JP2005021922A

JP2005021922A - 垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置

Info

Publication number: JP2005021922A
Application number: JP2003188001A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ueda; 信幸上田; Yoshihiko Kimura; 義彦木村
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: JP4232014B2

Abstract

【課題】公転及び自転する垂直スピンドルの軸受部から漏れる潤滑油を公転による遠心力に反して向心方向側で回収する。
【解決手段】軸受部から漏洩した潤滑油を案内する傘状リング部１４を有する傘状スリーブ１０を前記スピンドル１に固定し、且つ前記公転部材２に前記傘状リング部から垂れる潤滑油を受ける環状溝２１を有する捕集キャップ１１を固定し、該捕集キャップの環状溝２１は、向心側に狭間隙区間Ａを設けてそこにトラップ２３を形成してある。環状溝２１に落下した潤滑油は、狭間隙区間Ａでは傘状スリーブの回転により、公転による遠心力に抗してその方向に引きつられ、広間隙区間Ｂでは回転状態の傘状スリーブに付着している潤滑油は、自転による遠心力によりトラップの外周壁２６に飛散し、トラップ２３内に溜まる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置、特に缶巻締装置のシーミングスピンドル等の軸受部から漏れた潤滑油を捕集・回収する機構に好適な垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、缶巻締機においてシーミングスピンドル部の軸受を潤滑した潤滑油が巻締空間部に漏れることを防止するために、軸受の下部にオイルシールを設けている（例えば特許文献１参照）が、高速回転する垂直なスピンドルの軸受部からの潤滑油漏れをオイルシールのみで完全に防ぐことは困難であり、微量の潤滑油がオイルシールを通過して外部に漏れ、巻締空間部に飛散する現象がまれに生じることがあった。このような問題点を解決するために、本発明者らは先にスピンドル部から漏れた潤滑油を巻締空間へ流出させずに捕集し、回収する蓋締機における漏れ潤滑油回収装置を提案した（特許文献２参照）。該装置は、スピンドルのオイルシールの下方にオイルシールから漏れた潤滑油を案内する傘状ガイド部を有する傘状スリーブを設け、且つ公転部に前記傘状スリーブから落下する潤滑油を受ける環状溝を有する潤滑油受けを設けて構成してなり、前記環状溝にスピンドルの公転経路の外側位置で回収穴を設けることにより、環状溝に落下した潤滑油を公転により生じる遠心力を利用して回収するものであった。該装置を採用することにより、スピンドル部のオイルシールから万一潤滑油の漏れが生じても、完全に回収することができ、潤滑油が巻締空間に飛散して製品に付着混入するなどの汚染不安を解消することができた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３９９７２号公報
【特許文献２】
特開２００３−１３７３９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案の潤滑油回収装置において、潤滑油の捕集・回収部位は巻締装置の公転部に設けられるため、環状溝に溜まる潤滑油を効果的に外方向に排出して回収するには、その公転による遠心力を利用できるように環状溝に形成する回収穴はスピンドルの公転経路の最外側、即ち環状溝の公転半径最大位置に位置するように形成するのが望ましく、公転経路の内側に回収穴を設けると環状溝に溜まった潤滑油は遠心力で公転半径最大位置の壁面に傾斜状となって滞留するので、うまく排出できなくなる。そのため、前記提案の潤滑油回収装置においては、回収穴は環状溝の公転最大半径部位に形成した。しかしながら、スピンドルの公転経路の外側には、シーミングロールやターレット等の回転部材が位置しているため、回収穴に回収パイプを接続して配置すると回収パイプが回転部材の回転およびその保守点検等にも邪魔となるという問題点があった。この問題点を解決するには、環状集合溝に形成する回収穴をスピンドルの公転経路の内側に位置するように形成して、回収パイプをスピンドルの公転経路の内側に配置すればよいが、その場合、漏れた潤滑油は公転による遠心力の影響により外方向に滞留するか、スピンドルの回転により環状溝内で掻き回された状態にあるため、内方向への捕集・回収が効果的にできないという問題点が生じる。回転スピンドルの漏れ潤滑油の捕集・回収機構のそのような問題点は、缶巻締装置に限らず、公転・自転する垂直スピンドルを有し、該スピンドルの下方で特定の処理を施すような機構を有する種々の装置において共通して起こる問題点である。
【０００５】
そこで、本発明は、公転・自転する垂直スピンドルを有する構造体において、環状溝に形成する回収穴をスピンドルの公転経路の内側に位置するように形成しても、オイルシールから漏れて環状溝に溜まった潤滑油を公転による遠心力に抗して効果的に回収でき、回収パイプが回転部材の回転およびその保守点検等にも邪魔にならずに配置することができる、巻締装置等の垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この問題点を解決するには、前述のように環状溝に落下して公転による遠心力の影響を受けている潤滑油を、遠心方向と反対側の向心方向に排出することを可能にしなければならない。それを可能にするために、本発明者は種々の実験を繰り返した結果、環状溝の向心側に外側内壁面が他の部分より径大となって傘状リング部の外周面との間隙が大きくなっている広間隙区間を形成することによって、スピンドルの自転を利用して向心方向側で強制排出して回収できることを見出し、本発明に到達したものである。
