軸受装置
【課題】給油ユニットをコンパクト化して潤滑対象となる転がり軸受又はこれに突き合わされた間座に組み入れることにより、外部装置との間の配管・配線の必要のない軸受装置を提供することである。
【解決手段】転がり軸受１１、給油ユニット１３の組み合わせからなる軸受装置１０において、前記給油ユニット１３は環状のタンク２６、そのタンク２６に連通したノズル３５、ノズルの開閉弁４１、インペラ４０及びインペラ駆動部５０により構成され、前記タンク２６は固定側の外輪間座２５に固定され、前記インペラ４０はタンク２６の内周壁面２７に回転自在に嵌合され、前記インペラ駆動部５０は、インペラ４０が内輪間座２４と回転すき間をおいて磁気的に結合された構成とした。
【解決手段】転がり軸受１１、給油ユニット１３の組み合わせからなる軸受装置１０において、前記給油ユニット１３は環状のタンク２６、そのタンク２６に連通したノズル３５、ノズルの開閉弁４１、インペラ４０及びインペラ駆動部５０により構成され、前記タンク２６は固定側の外輪間座２５に固定され、前記インペラ４０はタンク２６の内周壁面２７に回転自在に嵌合され、前記インペラ駆動部５０は、インペラ４０が内輪間座２４と回転すき間をおいて磁気的に結合された構成とした。
【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における転がり軸受とこれに潤滑油を供給する給油ユニットの組み合わせからなる軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機スピンドルの転がり軸受に潤滑油を供給する装置として、スピンドルの外部にタンク、ポンプ等を設置し、潤滑油を配管によってスピンドルの転がり軸受内部に供給する給油ユニットが従来から知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３０５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記従来の給油ユニットは、潤滑油のタンク、ポンプ等の潤滑装置が、潤滑対象となる転がり軸受、その転がり軸受を含むスピンドルから離れた場所に設置されるため、配管の取り回しが必要となり、装置全体の取り付けに手間が掛かる不具合がある。
【０００５】
また、タンクとポンプは別の構造体であるので、ポンプは、潤滑油を加圧してこれを軸受側へ吐出する機能のほかに、タンクから潤滑油を吸引する機能を備える必要がある。その結果、給油ユニットが大型化する問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、給油ユニットをコンパクト化して潤滑対象となる転がり軸受又はこれに突き合わされた間座に組み入れることにより、外部装置との間の配管・配線の必要のない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】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明に係る軸受装置は、転がり軸受、給油ユニットの組み合わせからなる軸受装置において、前記給油ユニットは潤滑油を溜める環状のタンク、前記タンクに連通したノズル、前記ノズルの開閉弁、インペラ及びインペラ駆動部により構成され、前記タンクは前記転がり軸受の固定輪又はこれに隣接した固定側間座のいずれかに固定され、前記インペラは前記タンクの内周壁面に回転自在に嵌合され、前記インペラ駆動部は、前記インペラが前記転がり軸受の回転輪又はこれに隣接した回転側間座のいずれかと回転すき間をおいて磁気的に結合された構成としたものである。
【０００８】
前記のタンクはそのままポンプ室となるので、インペラを回転させてタンク内部の潤滑油を加圧してノズルから吐出させるだけよく、タンク内部に潤滑油を吸引する機能は不要となる。また、インペラは回転輪又は回転輪側間座の回転と磁気的結合によって回転駆動されるので、インペラの駆動に電源は不要である。
【０００９】
前記開閉弁の構成として、タンクに連通した弁室、その弁室内に収納した弁体及び付勢ばねにより構成し、前記弁室にノズルを連通するとともに、前記タンクと弁室の連通部分に弁孔を設け、前記付勢ばねにより弁体が弁室側から弁孔を常時閉鎖し、前記付勢ばねのばね力よりもタンク内の圧力が高くなったときに前記弁孔が開放される構造を採ることができる。この構成の開閉弁は、構造が簡単であり、開閉の条件が一律に決まる特徴がある。
【００１０】
また、前記給油ユニットは径方向に広がり軸方向に二分する隔壁により前記タンクと制御室に二分され、前記制御室は前記開閉弁の駆動部、制御部及び電源部が内蔵された構成を採ることができる。この場合の開閉弁の作動は各種の条件に応じて自動的に制御される。
【００１１】
なお、この発明においては、回転輪及び回転側間座を総称するときは回転側環状部材、固定輪及び固定側間座を総称するときは固定側環状部材という。
【発明の効果】
【００１２】
（１）回転側環状部材の回転によってタンク内の潤滑油の圧力を高くすることができるため、タンク内に負圧部分を作って外部から潤滑油を吸引する必要がない。これにより装置がコンパクト化されるとともに、無駄なエネルギーの消費を避けることができる。
【００１３】
（２）装置がコンパクト化されることにより、回転側環状部材と固定側環状部材の間に給油ユニットを組み込むことができ、省スペース化を図ることができる。
【００１４】
（３）開閉弁の駆動を電気的に制御する手段を採用する場合においても、その電源は回転側環状部材の回転を利用して発電を行うため、省エネルギー化に資することができる。
【００１５】
（４）（３）の場合において、開閉弁の弁体は常に閉鎖方向に付勢され、給油が必要なときのみ駆動部に通電するため、エネルギーの消費が少なくて済む。
【００１６】
（５）開閉弁は、弁体と付勢ばねによって構成されるので、これを閉鎖するための電力を必要としない。
【００１７】
（６）開閉弁の弁体をタンク内の圧力で開放させる構成の場合は弁体の開放作用に電力を必要とせず、インペラの駆動に電力が不要であることと相まって、電力を全く必要としない軸受装置を実現することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態１の軸受装置の断面図である。
【図２】図２は、実施形態１のタンクの断面図である。
【図３】図３は、図２のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図４】図４は、図１のＸ１−Ｘ１線の断面図である。
