JP6686473B2 - 軸受装置および軸受への潤滑油の供給方法 - Google Patents
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Description
この構成によって、給油ユニットから軸受に対して、潤滑油の温度変化に関わらずに安定して潤滑油が供給される。
これにより、特に潤滑油が低温となった場合であっても、給油ユニットから軸受に対して安定して潤滑油が供給される。
これにより、特に潤滑油が低温となった場合であっても、給油ユニットから軸受に対してより安定して潤滑油が供給される。
この構成によって、給油ユニットから軸受に対して、潤滑油の温度変化に関わらずに安定して潤滑油が供給される。
図1は、本実施の形態にかかる軸受装置100を、軸の中心線を含む平面によって切断した断面図である。図2は、軸受装置100の図1のA−A位置における矢視図であって、軸方向に見た断面図である。図1および図2を参照して、軸受装置100は、軸受本体20と、給油ユニット40と、センサ60と、制御部80とを備えている。本実施の形態にかかる軸受装置100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。
図3は、ポンプ61の構成を説明するための概略図である。ポンプ61はダイヤフラム式ポンプである。詳しくは、図3を参照して、ポンプ61は、貯留部63からタンク62に向けて貫通する開口63aと、貯留部63から延在部42に向けて貫通する開口63bと、貯留部63を構成するダイヤフラム64とを有している。開口63aは潤滑油をタンク62から貯留部63に向けて通過させ、開口63bは潤滑油を貯留部63から延在部42に向けて通過させる。圧電体65はダイヤフラム64に隣接して設けられて、その駆動によってダイヤフラム64を変形させる。
図4は、制御部80の装置構成の一例を表したブロック図である。制御部80は、たとえば、マイコン(マイコンピュータ)などとも呼ばれる単一のLSI(Large Scale Integration)などである。図4を参照して、制御部80は、装置全体を制御するためのCPU(Central Processing Unit)10と、CPU10で実行されるプログラムを記憶するためのROM(Read Only Memory)11と、CPU10でプログラムを実行する際の作業領域となったり各種データを記憶するためのRAM(Random Access Memory)12と、センサ60との通信を行うためのインタフェース(I/F)であるセンサI/F13と、圧電体65等との通信を行うためのインタフェースである圧電体I/F14とを含む。
潤滑油の粘性は温度の影響を受ける。具体的には、温度が低くなるほど潤滑油の粘性が高くなり、貯留部63に吸引される際の抵抗や貯留部63から吐出される際の抵抗が大きくなる。それ故、設計上の設定温度よりも低くなると、貯留部63に吸引される潤滑油の量や貯留部63から吐出される潤滑油の量が設定温度時に想定されている量よりも少なくなるおそれがある。つまり、潤滑油の温度が設定温度よりも低くなると、安定して潤滑油が供給されなくなるおそれがある。特に、軸受装置100ではポンプ61によって環状空間28に微量の潤滑油が供給される。そのため、潤滑油の粘性が高まると、貯留部63に潤滑油が吸引されなかったり貯留部63から潤滑油が吐出されなかったりするおそれもある。そこで、本実施の形態にかかる軸受装置100においては、潤滑油の温度に基づいて給油動作が制御される。
図5および図6は、軸受装置100における給油動作の制御を説明するための図である。図5は設定温度(低温よりも高い温度)時の給油動作の制御を説明するための図、図6は設定温度よりも低温時の給油動作の制御を説明するための図である。それぞれの図の(A)は1回の給油動作の際の貯留部63の容積の径時変化を表した図であり、(B)は圧電体65への印加電圧の径時変化を表した図である。1回の給油動作は、タンク62から貯留部63に潤滑油を吸引して補給する動作と、貯留部63から潤滑油を吐出して環状空間28に潤滑油を供給する動作とからなる。
