JP2007002878A - 歯車の自動給油装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ツールホルダ等の歯車に対する潤滑を長期にわたって行う。
【解決手段】 歯車の軸３の中心線上に潤滑油の貯留室８が形成され、この貯留室の内壁面に軸の回転方向と逆回りの螺旋溝８ａが形成され、軸の回転に伴い螺旋溝により潤滑油が送られる方向における貯留室の一端に貯留室内から軸の外周面へと半径方向に伸びる油路１１が形成され、軸の回転に伴い潤滑油が螺旋溝により送られる方向における歯車の端面にカラー９が接し、このカラーにおける歯車の端面に接する接触面上に、歯車の歯底を歯先側へと超える油溜め溝１２が形成される。歯車の回転に伴い貯留室内の潤滑油が油路から油溜め溝内に移動し、油溜め溝内から歯底へと少しずつ移動する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ツールホルダ等における歯車の歯面にグリス等の潤滑油を自動的に供給する装置に関する。

歯車の円滑な高速回転を可能にし、歯車の寿命を延ばすため、歯車の歯面にはグリス等の潤滑油が供給される。

従来、歯車の軸の中心線上に空室を設け、この空室から歯面に向って歯車の半径方向に油路を形成し、空室に供給した潤滑油を歯車の回転による遠心力で油路から歯面に向って吐出するようにした自動給油装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

また、歯車の側面に空室を形成し、この空室をバイメタル板で覆い、空室内にグリスを充填しておき、歯面の摩擦熱の伝達によってバイメタル板が湾曲し歯車の側面との間に隙間が生じると、その隙間からグリスが歯車の回転による遠心力で歯面の方へと流れるようにした自動給油装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−２０８１７３号公報 特開２００２−５４６９６号公報 特開平１０−１５９９５１号公報

従来の歯車の自動給油装置は、歯車の回転による遠心力を利用してグリス等の潤滑油を歯面へと送るようになっているので、軸の空室内に充填された潤滑油はその大半が空室内に滞留し歯面の方に流れなくなる。そのため、潤滑油を長期にわたって供給することが困難になる。また、潤滑油を自動的に供給するには、ポンプ等を使用して空室内の潤滑油を遠心力が作用する位置へと強制的に送る必要がある。また、潤滑油の通路を歯車内に半径方向外側に伸びるように設けたり、歯車の側面に潤滑油を溜める空室を設けたりしなければならないので、歯車の構造が複雑化し、歯車の製造が面倒になり、また潤滑油の通孔、溝等の存在が歯車の強度を低下させるという問題がある。

従って、本発明はこのような問題点を解消することができる手段を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、歯車の軸の中心線上に潤滑油の貯留室が形成され、この貯留室の内壁面に軸の回転方向と逆回りの螺旋溝が形成され、軸の回転に伴い螺旋溝により潤滑油が送られる方向における貯留室の一端に貯留室内から軸の外周面へと半径方向に伸びる油路が形成され、軸の回転に伴い潤滑油が螺旋溝により送られる方向における歯車の端面にカラーが接し、このカラーにおける歯車の端面に接する接触面上に、歯車の歯底を歯先側へと超える油溜め溝が形成され、歯車の回転に伴い貯留室内の潤滑油が油路から油溜め溝内に移動し、油溜め溝内から歯底へと移動するようにした歯車の自動給油装置を採用する。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の歯車の自動給油装置において、多孔質部材が油路内又は導路内に設けられた歯車の自動給油装置を採用する。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の歯車の自動給油装置において、歯車が傘歯車であり、カラーが傘歯車の小径側端面に接するように設けられた歯車の自動給油装置を採用する。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の歯車の自動給油装置において、油路から油溜め溝内へと潤滑油を導く導路がカラーに形成され、歯車の回転に伴い貯留室内の潤滑油が油路から導路を経て油溜め溝内に移動するようにした歯車の自動給油装置を採用する。

請求項１に係る発明によれば、貯留室に溜められたグリス等の潤滑油は、螺旋溝によって貯留室内を一方向に強制的に送られ、歯車の回転による遠心力で油路を通って油溜め溝内に至り、この油溜め溝内に一旦貯留された後に歯車の歯底へと少しずつ移動する。従って、歯車の軸内に比較的大容積の貯留室を形成してその中に多めの潤滑油を貯留しておき、この潤滑油を少しずつ歯面へと送ることにより、適正な潤滑を長期にわたり行うことができる。また、歯車を長期にわたり高速回転させることができる。また、歯面に向って半径方向に伸びる潤滑油の通り道を歯車内に設ける必要がないので、歯車の強度が維持され、寿命の低下が防止される。

