特許 6772789 転がり軸受装置、給油ユニット、潤滑油の供給方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6772789

(24)【登録日】2020年10月5日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】転がり軸受装置、給油ユニット、潤滑油の供給方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/66 20060101AFI20201012BHJP

   F16C 19/52 20060101ALI20201012BHJP

   F16C 41/00 20060101ALI20201012BHJP

   F16N 9/02 20060101ALI20201012BHJP

   F16N 13/18 20060101ALI20201012BHJP

   F16N 7/38 20060101ALI20201012BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/66 Z

   F16C19/52

   F16C41/00

   F16N9/02

   F16N13/18

   F16N7/38 B

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-230919(P2016-230919)

(22)【出願日】2016年11月29日

(65)【公開番号】特開2018-87597(P2018-87597A)

(43)【公開日】2018年6月7日

【審査請求日】2019年10月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110000280

【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂崎 司

(72)【発明者】

【氏名】東山 佳路

(72)【発明者】

【氏名】仲 正美

【審査官】 中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５２９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０４５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０２３７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／００６４９５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １９／００−１９／５６

Ｆ１６Ｃ ３３／３０−３３／６６

Ｆ１６Ｎ １／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内輪、外輪、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、及び、前記複数の転動体を保持する保持器を有している軸受部と、
前記軸受部の軸方向隣りに設けられ前記軸受部に潤滑油を供給するための給油ユニットと、を備え、
前記給油ユニットは、
ピエゾ素子の駆動により潤滑油を吐出するポンプと、
前記ピエゾ素子に印加させる電圧を昇圧させる昇圧部と、
前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させる制御部と、
を有している、転がり軸受装置。

【請求項2】

前記制御部は、温度情報に応じて、前記昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させる、請求項１に記載の転がり軸受装置。

【請求項3】

前記制御部は、温度情報に応じて、変更可能なパラメータである前記昇圧時間を設定する、請求項１又は２に記載の転がり軸受装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる前記昇圧時間を、温度が高い場合よりも、温度が低い場合に長く設定する、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】

前記制御部は、前記昇圧部による昇圧動作の時間を、温度が低い場合よりも、温度が高い場合に短く設定する、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】

回転装置に設けられ当該回転装置において給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給するための給油ユニットであって、
ピエゾ素子の駆動により潤滑油を吐出するポンプと、
前記ピエゾ素子に印加させる電圧を昇圧させる昇圧部と、
前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させる制御部と、
を有している、給油ユニット。

【請求項7】

回転装置において給油が必要となる給油領域に、給油ユニットが潤滑油を供給する方法であって、
前記給油ユニットは、ピエゾ素子の駆動により潤滑油を吐出するポンプと、前記ピエゾ素子に印加させる電圧を昇圧させる昇圧部と、を有し、
前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させる、潤滑油の供給方法。

【請求項8】

回転装置において給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給する給油ユニットを制御する制御部として、コンピュータを機能させるプログラムであって、
前記給油ユニットは、ピエゾ素子の駆動により潤滑油を吐出するポンプと、前記ピエゾ素子に印加させる電圧を昇圧させる昇圧部と、を有し、
前記制御部は、前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させる、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピエゾ素子の駆動により動作するポンプを有する給油ユニットによって、潤滑油の供給を行う技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、各種の工作機械では、加工効率及び生産効率の向上のために主軸の高速化が要求されている。主軸が高速で回転すると、これを支持する軸受部において特に潤滑性が問題となる。そこで、軸受部の軸方向隣りに給油ユニットが設けられている転がり軸受装置が提案されている（特許文献１参照）。この給油ユニットは、潤滑油を溜めるタンク、及び、このタンク内の潤滑油を軸受部に吐出するポンプ等を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−２３７５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記のような給油ユニットは、例えば主軸とその外側のハウジングとの間の狭い環状空間に軸受部と共に設置されることから、この給油ユニットでは、保守・管理性向上のため、タンクへの潤滑油の補充頻度を可及的に少なくするのが好ましい。そのためにポンプによる潤滑油の無駄な吐出（消費）を抑える必要があり、また、ポンプから吐出する潤滑油の量を微量とするのが好ましい。