【図５】図５は、図４の一部拡大断面図である。
【図６】図６は、図１の一部拡大断面図である。
【図７】図７は、実施形態２の軸受装置の断面図である。
【図８】図８は、実施形態２のタンクの断面図である。
【図９】図９は、図７のＸ３−Ｘ３線の断面図である。
【図１０】図１０は、図７の一部拡大断面図である。
【図１１】図１１は、給油ユニットのブロック図である。
【図１２】図１２は、実施形態３のスピンドルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００２０】
図１から図６に示した実施形態１に係る軸受装置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により構成される。軸受装置１０及び間座１２は、回転軸１４とハウジング１５の間に軸方向の位置決めを行って取り付けられる。
【００２１】
転がり軸受１１は、回転輪である内輪１６、固定輪である外輪１７及びこれらの軌道溝１８、１９の間に介在された所要数の転動体２１、その転動体２１を一定間隔に保持する保持器２２により構成される。例えば、アンギュラ玉軸受が用いられる。転がり軸受１１の間座１２と反対側の端面において、内輪１６と外輪１７の間にシール部材２３が装着される。
【００２２】
間座１２は、回転側間座である内輪間座２４と固定側間座である外輪間座２５とから成り、内輪間座２４は前記内輪１６の端面に突き当てられた状態で回転軸１４に嵌合固定される。外輪間座２５は外輪１７の端面に突き当てられた状態でハウジング１５の内周壁面に嵌合固定される。
【００２３】
前記の給油ユニット１３は、外輪間座２５の内周壁面に取り付けられた環状樹脂製のタンク２６と、そのタンク２６に内蔵された後述のインペラ４０及び開閉弁４１とにより構成される。給油ユニット１３は、幅の広い内輪１６及び外輪１７を用いた場合は、その外輪１７の内周面の肩部に取り付けることができる。その場合の間座１２は本来の間座としてのみの機能を果たす。
【００２４】
この実施形態１においては、図示のように、間座１２に給油ユニット１３を取り付ける構成を採用している。前記タンク２６は同時に給油ユニット１３のケーシングの機能を有する。
【００２５】
なお、回転輪（図示の場合内輪１６）及び回転側間座（同内輪間座２４）を総称するときは回転側環状部材という。固定輪（同外輪１７）及び固定側間座（同外輪間座２５）を総称するときは固定側環状部材という。
【００２６】
タンク２６は、内輪間座２４と外輪間座２５の間に介在される断面四角形の空洞の環状部材であり、内輪間座２４の外周面に沿った内周壁面２７（図２参照）、外輪間座２５の内周面に沿った外周壁面２８を有する。また、内周壁面２７と外周壁面２８の内側面（転がり軸受１１側の面）と外側面を閉塞する環状の内側壁２９と外側壁３１とを有する。外壁面３１は、タンク２６の蓋ともなっている。
【００２７】
図３に示したように、タンク２６の外周壁面２８の内径面の一部には軸方向の全体に渡る凹部３３が設けられる。内径面の半径Ｒは、その凹部３３の一端を起点aとし、他端部を終点ｂとして後述のインペラ４０の回転方向（矢印Ａ参照）に見た場合、起点aの部分の半径Ｒは最小（但し、インペラ４０の回転半径よりは大きい。）であり、回転方向に漸増し終点ｂにおいて最大となる肉厚をもつように形成される。
【００２８】
前記凹部３３に対向した内側壁２９の一部に設けられた円形孔３２の外側に弁室３４が設けられ、その弁室３４の先端にノズル３５が連通されている。ノズル３５は転がり軸受１１の内部に延び出す。前記円形孔３２に弁孔部材３４ａが取り付けられ、その弁孔３４ｂによってタンク２６の内部と弁室３４の内部は連通している。
【００２９】
前記タンク２６に潤滑油を充填するための開口が外側壁３１の適宜位置に設けられ、その開口を閉塞する閉塞栓３７が嵌められる。この閉塞栓３７に空気孔を設け、タンク２６の内部が負圧になるのを防止することが望ましい。その空気孔には外部の空気を通過させ内部の潤滑油の漏出を防止するフィルターを装着する。
【００３０】
外輪間座２５の内周壁面に浅い円周溝３９が設けられる（図１参照）。その円周溝３９に接着剤が塗布され、接着剤溜まりとなっている。タンク２６の外周壁面２８は、外輪間座２５の内周壁面に密着され、前記接着溜まりの接着剤によって外輪間座２５の内周壁面に接着固定される。タンク２６の内周壁面２７は内輪間座２４との間に所要の回転すき間ｘをおいて対向する。
【００３１】
前記タンク２６に内蔵されたインペラ４０は、図１に示したように、タンク２６の内周壁面２７に回転自在に嵌合された環状のボス部４２と、そのボス部４２の外周面に周方向に一定間隔をおいて配置された多数の凸部４３（図４参照）によって形成される。ボス部４２の内径面とタンク２６の内周壁面２７とは摺動回転するものであるため、これらの部材は低摩擦係数の材質を選択することが望ましい。例えば、ポリアセタール樹脂などが挙げられる。
【００３２】
前記ボス部４２の内周面に２列の円周溝４４が設けられ、各円周溝４４に環状の多極磁石４５が装着される。各多極磁石４５の露出面はボス部４２の内周壁面と同一面となる。
【００３３】
ボス部４２の２列の多極磁石４５に対向して内輪間座２４の外周壁面にも円周溝４６が設けられ、同様に環状の多極磁石４７が装着される。回転すき間ｘ及び内周壁面２７を挟んで径方向に対向した多極磁石４５、４７は同極数に着磁され、磁気カップリング４８を構成する（図１、図５参照）。
【００３４】
インペラ駆動部５０（図１参照）は、ボス部４２が内輪間座２４に対し磁気カップリング４８によって磁気的に結合されることにより構成される。内輪間座２４のトルクが磁気カップリング４８を経てボス部４２に伝達されることにより、インペラ４０が駆動されることになる。
【００３５】
前記の多極磁石４５、４７は、フェライト、希土類などの磁性粉をＮＢＲ（ニトリルゴム）などをバインダとして混ぜ合わせて加硫成形し、これに着磁を施したものを前記円周溝４４，４６に接着固定する。前記接着方法以外に、前記ボス４２の円周溝４４、４６にフェライト、希土類などの磁性粉をＮＢＲなどをバインダとして混ぜ合わせたものを装着し、そのゴム磁性材料をボス部４２に加硫接着し、これに着磁を施す方法もある。
【００３６】
また、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などをバインダとしたプラスチック磁石、焼結製の磁石のセグメントを前記円周溝４４、４６に接着する方法もある。