また、請求項２に係る発明によれば、潤滑油の流量、流速等をより適正にコントロールし、常に適量の潤滑油を歯面に供給することができる。

また、請求項３に係る発明によれば、潤滑油が傘歯車の小径側歯面から大径側歯面へと徐々に広がる。従って、傘歯車の潤滑が円滑に行われ、傘歯車の寿命が長くなる。

また、請求項４に係る発明によれば、油溜め溝の外周縁へと潤滑油を移動させ、歯車の歯底へとより円滑に潤滑油を送ることができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態について説明する。

＜実施の形態１＞
図１に示すツールホルダは、図示しない旋盤のターレットに取り付けられるもので、ターレットに固定されるツールホルダ本体１を備える。

ツールホルダ本体１内には、旋盤側から動力を受け取る伝動軸２と、伝動軸２から動力が伝達される主軸３とが配置される。伝動軸２と主軸３とはそれらの中心線が直角に交差するように配置され、それぞれベアリング４，５を介してツールホルダ本体１に回転自在に支持される。伝動軸２の一端はツールホルダ本体１外に突出し、そこには図示しない旋盤側のシャフトに連結される連結部２ａが形成される。伝動軸２のツールホルダ本体１内に入り込んだ他端には第一の傘歯車６が固定される。主軸３の一端はツールホルダ本体１外に突出し、そこには図示しない刃物を着脱するためのチャック３ａが設けられる。主軸３のツールホルダ本体１内に入り込んだ箇所には上記第一の傘歯車６と噛み合う第二の傘歯車７が固定される。伝動軸２の回転は第一と第二の傘歯車６，７の噛み合いによって主軸３に伝達され、主軸３の回転によってチャック３ａに保持された図示しない刃物がワークを切削する。

図１に示すように、上記ツールホルダには歯車の自動給油装置が設けられる。

この自動給油装置は、第二の傘歯車７に対して潤滑油であるグリスを供給するようになっており、第二の傘歯車７の軸となる主軸３に形成されたグリスの貯留室８と、貯留室８内を移動するグリスを受け取り、第二の傘歯車７に供給するカラー９とを備える。

図１に示すように、グリスの貯留室８は、第二の傘歯車７の軸である主軸３の中心線上にトンネル状に形成され、その前端は第二の傘歯車７の直下あたりまで伸び、後端は主軸３の後端に開口する。この貯留室８の内壁面には、主軸３の回転方向と逆回りの螺旋溝８ａが形成される。主軸３が右回りに回転する場合は、螺旋溝８ａは左ネジの螺旋溝として形成され、主軸３が左回りに回転する場合は、螺旋溝８ａは右ネジの螺旋溝８ａとして形成される。これにより、主軸３が一方向に回転すると、貯留室８内に充填されたグリスが螺旋溝８ａにより貯留室８の前端へと送られる。貯留室８の後端には左ネジを外周面に有する栓１０が螺合し、貯留室８内にグリスが充填された後に貯留室８の後端がこの栓１０で塞がれる。栓１０等が取り付けられた主軸３の後端は、ツールホルダ本体１に着脱可能に取り付けられるカバー１６により覆われる。

図１，図２及び図４に示すように、主軸３には、その貯留室８の前端の周壁面から主軸３の外周面へと半径方向に伸びる油路１１が形成される。この油路１１は放射状に複数本設けられ、各々の油路１１は主軸３の外周面において第二の傘歯車７における小径側端面７ａのやや前方あたりで開口する。

図１及び図２に示すように、カラー９は、主軸３に被せられる横断面が略長方形のリングであり、第二の傘歯車７の小径側端面７ａと主軸３の段差部分３ｂとの間に挟まれた状態で主軸３上に固定される。図４中、符号１３はカラー９と第二の傘歯車７とを主軸３上に固定するためのキーを示す。上記油路１１の開口はこのカラー９の略直下に設けられる。第二の傘歯車７と一体で主軸３が回転すると、その遠心力で貯留室８内のグリスが油路１１内を半径方向外側へと流れカラー９の内周面へと至る。

図１乃至図３に示すように、カラー９の一方の端面は第二の傘歯車７の小径側端面７ａに接触しており、このカラー９の接触面上には、第二の傘歯車７の歯底７ｂを歯先７ｃ側へとわずかに超える油溜め溝１２が形成される。油溜め溝１２は、具体的には図４に示すように環状凹溝であり、その環状凹溝の外周縁が第二の傘歯車７の歯底７ｂを歯先７ｃ側に少しばかり超え、内周縁が小径側端面７ａの内方に対向している。

また、カラー９には、上記油路１１から油溜め溝１２内へと潤滑油であるグリスを導く導路１４が形成される。この導路１４はカラー９にその半径方向に伸びるように形成され、その始端は油路１１の終端に通じるように開口し、終端は油溜め溝１２内に開口する。第二の傘歯車７と一体で主軸３が回転すると、その遠心力で貯留室８内のグリスは油路１１内を半径方向外側へと流れてカラー９の内周面へと至り、さらにカラー９の導路１４内を半径方向外側へと流れて油溜め溝１２内に至る。グリスは油溜め溝１２内に充満し、油溜め溝１２の環状の開口から第二の傘歯車７の歯底７ｂへと移動し、各歯面上を第二の傘歯車７の小径側から大径側へと徐々に広がる。

