリンダ内で可動であり、上記増圧器ピストンに接続され且つ上記増圧器ピストンと共に可動であるプランジャとを含む本体を更に含み、
上記本体は更に、加圧された潤滑剤を、上記増圧器ピストンより後方の上記増圧器シリンダ、及び、上記プランジャより前方の上記プランジャシリンダに案内し、上記加圧された潤滑剤は、上記加圧された潤滑剤が上記増圧器シリンダに入ると上記増圧器ピストン及び上記プランジャを動かし、上記プランジャは上記潤滑剤を上記アキュムレータに大きい圧力で送り込むような構成にされる通路と、
上記アキュムレータから上記高圧の潤滑剤を解放し、それにより、上記潤滑剤が上記ノズルから少量で放出されるよう上記ノズルに流れる弁とを含む請求項１１記載の組合せ体。
【請求項１８】
上記インジェクタは、
増圧器シリンダと、
上記増圧器シリンダより小さく、上記増圧器シリンダにつながるプランジャシリンダと、
潤滑剤源と連通し、上記増圧器シリンダから離れている方で上記プランジャシリンダにつながる供給通路と、
上記増圧器シリンダ内の増圧器ピストンと、
上記プランジャシリンダ内のプランジャと、
上記増圧器ピストン及び上記プランジャは、互いに接続され、上記プランジャが上記供給通路より上方に位置する収縮位置と上記プランジャが上記供給通路を越えて位置し上記供給通路を閉じる伸長位置との間で一致して可動であり、
加圧された空気源に連通し、上記増圧器ピストンより後方の上記増圧器シリンダに上記加圧された空気を入れて、上記増圧器ピストン及び上記プランジャをそれらの伸長位置に動かし、それにより、上記プランジャシリンダが上記潤滑剤を上記プランジャシリンダから上記ノズルに向けて送り出すようにするポートと、
上記プランジャシリンダと、上記ノズルの上記オリフィスとの間に位置付けられ、上記プランジャシリンダにおける上記潤滑剤が所定の圧力に到達した後にのみ上記潤滑剤を上記オリフィスに向けて解放する逆止弁とを含む本体を含む請求項１１記載の組合せ体。
【請求項１９】
回転軸を有し、上記軸から離れるよう示されるレースウェイを有するインナーレースと、上記インナーレースの上記レースウェイに向かうよう示されるレースウェイを有するアウターレースと、上記インナーレース及び上記アウターレースの上記レースウェイ間に位置付けられ上記レースウェイに接触する転動体とを含む減摩軸受を潤滑する方法であって、
微小量の潤滑剤を選択される間隔において上記転動体に注入する段階を含む方法。
【請求項２０】
各間隔において注入される上記潤滑剤の量は一般的に、０．１ミリリットルより少ない請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
上記潤滑剤は高性能グリースである請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
上記インナーレースの上記レースウェイはテーパ状にされ、上記軸に沿ってその頂点を有する円錐エンベロープ内に位置し、
上記アウターレースの上記レースウェイはテーパ状にされ、上記軸に沿って、上記インナーレースの上記レースウェイの上記エンベロープの上記頂点と同一の点において頂点を有する円錐エンベロープ内に位置し、
上記転動体は、上記レースウェイに接触する側面、及び、大きい端面を有する円錐ころであり、
上記軸受は更に、上記レースウェイのうち１つのレースウェイの上記大きい端に位置付けられ、上記円錐ころの上記大きい端が当るリブ面を有するスラストリブを含む請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
上記潤滑剤は、上記テーパ状にされるレースウェイの上記小さい端の領域において上記転動体に注入される請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
上記レースウェイはアーチ状の断面を有し、
上記転動体は玉である請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
上記選択される間隔は異なってもよい請求項１９記載の方法。
【請求項２６】
上記選択される間隔は、少なくとも１つの動作パラメータに基づいて決定される請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
上記選択される間隔は、複数の動作パラメータに基づいて決定される請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
上記少なくとも１つの動作パラメータは、実用温度を含む請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
上記少なくとも１つの動作パラメータは、上記転動体の回転速度を含む請求項２６記載の方法。
【請求項３０】
上記少なくとも１つの動作パラメータは、前回の潤滑剤注入に続く上記軸受の使用時間の一覧表を含む請求項２６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の属する技術分野］
本発明は一般的に減摩軸受に係り、より詳細には減摩軸受を潤滑するシステム及び方法に関する。
【０００２】
［発明の背景］
精密機械工具のスピンドルは相当の安定度で回転しなければならない。つまり、スピンドルはその回転軸から外れてはならない。スピンドルにおける揺れ又は半径方向及び軸方向の動作は許容されない。アンギュラコンタクト玉軸受及び円錐ころ軸受はこのことを可能にする。スピンドルが筐体内において、このような種類の減摩軸受のいずれかの１対上に支持され、この１対の軸受は対向するよう取付けられると、軸受の１つはもう１つの軸受に対し調節され、それにより軸受は与圧の状態にされる。この状態においては、軸受には半径方向又は軸方向のすきまが存在せず、従って、スピンドルは回転軸から外れることなく回転する。
【０００３】
アンギュラコンタクト玉軸受の場合、玉は、アーチ状の断面を有し全体的に玉の外形と一致するレースウェイに沿って転がる。しかし、玉は、玉がインナーレースのレースウェイに接触する領域から軸方向にオフセットの領域におけるアウターレースのレースウェイに接触するので、レースウェイはある意味では、軸受の軸に対し斜めである。これにより、軸受がスラスト荷重及びラジアル荷重を支えることができる。レースウェイに沿って潤滑剤がない場合、レースウェイに沿ってだけでなく、玉の球面上にも、スコーリング及び表面仕上げされた凹凸（ｓｕｒｆａｃｅ ｆｉｎｉｓｈ ａｓｐｅｒｉｔｉｅｓ）の溶着が起きる。
【０００４】
円錐ころ軸受では、円錐ころは、それぞれの頂点が回転軸に沿っての共通点にある円錐エンベロープ内に位置するテーパ状にされるレースウェイに沿って転がる。これはころを「頂点」上に置き、従って、レースウェイに沿って純粋な回転が起きる。従って、ころとテーパ状にされるレースウェイの間には、たとえあったとしても少ない摩擦が発生する。円錐ころ軸受は、ころはレースウェイに沿って上に移動し、抑止されない限り軸受から放り出されるような幾何学形状になっている。１つのレースウェイの大きい端にあるスラストリブがその抑止を与える。ころは、その大きい端面においてスラストリブに当り、軸受が動作し始めると、これらの端面はスピンし、リブの表面に沿って摺動する。回転及び摺動は摩擦を発生し、リブ面に潤滑膜が維持されない限り、スコーリングが発生して軸受は過熱し、場合によっては破損する。
【０００５】