【００３７】
前記のタンク２６、その内部に回転自在に収納されたインペラ４０及びインペラ駆動部５０によってポンプ５３（図１、図４参照）が構成される。潤滑油を充填したタンク２６の内部においてインペラ４０が回転すると、凹部３３近辺の潤滑油の圧力が高められる。インペラ４０を構成する周方向の多数の凸部４３が設けられ、また凸部４３とタンク２６の内周面のすき間ｙが前述の起点ａから終点ｂに至るに従い大きくなることにより、インペラ４０の回転に伴って潤滑油の圧力の上昇が図られる。
【００３８】
前記開閉弁４１は、図６に示したように、前述の弁室３４、その弁室３４の内部に収納された球形の弁体４９、弁体４９の付勢ばね５１により構成され、前記の弁孔３４ｂに対し弁室３４側から弁体４９が突き当てられる。弁体４９とノズル３５の周りのばね座５２との間に付勢ばね５１が介在され、そのばね力により弁体４９が一定の圧力をもって弁孔３４ｂに押し当てられ、弁孔３４ｂを弁室３４側から常時閉塞する。
【００３９】
前記ノズル３５は、タンク２６の内側壁２９から転がり軸受１１の外輪１７の軌道溝１９に向けて突き出す。外輪１７の間座１２側の肩部には、弁室３４及びノズル３５との干渉を避けるため、切欠き部５４、５５（図１参照）が段差状に設けられる。
【００４０】
実施形態１の軸受装置１０は以上のように構成され、次にその作用について説明する。タンク２６にはあらかじめ潤滑油が充填されているものとする。
【００４１】
回転軸１４が回転すると、図１に示したように、これと一体の内輪１６及び内輪間座２４が回転する。外輪１７、外輪間座２５、外輪間座２５に取り付けられたタンク２６は静止状態にある。内輪間座２４の回転に伴い、インペラ駆動部５０を構成する磁気カップリング４８によって内輪間座２４と磁気的に結合されたインペラ４０が回転し、ポンプ５３が駆動される。
【００４２】
インペラ４０の回転に伴いタンク２６内の潤滑油の圧力が一定以上に上昇すると、付勢ばね５１のばね力に打ち勝って開閉弁４１の弁体４９を後退させ弁孔３４ｂを開放する。これにより、タンク２６内の潤滑油が弁室３４及びノズル３５を経て軌道溝１９に向けて吐出され軸受内部の潤滑に供される。
[実施形態２]
【００４３】
図７から図１０に示した実施形態２の軸受装置１０は、間座１２の間に設けられる給油ユニット１３を、前記実施形態１のタンク２６に加え、開閉弁４１の制御を電気的に行うための制御室５９によって構成したものである。
【００４４】
給油ユニット１３を構成するケーシング５７は、図８に示したように、軸方向中間部分において径方向の環状の隔壁５８によって軸方向に二分される。転がり軸受１１側が実施形態１の場合と同様の構成をもったタンク２６、反対側が制御室５９となっている。
【００４５】
タンク２６は、実施形態１の場合に比べ、軸方向の幅が小さくなり、インペラ４０の幅も小さくなっているが、開閉弁４１の構成を除き他の構成は同一である。この場合の開閉弁４１の弁室３４は、図１０に示したように、タンク２６の内周面に形成された前記凹部３３（図９参照）の部分と、転がり軸受１１の方向に突き出した部分によって形成される。その弁室３４の先端部にノズル３５が連通状態に設けられる。
【００４６】
弁体４９は、本体部６１の先端に前記ノズル３５に挿入される小径の突起部６２を有し、その突起部６２と本体部６１の段差面６３にＯリング６４が装着される。Ｏリング６４がノズル孔３５ａを囲む。突起部６２の外径面とノズル３５の内径面との間には潤滑油が通過可能なすき間が存在する。
【００４７】
本体部６１の後端面に磁性ピース６５が埋め込まれ、その磁性ピース６５の周囲の座繰り穴７０に付勢ばね６６の一端部が挿入される。付勢ばね６６の他端部は隔壁５８に押し当てられる。本体部６１及び磁性ピース６５の端面と隔壁５８との間にはすき間があり、弁体４９の一定量の後退を可能にしている。
【００４８】
前記付勢ばね６６のばね力によって段差面６３のＯリング６４がノズル孔３５ａの周りに押し当てられこれを閉塞する。弁体４９の開閉制御は後述の駆動部６９によって行われる。
【００４９】
なお、実施形態１の場合と同様に、外輪１７の間座１２側の肩部には、弁室３４及びノズル３５との干渉を避けるため、切欠き部５４、５５が段差状に設けられる（図７参照）。
【００５０】
前記制御室５９には電源部６７、制御部６８、駆動部６９等が収納される（図７、図１１参照）。電源部６７は、制御室５９の内周壁面２７に取り付けられた鉄心７１(図７参照)とこれに巻かれた電磁コイル７２からなる静止部が制御室５９に設けられる。電磁コイル７２に対向した回転部である環状の多極磁石７３は内輪間座２４の外周壁面に取り付けられる。
【００５１】
内輪間座２４の回転に伴い電磁コイル７２と対向する多極磁石７３の磁極が変化することにより、電磁コイル７２の両端に交流電力が発生する。その交流電力を整流器等の交直変換器によって直流電力に変換したのち、電源部６７の適宜位置に設けられた電気二重層キャパシタに蓄えられる。電気二重層キャパシタに蓄えられた電力は、駆動部６９及び制御部６８の電源として供給される。
【００５２】
駆動部６９は、鉄心７７に電磁コイル７８を巻いた電磁石により構成され(図１０参照)、前記弁体４９の端面が対向した隔壁５８の反対面に取り付けられる。駆動部６９に通電されると隔壁５８を挟んで弁体４９の磁性ピース６５に磁力を及ぼし、弁体４９を隔壁５８側へ引き寄せる。これにより弁体４９はノズル孔３５ａを開放する。
【００５３】
制御部６８はＣＰＵ等により構成され、軸受装置１０の適宜位置に設置された外輪温度センサー７４、前記電気二重層キャパシタの充電量検知センサー７５、軸受の駆動開始からの経過時間を計測する充電時間計測タイマー７６等の検知部材から所定の信号が入力され、これらの信号に基づき駆動部６９を制御し、開閉弁４１の開閉作用によって潤滑油の供給を調整する。
【００５４】
制御部６８は、電気二重層キャパシタの充電量が一定以上に達したことが前記充電量検知センサー７５に検知されたとき、外輪の温度が一定以上に達したことが外輪温度センサー７４により検知されたとき、軸受駆動後において一定の時間間隔を経過したことが充電時間計測タイマー７６によって計測されたとき等において、電気二重層キャパシタに蓄電された電力を駆動部６９に通電（放電）する。
【００５５】
実施形態２の軸受装置１０は以上のようなものであり、回転軸１４の回転に伴い内輪間座２４が回転すると、給油ユニット１３においてはインペラ４０が回転してタンク２６内の潤滑油の圧力を高める。これと同時に制御室５９の電源部６７において発電が行われ、その電力が電気二重層キャパシタに蓄電されたのち制御部６８の制御によって駆動部６９に通電される。
