JP2008237157A - Revolving member-supporting unit - 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(図3(a))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(同図)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けん、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). No. 2 (No. 2 consistency) grease is used, and as an example, the thickener is composed of lithium soap and the base oil is mineral 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(以下、シールという)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けん、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、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20g,22g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, the rotary blade side bearing 2 has a sealed bearing structure in which contact type rubber seals (hereinafter referred to as seals) 20 and 22 are interposed between the inner and
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、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側に位置するシール20の外面(図2(b)の上側の面(以下、シール上面という))20aへ大量に堆積し、当該シール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側に位置するシール20のシール上面20aと大量に接触する。
In the rotary blade unit U2 in which the gears G1 and G2 and the
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 (the upper surface of FIG. 2B (hereinafter referred to as the seal upper surface) 20a) of the
シール20のシール上面20aと接触した歯車潤滑グリースは、主軸8の回転に伴う遠心力の作用により、ケース40の内壁40sを伝って上方へ移動する。また、駆動軸歯車G1に引き込まれるとともに、相互に噛合する歯を介して主軸歯車G2へ移動されることによっても、シール上面20aと接触した歯車潤滑グリースが上方へ移動する。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、その自重及び前記回転による振動により、シール20のシール上面20aと接触する。このように、歯車潤滑グリースは、草刈機Aの使用状態、すなわち回転刃ユニットU2の運転時において、空間部S内で循環を繰り返す。
The gear lubricating grease that has come into contact with the seal
かかる循環過程においては、温度変化、剪断及び撹拌などの作用を継続的に受けるため、歯車潤滑グリースが軟化するとともに、これらの作用の程度によっては一部が液状化してしまう場合がある。液状化した歯車潤滑グリース(図3(b)におけるグリースGcの状態)は、空気層Lyをほとんど含んでおらず、空間部Sの圧力変化(具体的には、内圧の上昇に伴う押圧力)の影響を全体で受けると同時に、非常に流動し易い状態となっているため、シール20のリップ部20lと回転刃側軸受2のシール溝20g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。
In such a circulation process, since the effects of temperature change, shearing, and stirring are continuously received, the gear lubricating grease is softened, and part of the gear lubrication may be liquefied depending on the degree of these actions. The liquefied gear lubrication grease (the state of the grease Gc in FIG. 3B) hardly includes the air layer Ly, and the pressure change in the space S (specifically, the pressing force associated with the increase of the internal pressure). As a result, the gear lubricating grease is rotated from the sliding contact portion between the lip portion 20l of the
なお、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(以下、軸受潤滑グリースという)として、歯車潤滑グリースと類似した構成(基油や増ちょう剤)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。
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、軸受潤滑グリースが当該歯車潤滑グリースと混合され、回転刃側軸受2内のグリース量が設定値よりも増加するため、撹拌や剪断が活発化され、当該グリース(歯車潤滑グリースと軸受潤滑グリースの混合グリース(以下、混合グリースという))が軟化してしまう場合がある。このような混合グリースの軟化が発生すると、回転刃側軸受2のシール(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22gとの摺接部や、当該シール22に空気孔が設けられている場合には当該空気孔などから、当該混合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、漏洩した混合グリースが刈刃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 into the bearing progresses as described above, the bearing lubrication grease is mixed with the gear lubrication grease, and the amount of grease in the rotary blade side bearing 2 increases from the set value. Therefore, stirring and shearing are activated, and the grease (mixed grease of gear lubrication grease and bearing lubrication grease (hereinafter referred to as mixed grease)) may be softened. When such mixed grease is softened, the sliding contact portion between the lip portion 22l of the seal (seal located on the
また、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部へ継続的に漏洩(侵入)するとともに、さらには混合グリースとして当該回転刃側軸受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。
If the gear lubrication grease continuously leaks (enters) into the rotary
このような不都合を回避するための方策として、例えば、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歯車潤滑グリースとして適用し、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, NLGI consistency is No. 3 or No. No. 4 grease, that is, NLGI consistency No. Grease that is harder than grease No. 2 is applied as gear lubrication grease to suppress softening due to stirring or shearing of the grease, and the inner wall of a predetermined space S surrounding the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 There are measures to apply grease 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、歯車を潤滑するための潤滑剤(一例として、グリース)にカーボンブラックを含有させることで、内部に封入した当該グリースの軟化を抑制して外部への漏洩を防止するとともに、当該歯車の潤滑状態を良好に保ち、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 purpose thereof is to add a carbon black to a lubricant (as an example, a grease) for lubricating a gear so that the grease enclosed inside is contained. Rotating member support that can prevent the external leakage by suppressing the softening of the gear, keep the gear in a good lubrication state, and can keep the rotating member rotating stably with a constant rotational accuracy over a long period of time To provide a unit.