標準的なグリースによって、どちらの種類のスピンドル軸受に対し適当な潤滑が与えられるが、これは、スピンドル軸受が適度な速度で回転する場合に限る。グリースには費用がほとんどかからず、また、一式の通路を介して重要表面に入れられる。更に、グリースはならし運転を必要としない。しかし、標準的なグリースは、高速では、軸受の転動体とレースウェイの間と通過する際に、チャーン（ｃｈｕｒｎ）し、これは、熱の形であらわれる作用（ｗｏｒｋ）を必要とする。この熱は軸受の温度を上昇させる。対向するよう取付けられる２つ以上の軸受の組では、熱は、筐体とスピンドルの間に温度差動を発生し、機械工具の製造時に使用される優れた許容差を動揺させる。油を循環させることにより、幾らか高いスピンドル速度を供給するが、ポンプ、フィルタ、及び、油通路からなる高価な装置を必要とする。更に、油も、転動体とレースウェイの間を通過する際に同様にチャーンされる又は作用し、また、発生した熱を放散するためには、時として油冷却器が必要とされる。
【０００６】
更に早い速度で動作する軸受は、より高度な潤滑を必要とする。潤滑の１つとしては、オイルミスト潤滑がある。これは、ミスト発生器を動作し、ミストを軸受の重要表面へ通路を介し動かすために圧縮空気を必要とする。圧縮空気には費用がかかる。空気は圧縮されるだけでなく、乾燥且つろ過されなければならず、というのは、空気は軸受における重要表面に接触するからである。それ以外は、高速軸受は、ミストを封じ込めるために低摩擦シールに依存しなければならず、また、低摩擦シールはこの点においてあまり効果的ではない。ミストは漏れて、汚く且つヌルヌルとした膜で付近の対象物を被覆する。ミストは周囲の環境も汚染し、この環境汚染は健康上有害なものである。
【０００７】
オイルエア潤滑装置も、高速のスピンドル軸受の要件を満足する。この装置は、圧縮空気に依存して液滴状の油を供給管から離し、これらの液滴を軸受における重要表面に方向付ける。圧縮空気は軸受の冷却もする。オイルミスト装置とは異なり、オイルエアシステムは周囲の環境を汚染しない。なぜなら、漏れた任意の油は液体油のままであり、ミストではないからである。しかし、オイルエア装置は、生成するのに費用がかかる圧縮空気を必要とし、更に、オイル及び空気を軸受における重要表面に運ぶために複雑なチュービングを必要とする。
【０００８】
高性能グリースは、オイルミスト装置及びオイルエア装置に対し代替案を与える。この合成製品は、控えめに使用されると、高速スピンドル軸受に適切な潤滑を与え、非常に低い熱発生で、従って、低い実用温度となる。標準的なグリース又は油が、減摩軸受における潤滑剤として使用されると、軸受における重要表面間、主に、レースウェイと転動体の間に、流体弾性力学（ＥＨＤ）の潤滑剤膜を生成する。ここでは、ＥＨＤ膜は非常に大きい圧力によって圧縮される。これは、作用（ｗｏｒｋ）を必要とし、摩擦と同様に、この作用は熱の形であらわれる。円錐ころ軸受に行った試験は、高速動作において、レースウェイに沿ってのＥＨＤ膜の作用は、スラストリブの面に沿って生成される摩擦よりも多くのエネルギーを消費することが分かった。高性能グリースはより薄い膜を生成し、これは時として「境界層潤滑」として呼ばれ、この潤滑は作用による影響が少なく、発生される熱はかなり少なく、一方で、スコーリング及び表面仕上げされた凹凸の溶着から重要表面を保護する。
【０００９】
更に、高性能グリースによって潤滑される軸受は、圧縮空気と、一体にされるポンプ、フィルタ、及び、ドライヤを必要とせず、また、軸受における重要表面に潤滑剤を運ぶために複雑なダクト系を必要としない。機械工具ビルダーは単純に、少量の高性能グリースで軸受を予め潤滑する。
【００１０】
しかし、このグリースは、「ならし運転」されるまでその完全な有効性を達成せず、これは、スピンドルの追加のダウンタイムと、それに関連付けられる費用を必要とする。一般的に、最初に、保護コーティングが軸受構成要素から取り除かれる。次に、少量の高性能グリースが、軸受の重要表面に塗布される。次に、軸受は、グリースを重要表面上に亘ってよく分布させ、且つ、不必要なグリースを取り除くために運転される。基本的に、ならし運転は、グリースの作用を助長しないような厚さに潤滑剤を重要表面に沿って塗布することを目的とする。更に、ならし運転時に軸受を動かすことにより、軸受構成要素から余剰のグリースを強制的に排出させる。重要表面を外部の汚染物質から保護するシールが、この処理の最終段階として貼られる。ならし運転において、これは一日かかる場合もあるが、軸受の温度は、急速に上昇しないよう絶えず監視される。温度の上昇は一般的に、２つの問題のうちいずれかを示す。第１に、重要表面に沿って適切な境界層潤滑剤がない場合に温度が上昇する。第２に、任意の余剰のグリースのチャーニング時に構成要素によって作用が働き、この作用は熱と対応する温度における上昇をもたらす。更に、スピンドル軸受は、グリースをより長く持たせることにより、軸受から最大耐用年数が得られるが、軸受は時々潤滑されなければならない。これは、軸受のスピンドル及び筐体からの取外し、軸受の洗浄、新しい高性能グリースでの軸受の再パッキング、及び、スピンドル及び筐体の再組立を必要とする。当然のことながら、新しいグリースもならし運転されなければならない。
【００１１】
新しい高性能グリースによってスピンドル軸受を再パッキングするのにかかる費用によって、機械工具操作者は一般的にこのメインテナンス処置を可能な限り遅らせる。時として、グリースとしての性能が無くなる時点を越えるまで遅らせる。軸受におけるグリースの性能が無くなると、軸受は通常、その重要表面に沿ってスコーリングが発生する。
【００１２】
高性能グリースによって潤滑される高速軸受は、他の装置によって潤滑された軸受よりもより効果的なシールを必要とする。標準的なグリースは各シールにおいて堆積する傾向があり、汚染物質の侵入に対するバリアをグリース自体から生成する。オイルエア装置及びオイルミスト装置の両方は、軸受において僅かな正圧を維持し、これは、汚染物質の侵入を遅らせるよう作用する。油を循環させることにより汚染物質を流す傾向があり、汚染物質はフィルタにおいて油から取り除かれる。しかし、高性能グリースによって潤滑される軸受はグリースをほとんど含まないので、バリアの形には堆積しない。また、グリースは汚染物質を流さず、又は、正圧下で機能しない。
【００１３】
［発明の概要］
本発明は、減摩軸受と、選択された間隔において、その重要表面に亘って潤滑剤の膜を維持するが、軸受内において潤滑剤は堆積しないよう軸受に微少量の潤滑剤を放出するインジェクタとの組合せ体に係る。本発明は更に、軸受温度、速度、及び、潤滑剤の注入後の実行時間といった監視されるシステム動作パラメータからのフィードバックに基づいて、微少量の潤滑剤を、選択された間隔において軸受に案内することによって減摩軸受を潤滑する方法に係る。本発明は更に、以下に説明し特許請求する部品、装置、及び、部品の組合せ体に係る。
【００１４】
［発明を実施するための最良の形態］
添付図面は本明細書の一部を形成し、図面中、同様の英数字は同様の部品を示す。
【００１５】
対応する参照番号は、図面全体を通して使用する。
【００１６】
