(57)【要約】【課題】潤滑油を効率よく軌道面に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。【解決手段】転がり軸受装置１０が備えている給油ユニット４０は、内輪２１と外輪２２との間に形成される環状空間１１に潤滑油３を供給するポンプ４３を含み、この環状空間１１と隣接して設けられている。ポンプ４３は、外輪２２が有する外輪軌道溝２６側に向かって潤滑油３を吐出する吐出口を先端に有するニードル状のノズル５０を備えている。ノズル５０の先端が、外輪軌道溝２６に隣接する肩部内周面に接触している、又は、当該肩部内周面に微小隙間を有して接近して設けられている。【選択図】      図１
2016023757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に軌道面を有する内輪、内周に軌道面を有する外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在し前記軌道面を転動する複数の転動体、及び、複数の前記転動体を周方向に並べて保持する保持器を有している軸受部と、
前記内輪と前記外輪との間に形成される環状空間に潤滑油を供給するポンプを有していると共に、当該環状空間と隣接して設けられている給油ユニットと、
を備え、
前記ポンプは、前記内輪と前記外輪との内の回転しない固定側の軌道輪が有する前記軌道面側に向かって潤滑油を吐出する吐出口を先端に有するニードル状のノズルを備え、
前記ノズルの先端が、前記軌道面に隣接する周面に接触している、又は、前記軌道面に隣接する周面に微小隙間を有して接近して設けられていることを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
前記周面には、前記軌道面と連続する溝が形成されており、
前記溝には、前記ノズルの少なくとも先端が収容されている請求項１に記載の転がり軸受装置。
【請求項３】
前記溝は、前記周面のうち前記保持器と半径方向で対向する領域を含む範囲に形成されており、
前記ノズルは、前記溝からはみ出ることがないようにして、当該溝の長手方向に沿って当該溝に収容されている請求項２に記載の転がり軸受装置。
【請求項４】
前記吐出口の軸方向についての開口位置は、前記保持器の軸方向端面よりも前記転動体側である請求項１〜３のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項５】
前記固定側の軌道輪の前記周面には、前記吐出口よりも軸方向外側の位置に、半径方向に突出している突出部が設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項６】
前記周面は、前記軌道面に向かうにしたがって直径が拡大する傾斜面を有している請求項１〜５のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項７】
前記周面と前記軌道面との境界部に、前記潤滑油を溜めるリセス部が形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項８】
前記周面の内の前記吐出口よりも軸方向外側の領域に、前記潤滑油に対して撥油性を有する撥油部が設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項９】
前記周面の内の前記吐出口よりも前記軌道面側の領域に、前記潤滑油に対して親油性を有する親油部が設けられている請求項１〜８のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項１０】
前記ノズルは、先細り形状である請求項１〜９のいずれか一項に記載の転がり軸受装置。
【請求項１１】
回転部品の給油必要部位に隣接して設けられ当該給油必要部位に対して潤滑油を供給する給油ユニットであって、
前記給油必要部位に潤滑油を供給するポンプを備え、
前記ポンプは、前記給油必要部位に向かって潤滑油を吐出する吐出口を先端に有するニードル状のノズルを備え、
前記ノズルの先端が前記給油必要部位に隣接する面に接触している、又は、前記ノズルの先端が前記給油必要部位に隣接する面に微小隙間を有して接近して設けられていることを特徴とする給油ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微量な潤滑油を軸受部に供給する供給ユニットを備えた転がり軸受装置、及び、微量な潤滑油を転がり軸受等の回転部品に対して供給する給油ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば工作機械の主軸用軸受として、転がり軸受が用いられており、また、その潤滑性を確保するために、オイルエア潤滑が採用されたものがある（例えば、特許文献１参照）。しかし、オイルエア潤滑の場合、エア消費によるランニングコストが高くなり、また、オイルエア供給装置及びエアクリーンユニット等の付帯設備が必要であり、設備コストが高くなることがある。
【０００３】
転がり軸受へ給油を行うための他の手段として、給油ユニットを組み込んだ軸受装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この軸受装置では、内輪と外輪との内の固定側の軌道輪（固定輪）に、環状の給油ユニットが装着されており、転がり軸受と給油ユニットとが一体となっている。給油ユニットは、潤滑油を溜めるタンク、及びこのタンク内の潤滑油を内輪と外輪との間の環状空間に吐出するポンプ等を備えている。
