(57)【要約】  【課題】軸受周方向の広い範囲から潤滑油を供給できるようにすることにより潤滑油を軸受全体に万遍なく行き渡らせるととともに、長期にわたり潤滑油を供給できる給油ユニットを備えた転がり軸受装置を提供することである。  【解決手段】給油ユニット１３を構成するケーシング２４に軸方向に区画された給油タンク３８と貯油タンク３９が設けられ、給油タンク３８に連通されたノズル穴４３の穴径が毛細管現象を生起し得る大きさに形成され、ポンプに接続された吸引チューブ５４が貯油タンク３９に連通され、前記ポンプの吐出口に接続された吐出チューブ５５が給油タンク３８を貫通し貯油タンク３９に連通され、給油タンク３８内の吐出チューブ５５に吐出開口が設けられ、給油タンク３８にノズル穴４３を封止するグリース等の潤滑油浸透体が収納された構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受、前記転がり軸受の外輪に当接された外輪間座及び前記外輪間座の内径面に設けられた給油ユニットにより構成され、前記給油ユニットはケーシングと、前記ケーシングを区画して形成されたタンク室及び制御室と、前記タンク室に連通し前記転がり軸受に向けて設けられたノズル穴を有するノズル部により構成され、前記制御室はポンプとその電源及び前記ポンプを制御する制御部により構成された転がり軸受装置において、前記タンク室は給油タンクと貯油タンクに区画され、前記ノズル穴は複数個所に設けられるとともに前記給油タンクに連通され、前記ポンプに接続された吸引チューブが前記貯油タンクに連通され、前記ポンプに接続された吐出チューブが前記給油タンクを貫通しその先端が貯油タンクに連通され、前記給油タンク内の吐出チューブに吐出開口が設けられたことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記ノズル穴は毛細管現象を生起し得る大きさに形成され、前記給油タンクに前記ノズル穴を封止する潤滑油浸透体が収納され、前記潤滑油浸透体から分離した潤滑油が前記ノズル穴の毛細管現象によってしみ出して転がり軸受へ供給される一方、前記ポンプの作用により貯油タンクの潤滑油が吸引チューブと吐出チューブを経て前記給油タンクへ補充され、その余の潤滑油は前記吐出チューブから貯油タンクへ戻され循環す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】
前記給油タンクと貯油タンクは、前記タンク室を給油タンクが転がり軸受側に配置されるように隔壁により軸方向に区画して設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記給油タンクが前記タンク室によって構成され、前記貯油タンクは前記給油タンクの内部に収納された柔軟な袋状タンクによって構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記袋状タンクが、潤滑油を充填した予備の袋状タンクと交換可能であることを特徴とする請求項４に記載の転がり軸受装置。
【請求項６】
前記給油タンク内部の全体に前記潤滑油浸透体を充填し、その潤滑油浸透体によって前記ノズル穴を封止したことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項７】
前記潤滑油浸透体がグリース又は多孔質体であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項８】
前記給油タンクのノズル穴の入口部分に小室を設け、その小室に前記潤滑油浸透体を充填しノズル穴を封止したことを特徴とする請求項６又は７に記載の転がり軸受装置。
【請求項９】
前記ノズル穴は、前記ケーシングの外径壁面から転がり軸受側へ突き出した環状のノズル部の前記給油タンクの範囲において、給油タンクから軸方向に貫通して設けられ、前記ノズル部を受け入れる段差部が前記転がり軸受の外輪肩部に設けられ、前記ノズル穴の先端が前記転がり軸受の内部に達していることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項１０】