【０００７】
即ち、上記問題点を解決する本発明の垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置は、主軸周りに公転する公転部材の外周部寄りに、軸受部により垂直方向に軸受されて垂下するスピンドルを有するスピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置であって、前記軸受部から漏洩した潤滑油を案内する傘状リング部を有する傘状スリーブを前記スピンドルに固定し、且つ前記公転部材に前記傘状リング部から垂れる潤滑油を受ける環状溝を有する捕集キャップを固定し、該捕集キャップの環状溝の外側内壁面と前記傘状リング部の外周面とが間隙を介して対向配置してなり、前記環状溝は、前記スピンドルの公転経路よりも内側の一部に、外側内壁面が他の部分より径大となって前記傘状リング部の外周面との間隙が大きくなっている広間隙区間を有し、該広間隙区間に潤滑油の回収穴を形成してなることを特徴とするものである。前記潤滑油の回収穴は、広間隙区間に前記狭間隙区間の底面よりも窪んでいるトラップを形成し、該トラップの底面に形成するのが望ましい。
【０００８】
前記傘状スリーブ外周面又は下面にフィンを形成することによって、環状溝に落下した潤滑油はフィンによってより効果的に捕集されて広間隙区間に集積させることができる。また、前記捕集キャップの外側内周壁は、スピンドルの自転方向に前記広間隙区間に向かって前記傘状スリーブ外周との間隙が大きくなっていく曲線面に形成することによっても、広間隙区間での捕集効果が向上する。さらに、前記トラップの下流端の外側内周壁部と傘状リング部との間隙を最も小さくすることによって、スクレパー効果がより高まり、捕集効果が増大する。本発明のスピンドル潤滑油の捕集・回収装置は、缶巻締装置のシーミングスピンドルに適用することによって、缶巻締装置におけるスピンドルでの潤滑油漏れをより確実に防ぐことができるものであるが、缶巻締装置のスピンドルに限らず、ボトルのキャッパー等、垂直スピンドルの垂下端部に作動部を有するスピンドル構造体を有する種々の装置に適用可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１〜図３に示す実施形態により詳細に説明する。
本実施形態の垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置は、缶巻締装置に適用した場合を示し、図１はその要部断面を示し、図２は図１のＡ−Ａ断面矢視図、図３はその要部斜視図であり、図４は本発明を適用した巻締装置の一部断面正面図である。
【００１０】
図１において、１はシーミングヘッドに設けられるシーミングスピンドル（以下単にスピンドルという）であり、その下端部にはシーミングチャック４が設けられ、回転主軸１５（図４）と一体に回転（公転）するセンターコラム（公転部）２に軸受３によって回転自在に軸受されている。軸受３の下方には、センターコラム２とスピンドル１との間にオイルシール５が設けられ、オイルシール５から漏れた潤滑油の汚染防止対策として、この実施形態では、以下のような潤滑油捕集・回収装置が設けられている。なお、図１において、６は固定部材であるシーミングヘッドハウジング、７は該シーミングヘッドハウジングとセンターコラム間に設けられたオイルシール、８はシーミングロール、９はリフターであり、缶２９をシーミングロール８で巻締している状態を示している。以上の構造は従来の巻締装置と同様な構造である。
【００１１】
本実施形態における潤滑油捕集・回収装置は、スピンドル１毎に設けられ、傘状スリーブ１０、捕集キャップ１１、及び排出管１２とから構成されている。傘状スリーブ１０は、スピントル１に軸受３の下方に位置して固定され、スピンドル１と一体に回転（自転）するものであり、スピンドル１と嵌合しているスリーブ部１３の途中に上面が傾斜して傘状に延びその外周面が垂直方向に下降して捕集キャップとの間にラビリンス構造となっている傘状リング部１４を有する形状に形成され、潤滑油がオイルシール５から漏れ場合、傘状リング部１４に案内され、後述する捕集キャップ１１内に捕集されるようになっている。
【００１２】
捕集キャップ１１は、図１に断面を示すように、上部に取付フランジ部１７を有し、該取付フランジの内周面から垂下する外周壁１８、底壁１９、該底壁の中央部に傘状スリーブのスリーブ部１３が遊嵌する直径を有する環状の立上り壁２０から形成され、センターコラム２の下端面に直接または適宜の部材を介して傘状スリーブの傘状リング部１４を囲繞するように取付フランジ部１７を固定することによって取り付けられている。捕集キャップ１１の立上り壁２０と底壁１９及び外周壁１８とで環状溝２１を形成し、該環状溝で傘状リング部１４から垂れる潤滑油を受けるようになっている。捕集キャップ１１の立上り壁２０の内周面と傘状スリーブ傘状部の垂直壁内周面が対向して、ラビリンスシールを形成しており、捕集キャップ１１の環状溝に溜まった潤滑油が傘状スリーブが回転しても、立上り壁を超えて潤滑油が漏れることがないようにシールしている。
【００１３】
