(57)【要約】【課題】ポンプを設ける必要がなく、コストを低くして簡単な構成で潤滑剤を内輪と外輪との間へ供給することができる転がり軸受を提供する。【解決手段】転がり軸受１は、軌道２１が形成された内輪２０と、軌道１３が形成された外輪１０と、内輪２０及び外輪１０の各々の軌道２１，１３において転動する転動体３０とを備え、潤滑剤であるグリースＧを内輪２０と外輪１０との間へ供給するものである。内輪２０には永久磁石２２が設けられ、外輪１０には導線により形成されたコイル１４が設けられている。そして、外輪１０には、コイル１４を形成する導線に接続された発熱体１５と、発熱体１５が発熱することによって溶融するグリースＧが蓄えられたグリース貯留部１１と、溶融したグリースＧをグリース貯留部１１から内輪２０と外輪１０との間へ供給するためのグリース供給口１２とが設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に軌道が形成された内輪と、内周に軌道が形成された外輪と、前記内輪及び外輪の各々の軌道において転動する転動体とを備え、潤滑剤であるグリースを前記内輪と前記外輪との間へ供給する転がり軸受において、
前記内輪及び外輪のうち、一方には永久磁石が設けられ、他方には導線により形成されたコイルと、前記コイルを形成する前記導線に接続された発熱体と、前記発熱体が発熱することによって溶融する前記グリースが蓄えられたグリース貯留部と、溶融した前記グリースを前記グリース貯留部から前記内輪と前記外輪との間へ供給するためのグリース供給口とが設けられていることを特徴とする転がり軸受。
【請求項２】
前記グリース供給口は、前記発熱体が発熱することによって溶融した前記グリースが毛細管現象によって前記グリース貯留部から前記内輪と前記外輪との間へ移動するよう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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤を内輪と外輪との間へ供給する構造を有する転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、外周に軌道が形成された軌道輪である内輪と、内周に軌道が形成された軌道輪である外輪と、内輪及び外輪の各々の軌道において転動する転動体とを備えた転がり軸受において、潤滑剤を内輪と外輪との間（即ち、転がり軸受内）へ供給する構造を有するものが知られている。このような転がり軸受は、内輪と外輪との間へ潤滑剤を供給することによって、転動体と内輪及び外輪の各々の軌道に薄い油膜を形成して、転がり軸受の寿命を向上させることができる。
【０００３】
上述の潤滑剤を内輪と外輪との間へ供給する構造を有する転がり軸受として、例えば、固定輪（即ち、内輪及び外輪のうち一方）側に、転動体あるいは固定輪や回転輪（内輪及び外輪のうち他方）の軌道面（軌道）に対して潤滑剤である潤滑油を供給する給油ユニットを付設することが提案されている。この給油ユニットは、潤滑油を貯留するタンクと、タンク内の潤滑油を吸引して吐出するマイクロポンプ（ポンプ）と、マイクロポンプを駆動する駆動部とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１０８３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、タンク内の潤滑油を吸引して吐出するポンプが必要であるため、内輪と外輪との間へ潤滑剤を供給するための構成が複雑になるという問題があった。また、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する圧電素子や、圧電素子によって駆動されるダイアフラム等を有するポンプが必要であるため、コストが高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポンプを設ける必要がなく、コストを低くして簡単な構成で潤滑剤を内輪と外輪との間へ供給することができる転がり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、外周に軌道が形成された内輪と、内周に軌道が形成された外輪と、内輪及び外輪の各々の軌道において転動する転動体とを備え、潤滑剤であるグリースを内輪と外輪との間へ供給する転がり軸受において、内輪及び外輪のうち、一方には永久磁石が設けられ、他方には導線により形成されたコイルと、コイルを形成する導線に接続された発熱体と、発熱体が発熱することによって溶融するグリースが蓄えられたグリース貯留部と、溶融したグリースをグリース貯留部から内輪と外輪との間へ供給するためのグリース供給口とが設けられていることを特徴とする。