前記貯油タンクに貫通された吐出チューブの先端にグリースの増ちょう剤をろ過するフィルターが装着されたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項１１】
前記ポンプと前記給油タンクの間において前記吐出チューブに逆止弁が設けられたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項１２】
前記制御室には、自己発電型の電源部、コンデンサ及びマイコンを搭載した制御部並びにポンプが設けられ、前記電源部によって発電された電力は、前記マイコンに供給されその駆動電源になるとともに前記コンデンサに蓄電され、コンデンサに蓄電された電力は前記マイコンの制御によりポンプに供給されることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の転がり軸受装置。
【請求項１３】
前記電源部は、前記内輪間座と外輪間座の温度差によって発電する熱電素子であることを特徴とする請求項１２に記載の転がり軸受装置。
【請求項１４】
前記ポンプの駆動が、前記コンデンサの充電電圧が一定値に達した時点で行われることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の転がり軸受装置。
【請求項１５】
前記ポンプの駆動が、前記コンデンサの充電電圧が一定値に達した時点から所定の遅延時間が経過した時点で行われることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の転がり軸受装置。
【請求項１６】
前記ポンプの駆動が、前記コンデンサの充電電圧が一定値に達した時点で放電するサイクルを所定回数繰り返した時点で行われることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機スピンドル等の転がり軸受装置に関し、特に無給電型給油ユニットを備えた転がり軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無給電型給油ユニットを備えた軸受装置は従来から知られている（特許文献１参照）。この場合の軸受装置は、シールリングの内側面に給油ユニットを装着している。前記給油ユニットは、潤滑油を溜めたタンク、前記タンクの潤滑油を軸受内部に吐出させるマイクロポンプ（以下単にポンプという。）及び前記ポンプを駆動する内部電源（発電機又は電池）により構成される。潤滑油はポンプの吐出口から軸受内部に向けて吐出される。特許文献２に開示された軸受装置も同様の給油ユニットを備えている。
【０００３】
前記従来例は、いずれも給油ユニットの内部電源を有するため外部からの給電を必要としない無給電型となっている。また内部電源によって駆動されるポンプとしては、ダイヤフラム型のものが用いられている。このポンプは圧電素子によってダイヤフラムを振動させ、その振動による圧力変化によって潤滑油をタンクから吸引し、吸引した潤滑油を加圧して転動体に向けて吐出させる機能を有する。
【０００４】
また、転がり軸受と、これに隣接して位置決め用として軸上に嵌合された内外輪間座と、その内外輪間座の間に組み込まれたグリース溜まり部材とからなる軸受装置も従来から知られている（特許文献３）。前記のグリース溜まり部材は、軸受側へ延び出したすき間形成部を有し、そのすき間形成部と軸受外輪の段差面との間に全周に渡る吐出すき間が形成されている。
【０００５】
前記のグリース溜まり部材に封入されたグリースから軸受の温度上昇に伴って潤滑油（基油）が分離され、分離された潤滑油は吐出すき間における毛細管現象によって軸受内部に供給される。この場合はポンプを用いることなく潤滑油を軸受側へ供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０８３８８号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６７０７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２の場合は、給油ユニットに設けられる吐出口の数は、ポンプが小型であることから能力が制限される関係上１個所であり、その１個所から潤滑油が供給される。このため、潤滑油が軸受全体に均等に行き届き難い問題がある。