前記環状溝２１は、捕集キャップ１１の環状溝２１の公転時の内側となる部分（図１、２において左側）に、該環状溝の外壁が径大となる半径ｂの円弧部を有するトラップ２３を所定区間に亘って形成している。したがって、前記環状溝２１は、傘状スリーブの垂下壁と捕集キャップ１１の外周壁内周面との間に、外周面半径ａの狭間隙区間Ａとトラップ２３部における前記半径ａよりも径大の外周面半径ｂの広間隙区間Ｂとを有することになる。狭間隔区間Ａにおける傘状スリーブの垂下壁と捕集キャップ１１の外周壁内周面との間隙ｃは、潤滑油の粘性及びスピンドルの回転数によって必ずしも一様に規定されないが、該狭間隔区間Ａに滞留する潤滑油を、公転力の遠心力の作用に抗してスピンドルの自転で広間隙区間まで移動できればよく、本発明者の実験によれば、公転半径９に対して自転半径１で、且つ公転速度１に対して自転速度１７の割合でスピンドルが回転した場合、前記狭間隔区間Ａの間隙ｃは、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲内で、良好に狭隙間区間Ａに滞留している潤滑油を捕集することができた。また、後述するように傘状リング部にフィンを設ければ、該間隙ｃを大きくすることができる。
【００１４】
広間隙区間Ｂの外周壁面と狭間隙区間Ａの外周壁面とは半径方向に段差ができ、スピンドル自転方向下流側の段差壁面２４が、後述するように、広間隙区間で傘状リング部１４の周壁から十分に振り落とされずに残って再び狭間隙区間Ａに移動しようとする潤滑油を掻き落とすスクレパーの役割を果たす。トラップ２３の底面は、狭間隙区間Ａの底面よりも低く形成してあり、潤滑油が落ち込んで溜まるようになっている。そして、該トラップ２３のスピンドル回転方向下流側位置の底壁に潤滑油回収穴２５が形成され、該潤滑油回収穴に排出管１２が接続されている。したがって、排出管１２は、スピンドルよりも公転軸心寄りに位置し、外周部に配置してある搬送ターレット１６（図４）やシーミングロール８等の邪魔になることがない。
【００１５】
本実施形態の巻締装置のスピンドル潤滑油の捕集・回収装置は、以上のように構成され、オイルシール７から漏れた潤滑油は、傘状スリーブ１０を伝って流れ落ち、傘状スリーブの回転により振り切られ、傘状リング部１４の外周壁と捕集キャップ１１の外周壁内周面との間の環状溝２１に集積される。その際、環状溝２１に落下した潤滑油は、シーミングターレットの公転による遠心力の影響を受けるが、傘状リングの回転数（自転）が公転回転数よりも遥かに大きいため、自転による影響が大きく、環状溝２１に集積された潤滑油は、狭間隙区間Ａにおいてはその間隙が小さいため、傘状スリーブの回転により、その方向に引きつられる。広間隙区間Ｂでは間隙が大きくなるため回転状態の傘状スリーブに付着している潤滑油は、自転による遠心力により広間隙区間Ｂの外周壁２６に飛散し、トラップ２３内に溜まる。その広間隙区間Ｂで飛散しきれなかった潤滑油は再び間隙の小さい狭間隙区間Ａに入るが、その多くは境界部である段差壁面２４で掻き取られてトラップ２３に落下する。以上のように、スピンドルと一体に自転する傘状スリーブの回転により環状溝に落ちた潤滑油は掻きまわされてトラップ位置まで達し、トラップ２３に振り落とされるので、トラップ２３が向心方向に位置していても良好に潤滑油を集積することができる。そして、トラップに溜まった潤滑油は、回収穴２５から排出管１２を通って回収される。
【００１６】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。たとえば、前記実施形態では、傘状スリーブの垂直壁の外周面は単に円周面となっているが、外周面又は下面に溝内の潤滑油を集めるスクレパーの役割を果たすフィンのような突片を設ければより捕集効果が高くなる。また、捕集キャップ１１の外周壁１８の内周面は、上記実施形態では、区間Ａにおいては半径ａの円弧面としたが、トラップの下流端側を最小径として、傘状スリーブ外周面との隙間を最も小さくし、図２において右回転に向けて傘状スリーブ外周面との隙間ｃが次第に大きくなるような曲面形状に形成してもよい。また、前記実施形態では、トラップ２３の段差壁面２４がスクレパーの役割を果たすが、段差壁面２４に傘状リング部の外周壁とのクリアランスを狭間隙区間Ａにおけるクリアランスよりも小さくなるように、図５に示す実施形態のように、別部材あるいは径方向に突出させた形成したスクレパー３０を設けることによって、さらにスクレパー効果を高めることができる。なお、図５に示す実施形態の他の部分は、前記実施形態と同様な構成であるので、前記実施形態と同様な符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、公転及び自転するスピンドルの軸受部から漏れる潤滑油を、傘状スリーブが嵌合回転する捕集キャップの環状溝の向心側所定区間に、外側内壁面が他の部分より径大となっている広間隙区間を設けて該区間に回収穴を形成することにより、オイルシールから漏れて環状集合溝に溜まった潤滑油を公転経路の内側で効果的に回収でき、回収パイプが回転部材の回転およびその保守点検等にも邪魔にならずに配置することができ、公転により潤滑油回収位置に制限を受けていた問題を解消することができた。且つ広間隙区間に底面が他の部分より窪んでいるトラップを形成し、該トラップの底面に回収穴を設けることにより、より効果的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置を缶巻締装置に適用した状態の要部断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図３】その捕集キャップの斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るスピンドル潤滑油の捕集・回収装置を缶巻締装置に適用した缶巻締装置の一部破断正面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置を缶巻締装置に適用した状態の要部断面図である。
【符号の説明】
１シーミングスピンドル２センターコラム（公転部材）
３軸受５オイルシール
１０傘状スリーブ１１捕集キャップ
１２排出管１３スリーブ部
１４傘状リング部１５回転主軸
１６搬送ターレット１８外周壁
１９底壁２０立上り壁
２１環状溝２３トラップ
２４段差壁面２５回収穴
２６トラップ周壁３０スクレパー
Ａ狭間隙区間Ｂ広間隙区間