【0005】

吐出する潤滑油の量を微量とするために、ピエゾ素子の駆動により潤滑油を吐出するポンプ（ピエゾポンプ）が提案されている。しかし、このポンプの場合、潤滑油の粘度によって、吐出される潤滑油（油滴）の速度や量が変化する。潤滑油の粘度はその温度の影響を大きく受ける。つまり、潤滑油の粘度が高い（温度が低い）場合、吐出の速度は低く、更には、吐出されないこともある。これに対して、潤滑油の粘度が低い（温度が高い）場合、吐出の速度は高く、吐出量も多くなる傾向にあり、無駄に消費されることがある。このように、ピエゾポンプの場合、粘度（温度）に応じて潤滑油の吐出態様がばらつくという問題点がある。

【0006】

そこで、本発明は、ポンプからの潤滑油の吐出態様が、潤滑油の粘度（温度）に応じてばらつくのを抑えることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の転がり軸受装置は、内輪、外輪、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、及び、前記複数の転動体を保持する保持器を有している軸受部と、前記軸受部の軸方向隣りに設けられ前記軸受部に潤滑油を供給するための給油ユニットと、を備え、前記給油ユニットは、ピエゾ素子の駆動により潤滑油を吐出するポンプと、前記ピエゾ素子に印加させる電圧を昇圧させる昇圧部と、前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させる制御部と、を有している。

【0008】

この転がり軸受装置によれば、給油ユニットの制御部は、昇圧部における昇圧時間を変えることができるので、ピエゾ素子に印加させる電圧を変えることができる。このため、潤滑油の粘度が高い場合（温度が低い場合）、長い昇圧時間とすることでピエゾ素子に印加させる電圧を高めて、所望の吐出がポンプによって行われる。これに対して、潤滑油の粘度が低い場合（温度が高い場合）、短い昇圧時間とすることでピエゾ素子に印加させる電圧を低くして、所望の吐出がポンプによって行われる。つまり、ポンプからの潤滑油の吐出態様が、潤滑油の粘度（温度）に応じてばらつくのを抑えることが可能となる。

【0009】

なお、前記昇圧時間は変更可能なパラメータであり、制御部がこの昇圧時間を設定（調整）することにより、前記昇圧時間を変えてポンプを動作させてもよく、又は、昇圧時間が異なる複数のパターンが予め設定されており、複数のパターンから所定の一つが選択され、その選択されたパターンに対応する昇圧時間について電圧を昇圧させ、その昇圧させた電圧をピエゾ素子に印加してポンプを駆動させてもよい。

【0010】

また、前記制御部は、温度情報に応じて、前記昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させるのが好ましい。この構成によれば、ポンプからの潤滑油の吐出態様が、温度に応じてばらつくのを抑えることが可能となる。なお、温度情報は、給油ユニットが取得する情報であってもよく、その他において取得された情報であってもよい。

【0011】

また、前記制御部は、温度情報に応じて、変更可能なパラメータである前記昇圧時間を設定するのが好ましい。この場合、温度に応じた制御が可能となり、適切な潤滑油の吐出が可能となる。

【0012】

また、前記制御部は、前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる前記昇圧時間を、温度が高い場合よりも、温度が低い場合に長く設定するのが好ましい。この構成により、温度が低い場合（第一の温度の場合）、長い昇圧時間とすることでピエゾ素子に印加させる電圧を高めて、所望の吐出がポンプによって行われ、また、温度が高い場合（第二の温度の場合）、短い昇圧時間とすることでピエゾ素子に印加させる電圧を低くして、所望の吐出がポンプによって行われる。

【0013】

また、前記制御部は、前記昇圧部による昇圧動作の時間を、温度が低い場合よりも、温度が高い場合に短く設定するのが好ましい。温度が高い場合、潤滑油の粘度は低くなることから、ピエゾ素子に印加させる電圧は低くてもよい。そこで、温度が高い場合、前記設定により昇圧時間を短くして消費電力を抑えることができる。