【０００４】
ポンプから吐出させる潤滑油は微量であり、また、ポンプの動作を制御することにより潤滑油の吐出量が調整される。潤滑油はポンプによって油滴として間欠的に（時間をあけて）吐出され、一回の動作でポンプから吐出させる潤滑油は、例えば数ピコリットルから数百ナノリットル程度である。
このような給油ユニットを転がり軸受と共に備えている軸受装置によれば、内輪と外輪との間に形成される環状空間に微量な潤滑油を吐出することができ、吐出した潤滑油が内輪及び外輪の軌道面及び転動体に付着し、転がり軸受の潤滑が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−５８０９１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のような給油ユニットを備えている軸受装置において、例えば、外輪が軸受ハウジングに固定されており、内輪が回転軸と一体回転する場合、転動体及び保持器も内輪と同方向に回転する。
このため、内輪と外輪との間に形成される環状空間に存在する気体には、保持器の回転方向と同方向の渦流が発生する。このような渦流が発生する環状空間に前記のような微量な潤滑油を吐出すると、その微量な潤滑油は前記渦流の影響を受け、軌道面及び転動体に到達することができない場合がある。つまり、微量な潤滑油の軌道面への到達が、環状空間における環境によって阻害され、期待とおりに潤滑油を軌道面に供給することが困難となる場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、潤滑油を効率よく軌道面（給油必要部位）に供給することができる転がり軸受装置及び給油ユニット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】
【０００８】
本発明の転がり軸受装置は、外周に軌道面を有する内輪、内周に軌道面を有する外輪、前記内輪と前記外輪との間に介在し前記軌道面を転動する複数の転動体、及び、複数の前記転動体を周方向に並べて保持する保持器を有している軸受部と、前記内輪と前記外輪との間に形成される環状空間に潤滑油を供給するポンプを有していると共に、当該環状空間と隣接して設けられている給油ユニットとを備え、前記ポンプは、前記内輪と前記外輪との内の回転しない固定側の軌道輪が有する前記軌道面側に向かって潤滑油を吐出する吐出口を先端に有するニードル状のノズルを備え、前記ノズルの先端が、前記軌道面に隣接する周面に接触している、又は、前記軌道面に隣接する周面に微小隙間を有して接近して設けられている。
【０００９】
本発明では、潤滑油を吐出するノズルの先端が、固定側の軌道輪が有する軌道面に隣接する周面に接触している、又は、固定側の軌道輪が有する軌道面に隣接する周面に微小隙間を有して接近して設けられている。このため、ノズル（吐出口）から吐出された微量な潤滑油は、前記周面をつたって軌道面へ流れやすくなり、内輪と外輪との間の環状空間の環境による影響を受けにくくすることが可能となる。この結果、潤滑油を効率よく軌道面に供給することができる。
【００１０】
なお、前記ノズルの先端が、軌道面に隣接する周面に微小隙間を有して接近して設けられている場合、この微小隙間は、ノズルの先端（吐出口）から吐出されかつ当該先端に付着している潤滑油の油滴が、前記周面に接触可能となる隙間である。
【００１１】
また、前記周面には、前記軌道面と連続する溝が形成されており、前記溝には、前記ノズルの少なくとも先端が収容されているのが好ましい。
この構成によれば、ノズルの先端から吐出された潤滑油は、溝に誘導されて軌道面に流れやすくなる。つまり、潤滑油をより確実に軌道面に供給することが可能となる。
また、前記溝は、前記周面のうち前記保持器と半径方向で対向する領域を含む範囲に形成されており、前記ノズルは、前記溝からはみ出ることがないようにして、当該溝の長手方向に沿って当該溝に収容されているのが好ましい。
この場合、固定輪と保持器との間の半径方向の隙間が小さい場合であっても、溝に沿ってノズルを設けることが可能となる。また、保持器を固定側の軌道輪の周面に摺接させることが可能となり、保持器をこの軌道輪によって案内することができる。
【００１２】
また、内輪と外輪との間の環状空間に気体が存在する場合、転動体及び保持器が回転すると、この気体に渦流が発生し、これにより、保持器の軸方向外側の端面付近を境界とするエアカーテンが生じる。仮に吐出口の開口位置が、保持器の軸方向外側の端面よりも更に外側である場合、吐出口から吐出された潤滑油の油滴の軸受内部への浸入が、前記エアカーテンにより阻害される。
そこで、前記吐出口の軸方向についての開口位置は、前記保持器の軸方向端面よりも前記転動体側であるのが好ましく、この構成によれば、吐出された油滴はエアカーテンの影響を受けにくく、軌道面に到達しやすい。
【００１３】
また、前記固定側の軌道輪の前記周面には、前記吐出口よりも軸方向外側の位置に、半径方向に突出している突出部が設けられているのが好ましい。
この構成によれば、吐出口から吐出された潤滑油が、仮に軸方向外側に流れても、突出部によりその流れを規制することが可能となり、潤滑油が軸受外部へ逃げるのを防ぐことができる。
【００１４】
また、前記周面は、前記軌道面に向かうにしたがって直径が拡大する傾斜面を有しているのが好ましい。
この構成によれば、吐出口から吐出された潤滑油が、仮に軸方向外側に流れようとしても、傾斜面によりその流れを規制することが可能となり、潤滑油が軸受外部へ逃げるのを防ぐことができる。
【００１５】