【００５６】
制御部６８はセンサー等の検知部材から得られる情報に基づき駆動部６９へ通電する電力を制御する。駆動部６９を構成する電磁石が励磁されると開閉弁４１の弁体４９が隔壁５８へ吸引されノズル孔３５ａが開放される。ノズル孔３５ａの開放により、ノズル３５から転がり軸受１１の軌道溝１９に向けて潤滑油が吐出され軸受の潤滑に供される。
【００５７】
この実施形態２の場合は、開閉弁４１の開閉を軸受装置１０の各種環境条件に基づいて制御することができるので、実施形態１の場合に比べ一層的確に潤滑油の供給を調整することができる。
[実施形態３]
【００５８】
図１２に示した実施形態３は、工作機械のスピンドル７９に関するものである。このスピンドル７９は、ハウジング１５のセンターに縦方向に回転軸１４が配置され、両者の間において上下２個所軸受装置１０が設けられる。図示の場合は実施形態２の軸受装置１０を使用したものを示しているが、実施形態１の軸受装置１０を使用することもできる。
【符号の説明】
【００５９】
Ａ 回転方向
ｘ 回転すき間
ｙ すき間
１０ 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 内輪
１７ 外輪
１８、１９ 軌道溝
２１ 転動体
２２ 保持器
２３ シール部材
２４ 内輪間座
２５ 外輪間座
２６ タンク
２７ 内周壁面
２８ 外周壁面
２９ 内側壁
３１ 外側壁
３２ 円形孔
３３ 凹部
３４ 弁室
３４ａ 弁孔部材
３４ｂ 弁孔
３５ ノズル
３５ａ ノズル孔
３７ 閉塞栓
３９ 円周溝
４０ インペラ
４１ 開閉弁
４２ ボス部
４３ 凸部
４４ 円周溝
４５ 多極磁石
４６ 円周溝
４７ 多極磁石
４８ 磁気カップリング
４９ 弁体
５０ インペラ駆動部
５１ 付勢ばね
５２ ばね座
５３ ポンプ
５４、５５ 切欠き部
５７ ケーシング
５８ 隔壁
５９ 制御室
６１ 本体部
６２ 突起部
６３ 段差面
６４ Ｏリング
６５ 磁性ピース
６６ 付勢ばね
６７ 電源部
６８ 制御部
６９ 駆動部
７０ 座繰り穴
７１ 鉄心
７２ 電磁コイル
７３ 多極磁石
７４ 外輪温度センサー
７５ 充電量検知センサー
７６ 充電時間計測タイマー
７７ 鉄心
７８ 電磁コイル
７９ スピンドル
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工作機スピンドル等における転がり軸受とこれに潤滑油を供給する給油ユニットの組み合わせからなる軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作機スピンドルの転がり軸受に潤滑油を供給する装置として、スピンドルの外部にタンク、ポンプ等を設置し、潤滑油を配管によってスピンドルの転がり軸受内部に供給する給油ユニットが従来から知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３０５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記従来の給油ユニットは、潤滑油のタンク、ポンプ等の潤滑装置が、潤滑対象となる転がり軸受、その転がり軸受を含むスピンドルから離れた場所に設置されるため、配管の取り回しが必要となり、装置全体の取り付けに手間が掛かる不具合がある。
【０００５】
また、タンクとポンプは別の構造体であるので、ポンプは、潤滑油を加圧してこれを軸受側へ吐出する機能のほかに、タンクから潤滑油を吸引する機能を備える必要がある。その結果、給油ユニットが大型化する問題がある。
【０００６】
そこで、この発明は、給油ユニットをコンパクト化して潤滑対象となる転がり軸受又はこれに突き合わされた間座に組み入れることにより、外部装置との間の配管・配線の必要のない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】
【０００７】
前記の課題を解決するために、この発明に係る軸受装置は、転がり軸受、給油ユニットの組み合わせからなる軸受装置において、前記給油ユニットは潤滑油を溜める環状のタンク、前記タンクに連通したノズル、前記ノズルの開閉弁、インペラ及びインペラ駆動部により構成され、前記タンクは前記転がり軸受の固定輪又はこれに隣接した固定側間座のいずれかに固定され、前記インペラは前記タンクの内周壁面に回転自在に嵌合され、前記インペラ駆動部は、前記インペラが前記転がり軸受の回転輪又はこれに隣接した回転側間座のいずれかと回転すき間をおいて磁気的に結合された構成としたものである。
【０００８】
前記のタンクはそのままポンプ室となるので、インペラを回転させてタンク内部の潤滑油を加圧してノズルから吐出させるだけよく、タンク内部に潤滑油を吸引する機能は不要となる。また、インペラは回転輪又は回転輪側間座の回転と磁気的結合によって回転駆動されるので、インペラの駆動に電源は不要である。
【０００９】
前記開閉弁の構成として、タンクに連通した弁室、その弁室内に収納した弁体及び付勢ばねにより構成し、前記弁室にノズルを連通するとともに、前記タンクと弁室の連通部分に弁孔を設け、前記付勢ばねにより弁体が弁室側から弁孔を常時閉鎖し、前記付勢ばねのばね力よりもタンク内の圧力が高くなったときに前記弁孔が開放される構造を採ることができる。この構成の開閉弁は、構造が簡単であり、開閉の条件が一律に決まる特徴がある。
【００１０】
また、前記給油ユニットは径方向に広がり軸方向に二分する隔壁により前記タンクと制御室に二分され、前記制御室は前記開閉弁の駆動部、制御部及び電源部が内蔵された構成を採ることができる。この場合の開閉弁の作動は各種の条件に応じて自動的に制御される。
【００１１】
なお、この発明においては、回転輪及び回転側間座を総称するときは回転側環状部材、固定輪及び固定側間座を総称するときは固定側環状部材という。
【発明の効果】
【００１２】
（１）回転側環状部材の回転によってタンク内の潤滑油の圧力を高くすることができるため、タンク内に負圧部分を作って外部から潤滑油を吸引する必要がない。これにより装置がコンパクト化されるとともに、無駄なエネルギーの消費を避けることができる。
【００１３】
（２）装置がコンパクト化されることにより、回転側環状部材と固定側環状部材の間に給油ユニットを組み込むことができ、省スペース化を図ることができる。
【００１４】
