JP2006200740A

JP2006200740A - 転がり軸受装置

Info

Publication number: JP2006200740A
Application number: JP2005366271A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Suzuki; 数也鈴木; Kiyoshi Tanimoto; 清谷本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2006-08-03

Abstract

【課題】潤滑剤を所要の部位へ的確に滴下することが可能で、少量の潤滑剤でも良好な潤滑を維持することができる転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】潤滑剤給油ノズル１１の先端部１１ａを、軸受環状空間Ｓ内のボール３の近傍にまで挿入して、前記ノズル先端部１１ａに設けた開口（穴１１ｃ）から潤滑剤を供給する転がり軸受装置において、ノズル１１の先端もしくはその先端近傍に、このノズル１１の周面から少なくとも鉛直下方に向かって突出する潤滑剤保持部（大径部１１ｄ）を形成する。この構成によって、ノズル先端１１ａから吐出された潤滑剤が、この潤滑剤保持部に引き寄せられ液滴となり、ノズルの根元部１１ｂ側に移動し難くなる。従って、本発明の転がり軸受装置は、転動体の転動運動により気流が発生している環状空間Ｓ内でも、潤滑剤を所要の部位へ的確に滴下することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受装置に関し、更に詳しくは、互いに相対回転する軌道部材の間に形成された環状空間内あるいはその開口近傍に、潤滑剤を供給する手段を備えた転がり軸受装置に関する。

従来、高速で回転中の転がり軸受装置の環状空間内に潤滑剤を供給する方法として、ジェット潤滑、オイルミスト潤滑やオイル／エア潤滑等が用いられている。

しかしながら、これらの方法は、環状空間の外側からその内側に潤滑剤を到達させるために、潤滑剤を加圧したり、圧縮空気等により潤滑剤を加速したりする必要があり、機構が大掛かりとなってしまう。また、必要以上の油量が供給されてしまうために潤滑剤の無駄が多く、環境の汚染等を防止するため、余分な潤滑剤を回収して循環させる機構等を必要としていた。

そこで、本出願人らは、軌道部材の間に形成された環状空間内あるいはその開口近傍に、一体化されたコンパクトな潤滑剤供給ユニット（以下「給油ユニット」と称する）を備えるとともに、この給油ユニットのノズルを軸受の環状空間内に配置することにより、必要に応じた最小限の量の潤滑剤を転動体近傍あるいは保持器近傍に直接供給することのできる転がり軸受装置を提案している（特許文献１〜２等を参照）。

図７は、これらの提案に係る転がり軸受装置の軸方向断面図であり、図８は、図７のＸ−Ｘ線矢視断面図である。また、図９は、この転がり軸受装置に用いられている給油ユニットに設けられた潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た模式的断面図（ａ）、およびこのノズルを軸受周方向から見た図（ｂ）である。

この転がり軸受装置は、軌道部材としての内輪１および外輪２と、これら内外輪の対向面（軌道面）間に形成される環状空間Ｓ内に配置された複数の転動体（ボール３）と、これらのボール３を周方向に所定の間隔で保持する保持器４と、潤滑剤を供給する給油ユニット１０とから構成されている。

給油ユニット１０は、ポンプ５と、このポンプ５の制御手段６と、潤滑剤貯留用のタンク７と、電池８とからなり、これら全てが軸受の環状空間Ｓ内に納まるように配置されている。制御手段６とタンク７および電池８は、軸方向から見た場合、略円弧状であり、これらと前記ポンプ５とが結合して、全体として輪状のユニット体として構成されている。なお、この給油ユニット１０は、軸受の対向面の固定輪側（この例においては外輪２の内周面２ｘ）に取り付けられている。

また、この給油ユニット１０のポンプ５に配設された潤滑剤供給用のノズル２１は、図９（ａ）および図９（ｂ）のようなパイプ状部材からなり、その先端部２１ａの端面には、潤滑剤を吐出するための開口（穴２１ｃ）が設けられている。このノズル２１の先端部２１ａは、保持器４と内輪１との間で、かつ、ボール３の転動軌道の近傍となる位置に配置されている。

