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審決分類 審判 訂正 ただし書き3号明りょうでない記載の釈明 訂正する F16C
審判 訂正 ただし書き1号特許請求の範囲の減縮 訂正する F16C
審判 訂正 判示事項別分類コード:857 訂正する F16C
審判 訂正 特許請求の範囲の実質的変更 訂正する F16C
審判 訂正 4項(134条6項)独立特許用件 訂正する F16C
審判 訂正 3項(134条5項)特許請求の範囲の実質的拡張 訂正する F16C
管理番号 1359836
審判番号 訂正2019-390117  
総通号数 244 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2020-04-24 
種別 訂正の審決 
審判請求日 2019-11-22 
確定日 2020-01-30 
訂正明細書 有 
事件の表示 特許第6035996号に関する訂正審判事件について、次のとおり審決する。 
結論 特許第6035996号の明細書及び特許請求の範囲を本件審判請求書に添付された訂正明細書及び特許請求の範囲のとおり訂正することを認める。 
理由 第1 手続の経緯
本件訂正審判の請求に係る特許第6035996号(以下「本件特許」という。)は、平成24年8月17日に出願され、平成28年11月11日に特許権の設定登録がされ、令和1年11月22日に本件訂正審判が請求されたものである。

第2 請求の趣旨及び訂正の内容
本件訂正審判の請求の趣旨は、審判請求書の請求の趣旨に記載されるとおり、特許第6035996号の明細書及び特許請求の範囲を、本件審判請求書に添付した訂正明細書及び特許請求の範囲のとおり訂正することを認める、との審決を求めるものであって、その内容は次のとおりである(審決注:下線部分が訂正箇所である。)。

1 訂正事項1
特許請求の範囲の【請求項1】を削除する。

2 訂正事項2
特許請求の範囲の【請求項2】を他の請求項の記載を引用しない形へと書き換え、下記のように訂正する(請求項2を直接的又は間接的に引用する請求項3?6においても同様に訂正する。)。
「【請求項2】
回転軸と、円筒状のハウジングと、該ハウジングに該回転軸を回転可能に支持する軸受と、を備えた軸受装置であって、
前記ハウジングは、円筒外周部に軸方向に延びる複数の外周フィンと、上面部に径方向に放射状に延びる複数の上面フィンと、を有し、
前記回転軸は、前記ハウジングの上面部と対向するようにファンを有し、
前記ファンによって発生した隣り合う前記上面フィンの間を通る空気は、隣り合う前記外周フィンの間に導かれるように構成され、
前記ハウジングの外周部には、隣り合う前記外周フィンの間に導かれた空気の拡散を抑制するカバー部材が設けられ、
前記カバー部材は、内周部から内径側に延びる円環部を有し、
前記上面フィンは、上面が前記回転軸と直交する方向に延びる水平面をなしており、
前記円環部と前記上面フィンの前記上面とが接触しており、
前記外周フィンの外周面と前記カバー部材の内周面とが接触していることを特徴とする軸受装置。」

3 訂正事項3
特許請求の範囲の【請求項3】の「請求項1又は2」との記載を、
「請求項2」に訂正する(請求項3を直接的又は間接的に引用する請求項4?6においても同様に訂正する。)。

4 訂正事項4
特許請求の範囲の【請求項4】の「請求項1?3のいずれか1項」との記載を、
「請求項2又は3のいずれか1項」に訂正する(請求項4を直接的又は間接的に引用する請求項5及び6においても同様に訂正する。)。

5 訂正事項5
特許請求の範囲の【請求項5】の「請求項1?4のいずれか1項」との記載を、
「請求項2?4のいずれか1項」に訂正する(請求項5を直接的に引用する請求項6においても同様に訂正する。)。

6 訂正事項6
特許請求の範囲の【請求項6】の「請求項1?5のいずれか1項」との記載を、
「請求項2?5のいずれか1項」に訂正する。

7 訂正事項7
明細書の段落【0017】の【図5】の「本発明に係る軸受装置の第2実施形態の縦断面図である。」との記載を、
「軸受装置の第2参考形態の縦断面図である。」に訂正し、
同段落の【図9】の「第2実施形態の軸受装置の冷却効果を示すグラフである。」との記載を、
「第2参考形態の軸受装置の冷却効果を示すグラフである。」に訂正する。

8 訂正事項8
明細書の段落【0042】の「(第2実施形態) 次に、図5を参照して、本発明に係る軸受装置の第2実施形態について説明する。本実施形態」との記載を、
「(第2参考形態) 次に、図5を参照して、軸受装置の第2参考形態について説明する。本参考形態」に訂正する。

