JP2010164158A - Lubrication structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、二つの部材が油膜を介して接触する箇所の潤滑構造に関するものである。 The present invention relates to a lubrication structure at a location where two members contact via an oil film.
金属などの高硬度の部材が荷重を受けて互いに接触する部分では、相互の円滑な相対動作を行わせるため、また摩耗を抑制するために潤滑を行うのが通常である。具体的には、接触面同士の間に油膜を形成するように潤滑油を供給する。しかしながら、その接触面同士の間にのみ局部的に潤滑油を供給することは困難であるが、潤滑油を加圧して前記接触面の近傍に吹き付けたり、あるいは回転部材で掻き上げた潤滑油を前記接触面に向けて降りかけさせたりしている。したがって、この種の潤滑箇所を有する機械装置類では、その内部が飛散もしくは流動する潤滑油によって湿潤状態になり、また回転部材の一部がオイル溜まりに浸漬し、潤滑油を撹拌することになる。 Lubricating is usually performed at portions where high-hardness members such as metal are in contact with each other under load, in order to perform smooth relative motion with each other and to suppress wear. Specifically, the lubricating oil is supplied so as to form an oil film between the contact surfaces. However, it is difficult to supply the lubricating oil locally only between the contact surfaces. However, the lubricating oil is pressurized and sprayed near the contact surface, or the lubricating oil scraped up by the rotating member is used. It is made to descend toward the contact surface. Therefore, in the mechanical apparatus having this type of lubrication point, the inside becomes wet by the scattered or flowing lubricating oil, and a part of the rotating member is immersed in the oil reservoir to stir the lubricating oil. .
歯車やローラあるいは駆動軸などが潤滑油を付着させて回転したり、オイル溜まりに浸漬して潤滑油を撹拌すると、潤滑油の粘性抵抗によって動力の損失が生じたり、潤滑油に剪断力が作用するためにその温度が上昇し、劣化が進行するなどの事態が生じる。そこで、例えば特許文献1には、オイル溜まりに一部が浸漬するクラッチドラムの外周面など潤滑油に接触しかつ他の動力伝達部材に接触しない面に撥油処理を施すことが記載されている。また、特許文献2にはトロイダル型無段変速機におけるパワーローラから潤滑油が遠心力によって飛散することを抑制するために、その軸受の部分の外周面に撥油処理を施すことが記載されている。さらに、特許文献3には、軸受の転動面に撥油処理を施し、潤滑油の粘着やそれに伴う動粘性抵抗あるいはトルク損失を防止することが記載されている。
When gears, rollers, drive shafts, etc. rotate with lubricating oil attached, or when the lubricating oil is stirred by immersion in an oil reservoir, power loss occurs due to the viscous resistance of the lubricating oil, or shear force acts on the lubricating oil. As a result, the temperature rises and deterioration progresses. Thus, for example,
撥油処理は、金属面にテトラフルオロエチレンなどの撥油性のある被膜を形成する処理であり、その被膜が潤滑油をはじくことにより、上記の特許文献1や特許文献3に記載されているように、潤滑油の付着や引き摺りを低減できる。これは、各種の機械装置類では、潤滑油がハウジングなどの内部で広く飛散し、あるいは流動していることにより、潤滑の必要がない箇所に潤滑油が付着することを回避もしくは抑制するための技術である。言い換えれば、潤滑効果あるいは油膜の形成・維持の効果を促進するものではない。また、特許文献2に記載されているように、回転する部材の回転中心から離れた外周部に撥油処理を施せば、遠心力が潤滑油に作用した場合、その撥油処理を施した部分の内周側に潤滑油を留め置く作用を得ることができる。しかしながら、特許文献2に記載された技術は、飽くまでも、潤滑油が遠心力により飛び去ってしまうことを防止もしくは抑制する技術であり、潤滑効果あるいは油膜の形成・維持の効果を奏するものではない。このように従来では、撥油処理を行うとしても、相対動作する二つの部材の接触箇所に潤滑油を積極的に供給したり、油膜を保持させたりする機能がなく、潤滑効果を促進する点では未だ改良の余地があった。
The oil repellency treatment is a treatment for forming a film having oil repellency such as tetrafluoroethylene on the metal surface, and the film repels lubricating oil, so that it is described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、油膜の形成・維持のために撥油処理を効果的に作用させることにより、潤滑機能を向上させることのできる潤滑構造を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and provides a lubrication structure capable of improving the lubrication function by effectively applying an oil repellent treatment for forming and maintaining an oil film. It is intended to do.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、相対的に動作する二つの部材が荷重を与えあって相互に接触する接触部に油膜を形成して潤滑を行う潤滑構造において、前記二つの部材のうちの少なくともいずれか一方の部材のうち、当該一方の部材における前記接触部に隣接する箇所に潤滑油をはじく撥油処理が施された撥油処理部が形成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記撥油処理部は、前記接触部を囲んだ状態に設けられていることを特徴とする潤滑構造である。
The invention according to