また、前記周面と前記軌道面との境界部に、前記潤滑油を溜めるリセス部が形成されているのが好ましい。
この構成によれば、吐出口から吐出された潤滑油は、リセス部に捕捉されることで軸受外部へ逃げるのを防ぐことができる。
【００１６】
また、前記周面の内の前記吐出口よりも軸方向外側の領域に、前記潤滑油に対して撥油性を有する撥油部が設けられているのが好ましい。
この構成によれば、吐出口から吐出された潤滑油が、仮に軸方向外側に流れようとしても、撥油部によりその流れを規制することが可能となり、潤滑油が軸受外部へ逃げるのを防ぐことができる。
【００１７】
また、前記周面の内の前記吐出口よりも前記軌道面側の領域に、前記潤滑油に対して親油性を有する親油部が設けられているのが好ましい。
この構成によれば、吐出口から吐出された潤滑油が、親油部によって軌道面側へ引き寄せられ、潤滑油をより確実に軌道面に供給することが可能となる。
また、前記ノズルは、先細り形状であるのが好ましい。
この構成によれば、ノズルの外周面に潤滑油が付着した場合、その潤滑油をノズルの先端に集める作用を生じさせることが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、回転部品の給油必要部位に隣接して設けられ当該給油必要部位に対して潤滑油を供給する給油ユニットであって、前記給油必要部位に潤滑油を供給するポンプを備え、前記ポンプは、前記給油必要部位に向かって潤滑油を吐出する吐出口を先端に有するニードル状のノズルを備え、前記ノズルの先端が前記給油必要部位に隣接する面に接触している、又は、前記ノズルの先端が前記給油必要部位に隣接する面に微小隙間を有して接近して設けられている。
【００１９】
本発明によれば、潤滑油を吐出するノズルの先端が、回転部品の給油必要部位に隣接する面に接触している、又は、回転部品の給油必要部位に隣接する面に微小隙間を有して接近して設けられている。このため、ノズル（吐出口）から吐出される微量な潤滑油は、前記面をつたって回転部品の給油必要部位へ流れやすくなり、給油必要部位の周囲における環境の影響を受けにくくすることが可能となる。この結果、潤滑油を効率よく給油必要部位に供給することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の転がり軸受装置によれば、潤滑油を効率よく軌道面に供給することができる。
本発明の給油ユニットによれば、潤滑油を効率よく給油必要部位に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】転がり軸受装置の縦断面図である。
【図２】図１に示す転がり軸受装置の横断面図である。
【図３】ポンプ及びその周囲を説明する概略図である。
【図４】図３に示すポンプのノズル及びその周囲を説明する拡大図である。
【図５】ポンプが有するノズル及びその周囲を説明する拡大図である。
【図６】ポンプ及びその周囲を説明する概略図である。
【図７】図６に示すポンプのノズル及びその周囲を説明する拡大図である。
【図８】外輪の肩部内周面及びその周囲を説明する概略図（その２）である。
【図９】外輪の肩部内周面及びその周囲を説明する概略図（その３）である。
【図１０】外輪の肩部内周面及びその周囲を説明する概略図（その４）である。
【図１１】外輪の肩部内周面及びその周囲を説明する概略図（その５）である。
【図１２】ノズルを拡大して示す図であって、半径方向から見た拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔転がり軸受装置の全体構成〕
以下、転がり軸受装置の実施の一形態を説明する。
図１は、転がり軸受装置１０の縦断面図である。図２は、図１に示す転がり軸受装置１０の横断面図である。なお、図２は、図１のＡ−Ａ矢視の断面図である。図１に示すように、転がり軸受装置１０は軸受部２０と給油ユニット４０とを備えている。本実施形態の転がり軸受装置１０は、工作機械の主軸（軸７）を回転可能に支持するために、軸受ハウジング８内に収容された状態にある。
【００２３】
〔軸受部２０の構成〕
軸受部２０は、内輪２１、外輪２２、複数の玉（転動体）２３、及びこれら玉２３を保持する保持器２４を有している。
内輪２１は、軸７に外嵌する円筒状の部材からなり、軸方向一方側（図１の場合、左側）の内輪本体部３１と、軸方向他方側（図１の場合、右側）の内輪延長部３２とを有している。内輪本体部３１の外周に軌道面として軌道溝（以下、内輪軌道溝２５という。）が形成されている。本実施形態では、内輪本体部３１と内輪延長部３２とは一体不可分であるが、別体であってもよい。つまり、内輪延長部３２は円環形状の間座であってもよい。
外輪２２は、軸受ハウジング８の内周面に固定される円筒状の部材からなり、軸方向一方側の外輪本体部３５と、軸方向他方側の外輪延長部３６とを有している。外輪本体部３５の内周に軌道面として軌道溝（以下、外輪軌道溝２６という。）が形成されている。本実施形態では、外輪本体部３５と外輪延長部３６とは一体不可分であるが、別体であってもよい。つまり、外輪延長部３６は円環形状の間座であってもよい。
【００２４】
玉２３は、内輪本体部３１と外輪本体部３５との間に介在しており、内輪軌道溝２５及び外輪軌道溝２６を転動する。保持器２４は、環状の部材からなり、周方向に沿ってポケット２７が複数形成されている。保持器２４は、一対の円環部とこれら円環部を繋ぐ柱部とを有しており、これら円環部と周方向で隣り合う一対の柱部との間にポケット２７が形成されている。そして、各ポケット２７に一つの玉２３が収容されている。これにより、保持器２４は、複数の玉２３を周方向に並べて保持することができる。なお、本実施形態では、玉２３は軌道溝２５，２６に対して接触角を有して接触しており、この軸受部２０はアンギュラ玉軸受を構成している。また、転がり軸受装置１０が工作機械用であれば、ポケット２７は円筒形状であることが一般的である。