9 訂正事項9
明細書の段落【0049】の「試験2は、第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した実施例であり、試験3が上記した第1実施形態の軸受装置10を想定した実施例であり、試験4が第2実施形態の軸受装置10Aを想定した実施例である。」との記載を、
「試験2は、第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した参考例であり、試験3が上記した第1実施形態の軸受装置10を想定した実施例であり、試験4が第2参考形態の軸受装置10Aを想定した参考例である。」に訂正する。

10 訂正事項10
明細書の段落【0058】の「試験2は、第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した実施例」との記載を、
「試験2は、第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した参考例」に訂正する。

11 訂正事項11
明細書の段落【0061】の「例えば、上記実施形態では、ハウジング11の外周部にカバー部材15を配設したが、必ずしもカバー部材15を配設する必要はない。」との記載を削除する。

第3 当審の判断
1 訂正事項1について
(1)訂正の目的について
訂正事項1は、特許請求の範囲の請求項1を削除するものであるから、特許法第126条第1項ただし書第1号に掲げる「特許請求の範囲の減縮」を目的とするものである。

(2)願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内のものであるか否かについて
訂正事項1は、特許請求の範囲の請求項1を削除するものであるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、特許法第126条第5項の規定に適合する。

(3)訂正が実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものであるか否かについて
訂正事項1は、特許請求の範囲の請求項1を削除するものであるから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当せず、特許法第126条第6項の規定に適合する。

2 訂正事項2について
(1)訂正の目的について
訂正事項2は、訂正前の請求項2が請求項1の記載を引用する記載であるところ、その内容を変更することなく当該請求項1の記載を引用しない形へと書き換えるものであって、特許法第126条第1項ただし書第4号に掲げる「他の請求項の記載を引用する請求項の記載を当該他の請求項の記載を引用しないものとすること」を目的とするものである。

(2)願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内のものであるか否かについて
訂正事項2は、何ら実質的な内容の変更を伴うものではないから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、特許法第126条第5項の規定に適合する。

(3)訂正が実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものであるか否かについて
訂正事項2は、何ら実質的な内容の変更を伴うものではないから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当せず、特許法第126条第6項の規定に適合する。

3 訂正事項3?6について
(1)訂正の目的について
訂正前の請求項3?6は請求項1の記載を引用する記載であるところ、訂正事項3?6は、訂正事項1(請求項1の削除)に伴って、当該請求項3?6の記載を請求項1を引用しない形へと書き換えるものであるから、特許法第126条第1項ただし書第1号に掲げる「特許請求の範囲の減縮」を目的とするものである。
また、訂正事項1により請求項1を削除したため、請求項1を引用する訂正前の請求項3?6の記載は不明瞭となるところ、訂正事項3?6は、訂正事項1により生じる不明瞭な記載を是正するために、訂正後の請求項3?6が請求項1を引用しない形へと書き換えたものであるから、特許法第126条第1項ただし書第3号に掲げる「明瞭でない記載の釈明」を目的とするものでもある。

(2)願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内のものであるか否かについて
訂正事項3?6は、訂正事項1により削除した請求項1を引用しないことを明記する訂正であるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、特許法第126条第5項の規定に適合する。

(3)訂正が実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものであるか否かについて
訂正事項3?6は、訂正事項1により削除した請求項1を引用しないことを明記する訂正であるから、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当せず、特許法第126条第6項の規定に適合する。

4 訂正事項7?11について
(1)訂正の目的について
訂正前の明細書の段落【0017】の【図5】及び【図9】に記載の「第2実施形態」、段落【0042】に記載の「(第2実施形態)」、「本発明に係る軸受装置の第2実施形態」及び「本実施形態」、並びに段落【0049】に記載の「第2実施形態の軸受装置10Aを想定した実施例」は、外周フィンの外周面とカバー部材の内周面との間に隙間が設けられている軸受装置に関するものである。
また、訂正前の明細書の段落【0049】に記載の「第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した実施例」、及び段落【0058】に記載の「第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した実施例」は、カバー部材を有していない軸受装置を想定した試験2に関するものである。
更に、訂正前の明細書の段落【0061】に記載の「例えば、上記実施形態では、ハウジング11の外周部にカバー部材15を配設したが、必ずしもカバー部材15を配設する必要はない。」は、カバー部材が任意構成要素と解釈しうる態様に関する記載である。
ところで、上記訂正事項1及び2により、本件特許に係る発明の軸受装置は、外周フィンの外周面とカバー部材とが接触していることが発明特定事項となる。
そうすると、訂正前の明細書の段落【0017】の【図5】及び【図9】に記載の「第2実施形態」、段落【0042】に記載の「(第2実施形態)」、「本発明に係る軸受装置の第2実施形態」及び「本実施形態」、段落【0049】に記載の「第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した実施例」及び「第2実施形態の軸受装置10Aを想定した実施例」、段落【0058】に記載の「第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した実施例」、並びに段落【0061】に記載の「例えば、上記実施形態では、ハウジング11の外周部にカバー部材15を配設したが、必ずしもカバー部材15を配設する必要はない。」は、訂正後の特許請求の範囲の記載との関係で不明瞭となる。