【０００７】
同構成によれば、軌道輪である内輪及び外輪のうち、コイルが設けられた他方には、コイルを形成する導線に接続された発熱体と、発熱体が発熱することによって溶融するグリースが蓄えられたグリース貯留部と、溶融したグリースをグリース貯留部から内輪と外輪との間へ供給するためのグリース供給口とが設けられている。このため、内輪と外輪が相対的に回転することに伴い、軌道輪である内輪及び外輪のうち、一方に設けられた永久磁石によって、他方に設けられたコイル内の磁束が変化する。従って、内輪と外輪の相対的な回転速度に応じたコイル内の磁束の変化によって電磁誘導が起こり、コイルには電磁誘導により発生した誘導電流が流れる。この誘導電流が、コイルを形成する導線に接続された発熱体に流れることによって、グリース貯留部に熱を加えることができ、グリースを溶融することができる。そして、溶融したグリースが、グリース供給口を介して、グリース貯留部から内輪と外輪との間へ供給される。その結果、ポンプを設ける必要がなく、コストを低くして簡単な構成で潤滑剤であるグリースを内輪と外輪との間へ供給することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転がり軸受であって、グリース供給口は、発熱体が発熱することによって溶融したグリースが毛細管現象によってグリース貯留部から内輪と外輪との間へ移動するように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
同構成によれば、グリース供給口は、発熱体が発熱することによって溶融したグリースが毛細管現象によってグリース貯留部から内輪と外輪との間へ移動するように形成されている。このため、発熱体が発熱することによって溶融したグリースが、毛細管現象によってグリース貯留部から内輪と外輪との間へ移動する。従って、グリースを内輪と外輪との間へ効果的に供給することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストを低くして簡単な構成で潤滑剤を内輪と外輪との間へ供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明に係る実施形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。なお、図中の矢印Ｒは、円周方向を示している。
本実施形態に係る転がり軸受１は、図１に示すように、環状に形成された軌道輪である外輪１０及び内輪２０と接触して円周方向に転動する球状の転動体３０が設けられたものである。また、転がり軸受１を囲むように形成された固定部材であるハウジング（不図示）が、外輪１０の外周１０ａに取り付けられている。
【００１２】
外輪１０には、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すように、外輪１０により形成された空間（即ち、外輪１０内）に形成されているグリース貯留部１１と、グリースＧをグリース貯留部１１から内輪２０と外輪１０との間へ（即ち、図中の矢印Ｂが示す方向へ）供給するためのグリース供給口１２とが設けられている。グリース貯留部１１には、半固体状の潤滑剤であるグリースＧが蓄えられるとともに、グリース貯留部１１から内輪２０と外輪１０との間までは、グリース供給口１２で連通されている。
【００１３】
グリース貯留部１１に蓄えられたグリースＧは、潤滑油中に増ちょう剤を分散させた構造粘性を有するものであって、例えば、転がり軸受１が使用されない常温においては流動性の低い固体状であるが、温度が高くなると溶融して流動性が高い液体状となる。従って、グリース貯留部１１に熱を加えることによってグリースＧを溶融することができ、溶融した液体状のグリースＧが、グリース供給口１２を介して、グリース貯留部１１から外輪１０と内輪２０との間（即ち、転がり軸受１内）へ供給される。
【００１４】
また、外輪１０の内周１０ｂには、転動体３０が接触して転動するための軌道１３が設けられるとともに、さらに、導線が巻かれて形成されたコイル１４が設けられている。コイル１４は、例えば、エナメル線等の導線が、内輪２０の外周２０ａに対して垂直な軸を中心として巻かれて形成されているものである。
【００１５】
さらに、外輪１０には、コイル１４を形成する導線に接続された発熱体１５が設けられている。この発熱体１５は、抵抗の大きいニクロム線等の電熱線により形成され、グリース供給口１２を通って、グリース貯留部１１内まで延びて設けられている。従って、コイル１４を形成する導線に接続された発熱体１５に電流が流れることによって、電気エネルギーが熱エネルギーへ変換されて、グリース貯留部１１に熱を加えることができる。