【０００８】
これに対し、特許文献３の場合は、ポンプを用いておらず、毛細管現象等によって軸受の全周に設けた吐出すき間から潤滑油を供給することができるため、軸受全体に万遍なく給油することができる。ただし、長期にわたり潤滑油を供給するためには、グリースの量を増やす必要がある。
【０００９】
しかし、グリースの量を増やすと吐出すき間から離れた部分にあるグリースから分離した潤滑油は吐出すき間まで届き難くなる。このため、グリースの量を増やすだけでは長期にわたり潤滑油を供給することはできない問題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、軸受周方向の広い範囲から潤滑油を供給できるようにすることにより潤滑油を軸受全体に万遍なく行き渡らせるとともに、長期にわたり潤滑油を供給することができる給油ユニットを備えた転がり軸受装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、この発明に係る転がり軸受装置は、転がり軸受、前記転がり軸受の外輪に当接された外輪間座及び前記外輪間座の内径面に設けられた給油ユニットにより構成され、前記給油ユニットは環状のケーシングと、前記ケーシングを周方向２個所のケーシング隔壁によって区画形成されたタンク室及び制御室と、前記タンク室に連通し前記転がり軸受の内部に向けて設けられた複数個所のノズル穴を有するノズル部とにより構成され、前記制御室はポンプとその電源及び前記ポンプを制御する制御部により構成された転がり軸受装置において、前記タンク室は給油タンクと貯油タンクに区画され、前記ノズル穴は複数個所に設けられるとともに前記給油タンクに連通され、前記ポンプに接続された吸引チューブが前記貯油タンクに連通され、前記ポンプに接続された吐出チューブが前記給油タンクを貫通しその先端が貯油タンクに連通され、前記給油タンク内の吐出チューブに吐出開口が設けられた構成としたものである。
【００１２】
前記ノズル穴は毛細管現象を生起し得る大きさに形成され、前記給油タンクに前記ノズル穴を封止する潤滑油浸透体が収納され、前記潤滑油浸透体から分離した潤滑油が前記ノズル穴から毛細管現象によってしみ出して転がり軸受に供給される一方、前記ポンプの作用により貯油タンクの潤滑油が吸引チューブと吐出チューブを経て前記給油タンクへ補充され、その余の潤滑油は前記吐出チューブから貯油タンクへ戻され循環する。
【００１３】
前記給油タンクと貯油タンクは、前記タンク室を給油タンクが転がり軸受側に配置されるように隔壁により軸方向に区画して設けられた構成を採ることができる。
【００１４】
前記給油タンクは前記タンク室によって構成され、前記貯油タンクは前記給油タンクの内部に収納された柔軟な袋状タンクによって構成することができる。
【００１５】
前記給油タンク内部の全体に前記潤滑油浸透体を充填し、その潤滑油浸透体によって前記ノズル穴を封止した構成を採ることができる。
【００１６】
前記給油タンクのノズル穴の入口部分に小室を設け、その小室に前記潤滑油浸透体を充填しノズル穴を封止した構成を採ることができる。
【００１７】
前記貯油タンクに貫通された吐出チューブの先端にグリースの増ちょう剤をろ過するフィルターが装着された構成を採ることができる。
【００１８】
前記ポンプの電源は、前記内輪間座と外輪間座の温度差によって発電する熱電素子である構成を採ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
（１）貯油タンク内の潤滑油が消費されるまで、長期にわたり転がり軸受を無給脂運転することができる。
【００２０】
（２）貯油タンクから給油タンクに補充される潤滑油は、グリースなどの潤滑油浸透体に浸透捕捉され、その上で温度変化によって分離したものをノズル穴から毛細管現象によってしみ出させるものであるから、適量な潤滑油を長期にわたり軸受側へ供給することができる。
【００２１】
（３）給油タンクから軸受側へ供給された分量に応じた量の潤滑油が貯油タンクから補充され、その余の潤滑油は貯油タンクに戻され循環するので、給油タンクに潤滑油が過剰供給されることがない。