そこで、訂正事項7?11は、発明の詳細な説明の記載を訂正後の特許請求の範囲に整合させるものであり、特許法第126条第1項ただし書第3号に掲げる明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。

(2)願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内のものであるか否かについて
訂正事項7?11は、発明の詳細な説明の記載を訂正後の特許請求の範囲に整合させるために、訂正後の特許請求の範囲に含まれなくなる「実施形態」及び「実施例」を、それぞれ「参考形態」及び「参考例」とするとともに、訂正後の特許請求の範囲に含まれなくなると解釈しうる態様についての記載を削除するものであるから、願書に添付した明細書、特許請求の範囲又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、特許法第126条第5項の規定に適合する。

(3)訂正が実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものであるか否かについて
訂正事項7?11は、上記「(2)」に示した理由と同じ理由から、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものには該当せず、特許法第126条第6項の規定に適合する。

5 独立特許要件について
訂正事項1、及び3?6は、「特許請求の範囲の減縮」を目的とするものであるところ、訂正事項3?6は訂正事項1による請求項1の削除に伴う訂正である。
そして、訂正事項3?6により訂正される訂正後の請求項3?6に係る発明は、訂正前の請求項2に係る発明に等しい訂正後の請求項2に係る発明を更に限定したものであるから、特許要件の適否について見直すべき新たな事情は存在せず、また、訂正事項3?6により特許法第36条第4項第1項又は第6項(第4号を除く)に規定する要件を満たさなくなる理由も発見しない。
よって、特許法第126条第7項の規定に適合する。

第4 まとめ
以上のとおり、本件訂正審判に係る訂正は、特許法第126条第1項ただし書第1、3及び4号に掲げる事項を目的とし、かつ、同条第5項から第7項までの規定に適合する。
よって、結論のとおり審決する。