【００２５】
内輪本体部３１と外輪本体部３５との間に、第１の環状空間１１が形成されており、内輪延長部３２と外輪延長部３６との間に、第２の環状空間１２が形成されている。第１の環状空間１１と第２の環状空間１２とは連続している。第１の環状空間１１の軸方向一方側には、シール部材１３が設けられており、玉２３及び保持器２４が存在する軸受内部の潤滑油が、軸受外部へ逃げるのを防止している。なお、第１の環状空間１１と第２の環状空間１２との間においても、図示していないが、シール部材が設けられていてもよい。また、シール部材は、軸受内部の潤滑油が軸受外部に逃げることを防止できるのであれば、軸受外に設けられていてもよい。
【００２６】
第１の環状空間１１に玉２３及び保持器２４が設けられており、第２の環状空間１２に給油ユニット４０が設けられている。本実施形態では、固定側の軌道輪である外輪２２に対して、回転側の軌道輪である内輪２１が軸７と共に回転する。そこで、給油ユニット４０は、外輪延長部３６の内周面に密着嵌合して取り付けられている。これに対して、内輪延長部３２の外周面と、給油ユニット４０（後述する環状のフレーム４１）の内周面との間には微小隙間が設けられており、給油ユニット４０によって内輪３２の回転が阻害されないように構成されている。
【００２７】
〔給油ユニット４０の構成〕
給油ユニット４０は、図２に示すように、全体形状が円環状である。給油ユニット４０は、フレーム４１、タンク４２、ポンプ４３、回路部４４及び電源部４５を備えている。
フレーム４１は例えば樹脂製の環状部材であり、短円筒状の内周壁４６、短円筒状の外周壁４７、これら周壁４６，４７の間に設けられている複数の隔壁４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ及び側壁４８ｅ，４８ｆ（図１参照）を有し、これら壁によって、空間Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３が周方向に沿って複数形成されている。
【００２８】
第１の空間Ｋ１によりタンク４２が構成され、第２の空間Ｋ２にポンプ４３が格納され、第３の空間Ｋ３に回路部４４及び電源部４５が格納されている。これにより、フレーム４１、タンク４２、ポンプ４３、回路部４４及び電源部４５を含む給油ユニット４０は、一体として構成される。
【００２９】
そして、この給油ユニット４０は、固定側の軌道輪となる外輪２２（外輪延長部３６）に対して着脱可能として取り付けられている。給油ユニット４０は軸受部２０と一体となっており、また、図１に示すように、第２の環状空間１２に設けられている給油ユニット４０は、第１の環状空間１１と軸方向について隣接して設けられた構成となる。
【００３０】
〔給油ユニット４０の各部の構成〕
タンク４２は、潤滑油３を溜めるものであり、本実施形態では、図２に示すように、内周壁４６の一部と外周壁４７の一部と隔壁４８ａと隔壁４８ｂと側壁４８ｅ，４８ｆ（図１参照）とによって区画された空間をタンク４２としている。タンク４２は、その一部に、溜めている潤滑油３をポンプ４３へ流出させる流出部（流出口）４９を有しており、この流出部４９とポンプ４３（後述する収容部５１）とは（図示していないが）流路を通じて繋がっている。タンク４２内には、潤滑油３を保持する保持体（例えば、フエルトやスポンジ）が設けられていてもよい。なお、本実施形態の潤滑油３はオイルであるが、グリースであってもよい。
【００３１】
電源部４５は、発電部４５ａ及び二次電池部４５ｂを有している。発電部４５ａは、内輪２１が回転することで発電可能となる構成を有している。つまり、内輪延長部３２の外周側にロータ４５ａ−１が設けられており、発電部４５ａは、フレーム４１の内周側に設けられているステータ４５ａ−２を有している。ロータ４５ａ−１は、周方向に沿ってＮ極とＳ極とを交互に着磁して構成されている。ステータ４５ａ−２は磁性体からなり、ステータ４５ａ−２の径方向内側をロータ４５ａ−１が通過するように設けられている。そして、発電部４５ａによって発生した電力が、二次電池部４５ｂに蓄えられる。
【００３２】
回路部４４は、プログラミングされたマイコンを含む基板回路からなり、ポンプ４３に対して制御信号（駆動信号）を発信する。つまり、回路部４４は、ポンプ４３に対して駆動電力を与える（所定の電圧を印加する）。また、回路部４４は、ポンプ４３を駆動するための機能（駆動制御部）の他に、各種の処理を行う機能も有している。例えば、回路部４４は、給油ユニット４０内に設けられているセンサ（図示せず）からの信号を取得可能であり、この信号に基づいて各種の処理を実行することも可能である。
【００３３】
ポンプ４３は、小型のポンプ（マイクロポンプ）からなり、フレーム４１の一部（下部）に取り付けられている。ポンプ４３は、図１に示すように、ノズル５０、潤滑油３を溜める収容部５１及び圧電素子（図示せず）を備えた構成である。前記圧電素子に電圧が印加されると、その圧電素子は変形（変位）し、この変形により収容部５１の容積を縮小させ、収容部５１に充満状態にある潤滑油３をノズル５０から吐出させる構成である。なお、前記圧電素子への電圧の印加及びこの電圧の印加のタイミングは、回路部４４によって制御される。前記圧電素子へ印加する電力は、電源部４５（二次電池部４５ｂ）から供給される。圧電素子に対してパルス状に電圧が印加されることで、間欠的に潤滑油３を吐出することができ、また、パルス数と圧電素子へ印加する電圧値を制御することで、微量な吐出が可能となる。
