JP2008193951A - Unit for supporting rotary member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、地表に生育する草木(例えば、芝生や雑草など)を根元付近から刈り払う作業に用いられる草刈機、刈払機及び芝刈機、あるいは、電動工具やコンクリートドリルなどに関し、特に、これらに取り付けられた刈刃(回転刃)などの回転部材を軸支する回転部材支持ユニットの改良に関する。 The present invention relates to, for example, a grass cutter, a brush cutter and a lawn mower used for cutting off grass (e.g., lawn and weed) growing on the ground surface from near the root, or an electric tool, a concrete drill, etc. The present invention relates to an improvement of a rotating member support unit that pivotally supports a rotating member such as a cutting blade (rotating blade) attached thereto.
図4には、このような回転部材支持ユニットが備えられた草刈機の構成が一例として示されている。同図に示す構成において、かかる草刈機Aには、直線状に延出した操作管30と、当該操作管30の一端側に設けられた回転部材支持ユニット(以下、回転刃ユニットという)U2と、当該操作管30の他端側に設けられた駆動装置(エンジン)34とが備えられている。
この場合、操作管30には、その内部にエンジン34で発生された駆動力(回転出力)により回転される駆動軸38が設けられており、当該駆動軸38は、転がり軸受(以下、駆動軸軸受という)6によって回転自在に支持されている。なお、駆動軸38のエンジン34とは反対側の端部には、歯車(以下、駆動軸歯車という)G1が設けられており、駆動軸軸受6は、当該駆動軸歯車G1に外嵌されて、駆動軸38を回転自在に支持している。
FIG. 4 shows an example of a configuration of a mower provided with such a rotating member support unit. In the configuration shown in the figure, the mower A includes an
In this case, the
また、図3(a),(b)に示すように、回転刃ユニットU2には、所定方向に延出して立設された主軸8と、当該主軸8を回転自在に支持する2つの転がり軸受(以下、回転刃側軸受2(図3(a)の下側の軸受)及び歯車側軸受4(同図の上側の軸受)という)と、駆動軸38の回転力を主軸8に伝達するために、当該駆動軸38及び主軸8の一端側(同図の左端側及び上端側)にそれぞれ設けられて相互に噛合する1組の歯車(同、駆動軸歯車G1(同図の右側の歯車)及び主軸歯車G2(同図の左側の歯車)という)と、主軸8の他端側(同図の下端側)に取り付けられた回転可能な回転部材(刈刃)32とが備えられている。
3 (a) and 3 (b), the rotary blade unit U2 includes a
なお、この場合、主軸8は、草刈機Aの使用状態において略垂直方向に延出するように立設されており、駆動軸38は、当該主軸8に対して所定の傾斜角度(駆動軸38と主軸8との間に形成される角度)を成して傾斜し、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を介して当該主軸8と連結されている。
また、回転刃側軸受2は、主軸8の延出方向の略中間、別の捉え方をすれば、刈刃32と主軸歯車G2の間に位置付けられており、一方、歯車側軸受4は、刈刃32とは反対側の主軸8の端部(図3(a)の上端部)に位置付けられている。さらに、操作管30には、作業者を刈刃32から保護するための保護カバー42(図4)が、当該刈刃32寄りの所定位置に設けられている。
In this case, the
Further, the rotary blade side bearing 2 is positioned between the
このような構成によれば、エンジン34が駆動軸38を回転させると、当該回転力は駆動軸歯車G1を介して主軸歯車G2に伝達され、当該回転力によって主軸8を回転させることができる。これにより、エンジン34から発生した回転力の方向を変更するとともに、その速度を減速させながら、主軸8に取り付けられた刈刃32を回転させることができる。そして、作業者は、操作管30のエンジン34寄りの所定位置に取り付けられた操作ハンドル36により草刈機Aの全体を支えるとともに、刈刃32を移動させることで、草木を刈り払うことができる。
According to such a configuration, when the
ところで、このような草刈機に関しては、従来からその利便性の向上や安全性の向上を図るための各種の方策が知られている。例えば、特許文献1においては、連結管(操作管)の角度を任意に変更することが可能な草刈機の構成が開示されており、これにより、傾斜地でも草木の刈り払い作業を軽快に行うことなどを可能とし、当該草刈機における利便性の向上を実現している。一方、例えば、特許文献2においては、容易且つ確実に刈刃(回転刃)を主軸に取り付けることが可能な草刈機の構成が開示されており、これにより、刈刃(回転刃)が主軸から外れることを有効に防止することができ、当該草刈機における安全性の向上を実現している。
By the way, regarding such a mower, various measures for improving convenience and safety have been conventionally known. For example,
また、かかる草刈機Aにおいて、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の歯が相互に接触する部分の摩擦や摩耗の減少、回転刃側軸受2、歯車側軸受4及び駆動軸軸受6の焼付き防止や疲れ寿命の延長などを目的として、当該各歯車G1,G2、当該各軸受2,4,6の潤滑を行うことによっても、結果として、刈刃32を長期に亘って、安定してスムーズに回転させることができ、当該草刈機Aにおける利便性の向上や安全性の向上を図ることができる。
Further, in this mower A, the friction and wear of the portions where the teeth of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 contact each other are reduced, and the rotary blade side bearing 2, the gear side bearing 4 and the drive shaft bearing 6 are prevented from seizing. For the purpose of extending the fatigue life, etc., the gears G1, G2 and the
このため、例えば、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を潤滑すべく、当該歯車G1,G2を取り囲む所定の空間部Sには、極圧剤入りのグリース(以下、歯車潤滑グリースという)が当該空間部Sの空間容積に対して略70%〜100%の体積比となるように充填(封入)されている。この場合、歯車潤滑グリースとしては、アメリカグリース協会(NLGI:National Lubricating Grease Institute)が規定するちょう度No.2(ちょう度番号2号)のグリースが用いられており、当該グリースは、一例として、増ちょう剤がリチウム石鹸、基油が鉱油系で構成されている。 Therefore, for example, in order to lubricate the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2, grease containing extreme pressure agent (hereinafter referred to as gear lubrication grease) is contained in the predetermined space S surrounding the gears G1 and G2. It is filled (enclosed) so as to have a volume ratio of approximately 70% to 100% with respect to the space volume of the part S. In this case, the gear lubrication grease is a consistency No. specified by the National Lubricating Grease Institute (NLGI). As an example, the grease is composed of lithium soap as a thickener and mineral oil as a base oil.
その際、一例として、歯車側軸受4は、その内部を密封する密封部材(接触型のシール、及び非接触型のシールやシールドなど)が設けられていない、いわゆるオープンタイプ(開放型)の軸受構造を成しているのに対し、回転刃側軸受2は、その内外輪10,12間に接触型のゴムシール20,22が介在された密封タイプの軸受構造を成し、転動体14として玉が内外輪10,12間に組み込まれた密封玉軸受となっている。そして、かかる回転刃側軸受2には、当該回転刃側軸受2を潤滑するために、一例として、増ちょう剤がリチウム石鹸、基油が鉱油系で構成されたグリース(以下、軸受潤滑グリースという)が当該軸受内部に封入されている。この場合、ゴムシール20,22は、一例として、その外径部が回転刃側軸受2の外輪12に固定されているとともに、その内径部(リップ部)20l,22lが当該回転刃側軸受2の内輪10に形成されたシール溝に摺接されるように位置付けられている。
At that time, as an example, the gear side bearing 4 is a so-called open type (open type) bearing in which a sealing member (contact type seal, non-contact type seal or shield, etc.) is not provided. In contrast to the structure, the rotary blade side bearing 2 has a sealed type bearing structure in which contact
このように各歯車G1,G2及び各軸受2,4が潤滑された回転刃ユニットU2において、回転刃側軸受2は、ゴムシール(歯車G1,G2側に位置するシール)20を介するだけで、常時歯車潤滑グリースと接触している。
また、草刈機Aの使用状態においては、駆動軸歯車G1と回転刃側軸受2及び主軸歯車G2と回転刃側軸受2が当該歯車G1,G2を上にして縦に並んでいるため、歯車潤滑グリースは、その自重により歯車G1,G2側に位置するゴムシール20の外面(歯車G1,G2側の面)へ大量に堆積し、当該ゴムシール20を押圧することとなる。加えて、主軸8の回転による空間部Sの圧力変化、さらには、当該回転刃側軸受2の回転による振動によっても、歯車潤滑グリースが歯車G1,G2側に位置するゴムシール20の外面(歯車G1,G2側の面)へ大量に堆積し、当該シール20は押圧される。
In the rotary blade unit U2 in which the gears G1 and G2 and the bearings 2 and 4 are lubricated in this way, the rotary blade side bearing 2 is always provided only via the rubber seal (seal located on the gears G1 and G2 side) 20. In contact with gear lubrication grease.
Further, when the mower A is in use, the drive shaft gear G1 and the rotary blade side bearing 2 and the main shaft gear G2 and the rotary blade side bearing 2 are arranged vertically with the gears G1 and G2 facing upward. A large amount of grease is deposited on the outer surface of the
そして、歯車潤滑グリースによってゴムシール20の押圧が継続されると、結果として、当該シール20のリップ部20lと回転刃側軸受2のシール溝との摺接部から当該歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)してしまう場合がある。
この場合、例えば、回転刃側軸受2の内部に封入されるグリース(軸受潤滑グリース)として、歯車潤滑グリースと類似した構成のグリースを適用することで、軸受潤滑グリースが当該歯車潤滑グリースと混合することによって生じるグリースの変質や不具合などを最小限に止めることができる。
In this case, for example, grease having a configuration similar to gear lubrication grease is applied as grease (bearing lubrication grease) sealed in the rotary blade side bearing 2, so that the bearing lubrication grease is mixed with the gear lubrication grease. As a result, it is possible to minimize the quality change or malfunction of the grease.