 
発明の名称 (54)【発明の名称】
軸受装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、軸受装置に関し、より詳細には、空気流により効果的に冷却することができる軸受装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、外面に複数の放熱フィンを設けた軸受箱を空気ダクト内に配置し、出入り口に設けたファンにより強制的に空気ダクト内に空気を流動させて軸受箱を冷却するようにした回転機械の軸受冷却装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また、放熱フィンを中間軌道輪の外側面に取り付けて、熱の逃げ場のない中間軌道輪からの放熱量を増大させ、偏心メタルとフレームとの間のすき間を適正に維持して、高品質の印刷を可能とした印刷機用軸受が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開昭63-139357号公報
【特許文献2】特許第2902344号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1では、入口側及び出口側に設けたファンにより空気流を生成し、強制的に空気ダクト内を流動させているが、空気は流動抵抗の小さいフィンと空気ダクトの内壁との間の空間を流れてしまい、必ずしもフィンからの放熱が期待できない虞がある。また、ファンをそれぞれ駆動するモータが必要であり、装置が大型化してしまうという課題があった。
【0006】
また、特許文献2では、大気との対流及び潤滑油の散布により放熱フィンから放熱して冷却しているが、周辺温度が上がると大気への放熱効果が小さく、効果的に放熱フィンを冷却することができないという課題があった。
【0007】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ファンからの空気流により効果的に冷却することができる軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 回転軸と、円筒状のハウジングと、該ハウジングに該回転軸を回転可能に支持する軸受と、を備えた軸受装置であって、
前記ハウジングは、円筒外周部に軸方向に延びる複数の外周フィンと、上面部に径方向に放射状に延びる複数の上面フィンと、を有し、
前記回転軸は、前記ハウジングの上面部と対向するようにファンを有し、
前記ファンによって発生した隣り合う前記上面フィンの間を通る空気は、隣り合う前記外周フィンの間に導かれるように構成され、
前記ハウジングの外周部には、隣り合う前記外周フィンの間に導かれた空気の拡散を抑制するカバー部材が設けられ、
前記カバー部材は、内周部から内径側に延びる円環部を有し、
前記上面フィンは、上面が前記回転軸と直交する方向に延びる水平面をなしており、
前記円環部と前記上面フィンの前記上面とが接触していることを特徴とする軸受装置。
(2) 前記外周フィンの外周面と前記カバー部材の内周面とが接触していることを特徴とする(1)に記載の軸受装置。
(3) 前記ハウジングには、前記上面部の前記上面フィンが設けられた面とは反対側の面に、前記軸受の外輪を押さえるリブが形成され、
該リブは、前記ハウジングの内部に設けられた前記軸受を収容する軸受ケースに接触していることを特徴とする(1)又は(2)に記載の軸受装置。
(4) 前記外周フィン、前記上面フィン、及び前記カバー部材は、鉄よりも熱伝導率が高い材料から構成されていることを特徴とする(1)?(3)のいずれかに記載の軸受装置。
(5) 前記ハウジングの上面部は、隣り合う前記上面フィンの間に前記外周フィン側に向かって傾斜する傾斜面を有することを特徴とする(1)?(4)のいずれかに記載の軸受装置。
(6) 前記軸受装置は、スピンドル装置又は電動機に用いられることを特徴とする(1)?(5)のいずれかに記載の軸受装置。
【発明の効果】
【0009】
本発明の上記(1)の軸受装置によれば、回転軸と共に回転するファンにより生成される空気流は、ハウジング上面部から隣り合う外周フィンの間に強制的に導かれる。これにより、上面フィン及び外周フィンから効率よく放熱して効果的に軸受装置を冷却することができる。また、ファンが回転軸に設けられているので、ファンを駆動するためだけのモータを搭載する必要はなく、さらに回転軸の回転に応じた空気流を形成することができる。
【0010】
本発明の上記(2)の軸受装置によれば、回転軸と共に回転するファンにより生成される空気流は、カバー部材により拡散が抑制されるので、より効果的に軸受装置を冷却することができる。
【0011】
また、上記(3)の軸受装置によれば、上面フィンと円環部間の熱伝導により、ハウジングの熱をカバー部材に効率よく伝達することができ、冷却効率が高まる。
【0012】
更に、上記(4)の軸受装置によれば、外周フィンとカバー部材間の熱伝導により、ハウジングの熱をカバー部材に効率よく伝達することができ、冷却効率が高まる。
【0013】
更に、上記(5)の軸受装置によれば、リブと軸受ケース間の熱伝導により、軸受ケースの熱をハウジングに効率よく伝達することができ、冷却効率が高まる。
【0014】
更に、上記(6)の軸受装置によれば、冷却効率を高めることができる。
【0015】
更に、上記(7)の軸受装置によれば、ファンにより生成される空気流を、上面フィンで整流すると共に、傾斜面で効率的に隣り合う外周フィンの間に導くことができ、これにより冷却効率が向上する。
【0016】
更に、上記(8)の軸受装置によれば、軸受装置から発生する熱によるスピンドル装置又は電動機への熱による影響を抑制することができる。これにより、軸受装置が、例えば、工作機械のスピンドル装置、温度規制のあるAPIポンプに適用される場合、高精度での加工若しくは規制温度内でのポンプ動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明に係る第1実施形態の軸受装置の斜視図である。
【図2】カバー部材を外した軸受装置の斜視図である。
【図3】図1に示す軸受装置の縦断面図である。