【００２２】
（４）潤滑油は、給油タンクに連通されたノズル穴から毛細管現象によって軸受側へしみ出させるものであるから、ノズル穴を周方向の数個所に設けることができ、潤滑油を軸受の周方向に万遍なく供給することができる。
【００２３】
（５）吐出チューブの先端に増ちょう剤をろ過するフィルターを設けることにより、貯油タンク内の潤滑油の粘度の上昇を抑えることができ、ポンプに過負荷をかけることを防止することができる。
【００２４】
（６）貯油タンクを袋状タンクによって構成した場合、内部の潤滑油を最後まで吸引することができる。また予め潤滑油を充填した他の袋状タンクと交換ができるため、取り扱いが良好である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施形態１の転がり軸受装置の一部省略断面図である。
【図２】図２は、図１のＸ１−Ｘ１線の縮小断面図である。
【図３】図３は、図２の一部拡大断面図である。
【図４】図４は、図２のＸ２−Ｘ２線の一部省略断面図である。
【図５】図５は、制御部のブロック図である。
【図６】図６は、実施形態１の概略説明図である。
【図７】図７は、逆止弁を取り付ける場合の図１の一部拡大断面図である。
【図８】図８は、ポンプの駆動タイミングを示す波形図である。
【図９】図９は、ポンプの駆動タイミングの他の例を示す波形図である。
【図１０】図１０は、ポンプの駆動タイミングの他の例を示す波形図である。
【図１１】図１１は、実施形態２の転がり軸受装置の一部省略断面図である。
【図１２】図１２は、図１１のＸ３−Ｘ３線の縮小断面図である。
【図１３】図１３は、図１２のＸ４−Ｘ４線の一部省略断面図である。
【図１４】図１４は、袋状タンクの他の例を示す一部省略拡大断面図である。
【図１５】図１５は、実施形態２の概略説明図である。
【図１６】図１６は、実施形態３の転がり軸受装置の一部省略断面図である。
【図１７】図１７は、図１６のＸ５−Ｘ５線の縮小断面図である。
【図１８】図１８は、図１７のＸ６−Ｘ６線の断面図である。
【図１９】図１９は、実施形態３の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００２７】
図１から図１０に示した実施形態１に係る転がり軸受装置１０は、転がり軸受１１、その軸方向の一端部に突き当てられた位置決め用の間座１２及び間座１２に組み込まれた給油ユニット１３により構成され、工作機スピンドル等の回転軸１４とハウジング１５の間に組み込んで使用に供される。
【００２８】
転がり軸受１１（図示の場合は、アンギュラ玉軸受）は、軌道輪である内輪１７、外輪１８及びこれらの軌道輪の間に介在された所要数の転動体１９、その転動体１９を一定間隔に保持する保持器２０により構成される。図示の場合、外輪１８が固定側軌道輪となる。軸受の背面側において内外輪１７、１８の間にシール部材２１が装着される。
【００２９】
間座１２は、内輪間座２２と外輪間座２３とからなり、転がり軸受１１の正面側に配置される。内輪間座２２及び外輪間座２３は、それぞれ内輪１７及び外輪１８の一方の端面に突き当てられる。内輪間座２２は回転軸１４の外径面に、外輪間座２３はハウジング１５の内径面にそれぞれ嵌合固定される。
【００３０】
前記の給油ユニット１３は、外輪間座２３の内径面に取り付けられた環状樹脂製のケーシング２４とその内部に収納された諸部材とにより構成される。ケーシング２４は、外輪間座２３の内径面に設けた浅い周溝２５に溜めた接着剤によって外輪間座２３の内径面に接着固定される。
【００３１】
ケーシング２４は、内周壁２６と外周壁２７、転がり軸受１１側の内側壁２８により三壁面が形成され、外側面が開放されている。その開放面に環状の蓋２９が着脱自在に取り付けられる。外周壁２７と内側壁２８のコーナー部に軸受１１側へ突き出した環状のノズル部３１が全周にわたり設けられる。ノズル部３１は外輪１８の内径面の肩部に設けられた段差部３２に組み込まれる。
【００３２】