請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記接触部は、エッジ部を境界とする所定の平面部もしくは曲面部の表面に設けられ、前記接触部と前記エッジ部の少なくとも一部とに繋がり、かつ前記撥油処理が施されていないオイル導入部が更に設けられていることを特徴とする潤滑構造である。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the contact portion is provided on a surface of a predetermined flat surface portion or curved surface portion with the edge portion as a boundary, and at least one of the contact portion and the edge portion. The lubricating structure is characterized in that an oil introduction portion that is connected to the portion and not subjected to the oil repellent treatment is further provided.
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明において、前記二つの部材における前記接触部のうち一方の接触部に撥油処理が施され、かつ他方の接触部には撥油処理が施されていないことを特徴とする潤滑構造である。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, an oil repellency treatment is applied to one of the contact portions of the two members, and an oil repellency is applied to the other contact portion. The lubricating structure is characterized in that it is not treated.
請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明において、前記二つの部材は、互いに歯を噛み合わせてトルクを伝達する歯車を含み、その歯車の歯面に前記接触部が形成されていることを特徴とする潤滑構造である。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the two members include a gear that meshes teeth with each other and transmits torque, and the contact portion is formed on a tooth surface of the gear. It is a lubricating structure characterized by being made.
請求項6の発明は、請求項5の発明において、前記オイル導入部は、前記歯面の歯幅方向での一方の端部に繋がっていることを特徴とする潤滑構造である。 A sixth aspect of the present invention is the lubricating structure according to the fifth aspect of the present invention, wherein the oil introducing portion is connected to one end portion in the tooth width direction of the tooth surface.
請求項7の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明において、前記二つの部材は、インナーレースもしくはアウターレースとこれらインナーレースもしくはアウターレースに接触して転動するコロとを含み、前記接触部は、前記コロに向けた凸曲面に形成されて前記コロに接触するクラウニング面と、円筒状をなす前記コロの外周面とを含み、前記撥油処理部は、前記コロの外周面のうちその軸線方向での少なくともいずれか一方の端部側でかつ前記クラウニング面に接触しない箇所に形成されていることを特徴とする潤滑構造である。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of
請求項8の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明において、前記二つの部材は、所定のハウジング内に配置されて回転しもしくは軸線方向に移動する軸部材とその軸部材の外周面に接触することにより前記ハウジングの内部と外部とを液密状態に遮断するシール材とを含み、前記撥油処理部は、前記軸部材の外周面のうち前記シール材が接触する接触部に隣接しかつ前記ハウジングの内側に位置する部分に設けられていることを特徴とする潤滑構造である。
The invention of claim 8 is the invention according to any one of
請求項1の発明によれば、二つの部材が荷重を受けて接触する接触部に向けて潤滑油が供給されると、その接触部には潤滑油が付着して油膜を形成する。これに対して、その接触部に隣接する撥油処理部で、潤滑油がはじかれるから、接触部から撥油処理部に対する潤滑油の流れが抑制され、また撥油処理部に到った潤滑油の少なくとも一部が接触部に向けてはじかれる。その結果、接触部には潤滑油が積極的に押しとどめられるから、潤滑油の量を確保し、あるいは油膜の形成・維持を促進し、効果的に潤滑を行うことができる。また、撥油処理部と潤滑油との相対的な移動が生じるとしても、撥油処理部には潤滑油がいわゆる粘着することが抑制されるので、潤滑油の引き摺りや撹拌を抑制でき、またそれに伴って動力の損失を抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, when the lubricating oil is supplied toward the contact portion where the two members are contacted by receiving a load, the lubricating oil adheres to the contact portion to form an oil film. On the other hand, since the lubricating oil is repelled by the oil repellent treatment part adjacent to the contact part, the flow of the lubricating oil from the contact part to the oil repellent treatment part is suppressed, and the lubrication reaching the oil repellent treatment part At least a portion of the oil is repelled toward the contact portion. As a result, since the lubricating oil is positively held in the contact portion, the amount of the lubricating oil can be ensured, or the formation and maintenance of the oil film can be promoted to effectively perform the lubrication. In addition, even if relative movement between the oil repellent portion and the lubricating oil occurs, the oil repellent portion is prevented from sticking to the so-called lubricating oil. Accordingly, power loss can be suppressed.