【図4】図1に示す軸受装置の平面図である。
【図5】軸受装置の第2参考形態の縦断面図である。
【図6】本発明に係る軸受装置の第3実施形態の縦断面図である。
【図7】冷却効果を確認するための試験装置の断面図である。
【図8】第1実施形態の軸受装置の冷却効果を示すグラフである。
【図9】第2参考形態の軸受装置の冷却効果を示すグラフである。
【図10】冷却効果を確認するための他の試験装置の断面図である。
【図11】第3実施形態の軸受装置の冷却効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明に係る軸受装置の各実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
(第1実施形態)
まず、図1?図4を参照して、本発明に係る第1実施形態の軸受装置について説明する。
図1は本発明の第1実施形態の軸受装置の斜視図、図2はカバー部材を外した軸受装置の斜視図、図3は軸受装置の断面図、図4は平面図である。
【0020】
図1?図4に示すように、軸受装置10は、円筒状のハウジング11と、回転軸12と、ハウジング11に収容されて回転軸12を回転可能に支持する軸受13と、回転軸12に固定されたファン14と、ハウジング11の外周部に配設されたカバー部材15と、を備える。
【0021】
ハウジング11は、軸受13を収容する軸受ケース16が一体に形成されたハウジング本体17と、ハウジング本体17の上面(図3の右側面)に当接して配置される上面部ハウジング18と、を備える。ハウジング本体17及び上面部ハウジング18には、回転軸12が貫通する軸孔19、20が同芯に形成されている。
【0022】
軸受ケース16は段部16aを備え、上面部ハウジング18は、その下面(図3の左側面)から軸方向に突出して形成されたリング状リブ21を備える。軸受13の外輪は、一方の端面が段部16aに当接し、他方の端面がリング状リブ21で押えられ、軸方向の位置決めがなされて軸受ケース16に収容されている。
【0023】
ハウジング本体17は、円筒外周部22に軸方向に延びる複数の外周フィン23を有する。外周フィン23は、鉄よりも熱伝導率が高い材料、例えば、アルミニウムで製作されることが望ましい。
【0024】
上面部ハウジング18は、その上面側(図3において右側)に径方向に放射状に延びる複数の上面フィン24を備える。上面フィン24は、その上面24aが回転軸12と直交する方向に延びる水平面をなしている。また、隣り合う上面フィン24の間は、外周フィン23側に向かって傾斜する傾斜面25となっている。なお、上面フィン24も、鉄よりも熱伝導率が高い、例えば、アルミニウムで製作されることが望ましい。
【0025】
具体的には、ハウジング本体17の円筒外周部22には、36枚の外周フィン23が10°間隔で設けられ、上面部ハウジング18の上面側には、18枚の上面フィン24が20°間隔で形成されている。上面フィン24と外周フィン23とは、周方向位相が一致して組み付けられている。即ち、各上面フィン24は、1枚おきに外周フィン23と周方向位相が重なる。
【0026】
軸受13は、回転軸12を回転可能に支持する軸受であればその形式は限定されず、例えば、玉軸受、ころ軸受などの任意形式の転がり軸受や、滑り軸受などが適用可能である。
【0027】
ファン14は、上面部ハウジング18と対向するように回転軸12に固定された4枚の羽根26を有しており、回転軸12の回転に伴って回転して、例えば、上面部ハウジング18方向に向けて流れる空気流を生成する。
【0028】
カバー部材15は、外周フィン23の外周部を覆う大径円筒部28と、ファン14の外周側にファン14との干渉を防止するための隙間を持って配置される小径円筒部29と、大径円筒部28と小径円筒部29とを接続する傾斜部30と、が一体に形成されている。大径円筒部28には、傾斜部30との境界にその内周面31から内径側に延びる円環部32が形成されている。カバー部材15も、鉄よりも熱伝導率が高い材料、例えば、アルミニウムで製作されることが望ましい。
【0029】
カバー部材15は、大径円筒部28の内周面31が外周フィン23の外周面27に接触し、且つ円環部32が上面フィン24の上面24aに接触して、ハウジング11に組み付けられている。
【0030】
続いて本実施形態の作用を説明する。本発明の一実施形態である軸受装置10は、軸受13で回転可能に支持された回転軸12が、モータなどの不図示の駆動装置により駆動されて回転すると、回転に伴う転がり抵抗、摩擦抵抗、潤滑剤の撹拌抵抗などにより軸受13で発生した熱が、ハウジング11に伝達されてハウジング11の温度が上昇する。
【0031】
このとき、回転軸12に固定されて回転軸12と共に回転するファン14は、ハウジング11方向に向けて流れる空気流を生成する。この空気流は、放射状に延びる複数の上面フィン24で整流されると共に、隣り合う上面フィン24の間に形成され、外周フィン23側に向かって傾斜する傾斜面25に案内されて、ハウジング本体17の円筒外周部22に形成された複数の外周フィン23の間に強制的に導かれ、ハウジング11を冷却した後、軸受装置10の下端(図3において左側)から排出される。
【0032】
このとき、複数の上面フィン24及び外周フィン23の外周は、カバー部材15で覆われているので、各上面フィン24の間、及び各外周フィン23の間を流れる空気流の拡散が抑制される。これにより、上面フィン24及び外周フィン23の熱は、効率よく空気流に伝達されて上面フィン24及び外周フィン23、即ち、軸受装置10が冷却される。
【0033】
更に、ハウジング11の熱は、外周フィン23の外周面27と接触するカバー部材15の内周面31、及び上面フィン24の上面24aと接触するカバー部材15の円環部32を介してカバー部材15に熱伝導により伝達されて、カバー部材15の外表面から周囲の空気中に放熱される。
【0034】
このように、軸受装置10の熱は、カバー部材15によって拡散が抑制されて各上面フィン24間及び各外周フィン23間を流れる空気流によって効果的に冷却され、更に、熱伝導により直接、ハウジング11からカバー部材15に伝達されて冷却される。
【0035】