ケーシング２４の内部は次のように区画されている。即ち、図２に示したように、周方向の２個所において、ケーシング２４の内周壁２６と外周壁２７にわたる径方向のケーシング隔壁３３、３４が設けられる。ケーシング２４はこれらのケーシング隔壁３３、３４によって半周強の範囲を占めるタンク室３５と、残りの範囲の制御室３６に区画される。
【００３３】
タンク室３５は、前記ケーシング隔壁３３、３４間にわたる周方向のタンク隔壁３７（図１参照）によって転がり軸受１１の給油タンク３８と、蓋２９側の貯油タンク３９に区画される。タンク室３５の内周壁２６と外周壁２７の対向内面には位置決め段差部４０ａ、４０ｂが設けられ、タンク隔壁３７が位置決めされる。
【００３４】
前記ノズル部３１は、その内径面に転動体１９に対向した傾斜面４１を有し、その傾斜面４１から給油タンク３８の外周壁２７と内側壁２８のコーナー部にわたり軸方向のノズル穴４３が設けられ、給油タンク３８に連通される。ノズル穴４３の穴径は潤滑油が毛細管現象によって通過し得るよう潤滑油の粘度等を考慮し適宜設定される。ノズル穴４３は給油タンク３８の全長にわたり均等に分散する間隔で複数個所（図２、図４参照）に設けられる。
【００３５】
前記の制御室３６の内部においては、図２に示したように、一方のケーシング隔壁３３に近い部分に自己発電型の電源部４５、次に制御部４６、他方のケーシング隔壁３４に接近した部分にポンプ４７が配置される。
【００３６】
電源部４５は、図３に示したように、ゼーベック素子等の熱電素子４８を熱伝導良好な金属（例えば、銅、銅合金）によって形成されたヒートシンク４９ａ、４９ｂによって挟着したものである。ヒートシンク４９ａの内径面は内周壁２６の内径面と同一の曲率半径を持ち、またヒートシンク４９ｂの外径面は外周壁２７の外径面と同一の曲率半径を持つように形成される。
【００３７】
前記ヒートシンク４９ａはケーシング２４の内周壁２６の穴からその内径面に露出し、内輪間座２２に回転すき間をおいて対面する。他方のヒートシンク４９ｂは外周壁２７の穴からその外径面に露出し、外輪間座２３の内径面に密着する。両方のヒートシンク４９ａ、４９ｂは同一体積を持つように形成することが望ましい。
【００３８】
熱電素子４８の径方向の両面と各ヒートシンク４９ａ、４９ｂの間、ヒートシンク４９ｂの外径面と外輪間座２３の内径面の間と、各ヒートシンク４９ａ、４９ｂとケーシング２４の内周壁２６と外周壁２７との境界部分にそれぞれ熱伝導率の高いペースト（例えば、シリコーンを主成分と放熱グリースなど）５１を塗布することが熱伝導性を高めるうえで望ましい。
【００３９】
運転時においては、転がり軸受１１の内輪１７が外輪１８に対して高温となり、内輪１７の熱が内輪間座２２に伝導され、内輪間座２２から熱放射によりヒートシンク４９ａが加熱される。これに対し、ヒートシンク４９ｂ側は、外輪間座２３を介してハウジング１５側の相対的に低い温度に維持される。外輪間座２３が内輪１７の熱の影響を受けないようにするために、ケーシング２４を樹脂製にすることは、内輪１７及び内輪間座２２から外輪間座２３に放熱される熱を遮断する上で望ましい。但し、グリースの基油によるケミカルアタックを受けない素材を選定する。
【００４０】
前記電源部４５によって発電される電力は転がり軸受の温度に依存するため不安定である。これを解消するため、前記の電力は制御部４６に搭載されたコンデンサ５２（望ましくは、電気二重層キャパシタ）（図５参照）に充電される。その充電された電力がポンプ４７の駆動電源となる。ポンプ４７は、遠心型、ダイヤフラム型、ギヤポンプ型等のマイクロポンプであり、コンデンサ５２に充電された電力は、制御部４６上のマイコンよって適宜制御され、ポンプ４７に供給される。
【００４１】
ポンプ４７の吸引・吐出を行うタイミング、即ち駆動タイミングはマイコン５３により制御される。図８に示した制御方法は、コンデンサ５２の充電電圧が放電電圧Ｖ０から一定の設定電圧Ｖ１に達した時点でタイミングパルスＰを発生させ、ポンプ４７を駆動させる方法である。
【００４２】
図９に示した制御方法は、コンデンサ５２の充電電圧が放電電圧Ｖ０から一定の設定電圧Ｖ１に達した時点からマイコン５３に内蔵されたタイマー機能により所定の遅延時間Ｔが経過した時点でタイミングパルスＰを発生させ、ポンプ４７を駆動させる方法である。
【００４３】