請求項2の発明によれば、請求項1の発明による効果と同様の効果に加えて、接触部の周囲のいずれの方向に対しても潤滑油が流失しにくいので、接触部での潤滑油あるいは油膜を、より効果的に保持することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、請求項1または2の発明による効果と同様の効果のに加えて、前記平面部もしくは曲面部の表面を伝って流れる潤滑油をオイル導入部から接触部に導くことができ、そのため接触部での潤滑油あるいは油膜を、より効果的に保持することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、請求項1ないし3の発明による効果と同様の効果に加えて、互いに接触する接触部のいずれか一方に撥油処理が施されているので、当該いずれか一方の撥油処理が施された接触部に潤滑油がいわゆる粘着したり、潤滑油を引き摺ったりすることが抑制され、その結果、動力損失や油温の上昇などを防止もしくは抑制することができる。また、各接触部の間の油膜は、撥油処理が施されていない他方の接触部が潤滑油を保持することにより、形成・維持することができる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、請求項1ないし4の発明による効果と同様の効果に加えて、歯車に対する潤滑を効果的に行って動力の伝達効率を向上させ、また歯車や潤滑油の耐久性を向上させることができる。
According to the invention of claim 5, in addition to the same effects as those of the inventions of
請求項6の発明によれば、請求項5の発明による効果と同様の効果に加えて、歯面における接触部に対して潤滑油を効果的に導入させることができる。 According to the invention of claim 6, in addition to the effect similar to the effect of the invention of claim 5, the lubricating oil can be effectively introduced into the contact portion on the tooth surface.
請求項7の発明によれば、請求項1ないし4の発明による効果と同様の効果に加えて、コロ軸受の潤滑を効果的に行うことができるとともに、コロ軸受や潤滑油の耐久性を向上させることができる。 According to the seventh aspect of the invention, in addition to the same effects as the first to fourth aspects of the invention, the roller bearing can be lubricated effectively and the durability of the roller bearing and the lubricating oil can be improved. Can be made.
請求項8の発明によれば、請求項1ないし4の発明による効果と同様の効果に加えて、シール部の潤滑を効果的に行うことができるとともに、シール部や潤滑油の耐久性を向上させることができる。
According to the invention of claim 8, in addition to the same effects as those of the inventions of
つぎにこの発明をより具体的に説明する。この発明は、荷重を受けて接触する部分に潤滑油による油膜を形成して潤滑を行う構造に関するものであり、したがってその油膜を介して接触する部材は相対的に運動する部材であり、その典型的な例は、歯車や軸受、スプラグなどの転動体を介してトルクを伝達する一方向クラッチ、シール構成体などである。そして、その相対的な運動は、摩擦を伴う摺動や転動が主なものである。これらの部材において、相互に荷重を受けて接触するいわゆる接触部は限られた領域であり、この発明ではその限られた領域の接触部に隣接する箇所に撥油処理を施した撥油処理部が設けられている。その撥油処理は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフッ素系樹脂の被膜を形成する処理や、表面に微細凹凸を有しかつフッ素系樹脂のコーティングを施した処理(超撥油処理と称することもある)など、従来知られている処理である。 Next, the present invention will be described more specifically. The present invention relates to a structure in which an oil film is formed by a lubricating oil in a contact portion under a load, and lubrication is performed. Therefore, a member that comes in contact via the oil film is a member that moves relatively. Specific examples are a one-way clutch that transmits torque via rolling elements such as gears, bearings, and sprags, and a seal structure. The relative motion is mainly sliding or rolling with friction. In these members, so-called contact portions that contact each other under a load are limited regions, and in the present invention, the oil repellent treatment portions are subjected to oil repellent treatment at locations adjacent to the contact portions of the limited regions. Is provided. The oil-repellent treatment is a treatment for forming a film of a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), or a treatment having a fine unevenness on the surface and a coating of the fluororesin (referred to as a super oil-repellent treatment). This is a conventionally known process.