図面を参照するに、単列の円錐ころ軸受Ａ（図１）は筐体Ｃ内においてスピンドルＢを支持し、スピンドルＢが軸受Ａの軸でもあるスピンドルの軸Ｘ回りに非常に高速で回転することを可能にし、これは全てほとんど熱を発生せずに行われる。このために、軸受Ａは、筐体Ｃに取付けられるインジェクタＤによって選択された間隔において、軸受の中に方向付けられる高性能潤滑剤によって潤滑される。インジェクタＤは、軸受Ａの重要表面に沿って境界層潤滑の膜を維持するのには過不足ないが、軸受Ａ内において流体弾性力学（ＥＨＤ）膜又は任意の顕著な潤滑剤の堆積を生成するには十分でない潤滑剤を放出する。境界層膜は、従来の潤滑装置に使用されるグリース及び油から得られる膜よりかなり薄い。従って、潤滑剤は、その重要表面に沿ってほとんど作用（ワーキング）を経験せず、その結果、軸受が高速で動作するにも関らず熱はほとんど発生されない。Ｋｌｕｂｅｒ Ｉｓｏｆｌｅｘ ＮＢＵ−１５の名称で、Ｋｌｕｂｅｒは、エステル油の基剤とバリウム錯体の増粘剤の有する好適な高性能グリースを販売している。Ｍｏｂｉｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、Ｍｏｂｉｌｉｔｈ ＳＨＣ １５なる名称で別の高性能グリースを販売している。この高性能グリースは、合成炭化水素の基剤とリチウムの増粘剤を有する。これらの高性能グリースは両方とも、インジェクタＤにおいて軸受Ａに注入するのに好適である。例えば、Ｍｏｂｉｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されるＤＥＴ Ｌｉｇｈｔといった一部の低粘度潤滑油も好適である。
【００１７】
実際には、スピンドルＢは２つの単列円錐ころ軸受上に支持される。１つの軸受はノーズ位置にある軸受Ａであり、もう１つの軸受は、テール位置にあり実質的に同一の軸受であり、この軸受は軸受Ａに対向するよう取付けられる。もう１つの軸受は軸受Ａに対し調節され、それにより、２つの軸受が与圧の状態で存在するようにされる。その結果、軸受Ａ又はもう一方の軸受には半径方向又は軸方向のすきまが存在せず、従って、スピンドルＢの軸Ｘは安定したままとなる。
【００１８】
軸受Ａ（図１）は、コーン２の形であるインナーレースと、コーン２の周りに嵌るカップ４の形のアウターレースと、コーン２とカップ４の間に単列状に位置する円錐ころ６の形である転動体を含む。軸受Ａは更に、ころ６間の適切な間隔を維持するようコーン２とカップ４の間に嵌るケージ８を含む。コーン２は、スピンドルＢの周りに嵌り、一方、カップ４は筐体Ｃ内に嵌りこむ。
【００１９】
コーン２は、コーン２を貫通して延在する円筒ボア１２と、ボア１２及び軸Ｘから外側に離れるように示されるテーパ状のレースウェイ１４を有する。テーパレースウェイ１４は、スラストリブ１６と小つば１８の間に位置し、前者のスラストリブ１６はレースウェイ１４の大きい端に有り、後者の小つば１８は小さい端にある。レースウェイ１４は更に、軸Ｘに沿ってその頂点がある円錐エンベロープ内に位置する。レースウェイ１４の大きい端に沿ってのスラストリブ１６は、リブ面２０と、その反対側の端に背面２２を有する。
【００２０】
カップ４は、軸Ｘから離れるように示される円筒状の外面２８と、軸Ｘに向かって内側に向かうよう示されるテーパ状のレースウェイ３０を有する。カップ４用のレースウェイ３０は、コーン２用のレースウェイ１４を囲み、その小さい端において、カップ４の背面３２に広がる。カップのレースウェイ３０は、軸Ｘに沿ってその頂点がある円錐エンベロープ内に位置し、この交点はコーンのレースウェイ１４の頂点と全く同一の位置にある。
【００２１】
円錐ころ６は、コーン２のテーパ状レースウェイ１４とカップ４のテーパ状レースウェイ３０の間に単列で位置する。円錐ころ６はそれぞれ、テーパ状の側面３４と大きい端面３６を有する。側面３４は、レースウェイ１４及び３０のテーパに適合するので、側面３４はレースウェイ１４及び３０と本質的に線接触し、従って、側面３４によって画成されるエンベロープは同様に、軸Ｘに沿ってその頂点を有し、この頂点はレースウェイ１４及び３０のエンベロープの頂点に共通する点にある。これにより、ころ６を「頂点」に置く。各ころ６の大きい端面３６は、コーン２のスラストリブ１６のリブ面２０に当たり、それにより、スラストリブ１６は、ころ６が２つのレースウェイ１４及び３０の間の空間から放り出されることを阻止する。
【００２２】
軸受Ａが動作し始めると、ころ６はコーン２のレースウェイ１４及びカップ４のレースウェイ３０に沿って転がる。ころ６のテーパ状の側面とレースウェイ１４及び３０の間には純粋な転がり接触が存在し、というのは、ころ６は頂点にあるからである。一方で、ころ６の大きい端面３６は摺動し、スラストリブ１６のリブ面２０に沿ってスピンする。従って、テーパ状のレースウェイ１４ところ６のテーパ状の側面３４は、軸受Ａにおける重要表面の１つの組を構成し、テーパ状の側面３４とレースウェイ３０はもう１つの組を構成し、ころ６の大きい端面３６とスラストリブ１６のリブ面２０は更にもう１つの組を構成する。高性能グリースは、重要表面の３つの組の間に境界層潤滑の膜を与え、この膜は、ころの端面３６がリブ面２０に沿って滑り且つ摺動するときに端面３６とリブ面２０のスコーリングを阻止する。境界層膜は更に、レースウェイ１４ところの側面３４、及び、レースウェイ３０ところの側面３４の間にも存在し、膜は非常に薄く、ほとんど作用を経験しない。
【００２３】
ケージ８は、ころ６間の適切な間隔を維持するだけでなく、コーン２及びころ６がカップ４から引き出されたときに、ころ６をコーン２の周りに保持するよう作用する。ケージ８は、スラストリブ１６の周りに位置する大きいエンドリング４０と、小つば１８の周りに位置する小さいエンドリング４２と、２つのエンドリング４０及び４２を接続するブリッジ４４を有する。ブリッジ４４はころ６の間、即ち、別個の隣接するころ６の間を通る。
【００２４】
スピンドルＢ（図１）は、円筒状の軸受座４８を有し、この軸受座４８はスピンドルＢの端にある肩５０につながる。コーン２は、その背面２２が肩５０に接しながら軸受座４８の上に嵌り、軸受座４８とコーンボア１２の表面の間は締まりばめとなる。
【００２５】
筐体Ｃはボア６０を含み、このボアをスピンドルＢが通され、カップ４はボア６０の１つの端に嵌り込む。ボア６０の表面とカップ４の円筒状の外面２８の間は締まりばめとなる。ボア６０の一番端はエンドリング６２に占められ、エンドリングは小ネジによって筐体Ｃの端に固定される。エンドリング６２は、カップ４の端に接して位置し、そのカップの端からレースウェイ３０の大きい端が開く。カップ４の反対の端にある背面３２は、ボア６０の中でもう１つの軸受、即ち、軸受Ａとは反対に取付けられる軸受のカップまで延在するスペーサ６６の１つの端上に形成される肩６４に当る。スペーサ６６は、肩６４から軸方向に開いている開口６８を有する。エンドリング６２にはシール７０が取付けられ、このシール７０は、スピンドルＢのノーズと共に流体バリアを形成する。
【００２６】
インジェクタＤは筐体Ｃ上に取付けられ、筐体のボア６０の中に突き出て、スペーサ６６における開口６８を通り、従って、インジェクタは、円錐ころ６の小さい端の直ぐ後ろに位置するようにされ、ここにおいて、インジェクタは微小量の潤滑剤を、選択された間隔において軸受Ａ内に注入する。ディーゼルエンジンのシリンダにディーゼル燃料を注入するために使用される蓄圧式インジェクタが、ユニット式インジェクタと同様に十分であるが、後者のユニット式インジェクタが好適である。いずれにしても、インジェクタＤは電子制御される。インジェクタＤとして使用するのに好適なディーゼルエンジン燃料インジェクタは、カリフォルニアのサンディエゴにあるＢＫＭ， Ｉｎｃ．によって製造される。
【００２７】