図１０に示した制御方法は、コンデンサ５２の充電電圧が放電電圧Ｖ０から一定の設定電圧Ｖ１に達すると放電させるという空放電のサイクルを繰り返し、その繰り返し数をマイコン５３に内蔵されたカウンターによりカウントし、所定数に達した時点でタイミングパルスＰを発生させ、ポンプ４７を駆動させる方法である。
【００４４】
前記いずれの制御方法による場合であっても、タイミングパルスＰの発生によりポンプ４７の駆動回路のゲートが開かれ、コンデンサ５２の放電電流がポンプ４７に供給される。これによりポンプ４７が間欠的に駆動され、その間欠駆動を一定時間繰り返すことで所定量の潤滑油の吸引・吐出が行われる。この場合、ポンプ４７の駆動に必要な十分長い放電時間を得るために、コンデンサ５２としては大きい静電容量をもち、蓄電効率の優れた電気二重層キャパシタを用いることが望ましい。
【００４５】
前記ポンプ４７の吸引口に吸引チューブ５４、吐出口に吐出チューブ５５が接続される（図１、図４、図６参照）。吸引チューブ５４は、ケーシング隔壁３４を液密を保持して貫通され貯油タンク３９の内部に連通される。吸引チューブ５４の先端は、他方のケーシング隔壁３３の近傍まで達する。
【００４６】
吐出チューブ５５はケーシング隔壁３４を液密を保持して貫通され、給油タンク３８に挿通される。給油タンク３８を通過して他方のケーシング隔壁３３の近傍において、その先端部がタンク隔壁３７を液密を保持して貫通され、貯油タンク３９に連通される（図４参照）。貯油タンク３９の内部において、吐出チューブ５５の先端部は開放のままでもよいが、増ちょう剤などをろ過するフィルター５８を装着することが望ましい。
【００４７】
前記の吸引チュープ５４及び吐出チューブ５５には、それぞれ長さ方向に所定の間隔をおいて吸引開口５６及び吐出開口５７が複数個所に設けられる。貯油タンク３９の潤滑油は吸引開口５６から吸引され、吐出開口５７から給油タンク３８に吐出される（図６参照）。
【００４８】
実施形態１の軸受装置は以上のようなものであり、次にその作用について説明する。
【００４９】
工作機スピンドルを駆動するに際して、転がり軸受装置１０の給油タンク３８には潤滑油浸透体６６（例えば、グリース、多孔質体、図６参照）が封入され、貯油タンク３９には潤滑油が充填される。潤滑油浸透体６６は給油タンク３８の内側からノズル穴４３を封止し、潤滑油が直接ノズル穴４３から吐出されないようしている。転がり軸受１１の内部には予めグリースが封入される。
【００５０】
前記の多孔質体としては、焼結金属、フェルトのほか、天然、樹脂製又はゴム製のスポンジがある。潤滑油浸透体６６として多孔質体を用いる場合は、これを給油タンク３８の内部に潤滑油とともに封入し、多孔質体に潤滑油を浸透させておく。
【００５１】
工作機スピンドルの運転が継続され、転がり軸受１１の内部のグリースの潤滑油（基油）が減少すると、給油タンク３８内に封入されたグリース等の潤滑油浸透体６６から温度上昇に伴って分離した潤滑油が毛細管現象によってノズル穴４３からしみ出し、軸受１１の内部に供給される。潤滑油浸透体６６に浸透された潤滑油は、軸受１１側へ供給されることにより運転時間の経過とともに次第に減少する。
【００５２】
一方、内輪１７側の温度が外輪１８側の温度より相対的に高温になると、内輪間座２２、外輪間座２３に対応したヒートシンク４９ａ、４９ｂに温度差が生じ、電源部４５である熱電素子４８において電力が発生しコンデンサ５２に充電される（図５、図７から図１０参照）。マイコン５３によって制御された電力がコンデンサ５２からポンプ４７に供給され、ポンプ４７が駆動される。また、熱電素子４８の電力の一部はマイコン５３の駆動電源としてマイコン５３に入力される。
【００５３】
ポンプ４７が駆動されると、図６に示したように、吸引チューブ５４の吸引開口５６から貯油タンク３９内の潤滑油が吸引され、吸引された潤滑油の一部は吐出チューブ５５の吐出開口５７から給油タンク３８内に補充される。補充された潤滑剤は潤滑油浸透体６６に浸透・保持され、その後の温度上昇によって分離しノズル穴４３の毛細管現象によって軸受１１側へしみ出す。
【００５４】