このような構成の撥油処理部は、上記の接触部に隣接した箇所に形成されていればよい。この撥油処理部は、潤滑油をはじいて隣接する箇所に潤滑油を押しやるためのものであるから、撥油処理部の広さあるいは幅は、潤滑油あるいはその油滴が、撥油処理部を跨いで撥油処理部を覆ってしまわない程度の広さあるいは幅であり、これは、使用する潤滑剤に応じて実験により求めておくことができる。また、撥油処理部は、前記接触部を囲うように環状に形成されていてもよく、あるいは接触部を挟んだ片側(一側部)のみに形成してもよく、さらには一部が開いた環状に形成してもよい。 The oil repellent portion having such a configuration may be formed at a location adjacent to the contact portion. Since this oil repellent treatment part is for repelling the lubricant and pushing the lubricant to adjacent locations, the width or width of the oil repellent treatment part is determined by whether the lubricant or its oil droplets are The width or width is such that the oil-repellent portion is not covered across the surface, and this can be determined by experiment according to the lubricant to be used. Further, the oil repellent portion may be formed in an annular shape so as to surround the contact portion, or may be formed only on one side (one side portion) sandwiching the contact portion, and further, a part thereof is opened. It may be formed in an annular shape.
したがって、このような構成の潤滑構造においては、接触部は相対的に親油性となり、これに隣接する撥油処理部は撥油性となるので、接触部の潤滑油は撥油処理部ではじかれて接触部に押しとどめられる。すなわち、潤滑油が接触部に積極的に保持されるので、潤滑不足や油膜切れなどを回避もしくは抑制し、効果的な潤滑を行うことができる。また、接触部に向けて降りかけられ、あるいは供給された潤滑油のうち撥油処理部に到達した潤滑油の一部は、撥油処理部ではじかれて、これに隣接する接触部に押しやられるので、接触部に対する潤滑油の供給が促進され、この点においても効果的な潤滑を行うことができる。すなわち、接触部に対する潤滑油の供給や油膜の形成に、撥油処理部が積極的に機能する。また、撥油処理部には潤滑油が付着しにくいので、撥油処理部による潤滑油の引き摺りや撹拌が生じにくく、その結果、いわゆる撹拌抵抗やそれに伴う動力損失を低減することができる。 Therefore, in the lubrication structure having such a configuration, the contact portion is relatively oleophilic and the oil repellent treatment portion adjacent to the contact portion is oil repellency, so that the lubricating oil in the contact portion is repelled by the oil repellent treatment portion. To be held in the contact area. That is, since the lubricating oil is positively held at the contact portion, it is possible to avoid or suppress insufficient lubrication, oil film breakage, etc., and perform effective lubrication. In addition, a part of the lubricating oil that has descended toward the contact portion or has reached the oil repellent treatment portion is repelled by the oil repellent treatment portion and pushed to the contact portion adjacent thereto. Therefore, the supply of the lubricating oil to the contact portion is promoted, and effective lubrication can be performed also in this respect. That is, the oil-repellent treatment part functions positively for supplying lubricating oil to the contact part and forming an oil film. In addition, since the lubricating oil is difficult to adhere to the oil repellent portion, the lubricating oil is hardly dragged or stirred by the oil repellent portion, and as a result, so-called stirring resistance and accompanying power loss can be reduced.