インジェクタＤ（図２）は、ノズル８４において終端する細くされた端部８２が設けられる細長い本体８０を含む。細くされた端部８２はねじ切りされ、一方、ノズル８４は、端部８２に対し横方向に方向付けられる。細くされた端部８２から離れている方の端から始めるに、本体８０（図２）は、大きい増圧器シリンダ８６を含み、シリンダ８６は細いプランジャシリンダ８８に通じ、シリンダ８８は短い通路９２を介してアキュムレータ室９０の端に通じる。アキュムレータ室９０の反対側の端は、本体８０の細くされた端部８２に延在するボア９４に通じ、ボア９４は大きいボア９６の１つの端に通じる。大きいボア９６のもう１つの端は大きくされた室９８につながり、室９８は、ノズル８４につながるニードルボア１００につながる。ニードルボア１００は、ノズル８４の直ぐ先に位置する弁座１０２において終端する。弁座１０２を越えた方に、ノズル８４は横方向に方向付けられるオリフィス１０３を有する。
【００２８】
増圧器シリンダ８６は、プランジャ１０６が取付けられる増圧器ピストン１０４を含み、プランジャ１０６は増圧器シリンダ８６からプランジャシリンダ８８内に突出する。短い通路９２が通じるアキュムレータ室９０は、アキュムレータ９０内の圧力が通路９２内の圧力を越えると閉じるよう適応されるアキュムレータ逆止弁１０８を含む。更に、アキュムレータ室９０は、逆止弁１０８をその閉位置に付勢し、更に、ニードル弁１１０をノズル８４における弁座１０２に付勢するコイルバネ１０９を含む。ニードル弁１１０は、ボア９４内に位置するステム１１２と、大きいボア９６及び大きくされた室９８を占める大きくされた中間部１１４と、大きくされた室９８を通りニードルボア１００に入るよう延在するニードル１１６を含み、ニードルボア１００において、ニードルは、弁座１０２の反対側に位置するベベルエンドにおいて終端する。
【００２９】
更に、本体８０は、普段は大気圧に維持されるが、注入が要求される場合にはその圧力は約５００ｌｂｓ／ｉｎ２に上げられる潤滑剤源に接続される吸込通路１２０を含む。吸込通路１２０は、増圧器シリンダ８６の端につながる供給通路１２４への潤滑剤の流量を制御するソレノイド弁１２２につながる。本体８０は更に、もう１つの供給通路１２６を含み、これは、ソレノイド弁１２２から上流側にある吸込通路１２０からつながる。供給通路１２６は分かれて、プランジャシリンダ８８とアキュムレータ室９０の間にある接続通路９２と、小さなボア９４がつながる大きなボア９６につながり、それにより、供給通路１２６を、ニードル弁１１０の中間部１１４の背面に対し露出させる。供給通路１２６は、供給通路１２６が分割するところから上流側に位置する充填の逆止弁１２８を含み、これは、分割点の背圧によってグリースが吸込通路１２０に逆戻りすることを阻止するよう適応される。本体８０は、アキュムレータ室９０から、ニードル弁１１０の大きくされた中間部を越えて、大きくされた室９８につながる接続通路１３０を含む。最後に、ノズル８４は、弁座１０２の向こう側の本体の一番端にある。
【００３０】
動作時には、インジェクタＤは最初に充填事象（図２）を経験する。この事象では、ソレノイド弁１２２にはエネルギーは与えられていない。潤滑剤源からの加圧された潤滑剤は、吸込通路１２０を通りソレノイド弁１２２に流れるが、潤滑剤はそれ以上進むことは阻止される。加圧された潤滑剤は、供給通路１２６にも流れ、潤滑剤は充填の逆止弁１２８を通過する。潤滑剤の一部は、大きいボア９６内のニードル弁１１０の中間部１１４より後方で、大きいボア９６に流れる。残りは、プランジャシリンダ８８とアキュムレータ室９０の間にある短い通路９２に流れ込む。潤滑剤は両方を充填するが、アキュムレータ室９０に入ることによりアキュムレータ逆止弁１０８を通過する。加圧された潤滑剤は、アキュムレータ室９０から、逆止弁１１０の中間部１１４を越えて接続通路１３０を通り大きくされた室９８に流れ込み、大きくされた室９８も充填する。
【００３１】
次に、インジェクタＤは、蓄積事象（図３）を経験する。これは、ソレノイド弁１２２とベント１３１にエネルギーを与えることによって始められる。加圧されたグリースは、開かれたソレノイド弁１２２を通り、供給通路１２４を通り抜け、増圧器シリンダ８６の中に流れ込み、それにより、増圧器ピストン１０４をシリンダ８６の端から離れるよう駆動させる。それにより、増圧器ピストン１０４は、プランジャシリンダ８８を通る増圧器プランジャ１０６を駆動し、潤滑剤を、比較的大きな圧力でプランジャシリンダ８８から外に強制的に出す。大きい圧力は、ピストン１０４とプランジャ１０６の直径の差によるものである。圧力差動によって、充填の逆止弁１２８が閉じ、アキュムレータ逆止弁１０８が開き、アキュムレータ室９０及び供給通路１２６における潤滑剤の圧力が増加し、それにより、ニードル弁１１０に増加された圧力が加えられ、ニードル１１６をその弁座１０２に対し保持する。事実、潤滑剤は実際にはアキュムレータ室９０内で圧縮し、従って、室９０内における潤滑剤の質量が増加する。アキュムレータ室９０への潤滑剤の移動は、増圧器プランジャ１０６と増圧器ピストン１０４の間の力が釣り合うと終了する。この時、アキュムレータ逆止弁１０８が閉じ、それにより、アキュムレータ室９０において潤滑剤を、６、０００ｌｂｓ／ｉｎ２のオーダの非常に高い圧力で捕捉する。更に、この時、インジェクタＤは、図３に示すように、蓄積される。
【００３２】
次は注入事象（図４）であり、これは、ソレノイド弁１２２にエネルギーを与えることをやめることにより始められる。これにより、増圧器シリンダ８６はソレノイド弁１２２を介し排気される。ピストン１０４及びプランジャ１０６は上がり、それにより、ニードル弁１１０の中間部１１４より後方に位置する大きくされた室９８の領域における圧力が減少する。しかし、中間部１１４のもう１つの端に露出される大きくされた室９８における圧力は、大きくされた室９８とアキュムレータ室９０は接続通路１３０によって連通しているので、高いままである。この圧力の不均衡の結果、ニードル弁１１０の中間部１１４の下部端に作用する揚力が発生する。この力によって、ニードル１１６が弁座１０２から引き上げる。大きくされた室９８内における高圧潤滑剤は、ノズル８４におけるオリフィス１０３を通りインジェクタＤから出て、これは、バネ１０９及び潤滑剤源の圧力にある潤滑剤がニードル弁１１０をその元の閉位置に戻すまで続けられる。そうすることで、インジェクタＤは、別の充填事象を経験する。
【００３３】
このサイクルは繰り返される。ソレノイド弁１２２にエネルギーが与えられる度に、インジェクタＤは、蓄積事象、その後に続く注入事象を経験し、注入事象の後に充填事象が続けられる。注入事象時には、インジェクタＤは０．１乃至０．００１ミリリットル、好適には、約０．００３ミリリットルの潤滑剤を放出する。いずれの場合においても、ノズル８４からの放出は高速で行われる。この速度は、潤滑剤を５０乃至１００ミリメートル飛ばすのに十分に大きい。潤滑剤は、潤滑剤の種類がグリースである場合には、ノズル８４のオリフィス１０３を細長い液滴、又は、非常に小さいストリームとして放出され、潤滑剤の種類が油である場合には、大量の非常に小さい液滴として放出される。
【００３４】
インジェクタＤは、その細くされた端部８２と共に筐体Ｃの中にねじ込まれ、インジェクタＤは、そのノズル８４のオリフィス１０３がインジェクタＤの軸に対し横方向に方向付けられて位置付けられ、コーン２上の小つば１８とケージ８（図１）の小さいエンドリング４２の間の環状空間に合わせられる。インジェクタＤの各放出において、測定した量の高性能潤滑剤が、軸受Ａのテーパ状のレースウェイ１４と３０の間にある環状空間にある円錐ころ６の小さい端におけるこの空間を通過する。放出は、軸受Ａが動作しているときに行われることが好適であり、それにより、回転しているころ６がコーン２のテーパ状のレースウェイ１４とカップ４のテーパ状のレースウェイ３０のそれぞれに潤滑剤を塗布し、更には、円錐ころ３４の側面にも塗布される。ころ６は本質的に、潤滑剤を、レースウェイ１４及び３０からスラストリブ１６に向けて送る。ここでは、潤滑剤は、重要リブ面２０と、リブ面２０と滑り接触しているころ６の大きい端面３６も被覆する。