軸受１１側においては、予め封入されたグリースが回転による遠心力でノズル穴４３の出口近傍に付着する。ノズル穴４３の内部の潤滑油は転動体１９の自転や公転による空気流によりノズル穴４３の近傍に付着したグリースに補給され、そのグリースが転動体１９や保持器２０に接触することで潤滑が行われる。
【００５５】
一方、吐出チューブ５５に残った潤滑油は、その先端から貯油タンク３９に戻り、以後前記のルートで循環する。その循環の途中で給油タンク３８への補充を行うことで、長期にわたり軸受１１の無給脂運転が可能となる。
【００５６】
給油タンク３８の内部において吐出チューブ５５の吐出開口５７からグリースの増ちょう剤が浸入することが考えられるが、浸入した増ちょう剤はフィルター５８によってろ過されるので、貯油タンク３９内の潤滑油に混入することが避けられる。フィルター５８が無い場合は、貯油タンク３９の潤滑油の粘度が上昇し、ポンプ４７の流路を閉鎖する原因となる。
【００５７】
また、図７に示したように、ポンプ４７と給油タンク３８の間において、吐出チューブ５５の途中に逆止弁５９を取り付ける場合がある。逆止弁５９は弁ケース６１の内部に収納した弁体６２によって、潤滑油の吐出方向とは逆方向に流路を閉塞するように付勢バネ６３を設けている。ポンプ４７が停止中は吐出チューブ５５端を弁体６２によって閉塞し、ポンプ４７の駆動時にはその圧力によって付勢バネ６３のバネ力に打ち勝って弁体６２を後退させ、吐出チューブ５５を開放する。
【００５８】
前記の逆止弁５９は、ポンプ４７の停止時に次のようなルートで潤滑油が給油タンク３８内へ流出するのを防止する。即ち、給油ユニット１３の姿勢によっては、貯油タンク３９内の潤滑油が自重又は毛細管現象により、ポンプ４７の吸引口、インペラの流路、ポンプケースの流路及びポンプ４７の吐出口に至るルートによって、意図しないときに潤滑油が給油タンク３８内へ流出することを防止する。
【００５９】
なお、図示の場合、回転軸１４として横型のものとして示しているが、縦型の場合においても本発明の軸受装置を適用することができる。この点は以下に述べる他の実施形態の場合においても同様である。
[実施形態２]
【００６０】
図１１から図１５に示した実施形態２に係る転がり軸受装置１０は、基本的には前記の実施形態１の場合と同様である。相違する部分は、ケーシング２４のタンク室３５における給油タンク３８と貯油タンク３９の区画の仕方にある。実施形態１の場合は、タンク隔壁３７によって両者を軸方向に区画していたが、この実施形態２においては、このような隔壁を設けることなく、タンク室３５をそのまま給油タンク３８としている。給油タンク３８には前記の潤滑油浸透体６６が封入される（図１５参照）。
【００６１】
貯油タンク３９は、軟質プラスチック、ゴム等の柔軟な素材からなる細長い不透水性の袋状タンク６４によって構成され、給油タンク３８内の潤滑油浸透体６６の内部に埋め込まれる。給油タンク３８の内容積は貯油タンク３９の容積分だけ小さくなる。その袋状タンク６４のポンプ４７側の端部に吸引チューブ５４が差し込まれ（図１３参照）、その吸引チューブ５４は袋状タンク６４の先端部まで延びている。
【００６２】
吐出チューブ５５は給油タンク３８の内部を貫通し、その先端部が袋状タンク６４の先端部に差し込まれ、袋状タンク６４の内部に開放されている。袋状タンク６４の内部において吐出チューブ５５の先端に前述のフィルター５８又は逆止弁５９を装着してもよい。
【００６３】
前記吸引チューブ５４及び吐出チューブ５５にそれぞれ所要間隔で吸引開口５６及び吐出開口５７を設ける点、その他の構成は実施形態１の場合と同様であるのでその説明を省略する。
【００６４】
図１４は前記袋状タンク６４の潤滑油が減少した場合に、潤滑油を満たした他の同様の袋状タンク６４と交換できるようにしたものである。即ち、袋状タンク６４の基部（ポンプ４７に近い方の端部）、及び先端部の側面にそれぞれ袋状タンク６４の内外に貫通した継手６７、６８を設けている。継手６７、６８は別部材のものを接着等で固定してもよいが、成形により袋状タンク６４の所定位置に一体に設けてもよい。
【００６５】