図1に、この発明をはすば歯車に適用した例を模式的に示してある。図1には一つの歯1の歯面2を、その歯面2に垂直な方向から見た状態を示してあり、図1での上端部が歯先Aであり、図1での下端部が歯元Dである。はすば歯車は、歯が中心軸線に対してねじれた位置関係となるように形成された歯車であり、したがって駆動側の歯車と従動側の歯車との歯の噛み合いが、幅方向での一端部で開始し、その噛み合い箇所が他方の端部に向けて変化し、かつ歯先A側から歯元D側に、あるいは歯元D側から歯先A側に変化する。図2にはその噛み合い箇所を歯面2上の線で示してある。
FIG. 1 schematically shows an example in which the present invention is applied to a helical gear. FIG. 1 shows a state in which a
歯面同士が実際に接触する箇所は、図2の線で示す幅よりも広い幅の領域であり、当該領域がこの発明における接触部3に相当する。この接触部3に隣接する非接触部に、撥油処理を施した撥油処理部4が設けられている。図1にはクロスハッチングを付した領域として記載してある。この撥油処理部4が設けられている非接触部は、歯面2の一部であって、歯1同士の接触が生じない箇所である。そして、撥油処理部4は、潤滑油が跨いで覆われることのない幅で、かつ接触部3の外周側の全体を囲うように環状に形成されている。なお、図1には一枚の歯1について記載してあるが、接触部3を取り囲んだ状態の撥油処理部4は、互いに噛み合う駆動側および従動側の歯車における全ての歯に形成されていることが好ましい。
The location where the tooth surfaces actually contact each other is an area having a width wider than the width indicated by the line in FIG. 2, and this area corresponds to the
したがって、図1に示すように撥油処理部4を設けた歯車では、歯面2に潤滑油が降りかかり、あるいは歯車を伝って潤滑油が歯面2に流れてくると、一旦は歯面2の全体に潤滑油が付着することがある。しかしながら、撥油処理部4ではその表面の撥油作用によって潤滑油がはじかれ、その潤滑油は撥油処理部4の両側に押しのけられる。撥油処理部4は上記のように接触部3に隣接して形成されているから、撥油処理部4から押しのけられた潤滑油の一部は、接触部3に送られる。すなわち、撥油処理部4は接触部3に対して潤滑油を供給するように作用する。一方、潤滑油はその表面張力によって、その潤滑油が付着している面に拡がろうとするが、接触部3ではそのような作用が生じるものの、接触部3に隣接する撥油処理部4では、表面張力が接触部3とは反対向きに生じ、その結果、接触部3の潤滑油は撥油処理部4に拡がることが阻止され、あるいは抑制される。
Therefore, in the gear provided with the oil
このように、歯1同士が荷重を受けて互いに接触する接触部3には、撥油処理部4における潤滑油が積極的に供給され、また接触部3における潤滑油は撥油処理部4によって接触部3に押しとどめられる。したがって、図1に示す構成では、接触部3の潤滑油のいわゆる逃げが防止され、接触部3に潤滑油あるいは油膜が維持される。すなわち、歯面2、特に歯1同士が接触する箇所の潤滑を良好に行うことができ、噛み合い時の摩擦係数μを低下させることができる。これをストライベック線図で説明すると、図3の実線は上記の撥油処理部4を設けていない歯面の摩擦係数μを示しており、また破線は上記の撥油処理部4を設けた歯面の摩擦係数μを示している。この図3に示すように、撥油処理部4を設けて接触部3に潤滑油および油膜を積極的に保持させると、流体潤滑の領域が増大し、噛み合い時の摩擦を軽減することができる。
In this way, the lubricating oil in the oil
なおまた、図1に示す構成では、フッ素系樹脂などの被膜を設けた撥油処理部4には歯車間のトルク伝達に伴う荷重が作用しないので、撥油処理部4の耐久性が優れたものとなる。さらに、撥油処理部4では潤滑油の付着やそれに伴う潤滑油の引き摺り、あるいは潤滑油に対する剪断作用が生じず、あるいは軽減されるので、潤滑油のいわゆる撹拌による抵抗を低減でき、また潤滑油の発熱や耐久性の低下を抑制することができる。そして、図1に示す構成では、撥油処理部4の面積が少なくてよいので、接触部3の潤滑を効果的に行うにあたって、低コスト化を図ることができる。
In addition, in the structure shown in FIG. 1, since the load accompanying torque transmission between gears does not act on the oil-