【００３５】
インジェクタＤは、軸受Ａが破損することを防止するよう最少量の潤滑剤を供給するのに必要な頻度でのみエネルギーが与えられ、この最少量は基本的に、ころの大きい端面３６とスラストリブ１６のリブ面２０の間に過度の摩擦が発生することを阻止するのに必要な潤滑剤の量である。この頻度は、数日間に１回から数ヶ月に１回まで異なってよい。特に、この頻度は、軸受Ａの故障又は損傷を阻止するようレースウェイ１４及び３０とスラストリブ１６の面に沿っての境界層潤滑の膜を維持するのに十分に多いが、軸受Ａ上に潤滑剤が堆積することを阻止するよう十分に少ない。
【００３６】
軸受Ａの重要表面における潤滑剤の予想される消耗を反映した周期的な間隔でインジェクタＤにエネルギーを与えるのではなく、この間隔は、実際の潤滑剤の必要性に順応するようにされてもよい。潤滑剤の実際の必要性を決定するために、様々な動作パラメータが監視される。例えば、温度上昇は、軸受Ａにおける潤滑剤の消耗を意味するので、インジェクタＤには、軸受Ａがその実用温度において所定の上昇を見せた場合にエネルギーが与えられ得る。このために、この軸受Ａには温度センサが具備され得る。温度センサは、コーン２のスラストリブ１６に位置付けされることが好適であり、というのは、リブ１６のリブ面２０は軸受Ａにおける最も重要な表面だからである。速度も、速度が増加する頻度と共に、インジェクタＤにエネルギーを与える時間を選択する際に考慮に入れられ得る。これらは全て、潤滑剤の注入及び軸受Ａへの潤滑剤の供給を最適化する。更に、軸受が動作することにより潤滑剤が消耗するので、インジェクタＤにエネルギーを与える時間の選択には、潤滑剤を注入した後に続く軸受の実際の実行時間を一覧表にする表形式化も組み込まれ得る。
【００３７】
軸受Ａには潤滑剤はほとんどないので、レースウェイ１４及び３０において作用する潤滑剤が十分にない。これは、ここでは、従来のグリース又は油によって形成されるＥＨＤ膜より薄い境界層膜を形成する。従って、高性能潤滑剤は、温度はあまり上昇しない。軸受Ａは、選択された間隔において非常に少量の潤滑剤を受け取り、また、グリースでパックされるわけではないので、潤滑剤のためのならし運転は必要でなくなる。実際に、インジェクタＤにエネルギーが与えられる度に注入される少量の潤滑剤は、ほとんど瞬時にならされる。
【００３８】
筐体Ｃが細長い本体８０全体を収容することができない場合、本体８０は２つの構成要素１３６及び１３８（図５）に分離されてもよく、その場合、増圧器ピストン１０４及びプランジャ１０６、更には、ソレノイド弁１２２は構成要素１３６にあり、アキュムレータ室９０、ニードル弁１１０、及び、ノズル８４はもう１つの構成要素１３８にある。通路９２は２つの構成要素１３６と１３８を接続する管１４０の形をとる。
【００３９】
１つのインジェクタＤが、間接的な構成（図６）において互いに近くに取付けられる２つの単列円錐ころ軸受Ａに作用する場合もある。このような配置において、インジェクタＤのノズル８４は、２つのオリフィス１０３を含み、これは、潤滑剤を互いから１８０°離れた２つの方向に方向付ける。１つの方向における放出は、１つの軸受Ａのレースウェイ１４とレースウェイ３０の間の空間を通り、一方、もう１つの方向における放出は、もう１つの軸受Ａにおけるレースウェイ１４とレースウェイ３０の間の空間を通る。
【００４０】
インジェクタＤは更に、軸受Ａのレースウェイ１４及び１６の大きい端に位置付けされてもよい。この場所において、インジェクタは、潤滑剤を、ケージ８の大きいエンドリング４０の下、及び、ころ６の大きい端面３６に向けて方向付ける。ころ６は更に、潤滑剤をリブ面２０に送る。
【００４１】
アンギュラコンタクト玉軸受Ｅ（図７）も同様に、筐体ＧにおけるスピンドルＦを支持し、また、軸受Ｅの重要表面に境界層潤滑の膜を設けるようインジェクタＨによって、選択された間隔において軸受Ｅに注入される微少量の高性能潤滑剤で良好に機能する。軸受Ｅは、スピンドルＦと筐体Ｇの間でテール位置に位置付けされるもう１つのアンギュラコンタクト玉軸受に反対のノーズ位置において取付けられる。それにより、２つの軸受は、ラジアル荷重及びスラスト荷重を持つ。２つの軸受は与圧の状態に設定される。実際には、各位置において、１つ以上の軸受Ｅが使用され得る。
【００４２】
軸受Ｅ（図７参照）は、スピンドルＦの周りに嵌るインナーレース１５０と、筐体Ｇ内に嵌り込むアウターレース１５２を含み、両方とも締まりばめとなる。更に、軸受Ｅは、インナーレース１５０とアウターレース１５２の間にある円形列に位置付けられる玉１５４の形である転動体を含む。インナーレース１５０は、軸Ｘから外に遠ざかるよう示されるレースウェイ１５６を有し、アウターレース１５２は、インナーレース１５０のレースウェイ１５６に向かって内側に向かうよう示されるレースウェイ１５８を有する。レースウェイ１５６及び１５８は共に、アーチ状の断面を有し、全体的に玉１５４の外形に一致する。実際には、玉１５４は、レースウェイ１５６及び１５８の互いに対し軸方向にオフセットである領域においてレースウェイ１５６及び１５８と接触し、従って、レースウェイ１５６及び１５８のアクティブ領域は軸Ｘに対し斜めに向けられている。これにより、軸受Ｅは、玉１５４がレースウェイ１５６及び１５８によりしっかりと着座するようにする方向に、ラジアル荷重と、スラスト荷重を伝えることができるようにされる。スラスト荷重は、インナーレースの端面１６０と、アウターレース１５２の端面１６２において軸受Ｅに伝えられる。軸受Ｅは更に、玉１５４間に適切な間隔を維持するたケージ又は保持器１６３を有する。
【００４３】
インナーレース１５０は、その端面１６０がスピンドルＦの肩１６４に接しながらスピンドルＦ上に嵌る。アウターレース１５２は、その端面１６２が、筐体Ｇにおけるもう１つの軸受のアウターレースに延在するスペーサ１６６に接しながら筐体Ｇ内に嵌る。スペーサ１６６の端は、もう１つの肩１６８を形成し、その肩１６８の付近において、スペーサ１６６は上方向に存在する開口１７０を含む。筐体のノーズエンドにおいて、筐体Ｇには、小ネジによって固定されるエンドリング１７２が取付けられ、軸受Ｅのアウターレース１５２は、スペーサ１６６の肩１６８とエンドリング１７２の間に捕捉されて位置する。
【００４４】
スピンドルＦが筐体Ｇ内で回転すると、玉１５４はレースウェイ１５６及び１５８に沿って転がり、ラジアル荷重及びスラスト荷重をスピンドルＦと筐体Ｇの間に伝える。レースウェイ１５６及び１５８、及び、玉１５４の球面に沿ってのスコーリング、且つ、これらの重要表面に沿っての表面仕上げされた凹凸の溶着を阻止するために、軸受Ｅは潤滑剤を含むべきである。スピンドルＦが高速で動作する場合は、境界層潤滑の膜が、軸受Ｅに潤滑を与える。
【００４５】
非常にコンパクトであるインジェクタＨは、０．００３ミリリットルのオーダの微小量の潤滑剤を軸受Ｅに供給する。インジェクタは増圧器の形をとり、これは電気制御され、且つ、例えば、８０ｌｂｓ／ｉｎ２ゲージといった比較的低い気圧に依存して微少量の潤滑剤を放出する。また、この圧力を有する空気は、軸受Ｅを使用すると予期される多くの場所において簡単に入手可能である。基本的にインジェクタＨ（図８及び図９）は、筐体Ｇ上に取付けられる本体１８０と、本体１８０の１つの端から筐体Ｇ内に入り、スペーサ１６６における開口１７０に延在する送り管１８２を含む。送り管１８２の端にはノズル１８４が取付けられ、ノズルは軸受Ｅの玉１５４の反対側に位置する。更に、インジェクタＨは、本体１８０のもう１つの端に取付けられるソレノイド弁１８６を有する。