吸引チューブ５４は、袋状タンク６４の内部において前記継手６７の内端部に接続された内部チューブ５４ａと、外部において同じ継手６７の外端部に接続された外部チューブ５４ｂに分けられる。外部チューブ５４ｂは、ケーシング２４を液密を保持して貫通し、ポンプ４７の吸引口に接続される。内部チューブ５４ａに前記の吸引開口５６が設けられる。吐出チューブ５５は、その先端部が前記の継手６８に接続され、継手６８を経て袋状タンク６４に連通される。他の構造は前述の場合と同様である。
【００６６】
前記の袋状タンク６４を交換する場合は、継手６７の部分で外部チューブ５４ｂを外し、さらに継手６８の部分で吐出チューブ５５を外して袋状タンク６４を取り外す。新規の袋状タンクは、外したチューブ５４ｂ、５５をそれぞれ継手６７、６８に接続することにより取り付けられる。
【００６７】
実施形態２の転がり軸受装置は、以上のようなものであり、その作用は実施形態１の場合と実質的に同様であるが、この場合は柔軟な袋状タンク６４を使用しているため、潤滑油を満たした他の同様の袋状タンクと容易に交換することができる。また、袋状タンク６４は素材が柔軟であるので、ポンプ４７の吸引により容易に変形し、押しつぶされて平たくなるので、内部の潤滑油を最後まで吸引することができる。
[実施形態３]
【００６８】
図１６から図１９に示した実施形態３も基本的な構成は実施形態１と同様である。相違する点は、タンク隔壁３７が給油タンク３８側に片寄って設けられ、貯油タンク３９に比べて給油タンク３８の内容積が小さくなっている点、その給油タンク３８に連通したノズル穴４３の入口部分、即ち給油タンク３８の内壁面に小室６５が設けられる点、その小室６５に前記の潤滑油浸透体６６が収納されている点等において相違している。ノズル穴４３の入口は前記潤滑油浸透体６６によって給油タンク３８の内側から封止される。使用時においては、給油タンク３８及び貯油タンク３９に共に潤滑油が充填される。その他の構成は実施形態１の場合と同様である。
【００６９】
給油タンク３８においてノズル穴４３を封止するのに必要な最小範囲である小室６５に潤滑油浸透体６６を収納し、給油タンク３８のその他の部分には潤滑油を封入している。潤滑油はポンプ４７によって加圧されるので、潤滑油浸透体６６に対して浸透し易く、また潤滑油浸透体６６から分離した潤滑油がノズル穴４３側へしみ出し易くなっている。
【００７０】
.
ポンプ４７が駆動されると、貯油タンク３９内の潤滑油が吸引チューブ５４によってポンプ４７側へ吸引され、吐出チューブ５５から給油タンク３８内へ補充される。軸受１１側へ補充されなかった残りの潤滑油は吐出チューブ５５の先端から貯油タンク３９内に戻され、以後前記のルートで循環する。
【００７１】
給油タンク３８内の潤滑油はポンプ４７によって加圧され、各ノズル穴４３を封止している潤滑油浸透体６６に浸透保持される。浸透保持された潤滑油は温度変化によって分離し、ノズル穴４３の毛細管現象によってしみ出し軸受１１側へ供給される。
【符号の説明】
【００７２】
１０  転がり軸受装置
１１  転がり軸受
１２  間座
１３  給油ユニット
１４  回転軸
１５  ハウジング
１６  間座
１７  内輪
１８  外輪
１９  転動体
２０  保持器
２１  シール部材
２２  内輪間座
２３  外輪間座
２４  ケーシング
２５  周溝
２６  内周壁
２７  外周壁
２８  内側壁
２９  蓋
３１  ノズル部
３２  段差部
３３、３４  ケーシング隔壁
３５  タンク室
３６  制御室
３７  タンク隔壁
３８  給油タンク
３９  貯油タンク
４０ａ、４０ｂ  位置決め段差部
４１  傾斜面
４３  ノズル穴
４５  電源部
４６  制御部
４７  ポンプ
４８  熱電素子
４９ａ、４９ｂ  ヒートシンク
５１  ペースト
５２  コンデンサ
５３  マイコン
５４  吸引チューブ
５４ａ  内部チューブ
５４ｂ  外部チューブ
５５  吐出チューブ
５６  吸引開口
５７  吐出開口
５８  フィルター
５９  逆止弁
６１  弁ケース
６２  弁体
６３  付勢バネ
６４  袋状タンク
６５  小室
６６  潤滑油浸透体
６７、６８  継手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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