（３）開閉弁の駆動を電気的に制御する手段を採用する場合においても、その電源は回転側環状部材の回転を利用して発電を行うため、省エネルギー化に資することができる。
【００１５】
（４）（３）の場合において、開閉弁の弁体は常に閉鎖方向に付勢され、給油が必要なときのみ駆動部に通電するため、エネルギーの消費が少なくて済む。
【００１６】
（５）開閉弁は、弁体と付勢ばねによって構成されるので、これを閉鎖するための電力を必要としない。
【００１７】
（６）開閉弁の弁体をタンク内の圧力で開放させる構成の場合は弁体の開放作用に電力を必要とせず、インペラの駆動に電力が不要であることと相まって、電力を全く必要としない軸受装置を実現することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施形態１の軸受装置の断面図である。
【図２】図２は、実施形態１のタンクの断面図である。
【図３】図３は、図２のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図４】図４は、図１のＸ１−Ｘ１線の断面図である。
【図５】図５は、図４の一部拡大断面図である。
【図６】図６は、図１の一部拡大断面図である。
【図７】図７は、実施形態２の軸受装置の断面図である。
【図８】図８は、実施形態２のタンクの断面図である。
【図９】図９は、図７のＸ３−Ｘ３線の断面図である。
【図１０】図１０は、図７の一部拡大断面図である。
【図１１】図１１は、給油ユニットのブロック図である。
【図１２】図１２は、実施形態３のスピンドルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
【００２０】
図１から図６に示した実施形態１に係る軸受装置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により構成される。軸受装置１０及び間座１２は、回転軸１４とハウジング１５の間に軸方向の位置決めを行って取り付けられる。
【００２１】
転がり軸受１１は、回転輪である内輪１６、固定輪である外輪１７及びこれらの軌道溝１８、１９の間に介在された所要数の転動体２１、その転動体２１を一定間隔に保持する保持器２２により構成される。例えば、アンギュラ玉軸受が用いられる。転がり軸受１１の間座１２と反対側の端面において、内輪１６と外輪１７の間にシール部材２３が装着される。
【００２２】
間座１２は、回転側間座である内輪間座２４と固定側間座である外輪間座２５とから成り、内輪間座２４は前記内輪１６の端面に突き当てられた状態で回転軸１４に嵌合固定される。外輪間座２５は外輪１７の端面に突き当てられた状態でハウジング１５の内周壁面に嵌合固定される。
【００２３】
前記の給油ユニット１３は、外輪間座２５の内周壁面に取り付けられた環状樹脂製のタンク２６と、そのタンク２６に内蔵された後述のインペラ４０及び開閉弁４１とにより構成される。給油ユニット１３は、幅の広い内輪１６及び外輪１７を用いた場合は、その外輪１７の内周面の肩部に取り付けることができる。その場合の間座１２は本来の間座としてのみの機能を果たす。
【００２４】
この実施形態１においては、図示のように、間座１２に給油ユニット１３を取り付ける構成を採用している。前記タンク２６は同時に給油ユニット１３のケーシングの機能を有する。
【００２５】
なお、回転輪（図示の場合内輪１６）及び回転側間座（同内輪間座２４）を総称するときは回転側環状部材という。固定輪（同外輪１７）及び固定側間座（同外輪間座２５）を総称するときは固定側環状部材という。
【００２６】
タンク２６は、内輪間座２４と外輪間座２５の間に介在される断面四角形の空洞の環状部材であり、内輪間座２４の外周面に沿った内周壁面２７（図２参照）、外輪間座２５の内周面に沿った外周壁面２８を有する。また、内周壁面２７と外周壁面２８の内側面（転がり軸受１１側の面）と外側面を閉塞する環状の内側壁２９と外側壁３１とを有する。外壁面３１は、タンク２６の蓋ともなっている。
【００２７】
図３に示したように、タンク２６の外周壁面２８の内径面の一部には軸方向の全体に渡る凹部３３が設けられる。内径面の半径Ｒは、その凹部３３の一端を起点aとし、他端部を終点ｂとして後述のインペラ４０の回転方向（矢印Ａ参照）に見た場合、起点aの部分の半径Ｒは最小（但し、インペラ４０の回転半径よりは大きい。）であり、回転方向に漸増し終点ｂにおいて最大となる肉厚をもつように形成される。
【００２８】
前記凹部３３に対向した内側壁２９の一部に設けられた円形孔３２の外側に弁室３４が設けられ、その弁室３４の先端にノズル３５が連通されている。ノズル３５は転がり軸受１１の内部に延び出す。前記円形孔３２に弁孔部材３４ａが取り付けられ、その弁孔３４ｂによってタンク２６の内部と弁室３４の内部は連通している。
【００２９】
前記タンク２６に潤滑油を充填するための開口が外側壁３１の適宜位置に設けられ、その開口を閉塞する閉塞栓３７が嵌められる。この閉塞栓３７に空気孔を設け、タンク２６の内部が負圧になるのを防止することが望ましい。その空気孔には外部の空気を通過させ内部の潤滑油の漏出を防止するフィルターを装着する。
【００３０】
外輪間座２５の内周壁面に浅い円周溝３９が設けられる（図１参照）。その円周溝３９に接着剤が塗布され、接着剤溜まりとなっている。タンク２６の外周壁面２８は、外輪間座２５の内周壁面に密着され、前記接着溜まりの接着剤によって外輪間座２５の内周壁面に接着固定される。タンク２６の内周壁面２７は内輪間座２４との間に所要の回転すき間ｘをおいて対向する。
【００３１】
前記タンク２６に内蔵されたインペラ４０は、図１に示したように、タンク２６の内周壁面２７に回転自在に嵌合された環状のボス部４２と、そのボス部４２の外周面に周方向に一定間隔をおいて配置された多数の凸部４３（図４参照）によって形成される。ボス部４２の内径面とタンク２６の内周壁面２７とは摺動回転するものであるため、これらの部材は低摩擦係数の材質を選択することが望ましい。例えば、ポリアセタール樹脂などが挙げられる。
【００３２】
前記ボス部４２の内周面に２列の円周溝４４が設けられ、各円周溝４４に環状の多極磁石４５が装着される。各多極磁石４５の露出面はボス部４２の内周壁面と同一面となる。
【００３３】
ボス部４２の２列の多極磁石４５に対向して内輪間座２４の外周壁面にも円周溝４６が設けられ、同様に環状の多極磁石４７が装着される。回転すき間ｘ及び内周壁面２７を挟んで径方向に対向した多極磁石４５、４７は同極数に着磁され、磁気カップリング４８を構成する（図１、図５参照）。
【００３４】