【0014】

また、本発明は、回転装置に設けられ当該回転装置において給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給するための給油ユニットであって、ピエゾ素子の駆動により潤滑油を吐出するポンプと、前記ピエゾ素子に印加させる電圧を昇圧させる昇圧部と、前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させる制御部と、を有している。

【0015】

この給油ユニットによれば、制御部は、昇圧部における昇圧時間を変えることができるので、ピエゾ素子に印加させる電圧を変えることができる。このため、潤滑油の粘度が高い場合（温度が低い場合）、長い昇圧時間とすることでピエゾ素子に印加させる電圧を高めて、所望の吐出がポンプによって行われ、また、潤滑油の粘度が低い場合（温度が高い場合）、短い昇圧時間とすることでピエゾ素子に印加させる電圧を低くして、所望の吐出がポンプによって行われる。つまり、ポンプからの潤滑油の吐出態様が、潤滑油の粘度（温度）に応じてばらつくのを抑えることが可能となる。

【0016】

また、本発明は、回転装置において給油が必要となる給油領域に、給油ユニットが潤滑油を供給する方法であって、前記給油ユニットは、ピエゾ素子の駆動により潤滑油を吐出するポンプと、前記ピエゾ素子に印加させる電圧を昇圧させる昇圧部と、を有し、前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させる。この潤滑油の供給方法によれば、前記給油ユニットと同じ作用効果を奏することが可能となる。

【0017】

また、本発明は、回転装置において給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給する給油ユニットを制御する制御部として、コンピュータを機能させるプログラムであって、前記給油ユニットは、ピエゾ素子の駆動により潤滑油を吐出するポンプと、前記ピエゾ素子に印加させる電圧を昇圧させる昇圧部と、を有し、前記制御部は、前記昇圧部による昇圧開始から前記ピエゾ素子の駆動開始までの間に含まれる昇圧時間を変えて前記ポンプを動作させる。このプログラムによれば、前記給油ユニットと同じ作用効果を奏することが可能となる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、ポンプからの潤滑油の吐出態様が、潤滑油の粘度（温度）に応じてばらつくのを抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】転がり軸受装置の実施の一形態を示す断面図である。

【図2】給油ユニットを軸方向から見た断面図である。

【図3】給油ユニットのブロック図である。

【図4】給油ユニットの機能を説明する説明図である。

【図5】給油ユニットの機能を説明する説明図である。

【図6】潤滑油の温度と、ポンプのノズルから吐出される油滴の吐出速度との関係を示すグラフである。

【図7】潤滑油の温度と、ポンプのノズルから吐出される油滴の吐出速度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１は、転がり軸受装置の実施の一形態を示す断面図である。図１に示す転がり軸受装置１０（以下、軸受装置１０ともいう。）は、工作機械が有する主軸装置の主軸（軸７）を回転可能に支持するものであり、主軸装置の軸受ハウジング８内に収容されている。図１では、軸７及び軸受ハウジング８を２点鎖線で示している。なお、この軸受装置１０は工作機械以外においても適用可能である。また、以下の説明において、軸受装置１０の中心線Ｃに平行な方向を軸方向と呼び、この軸方向に直交する方向を径方向と呼ぶ。

【0021】

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。軸受部２０は、内輪２１、外輪２２、複数の玉（転動体）２３、及び、これら複数の玉２３を保持する保持器２４を有しており、玉軸受（転がり軸受）を構成している。更に、この軸受装置１０は、円筒状である内輪間座１７及び外輪間座１８を備えている。

【0022】

給油ユニット４０は、全体として円環状であり、外輪間座１８の径方向内側に取り付けられており、軸受部２０の軸方向について隣りに位置している。給油ユニット４０は、軸受部２０に潤滑油を供給する機能を有している。給油ユニット４０の詳細な構成及び機能については後に説明する。本実施形態では、給油ユニット４０（本体部４１）と外輪間座１８とは別体であるが、これらは一体であってもよい。この場合、給油ユニット４０は、給油を行う機能と共に、外輪間座としての機能も有する。