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、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、当該ユニット内には、前記歯車を潤滑するための潤滑剤が封入されており、当該潤滑剤には、カーボンブラックが含有されている。
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, a plurality of rolling bearings that rotatably support the main shaft, and a drive device. In order to transmit the rotational force of the driven drive shaft to the main shaft, at least one set of gears provided on one end side of the drive shaft and the main shaft and meshing with each other, and a rotation attached to the other end side of the main shaft A member and a case for accommodating the main shaft, the rolling bearing and the gear.
In such a rotating member support unit, a lubricant for lubricating the gears is enclosed in the unit, and the lubricant contains carbon black.
この場合、前記潤滑剤におけるカーボンブラックの含有量は、一例として、当該潤滑剤の全質量に対して2%以上15%以下の質量比とすればよい。
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 content of carbon black in the lubricant may be, for example, a mass ratio of 2% to 15% with respect to the total mass of the lubricant.
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、歯車を潤滑するための潤滑剤(一例として、グリース)にカーボンブラックを含有させることで、内部に封入した当該グリースの軟化が抑制され、外部への漏洩を防止することができる。この結果、回転部材支持ユニット(具体的には、歯車)の潤滑状態が良好に保たれ、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, by containing carbon black in a lubricant (as an example, grease) for lubricating the gear, softening of the grease enclosed inside is suppressed, and leakage to the outside Can be prevented. As a result, the lubrication state of the rotating member support unit (specifically, the gear) is kept good, and the rotating member can be stably rotated with a constant rotation accuracy over a long period of time.
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。
また、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。さらに、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、その説明を省略若しくは簡略化する。
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 the conventional mower A (FIG. 4) described above is assumed as an example. Furthermore, since the basic configuration of the rotary blade unit according to the present embodiment is the same as that of the conventional rotary blade unit U2 (FIG. 3A), the same or similar configuration as the rotary blade unit U2 is described. Are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted or simplified.