【００４６】
インジェクタＨの本体１８０は、増圧器シリンダ１８８と、増圧器シリンダ１８８から送り管１８２につながるプランジャシリンダ１９０を含む。増圧器シリンダ１８８は、増圧器ピストン１９２を保持し、このピストンは、プランジャシリンダ１９０内に延在するプランジャ１９４に接続される。ピストン１９２及びプランジャ１９４は、夫々のシリンダ１８８及び１９０内において伸長位置及び収縮位置間で同時に動く。増圧器シリンダ１８８は更に、コイル状の戻りバネ１９６を含み、これは、増圧器ピストン１９２及びプランジャ１９４を夫々の収縮位置、つまり、ピストン１９２及びプランジャ１９４が送り管１８２から最も離れている位置に付勢する。増圧器ピストン１９２は増圧器シリンダ１９０の壁をワイプしないが、それでもピストンは、ローリングダイアフラムシール１９８によって増圧器シリンダの壁に対し密閉されている。
【００４７】
本体１８０は更に、環状の潤滑剤レザバ２００を含み、これは、プランジャシリンダ１９０を囲み、レザバの下端は、供給通路２０２（図９）を介しプランジャシリンダ１９０の離れた方の端又は下端に接続される。プランジャ１９４は、プランジャ１９４の収縮位置では、供給通路２０２がプランジャシリンダ１９０につながる場所の上に位置付けられるが、プランジャの伸長位置ではその場所の下に位置付けられる。潤滑剤レザバ２００は、高性能潤滑剤の供給を止める。
【００４８】
更に、本体１８０は、８０ｌｂｓ／ｉｎ２ゲージのオーダに加圧される空気源に接続される吸気ポート２０４を有する。吸気ポート２０４は、ソレノイド弁１８６及び潤滑剤レザバの上端につながる通気路２０６につながる（図８）。ソレノイド弁１８６は、もう１つの通気路２０８（図９）を介し増圧器シリンダ１８８の端に接続される。ソレノイド弁１８６にエネルギーが与えられると、ソレノイド弁は２つの通気路２０６及び２０８を連通させ、それにより、加圧された空気が、増圧器シリンダ１８８内において増圧器ピストン１９２の上方に入る。
【００４９】
送り管１８２は、本体１８０の下端から延出し、本体１８０内のプランジャシリンダ１９０と一直線にされる。増圧器ピストン１９２は、プランジャ１９４がプランジャシリンダ１９０の端で送り管１８２に到達する前に、増圧器シリンダ１８８におけるピストンの伸長位置において底に達する。
【００５０】
ノズル１８４は、送り管１８２における潤滑剤の圧力が、５，０００ｌｂｓ／ｉｎ２又はそれ以上のオーダである所定の大きさを越えるまで開かない逆止弁２１０を含む。ノズル１８４は、送り管１８２に対し横方向に向けられ、且つ、インナーレース１５０とアウターレース１５２の間の環状空間に方向付けられる放出オリフィス２１２を含む。その環状空間には玉１５４がある。
【００５１】
軸受Ｅに再び潤滑剤が注入されるべきであるとき、８０ｌｂｓ／ｉｎ２ゲージのオーダに加圧される空気は、吸気ポート２０４に入れられる。吸気ポート２０４は潤滑剤レザバ２００と直接連通しているので、レザバ２００及び送り管１８２における潤滑剤の圧力は、空気の圧力と等しくなる。しかし、この圧力は逆止弁２１０を開くには十分ではないので、ノズル１８４から潤滑剤は漏れない。
【００５２】
０．００３ミリリットルのオーダの微小量の潤滑剤を軸受Ｅに注入するために、ソレノイド弁１８６にエネルギーが与えられる。ソレノイド弁は、加圧された空気を、増圧器シリンダ１８８内において増圧器ピストン１９２の上方に入れる。加圧された空気は、増圧器ピストン１９２及びプランジャ１９４をそれぞれの伸長位置に駆動させる。プランジャ１９４は、プランジャシリンダ１９０を動きながら供給通路２０２を越え、プランジャシリンダ１９０、及び、供給通路２０２と逆止弁２１０の間の送り管１８２内にある潤滑剤を圧縮する。増圧器ピストン１９２とプランジャ１９４の直径における差により、送り管１８２における潤滑剤の圧力は、増圧器ピストン１９２より後方にある空気の圧力よりもかなり高い大きさにまで上昇する。送り管１８２における潤滑剤の圧力が逆止弁２１０の弁を抑える能力を超える。逆止弁２１０は開き、高圧の潤滑剤は逆止弁を通りオリフィス２１２から流れ出る。高められた圧力によって、潤滑剤は、インナーレース１５０及びアウターレース１５２の間の空間及び玉１５４上に放出される。再潤滑は、軸受Ｅが動作しているときに行われるべきであり、それにより、玉１５４が微小量の潤滑剤をレースウェイ１５６及び１５８全面に亘って塗布する。大きい軸受Ｅでは、再潤滑時において、数個のソレノイド弁１８６を作動させることが必要となる場合があり、それにより、軸受Ｅを再潤滑させるのに十分な潤滑剤が供給される。
【００５３】
スピンドルＢは、変更された円錐ころ軸受Ｊ（図１０）上に支持され得、この軸受Ｊは、カップ４の端に位置付けられるリブリング２２０を有し、そこからカップのレースウェイ３０の大きい端が開くという点で軸受Ａと異なる。リブリング２２０は、カップのレースウェイ３０の大きい端に沿って位置するスラストリブ２２２を支える。ころ６の大きい端面は、スラストリブ２２２に当る。一方、コーン２にはスラストリブはない。インジェクタＨ又はインジェクタＨの少なくとも１つの構成要素は、カップ４を位置付けるスペーサ６６内に組み込まれうる。インジェクタＨは、エネルギーが与えられると、コーン２とカップ４の間の空間に潤滑剤を放出し、ころ６はその潤滑剤をレースウェイ１４及び３０、且つ、スラストリブ２２２の面に沿って塗布する。
【００５４】
インジェクタＨよりも小型であるもう１つのインジェクタＩ（図１１及び図１２）は、筐体Ｇの上に設置され、軸受Ｅを潤滑する。インジェクタＩの構成は、ソレノイド弁（図示せず）を遠隔に位置付けすることを可能にする。従って、インジェクタＩは、インジェクタＨの本体１８０より幾らか小さい本体２３０を有するが、本体２３０の１つの端から筐体Ｇ内に延在するインジェクタ管１８２を有する。インジェクタ管１８２はノズル１８４において終端し、ノズル１８４はバネ付き逆止弁２１０と、逆止弁２１０の向こう側で横方向に方向付けられるオリフィス２１２を含む。
【００５５】
インジェクタＨの本体１８０と同様に、インジェクタＩの本体２３０は、軸方向に一直線にされる増圧器シリンダ１８８とプランジャシリンダ１９０を囲む。プランジャシリンダ１９０は、増圧器シリンダ１８８から送り管１８２につながる。増圧器シリンダ１８８は増圧器ピストン１９２を含み、一方、プランジャシリンダ１９０はプランジャ１９４を含み、プランジャ１９４は増圧器ピストン１９２に接続され、ピストン１９２によって駆動される。従って、ピストン１９２及びプランジャ１９４は、夫々のシリンダ１８８及び１９０において、伸長位置及び収縮位置の間で同時に動く。増圧器シリンダ１８８は更に、戻りバネ１９６を含み、これは、増圧器ピストン１９２に作用して、ピストン１９２及びプランジャ１９４を夫々の収縮位置に付勢する。増圧器ピストン１９２は増圧器シリンダ１８８内においてゆったりと嵌められているが、増圧器ピストン１９２は、ローリングダイアフラムシール１９８によってシリンダ１８８の壁に依然として密封される。
【００５６】