【0023】

本実施形態では、外輪２２、外輪間座１８及び給油ユニット４０が軸受ハウジング８に回転不能として取り付けられており、内輪２１及び内輪間座１７が軸７と共に回転する。したがって、外輪２２が、回転しない固定輪となり、内輪２１が、軸７と共に回転する回転輪となる。

【0024】

内輪２１は、軸７に外嵌する円筒状の部材であり、その外周に軌道（以下、内輪軌道２５という。）が形成されている。本実施形態では、内輪２１と内輪間座１７とは別体であるが、図示しないが、これらは一体（一体不可分）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であり、その内周に軌道（以下、外輪軌道２６という。）が形成されている。本実施形態では、外輪２２と外輪間座１８とは別体であるが、図示しないが、これらは一体（一体不可分）であってもよい。

【0025】

玉２３は、内輪２１と外輪２２との間に介在しており、内輪軌道２５及び外輪軌道２６を転動する。保持器２４は、環状であり、周方向に沿ってポケット２７が複数形成されている。玉２３及び保持器２４は、内輪２１と外輪２２との間に形成されている環状空間１１に設けられている。

【0026】

保持器２４は、全体として環状であり、玉２３の軸方向一方側の環状部２８ａと、玉２３の軸方向他方側の環状部２８ｂと、これら環状部２８ａ，２８ｂを連結している複数の柱部２９とを有している。環状部２８ａ，２８ｂの間であって周方向で隣り合う柱部２９，２９の間がポケット２７となり、各ポケット２７に一つの玉２３が収容されている。この構成により、保持器２４は、複数の玉２３を周方向に間隔をあけて保持することができる。

【0027】

保持器２４は、樹脂製（例えば、フェノール樹脂製）であり、内輪２１及び外輪２２は、軸受鋼等の鋼製である。玉２３は、軸受鋼等の鋼製であってもよく、セラミックスであってもよい。

【0028】

図２は、給油ユニット４０を軸方向から見た断面図である。給油ユニット４０は、全体として円環形状を有している。給油ユニット４０は、タンク４２及びポンプ４３を備えている。タンク４２及びポンプ４３は、給油ユニット４０が有している環状の本体部４１に設けられている。給油ユニット４０は、制御ユニット４４及び電源部４５を備えており、更に、温度センサ５５も備えている。

【0029】

本体部４１は、外輪間座１８の内周側に取り付けられており、ポンプ４３等を保持するフレームとしての機能を有している。本体部４１は円環状の部材であるが中空空間が形成されており、この中空空間にポンプ４３、制御ユニット４４、電源部４５、及び、温度センサ５５が設けられている。また、前記中空空間の一つがタンク４２となっている。これにより、本体部４１、タンク４２、ポンプ４３、制御ユニット４４、電源部４５、及び温度センサ５５等を含む給油ユニット４０は、一体として構成される。

【0030】

図２において、タンク４２は、潤滑油（オイル）を溜めるためのものであり、潤滑油をポンプ４３へ流すために配管４６を通じてポンプ４３と繋がっている。

【0031】

図１において、ポンプ４３は、軸受部２０に潤滑油を供給する機能を有している。この機能を発揮するために、ポンプ４３は、潤滑油を吐出するノズル（噴出口）５０が設けられているポンプ本体４８を有しており、ポンプ本体４８は、ノズル５０と繋がりかつ潤滑油を溜める空間である油室（内部空間）４３ｂと、ピエゾ素子（圧電素子）４３ａとを有している。本実施形態のノズル５０は、ポンプ本体４８が有する壁部４９に形成された微小の貫通孔により構成されており、ノズル５０は、壁部４９の側面において開口している。ポンプ本体４８内には、油室４３ｂの壁の一部を構成する弾性変形可能な振動板４７が設けられており、この振動板４７にピエゾ素子４３ａが取り付けられている。ピエゾ素子４３ａに電圧が印加され、ピエゾ素子４３ａが振動板４７を変形させることで、油室４３ｂの容積が変化する。