インペラ駆動部５０（図１参照）は、ボス部４２が内輪間座２４に対し磁気カップリング４８によって磁気的に結合されることにより構成される。内輪間座２４のトルクが磁気カップリング４８を経てボス部４２に伝達されることにより、インペラ４０が駆動されることになる。
【００３５】
前記の多極磁石４５、４７は、フェライト、希土類などの磁性粉をＮＢＲ（ニトリルゴム）などをバインダとして混ぜ合わせて加硫成形し、これに着磁を施したものを前記円周溝４４，４６に接着固定する。前記接着方法以外に、前記ボス４２の円周溝４４、４６にフェライト、希土類などの磁性粉をＮＢＲなどをバインダとして混ぜ合わせたものを装着し、そのゴム磁性材料をボス部４２に加硫接着し、これに着磁を施す方法もある。
【００３６】
また、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などをバインダとしたプラスチック磁石、焼結製の磁石のセグメントを前記円周溝４４、４６に接着する方法もある。
【００３７】
前記のタンク２６、その内部に回転自在に収納されたインペラ４０及びインペラ駆動部５０によってポンプ５３（図１、図４参照）が構成される。潤滑油を充填したタンク２６の内部においてインペラ４０が回転すると、凹部３３近辺の潤滑油の圧力が高められる。インペラ４０を構成する周方向の多数の凸部４３が設けられ、また凸部４３とタンク２６の内周面のすき間ｙが前述の起点ａから終点ｂに至るに従い大きくなることにより、インペラ４０の回転に伴って潤滑油の圧力の上昇が図られる。
【００３８】
前記開閉弁４１は、図６に示したように、前述の弁室３４、その弁室３４の内部に収納された球形の弁体４９、弁体４９の付勢ばね５１により構成され、前記の弁孔３４ｂに対し弁室３４側から弁体４９が突き当てられる。弁体４９とノズル３５の周りのばね座５２との間に付勢ばね５１が介在され、そのばね力により弁体４９が一定の圧力をもって弁孔３４ｂに押し当てられ、弁孔３４ｂを弁室３４側から常時閉塞する。
【００３９】
前記ノズル３５は、タンク２６の内側壁２９から転がり軸受１１の外輪１７の軌道溝１９に向けて突き出す。外輪１７の間座１２側の肩部には、弁室３４及びノズル３５との干渉を避けるため、切欠き部５４、５５（図１参照）が段差状に設けられる。
【００４０】
実施形態１の軸受装置１０は以上のように構成され、次にその作用について説明する。タンク２６にはあらかじめ潤滑油が充填されているものとする。
【００４１】
回転軸１４が回転すると、図１に示したように、これと一体の内輪１６及び内輪間座２４が回転する。外輪１７、外輪間座２５、外輪間座２５に取り付けられたタンク２６は静止状態にある。内輪間座２４の回転に伴い、インペラ駆動部５０を構成する磁気カップリング４８によって内輪間座２４と磁気的に結合されたインペラ４０が回転し、ポンプ５３が駆動される。
【００４２】
インペラ４０の回転に伴いタンク２６内の潤滑油の圧力が一定以上に上昇すると、付勢ばね５１のばね力に打ち勝って開閉弁４１の弁体４９を後退させ弁孔３４ｂを開放する。これにより、タンク２６内の潤滑油が弁室３４及びノズル３５を経て軌道溝１９に向けて吐出され軸受内部の潤滑に供される。
[実施形態２]
【００４３】
図７から図１０に示した実施形態２の軸受装置１０は、間座１２の間に設けられる給油ユニット１３を、前記実施形態１のタンク２６に加え、開閉弁４１の制御を電気的に行うための制御室５９によって構成したものである。
【００４４】
給油ユニット１３を構成するケーシング５７は、図８に示したように、軸方向中間部分において径方向の環状の隔壁５８によって軸方向に二分される。転がり軸受１１側が実施形態１の場合と同様の構成をもったタンク２６、反対側が制御室５９となっている。
【００４５】
タンク２６は、実施形態１の場合に比べ、軸方向の幅が小さくなり、インペラ４０の幅も小さくなっているが、開閉弁４１の構成を除き他の構成は同一である。この場合の開閉弁４１の弁室３４は、図１０に示したように、タンク２６の内周面に形成された前記凹部３３（図９参照）の部分と、転がり軸受１１の方向に突き出した部分によって形成される。その弁室３４の先端部にノズル３５が連通状態に設けられる。
【００４６】
弁体４９は、本体部６１の先端に前記ノズル３５に挿入される小径の突起部６２を有し、その突起部６２と本体部６１の段差面６３にＯリング６４が装着される。Ｏリング６４がノズル孔３５ａを囲む。突起部６２の外径面とノズル３５の内径面との間には潤滑油が通過可能なすき間が存在する。
【００４７】
本体部６１の後端面に磁性ピース６５が埋め込まれ、その磁性ピース６５の周囲の座繰り穴７０に付勢ばね６６の一端部が挿入される。付勢ばね６６の他端部は隔壁５８に押し当てられる。本体部６１及び磁性ピース６５の端面と隔壁５８との間にはすき間があり、弁体４９の一定量の後退を可能にしている。
【００４８】
前記付勢ばね６６のばね力によって段差面６３のＯリング６４がノズル孔３５ａの周りに押し当てられこれを閉塞する。弁体４９の開閉制御は後述の駆動部６９によって行われる。
【００４９】
なお、実施形態１の場合と同様に、外輪１７の間座１２側の肩部には、弁室３４及びノズル３５との干渉を避けるため、切欠き部５４、５５が段差状に設けられる（図７参照）。
【００５０】
前記制御室５９には電源部６７、制御部６８、駆動部６９等が収納される（図７、図１１参照）。電源部６７は、制御室５９の内周壁面２７に取り付けられた鉄心７１(図７参照)とこれに巻かれた電磁コイル７２からなる静止部が制御室５９に設けられる。電磁コイル７２に対向した回転部である環状の多極磁石７３は内輪間座２４の外周壁面に取り付けられる。
【００５１】
内輪間座２４の回転に伴い電磁コイル７２と対向する多極磁石７３の磁極が変化することにより、電磁コイル７２の両端に交流電力が発生する。その交流電力を整流器等の交直変換器によって直流電力に変換したのち、電源部６７の適宜位置に設けられた電気二重層キャパシタに蓄えられる。電気二重層キャパシタに蓄えられた電力は、駆動部６９及び制御部６８の電源として供給される。
【００５２】
駆動部６９は、鉄心７７に電磁コイル７８を巻いた電磁石により構成され(図１０参照)、前記弁体４９の端面が対向した隔壁５８の反対面に取り付けられる。駆動部６９に通電されると隔壁５８を挟んで弁体４９の磁性ピース６５に磁力を及ぼし、弁体４９を隔壁５８側へ引き寄せる。これにより弁体４９はノズル孔３５ａを開放する。
【００５３】