ピストン１９２より後方にある増圧器シリンダ１８８は吸気ポート２３２に連通し、吸気ポート２３２は、例えば、８０ｌｂｓ／ｉｎ２に加圧される空気源に接続される。ポート２３２を空気源に接続するラインは、電気的に駆動される弁を含む。増圧器シリンダ１８８の反対の端はベント２３４に連通する。プランジャシリンダ１９０はその両端に間にシリンダ１９０につながる潤滑剤供給通路２３６を有し、通路２３６は潤滑剤ポート２３８に接続される。潤滑剤ポート２３８は、潤滑剤がポート２３８及び通路２３６に流れ込むよう僅かに加圧される潤滑剤源に接続されるが、この圧力は逆止弁２１０を開くには十分でない。増圧器ピストン１９２及びプランジャ１９４が収縮されると、プランジャ１９４の端は、供給通路２３６より上方に位置し、従って、通路２３６の端がプランジャシリンダ１９０に露出される。しかし、ピストン１９２及びプランジャ１９４が伸長されると、プランジャ１９４は通路２３６の端を閉じる。
【００５７】
インジェクタＩは本質的にインジェクタＨと同じように機能する。吸気ポート２３２につながるラインにある弁にエネルギーが与えられると、加圧された空気が増圧器ピストン１９２より後方の増圧器シリンダ１８８に入る。空気はピストン１９２及びプランジャ１９４を夫々の伸長位置に駆動させる。プランジャ１９４の端は供給通路２３６を通り過ぎて通路を越え、プランジャは、シリンダ１９０及び接続される送り管１８２内に捕捉される潤滑剤をノズル１８４に向けて付勢する。潤滑剤に加えられる圧力によって、逆止弁２１０が開き、それにより、少量の潤滑剤がオリフィス２１２においてノズル１８４から放出される。
【００５８】
インジェクタＤ、Ｈ、及び、Ｉは、円筒ころ軸受又は球面軌道ころ軸受といった他の種類の減摩軸受を潤滑するために使用されてもよい。インジェクタＤが軸受Ｅと共に使用されても、また、インジェクタＨが軸受Ａと共に使用されてもよい。インジェクタＤ、Ｈ、及び、Ｉのいずれかは他の機械構成要素内に使用されて、そのような機械構成要素内における重要表面、即ち、構成要素間の摩擦がその構成要素を損傷する場合のある表面を潤滑するよう使用されてもよい。一般的な表面は、カム及びフォロア上の表面か、又は、かみ合う歯車の歯のフランク上の表面か、又は、牽引駆動装置の接触摩擦表面である。一般的に、これらの機械構成要素の重要表面は、インジェクタＤ、Ｈ、及び、Ｉの各作動時に、例えば、最大０．１ミリリットルの潤滑剤の放出量を必要とし、また、インジェクタの作動はより頻繁な間隔で行われる。
【００５９】
本発明は、開示目的のために選択された本発明の実施例の全ての変更を包含するものとし、これらの変更は本発明の精神及び目的から逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に従い及び本発明を具現化した、筐体内においてインジェクタから潤滑剤を受け取る円錐ころ軸受上に支持されるスピンドルを示す略断面図である。
【図２】
充填モードにある図１のインジェクタを示す略断面図である。
【図３】
蓄積モードにあるインジェクタを示す略断面図である。
【図４】
注入モードにあるインジェクタを示す略断面図である。
【図５】
変更されたインジェクタを示す略断面図である。
【図６】
１つのインジェクタにより潤滑される２つの軸受を示す断面図である。
【図７】
筐体内において、変更されたインジェクタから潤滑剤を受け取るアンギュラコンタクト玉軸受上に支持されるスピンドルを示す断面図である。
【図８】
図７のインジェクタを示す断面図である。
【図９】
図８の線９−９についてのインジェクタを示す断面図である。
【図１０】
筐体内において、もう１つの変更されたインジェクタから潤滑剤を受け取る変更された円錐ころ軸受上に支持されるスピンドルを示す断面図である。
【図１１】
もう１つの変更されたインジェクタを示す断面図である。
【図１２】
図１１のインジェクタを示す正面図である。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年5月20日(2002.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸周りの回転を容易にし、レースウェイが設けられる第１のレースと、上記第１のレースの上記レースウェイに向かい且つ間隔が置かれるレースウェイが設けられる第２のレースと、上記レース間に位置付けられ上記レースウェイに接触する転動体とを有する減摩軸受と、
上記レースウェイ間の空間に方向付けられるオリフィスを有するノズルが設けられるインジェクタとを含む組合せ体であって、
上記インジェクタは、作動されると、０．１ミリリットルを越えない微少量の潤滑剤を上記空間内に注入し、各注入は限られた継続時間であり、また、上記潤滑剤を運ぶ手段としての空気はなく、上記潤滑剤は、上記転動体及び上記レースウェイ上に境界層潤滑の薄膜を生成する組合せ体。
【請求項２】
上記インジェクタは、作動されると、０．００１ミリリットル乃至０．１ミリリットルの潤滑剤を上記空間内に注入する請求項１記載の組合せ体。
【請求項３】
上記インジェクタは、作動されると、約０．００３ミリリットルの潤滑剤を上記空間内に注入する請求項２記載の組合せ体。
【請求項４】
上記潤滑剤は高性能グリースである請求項３記載の組合せ体。
【請求項５】
上記第１のレースウェイは一般的に、上記軸から離れるよう示され、上記第２のレースウェイは一般的に、上記軸に向かうよう示され、
上記レースウェイは一般的に、上記軸に対し斜めであり、それにより、上記軸受はラジアル荷重及びアキシアル荷重を支える請求項１記載の組合せ体。
【請求項６】
上記レースウェイはテーパ状にされ、上記軸に沿っての共通点においてそれぞれ頂点を有する円錐エンベロープ内に位置し、
上記転動体は、上記レースウェイに接触する側面、及び、更に大きい端面を有する円錐ころであり、
上記軸受は更に、上記テーパ状にされるレースウェイのうち１つのレースウェイの上記大きい端に位置付けられ、上記円錐ころの上記大き端が当るリブ面を有するスラストリブを含み、
上記潤滑剤は、上記リブ面に沿っても膜を生成する請求項５記載の組合せ体。
【請求項７】
上記レースウェイはアーチ状の断面を有し、
上記転動体は、上記第１のレース及び上記第２のレースの上記レースウェイが互いから軸方向にオフセットである領域において上記レースウェイに接して着座する玉であり、それにより、上記軸受はラジアル荷重及びアキシアル荷重を支える請求項５記載の組合せ体。
【請求項８】
上記転動体は与圧下である請求項５記載の組合せ体。
【請求項９】
上記インジェクタは、増圧器シリンダと、上記増圧器シリンダより直径が小さいプランジャシリンダと、上記プランジャシリンダ及び上記ノズルと連通するアキュムレータ室と、上記増圧器シリンダ内で可動である増圧器ピストンと、上記プランジャシリンダ内で可動であり、上記増圧器ピストンに接続され且つ上記増圧器ピストンと共に可動であるプランジャとを含む本体を更に含み、
上記本体は更に、加圧された潤滑剤を、上記増圧器ピストンより後方の上記増圧器シリンダ、及び、上記プランジャより前方の上記プランジャシリンダに案内し、上記加圧された潤滑剤は、上記加圧された潤滑剤が上記増圧器シリンダに入ると上記増圧器ピストンを動かし、上記プランジャは上記潤滑剤を上記アキュムレータに大きい圧力で動かし且つ送り込むような構成にされる通路と、
上記アキュムレータから上記高圧の潤滑剤を解放し、それにより、上記潤滑剤が上記ノズルから少量で放出されるよう上記ノズルに流れる弁とを含む請求項１記載の組合せ体。
【請求項１０】
筐体と、
上記筐体内に位置付けられるスピンドルと、
上記筐体内において軸周りに回転するよう上記スピンドルを上記筐体内において支持し、上記スピンドル上に位置付けられ上記軸から離れるよう示され且つ上記軸に対し斜めにされるレースウェイを有するインナーレースと、上記筐体内に位置付けられ上記軸に向かうよう示され且つ上記軸に対し斜めにされ、上記インナーレースを囲むレースウェイを有するアウターレースと、上記レース間に位置付けられ上記レースウェイに接触する転動体とを含む減摩軸受と、