図8は、上記の給油動作の制御を行うための制御部80の機能構成の一例を表したブロック図である。図8の各機能は、制御部80に含まれるCPU10がROM11に記憶されているプログラムをRAM12上に読み出して実行することによって、主にCPU10によって実現される。しかしながら、少なくとも一部の機能が図示されていない専用の電子回路などによって実現されてもよい。
図9は、軸受装置100における給油方法、つまり、軸受装置100において給油動作が行われる際の制御部80での制御の流れを表したフローチャートである。図9のフローチャートに表された動作は、制御部80のCPU10がROM11に記憶されているプログラムをRAM12上に読み出して実行し、図8の各機能を発揮することによって実現される。図9のフローチャートに表された動作は、制御部80のCPU10が、予め規定されている、給油動作を行うタイミングに達したことを検知すると開始される。給油動作を行うタイミングは、たとえば、直近の給油動作から予め規定された期間が経過したタイミングである。
本実施の形態にかかる軸受装置100において給油動作時に上記の制御が行われることによって、給油ユニットから軸受に対する潤滑油の供給量の温度変化に伴う変動が抑制され、温度変化に関わらずに安定して設定された量の潤滑油が供給される。
Claims (6)
- 内輪、外輪、および前記内輪と前記外輪との間に介在している複数の転動体を有する軸受部と、
前記内輪と前記外輪との間の環状空間の軸方向隣に設けられ、前記環状空間に潤滑油を供給可能である給油ユニットと、
前記給油ユニットに貯留された前記潤滑油の温度を検知するためのセンサと、を備え、
前記給油ユニットは、
潤滑油を溜める貯留部と、電圧の印加によって変形する圧電体とを有し、前記圧電体の変形に伴って前記貯留部の容積を減少させることで当該貯留部の潤滑油を前記環状空間へ吐出可能であると共に、前記容積を増加させることで当該貯留部に潤滑油を吸引して補充可能であるポンプと、
前記潤滑油の前記環状空間への供給量の変動を抑制するように前記容積の変化速度を前記潤滑油の温度に応じた速度とさせるための制御信号を前記圧電体に出力する制御を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、前記潤滑油の温度の低下に応じて、前記貯留部の前記潤滑油を前記環状空間に吐出する動作の際の前記容積の減少速度を速くするための前記制御信号を前記圧電体に出力する、軸受装置。 - 前記制御部は、前記潤滑油の温度の低下に応じて前記容積の増加速度を遅くするための制御信号を前記圧電体に出力する、請求項1に記載の軸受装置。
- 前記制御部は、前記貯留部の容積が所定値に至るまでの時間を変化させることにより、前記容積の変化速度を変化させるための前記制御信号を出力する、請求項1又は2に記載の軸受装置。
- 前記容積の変化は線形である、請求項3に記載の軸受装置。
- 軸受部に対して、前記軸受部に軸方向に隣接して設けられた給油ユニットから潤滑油を供給する方法であって、
前記給油ユニットは、潤滑油を溜める貯留部と、電圧の印加によって変形する圧電体とを有し、前記圧電体の変形に伴って前記貯留部の容積を減少させることで当該貯留部の潤滑油を前記軸受部へ吐出可能であると共に、前記容積を増加させることで当該貯留部に潤滑油を吸引して補充可能であるポンプを含み、
前記給油ユニットに貯留された前記潤滑油の温度を検知するステップと、
前記潤滑油の前記環状空間への供給量の変動を抑制するために前記容積の増加速度を前記潤滑油の温度に応じた速度とするように前記圧電体を変形させるステップと、
前記容積を減少させるように前記圧電体を変形させるステップと、を備え、
前記容積を減少させるように前記圧電体を変形させるステップにおいて、前記潤滑油の温度の低下に応じて、前記貯留部の前記潤滑油を前記環状空間に吐出する動作の際の前記容積の減少速度を速くする、軸受への潤滑油の供給方法。 - 前記潤滑油の温度の低下に応じて、前記貯留部の前記潤滑油を前記環状空間に吐出する動作の際の前記容積を減少させる時間を決定するステップをさらに備え、
前記容積を減少させるように前記圧電体を変形させるステップにおいて、決定された前記時間において前記容積が所定値に至るまで前記容積を減少させる、請求項5に記載の軸受への潤滑油の供給方法。
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