【００１６】
内輪２０の外周２０ａには、転動体３０が接触して転動するための軌道２１が設けられるとともに、さらに、磁極が円周方向に沿って交互に着磁された環状の永久磁石２２が設けられている。外輪１０に設けられたコイル１４と内輪２０に設けられた永久磁石２２は対向しているため、外輪１０と内輪２０が相対的に回転することに伴い、永久磁石２２によってコイル１４内の磁束が変化する。従って、内輪２０と外輪１０の相対的な回転速度に応じたコイル１４内の磁束の変化によって電磁誘導が起こり、コイル１４（即ち、コイル１４を形成する導線）には誘導電流が流れる。
【００１７】
また、内輪２０の内周２０ｂには、回転軸であるシャフト（不図示）が固定されている。従って、シャフトにトルクが発生することによって、シャフト及び内輪２０は、ハウジング及び外輪１０に対して、回転しようとする。
【００１８】
外輪１０及び内輪２０の間には、球状の転動体３０が設けられている。転動体３０は、外輪１０の軌道１３及び内輪２０の軌道２１と接触しており、円周方向に転動することができる。従って、シャフトにトルクが発生すると、内輪２０が回転して、外輪１０と内輪２０が相対的に回転する。
【００１９】
以上のように構成された転がり軸受１は、外周２０ａに軌道２１が形成された内輪２０と、内周１０ｂに軌道１３が形成された外輪１０と、内輪２０及び外輪１０の各々の軌道２１，１３において転動する転動体３０とを備え、潤滑剤であるグリースＧを内輪２０と外輪１０の間へ供給するものである。
【００２０】
ここで本実施形態においては、上述のごとく、軌道輪である内輪２０及び外輪１０のうち、一方（即ち、内輪２０）には永久磁石２２が設けられ、他方（即ち、外輪１０）には導線により形成されたコイル１４が設けられている。そして、外輪１０には、コイル１４を形成する導線に接続された発熱体１５と、発熱体１５が発熱することによって溶融するグリースＧが蓄えられたグリース貯留部１１と、溶融したグリースＧをグリース貯留部１１から内輪２０と外輪１０との間へ供給するためのグリース供給口１２とが設けられていることに特徴がある。
【００２１】
上記実施形態の転がり軸受１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）内輪２０には永久磁石２２が設けられ、外輪１０には導線により形成されたコイル１４と、発熱体１５と、グリース貯留部１１と、グリース供給口１２とが設けられている。このため、内輪２０と外輪１０が相対的に回転する（即ち、外輪１０に対して内輪２０が回転する）ことに伴い、内輪２０に設けられた永久磁石２２によって、外輪１０に設けられたコイル１４内の磁束が変化する。従って、内輪２０と外輪１０の相対的な回転速度に応じたコイル１４内の磁束の変化によって電磁誘導が起こり、コイル１４には電磁誘導により発生した誘導電流が流れる。この誘導電流がコイル１４を形成する導線に接続された発熱体１５に流れることによって、グリース貯留部１１に熱を加えることができ、グリースＧを溶融することができる。そして、溶融したグリースＧが、グリース供給口１２を介して、グリース貯留部１１から内輪２０と外輪１０との間へ供給される。その結果、ポンプを設ける必要がなく、コストを低くして簡単な構成で潤滑剤であるグリースＧを内輪２０と外輪１０との間へ供給することができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよい。
【００２３】
・上記実施形態の転がり軸受においては、グリース供給口１２は、発熱体１５を形成する電熱線がグリース貯留部１１内まで延びて設けられるために、電熱線が挿入される電熱線挿入孔を兼ねているが、図３に示すように、電熱線挿入孔Ｄとグリース供給口１２とを別に設けてもよい。
【００２４】
この場合、図３に示すグリース供給口１２は、発熱体１５が発熱することによって溶融したグリースＧが毛細管現象によってグリース貯留部１１から内輪２０と外輪１０との間へ移動するように形成されている。即ち、グリース供給口１２内のグリースＧが毛細管現象によって内輪２０と外輪１０との間へ向けて移動するように、グリース供給口１２は、グリースＧの表面張力や密度等を考慮して、所定の小さな口径を有するように形成されている。なお、グリース供給口１２内のグリースＧが毛細管現象によって内輪２０と外輪１０との間へ移動することができれば、グリース供給口１２はどのような形状でもよい。
【００２５】
このようにすれば、溶融したグリースＧが、毛細管現象によってグリース貯留部１１から内輪２０と外輪１０との間へ移動する。従って、グリースＧを内輪２０と外輪１０との間へ効果的に供給することができる。