なお、ボールを保持する保持器を有さない軸受装置の場合は、図１０および図１１のように、ポンプ５のノズル２１の先端部２１ａは、外輪２と内輪１との間で、かつ、ボール３の転動軌道の近傍となる位置に配置される。
特開２００４−１０８３８８号公報特開２００４−３１６７０７号公報

ところで、転がり軸受の環状空間内では、転動体の転動運動により、軸受周方向に空気の流れ（気流）が発生していることが知られている。そのため、加速（加圧）されていない極微量の潤滑剤を用いる上記給油ユニット１０では、潤滑剤をこの気流による障壁（エアバリアあるいはエアーカーテン）の内側にまで到達させ、必要な部位に効率良く供給（滴下）するために、ノズル２１の先端部２１ａを環状空間Ｓ内のボール３近傍まで挿入している。

しかしながら、従来の転がり軸受装置においては、図６（ｂ）のように、このノズル先端の穴２１ｃから吐出された潤滑剤Ｏが、前記気流の影響と表面張力により、ノズル外周面２１ｘを伝ってポンプ５側のノズル根元部２１ｂ方向に移動してしまい、狙った部位への安定的な滴下が困難になる場合があった。

本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、潤滑剤を所要の部位へ的確に滴下することが可能で、少量の潤滑剤でも良好な潤滑を維持することができる転がり軸受装置を提供することを目的としている。

前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、同心状に配置されて相対回転する軌道部材どうしの間に形成される環状空間の中またはその近傍に、パイプ状のノズルを備えるポンプを配設し、このノズルの先端を、当該環状空間の中に配置するとともに、前記ノズル先端に設けられた開口から、前記環状空間内に配置された転動体の近傍に潤滑剤を供給する転がり軸受装置において、前記ノズルの先端もしくはその先端近傍に、このノズルの周面から少なくとも鉛直下方に向かって突出する潤滑剤保持部が形成されていることを特徴とする。

本発明は、給油ノズルを転動体あるいは保持器近傍にまで挿入して、ポンプにより潤滑剤の供給を行う転がり軸受装置において、このノズルの先端吐出口の近傍に、吐出された潤滑剤を寄せ集めて液滴とする潤滑剤保持部を設けることにより、所期の目的を達成しようとするものである。

すなわち、請求項１に記載の発明によれば、前記ノズルの先端もしくはその先端近傍に、ノズルの周面から少なくとも鉛直下方に向かって突出する潤滑剤保持部を形成することにより、ノズル先端から吐出された潤滑剤がこの潤滑剤保持部に引き寄せられ、ノズルの根元部側に移動し難くなる。従って、本発明の転がり軸受装置は、転動体の転動運動により気流が発生している環状空間内にノズル先端を配置した場合でも、潤滑剤を所要の部位へ的確に滴下することができる。

ここで、前記潤滑剤保持部の具体的形成手段として、ノズルの先端近傍をその他の部位より大径とする方法（請求項２）、ノズルの先端開口径をその他の部位の内径より大きくする方法（請求項３）、あるいは、このノズルの外周面に環状部材を嵌め入れる方法（請求項４）を好適に採用することができる。

請求項２および請求項３に記載の構成により、上記潤滑剤保持部を容易に形成することができる。また、このノズルが例えば注射針のような非常に径の小さなパイプ状で、ノズルの強度不足により先端部への加工が困難な場合は、その先端近傍の外周に環状部材を嵌め入れても良い。

以上のように、本発明によれば、転動体の転動運動により気流が発生している転がり軸受の環状空間内に潤滑剤供給ノズルを配置した場合でも、潤滑剤を所要の部位へ的確に滴下することができる。また、供給される潤滑剤に無駄がなく、少量の潤滑剤で転がり軸受装置の良好な潤滑を維持することが可能になる。