図1(a),(b)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(同図の下端側)に取り付けられた回転部材(刈刃32)とが備えられている。
なお、主軸8、転がり軸受2,4及び歯車G1,G2は、略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。
FIGS. 1A and 1B 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
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(同図の下側の軸受)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。その際、回転刃側軸受2は、主軸8に外嵌された刈刃押さえ蓋18に回転輪10(図1(b))を当接させて、当該主軸8の延出方向(同図(a)の上下方向)に位置決めされている。
In the configuration shown in FIG. 1A, the rotary blade unit U1 includes, as an example, two rolling bearings (rotary blade side bearing 2 (lower bearing in the figure) and gear side bearing 4 (upper side in the figure). The rotary
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(同図の右側の歯車)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 pair of gears (a drive shaft gear G1 (the right gear in the drawing) and a main shaft gear G2 (the left gear in the drawing). )), 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、並びに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, and shape of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2, and the number of teeth, the pitch, and the like are arbitrarily determined 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
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16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
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
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20g,22g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,22c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、射出成形及び加硫成形など、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。
The size 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20g,22g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、図1(b)に示す構成においては、2つのシール20,22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、回転刃側軸受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空気孔は設けられていない。
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。
Further, in the configuration shown in FIG. 1 (b), the through-hole for suppressing the pressure change inside the bearing, that is, the internal air of the rotary
Thus, the rotary
すなわち、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、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20g,22gの壁部に吸着し、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に貫通孔を設けた場合に想定される、当該貫通孔から回転刃側軸受2の外部へのグリース(後述する軸受潤滑グリースなど)の漏洩を考慮し、2つのシール20,22にはいずれも貫通孔を設けていない。ただし、例えば、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に対し、軸受内部の圧力変化を抑制するための貫通孔(空気孔)を設けた構成としてもよい。
That is, as in this embodiment, in a mower or the like equipped with the engine 34 (FIG. 4) as a driving device, the driving force (rotational output) is large, and therefore, for example, the seal lips 20l, Even if 22l is attracted to the walls of the
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、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、当該軸受2,4,6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に潤滑剤としてグリースが封入されており、当該グリースには、カーボンブラックが含有(添加)されている(以下、かかる潤滑剤を歯車潤滑グリースという)。
この場合、歯車潤滑グリースの基本的な成分構成は特に限定されず、回転刃ユニットU1の使用目的や使用条件などに基づく潤滑要件に応じて、基油及び増ちょう剤を任意に選択して構成すればよい。例えば、基油としては、鉱油、合成炭化水素油、エステル系合成油、エーテル系合成油、シリコン油、及びフッ素油などを任意に選択して使用すればよいし、増ちょう剤としては、金属石けん(リチウム石けん、ナトリウム石けん、あるいはカルシウム石けんなど)及びウレア化合物の少なくとも一方を選択して使用すればよい。なお、添加剤として、極圧剤をこれらの基油及び増ちょう剤に対して添加してもよい。
In this embodiment, as an example, grease is sealed as a lubricant in a predetermined space S surrounding the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2, and carbon grease is contained (added) in the grease. (Hereinafter, this lubricant is referred to as gear lubrication grease).
In this case, the basic component configuration of the gear lubrication grease is not particularly limited, and may be configured by arbitrarily selecting the base oil and the thickener according to the lubrication requirements based on the purpose and conditions of use of the rotary blade unit U1. do it. For example, as the base oil, mineral oil, synthetic hydrocarbon oil, ester synthetic oil, ether synthetic oil, silicone oil, fluorine oil and the like may be arbitrarily selected and used as the thickener. What is necessary is just to select and use at least one of a soap (such as lithium soap, sodium soap, or calcium soap) and a urea compound. In addition, you may add an extreme pressure agent with respect to these base oils and a thickener as an additive.
また、歯車潤滑グリースが含有するカーボンブラックの性状も特に限定されず、回転刃ユニットU1の使用目的や使用条件などに基づく潤滑要件に応じて、所定の性状のカーボンブラックを任意に選択して使用すればよい。例えば、カーボンブラックとして、アセチレンブラック、あるいはケッチェンブラック(アクゾ ノーベル ケミカルズ社の登録商標)などを任意に選択して使用すればよい。 Also, the properties of the carbon black contained in the gear lubrication grease are not particularly limited, and the carbon black having a predetermined property can be arbitrarily selected and used according to the lubrication requirements based on the purpose and conditions of use of the rotary blade unit U1. do it. For example, acetylene black or ketjen black (registered trademark of Akzo Nobel Chemicals) may be arbitrarily selected and used as carbon black.