【００３４】
ここで、ポンプ４３が吐出する潤滑油３の油量について説明する。ポンプ４３は回路部４４からの駆動信号（制御信号）を受けると、前記圧電素子が駆動し、ノズル５０から潤滑油を油滴として吐出する。１回のポンプ４３（前記圧電素子）の駆動により吐出される潤滑油３の油滴は、一定量（略一定量）となり、ポンプ４３の１回の駆動（１ショット）当たりの油滴の吐出量（体積）を、５ピコリットル〜７マイクロリットルとすることができ、また、１ナノリットル〜１０００ナノリットルや、５ピコリットル〜１０００ピコリットルに設定してもよい。また、この給油の頻度（１ショットの間隔）は、数秒に１回や、数分に１回や、数時間に１回という頻度とすることが可能である。
以上より、ポンプ４３は、内輪２１と外輪２２との間に形成される第１の環状空間１１（図１参照）に、潤滑油３を油滴として間欠的に（時間をあけて）供給することができる。このような給油ユニット４０を備える転がり軸受装置１０は、微量の潤滑油３を軸受部２０に供給可能であり、ナノ潤滑軸受とも呼ばれる。
【００３５】
〔ポンプ４３及びノズル５０の説明〕
〔第１の形態〕
図３は、ポンプ４３及びその周囲を説明する概略図である。図４は、図３に示すポンプ４３のノズル５０及びその周囲を説明する拡大図である。ポンプ４３は駆動することで、ポンプ内（収容部５１）の潤滑油を、ノズル５０を通じてポンプ外へ吐出する。ノズル５０は、ニードル状（針状）であり、ノズル５０の先端５０ａに吐出口５２を有している。この吐出口５２は、ノズル５０の先端５０ａ（先端面）で開口しており、固定側の軌道輪である外輪２２が有する外輪軌道溝２６側に向かって潤滑油３を吐出する。ノズル５０の長手方向は、転がり軸受装置１０の中心線を含む平面上に存在する。
【００３６】
図４に示すように、ノズル５０の先端５０ａの外周縁５０ｅが、外輪軌道溝２６に隣接する周面に接触している。この外周縁５０ｅが接触している前記周面は、外輪２２（外輪本体部３５）の肩部３７の内周面である。以下、この内周面を肩部内周面３７ａと言う。このように、潤滑油３を吐出するノズル５０の先端５０ａの外周縁５０ｅが、外輪軌道溝２６に隣接する肩部内周面３７ａに接触していることから、このノズル５０（吐出口５２）から吐出された微量な潤滑油３は、この肩部内周面３７ａをつたって外輪軌道溝２６へ流れることができる。つまり、潤滑油３が微量であっても、その潤滑油３を効率よく外輪軌道溝２６へ供給することが可能となる。
【００３７】
〔第２の形態〕
図５は、ポンプ４３が有するノズル５０及びその周囲を説明する拡大図である。第１の形態と比較して、ノズル５０と肩部内周面３７ａとの相対的な位置が異なるが、ノズル５０の形状等、その他は同じである。
図５に示す形態の場合、ノズル５０の先端５０ａ（の外周縁５０ｅ）が、外輪軌道溝２６に隣接する肩部内周面３７ａに対して、微小隙間Ｈを有して接近して設けられている。この形態においても、ノズル５０（吐出口５２）から吐出された微量な潤滑油３は、肩部内周面３７ａをつたって外輪軌道溝２６へ流れることができる。つまり、潤滑油３が微量であっても、その潤滑油３を効率よく外輪軌道溝２６へ供給することが可能となる。
【００３８】
前記微小隙間Ｈに関して説明する。微小隙間Ｈは、ノズル５０の先端５０ａ（吐出口５２）から吐出され、かつ、この先端５０ａ（先端面）に付着している潤滑油３の油滴が、肩部内周面３７ａに接触可能となる程度の隙間である。
前記のとおり、ポンプ４３は潤滑油３を油滴として吐出し、１回に吐出される油滴の体積は一定量である。この一定量の油滴を球とすると、その油滴の半径Ｒ（図５参照）は決定される。そこで、ノズル５０の先端５０ａの形状（直径）も既知であるため、半径Ｒの油滴が先端５０ａに付着している状態で、この半径Ｒの油滴が肩部３７の内周面３７ａに接触するという条件により、前記微小隙間Ｈの値は定められる。なお、微小隙間Ｈの具体例としては、例えば、１ミリメートル未満とすることができる。
【００３９】
〔第３の形態〕
図６は、ポンプ４３及びその周囲を説明する概略図である。図７は、図６に示すポンプ４３のノズル５０及びその周囲を説明する拡大図である。この第３の形態は、前記第２の形態の変形例であり、前記微小隙間Ｈが設けられている。
図６と図７に示すように、肩部内周面３７ａに溝３８が形成されている。この溝３８は、外輪軌道溝２６と連続する軸方向に延びる溝であり、溝３８の断面形状は、例えば半円形である。そして、この溝３８にノズル５０が収容されている。
【００４０】
この第３の形態では、ノズル５０の長手方向は、肩部内周面３７ａと平行であり、また、軸受部２０の中心線とも平行となっている。しかし、図４に示すような肩部内周面３７ａに対してノズル５０が傾斜している形態（第１の形態）においても、図示しないが、肩部内周面３７ａに外輪軌道溝２６と連続する溝３８を形成してもよく、この場合、この溝３８には、ノズル５０の少なくとも先端５０ａが収容されていればよい。
【００４１】
このように、外輪軌道溝２６と連続する溝３８に、ノズル５０の少なくとも先端５０ａが収容されていることで、吐出口５２から吐出された潤滑油３は、溝３８に誘導されて外輪軌道溝２６に流れやすくなる。つまり、潤滑油３をより確実に外輪軌道溝２６に供給することが可能となる。
【００４２】