以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における転がり軸受装置に用いられている給油ユニット１０に設けられた潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た模式的断面図（ａ）、およびこのノズルを軸受周方向から見た図（ｂ）である。なお、この転がり軸受装置全体の構成は、図７および図８で示した従来例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。また、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。

本実施形態における転がり軸受装置も、軌道部材としての内輪１および外輪２と、これら内外輪の対向面間に形成される環状空間Ｓ内に配置された複数のボール３と、これらのボール３を周方向に所定の間隔で保持する保持器４と、潤滑剤を供給する給油ユニット１０とから構成されている。

また、給油ユニット１０は、ポンプ５と、ポンプ５の制御手段６と、潤滑剤貯留用のタンク７と、電池８とからなり、軸受の対向面の固定輪側（外輪２の内周面２ｘ）に取り付けられているとともに、このポンプ５の軸受中央側端面には、先端部１１ａに潤滑剤を吐出するための穴１１ｃが設けられたノズル１１が配設されている。

本実施形態における転がり軸受装置の特徴は、潤滑剤Ｏを供給するノズル１１の先端部１１ａに、その他の部位より大径の大径部１１ｄが形成されている点である。

以上の構成の転がり軸受装置においても、軸受が回転した場合、ボール３の転動により環状空間Ｓ内には図中の矢印で示される向き（軸受周方向）に気流が発生する。しかしながら、この転がり軸受装置は、ノズル１１の先端に潤滑剤保持部となる大径部１１ｄが形成されていることから、吐出された潤滑剤Ｏは、ノズル根元部１１ｂ方向に移動することなく、この大径部１１ｄの鉛直下方に油滴となって寄せ集められることとなる。

従って、本実施形態における転がり軸受装置は、吐出された潤滑剤Ｏを、最も効率の良いボール３近傍あるいは保持器４近傍に安定的に滴下することができる。また、供給される潤滑剤に無駄がなく、少量の潤滑剤でも良好な軸受潤滑を維持することが可能になる。

なお、ノズル１１先端の潤滑剤保持部（大径部１１ｄ）は、必ずしもノズル１１の周方向に一様に形成する必要はなく、少なくとも軸受における鉛直下方に向かって膨出（突出）する形状であれば、どのような形状でも良い。

また、ボールを保持する保持器を有さない軸受装置（図１０，１１を参照）の場合、図２のように、ポンプ５のノズル１１の先端部１１ａは、環状空間Ｓ内のボール３転動軌道の近傍に配置されることとなる。この場合も、上記と同様の効果が得られることは言うまでもない。

次に、本発明の第２・第３実施形態について説明する。
図３，４および図５，６は、本発明の第２および第３実施形態における転がり軸受装置に用いられている給油ユニット１０に設けられた潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た模式的断面図（ａ）と、このノズルを軸受周方向から見た図（ｂ）である。

この第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、吐出された潤滑剤を油滴として寄せ集める潤滑剤保持部が、ノズル先端の穴１２ｃの開口径を、その他の部位の内周面１２ｙの径より大きくすることにより形成されている点である。

また、第３実施形態においては、この潤滑剤保持部が、ノズル先端部２１ａに嵌め入れられた環状部材１３により形成されている。なお、この環状部材１３は、例えば接着剤等により、このノズル２１の外周面２１ｘに固定されている。

これらの構成によっても、ポンプ５から吐出された潤滑剤は、潤滑剤保持部（ノズル先端部１２ａまたは環状部材１３）の鉛直下方に油滴となって寄せ集められ、ノズル根元部方向に移動することがない。従って、これらの実施形態における転がり軸受装置も、吐出された潤滑剤を、ボール３近傍あるいは保持器４近傍に安定的に滴下することができる。また、供給される潤滑剤に無駄がなく、少量の潤滑剤でも良好な軸受潤滑を維持することが可能になる。