しかしながら、上述したような歯車潤滑グリースの軸受内部への漏洩(侵入)が進行すると、回転刃側軸受2内のグリース量が設定値よりも増加し、撹拌や剪断が活発化され、当該グリースが軟化してしまう場合がある。このようなグリースの軟化が発生すると、回転刃側軸受2のゴムシール(刈刃32側に位置するシール)22のリップ部22lと当該回転刃側軸受2のシール溝との摺接部や、当該シール22に設けられた空気孔22hなどから、当該グリースが回転刃側軸受2の外部へ漏洩してしまう場合がある。この場合、例えば、漏洩したグリースが刈刃32に付着し(図3(a)におけるグリースGbの状態)、当該刈刃32の回転精度を悪化させる虞があるだけでなく、草木や土壌に対して悪影響を与える虞もある。
However, when leakage (penetration) of the gear lubrication grease as described above proceeds into the bearing, the amount of grease in the rotary blade side bearing 2 increases from the set value, and stirring and shearing are activated, and the grease is It may soften. When such softening of the grease occurs, the sliding contact portion between the lip portion 22l of the
また、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部、さらには当該回転刃側軸受2の外部へ継続的に漏洩(侵入)すると、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2が潤滑不足となり、例えば、各歯車G1,G2の歯が相互に摩擦されて摩耗することで、当該歯車G1,G2がスムーズに回転せず、これらの回転精度が悪化してしまう場合がある。 Further, when the gear lubrication grease continuously leaks (enters) into the rotary blade side bearing 2 and further to the outside of the rotary blade side bearing 2, the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 become insufficiently lubricated. Since the teeth of the gears G1 and G2 are rubbed against each other and worn, the gears G1 and G2 may not rotate smoothly, and their rotational accuracy may deteriorate.
このような不都合を回避するための方策として、例えば、歯車潤滑グリースとして、NLGIちょう度がNo.3やNo.4のグリース、すなわち、NLGIちょう度No.2のグリースよりも硬いグリースなどを適用し、当該グリースが撹拌や剪断されることによる軟化を抑制させ、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を取り囲む所定の空間部Sの内壁に当該グリースを付着させる方策や、当該グリースの充填量(封入量)を減少させる方策などがある。 As a measure for avoiding such inconvenience, for example, as a gear lubrication grease, the NLGI consistency is No. 3 or No. No. 4 grease, that is, NLGI consistency No. Grease harder than grease No. 2 is applied to suppress softening due to stirring or shearing of the grease, and the grease is adhered to the inner wall of the predetermined space S surrounding the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2. There are measures and measures to reduce the filling amount (filling amount) of the grease.
しかしながら、歯車潤滑グリースの硬度を高めると、当該グリースの流動性が低下し、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の潤滑に寄与するグリースの量が少なくなり、結果として、当該歯車G1,G2が潤滑不足となって、例えば、上述の場合と同様に、各歯車G1,G2の歯が相互に摩擦されて摩耗してしまう場合がある。また一方、歯車潤滑グリースの充填量(封入量)を減少させると、グリースが充分に空間部S内に行き渡らず、結果として、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2が潤滑不足となり、同様の事態になってしまう場合がある。 However, when the hardness of the gear lubrication grease is increased, the fluidity of the grease decreases and the amount of grease that contributes to the lubrication of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 decreases. As a result, the gears G1 and G2 are lubricated. For example, as in the case described above, the teeth of the gears G1 and G2 may be rubbed against each other and worn. On the other hand, when the filling amount (encapsulation amount) of the gear lubrication grease is decreased, the grease does not sufficiently spread into the space S, and as a result, the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 become insufficiently lubricated, and the same situation occurs. It may become.
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、回転部材(例えば、刈刃)を軸支する転がり軸受に対し、常に静止状態に維持されたスリンガーを設け、主軸のスリンガーに対する対向部分を拡径・拡幅させるとともに、当該対向部分に螺旋状の空気溝を設けることで、内部に封入したグリースの外部への漏洩を防止するとともに、当該回転部材を長期に亘って一定の回転精度で安定して回転させ続けることが可能な回転部材支持ユニットを提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and the object thereof is to provide a slinger that is always kept stationary with respect to a rolling bearing that pivotally supports a rotating member (for example, a cutting blade), In addition to expanding the diameter and width of the portion facing the slinger, and providing a spiral air groove in the facing portion, the grease sealed inside is prevented from leaking to the outside, and the rotating member is extended over a long period of time. An object of the present invention is to provide a rotating member support unit that can be stably rotated with a constant rotational accuracy.
このような目的を達成するために、本発明に係る回転部材支持ユニットは、所定方向に延出して立設された主軸と、相対回転可能に対向配置された静止輪及び回転輪を具備して当該主軸を回転自在に支持する複数の転がり軸受と、駆動装置によって回転される駆動軸の回転力を主軸に伝達するために、当該駆動軸及び主軸の一端側にそれぞれ設けられて相互に噛合する少なくとも1組の歯車と、主軸の他端側に取り付けられた回転部材と、前記主軸、転がり軸受及び歯車を収容するケースとを備えている。
かかる回転部材支持ユニットにおいて、少なくとも回転部材に最近接して配置された転がり軸受に対し、その内部への異物の侵入を防止するために、環状を成すスリンガーが静止輪の歯車側の側面に密着あるいは近接して設けられ、当該スリンガーは、その内周面を主軸と所定間隔を空けて対向させて位置付けられているとともに、前記転がり軸受の回転輪及び前記歯車といずれも非接触となるように位置付けられることで、常に静止状態に維持されている。また、主軸は、少なくとも前記スリンガーの内周面に対向する部分を、当該主軸の外周よりも当該スリンガーの内周面へ向けて拡径して構成され、当該主軸の対向部分には、全周に亘って凹状に連続する空気溝が設けられている。
In order to achieve such an object, a rotating member support unit according to the present invention includes a main shaft extending in a predetermined direction, and a stationary wheel and a rotating wheel arranged to face each other so as to be relatively rotatable. A plurality of rolling bearings that rotatably support the main shaft and the drive shaft and one end side of the main shaft that are provided on one end side of the main shaft so as to transmit the rotational force of the drive shaft rotated by the driving device to mesh with each other. At least one set of gears, a rotating member attached to the other end of the main shaft, and a case for housing the main shaft, a rolling bearing, and the gears are provided.
In such a rotating member support unit, at least the rolling bearing disposed closest to the rotating member has an annular slinger closely attached to the side surface of the stationary ring on the gear side in order to prevent foreign matter from entering the rolling bearing. The slinger is provided in close proximity, and is positioned so that the inner peripheral surface thereof is opposed to the main shaft at a predetermined interval, and the rotating ring and the gear of the rolling bearing are not in contact with each other. So that it is always kept stationary. Further, the main shaft is configured such that at least a portion facing the inner peripheral surface of the slinger is expanded in diameter toward the inner peripheral surface of the slinger rather than the outer periphery of the main shaft. An air groove which is continuous in a concave shape is provided.
この場合、前記空気溝は、前記回転部材に最近接して配置された転がり軸受側から前記歯車側へ向けて連続する螺旋状に形成されているとともに、当該螺旋を前記主軸の回転方向と同一方向に巻いて構成されている。
また、一例として、前記回転部材に最近接して配置された転がり軸受には、その内部を密封するための環状を成す少なくとも一対の密封部材が、転動体を挟んで静止輪と回転輪との間に介在され、前記スリンガーを、ケースの内壁に固定された状態で、前記転がり軸受側の端面を前記静止輪の歯車側の側面に密着させるとともに、前記密封部材に対して所定間隔を空けて対向させるのに対し、前記歯車側の端面を前記主軸の対向部分の歯車側端面よりも、所定の大きさだけ軸方向へ凹ませて位置付ければよい。
なお、主軸には、回転部材として、地表に生育する草木を根元付近から刈り払うための刈刃を取り付けることができる。
In this case, the air groove is formed in a spiral shape that is continuous from the rolling bearing side disposed closest to the rotating member toward the gear side, and the spiral direction is the same as the rotation direction of the main shaft. It is configured to be wound around.
Further, as an example, a rolling bearing disposed closest to the rotating member includes at least a pair of sealing members forming an annular shape for sealing the inside of the rolling bearing between the stationary wheel and the rotating wheel with the rolling element interposed therebetween. With the slinger fixed to the inner wall of the case, the end surface on the rolling bearing side is brought into close contact with the side surface on the gear side of the stationary ring and is opposed to the sealing member with a predetermined interval. On the other hand, the end face on the gear side may be positioned by being recessed in the axial direction by a predetermined amount from the end face on the gear side opposite to the main shaft.
Note that a cutting blade for cutting off the vegetation growing on the ground surface from the vicinity of the root can be attached to the main shaft as a rotating member.
本発明の回転部材支持ユニットによれば、回転部材(例えば、刈刃)を軸支する転がり軸受に常時静止状態に構成されたスリンガーを設け、主軸のスリンガーに対する対向部分を拡径・拡幅させるとともに、当該対向部分に螺旋状の空気溝を設けることで、内部に封入したグリースの外部への漏洩を防止することができるとともに、当該回転部材を長期に亘って一定の回転精度で安定して回転させ続けることができる。 According to the rotating member support unit of the present invention, the rolling bearing that pivotally supports the rotating member (for example, the cutting blade) is provided with the slinger configured to be stationary at all times, and the opposing portion of the main shaft to the slinger is expanded and widened. By providing a spiral air groove in the facing portion, it is possible to prevent leakage of the grease enclosed inside to the outside and to rotate the rotating member stably with a constant rotational accuracy over a long period of time. Can continue to.
以下、本発明の実施形態に係る回転部材支持ユニットについて、添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、例えば、草刈機、刈払機及び芝刈機、あるいは電動工具やコンクリートドリルなど、主軸が所定方向に延出して立設され、当該主軸とともに回転する各種の回転部材を軸支する回転部材支持ユニットに適用することができるが、以下では、地表に生育する草木を根元付近から刈り払うための刈刃(回転刃)が、回転部材として主軸へ取り付けられた草刈機に用いられる回転刃ユニットを一例として想定し、当該回転刃ユニットの構成について説明する。なお、この場合、本実施形態に係る草刈機の全体構成としては、上述した従来の草刈機A(図4)と同様の構成を一例として想定する。また、本実施形態に係る回転刃ユニットの基本的な構成は、上述した従来の回転刃ユニットU2(図3(a))と同様であるため、当該回転刃ユニットU2と同一若しくは類似の構成については、図面上で同一の符号を付して、その説明を省略する。 Hereinafter, a rotating member support unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present invention, for example, a mower, a brush cutter, a lawn mower, a power tool, a concrete drill, or the like, the main shaft extends in a predetermined direction, and supports various rotating members that rotate together with the main shaft. Although it can be applied to a rotating member support unit, in the following, a rotating blade (rotating blade) for cutting away vegetation growing on the ground surface from near the root is used for a mower attached to the main shaft as a rotating member. A configuration of the rotary blade unit will be described assuming a blade unit as an example. In this case, as an overall configuration of the mower according to the present embodiment, the same configuration as that of the conventional mower A (FIG. 4) described above is assumed as an example. Further, since the basic configuration of the rotary blade unit according to the present embodiment is the same as the conventional rotary blade unit U2 (FIG. 3A) described above, the configuration is the same as or similar to the rotary blade unit U2. Are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted.