【0032】

前記のとおり、ピエゾ素子４３ａが動作することで油室４３ｂの容積が変化し、これにより、油室４３ｂの潤滑油をノズル５０から軸受部２０の環状空間１１に吐出させることができる。特に、ピエゾ素子４３ａが動作することにより、ノズル５０から潤滑油が油滴Ｐとなって初速を有して吐出される。つまり、ノズル５０から油滴Ｐは飛翔する。ノズル５０は、内輪軌道２５に向かって開口しており、ノズル５０から吐出させた油滴Ｐは、玉２３に当たる、又は、隣り合う玉２３，２３の間を通過したとしても内輪軌道２５に当たることができる。ポンプ４３の動作用の電力は電源部４５（図２参照）から供給される。ポンプ４３を動作させるタイミング等は制御ユニット４４によって制御される。ポンプ４３の動作制御については後に説明する。

【0033】

以上より、ポンプ４３は、ピエゾ素子４３ａの駆動により潤滑油を吐出するピエゾポンプであり、タンク４２の潤滑油を油室４３ｂにおいて受けると共に、この油室４３ｂの潤滑油をノズル５０から油滴Ｐとして軸受部２０のターゲットに向けて噴出させる（飛翔させる）構成となっている。潤滑油の効率的利用の観点から、ポンプ４３において一回の吐出動作で定められた量の油滴Ｐを噴出させ、この油滴Ｐを軸受部２０のターゲットに到達させる。ポンプ４３の一回の動作で、ノズル５０から数ピコリットル〜数ナノリットルの潤滑油が油滴Ｐとして噴出される。本実施形態における前記ターゲットは、玉２３及び内輪軌道２５である。図１に示す給油ユニット４０は、ノズル５０から噴出させた油滴Ｐの通過領域を覆う風防部５１を有している。風防部５１は、軸受部２０が回転することで環状空間１１において発生するエアの流れの影響を油滴Ｐに及ぼすのを防いでいる。

【0034】

図３は、給油ユニット４０のブロック図である。給油ユニット４０は、タンク４２、ポンプ４３、制御ユニット４４、電源部４５、及び温度センサ５５を有している。電源部４５は、バッテリを含み、所定電圧の電力を出力する。温度センサ５５は、給油ユニット４０における温度を計測し、計測結果を温度情報として制御ユニット４４（演算処理部５６）に出力する。温度センサ５５は、タンク４２内の潤滑油の温度を測定するのが好ましい。制御ユニット４４は、演算処理部（制御部）５６、昇圧部５７、ポンプ駆動部５８、及び電圧信号入力部５９を有している。

【0035】

演算処理部５６は、マイコン（マイクロコンピュータ）からなり、各種演算処理を行う機能を有する。マイコンの内部メモリにプログラムが記憶されており、このプログラムによって前記マイコン（演算処理部５６）を、給油ユニット４０を制御する制御部として機能させる。すなわち、前記プログラムが演算処理部５６において実行されることで、昇圧部５７及びポンプ駆動部５８の各種制御が行われ、後に説明するが、温度センサ５５によって得られた温度情報に基づいて昇圧部５７による昇圧時間を変えてポンプ４３を動作させる。

【0036】

昇圧部５７は、スイッチング素子やトランジスタ等による昇圧回路によって構成されている。昇圧部５７は、スイッチング素子等のオン／オフ制御を行って、電源部４５の電圧を昇圧する。つまり、昇圧部５７は、ポンプ４３のピエゾ素子４３ａに印加させる電圧を昇圧させる機能を有している。
ポンプ駆動部５８は、スイッチング素子やトランジスタによって構成されている。ポンプ駆動部５８は、スイッチング素子を切り替えることで、昇圧部５７によって昇圧させた所定電圧の信号を所定のタイミングでピエゾ素子４３ａに出力する。前記タイミングは演算処理部５６によって制御される。
電圧信号入力部５９は、実際のポンプ駆動電圧を取得し、ポンプ４３が所定の電圧で動作しているか否かの監視（演算処理部５６による監視）に用いられる。