【００２６】
・また、図４に示すように、電熱線挿入孔Ｄとグリース供給口１２とを別に設けて、グリース貯留部１１と軌道１３とがグリース供給口１２によって連通されていることが好ましい。
【００２７】
このようにすれば、グリース供給口１２を介して、グリース貯留部１１から内輪２０と外輪１０との間へ供給されるグリースＧは、転動体３０へ直接塗布されるため、転動体３０と内輪２０及び外輪１０の各々の軌道２１，１３に薄い油膜を容易に形成することができる。
【００２８】
・上記実施形態の転がり軸受においては、内輪２０に永久磁石２２が設けられ、外輪１０にコイル１４等が設けられていたが、外輪１０に永久磁石が設けられ、内輪２０にコイル等が設けられていてもよい。即ち、内輪２０及び外輪１０のうち、一方に永久磁石が設けられ、他方にコイル等が設けられていればよい。
【００２９】
より具体的には、図５に示すように、外輪１０（内輪２０及び外輪１０のうち一方）には、上記実施形態の永久磁石２２と同様に着磁された永久磁石１６が設けられ、内輪２０（内輪２０及び外輪１０のうち他方）には、上記実施形態のコイル１４と同様に形成されたコイル２３が設けられている。そして、内輪２０には、コイル２３を形成する導線に接続された発熱体２４と、発熱体２４が発熱することによって溶融するグリースＧが蓄えられたグリース貯留部２５と、溶融したグリースＧをグリース貯留部２５から内輪２０と外輪１０との間へ供給するためのグリース供給口２６が設けられている。発熱体２４とグリース貯留部２５とグリース供給口２６は、それぞれ、上記実施形態の発熱体１５とグリース貯留部１１とグリース供給口１２と同様の構成である。
【００３０】
このようにすれば、永久磁石１６は外輪１０に設けられ、内輪２０は回転する。即ち、コイル２３と発熱体２４とグリース貯留部２５とグリース供給口２６が設けられた内輪２０が回転する。このため、内輪２０が回転することに伴って、溶融したグリースＧが、遠心力によってグリース貯留部１１から内輪２０と外輪１０との間へ（即ち、図中の矢印Ｃが示す方向へ）移動する。従って、グリースＧを内輪２０と外輪１０との間へさらに効果的に供給することができる。
【００３１】
・上記実施形態においては、固定部材であるハウジング（不図示）に外輪１０が取り付けられ、内輪２０が回転する構成であったが、内輪２０が固定部材に取り付けられ、外輪１０が回転する構成であってもよい。即ち、外輪１０と内輪２０が相対的に回転することができればよい。
【００３２】
・グリース貯留部１１は軌道輪により形成された空間（即ち、軌道輪内）に形成されていたが、軌道輪と軌道輪に取り付けられた部材により形成された空間にグリース貯留部１１が形成されていてもよい。より具体的には、図６に示すように、外輪１０の外周１０ａには凹部１７が設けられ、外輪１０の凹部１７と外輪１０に取り付けられたハウジングＨとにより形成された空間にグリース貯留部１１が形成されていてもよい。このようにすれば、グリース貯留部１１を容易に形成することができる。
【００３３】
・転がり軸受１は、内輪２０と外輪１０の間において、異物の混入等を防ぐために、シール等を備えていてもよい。また、転がり軸受１は、複数の転動体３０が、円周方向に所定の間隔を保つように保持器を備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る転がり軸受を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る転がり軸受を示す部分断面図であって、図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る転がり軸受の別例を示す部分断面図。
【図４】本発明の実施形態に係る転がり軸受の別例を示す部分断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る転がり軸受の別例を示す部分断面図。
【図６】本発明の実施形態に係る転がり軸受の別例を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００３５】
Ｇ…グリース、１…転がり軸受、１０…外輪、１０ｂ…内周、１１…グリース貯留部、１２…グリース供給口、１３…軌道、１４…コイル、１５…発熱体、１６…永久磁石、２０…内輪、２０ａ…外周、２１…軌道、２２…永久磁石、２３…コイル、２４…発熱体、２５…グリース貯留部、２６…グリース供給口、３０…転動体。
【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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