ただし、この場合、平均粒径が2μm以下の増ちょう性を有するカーボンブラックを使用することが好ましい。これは、カーボンブラックの平均粒径が2μmよりも大きくなると、当該カーボンブラックが回転刃側軸受2の内外輪10,12の軌道面に侵入し、転動体(玉)14に噛み込まれた際、異常音を発する虞があるとともに、増ちょう性が不足して歯車潤滑グリースの軟化抑制効果が不十分になる虞があり、これらの不都合を有効に回避するためである。なお、増ちょう性を有するとは、温度、剪断及び振動の影響を受ける環境下においても、歯車潤滑グリースが所定のちょう度を維持し、軟化あるいは液状化し難い特性のことをいう。すなわち、カーボンブラックを含有(添加)することで、増ちょう性が増し、例えば、剪断などを繰り返し受けた場合であっても、歯車潤滑グリースを軟化し難い成分構成とすることができる。
However, in this case, it is preferable to use carbon black having an increase in average particle diameter of 2 μm or less. This is because, when the average particle size of the carbon black is larger than 2 μm, the carbon black enters the raceway surfaces of the inner and
また、歯車潤滑グリースにおけるカーボンブラックの含有量は、回転刃ユニットU1の使用目的や使用条件などに基づく潤滑要件に応じて、任意に設定すればよいが、当該歯車潤滑グリースの全質量の2%(いわゆる質量比(以下、mass%と記す))以上に設定することが好ましく、含有量が3mass%以上であれば、なお好ましい。さらに、最適な含有量としては、5mass%以上に設定することが好ましい。
ただし、歯車潤滑グリースにおけるカーボンブラックの含有量が15mass%を超えると、歯車潤滑グリースの流動性が悪化するため、その含有量は、15mass%以下に抑えることが好ましい。
すなわち、歯車潤滑グリースにおけるカーボンブラックの含有量は、当該歯車潤滑グリースの全質量に対して2%以上15%以下の質量比(2mass%以上、15mass%以下)とすればよい。
Further, the carbon black content in the gear lubrication grease may be arbitrarily set according to the lubrication requirements based on the purpose and condition of use of the rotary blade unit U1, but 2% of the total mass of the gear lubrication grease. It is preferable to set it to (mass ratio (hereinafter referred to as mass%)) or more, and it is more preferable if the content is 3 mass% or more. Furthermore, the optimum content is preferably set to 5 mass% or more.
However, if the content of carbon black in the gear lubrication grease exceeds 15 mass%, the fluidity of the gear lubrication grease deteriorates. Therefore, the content is preferably suppressed to 15 mass% or less.
That is, the carbon black content in the gear lubricating grease may be a mass ratio of 2% to 15% (2 mass% to 15 mass%) with respect to the total mass of the gear lubricating grease.
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。 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%. ).
また、カーボンブラックとしては、中空構造で一種のポーラス構造(多孔構造)を成すとともに、チェーンストラクチャ(鎖状構造)を成していることが好ましい。このような構造によれば、基油がポーラス(小孔)内部に浸入して保持されるため、例えば、増ちょう剤が剪断されることによって基油を保持し難くなった場合であっても、カーボンブラックによって保持された基油によって、歯車潤滑グリースの軟化を有効に抑制することができる。
なお、カーボンブラックは、固体潤滑剤としての機能も有しており、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の磨耗防止などに直接的に寄与することも可能である。
The carbon black preferably has a hollow structure that forms a kind of porous structure (porous structure) and a chain structure (chain structure). According to such a structure, since the base oil enters and is held inside the porous (small holes), for example, even if the base oil becomes difficult to hold due to shearing of the thickener. The softening of the gear lubricating grease can be effectively suppressed by the base oil retained by the carbon black.
Carbon black also has a function as a solid lubricant, and can directly contribute to wear prevention of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2.