導路１４を省略して油溜め溝１２を油路１１の開口まで広げるようにしてもよいが、図２に示すように、油溜め溝１２を第二の傘歯車７の歯底７ｂの近傍に偏在させ、この油溜め溝１２と油路１１とを上記導路１４によって結ぶことにより、より円滑に歯面に潤滑油を供給することができる。

次に、上記歯車の自動給油装置の作用について説明する。

図１に示すツールホルダにおいて、カバー１６を外し、主軸３の後端から栓１０を外し、貯留室８内にグリスを充填し、再び栓１０で貯留室８を閉じる。

このツールホルダは図示しない旋盤のターレットに取り付けられ、旋盤の動力源から動力が伝動軸２に伝達されると、第一と第二の傘歯車６，７の噛み合いにより主軸３が回転し、主軸３のチャック３ａに保持された図示しない刃物がワークを切削する。

主軸３と共に第二の傘歯車７が右回りに回転すると、左巻きの螺旋溝８ａの回転により貯留室８内のグリスが栓１０と反対側の第二の傘歯車７の直下へと強制的に送られ、そこから遠心力によって油路１１内を半径方向外側に流れ、更に導路１４内を半径方向外側に流れて油溜め溝１２内に溜まる。

グリスは、油溜め溝１２内に一旦貯留された後に第二の傘歯車７の歯底７ｂへと少しずつ移動し、第一の傘歯車６との噛み合いによって歯面の全体に行き渡る。

＜実施の形態２＞
図５乃至図７に示すように、この実施の形態２における歯車の自動給油装置では、多孔質部材１５が油路１１内に設けられる。多孔質部材１５としては、内部に無数の微細な孔が存在し孔同士が通じている焼結エレメントが用いられる。

この多孔質部材１５により、貯留室８から油溜め溝１２に至るグリスの流量、流速等がより適正にコントロールされ、適度な量のグリスが傘歯車７の歯面に塗布される。この多孔質部材１５は導路１４内に設けることもできる。

なお、図５乃至図７において図１乃至図４に示す部分と同じ部分には同一の符号を用いて示すこととし、重複した説明を省略する。

以上、本発明の望ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば上記実施の形態では歯車の自動給油装置をツールホルダに装着するものとして説明したが、ツールホルダ以外の装置の歯車についても本発明を適用可能である。また、給油する対象を傘歯車としたが、傘歯車に限らず平歯車等他の歯車に対しても本発明を適用可能である。

本発明の実施の形態１に係る歯車の自動給油装置を備えたツールホルダの縦断面図である。 図１中、ＩＩ部分の拡大図である。 図１中、ＩＩ部分の模式斜視図である。 図１中、ＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。 本発明の実施の形態２に係る歯車の自動給油装置を備えたツールホルダの縦断面図である。 図５中、ＶＩ部分の拡大図である。 図５中、ＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。

符号の説明

３…主軸
７…歯車
７ａ…小径側端面
７ｂ…歯底
７ｃ…歯先
８…貯留室
８ａ…螺旋溝
９…カラー
１１…油路
１２…油溜め溝
１４…導路
１５…多孔質部材

Claims (4)

1. 歯車の軸の中心線上に潤滑油の貯留室が形成され、この貯留室の内壁面に軸の回転方向と逆回りの螺旋溝が形成され、軸の回転に伴い螺旋溝により潤滑油が送られる方向における貯留室の一端に貯留室内から軸の外周面へと半径方向に伸びる油路が形成され、軸の回転に伴い潤滑油が螺旋溝により送られる方向における歯車の端面にカラーが接し、このカラーにおける歯車の端面に接する接触面上に、歯車の歯底を歯先側へと超える油溜め溝が形成され、歯車の回転に伴い貯留室内の潤滑油が油路から油溜め溝内に移動し、油溜め溝内から歯底へと移動するようにしたことを特徴とする歯車の自動給油装置。
2. 請求項１に記載の歯車の自動給油装置において、多孔質部材が油路内又は導路内に設けられたことを特徴とする歯車の自動給油装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の歯車の自動給油装置において、歯車が傘歯車であり、カラーが傘歯車の小径側端面に接するように設けられたことを特徴とする歯車の自動給油装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の歯車の自動給油装置において、油路から油溜め溝内へと潤滑油を導く導路がカラーに形成され、歯車の回転に伴い貯留室内の潤滑油が油路から導路を経て油溜め溝内に移動するようにしたことを特徴とする歯車の自動給油装置。

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