以上説明したように、本実施形態の軸受装置10によれば、ハウジング本体17及び上面部ハウジング18からなるハウジング11は、ハウジング本体17の円筒外周部22に軸方向に延びる複数の外周フィン23と、上面部ハウジング18に径方向に放射状に延びる複数の上面フィン24と、を有し、回転軸12は、上面部ハウジング18(ハウジング11の上面部)と対向するように配置されたファン14を有する。ファン14によって発生した隣り合う上面フィン24の間を通る空気は、隣り合う外周フィン23の間に導かれる。これにより、上面フィン24及び外周フィン23から効率よく放熱して効果的に冷却することができる。また、ファン14が回転軸12に設けられているので、ファン14を駆動するためだけのモータを搭載する必要はなく、さらに回転軸12の回転に応じた空気流を形成することができる。
【0036】
また、更に、ハウジング11の外周部に設けられているカバー部材15が、ファン14により生成されて隣り合う外周フィン23の間に導かれた空気流の拡散を抑制して、強制的に隣り合う外周フィン23の間に導くことができる。これにより、さらに効果的に軸受装置10を冷却することができる。
【0037】
また、カバー部材15は、内周面31から内径側に延びる円環部32を有し、円環部32が上面フィン24の上面24aと接触しているので、上面フィン24と円環部32とを介する熱伝導により、ハウジング11の熱をカバー部材15に伝達することができ冷却効率が高まる。
【0038】
更に、外周フィン23の外周面27とカバー部材15の内周面31とが接触しているので、ハウジング11の熱が熱伝導により直接、カバー部材15に伝達され、更に冷却効率が高まる。
【0039】
更にまた、外周フィン23、上面フィン24、及びカバー部材15は、鉄よりも熱伝導率が高い材料、例えば、アルミニウムから構成されることで、冷却効率を向上させることができる。
【0040】
また、上面部ハウジング18は、隣り合う上面フィン24の間に外周フィン23側に向かって傾斜する傾斜面25を有するので、ファン14により生成される空気流を、上面フィン24で整流すると共に、効率的に隣り合う外周フィン23の間に導くことができ、冷却効率が向上する。
【0041】
このような、軸受装置10は、不図示のスピンドル装置又は電動機に用いられれば、軸受装置10から発生する熱によるスピンドル装置又は電動機への熱による影響を抑制することができる。これにより、軸受装置10が、例えば、工作機械のスピンドル装置、温度規制のあるAPIポンプに適用された場合には、軸受13の発生する熱に影響されることなく、高精度での加工若しくは規制温度内でのポンプ動作が可能となる。
【0042】
(第2参考形態)
次に、図5を参照して、軸受装置の第2参考形態について説明する。本参考形態の軸受装置10Aは、外周フィン23の外周面27とカバー部材15の内周面31との間に隙間Cが設けられている以外は、第1実施形態の軸受装置10と同様であるので、第1実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。また、外周フィン23の外周面27からカバー部材15への熱伝導による熱伝達作用がない以外は、作用効果についても、第1実施形態と同様である。隙間Cは小さい方が好ましい。
【0043】
(第3実施形態)
次に、図6を参照して、本発明に係る軸受装置の第3実施形態について説明する。本実施形態の軸受装置10Bは、軸受ケース16とハウジング本体17との間に空間が形成されている点、及びリング状リブ21が軸受13の外輪に加えて軸受ケース16にも接触している点以外は、第1実施形態の軸受装置10と同様であるので、第1実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。本実施形態の軸受装置10Bは、第1実施形態の作用効果に加えて、リング状リブ21と軸受ケース16との接触による軸受ケース16から上面部ハウジング18への熱伝導による熱伝達作用がある。
【実施例】
【0044】
本発明の上記各実施形態の効果を確認するため、図7及び図10に示す試験装置を制作して各試験条件で試験を行った。
【0045】
試験装置50は、図3及び図5に示す軸受装置10、10A、10Bと極力類似した構造とするため、中央に配置した鉄製の軸12A(固定軸)と、軸12Aの周囲に設けた鉄製の軸受ケース16Aと、鉄製のハウジング本体17A及びアルミニウム製の上面部ハウジング18Aからなるハウジング11Aと、アルミニウム製のカバー部材15Aと、ファン14Aと、を備える。鉄製の軸12Aの内部には、ヒータ51を内蔵し、軸受からの発生熱を想定して加熱した。ファン14Aは、不図示のモータにより回転駆動され、ハウジング11Aに向かう空気流を生成する。
【0046】
ここで、ハウジング本体17A及び上面部ハウジング18Aは、それぞれ外周フィン23A及び上面フィン24Aを有するハウジング本体17a及び上面部ハウジング18aと、外周フィン23A及び上面フィン24Aを有していないハウジング本体17b及び上面部ハウジング18bと、の2種類を作成した。また、カバー部材15Aは、ハウジング本体17Aに当接する(隙間が形成されない)カバー部材15aと、ハウジング本体17Aに当接しない(隙間が形成される)大径のカバー部材15bと、の2種類を作成した。これらハウジング本体17a、17b及び上面部ハウジング18a、18b、カバー部材15a、15bを各試験条件に応じて組み換えた。図7及び図10に示した試験装置50は、ハウジング本体17A及び上面部ハウジング18Aとしてハウジング本体17a及び上面部ハウジング18aを用いたものであり、カバー部材15Aとしてカバー部材15aを用いたものである。ハウジング本体17b及び上面部ハウジング18b、カバー部材15bについては図示を省略する。
【0047】
(試験条件)
ヒータ51の温度を120℃に設定して通電し、ハウジング11Aの温度が安定してからファン14Aを回転させて試験装置50を冷却し、温度低下の勾配がゼロとなった後、ハウジング周辺の温度を測定した。試験は、先ず、下記試験条件で4種類の試験を行った。各試験における各部品の組合せは、表1による。
【0048】
【表1】