Claims

主軸周りに公転する公転部材の外周部寄りに、軸受部により垂直方向に軸受されて垂下するスピンドルを有するスピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置であって、前記軸受部から漏洩した潤滑油を案内する傘状リング部を有する傘状スリーブを前記スピンドルに固定し、且つ前記公転部材に前記傘状リング部から垂れる潤滑油を受ける環状溝を有する捕集キャップを固定し、該捕集キャップの環状溝の外側内壁面と前記傘状リング部の外周面とが間隙を介して対向配置してなり、前記環状溝は、前記スピンドルの公転経路よりも内側の一部に、外側内壁面が他の部分より径大となって前記傘状リング部の外周面との間隙が大きくなっている広間隙区間を有し、該広間隙区間に潤滑油の回収穴を形成してなることを特徴とする垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置。
広間隙区間に狭間隙区間の底面よりも窪んでいるトラップを形成し、該トラップの底面に潤滑油の回収穴が形成されている請求項１に記載のスピンドル潤滑油の捕集・回収装置。
前記傘状スリーブ外周面又は下面にフィンが形成されている請求項１又は２に記載の垂直スピンドル構造体におけるスピンドル潤滑油の捕集・回収装置。
前記捕集キャップの外側内周壁は、スピンドルの自転方向に前記広間隙区間に向かって前記傘状スリーブ外周との間隙が次第に大きくなっていく曲線面となっている請求項１、２又は３に記載のスピンドル潤滑油の捕集・回収装置。
前記広間隙区間の下流端の外側内周壁部と傘状リング部との間隙が最も小さくスクレパーになっている請求項１〜４何れかに記載のスピンドル潤滑油の捕集・回収装置。
前記スピンドルがその下端部にシーミングチャックを有する缶巻締装置のシーミングスピンドルであり、垂直スピンドル構造体が缶巻締装置である請求項１〜５何れかに記載のスピンドル潤滑油の捕集・回収装置。