図1(a)〜(c)には、本発明の一実施形態に係る草刈機の回転刃ユニットU1(回転部材支持ユニット)が示されており、係る回転刃ユニットU1には、所定方向に延出した主軸8と、当該主軸8を回転自在に支持する複数の転がり軸受2,4と、駆動装置(エンジン34(図4参照))によって回転される駆動軸38の回転力を主軸8に伝達するために、当該駆動軸38及び主軸8の一端側(図1(a)の左端側及び上端側)にそれぞれ設けられて相互に噛合する少なくとも1組の歯車G1,G2と、主軸8の他端側(図1(a)の下端側)に取り付けられた回転部材(刈刃32)とが備えられている。
FIGS. 1A to 1C show a rotary blade unit U1 (rotary member support unit) of a mower according to an embodiment of the present invention. The rotary blade unit U1 has a predetermined direction. The
なお、主軸8、転がり軸受2,4及び歯車G1,G2は、筒状を成す所定のケース40内にそれぞれ収容されており、刈刃32は、締結部材(ねじ)で主軸8に締結固定され、当該ケース40の外側(図1(a)の下側)に取り付けられている。
The
また、主軸8は、草刈機の使用状態において略垂直方向に延出するように立設されているのに対し、駆動軸38は、当該主軸8に対して所定の傾斜角度(駆動軸38と主軸8との間に形成される角度)を成して傾斜し、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を介して当該主軸8と連結されている。なお、当該傾斜角度は、例えば、草刈機の使用環境や使用目的などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しないが、一例として、本実施形態においては、駆動軸38が主軸8に対して約120°(別の捉え方をすると、刈刃32に対して約30°)の傾斜角度を成して傾斜するように構成している(図1(a))。
また、図1(a),(b)に示す構成において、主軸8は、所定の段差部8gを境界にして、歯車G1,G2側(同図の上側)に比較的大径の大径部8aを設け、刈刃32側(同図の下側)に比較的小径の小径部8bを設けて構成されている。
The
Further, in the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, the
図1(a)に示す構成において、回転刃ユニットU1には、一例として、2つの転がり軸受(回転刃側軸受2(図1(a)の下側の軸受)及び歯車側軸受4(同図の上側の軸受))が設けられており、当該回転刃側軸受2及び当該歯車側軸受4は、主軸8に外嵌されるとともに、ケース40に内嵌されて、当該主軸8を回転自在に支持している。この場合、一例として、回転刃側軸受2は、主軸8の延出方向の略中間、別の捉え方をすれば、刈刃32と歯車G2(後述する主軸歯車)の間に位置付けられており、歯車側軸受4は、刈刃32とは反対側の主軸8の端部(図1(a)の上端部)に位置付けられている。
In the configuration shown in FIG. 1A, the rotary blade unit U1 includes, as an example, two rolling bearings (the rotary blade side bearing 2 (the lower bearing in FIG. 1A)) and the gear side bearing 4 (the same figure). The rotary blade side bearing 2 and the gear side bearing 4 are externally fitted to the
また、図1(a)に示す構成において、回転刃ユニットU1には、一例として、1組の歯車(駆動軸歯車G1(図1(a)の右側の歯車)及び主軸歯車G2(同図の左側の歯車))が設けられており、当該駆動軸歯車G1は駆動軸38に外嵌され、当該主軸歯車G2は主軸8に外嵌されて、相互に噛合している。これにより、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2は、エンジン34(図4)で発生させた回転力の方向を変更するとともに、その速度を減速させながら、主軸8に取り付けられた刈刃32を回転させており、いわゆる変速機の機能を果たしている。
In the configuration shown in FIG. 1A, the rotary blade unit U1 includes, as an example, a set of gears (drive shaft gear G1 (the gear on the right side in FIG. 1A)) and main shaft gear G2 (shown in FIG. 1A). The left side gear)) is provided, the drive shaft gear G1 is externally fitted to the
なお、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の種類、大きさ、形状及び歯の数やピッチなどは、例えば、駆動軸38及び主軸8の大きさ、両軸の位置関係などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、本実施形態に係る草刈機のように、駆動軸38と主軸8とが所定の傾斜角度(例えば、約120°)を成して連結される構成の場合(図1(a)参照)、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2としては、すぐばかさ歯車、はすばかさ歯車及びまがりばかさ歯車などのかさ歯車を適用すればよい。
The type, size, shape, number of teeth, pitch, and the like of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 are arbitrarily set according to the size of the
本実施形態において、回転刃側軸受2は、図1(b)に示すように、回転輪(以下、内輪という)10及び静止輪(以下、外輪という)12が相対回転可能に対向して配置され、当該内輪10及び外輪12間へ複数の転動体(玉)14が転動可能に組み込まれて構成されている。この場合、転動体(玉)14は、環状を成す保持器(一例として、波型の合せ保持器)16に形成されたポケット内に1つずつ回転自在に保持された状態で、内輪10及び外輪12の軌道面間へ組み込まれている。これにより、各転動体(玉)14は、その転動面が相互に接触することなく、内外輪10,12間(軌道面間)を転動することができ、結果として、当該各転動体(玉)14が相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the rotary blade side bearing 2 is arranged so that a rotating wheel (hereinafter referred to as an inner ring) 10 and a stationary wheel (hereinafter referred to as an outer ring) 12 face each other so as to be relatively rotatable. A plurality of rolling elements (balls) 14 are incorporated between the
なお、回転刃側軸受2、転動体(玉)14及び保持器16の形式や大きさなどは、例えば、草刈機の大きさや駆動装置(エンジン)の回転出力などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、回転刃側軸受2としては、図1(a),(b)に示す単列の深溝玉軸受の他、複列の深溝玉軸受や各種のころ軸受などを適用することができる。また、転動体14としては、図1(a),(b)に示すような玉の他、円筒ころ、円すいころ及び球面ころ(たる形ころ)などのころを適用してもよい。さらに、保持器2cとしては、図1(a),(b)に示すようないわゆる波型の合せ保持器の他、冠型保持器やかご形保持器などを適用してもよい。
Note that the types and sizes of the rotary blade side bearing 2, the rolling elements (balls) 14, and the
また、かかる回転刃側軸受2においては、内輪10と外輪12の間に、転動体(玉)14を挟んで、その両側(図1(b)の上側と下側)へ当該回転刃側軸受2を密封するための密封部材(接触型ゴムシール(以下、単にシールという))20,22がそれぞれ設けられている。このようにシール20,22を設けることで、回転刃側軸受2の外部(すなわち、回転刃ユニットU1の外部)から異物(例えば、刈り払った草木の屑、泥水及び塵埃など)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、後述する軸受潤滑グリースなど)が外部へ漏洩することを防止している。さらに、後述する歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)し、前記軸受潤滑グリースと混合されることも併せて防止している。
Further, in the rotary blade side bearing 2, a rolling element (ball) 14 is sandwiched between the
図1(b)に示す構成において、シール20,22は、一例として、鋼板等を断面がL字状を成すようにプレス加工などにより成形した環状の芯金20c,22cの一部を、各種の弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)で連結した構造を成している。なお、シール20,22の内径部には、かかる弾性材で構成されたシールリップ20l,22lが形成されている。そして、かかるシール20,22は、その外径部が回転刃側軸受2の外輪12に形成された取付溝に固定され、その内径部が回転刃側軸受2の内輪10に形成されたシール溝に摺接するように位置付けられている。
In the configuration shown in FIG. 1B, as an example, the
ただし、シール20,22の形状は、上述した形状には特に限定されず、例えば、芯金を平坦状の環状平板として構成してもよいし、芯金の全体を弾性材と連結させてもよい。また、シールリップは、複数個(例えば、3つ)形成してもよい。なお、芯金20c,22と各種の弾性材とを連結する場合、その連結方法としては、接着、かしめ、コーティング及び射出成形など、各種の方法を任意に選択して使用することができる。
However, the shape of the
また、シール20,22の大きさ(例えば、幅(図1(b)の左右方向の距離)や厚さ(同図の上下方向の距離)など)は、例えば、回転刃側軸受2の大きさなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。ただし、シール20,22の厚さ(図1(b)の上下方向の距離)は、シール20,22が回転刃側軸受2の内輪10及び外輪12の歯車G1,G2側の側面(同図の上側の面)よりも当該軸受2の内側へ凹んだ状態となる厚さに構成することが好ましい。
一例として、本実施形態においては、前記内外輪10,12の側面からの凹みの深さが約0.25mmとなるように、シール20,22の厚さを設定するとともに、シール20,22が内外輪10,12間に位置決めされている場合を想定する。
The size of the
As an example, in the present embodiment, the thickness of the
ここで、本実施形態においては、一例として、密封部材には、図1(b)に示すような接触型のシール20,22を適用したが、例えば、密封部材として、その外径部が外輪12の取付溝に固定され、その内径部が内輪10のシール溝に接触しない非接触型のシール(例えば、鋼板製の芯金の全体若しくは一部を各種の弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)で連結して成るシールなど)や、非接触型のシールド(例えば、ステンレス板、鉄板などの薄い金属板からプレス成形等されたシールド)を適用してもよい。
Here, in this embodiment, as an example, the contact-
また、2つのシール20,22のうち、回転部材である刈刃32側(図1(b)の下側)に位置するシール22には、軸受内部の圧力変化を抑制するための貫通孔22hが設けられている。この場合、貫通孔22hは、シール22の外径部及び内径部のうち、少なくとも当該外径部に、当該シール22の内側から外側まで(図1(b)の上側から下側まで)を貫通して形成されている。
Further, of the two
図1(b)に示す構成において、貫通孔22hは、一例として、シール22の外径部の弾性材(例えば、ゴムやプラスチックなどの樹脂材)による連結のみから成る部位、すなわち、芯金22cを含まない弾性材のみの部位に形成されている。このように、貫通孔22hを弾性材のみの部位に形成することで、かかる貫通孔22hは、通常時は開口状態とはならず、回転刃側軸受2の内部が加圧若しくは減圧された際、シール22が弾性変形した場合にのみ開口状態となって、当該軸受2の内気を排出若しくは当該軸受2の外気を流入させる、いわゆる空気弁として構成することができる。