【0049】
即ち、試験2は、第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した参考例であり、試験3が上記した第1実施形態の軸受装置10を想定した実施例であり、試験4が第2参考形態の軸受装置10Aを想定した参考例である。試験1は比較例に相当する。
【0050】
試験1、試験2及び試験3の試験結果を図8に示す。
図8に示すように、ファン14Aを回転させず、試験装置50を冷却しない条件では、略98℃であったハウジング周辺温度が、試験1に示すファン14Aの回転により略68℃に低下し、ファン14Aからの通風による30℃の冷却効果が認められた。
【0051】
また、外周フィン23A及び上面フィン24Aを有するハウジング本体17a及び上面部ハウジング18aに組み換えた試験2では、ハウジング周辺温度が略55℃に低下し、外周フィン23A及び上面フィン24Aからの放熱により更に13℃の冷却効果が認められた。
【0052】
更に、カバー部材15Aを組み付けた試験3(ハウジング11Aとカバー部材15Aとが接触)では、ハウジング周辺温度が略44℃に低下し、ハウジング11Aからカバー部材15Aへの熱伝導により、更に11℃の冷却効果が認められた。
【0053】
また、試験1、試験2及び試験4の試験結果を図9に示す。
図9に示すように、試験1及び試験2の試験結果は、図8と同じであるが、ハウジング11Aとカバー部材15Aとの間に隙間があるハウジング本体17c及び上面部ハウジング18cを用いた試験4のハウジング周辺温度は、略48℃であり、試験2との温度差は7℃であった。試験3と試験4との差(温度低下11℃と7℃の差)は、試験4ではハウジング11Aとカバー部材15Aとの接触による熱伝導による冷却効果が期待できず、この差によるものである。
【0054】
従って、ハウジング11Aに、軸方向に延びる複数の外周フィン23Aを設けると共に、上面部に径方向に放射状に延びる複数の上面フィン24Aを設けることにより、ファン14Aの回転による空気流だけの冷却に対して、13℃の冷却効果が認められた。
【0055】
また、更にカバー部材15Aを外周フィン23A及び上面フィン24Aに接触させて取り付けることにより、ファン14Aの回転による空気流だけの冷却に対して、24℃の冷却効果が認められた。また、ハウジング11Aとカバー部材15Aとが接触しておらず、熱伝導による冷却がない場合でも、20℃の冷却効果が認められた。これにより、本発明の有効性が実証された。
【0056】
さらに、図10に示すように、軸受ケース16Aの径方向の厚さを厚くした軸受ケース16Bを作成し、軸受ケース16Bと上面部ハウジング18Aとの接触面積を広げ、上記した試験条件と同じ条件で、もう1種類の試験(試験5)を行った。軸受ケース16Bを用いることで、上面部ハウジング18Aと軸受ケース16Bとの接触面積が、軸受ケース16Aを用いる場合に比べて大きくなっている。この試験における各部品の組合せは、表2による。なお、試験1?3については、上記した試験と同じ内容である。
【0057】
【表2】