上記軸受の上記レースウェイ及び上記転動体を被覆する境界層膜の形である潤滑剤と、
上記筐体上に位置付けられ、上記軸受の上記転動体に方向付けられるオリフィスが設けられるノズルを有するインジェクタとを含み、
上記インジェクタは、作動されると、０．１ミリリットルを越えない微少量の潤滑剤を選択された間隔において上記軸受内に放出する能力を有し、各放出は、限られた継続時間であり、また、上記軸受内に上記潤滑剤を過度に堆積させることなく上記軸受内に上記潤滑剤を補充するのに十分である組合せ体。
【請求項１１】
上記インジェクタは、作動されると、０．００１乃至０．１ミリリットルの潤滑剤を、上記軸受の上記転動体に向けて放出する請求項１０記載の組合せ体。
【請求項１２】
上記潤滑剤は高性能グリースである請求項１０記載の組合せ体。
【請求項１３】
上記軸受の上記レースウェイはテーパ状にされ、上記軸に沿っての共通点においてそれぞれ頂点を有する円錐エンベロープ内に位置し、
上記軸受の上記転動体は、上記レースウェイに接触する側面、及び、大きい端面を有する円錐ころであり、
上記軸受は更に、上記テーパ状にされるレースウェイのうち１つのレースウェイの上記大きい端にあり、上記円錐ころの上記大きい端面が当るリブ面を有するスラストリブを含み、
上記潤滑剤は、上記リブ面を被覆する請求項１０記載の組合せ体。
【請求項１４】
上記インジェクタの上記ノズルは、上記円錐ころの上記小さい端に方向付けられる請求項１３記載の組合せ体。
【請求項１５】
上記レースウェイはアーチ状の断面を有し、
上記転動体は、上記第１のレース及び上記第２のレースの上記レースウェイが互いから軸方向にオフセットである領域において上記レースウェイに接して着座する玉であり、それにより、上記軸受はラジアル荷重及びアキシアル荷重を支える請求項１０記載の組合せ体。
【請求項１６】
上記インジェクタは、増圧器シリンダと、上記増圧器シリンダより直径が小さいプランジャシリンダと、上記プランジャシリンダ及び上記ノズルと連通するアキュムレータ室と、上記増圧器シリンダ内で可動である増圧器ピストンと、上記プランジャシリンダ内で可動であり、上記増圧器ピストンに接続され且つ上記増圧器ピストンと共に可動であるプランジャとを含む本体を更に含み、
上記本体は更に、加圧された潤滑剤を、上記増圧器ピストンより後方の上記増圧器シリンダ、及び、上記プランジャより前方の上記プランジャシリンダに案内し、上記加圧された潤滑剤は、上記加圧された潤滑剤が上記増圧器シリンダに入ると上記増圧器ピストン及び上記プランジャを動かし、上記プランジャは上記潤滑剤を上記アキュムレータに大きい圧力で送り込むような構成にされる通路と、
上記アキュムレータから上記高圧の潤滑剤を解放し、それにより、上記潤滑剤が上記ノズルから少量で放出されるよう上記ノズルに流れる弁とを含む請求項１０記載の組合せ体。
【請求項１７】
上記インジェクタは、
増圧器シリンダと、
上記増圧器シリンダより小さく、上記増圧器シリンダにつながるプランジャシリンダと、
潤滑剤源と連通し、上記増圧器シリンダから離れている方で上記プランジャシリンダにつながる供給通路と、
上記増圧器シリンダ内の増圧器ピストンと、
上記プランジャシリンダ内のプランジャと、
上記増圧器ピストン及び上記プランジャは、互いに接続され、上記プランジャが上記供給通路より上方に位置する収縮位置と上記プランジャが上記供給通路を越えて位置し上記供給通路を閉じる伸長位置との間で一致して可動であり、
加圧された空気源に連通し、上記増幅器ピストンより後方の上記増圧器シリンダに上記加圧された空気を入れて、上記増圧器ピストン及び上記プランジャをそれらの伸長位置に動かし、それにより、上記プランジャシリンダが上記潤滑剤を上記プランジャシリンダから上記ノズルに向けて送り出すようにするポートと、
上記プランジャシリンダと、上記ノズルの上記オリフィスとの間に位置付けられ、上記プランジャシリンダにおける上記潤滑剤が所定の圧力に到達した後にのみ上記潤滑剤を上記オリフィスに向けて解放する逆止弁とを含む本体を含む請求項１０記載の組合せ体。
【請求項１８】
回転軸を有し、上記軸から離れるよう示されるレースウェイを有するインナーレースと、上記インナーレースの上記レースウェイに向かうよう示されるレースウェイを有するアウターレースと、上記インナーレース及び上記アウターレースの上記レースウェイ間に位置付けられ上記レースウェイに接触する転動体とを含む減摩軸受を潤滑する方法であって、
限られた継続時間に亘って、０．１ミリリットルを越えない微少量の潤滑剤を選択される間隔において上記転動体に注入し、上記選択される間隔は、上記レースウェイ及び上記転動体に沿って境界層潤滑の膜を維持するのに十分に近いが、流体弾性力学膜を生成するには十分に近くない段階を含む方法。
【請求項１９】
各間隔において注入される上記潤滑剤の量は、０．００１ミリリットル乃至０．１ミリリットルである請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
上記潤滑剤は高性能グリースである請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
上記インナーレースの上記レースウェイはテーパ状にされ、上記軸に沿ってその頂点を有する円錐エンベロープ内に位置し、
上記アウターレースの上記レースウェイはテーパ状にされ、上記軸に沿って、上記インナーレースの上記レースウェイの上記エンベロープの上記頂点と同一の点において頂点を有する円錐エンベロープ内に位置し、
上記転動体は、上記レースウェイに接触する側面、及び、大きい端面を有する円錐ころであり、
上記軸受は更に、上記レースウェイのうち１つのレースウェイの上記大きい端に位置付けられ、上記円錐ころの上記大きい端が当るリブ面を有するスラストリブを含む請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
上記潤滑剤は、上記テーパ状にされるレースウェイの上記小さい端の領域において上記転動体に注入される請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
上記レースウェイはアーチ状の断面を有し、
上記転動体は玉である請求項１８記載の方法。
【請求項２４】
上記選択される間隔は異なってもよい請求項１８記載の方法。
【請求項２５】
上記選択される間隔は、少なくとも１つの動作パラメータに基づいて決定される請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
　上記選択される間隔は、複数の動作パラメータに基づいて決定される請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
上記少なくとも１つの動作パラメータは、実用温度を含む請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
上記少なくとも１つの動作パラメータは、上記転動体の回転速度を含む請求項２５記載の方法。
【請求項２９】
上記少なくとも１つの動作パラメータは、前回の潤滑剤注入に続く上記軸受の使用時間の一覧表を含む請求項２５記載の方法。
【国際調査報告】
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