In the configuration shown in FIG. 1B, the through-
なお、貫通孔22hの形状、大きさ、位置及び数などは、例えば、シール22の形状や大きさなどに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、貫通孔22hは、シール22の外径部ではなく、若しくは外径部に加えて、その内径部(具体的には、シール溝の壁部と摺接するシールリップ22l)に形成してもよい。また、例えば、貫通孔22hは、シール22の外径部に1つだけ形成してもよいし、周方向に沿って所定間隔で複数形成してもよい。
Note that the shape, size, position, number, and the like of the through
これに対し、2つのシール20,22のうち、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(b)の上側)に位置するシール20には、その外径部及び内径部のいずれにも、軸受内部の圧力変化を抑制するための貫通孔、すなわち、上述したシール22に形成された貫通孔22hに相当する貫通孔は設けられていない。
On the other hand, of the two
このように、回転刃側軸受2において、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(b)の上側)はシール20によって、その内部が完全に密封されているのに対し、刈刃32側(図1(b)の下側)は、シール22に貫通孔22hが形成されているため、完全には密封されていない。すなわち、回転刃側軸受2は、その内部が刈刃32側(図1(b)の下側)のシール22の貫通孔22hを通して、軸受外部に対して開放可能な状態となっており、当該貫通孔22hから内気を軸受外部へ排出することができるとともに、外気を軸受内部へ流入させることができる。
As described above, in the rotary blade side bearing 2, the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 side (the upper side in FIG. 1B) are completely sealed by the
これにより、例えば、回転刃側軸受2が回転することによって軸受内部が加圧された場合、シール22(弾性材による連結部位)が弾性変形して貫通孔22hが開口され、当該貫通孔22hから内気を排出することで、軸受内部の圧力が上昇することを抑制し、軸受の内圧を常に一定に保つことができる。この結果、例えば、シール20,22のシールリップ20l,22lが軸受内圧の上昇により、シール溝の壁部から離れてしまうことはない。
一方、例えば、回転刃側軸受2が停止することによって軸受内部が減圧された場合、同様に貫通孔22hが開口され、当該貫通孔22hから外気を流入することで、軸受内部の圧力が低下することを抑制し、軸受の内圧を常に一定に保つことができる。この結果、例えば、シール20,22のシールリップ20l,22lが軸受内圧の低下により、シール溝の壁部に吸着し、回転刃側軸受2の回転トルクが増大してしまうことはない。
Thereby, for example, when the inside of the bearing is pressurized by the rotation of the rotary blade side bearing 2, the seal 22 (connection portion by the elastic material) is elastically deformed to open the through
On the other hand, for example, when the inside of the bearing is depressurized by stopping the rotary blade side bearing 2, the through
なお、本実施形態のように、駆動装置としてエンジン34(図4)が搭載された草刈機などにおいては、その駆動力(回転出力)が大きいため、例えば、回転刃側軸受2の回転トルクが増大したとしても、刈刃32の回転精度にはほとんど影響を与えず、当該回転トルクの増大による刈刃32の回転精度の悪化を最小限に抑えることができる。このため、例えば、刈刃32側(図1(b)の下側)のシール22の貫通孔22hからグリース(後述する軸受潤滑グリースなど)が回転刃側軸受2の外部へ漏洩し、当該漏洩グリースが刈刃32に付着した場合に生じる不都合などを考慮し、シール22に貫通孔22hを形成せず、当該シール22を駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(b)の上側)のシール20と同様の構成としてもよい。
これにより、回転刃側軸受2は、その内部が完全に密封され、軸受内に封入されたグリース(前記軸受潤滑グリースなど)の軸受外部への漏洩を確実に防止可能な構成となる。
Note that, as in this embodiment, a mower equipped with the engine 34 (FIG. 4) as a driving device has a large driving force (rotational output), and therefore, for example, the rotational torque of the rotary blade side bearing 2 is high. Even if it increases, the rotational accuracy of the
Thus, the rotary blade side bearing 2 has a configuration in which the inside is completely sealed, and the grease (such as the bearing lubricating grease) sealed in the bearing can be reliably prevented from leaking to the outside of the bearing.
また、回転部材(刈刃32)に最近接して配置された転がり軸受である回転刃側軸受2には、シール20,22に加えて、軸受内部への異物(例えば、歯車潤滑グリースや塵埃など)の侵入を防止するために、環状を成すスリンガー25が、外輪12の駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(b)の上側)の側面12cに密着して設けられている。かかるスリンガー25は、その内周面25aを主軸8と所定間隔(図1(b),(c)に示す距離L1)を空けて対向させて位置付けられているとともに、回転刃側軸受2の内輪10及び歯車G1,G2といずれも非接触となるように位置付けられており、これにより、常に静止状態に維持される。
In addition to the
一例として、図1(b)に示す構成においては、外径がケース40の内壁(駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を取り囲む所定の空間部Sを形成する壁部)40sの径と略同一寸法に設定され、内径が主軸8の大径部8aの径よりも僅かに大きな寸法に設定された円筒状を成すように、スリンガー25を構成している。この場合、スリンガー25は、その全長(図1(b)の上端から下端までの距離)に亘って、外径及び内径が同一径に設定されているため、主軸8の延出方向(垂直方向(同図の上下方向))に対する断面(縦断面)の形状が矩形(一例として、同図においては長方形)を成す。
As an example, in the configuration shown in FIG. 1B, the outer diameter is approximately the same as the diameter of the inner wall of the case 40 (wall portion forming a predetermined space S surrounding the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2) 40s. The
そして、スリンガー25は、ケース40の内壁40sに固定(例えば、締り嵌め)され、この状態において、回転刃側軸受2側の端面(図1(b)の下面(以下、スリンガ下面という))25bを外輪12の歯車G1,G2側の側面(同図の上面)12cに密着させている。また、同様にこの状態において、スリンガー25は、スリンガ下面25bをシール20に対して所定間隔を空けて対向させている。
The
また、本実施形態においては、図1(b)に示すように、主軸8が、少なくともスリンガー25の内周面25aに対向する部分(以下、対向部という)8dを、主軸8の外周よりも当該内周面25aへ向けて所定の大きさ(同図に示す距離S2(半径値))だけ拡径して構成されている。
一例として、図1(b)に示す構成においては、対向部8dを境界にして当該対向部8dの軸方向(主軸8の延出方向、すなわち垂直方向(同図の上下方向))の上側を、所定の大きさ(同図に示す距離S2(半径値))だけ縮径させる(いわゆる肉盗みを形成する)ことで、主軸8の対向部8dをスリンガー25の内周面25aへ向けて、所定の大きさ(同図に示す距離S2(半径値))だけ突出させた構造としている。なお、この場合、対向部8dは、段差部8gを境界にして大径側、すなわち主軸8の大径部8aに設けられているため、対向部8dの軸方向の下側には、主軸8の小径部8bが設けられた構成となる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1B, at least a portion (hereinafter referred to as a facing portion) 8 d where the
As an example, in the configuration shown in FIG. 1B, the upper side in the axial direction (extending direction of the
また、図1(b),(c)に示すように、主軸8の対向部8d(具体的には、スリンガー25の内周面25aとの対向面(以下、対向部周面という)8s)には、その全周に亘って凹状に連続する溝(以下、空気溝という)8mが設けられている。この場合、空気溝8mは、回転部材(刈刃32)に最近接して配置された転がり軸受である回転刃側軸受2側から駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(b),(c)の下側から上側)へ向けて連続する螺旋状に形成されているとともに、当該螺旋を主軸8の回転方向と同一方向に巻いて構成されている。
Further, as shown in FIGS. 1B and 1C, the facing
一例として、本実施形態においては、回転刃ユニットU1は、主軸8(すなわち、刈刃32)が左回り(反時計回り)に回転して運転される場合を想定しており、図1(c)には、空気溝8mを主軸8と同様に左回り(反時計回り)に巻いた螺旋状を成して下側から上側へ連続させた構成が示されている。すなわち、図1(c)に示す構成において、空気溝8mは、下側から上側へ進む雌ねじ構造を成している。なお、回転刃ユニットU1が主軸8(すなわち、刈刃32)を右回り(時計回り)に回転させて運転される構成とした場合、空気溝8mは、主軸8と同様に右回り(時計回り)に巻いた螺旋状を成して下側から上側へ連続させた構成とすればよい。
As an example, in the present embodiment, the rotary blade unit U1 is assumed to be operated with the main shaft 8 (that is, the cutting blade 32) rotating counterclockwise (counterclockwise), and FIG. ) Shows a configuration in which the
このように、空気溝8mを主軸8の回転方向と同一方向(一例として、左回り)に巻いた螺旋状を成して下側から上側へ連続させた構成とすることで、主軸8が回転すると、当該空気溝8mにおいて、下側から上側へ向かう(垂直方向の上向きの)空気流が生じる。当該空気流は、空気溝8mを下側から上側へ流動する際、当該空気溝8mとスリンガー25の内周面25aとの間で加圧され、この加圧された空気流によって垂直方向の上向きの圧力(垂直方向の下向きの力に対する抗力)を発生させることができる(いわゆるアルキメデスのねじポンプ作用)。
In this way, the
なお、空気溝8mの大きさ(幅(図2の上下方向の距離)や深さ(同図の左右方向の距離))、形状、ピッチ及び形成位置などは、主軸8の対向部8dの大きさ(径寸法や厚さ等)及び形状などに応じて任意に設定すればよく、ここでは特に限定しない。
例えば、図1(b),(c)に示す構成においては、主軸8の対向部周面8sの周方向に沿って連続する底部8vと、当該底部8vの両端に全周に亘って連続し、対向部周面8s方向(主軸8の拡径方向)へ立ち上がって相互に対向する一対の壁部8wとで成る縦断面視矩形状の溝として、空気溝8mを設けている。ただし、このような縦断面視矩形状の他、例えば、縦断面の輪郭を台形状、曲線状やU字状とした溝、あるいは底部25vを省略し相互に対向する壁部25wを直接連続させた、縦断面輪郭がV字状を成す溝(三角溝)などとして空気溝25gを構成してもよい。