また同様に、本実施形態においては、回転刃側軸受2の内部にも、所定の潤滑剤(一例として、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成分構成は特に限定されず、回転刃側軸受2の潤滑要件に応じて、基油及び増ちょう剤を任意に選択して構成すればよい。例えば、基油としては、鉱油、合成炭化水素油、エステル系合成油、エーテル系合成油、シリコン油、及びフッ素油などを任意に選択して使用すればよいし、増ちょう剤としては、金属石けん(リチウム石けん、ナトリウム石けん、あるいはカルシウム石けんなど)及びウレア化合物の少なくとも一方を選択して使用すればよい。なお、添加剤として、極圧剤をこれらの基油及び増ちょう剤に対して添加してもよい。
Similarly, in the present embodiment, the rotary
ただし、軸受潤滑グリースは、歯車潤滑グリースの増ちょう剤が各種の金属石けんの場合には、同一の金属石けんを増ちょう剤として使用し、歯車潤滑グリースの増ちょう剤がウレア化合物の場合には、当該ウレア化合物を増ちょう剤として使用することが好ましい。これにより、仮に回転刃側軸受2の内部に歯車潤滑グリースが侵入し、軸受潤滑グリースが当該歯車潤滑グリースと混合された場合であっても、当該軸受潤滑グリースの増ちょう剤を歯車潤滑グリースの増ちょう剤と同系(同一)としておくことで、物理的、化学的な変化(変質)を最小限に止めることができ、一定の潤滑性能を維持することが可能となる。
また、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、例えば、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)すればよい。
なお、歯車側軸受4及び駆動軸軸受6に対しても、上述した回転刃側軸受2と同様の条件で潤滑を行えばよい。
However, the bearing lubrication grease uses the same metal soap as the thickener when the gear lubrication grease thickener is a variety of metal soap, and when the gear lubrication grease thickener is a urea compound. The urea compound is preferably used as a thickener. As a result, even if the gear lubrication grease enters the inside of the rotary
Further, the amount of filling (encapsulation) of the bearing lubrication grease may be arbitrarily set in accordance with the purpose of use or use conditions of the rotary blade unit U1, but for example, it is approximately equal to the space volume in the rotary
The
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や発熱により、空間部Sにおいて継続的に温度変化が生ずるとともに、攪拌及び剪断される。このように温度変化、攪拌及び剪断が繰り返された場合であっても、本実施形態においては、歯車潤滑グリースにカーボンブラックが含有されているため、当該歯車潤滑グリースの軟化、さらには液状化を有効に抑止することができる。このため、歯車潤滑グリースは、空気層Lyを有した状態で駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(b)の上側)に位置するシール20の外面(同図の上側の面(以下、シール上面という))20aと接触する(同図におけるグリースGaの状態)。
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 lubrication grease continuously changes in temperature in the space S due to its own weight, and the vibration and heat generated by the rotation of the
この際、回転刃ユニットU1の内部(空間部S)の温度上昇に伴って、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、歯車潤滑グリースに対して、ケース40の内壁40s、主軸8及びシール20への押付力が作用する。
At this time, as the temperature inside the rotary blade unit U1 (space portion S) rises, the pressure (internal pressure) of the space portion S rises, so that the internal air of the rotary blade unit U1 and the gear lubrication enclosed in the space portion S are lubricated. A pressing force on the grease toward the outside of the rotary blade unit U1, specifically, a pressing force on the
このような押付力が作用した場合であっても、歯車潤滑グリースは、空気層Lyを有した状態でシール上面20aと接触しているため、当該歯車潤滑グリース中の空気のみがシール20のリップ部20lと回転刃側軸受2のシール溝20gとの摺接部から当該回転刃側軸受2の内部へ侵入するに過ぎない。すなわち、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部へ侵入することを有効に防止することができる。その際、歯車潤滑グリースにおけるカーボンブラックの含有量(mass%)が少ない場合、当該歯車潤滑グリースの一部に軟化(あるいは、液状化)が生ずることがあるが、従来のように、カーボンブラックを全く含有していないグリースと比較すれば、回転刃側軸受2の内部への歯車潤滑グリースの侵入防止効果は格段に高い。
Even when such a pressing force is applied, the gear lubrication grease is in contact with the seal