【0058】
即ち、試験2は、第1実施形態の軸受装置10からカバー部材15を取り外した軸受装置を想定した参考例であり、試験3が上記した第1実施形態の軸受装置10を想定した実施例であり、試験5が第3実施形態の軸受装置10Bを想定した実施例である。試験1は比較例に相当する。
【0059】
試験1?3及び試験5の試験結果を図11に示す。
図11に示すように、試験1?3の試験結果は、図8と同じであるが、軸受ケース16Bと上面部ハウジング18Aとの接触面積を広げた、軸受ケース16Bを用いた試験5のハウジング周辺温度は、略36℃に低下し、軸受ケース16Bから上面部ハウジング18Aへの熱伝導により、試験3から更に8℃の冷却効果が認められた。
【0060】
従って、ハウジング11Aに、軸方向に延びる複数の外周フィン23Aを設けると共に、上面部に径方向に放射状に延びる複数の上面フィン24Aを設け、更にカバー部材15Aを外周フィン23A及び上面フィン24Aに接触させて取り付け、軸受ケース16Bと上面部ハウジング18Aとの接触面積を広げることにより、ファン14Aの回転による空気流だけの冷却に対して、32℃の冷却効果が認められた。
【0061】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【符号の説明】
【0062】
10、10A、10B 軸受装置
11 ハウジング
12 回転軸
13 軸受
14 ファン
15 カバー部材
17 ハウジング本体
18 上面部ハウジング(ハウジングの上面部)
21 リング状リブ(リブ)
22 円筒外周部
23 外周フィン
24 上面フィン
24a 上面
25 傾斜面
27 外周フィンの外周面
31 カバー部材の内周面
32 円環部
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】(削除)
【請求項2】
回転軸と、円筒状のハウジングと、該ハウジングに該回転軸を回転可能に支持する軸受と、を備えた軸受装置であって、
前記ハウジングは、円筒外周部に軸方向に延びる複数の外周フィンと、上面部に径方向に放射状に延びる複数の上面フィンと、を有し、
前記回転軸は、前記ハウジングの上面部と対向するようにファンを有し、
前記ファンによって発生した隣り合う前記上面フィンの間を通る空気は、隣り合う前記外周フィンの間に導かれるように構成され、
前記ハウジングの外周部には、隣り合う前記外周フィンの間に導かれた空気の拡散を抑制するカバー部材が設けられ、
前記カバー部材は、内周部から内径側に延びる円環部を有し、
前記上面フィンは、上面が前記回転軸と直交する方向に延びる水平面をなしており、
前記円環部と前記上面フィンの前記上面とが接触しており、
前記外周フィンの外周面と前記カバー部材の内周面とが接触していることを特徴とする軸受装置。
【請求項3】
前記ハウジングには、前記上面部の前記上面フィンが設けられた面とは反対側の面に、前記軸受の外輪を押さえるリブが形成され、
該リブは、前記ハウジングの内部に設けられた前記軸受を収容する軸受ケースに接触していることを特徴とする請求項2に記載の軸受装置。
【請求項4】
前記外周フィン、前記上面フィン、及び前記カバー部材は、鉄よりも熱伝導率が高い材料から構成されていることを特徴とする請求項2又は3のいずれか1項に記載の軸受装置。
【請求項5】
前記ハウジングの上面部は、隣り合う前記上面フィンの間に前記外周フィン側に向かって傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項2?4のいずれか1項に記載の軸受装置。
【請求項6】
前記軸受装置は、スピンドル装置又は電動機に用いられることを特徴とする請求項2?5のいずれか1項に記載の軸受装置。
 
訂正の要旨 審決(決定)の【理由】欄参照。
審理終結日 2019-12-24 
結審通知日 2020-01-06 
審決日 2020-01-20 
出願番号 特願2012-181083(P2012-181083)
審決分類 P 1 41・ 854- Y (F16C)
P 1 41・ 853- Y (F16C)
P 1 41・ 851- Y (F16C)
P 1 41・ 855- Y (F16C)
P 1 41・ 856- Y (F16C)
P 1 41・ 857- Y (F16C)
最終処分 成立  
前審関与審査官 増岡 亘  
特許庁審判長 平田 信勝
特許庁審判官 小関 峰夫
井上 信
登録日 2016-11-11 
登録番号 特許第6035996号(P6035996)
発明の名称 軸受装置  
代理人 松山 美奈子  
代理人 松山 美奈子  
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