また、本実施形態においては、一例として、ピッチ寸法を約1.5mm、深さ(図1(c)に示す距離S3)を約0.05mmに設定し、空気溝8mが構成されている場合を想定している。なお、ピッチ及び深さS3はすべて一定でなくともよく、ピッチ及び深さS3のいずれか一方、若しくは双方を複数の寸法に設定して空気溝8mを構成してもよい。
The size (width (distance in the vertical direction in FIG. 2) and depth (distance in the horizontal direction in FIG. 2)), shape, pitch, formation position, and the like of the
For example, in the configuration shown in FIGS. 1B and 1C, a
In the present embodiment, as an example, the pitch dimension is set to about 1.5 mm, the depth (distance S3 shown in FIG. 1 (c)) is set to about 0.05 mm, and the
一方、この場合、スリンガー25は、ケース40の内壁40sに固定(例えば、締り嵌め)された状態で、歯車G1,G2側の端面(図1(a),(b)の上面(以下、スリンガ上面という))25cを、主軸8の対向部8dの歯車G1,G2側の端面(同図の上面(以下、対向部上面という))8tよりも、所定の大きさ(図1(b)に示す距離S1)だけ軸方向(回転刃側軸受2側(同図の下側))へ凹ませて位置付けられている。別の捉え方をすれば、主軸8の対向部8dは、スリンガー25がケース40の内壁40sに固定(例えば、締り嵌め)された状態で、対向部上面8tをスリンガ上面25cよりも歯車G1,G2側(図1(b)の上側)へ距離S1だけ突出させるように構成されている。すなわち、対向部8dの幅(軸方向寸法(図1(b)の上下方向の距離))は、スリンガー25の内周面25aの軸方向寸法(すなわち、スリンガー25の厚さ(同図に示す距離L3))よりも所定の寸法(距離S1)だけ大きく設定されている。
On the other hand, in this case, the
ここで、主軸8の対向部8dの大きさ(突出距離S2、幅など)、肉盗みの大きさなどは、スリンガー25の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよいため、特に限定しない。ただし、主軸8の対向部8とスリンガー25とは、対向部上面8tがスリンガ上面25cと、少なくとも軸方向に対して同一高さ、あるいは、対向部上面8tがスリンガ上面25cよりも軸方向の上側へ位置付けられている必要がある。
一例として、本実施形態においては、対向部8dのスリンガー25の内周面25aへの突出距離S2が約1.5mm、対向部上面8tのスリンガ上面25cに対する突出距離S1が約1mmとなるように、対向部8dの大きさを設定する(別の捉え方をすれば、肉盗みの大きさを設定する)とともに、スリンガー25が位置付けられた場合を想定する。
Here, the size (protruding distance S2, width, etc.) of the facing
As an example, in the present embodiment, the protruding distance S2 of the facing
なお、図1(b)に示す構成においては、一例として、対向部8dの幅(軸方向(同図の上下方向)の寸法)をスリンガー25の厚さL3よりも大きな所定寸法に設定しているが、スリンガー25がスリンガー上面25cを対向部上面8tよりも所定の大きさ(一例として、図1(b)に示す距離S1)だけ凹ませた状態で位置付けられる構成である限り、対向部8dの幅は、スリンガー25の厚さL3と同一寸法であってもよいし、スリンガー25の厚さL3よりも小さくてもよい。
In the configuration shown in FIG. 1B, as an example, the width of the facing
また、図1(b),(c)に示す構成においては、一例として、対向部8dの対向部上面8tを全周に亘って軸方向のいずれにも傾斜しない平坦面状に形成しているが、対向部8dは、対向部上面8tを軸方向のいずれか一方側へ傾斜させた平坦面状に形成してもよい。さらに、例えば、対向部8dは、対向部上面8tを周方向へ沿って凹凸状(一例として、波形状)に連続させて形成してもよい。
Further, in the configuration shown in FIGS. 1B and 1C, as an example, the opposed portion
このような構成とすることで、スリンガー25は、主軸8、内輪10、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2が回転した場合であっても、これらとともに回転することなく、非回転状態(すなわち、静止状態)のままに維持される。すなわち、この際、スリンガー25は、その内周面25aを回転状態にある主軸8(対向部8d)の対向部周面8sと所定間隔(図1(b),(c)に示す距離L1)を空けて対向させることができる。また、スリンガー25は、その内周面25a及びスリンガ下面25bを回転状態にある内輪10と所定間隔を空けて対向させるとともに、スリンガ上面25cを回転状態にある駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2と所定間隔を空けて対向させることができる。
With such a configuration, the
なお、スリンガー25の取付方法は、上述したような締り嵌め(嵌合)には特に限定されず、スリンガー25の大きさ、形状及び材質などに応じて、例えば、接着剤などの接着部材をケース40の内壁40sに塗布して接着してもよいし、あるいは溶接等による接合や締結部材(ねじやピンなど)による締結などによって、ケース40の内壁40sに対して取り付けてもよいし、これらの各種の方法を組み合わせて取り付けてもよい。
The attachment method of the
また、図1(b)に示す構成においては、一例として、スリンガー25がケース40の内壁40sに固定(締り嵌め)された状態において、スリンガー下面25bを外輪12の側面12cに密着させているが、スリンガー25は、内壁40sに固定(例えば、締り嵌め(嵌合)、接合(接着や溶接)及び締結など)された状態で、スリンガー下面25bを外輪12の側面12cに密着させず、所定の間隔を空けて近接させて位置付けてもよい。
In the configuration shown in FIG. 1B, as an example, the slinger
ここで、スリンガー25の大きさは、例えば、主軸8及びケース40の形状、回転刃側軸受2の大きさなどに応じて任意に設定すればよいが、主軸8、内輪10、駆動軸歯車G1、主軸歯車G2及びシール20のいずれにも接触することなく、当該主軸8、内輪10、及び各歯車G1,G2がスムーズに回転可能な範囲で最大の大きさとすることが好ましい。別の捉え方をすると、スリンガー25は、内周面25aと主軸8の対向部周面8sとの間隔(図1(b),(c)に示す距離L1)、並びに、スリンガ上面25cと駆動軸歯車G1との間隔が、いずれも極力小さくなるような所定の大きさに設定することが好ましい。
Here, the size of the
なお、図1(a)に示す構成においては、主軸歯車G2が駆動軸歯車G1よりも主軸8の延出方向(垂直方向(同図の上下方向))の上側に位置付けられているため、スリンガー25の大きさを設定する際には、スリンガ上面25cと駆動軸歯車G1との間隔を極力小さくすることを考慮すればよい。ただし、駆動軸歯車G1と主軸歯車G2の垂直方向への相対的な位置関係が逆の場合、すなわち、主軸歯車G2が駆動軸歯車G1よりも垂直方向の下側に位置付けられた構成の場合、スリンガ上面25cと当該主軸歯車G2との間隔が極力小さくなるようにスリンガー25の大きさを設定すればよい。
In the configuration shown in FIG. 1A, the main shaft gear G2 is positioned above the drive shaft gear G1 in the extending direction of the main shaft 8 (vertical direction (vertical direction in the figure)). When setting the size of 25, it is only necessary to consider making the distance between the slinger
一例として、本実施形態においては、内周面25aと対向部周面8sとの間隔L1が約0.1mm、スリンガ上面25cと駆動軸歯車G1との間隔が約2mmとなるように、スリンガー25の内外径寸法を設定するとともに、その厚さL3を約5mmに設定した場合を想定する。また、スリンガー25は、スリンガ下面25bが回転刃側軸受2の外輪12の側面12cと略面一となるように位置付けられているため、スリンガ下面25bとシール20との間隔(図1(b)に示す距離L2)は、外輪12の側面12cからの凹みの深さと略一致し、約0.25mmとなる。
As an example, in the present embodiment, the
なお、シール20は、スリンガー25と同様、主軸8、内輪10、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2が回転した場合であっても、これらとともに回転しないため、スリンガー25は、シール20と接触する構成であってもよい。この場合、厚さL3をスリンガ下面25bがシール20と接触可能な所定寸法に設定して、スリンガー25を構成すればよい。同様に、スリンガー25は、スリンガ下面25bがシール20と接触可能な形状(例えば、シール20側へ一部突出した形状)としてもよい。
Since the
また、スリンガー25の形状は、スリンガ下面25bを外輪12の側面12cに密着させた状態でケース40の内壁40sに取付可能な形状であるとともに、内周面25aと対向部8dの対向部周面8sとの間隔L1、並びにスリンガ上面25cと駆動軸歯車G1との間隔を極力小さくすることが可能な形状であれば特に限定されず、主軸8及びケース40の形状などに応じて任意の形状とすればよい。
The shape of the
図1(a)〜(c)に示す構成においては、一例として、スリンガー25のスリンガ上面25cを全周に亘って軸方向のいずれにも傾斜しない平坦面状に形成しているが、スリンガー25は、スリンガ上面25cを軸方向のいずれか一方側へ傾斜させた平坦面状に(例えば、拡径方向へ向かうにしたがって軸方向上側へ徐々に傾斜するように)形成してもよい。さらに、例えば、スリンガー25は、スリンガ上面25cを周方向へ沿って凹凸状(一例として、波形状)に連続させて形成してもよい。
In the configuration shown in FIGS. 1A to 1C, as an example, the slinger
なお、上述したスリンガー25の大きさを設定する際と同様に、図1(a)に示す構成においては、スリンガー25の形状を設定する際、駆動軸歯車G1との間隔を極力小さくすることを考慮すればよい。同様に、主軸歯車G2が駆動軸歯車G1よりも垂直方向の下側に位置付けられた構成の場合、スリンガ上面25cと当該主軸歯車G2との間隔が極力小さくなるようなスリンガー25形状とすればよい。
As in the case of setting the size of the
さらに、スリンガー25の数は、図1(a)〜(c)に示す構成のように、1つに限定されず、2つ以上であってもよい。例えば、スリンガー25の厚さL3を同図に示す構成の略半分(一例として、2.5mm)とし、当該2つのスリンガー25を同心上に密着させて重ねた多重構造、あるいは、所定間隔を空けて同心上に並べた多層構造のスリンガーアセンブリとしてもよい。
Further, the number of
ここで、上述した本実施形態において、スリンガー25の材質については、特に言及しなかったが、スリンガ下面25bを外輪12の側面12cに密着させた状態でケース40の内壁40sに取付可能な材質であれば特に限定されず、主軸8及びケース40の材質などに応じて任意の素材で構成すればよい。例えば、ナイロンモノマー、ポリエチレン樹脂、及びポリプロピレン樹脂などの各種樹脂類、並びにスチレン系やオレフィン系等の熱可塑性エラストマーなどの各種弾性材でスリンガー25を構成してもよいし、あるいは、各種の金属系材料でスリンガー25を構成してもよい。
ただし、回転刃ユニットU1に対する潤滑を考慮すれば、後述する歯車潤滑グリースに対して変質などが生じることのない各種の樹脂類、弾性材及び金属系材料を適用することが好ましい。
Here, in the above-described embodiment, the material of the
However, in consideration of lubrication for the rotary blade unit U1, it is preferable to apply various resins, elastic materials, and metal-based materials that do not cause alteration to the gear lubrication grease described later.