また、図６に示すように、溝３８は、肩部内周面３７ａのうち、保持器２４の円環部２４ａの外周面と半径方向で対向する領域を含む範囲に形成されている。本実施形態では、肩部内周面３７ａの軸方向全長にわたって、溝３８が直線的に形成されている。そして、図６及び図７に示すように、ノズル５０は、溝３８の長手方向に沿ってこの溝３８に収容されており、溝３８からはみ出ることがないように構成されている。この構成によれば、図６に示すように、外輪２２と保持器２４（円環部２４ａ）との間の半径方向の隙間が小さい場合であっても、溝３８に沿ってノズル５０を設けることが可能となる。
更に、保持器２４の径方向の位置決めを外輪２２によって行うことが可能となる。つまり、保持器２４（円環部２４ａ）を外輪２２の内周面の一部（肩部内周面３７ａ）に摺接させることが可能となり、保持器２４を外輪２２によって案内することができる。また、ノズル５０から供給された潤滑油３は、保持器２４の外周面と外輪２２の内周面（肩部内周面３７ａ）との間に浸入することができ、これらの面が摺接面となる場合、その潤滑に寄与することが可能となる。
【００４３】
〔他の構成について（その１）〕
前記各形態の転がり軸受装置１０は、大気中において使用可能であり、また真空中でも使用可能である。大気中で使用する場合、つまり、図３又は図６において、前記第１の環状空間１１に空気が存在する場合、内輪２１の回転に伴って玉２３及び保持器２４が回転すると、第１の環状空間１１で渦流が発生し、これにより、保持器２４の軸方向の端面２４ｂ付近を境界とするエアカーテンが生じる。
【００４４】
そこで、ノズル５０の吐出口５２の軸方向についての開口位置が、保持器２４の軸方向の端面２４ｂよりも玉２３側、つまり、図３又は図６の場合、端面２４ｂよりも左側となるように構成されている。
仮に、ノズル５０の吐出口５２の開口位置が、保持器２４の軸方向の端面２４ｂよりも外側（玉２３と反対側）、つまり、図３又は図６の場合、端面２４ｂよりも右側である場合、その吐出口５２から吐出された潤滑油３の油滴の軸受内部への浸入が、前記エアカーテンにより阻害される。
しかし、図３又は図６に示す前記構成によれば、吐出口５２から吐出された潤滑油３の油滴はエアカーテンの影響を受けにくく、外輪軌道溝２６に到達しやすい。
【００４５】
また、吐出口５２の軸方向についての開口位置に関して更に説明する。この開口位置は、保持器２４のポケット２７の軸方向外側のポケット面２７ａよりも玉２３側とするのが好ましい。これにより、エアカーテンの影響をより一層受けにくくなり、また、吐出口５２と外輪軌道溝２６との距離が短くなり、潤滑油を外輪軌道溝２６へ効率よく供給することが可能となる。
【００４６】
〔他の構成について（その２）〕
図８は、外輪２２（外輪本体部３５）の肩部内周面３７ａ及びその周囲を説明する概略図（その２）である。外輪本体部３５の肩部内周面３７ａには、半径方向内方へ突出している突出部３３が設けられている。この突出部３３は、ノズル５０の吐出口５２よりも軸方向外側（図８の場合、右側）の位置に設けられている。つまり、軸方向の位置に関して、外輪軌道溝２６と突出部３３との間に吐出口５２は位置している。突出部３３は、周方向に沿って連続した形状であり、円環状の壁を構成する。
【００４７】
この突出部３３によれば、吐出口５２から吐出された潤滑油が、仮に軸方向外側（図８の場合、右側）に流れても、その流れを規制することが可能となり、潤滑油３が軸受外部へ逃げるのを防ぐことができる。なお、図８では、肩部内周面３７ａに対してノズル５０が傾斜している形態（前記第１の形態）を示しているが、この突出部３３に関する構成を、前記各形態の転がり軸受装置１０に対して適用可能である。
【００４８】
〔他の構成について（その３）〕
図９は、外輪２２（外輪本体部３５）の肩部内周面３７ａ及びその周囲を説明する概略図（その３）である。前記各形態の肩部内周面３７ａは、転がり軸受装置１０の中心線に平行な円筒面であるが、図９に示す形態では、この肩部内周面３７ａは、転がり軸受装置１０の中心線に対して傾斜するテーパ面からなる。特に、本実施形態では、肩部内周面３７ａは、外輪軌道溝２６に向かうにしたがって直径（内径）ｄ１が拡大する傾斜面３４を有した構成である。
【００４９】
この構成によれば、吐出口５２から吐出された潤滑油が、仮に軸方向外側（図８の場合、右側）に流れようとしても、傾斜面３４によりその流れを規制することが可能となり、潤滑油３が軸受外部へ逃げるのを防ぐことができる。また、この傾斜面３４は、この傾斜面３４に沿って外輪軌道溝２６へ潤滑油３を誘導する機能も有する。
なお、図９では、転がり軸受装置１０の中心線に対して傾斜する肩部内周面３７ａに対して、更にノズル５０が傾斜している形態（前記第１の形態）を示しているが、この傾斜面３４に関する構成を、前記各形態の転がり軸受装置１０に対して適用可能である。
【００５０】
〔他の構成について（その４）〕
図１０は、外輪２２（外輪本体部３５）の肩部内周面３７ａ及びその周囲を説明する概略図（その４）である。図１０に示すように、肩部内周面３７ａと外輪軌道溝２６との境界部に、潤滑油３を溜めるリセス部３９が形成されている。リセス部３９は、環状に形成されていてもよいが、周方向の一部のみに形成されていてもよい。環状の場合、リセス部３９は周方向に連続した凹溝となり、周方向の一部のみの場合、リセス部３９はノズル５０の周方向位置と同じ位置に設けられる。
【００５１】
このリセス部３９によれば、吐出口５２から吐出された潤滑油３は、リセス部３９に捕捉されることで軸受外部へ逃げるのを防ぐことができ、この結果、外輪軌道溝２６へ潤滑油３を効率よく供給することが可能となる。