制御部６８はＣＰＵ等により構成され、軸受装置１０の適宜位置に設置された外輪温度センサー７４、前記電気二重層キャパシタの充電量検知センサー７５、軸受の駆動開始からの経過時間を計測する充電時間計測タイマー７６等の検知部材から所定の信号が入力され、これらの信号に基づき駆動部６９を制御し、開閉弁４１の開閉作用によって潤滑油の供給を調整する。
【００５４】
制御部６８は、電気二重層キャパシタの充電量が一定以上に達したことが前記充電量検知センサー７５に検知されたとき、外輪の温度が一定以上に達したことが外輪温度センサー７４により検知されたとき、軸受駆動後において一定の時間間隔を経過したことが充電時間計測タイマー７６によって計測されたとき等において、電気二重層キャパシタに蓄電された電力を駆動部６９に通電（放電）する。
【００５５】
実施形態２の軸受装置１０は以上のようなものであり、回転軸１４の回転に伴い内輪間座２４が回転すると、給油ユニット１３においてはインペラ４０が回転してタンク２６内の潤滑油の圧力を高める。これと同時に制御室５９の電源部６７において発電が行われ、その電力が電気二重層キャパシタに蓄電されたのち制御部６８の制御によって駆動部６９に通電される。
【００５６】
制御部６８はセンサー等の検知部材から得られる情報に基づき駆動部６９へ通電する電力を制御する。駆動部６９を構成する電磁石が励磁されると開閉弁４１の弁体４９が隔壁５８へ吸引されノズル孔３５ａが開放される。ノズル孔３５ａの開放により、ノズル３５から転がり軸受１１の軌道溝１９に向けて潤滑油が吐出され軸受の潤滑に供される。
【００５７】
この実施形態２の場合は、開閉弁４１の開閉を軸受装置１０の各種環境条件に基づいて制御することができるので、実施形態１の場合に比べ一層的確に潤滑油の供給を調整することができる。
[実施形態３]
【００５８】
図１２に示した実施形態３は、工作機械のスピンドル７９に関するものである。このスピンドル７９は、ハウジング１５のセンターに縦方向に回転軸１４が配置され、両者の間において上下２個所軸受装置１０が設けられる。図示の場合は実施形態２の軸受装置１０を使用したものを示しているが、実施形態１の軸受装置１０を使用することもできる。
【符号の説明】
【００５９】
Ａ 回転方向
ｘ 回転すき間
ｙ すき間
１０ 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 内輪
１７ 外輪
１８、１９ 軌道溝
２１ 転動体
２２ 保持器
２３ シール部材
２４ 内輪間座
２５ 外輪間座
２６ タンク
２７ 内周壁面
２８ 外周壁面
２９ 内側壁
３１ 外側壁
３２ 円形孔
３３ 凹部
３４ 弁室
３４ａ 弁孔部材
３４ｂ 弁孔
３５ ノズル
３５ａ ノズル孔
３７ 閉塞栓
３９ 円周溝
４０ インペラ
４１ 開閉弁
４２ ボス部
４３ 凸部
４４ 円周溝
４５ 多極磁石
４６ 円周溝
４７ 多極磁石
４８ 磁気カップリング
４９ 弁体
５０ インペラ駆動部
５１ 付勢ばね
５２ ばね座
５３ ポンプ
５４、５５ 切欠き部
５７ ケーシング
５８ 隔壁
５９ 制御室
６１ 本体部
６２ 突起部
６３ 段差面
６４ Ｏリング
６５ 磁性ピース
６６ 付勢ばね
６７ 電源部
６８ 制御部
６９ 駆動部
７０ 座繰り穴
７１ 鉄心
７２ 電磁コイル
７３ 多極磁石
７４ 外輪温度センサー
７５ 充電量検知センサー
７６ 充電時間計測タイマー
７７ 鉄心
７８ 電磁コイル
７９ スピンドル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受、給油ユニットの組み合わせからなる軸受装置において、前記給油ユニットは潤滑油を溜める環状のタンク、前記タンクに連通したノズル、前記ノズルの開閉弁、インペラ及びインペラ駆動部により構成され、前記タンクは前記転がり軸受の固定輪又はこれに隣接した固定側間座のいずれかに固定され、前記インペラは前記タンクの内周壁面に回転自在に嵌合され、前記インペラ駆動部は、前記インペラが前記転がり軸受の回転輪又はこれに隣接した回転側間座のいずれかと回転すき間をおいて磁気的に結合された構成であることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記固定輪又は固定側間座のいずれかの固定側環状部材の内周壁面に接着剤溜まりが設けられ、前記タンクが前記ノズルを転がり軸受の内部に臨ませた姿勢で前記固定側環状部材の内周壁面に前記接着剤溜まりの接着剤により接着されたことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記タンクは前記回転輪又は回転側間座のいずれかの回転側環状部材に回転すき間をおいて対向した内周壁面を有し、その内周面に前記インペラの環状のボス部が回転自在に嵌合され、前記ボス部と前記回転側環状部材にそれぞれ対向状に設けられた環状の多極磁石とにより磁気カップリングが構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記インペラは、ボス部とその外周面に周方向に一定間隔をおいて配置された多数の凸部によって形成され、前記インペラを収納した潤滑油タンクの内周壁面の半径が前記ノズルの部分を起点としてインペラの回転方向に漸増する形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項５】
前記開閉弁は、前記タンクに連通した弁室、その弁室内に収納された弁体及び付勢ばねにより構成され、前記弁室に前記ノズルが連通され、前記タンクと弁室の連通部分に弁孔が設けられ、前記付勢ばねにより前記弁体が弁室側から弁孔を常時閉鎖し、前記付勢ばねのばね力よりもタンク内の圧力が高くなったときに前記弁孔が開放されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項６】
前記給油ユニットは径方向に広がり軸方向に二分する隔壁により前記タンクと制御室に二分され、前記制御室に開閉弁の駆動部、制御部及び電源部が内蔵されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項７】
前記開閉弁は、前記タンクと連通した弁室、その弁室に収納された弁体及び弁体の付勢ばねにより構成され、前記弁室に前記ノズルが連通され、前記弁体はその一端部が弁室側のノズル孔に臨むとともに、他端部と前記隔壁の間に付勢ばねが介在され、そのばね力により前記ノズル孔を常時閉鎖し、前記弁体の隔壁側の端面に磁性体が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の軸受装置。