以上のような構成を成す回転刃ユニットU1において、上述した従来の草刈機Aの場合と同様に、刈刃32を長期に亘って、安定してスムーズに回転させるため、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の歯が相互に接触する部分の摩擦や摩耗の減少、回転刃側軸受2の焼付き防止や疲れ寿命の延長などを目的として、当該各歯車G1,G2、当該軸受2の潤滑を行っている。
In the rotary blade unit U1 configured as described above, as in the case of the conventional mower A described above, in order to rotate the
本実施形態においては、一例として、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を取り囲む所定の空間部Sにアメリカグリース協会(NLGI:National Lubricating Grease Institute)が規定するちょう度No.2(ちょう度番号2号)のグリース(以下、歯車潤滑グリースという)が、当該空間部Sの空間容積に対して略50%、あるいは略80%の体積比となるように充填(封入)されている。 In this embodiment, as an example, a consistency No. defined by the National Lubricating Grease Institute (NLGI) in a predetermined space S surrounding the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2. 2 (consistency number 2) grease (hereinafter referred to as gear lubrication grease) is filled (enclosed) so that the volume ratio of the space S is approximately 50% or approximately 80%. ing.
なお、歯車潤滑グリースの充填(封入)量は、多過ぎると撹拌による発熱によってグリース軟化が促進されてしまい、一方、少な過ぎると空間部S内に当該グリースが十分に行き亘らず、潤滑不良となってしまう。このため、空間部Sの空間容積に対して略30〜90%の体積比となる量だけ充填(封入)することが好ましく、さらに、略50〜80%の体積比となる量だけ充填(封入)すれば、なお好ましい。この場合、かかる空間部Sの空間容積は、スリンガー25の体積に相当する量だけ、従来の回転刃ユニットU2(図3(a))のようにスリンガー25(図1(a))が非装着の場合と比べて小さくなる。一方で、空間部Sの空間容積は、主軸8に設けた肉盗みの体積に相当する量だけ、従来の回転刃ユニットU2(図3(a))のように肉盗みが設けられていない場合と比べて大きくなる。
If the amount of gear lubrication grease filled (encapsulated) is too large, the softening of the grease is promoted by heat generated by stirring. On the other hand, if the amount is too small, the grease does not reach the space S sufficiently, resulting in poor lubrication. End up. For this reason, it is preferable to fill (enclose) in an amount that is approximately 30 to 90% of the space volume of the space S, and further to be filled (enclose) in an amount that is approximately 50 to 80%. ). In this case, the space volume of the space portion S is not attached to the slinger 25 (FIG. 1 (a)) as in the conventional rotary blade unit U2 (FIG. 3 (a)) by an amount corresponding to the volume of the
また、回転刃側軸受2の内部にも、同様にNLGIちょう度No.2のグリース(以下、軸受潤滑グリースという)が充填(封入)されている。この場合、軸受潤滑グリースの充填(封入)量は、回転刃ユニットU1の使用目的や使用条件などに応じて任意に設定すればよいが、回転刃側軸受2内の空間容積に対して略25〜35%の体積比となる量だけ充填(封入)することが好ましい。 Similarly, the NLGI consistency No. is also applied to the inside of the rotary blade side bearing 2. 2 grease (hereinafter referred to as bearing lubrication grease) is filled (enclosed). In this case, the amount of filling (encapsulation) of the bearing lubrication grease may be arbitrarily set according to the purpose of use and use conditions of the rotary blade unit U1, but is approximately 25 with respect to the space volume in the rotary blade side bearing 2. It is preferable to fill (enclose) in an amount that gives a volume ratio of ˜35%.
なお、歯車潤滑グリース及び軸受潤滑グリースの成分構成は、例えば、回転刃ユニットU1の使用目的や使用条件などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、歯車潤滑グリース及び軸受潤滑グリースは、増ちょう剤がリチウム石鹸、基油が鉱油系のグリースとして構成すればよい。また、この場合、添加剤として、極圧剤を増ちょう剤及び基油に対して添加してもよい。 In addition, since the component structure of a gear lubrication grease and a bearing lubrication grease is arbitrarily set, for example according to the use purpose of the rotary blade unit U1, use conditions, etc., it does not specifically limit here. For example, the gear lubrication grease and the bearing lubrication grease may be configured as lithium soap as the thickener and mineral oil as the base oil. In this case, an extreme pressure agent may be added as an additive to the thickener and the base oil.
ここで、本実施形態に係る草刈機の使用状態、すなわち回転刃ユニットU1の運転時における歯車潤滑グリースの状態変化について、以下、説明する。
歯車潤滑グリースは、その自重により、並びに駆動軸38及び駆動軸歯車G1が回転するとともに、主軸8及び主軸歯車G2が回転することによる振動により、空間部Sにおいて継続的に攪拌及び剪断される。このように攪拌及び剪断が繰り返された歯車潤滑グリースは、その温度が上昇し、これに伴って軟化するとともに、熱膨張を起こす。
Here, the use state of the mower according to the present embodiment, that is, the state change of the gear lubricating grease during the operation of the rotary blade unit U1 will be described below.
The gear-lubricating grease is continuously stirred and sheared in the space S by its own weight, and the vibration caused by the rotation of the
この際、回転刃ユニットU1の内部(空間部S)の圧力(内圧)が上昇するため、回転刃ユニットU1の内気や空間部Sに封入された歯車潤滑グリースに対して、回転刃ユニットU1の外部方向への押圧力、具体的には、ケース40の内壁40s、主軸8及びスリンガー25への押圧力が作用し、当該歯車潤滑グリースが対向部上面8t及びスリンガ上面25cに落下して接触する。
この状態において、スリンガー25は静止しているが、その一方で主軸8が回転しているため、対向部上面8tに接触した歯車潤滑グリース、及びスリンガ上面25cに接触した歯車潤滑グリースに対し、当該主軸8並びに対向部上面8tの回転により生じる遠心力が作用する。
At this time, the pressure (internal pressure) inside the rotary blade unit U1 (space part S) rises, so the rotary blade unit U1 against the internal air of the rotary blade unit U1 and the gear lubrication grease sealed in the space part S. The outward pressing force, specifically, the pressing force on the
In this state, the
かかる遠心力が作用された歯車潤滑グリースは、当該遠心力によって、ケース40の内壁40s、駆動軸歯車G1の表面及び主軸歯車G2の表面をそれぞれ伝って、空間部Sの上方へ移動する。そして、当該歯車潤滑グリースは、主軸8の近傍まで達した後、再度、その自重並びに前記回転による振動により、主軸8の対向部上面8t及びスリンガ上面25cに落下して接触する。この結果、歯車潤滑グリースは、空間部S内で循環されることになる。
The gear lubrication grease to which the centrifugal force is applied moves above the space portion S through the
本実施形態においては、駆動軸歯車G1と接触することなく、当該駆動軸歯車G1との間隔を極力狭めてスリンガー25を設ける(一例として、スリンガ上面25cと駆動軸歯車G1との間隔を約2mmに設定する)ことで、歯車潤滑グリースを駆動軸歯車G1に対して容易に引き込ませることができる。さらに、駆動軸歯車G1に引き込まれた歯車潤滑グリースを、相互に噛合する歯を介して主軸歯車G2へ容易に移動させることができる。
これにより、空間部S内において、歯車潤滑グリースの流動を活発化させる(循環を促進させる)ことができ、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2が潤滑不足となることもなく、各歯車G1,G2の歯が相互に摩擦されて摩耗することも抑制され、当該歯車G1,G2を長期に亘ってスムーズに回転させることができる。結果として、これらの歯車G1,G2の発熱も抑えられ、歯車潤滑グリースの劣化を防止することができ、当該グリースを長期に亘って駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の潤滑に寄与させることができる。
In the present embodiment, the
Thereby, in the space S, the flow of the gear lubrication grease can be activated (circulation is promoted), and the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 do not become insufficiently lubricated, and each gear G1, G2 The teeth are also prevented from being frictioned and worn, and the gears G1, G2 can be smoothly rotated over a long period of time. As a result, the heat generation of these gears G1 and G2 can be suppressed, the deterioration of the gear lubrication grease can be prevented, and the grease can contribute to the lubrication of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 over a long period of time. .