なお、図１０では、肩部内周面３７ａに対してノズル５０が傾斜している形態（前記第１の形態）を示しているが、このリセス部３９に関する構成を、前記各形態の転がり軸受装置１０に対して適用可能である。
【００５２】
〔他の構成について（その５）〕
図１１は、外輪２２（外輪本体部３５）の肩部内周面３７ａ及びその周囲を説明する概略図（その５）である。図１１に示すように、肩部内周面３７ａの一部に、撥油部５５が設けられている。撥油部５５は、吐出口５２から吐出された潤滑油３に対して撥油性を有する。撥油部５５は、肩部内周面３７ａの内の吐出口５２よりも軸方向外側（図１１の場合、右側）の領域に設けられており、また、全周に設けられている。撥油部５５を、例えば、肩部内周面３７ａの一部に形成された樹脂皮膜（フッ素樹脂による皮膜）により構成することができる。
【００５３】
この構成によれば、吐出口５２から吐出された潤滑油３が、仮に軸方向外側（図１１の場合、右側）に流れようとしても、撥油部５５によりその流れを規制することが可能となり、潤滑油が軸受外部へ逃げるのを防ぐことができる。
【００５４】
また、図１１に示すように、肩部内周面３７ａの他部に、親油部５６が設けられている。親油部５６は、吐出口５２から吐出された潤滑油３に対して親油性を有する。この親油部５６は、肩部内周面３７ａの内の吐出口５２よりも外輪軌道溝２６側（図１１の場合、左側）の領域に設けられており、また、全周に設けられている。親油部５６を、例えば、グリースの膜（グリースの増ちょう剤の膜）により構成することができ、転がり軸受装置１０組み立ての際に、肩部内周面３７ａに対してグリースを塗布することで親油部５６を得ることができる。
【００５５】
この構成によれば、吐出口５２から吐出された潤滑油３が、親油部５６によって外輪軌道溝２６側へ引き寄せられ、その潤滑油３をより確実に外輪軌道溝２６に供給することが可能となる。
なお、図１１では、肩部内周面３７ａに対してノズル５０が傾斜している形態（前記第１の形態）を示しているが、前記撥油部５５及び前記親油部５６の構成を、前記各形態の転がり軸受装置１０に対して適用可能である。
【００５６】
〔他の構成について（その６）〕
図１２は、ノズル５０を拡大して示す図であって、半径方向から見た拡大図である。ノズル５０は、長手方向に沿って一様の横断面（直径）を有する直線状の針部材であってもよいが、図１２に示すように、ノズル５０は、先端５０ａに向かって横断面（直径）が小さくなる先細り形状であってもよい。なお、ノズル５０内に形成され先端５０ａで開口する流路（潤滑油３が流れる流路）は、先細り形状であってもよいが、直線形状であってもよい。
【００５７】
このように外周面５０ｂが先細り形状であるノズル５０によれば、外周面５０ｂに潤滑油３が付着した場合、次に説明するように、その潤滑油３（油滴）をノズル５０の先端５０ａに集める作用を生じさせることが可能となる。すなわち、内輪２１と外輪２２との間の第１の環状空間１１（例えば図１参照）に空気が存在する場合、前記のとおり、内輪２１の回転に伴って玉２３及び保持器２４が回転すると、第１の環状空間１１で渦流が発生する。この渦流が発生している場合において、図１２に示すように、その渦流ｆがノズル５０の外周面５０ｂに接触すると、その渦流ｆの一部がノズル５０の長手方向に沿って先端５０ａへ向かう流れｆ２に変わる。これにより、潤滑油３（油滴）をノズル５０の先端５０ａに集める作用が生じる。この結果、潤滑油（油滴）３を、効率よく外輪軌道溝２６へ供給することが可能となる。
【００５８】
〔各形態の転がり軸受装置１０に関して〕
前記各形態の転がり軸受装置１０において、回転側の軌道輪（前記各形態では内輪２１）が回転すると第１の環状空間１１に存在する気体（空気）には、保持器２４の回転方向と同方向の渦流が発生する。このような渦流が発生する環状空間１１（空中）に微量な潤滑油３を吐出すると、その微量な潤滑油３は前記渦流の影響を受け、期待とおりに軌道面や転動体に付着しないおそれがある。
【００５９】
しかし、前記各形態の転がり軸受装置１０によれば、潤滑油３を吐出するノズル５０の先端５０ａの外周縁５０ｅは、外輪２２が有する外輪軌道溝２６に隣接する肩部内周面３７ａに接触している、又は、ノズル５０の先端５０ａが、外輪２２が有する外輪軌道溝２６に隣接する肩部内周面３７ａに対して微小隙間Ｈを有して接近して設けられている。
このため、ノズル５０（吐出口５２）から吐出される微量な潤滑油３は、前記肩部内周面３７ａをつたって外輪軌道溝２６へ流れやすくなる。つまり、第１の環状空間１１の環境による影響を受けにくくすることが可能となる。この結果、潤滑油３を効率よく外輪軌道溝２６に供給することができる。
【００６０】
また、特に、図７に示すように、ノズル５０から潤滑油３が吐出される対象となる肩部内周面３７ａに溝３８が設けられ、この溝３８にノズル５０の少なくとも先端５０ａが収容されている場合、先端５０ａから吐出された潤滑油３は、前記渦流の影響をより一層受けにくくなり、潤滑油３を効率よく外輪軌道溝２６に供給することができる。
【００６１】
以上より、供給する潤滑油３が微量であっても、その潤滑油３を効率よく外輪軌道溝２６へ供給することが可能となる。そして、効率よく潤滑油３の供給が可能であれば、タンク４２を小型化することが可能となり、給油ユニット４０を小型化することができる。つまり、給油ユニット４０を軸受部２０と共に転がり軸受装置１０内に収納しやすい構成が得られる。
また、長期間メンテナンスフリーとなる転がり軸受装置１０となり、また、潤滑油３の飛散の少ない低環境負荷の状態での使用が可能となる。