【請求項８】
前記駆動部は前記隔壁を挟んで前記磁性体に対向して設置された電磁石によって構成され、前記電磁石に通電されたとき前記弁体を隔壁側へ吸引駆動することにより前記開閉弁を開放させることを特徴とする請求項６又は７に記載の軸受装置。
【請求項９】
前記電源部は電磁コイルと多極磁石の組み合わせによりなる発電機により構成され、前記電磁コイルが前記給油ユニットの内周壁面に設けられ、前記多極磁石が回転すき間を介して前記回転側環状部材に設けられたことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１０】
前記電源部は交直変換器及び電気二重層キャパシタを含み、前記発電機によって発電された交流電力を直流電力に変換してその直流電力を前記の電気二重層キャパシタに蓄電し、蓄電された電力を前記駆動部及び制御部の電源とすることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１１】
前記制御部は、軸受温度センサー、前記電気二重層キャパシタの充電量検知センサー、前記電気二重層キャパシタの充電時間計測タイマー等の検知部材を１以上含み、前記検知部材の出力信号に基づき前記駆動部を制御することを特徴とする請求項６から１０のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の軸受装置を用いたことを特徴とするスピンドル。
【請求項１】
転がり軸受、給油ユニットの組み合わせからなる軸受装置において、前記給油ユニットは潤滑油を溜める環状のタンク、前記タンクに連通したノズル、前記ノズルの開閉弁、インペラ及びインペラ駆動部により構成され、前記タンクは前記転がり軸受の固定輪又はこれに隣接した固定側間座のいずれかに固定され、前記インペラは前記タンクの内周壁面に回転自在に嵌合され、前記インペラ駆動部は、前記インペラが前記転がり軸受の回転輪又はこれに隣接した回転側間座のいずれかと回転すき間をおいて磁気的に結合された構成であることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記固定輪又は固定側間座のいずれかの固定側環状部材の内周壁面に接着剤溜まりが設けられ、前記タンクが前記ノズルを転がり軸受の内部に臨ませた姿勢で前記固定側環状部材の内周壁面に前記接着剤溜まりの接着剤により接着されたことを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記タンクは前記回転輪又は回転側間座のいずれかの回転側環状部材に回転すき間をおいて対向した内周壁面を有し、その内周面に前記インペラの環状のボス部が回転自在に嵌合され、前記ボス部と前記回転側環状部材にそれぞれ対向状に設けられた環状の多極磁石とにより磁気カップリングが構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記インペラは、ボス部とその外周面に周方向に一定間隔をおいて配置された多数の凸部によって形成され、前記インペラを収納した潤滑油タンクの内周壁面の半径が前記ノズルの部分を起点としてインペラの回転方向に漸増する形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項５】
前記開閉弁は、前記タンクに連通した弁室、その弁室内に収納された弁体及び付勢ばねにより構成され、前記弁室に前記ノズルが連通され、前記タンクと弁室の連通部分に弁孔が設けられ、前記付勢ばねにより前記弁体が弁室側から弁孔を常時閉鎖し、前記付勢ばねのばね力よりもタンク内の圧力が高くなったときに前記弁孔が開放されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項６】
前記給油ユニットは径方向に広がり軸方向に二分する隔壁により前記タンクと制御室に二分され、前記制御室に開閉弁の駆動部、制御部及び電源部が内蔵されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項７】
前記開閉弁は、前記タンクと連通した弁室、その弁室に収納された弁体及び弁体の付勢ばねにより構成され、前記弁室に前記ノズルが連通され、前記弁体はその一端部が弁室側のノズル孔に臨むとともに、他端部と前記隔壁の間に付勢ばねが介在され、そのばね力により前記ノズル孔を常時閉鎖し、前記弁体の隔壁側の端面に磁性体が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の軸受装置。
【請求項８】
前記駆動部は前記隔壁を挟んで前記磁性体に対向して設置された電磁石によって構成され、前記電磁石に通電されたとき前記弁体を隔壁側へ吸引駆動することにより前記開閉弁を開放させることを特徴とする請求項６又は７に記載の軸受装置。
【請求項９】
前記電源部は電磁コイルと多極磁石の組み合わせによりなる発電機により構成され、前記電磁コイルが前記給油ユニットの内周壁面に設けられ、前記多極磁石が回転すき間を介して前記回転側環状部材に設けられたことを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１０】
前記電源部は交直変換器及び電気二重層キャパシタを含み、前記発電機によって発電された交流電力を直流電力に変換してその直流電力を前記の電気二重層キャパシタに蓄電し、蓄電された電力を前記駆動部及び制御部の電源とすることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１１】
前記制御部は、軸受温度センサー、前記電気二重層キャパシタの充電量検知センサー、前記電気二重層キャパシタの充電時間計測タイマー等の検知部材を１以上含み、前記検知部材の出力信号に基づき前記駆動部を制御することを特徴とする請求項６から１０のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の軸受装置を用いたことを特徴とするスピンドル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−７６４２８（Ｐ２０１３−７６４２８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５０８８（Ｐ２０１１−２１５０８８）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]