さらに、本実施形態においては、主軸8に対向部8dを設け(別の捉え方をすれば、肉盗みを設け)、当該対向部8dの対向部上面8tを、スリンガー25のスリンガ上面25cよりも距離S1だけ(一例として、約1mmに設定して)軸方向の上側へ位置付けているため、歯車潤滑グリースがスリンガ上面25cに落下する以前に、対向部上面8tに落下した時点で、当該対向部上面8tの回転により生じる遠心力の作用を受けることになる。このため、空間部S内において、歯車潤滑グリースは、その大部分が対向部上面8tに接触して循環することになる。すなわち、空間部S内における歯車潤滑グリースの流動は、対向部上面8tに接触して循環する循環流が主流動となり、スリンガ上面25cに接触して循環する循環流が副流動となる。
Further, in the present embodiment, the
上述したように、歯車潤滑グリースは、草刈機の使用状態、すなわち回転刃ユニットU1の運転時において、空間部S内で活発に流動し、スリンガ上面25cへほとんど接触されることなく、循環(上述した主流動)を繰り返す。このため、歯車潤滑グリースは、スリンガ上面25c、ひいては、シール20の外面(駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側の面)に滞留(堆積)せず、当該シール20を押圧することがない。この結果、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)することを確実に防止することができる。
As described above, the gear lubrication grease actively flows in the space portion S during use of the mower, that is, during the operation of the rotary blade unit U1, and circulates with little contact with the slinger
また、本実施形態においては、対向部8dの対向部周面8sと接触することなく、当該対向部周面8sとの間隔を極力狭めてスリンガー25を設ける(一例として、内周面25aと対向部周面8sとの間隔L1を約0.1mmに設定する)ことで、当該内周面25aと対向部周面8sとの間にスリンガー25の厚さL3(一例として、5mm)に相当する深さで空気層Lyを形成することができる。この場合、空気層Lyの深さ(スリンガー25の厚さL3に相当)と幅(内周面25aと対向部周面8sとの間隔L1に相当)の比が十分に大きい(一例として、L3/L1=50)ため、当該空気層Lyには、主軸8の回転に伴って当該回転方向への空気流が発生する。
Further, in the present embodiment, the
このため、回転刃ユニットU1の内圧上昇により、スリンガー25への押圧力が作用した場合であっても、当該押圧力を空気層Lyの空気流によって負荷する、すなわち、空気層Lyの空気流によって、押圧力に対抗可能な応力を生じさせることができ、歯車潤滑グリースが空気層Lyへ侵入することを有効に防止することができる。なお、上述したように歯車潤滑グリースが軟化し、流動しやすい状態となった場合であっても、空気層Lyの空気流を縦断すれば、縦断後の歯車潤滑グリースは、シール20のシールリップ20lと内輪10のシール溝との摺接部をすり抜けるほどの押圧力を有しない。これにより、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部にまで漏洩(侵入)することを、確実に防止することができる。
For this reason, even when a pressing force is applied to the
なお、空気層Lyの幅(L1)に対する深さ(L3)の比(L3/L1)は、小さ過ぎる(例えば、空気層Lyの幅L1、すなわち断面積が大きい)と前記回転刃ユニットU1の内圧上昇による押圧力を空気流によって十分に負荷することができず、歯車潤滑グリースの当該空気層Lyへの侵入を十分に防止することができなくなるため、空間部Sの空間容積などに応じて、可能な限り大きく設定することが好ましい。本実施形態においては、歯車潤滑グリースの空気層Lyへの侵入防止効果(いわゆる空気シール効果)を考慮し、上述したように空気層Lyの幅(L1)に対する深さ(L3)の比(L3/L1)を50に設定している。別の捉え方をすれば、厚さL3、並びに内周面25aと対向部8dの対向部周面8sとの間隔L1との比(L3/L1)が50となるように、スリンガー25を構成するとともに、空間部S内に位置付けている。
The ratio (L3 / L1) of the depth (L3) to the width (L1) of the air layer Ly is too small (for example, the width L1 of the air layer Ly, that is, the cross-sectional area is large). The pressing force due to the internal pressure increase cannot be sufficiently applied by the air flow, and the gear lubrication grease cannot be sufficiently prevented from entering the air layer Ly. It is preferable to set as large as possible. In the present embodiment, considering the effect of preventing the gear lubricating grease from entering the air layer Ly (so-called air seal effect), as described above, the ratio (L3) of the depth (L3) to the width (L1) of the air layer Ly. / L1) is set to 50. In other words, the
加えて、本実施形態においては、対向部8dの対向部周面8sには、主軸8の回転方向と同一方向(一例として、左回り)に巻いた螺旋状(雌ねじ構造)を成して垂直方向の上向きに(図1(c)の下側から上側へ)連続させた空気溝8mが設けられているため、主軸8の回転に伴って、空気溝8mにおいて、下側から上側へ向かう(垂直方向の上向きの)空気流を生じさせることができる。
In addition, in the present embodiment, the opposing portion
この場合、当該空気流は、空気溝8mを下側から上側へ流動する際、当該空気溝8mとスリンガー25の内周面25aとの間、すなわち、空気層Lyで加圧され、この加圧された空気流によって垂直方向の上向きの圧力(垂直方向の下向きの力に対する抗力)を発生させることができる。この結果、加圧された空気流による空気層Lyにより、スリンガー25の内周面25aと主軸8(対向部8d)の対向部周面8sとの間の隙間を密封することができる(いわゆるアルキメデスのねじポンプ作用)。
In this case, the air flow is pressurized between the
したがって、上述したように歯車潤滑グリースが軟化し、流動しやすい状態となった場合であっても、歯車潤滑グリースが内周面25aと対向部周面8sとの間の隙間、すなわち空気層Lyに侵入することを防止することができ、これにより、回転刃側軸受2の内部にまで漏洩(侵入)することを、確実に防止することができる。
Therefore, even when the gear lubrication grease is softened and easily flows as described above, the gear lubrication grease has a gap between the inner
なお、主軸8の停止直後には、軟化した歯車潤滑グリースが僅かに空気層Lyに侵入するが、この場合であっても、上述したねじポンプ作用は継続されており、当該歯車潤滑グリースが空気層Lyを抜けて回転刃側軸受2のシール20(シールリップ20l)にまで達することは回避できる。また、仮に空気層Lyに侵入した歯車潤滑グリース(軟化グリース)が回転刃側軸受2のシール20(シールリップ20l)にまで達したとしても、当該歯車潤滑グリース(軟化グリース)は、主軸8の停止によってその温度が低下し、本来のグリース状(半固体状)に戻るため、シールリップ20lと内輪10のシール溝との摺接部をすり抜けることは有効に防止できる。これにより、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部にまで漏洩(侵入)することを、確実に防止することができる。
Immediately after the
また、上述したように、本実施形態によれば、回転刃ユニットU1の運転中、歯車潤滑グリースが空間部S内で活発に流動(上述した主流動)し、循環されることで、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の潤滑が促進され、これらの歯車G1,G2を長期に亘って良好な潤滑状態に維持することができる。さらに、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)することを防止できるため、回転刃ユニットU1の運転中、回転刃側軸受2は、長期に亘って良好な潤滑状態に維持され、精度よく回転し続けることができる。 Further, as described above, according to the present embodiment, during operation of the rotary blade unit U1, the gear lubricating grease actively flows (main flow described above) in the space S and is circulated, so that the drive shaft Lubrication of the gear G1 and the main shaft gear G2 is promoted, and the gears G1 and G2 can be maintained in a good lubrication state for a long time. Furthermore, since the gear lubrication grease can be prevented from leaking (intruding) into the rotary blade side bearing 2, the rotary blade side bearing 2 is maintained in a good lubrication state for a long period of time during the operation of the rotary blade unit U1. And can continue to rotate accurately.
さらに、スリンガー25は、スリンガ下面25bとシール20との間隔を極力狭めた(一例として、図1(b)に示す距離L2を略0.25mmに設定した)状態で、当該シール20を覆うように設けられているため、歯車潤滑グリースがシール20を直接押圧することはなく、当該シール20のシールリップ20lと内輪10のシール溝との摺接部に直接接触することもない。この結果、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)することをさらに有効に防止することができる。
Further, the
加えて、上述したように、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(b)の上側)に位置するシール20には、その外径部及び内径部のいずれにも、軸受内部の圧力変化を抑制するための貫通孔(シール22に形成された貫通孔22hに相当する貫通孔)が設けられていないため、かかる貫通孔から歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)し、軸受潤滑グリースと混合してしまうような不都合は全く生じない。
In addition, as described above, the
以上のように、本実施形態に係る回転刃ユニットU1によれば、回転刃側軸受2の歯車G1,G2側へ常時静止したスリンガー25を設け、当該スリンガー25との対向部分を拡径・拡幅させた対向部8d(肉盗み)を主軸8に設けるとともに、当該対向部8dの対向部周面8sに螺旋状の空気溝8mを設けることで、その内部(例えば、空間部S及び回転刃側軸受2の内部)に封入したグリースの外部への漏洩を確実に防止することができる。これにより、回転刃ユニットU1の潤滑状態が良好に維持され、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の摩耗や、回転刃側軸受2、歯車側軸受4及び駆動軸軸受6の焼付きなどが長期に亘って発生することなく、回転部材である刈刃32を長期に亘って一定の回転精度で安定して回転させ続けることができる。
As described above, according to the rotary blade unit U1 according to the present embodiment, the
ここで、本実施形態に係る草刈機に対し、搭載された回転刃ユニットU1の内部に封入したグリースの漏洩防止効果について所定の試験を行い、検証した。以下、当該試験内容及び試験結果について説明する。
当該試験においては、試験機として5つの草刈機(図4に示す草刈機A相当)を用意し、このうちの3つの草刈機には、スリンガー25並びに対向部8d(別の捉え方をすれば、肉盗み)を設けるとともに、当該対向部8dの対向部周面8sに空気溝8mを設けた回転刃ユニット(図1(a)に示す回転刃ユニットU1)を搭載し、残りの2つの草刈機には、スリンガー25、対向部8d(肉盗み)及び空気溝8mがいずれも設けられていない従来の回転刃ユニット(図3(a)に示す回転刃ユニットU2)を搭載した。
Here, with respect to the mower according to the present embodiment, a predetermined test was performed and verified with respect to the leakage preventing effect of the grease enclosed in the mounted rotary blade unit U1. The test contents and test results will be described below.
In this test, five mowers (corresponding to the mower A shown in FIG. 4) are prepared as test machines, and three of these mowers include a
回転刃ユニットに対してスリンガー25、対向部8d及び空気溝8mを設けた3つの草刈機には、それぞれの回転刃ユニットの内部(図1(a)及び図4(a)に示す空間部S)に対して所定の潤滑剤(協同油脂株式会社製デュプレックスEP No.2(以下、歯車潤滑グリースという))を所定量(9.6g、6.0g及び12g)だけ充填した。ここで、以下の説明では、歯車潤滑グリースを回転刃ユニット内部へ9.6g充填した草刈機を本件機1、6.0g充填した草刈機を本件機2、及び12g充填した草刈機を比較機1という。なお、これらの充填量は、回転刃ユニットの内部(空間部S)の空間容積に対して、本件機1が略80%の体積量、本件機2が略50%の体積量、及び比較機1が略100%の体積量にそれぞれ相当する。
The three grass mowers provided with the
一方、回転刃ユニットに対してスリンガー25、対向部8d及び空気溝8mがいずれも設けられていない2つの草刈機にも、上述した本件機1,2及び比較機1と同様の歯車潤滑グリースを所定量(10.8g及び6.8g)だけ充填した。ここで、以下の説明では、上記歯車潤滑グリースを回転刃ユニット内部へ10.8g充填した草刈機を比較機2、6.8g充填した草刈機を比較機3という。なお、これらの充填量は、回転刃ユニットの内部(空間部S)の空間容積に対して、比較機2が略80%の体積量、比較機3が略50%の体積量にそれぞれ相当する。
On the other hand, gear moisturizing grease similar to that of the
この場合、回転刃ユニットの内部(空間部S)の空間容積は、スリンガー25の体積分だけ、本件機1,2及び比較機1の方が比較機2,3よりも小さい。本試験においては、かかるスリンガー25の体積を約2.3ccに設定しており、当該体積(2.3cc)は、前記歯車潤滑グリースの重量に換算して約2.1gに相当する。また、回転刃ユニットの内部(空間部S)の空間容積は、主軸に設けた肉盗みの体積分だけ、本件機1,2及び比較機1の方が比較機2,3よりも大きい。本試験においては、かかる肉盗みの体積を約0.64ccに設定しており、当該体積(0.64cc)は、前記歯車潤滑グリースの重量に換算して約0.6gに相当する。
In this case, the space volume inside the rotary blade unit (space portion S) is smaller than that of the
また、各回転刃ユニットの主軸を支持する転がり軸受(図1(a)及び図4(a)に示す回転刃側軸受2)としては、軸受外径を32mm、軸受内径を12mm、軸受幅を10mmに設定し、接触型のゴムシールを取り付けて内部を密封状態にした玉軸受を用いた。なお、かかる接触型のゴムシールには、軸受内部の圧力変化を抑制(調整)するための貫通孔(空気孔)を形成せず、軸受内部が略完全に密封状態に保たれるようにした。また、軸受内部には、潤滑剤として、増ちょう剤がリチウム石鹸、基油が鉱油系のグリース(昭和シェル石油株式会社製シェルアルバニヤグリースS2(以下、軸受潤滑グリースという))を約0.4g封入した。 Further, as a rolling bearing for supporting the main shaft of each rotary blade unit (the rotary blade side bearing 2 shown in FIGS. 1A and 4A), the bearing outer diameter is 32 mm, the bearing inner diameter is 12 mm, and the bearing width is set. A ball bearing set to 10 mm and fitted with a contact type rubber seal to seal the inside was used. The contact type rubber seal is not formed with a through hole (air hole) for suppressing (adjusting) the pressure change inside the bearing, and the inside of the bearing is kept almost completely sealed. Further, inside the bearing, as a lubricant, a thickening agent is lithium soap and a base oil is a mineral oil-based grease (Shell Albanian Grease S2 manufactured by Showa Shell Sekiyu KK) (hereinafter referred to as bearing lubricating grease). 4 g was enclosed.