【００６２】
〔他の適用例（その１）〕
前記各形態では、回転する軌道輪を内輪２１とし、固定側の軌道輪を外輪２２とする場合について説明したが、回転側の軌道輪を外輪２２とし、固定側の軌道輪を内輪２１としてもよい。この場合、ノズル５０は、内輪軌道溝２５に隣接する周面（肩部外周面）に接触している、又は、内輪軌道溝２５に隣接する周面（肩部外周面）に微小隙間を有して接近して設けられる。また、ノズル５０の先端５０ａを内輪２１（内輪本体部３１）側に設ける場合、図示した肩部内周面３７ａの溝３８（図７参照）や突出部３３（図８参照）等については、ノズル５０設置側となる内輪２１の周面（肩部外周面）に適宜形成すればよい。
【００６３】
また、前記各形態の転がり軸受装置１０は、大気中で使用されてもよいが、前記のような渦流が発生しない真空中において使用可能である。
更に、前記各形態の転がり軸受装置１０は、図示しないが、フレーム４１内に、温度、振動、軌道面における油膜状態等を検知する各種センサを更に備えていてもよく、回路部４４はこのセンサの検出信号に基づいてポンプ４３の駆動条件（１回の動作での吐出量や、吐出間隔）を決定（変更）する構成であってもよい。
【００６４】
〔他の適用例（その２）〕
また、前記各形態は、給油ユニット４０を軸受部２０と共に一体として転がり軸受装置１０を構成したが、前記給油ユニット４０は、他の部品等と共に用いられてもよい。例えば、給油ユニット４０は、一方向クラッチやボールねじ等の回転部品と共に組み込まれてもよい。この場合、給油ユニット４０は、この回転部品の給油必要部位に隣接して設けられ、この給油必要部位に対して潤滑油を供給する構成となる。この給油ユニット４０は、前記各形態と同様に、給油必要部位に潤滑油を供給するポンプ４３を備えており、このポンプ４３は、前記給油必要部位に向かって潤滑油を吐出する吐出口５２を先端５０ａに有するニードル状のノズル５０を備えている。そして、このノズル５０の先端５０ａの外周縁５０ｅが、前記給油必要部位に隣接する面に接触している、又は、ノズル５０の先端５０ａが前記給油必要部位に隣接する面に微小隙間を有して接近して設けられている構成となる。
【００６５】
〔付記〕
また、本発明の転がり軸受装置１０及び給油ユニット４０は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記各形態では、給油ユニット４０は、フレーム４１内に電源部４５を備えている場合について説明したが、電源部４５はフレーム４１の外部に設けられていてもよい。この場合、フレーム４１内の回路部４４（ポンプ４３）と外部の電源部４５とはケーブルを通じて接続される。また、タンク４２についても、フレーム４１の外部に設けられていてもよく、この場合、配管を通じてタンク４２とポンプ４３とは接続される。フレーム４１の外部の例としては、軸受部２０の近傍に配置される間座、軸受ハウジング８の内部、軸受ハウジング８の外部等がある。
また、転がり軸受装置１０の前記実施形態では、軸受部２０が玉軸受であるがころ軸受であってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
３：潤滑油      １０：転がり軸受装置      １１：第１の環状空間
１２：第２の環状空間      ２０：軸受部      ２１：内輪
２２：外輪      ２３：玉（転動体）      ２４：保持器
２４ｂ：軸方向端面      ２５：内輪軌道溝（軌道面）
２６：外輪軌道溝（軌道面）      ３３：突出部      ３４：傾斜面
３７ａ：肩部内周面（周面）      ３８：溝      ３９：リセス部
４０：給油ユニット      ４３：ポンプ      ５０：ノズル
５０ａ：先端      ５２：吐出口      ５５：撥油部
５６：親油部      Ｋ：微小隙間
【図１】
2016023757.tif 000003
【図２】
2016023757.tif 000004
【図３】
2016023757.tif 000005
【図４】
2016023757.tif 000006
【図５】
2016023757.tif 000007
【図６】
2016023757.tif 000008
【図７】
2016023757.tif 000009
【図８】
2016023757.tif 000010
【図９】
2016023757.tif 000011
【図１０】
2016023757.tif 000012
【図１１】
2016023757.tif 000013
【図１２】
2016023757.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月22日(2014.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2016023757.tif 000015
【図２】
2016023757.tif 000016
【図３】
2016023757.tif 000017
【図４】
2016023757.tif 000018
【図５】
2016023757.tif 000019
【図６】
2016023757.tif 000020
【図７】
2016023757.tif 000021
【図８】
2016023757.tif 000022
【図９】
2016023757.tif 000023
【図１０】
2016023757.tif 000024
【図１１】
2016023757.tif 000025
【図１２】
2016023757.tif 000026