なお、第１実施形態と同様、ボールを保持する保持器を有さない軸受装置の場合、図４および図６のように、ポンプ５のノズル１２，２１の先端部１２ａ，２１ａは、環状空間Ｓ内のボール３転動軌道の近傍に配置されることとなる。この場合も、上記と同様の効果が得られることは勿論である。

また、これらの実施形態においても、ノズル先端の潤滑剤保持部は、必ずしもノズルの周方向に一様に形成する必要はなく、少なくとも軸受における鉛直下方に向かって突出する形状であれば良い。例えば、第２実施形態における先端部１２ａの開口形状として、例示のラッパ形状の他に、ノズル周方向に花びら形や星形等に形成しても良い。

更にまた、軸受の構成や給油ユニットの構造も、これら第１〜第３実施形態での例に限定されず、本発明は、潤滑剤給油ノズルを転動体あるいは保持器近傍にまで挿入して、ポンプにより潤滑剤の供給を行う転がり軸受装置に広く適用することができる。

例えば、軸受の固定輪に軸方向に隣接する環状部材（間座等）を有する軸受装置の場合は、給油ユニットをこの環状部材の中に配置することも可能である。これらの場合も、ポンプのノズルの先端部は、環状空間内のボール転動軌道あるいは保持器の近傍に潤滑剤を供給する位置に配置される。更には、軸受の固定輪と環状部材との間に、別の中間部材を介在させた構成としても良い。これらの構成の軸受装置においても、同様の効果を奏することができることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、およびこのノズルを軸受周方向から見た図（ｂ）である。本発明の第１実施形態における別の構成の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。本発明の第２実施形態の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。本発明の第２実施形態における別の構成の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。本発明の第３実施形態の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。本発明の第３実施形態における別の構成の転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。給油ユニットを備える転がり軸受装置の構成例を示す軸並行方向の断面図である。図７のＸ−Ｘ線矢視断面図である。転がり軸受装置に用いられている給油ユニットの従来の潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、およびこのノズルを軸受周方向から見た図（ｂ）である。保持器を有さない転がり軸受装置に給油ユニットを配設した例を示す軸並行方向の断面図である。保持器を有さない転がり軸受装置における給油ユニットの従来の潤滑剤供給用ノズルを軸受径方向から見た図（ａ）、軸受周方向から見た図（ｂ）である。

符号の説明

１内輪
２外輪
２ｘ内周面
３ボール
４保持器
５ポンプ
６制御手段
７タンク
８電池
１０給油ユニット
１１ノズル
１１ａ先端部１１ｂ根元部１１ｃ穴（開口）
１１ｄ大径部（潤滑剤保持部）１１ｘ外周面１１ｙ内周面
１２ノズル
１２ａ先端部（潤滑剤保持部）１２ｂ根元部１２ｃ穴（開口）
１２ｘ外周面１２ｙ内周面
１３環状部材（潤滑剤保持部）
２１ノズル
２１ａ先端部２１ｂ根元部２１ｃ穴（開口）
２１ｘ外周面２１ｙ内周面
Ｏ潤滑剤
Ｓ環状空間

Claims

同心状に配置されて相対回転する軌道部材どうしの間に形成される環状空間の中またはその近傍に、パイプ状のノズルを備えるポンプを配設し、このノズルの先端を、当該環状空間の中に配置するとともに、前記ノズル先端に設けられた開口から、前記環状空間内に配置された転動体の近傍に潤滑剤を供給する転がり軸受装置において、
前記ノズルの先端もしくはその先端近傍に、このノズルの周面から少なくとも鉛直下方に向かって突出する潤滑剤保持部が形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。
前記潤滑剤保持部が、このノズルの先端近傍をその他の部位より大径とすることによって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装置。
前記潤滑剤保持部が、このノズルの先端開口径をその他の部位の内径より大きくすることによって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装置。
前記潤滑剤保持部が、このノズルの外周に嵌め入れられた環状部材により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装置。