【0037】

ここで、潤滑油の温度と、ポンプ４３のノズル５０から吐出される油滴Ｐの吐出速度との関係（従来例）を、図６により説明する。前記のとおり、ポンプ４３の一回の動作で、ノズル５０から吐出させる潤滑油（油滴Ｐ）は微量（数ピコリットル〜数ナノリットル）であることから、油滴Ｐの吐出速度は潤滑油の温度の影響を大きく受ける。つまり、温度が高くなると潤滑油の粘性は低下することから、図６に示すように吐出速度が高くなり、油滴Ｐの吐出速度が過剰となることがある。これに対して、温度が低くなると潤滑油の粘性は高くなることから、図６に示すように吐出速度は低くなる。温度が低い場合、油滴Ｐの吐出速度は不足し、油滴Ｐが軸受部２０の所定のターゲットに到達しないおそれがある。図６において目標速度を一点鎖線で示しており、この目標速度又はこの目標速度よりも少し高い速度で油滴Ｐを吐出するのが好ましい。

【0038】

そこで、本実施形態では、温度センサ５５によって得られた温度情報に応じて、ポンプ４３のピエゾ素子４３ａに印加する電圧（ポンプ駆動電圧）の大きさを変えるための制御を制御ユニット４４が行う。以下、この制御について具体的に説明する。

【0039】

図４及び図５は、給油ユニット４０の機能を説明する説明図であり、それぞれにおいて、（Ａ）は昇圧部５７において行われる昇圧オン／オフ制御を示し、（Ｂ）は昇圧部５７によって昇圧させている電圧の様子（電圧の時間変化）を示し、（Ｃ）はポンプ駆動部５８から出力されピエゾ素子４３ａに印加させる電圧（ポンプ駆動電圧）を示している。図４は、温度が高い場合の説明図であり、図５は、温度が低い場合の説明図である。

【0040】

昇圧オン／オフ制御を行う昇圧部５７が、時刻Ｔ１（図４）でオン状態となると、そのオン状態にある時間帯（時刻Ｔ１〜Ｔ３）において、電源部４５の電源電圧（Ｖ１）を昇圧させ、時刻Ｔ３において昇圧部５７がオフ状態となることで昇圧が停止される。時刻Ｔ１の後、所定時間ｔについて経過すると所定のタイミング（時刻Ｔ２）で、ポンプ駆動部５８を通じて、電源電圧から昇圧した電圧をピエゾ素子４３ａに与える。ピエゾ素子４３ａは昇圧電圧が印加されると、その昇圧電圧に応じた駆動（変形）を開始し、ポンプ４３内の油室４３ｂの容積を変化させ、潤滑油を油滴Ｐとしてノズル５０から吐出する。なお、前記タイミング（時刻Ｔ２）は、本実施形態の場合、所定時間ｔの経過直後のタイミングであるが、所定時間ｔの経過後、（微小）時間を経た後のタイミングであってもよい。

【0041】

前記時刻Ｔ１から開始される前記所定時間ｔは、昇圧部５７による昇圧開始からピエゾ素子４３ａの駆動開始までの間の昇圧時間に相当する。以下、この所定時間ｔを「昇圧時間ｔ」と呼んで説明する。昇圧時間ｔが長くなるとポンプ駆動電圧は高くなり、これとは反対に、昇圧時間ｔが短くなるとポンプ駆動電圧は低くなる。本実施形態の制御ユニット４４では、この昇圧時間ｔを、変更可能なパラメータとしている。

【0042】

図４に示すように、温度が高い場合、昇圧時間ｔが短く、図５に示すように、温度が低い場合、昇圧時間ｔが長い。このように、演算処理部５６は昇圧時間ｔを変える制御を行う。特に本実施形態では、温度センサ５５が取得した温度情報に基づいて昇圧時間ｔを変える制御が行われる。つまり、演算処理部５６は、温度情報に応じて、変更可能なパラメータである昇圧時間ｔを長くしたり短くしたりその長さを設定する。このように、演算処理部５６は、昇圧部５７における昇圧時間ｔを変えることができるので、ピエゾ素子４３ａに印加させる電圧（ポンプ駆動電圧）を変えることができる。