図2(a)には、草刈機に搭載した回転刃ユニットのグリース漏洩防止効果を検証するための試験装置が示されており、当該試験装置を用いて、本件機1,2及び比較機1,2,3を、所定条件のもとに所定速度(刈刃の回転速度)で所定時間だけそれぞれ運転させた後、回転刃ユニット内部に封入した歯車潤滑グリース、及び転がり軸受(回転刃側軸受)内部に封入した軸受潤滑グリースの外部への漏洩状態を比較することで、これらの草刈機に対する回転刃ユニットのグリース漏洩防止効果について検証した。
Fig. 2 (a) shows a test device for verifying the grease leakage prevention effect of the rotary blade unit mounted on the mower. Using this test device, the
なお、図2(a)に示すように、試験装置は、直方体の箱形を成し、その枠材として山形鋼が用いられており、当該枠材で囲まれた各面部がエキスパンドメタルでそれぞれ構成されている。そして、かかる試験装置を架台に対してボルトで締結固定するとともに、草刈機が当該試験装置内で宙吊り状態となるように、草刈機の操作管30及び操作ハンドル36(図4参照)を試験装置の枠材に対して紐で固定した。
As shown in FIG. 2 (a), the test apparatus has a rectangular parallelepiped box shape, and angle steel is used as the frame material, and each surface portion surrounded by the frame material is an expanded metal. It is configured. Then, the test apparatus is fastened and fixed to the gantry with bolts, and the
そして、試験に当たっては、試験中の草刈機(本件機1,2及び比較機1,2,3)の雰囲気温度を室温に保ち、この状態で、刈刃が1分間に8000回転する速度で、本件機1,2及び比較機1,2,3をそれぞれ最長30時間連続して運転させた。なお、その際、所定のタイミングでエンジン34(図4参照)に燃料を給油し、本件機1,2及び比較機1,2,3を連続運転させた。その後、本件機1,2及び比較機1,2,3から回転刃ユニットを取り外し、転がり軸受(回転刃側軸受)の内部から漏洩したグリース(軸受潤滑グリース、あるいは、軸受潤滑グリースに歯車潤滑グリースが混合されたもの(以下、これらの漏洩グリースをまとめて単にグリースという))をスパチラ(小さなさじ)にて採取して、その漏洩量を本件機1,2及び比較機1,2,3についてそれぞれ測定し、比較した。なお、本試験においては、上記草刈機(本件機1,2及び比較機1,2,3)の運転及びグリース漏洩量の測定を1試験サイクルとして、当該試験サイクルを2回繰り返し、各結果をそれぞれ比較した。
In the test, the atmospheric temperature of the mower (the
図2(b)には、各試験結果が示されており、同図から明らかなように、スリンガー25、対向部8d及び空気溝8mが設けられていない比較機2,3の場合、転がり軸受(回転刃側軸受)からのグリース漏洩量は、比較機2では運転時間が30時間に達する以前の12時間経過時点において、比較機3では15時間経過時点において、いずれも4g以上となり、軸受内部への封入量(約0.4g)よりも大量のグリース(10倍以上)が漏洩した。すなわち、軸受内部に漏洩(侵入)した歯車潤滑グリースが軸受潤滑グリースと混合し、さらに軸受外部へ漏洩していることが検証された。なお、この場合、漏洩したグリースは刈刃にまで達しており、比較機2では運転時間が12時間を経過した時点で、比較機3では運転時間が15時間を経過した時点でそれぞれ試験を中止した。
FIG. 2 (b) shows the results of each test. As is apparent from FIG. 2 (b), in the case of the
これに対し、スリンガー25、対向部8d及び空気溝8mが設けられた本件機1,2の場合、転がり軸受(回転刃側軸受)からのグリース漏洩量は、運転時間が30時間を経過した後であっても、0.02〜0.07gであり、軸受内部への軸受潤滑グリース封入量(約0.4g)の5〜17%程度に過ぎず、比較機2,3のグリース漏洩量(4g以上)の0.5〜1.7%程度に過ぎなかった。
また、回転刃ユニット内部(空間部S)への歯車潤滑グリース充填量に対する前記グリース漏洩量は、本件機1の場合が0.3〜0.7%程度、本件機2の場合が0.3〜0.5%程度に過ぎなかった。
On the other hand, in the case of the
The amount of grease leakage relative to the amount of gear lubrication grease filled in the rotary blade unit (space S) is about 0.3 to 0.7% in the case of the
ただし、スリンガー25、対向部8d及び空気溝8mが設けられた草刈機であっても、比較機1の場合、転がり軸受(回転刃側軸受)からのグリース漏洩量は、運転時間が30時間に達する以前の10時間経過時点において4g以上となり、上述した比較機2,3と同等の漏洩量になった。このため、運転時間が10時間を経過した時点で試験を中止した。
However, even in the case of the mowing machine provided with the
以上、本実施形態に係る回転刃ユニットU1のように、スリンガー25を設け、当該スリンガー25との対向部分を拡径・拡幅させた対向部8d(肉盗み)を主軸8に設けるとともに、当該対向部8dの対向部周面8sに螺旋状の空気溝8mを設けることで、当該回転刃ユニットU1の内部(空間部S)に封入したグリース(歯車潤滑グリース及び軸受潤滑グリース)の外部への漏洩を確実に防止することができるとともに、回転部材である刈刃32を長期に亘って一定の回転精度で安定して回転させ続けられることが、上述した試験により検証できた。
また、回転刃ユニットの内部(空間部S)への歯車潤滑グリースの充填量としては、回転刃ユニットの内部(空間部S)の空間容積に対して、略50〜80%の体積比となる量が最適であることが、上述した試験により検証できた。
As described above, like the rotary blade unit U1 according to the present embodiment, the
Further, the amount of gear lubrication grease filled in the rotary blade unit (space S) is approximately 50 to 80% of the volume of the space inside the rotary blade unit (space S). The optimal amount was verified by the test described above.
2 回転刃側軸受
4 歯車側軸受
8 主軸
8d 対向部
8m 空気溝
8s 対向部周面
8t 対向部上面
20,22 シール
25 スリンガー
25a スリンガ内周面
32 刈刃
34 エンジン
38 駆動軸
40 ケース
40s ケース内壁
A 草刈機
G1 駆動軸歯車
G2 主軸歯車
L1 スリンガ内周面−対向部周面間距離
L2 スリンガ下面−シール間距離
L3 スリンガー厚さ
Ly 空気層
S 空間部
S1 対向部拡幅距離
S2 対向部突出距離
S3 空気溝深さ
Ly 空気層
U1 回転刃ユニット
2 Rotary blade side bearing 4
Claims (4)
少なくとも回転部材に最近接して配置された転がり軸受に対し、その内部への異物の侵入を防止するために、環状を成すスリンガーが静止輪の歯車側の側面に密着あるいは近接して設けられ、当該スリンガーは、その内周面を主軸と所定間隔を空けて対向させて位置付けられているとともに、前記転がり軸受の回転輪及び前記歯車といずれも非接触となるように位置付けられることで、常に静止状態に維持されており、主軸は、少なくとも前記スリンガーの内周面に対向する部分を、当該主軸の外周よりも当該スリンガーの内周面へ向けて拡径して構成され、当該主軸の対向部分には、全周に亘って凹状に連続する空気溝が設けられていることを特徴とする回転部材支持ユニット。 A plurality of rolling bearings which are provided with a main shaft extending in a predetermined direction, a stationary wheel and a rotary wheel which are opposed to each other so as to be relatively rotatable, and rotatably support the main shaft, and are rotated by a driving device. In order to transmit the rotational force of the drive shaft to the main shaft, at least one set of gears which are respectively provided on one end side of the drive shaft and the main shaft and mesh with each other, and a rotating member attached to the other end side of the main shaft; A rotating member support unit comprising the main shaft, a rolling bearing and a case for housing a gear;
In order to prevent foreign matter from entering the rolling bearing disposed at least closest to the rotating member, an annular slinger is provided in close contact with or close to the side surface of the stationary ring on the gear side. The slinger is positioned so that its inner peripheral surface is opposed to the main shaft at a predetermined interval, and is positioned so that both the rotating ring of the rolling bearing and the gear are not in contact with each other. The main shaft is configured to expand at least a portion facing the inner peripheral surface of the slinger toward the inner peripheral surface of the slinger rather than the outer periphery of the main shaft. Is a rotary member support unit characterized in that an air groove is provided continuously in a concave shape over the entire circumference.
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JP2007032588A JP2008193951A (en) | 2007-02-13 | 2007-02-13 | Unit for supporting rotary member |
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