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、温度、回転速度及び振動等に厳しい条件が要求される(すなわち、使用条件が過酷な)装置の回転刃ユニットU1においては、歯車潤滑グリースのカーボンブラックの含有量を3mass%以上に設定することが好ましい。これに対し、温度、回転速度及び振動等の使用条件が比較的穏やかな電動式刈払機や電動工具などにおいては、歯車潤滑グリースのカーボンブラックの含有量を1mass%以上に設定すれば、歯車潤滑グリースの回転刃側軸受2の内部への歯車潤滑グリースの侵入防止効果が十分得られる場合もある。したがって、歯車潤滑グリースにおけるカーボンブラックの具体的な含有量(mass%)は、回転部材支持ユニットが搭載される各種の装置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く、ここでは特に限定しない。 Rotation of a device that requires severe conditions such as temperature, rotation speed, vibration, etc. (ie, severe use conditions) such as a mower equipped with an engine 34 (FIG. 4) as a drive device as in this embodiment. In the blade unit U1, the carbon black content of the gear lubricating grease is preferably set to 3 mass% or more. On the other hand, for electric brush cutters and power tools with relatively mild operating conditions such as temperature, rotational speed and vibration, gear lubrication can be achieved by setting the carbon black content of gear lubrication grease to 1 mass% or more. There may be a case where the effect of preventing the gear lubricating grease from entering the inside of the rotary blade side bearing 2 of the grease is sufficiently obtained. Therefore, the specific content (mass%) of carbon black in the gear lubrication grease may be arbitrarily set according to the purpose and conditions of use of various devices on which the rotating member support unit is mounted. There is no particular limitation.
また、歯車潤滑グリースがシール20のシール上面20aと接触した状態において、当該シール20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、シール上面20aに接触した歯車潤滑グリースに対しては、当該主軸8の回転により生じる遠心力が作用する。
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を伝って上方へ移動する。また、駆動軸歯車G1に引き込まれるとともに、相互に噛合する歯を介して主軸歯車G2へ移動されることによっても、当該歯車潤滑グリースが上方へ移動する。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、シール上面20a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。
In addition, when the gear lubrication grease is in contact with the seal
The gear lubricating grease to which the centrifugal force is applied moves upward along the
このような循環過程においては、歯車潤滑グリースが温度上昇、剪断及び撹拌などの作用を継続的に受けるが、本実施形態においては、歯車潤滑グリースにカーボンブラックが含有されているため、当該歯車潤滑グリースの軟化、さらには液状化を有効に抑止することができる。
これにより、空間部S内において、歯車潤滑グリースを適正な状態のままでそ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 such a circulation process, the gear lubricating grease is continuously subjected to actions such as temperature rise, shearing, and stirring. However, in this embodiment, since the gear lubricating grease contains carbon black, the gear lubricating grease The softening and further liquefaction of grease can be effectively suppressed.
As a result, in the space S, the flow of the gear lubrication grease can be activated (encouragement of circulation) while maintaining an appropriate state, and the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 may be insufficiently lubricated. In addition, the teeth of the gears G1 and G2 are also prevented from being frictioned and worn, and the gears G1 and 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. .