【0043】

昇圧時間ｔの長さを設定する制御について具体的に説明する。演算処理部５６は、昇圧部５７による昇圧開始（時刻Ｔ１）からピエゾ素子４３ａの駆動開始（時刻Ｔ２）までの間に含まれる昇圧時間ｔを、温度が高い場合（図４参照）よりも、温度が低い場合（図５参照）に長く設定する。この制御により、温度が低い場合（第一の温度の場合、図５参照）に、長い昇圧時間ｔとすることでピエゾ素子４３ａに印加させる電圧（ポンプ駆動電圧）を高めて、所望の吐出がポンプ４３によって行われる。つまり、潤滑油の粘性は高いが、ポンプ駆動電圧を高くして、ポンプ４３の動作量（ピエゾ素子４３ａの動作量）を大きくすることで、吐出速度不足を防ぎ、所望の吐出速度で油滴Ｐを飛ばすことができる。これにより、軸受部２０の所望のターゲットに潤滑油（油滴Ｐ）を供給することが可能となる。

【0044】

これに対して、温度が高い場合（第一の温度よりも高い第二の温度の場合、図４参照）に、短い昇圧時間ｔとすることでピエゾ素子４３ａに印加させる電圧（ポンプ駆動電圧）を第一の温度の場合よりも低くして、所望の吐出がポンプ４３によって行われる。つまり、第一の温度の場合と比較して潤滑油の粘性が低いことから、ポンプ駆動電圧を低くして、ポンプ４３の動作量（ピエゾ素子４３ａの動作量）を小さくする。これにより、速度過剰となって油滴Ｐが飛ぶのを防ぎ、所望の吐出速度で油滴Ｐを飛ばすことができる。
このように、本実施形態の給油ユニット４０によれば、潤滑油の粘度（温度）に応じてポンプ駆動電圧を最適化し、油滴Ｐの吐出速度を好ましい値とすることが可能となる。

【0045】

演算処理部５６の内部メモリに記憶されているプログラムでは、前記昇圧時間ｔが可変パラメータとされており、演算処理部５６は、この可変パラメータである昇圧時間ｔを設定して、ポンプ４３を動作させるための前記プログラムを実行する。そして、この昇圧時間ｔは多段階に又は無段階に変更可能となっている。したがって、温度が刻々と変化する場合であってもこの温度の変化に応じて、昇圧時間ｔを刻々と変更することで、図７に示すように、低温状態から高温状態までの全範囲において、目標速度近傍の吐出速度で油滴Ｐを吐出することが可能となる。

【0046】

また、昇圧部５７がオン状態にある継続時間が、昇圧部５７による昇圧動作の時間Ｌ（図４、図５参照）となることから、演算処理部５６は、温度が高い場合（図４）の昇圧部５７による昇圧動作の時間Ｌを、温度が低い場合（図５）の昇圧部５７による昇圧動作の時間Ｌよりも、短く設定する。この制御によれば、電源部４５の電力消費を抑えることができる。つまり、温度が高い場合（第一の温度よりも高い第二の温度の場合）、潤滑油の粘度は低くなることから、ピエゾ素子４３ａに印加させる電圧は低くてもよい。そこで、前記設定により昇圧時間ｔを短くして、電源部４５の消費電力を抑えることができる。特に本実施形態では（図２参照）、電源部４５が有するバッテリは、給油ユニット４０に内蔵されていることから、前記制御によって消費電力を抑えることで、バッテリ切れとなるまでの時間を長くすることができる。この結果、給油ユニット４０のメンテナンス頻度の低下に貢献できる。
この制御によれば、油滴Ｐの吐出速度の最適化と、消費電力抑制とを両立させることができる。

【0047】

以上の構成を備えた本実施形態の転がり軸受装置１０では、給油ユニット４０が有する演算処理部５６（制御部）は、昇圧部５７による昇圧開始からピエゾ素子４３ａの駆動開始までの間に含まれる昇圧時間ｔを変えてポンプ４３を動作させる機能を有している。この機能により行われる潤滑油の供給方法によれば、ポンプ４３からの潤滑油の吐出態様が、潤滑油の粘度（温度）に応じてばらつくのを抑えることが可能となり、適切な吐出速度で油滴Ｐを吐出することができる。

【0048】

本実施形態では、給油ユニット４０が温度センサ５５を有しており、演算処理部５６は、温度センサ５５によって得られた温度情報（潤滑油の温度）に応じて、昇圧時間ｔを変えてポンプ４３を動作させる。具体的に説明すると、演算処理部５６は、前記温度情報に応じて、変更可能なパラメータである昇圧時間ｔを設定する構成である。このため、温度に応じた制御が可能となり、温度の影響を受けないで、適切な吐出速度で油滴Ｐを吐出することができる（図７参照）。

【0049】

前記実施形態では、昇圧時間ｔは変更可能なパラメータであり、演算処理部５６がこの昇圧時間ｔを設定（調整）することにより、この昇圧時間ｔを変えてポンプ４３を動作させている。
これに対して、他の形態として、昇圧時間ｔが異なる複数のパターン（プログラム）が予め設定されており、（温度に応じて）複数のパターンから所定の一つが選択され、その選択されたパターンに対応する昇圧時間ｔについて電圧を昇圧させ、その昇圧させた電圧をピエゾ素子４３ａに印加してポンプを駆動させてもよい。つまり、低温用の第一（サブ）プログラムと、高温用の第二（サブ）プログラムとが、ポンプ４３を動作させる制御プログラムに設定されており、第一（サブ）プログラムと第二（サブ）プログラムとで前記昇圧時間ｔについて異なる値が設定されており、そして、給油ユニット４０を機能させる際、その時の温度に応じて（又は、時間帯に応じて）いずれかを一方の（サブ）プログラムを選択して実行する構成としてもよい。この場合においても、演算処理部５６（制御部）は、昇圧部５７による昇圧開始からピエゾ素子４３ａの駆動開始までの間に含まれる昇圧時間ｔを変えてポンプ４３を動作させている構成となる。

【0050】

以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。つまり、本発明の転がり軸受装置は、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。
前記実施形態では、温度センサ５５は潤滑油の温度を取得し、温度情報を得る場合について説明したが、その他の温度であってもよく、転がり軸受装置１０の周囲の温度であってもよい。また、温度センサ５５を用いる場合について説明したが、潤滑油の粘度を測定可能なセンサであってもよい。

【0051】

前記実施形態では、軸受部２０がアンギュラ玉軸受である場合について説明したが、軸受の形式はこれに限らず、深溝玉軸受であってもよく、また、円すい転がり軸受や、円筒ころ軸受であってよい。また、この転がり軸受装置１０を、工作機械の主軸用以外の用途に用いることができる。

【0052】

更に、前記給油ユニット４０は、軸受部２０の潤滑用途以外であってもよく、例えば、減速機等のギヤ機構（回転装置）の潤滑に用いることができる。つまり、給油ユニット４０は、回転装置に設けられこの回転装置において給油が必要となる給油領域に潤滑油を供給するための装置であって、（図３を参考に説明すると）この給油ユニット４０は、ピエゾ素子４３ａの駆動により潤滑油を吐出するポンプ（ピエゾポンプ）４３と、このピエゾ素子４３ａに印加させる電圧を昇圧させる昇圧部５７と、この昇圧部５７による昇圧開始からピエゾ素子４３ａの駆動開始までの間に含まれる昇圧時間を変えてポンプ４３を動作させる演算処理部（制御部）５６とを有している。この給油ユニット４０に対して、前記実施形態で説明した給油ユニット４０が備えている各構成を適用することができる。

【符号の説明】

【0053】

１０：転がり軸受装置 ２０：軸受部 ２１：内輪
２２：外輪 ２３：玉（転動体） ２４：保持器
４０：給油ユニット ４３：ポンプ ４３ａ：ピエゾ素子
５６：演算処理部（制御部） ５７：昇圧部 ｔ：昇圧時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】