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、結果として、シール上面20aへほとんど接触されることなく循環を繰り返す。このため、歯車潤滑グリースは、シール上面20aに滞留(堆積)せず、当該シール20を押圧することがなく、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 S when the mower is in use, that is, during the operation of the rotary blade unit U1, and as a result, circulates with little contact with the seal
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、軸受内部の圧力変化を抑制するための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、歯車潤滑グリースにカーボンブラックを含有させることで、内部(例えば、空間部S)に封入した当該グリースの軟化(あるいは、液状化)が抑制され、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 gear lubrication grease contains carbon black, so that the grease enclosed in the inside (for example, the space S) is softened (or liquefied). ) Is suppressed, and leakage to the outside can be surely prevented. As a result, the lubrication state of the rotary blade unit U1 is maintained well, and wear of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 and seizure of the rotary
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4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、それぞれの内部(図1(a)に示す空間部S)に対してカーボンブラックを含有させた所定の潤滑剤を所定量だけ充填した回転刃ユニット(図1(a)に示す回転刃ユニットU1)を搭載し、残りの1つの草刈機には、その内部(図4(a)に示す空間部S)に対してカーボンブラックを含有しない所定の潤滑剤を所定量だけ充填した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, four grass mowers (corresponding to the grass mower A shown in FIG. 4) are prepared as test machines, and three of these mowers each have a space portion S shown in FIG. 1 (a). ) Is mounted with a rotary blade unit (rotary blade unit U1 shown in FIG. 1 (a)) filled with a predetermined amount of a lubricant containing carbon black, and the remaining one mower has its A conventional rotary blade unit (rotary blade unit U2 shown in FIG. 3 (a)) in which a predetermined amount of a predetermined lubricant not containing carbon black is filled in the interior (space S shown in FIG. 4 (a)). equipped.
この場合、ベースとなる潤滑剤(カーボンブラックを含有しない潤滑剤)には、基油として鉱油を使用するとともに、増ちょう剤としてリチウム石けんを使用したグリース(協同油脂株式会社製 デュプレックスEP No.2)を用いた。以下、かかるグリースを比較グリースという。そして、当該比較グリースにカーボンブラックを所定量だけ添加し、当該グリースを加熱撹拌した後、ロールによりカーボンブラックを均一に分散させて、本試験で使用するカーボンブラック含有のグリースを生成した。以下、かかるグリースを本件グリースという。 In this case, the base lubricant (lubricant containing no carbon black) uses mineral oil as a base oil and grease using lithium soap as a thickener (Duplex EP No. 2 manufactured by Kyodo Yushi Co., Ltd.). ) Was used. Hereinafter, such grease is referred to as comparative grease. Then, a predetermined amount of carbon black was added to the comparative grease, and the grease was heated and stirred, and then the carbon black was uniformly dispersed by a roll to produce a carbon black-containing grease used in this test. Hereinafter, such grease is referred to as the present grease.
なお、その際、本件グリースにおいては、ライオン株式会社製のケッチェンブラック EC300JとEC600JDを重量比1:1で混合させたカーボンブラックを比較グリースに添加し、カーボンブラックの含有量(mass%)が、3mass%(以下、かかるグリースを本件グリース1という)、5mass%(同、本件グリース2)、及び7mass%(同、本件グリース3)となるように、3種類の本件グリースを生成した。
At this time, in this grease, carbon black mixed with Ketjen Black EC300J and EC600JD manufactured by Lion Corporation at a weight ratio of 1: 1 was added to the comparative grease, and the carbon black content (mass%) was Three types of the greases were generated so that they were 3 mass% (hereinafter, this grease is referred to as “
そして、本件グリース1,2,3と比較グリースを各草刈機の回転刃ユニットの内部(空間部S)に対して、いずれも約9.5g充填した。なお、この充填量は、回転刃ユニットの内部(空間部S)の空間容積に対して、略70%の体積量に相当する。ここで、以下の説明では、回転刃ユニット内部へ、本件グリース1を充填した草刈機を本件機1、本件グリース2を充填した草刈機を本件機2、及び本件グリース3を充填した草刈機を本件機3、並びに、比較グリースを充填した草刈機を比較機という。
Then, about 9.5 g of each 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3(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けん、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 that supports the main shaft of each rotary blade unit (the rotary
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1,2,3及び比較機を、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, this
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1,2,3及び比較機)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1,2,3及び比較機をそれぞれ最長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1,2,3及び比較機を連続運転させた。その後、本件機1,2,3及び比較機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1,2,3及び比較機についてそれぞれ測定し、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、カーボンブラックを含有しない比較グリースが回転刃ユニット内部へ充填された比較機の場合、転がり軸受(回転刃側軸受)からのグリース漏洩量は、4g以上であり、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(図3(a)及び図4に示す刈刃32)にまで達していた。
FIG. 2 (b) shows the test results. As is apparent from FIG. 2 (b), in the case of the comparison machine in which the comparative grease not containing carbon black is filled in the rotary blade unit, the rolling bearing (rotation The amount of grease leakage from the blade side bearing) was 4 g or more, and a larger amount of grease (more than 10 times) leaked from the amount enclosed in the bearing (about 0.4 g). That is, it was verified that the gear lubricating grease leaked (invaded) inside the bearing was mixed with the bearing lubricating grease and further leaked outside the bearing. In this case, the leaked grease reached the cutting blade (the
一方、カーボンブラックを含有させた本件グリース1(カーボンブラック含有量:3mass%)が回転刃ユニット内部へ充填された本件機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時間を経過した後であっても、0.8g以下であり、比較機のグリース漏洩量(4g以上)の20%以下に過ぎなかった。ただし、軸受内部への封入量(約0.4g)よりも多くのグリース(2倍以下)が漏洩しており、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た。
On the other hand, in the case of the
これに対し、本件グリース2(カーボンブラック含有量:5mass%)、及び本件グリース3(同7mass%)が充填された本件機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、運転時間が30時間を経過した後であっても、限りなくゼロに等しかった。すなわち、比較機(漏洩量4g以上)はもちろん、本件機1(漏洩量0.8g以下)と比べても、転がり軸受(回転刃側軸受)からのグリース漏洩量は、格段に少なかった。
なお、本件機1,2,3のいずれにおいても、漏洩したグリースは、軸受のゴムシール(図1(a)に示すシール22)の表面、並びに刈刃押さえ蓋(図1(a)に示す刈刃押さえ蓋18)の上方に僅かに付着している程度であった。
In contrast, in the case of
In both of the
以上、本実施形態に係る回転刃ユニットU1のように、歯車潤滑グリースにカーボンブラックを含有させることで、内部(例えば、空間部S)に封入した当該グリースの軟化(あるいは、液状化)が抑制され、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、歯車潤滑グリースにおけるカーボンブラックの含有量としては、3mass%以上に設定することが好ましく、さらに、5〜7mass%以上の設定値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 gear lubrication grease contains carbon black, thereby suppressing the softening (or liquefaction) of the grease enclosed in the inside (for example, the space portion S). As a result, it has been verified by the above-described test that the leakage to the outside can be surely prevented and the
Further, the carbon black content in the gear lubricating grease is preferably set to 3 mass% or more, and it has been verified by the above-described test that the set value of 5 to 7 mass% or more is optimum.
2 回転刃側軸受
4 歯車側軸受
8 主軸
20,22 シール
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
Ga 潤滑剤(グリース)
Ly 空気層
S 空間部
Ly 空気層
U1 回転刃ユニット
2 Rotary
Ly air layer S space part Ly air layer U1 rotary blade unit
Claims (3)
当該ユニット内には、前記歯車を潤滑するための潤滑剤が封入されており、当該潤滑剤には、カーボンブラックが含有されていることを特徴とする回転部材支持ユニット。 A main shaft extending in a predetermined direction, a plurality of rolling bearings rotatably supporting the main shaft, and a driving shaft for transmitting the rotational force of the driving shaft rotated by the driving device to the main shaft; Rotating member provided with at least one set of gears provided on one end side of the main shaft and meshing with each other, a rotating member attached to the other end side of the main shaft, and a case for housing the main shaft, the rolling bearing and the gear A support unit,
A rotating member support unit, wherein a lubricant for lubricating the gear is enclosed in the unit, and the lubricant contains carbon black.
Priority Applications (1)
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JP2007085027A JP2008237157A (en) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | Revolving member-supporting unit |
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