上記の図1に示す構成を改良した例を図4に示してある。ここに示す例は、接触部3に対する潤滑油の供給を促進し、また接触部3での潤滑油あるいは油膜の拡がりを促進するように構成した例である。具体的に説明すると、図4には、はすば歯車である駆動歯車の歯11と、これに噛み合う従動歯車の歯12とを模式的に示してあり、これらの歯11,12の互いに接近している部分が歯先A11,A12であり、これとは反対側の部分が歯元D11,D12である。そして、図4に示す例では、図4における左側から潤滑油(オイル)が供給される。その潤滑油の供給は、上記の歯車に隣接する適宜の回転部材(図示せず)が潤滑油を掻き上げることにより行われ、あるいは掻き上げられた潤滑油が流下することにより行われる。そして、各歯11,12は、潤滑油が供給される端部側から噛み合いが開始し、噛み合い箇所が図4に矢印で示すように斜め方向に変化するようになっている。
FIG. 4 shows an example in which the configuration shown in FIG. 1 is improved. The example shown here is an example in which the supply of the lubricating oil to the
各歯11,12の歯面13,14は、歯先A11,A12および歯元D11,D12ならびに歯幅方向での両端側の各エッジ部によって区画された面であり、各歯面13,14の中央部を斜めに横切るように接触部3が設けられ、その接触部3を囲うように撥油処理部4が設けられている。これら接触部3および撥油処理部4は前述した図1に示す例と基本的には同様の構成であって、噛み合い箇所の移動軌跡に沿って斜め方向に設けられている。図4に示す例では、撥油処理部4は各歯面13,14における噛み合いの開始側の端部で切り開かれていて、撥油処理が施されていない部分が、接触部3から歯幅方向での一端側(噛み合いの開始端側)のエッジ部に到るように形成されている。したがってこの撥油処理の施されていない部分がこの発明におけるオイル導入部15となっている。
The tooth surfaces 13 and 14 of the
図4に示す構成においても、接触部3に供給されて付着した潤滑油は、接触部3に隣接しかつ接触部3を囲うように設けられている撥油処理部4によってはじかれるから、接触部3からの潤滑油のいわゆる逃げが防止もしくは抑制される。また、歯面13,14に供給された潤滑油のうち撥油処理部4に到った潤滑油は、その撥油作用によって撥油処理部4から押しのけられ、その押しのけられた潤滑油の一部が接触部3に供給される。歯11,12同士が荷重を受けて接触する接触部3には、このようにして潤滑油が積極的に保持され、また供給されるので、歯11,12同士の噛み合い時における摩擦係数を低下させることができる。
Also in the configuration shown in FIG. 4, the lubricating oil supplied and adhered to the
また、図4に示す構成では、撥油処理の施されていない接触部3が、上記のオイル導入部15を介して、オイル供給側のエッジ部に繋がっていて、接触部3がオイルの供給側にいわゆる開いた(開口した)構成になっている。したがって、歯面13,14に向けて供給された潤滑油は、撥油処理部4によってはじかれずに、そのオイル導入部15を介して接触部3に導かれる。そのため、接触部3に対する潤滑油の供給が円滑化される。このようにして潤滑油が供給される箇所は、歯11,12同士の噛み合い開始点あるいはこれに近い箇所であるから、歯11,12の噛み合いの進行に伴って潤滑油は接触部3に沿って移動させられ、また押し広げられる。その方向は図4に矢印で示す方向である。このように、オイル導入部15を形成してあることにより、接触部3に対する潤滑油の供給を促進することができる。言い換えれば、歯面13,14の潤滑を効果的に行うことができる。そのため、潤滑油の総量あるいは供給量の総量を少なくしても、歯面13,14の潤滑を良好に行うことができるので、潤滑油の量を少なくしてその撹拌に伴う抵抗や動力損失を低減することができる。
In the configuration shown in FIG. 4, the
つぎにこの発明を軸受に適用した例を説明する。図5はこの発明を適用したコロ軸受の一部を示しており、インナーレース31とアウターレース32との間に、円筒状もしくは円柱状をなす複数のコロ33が配置され、これらのコロ33はリテーナ34によって保持されている。インナーレース31の外周面すなわちコロ33と接触する転動面35と、アウターレース32の内周面すなわちコロ33と接触する転動面36とのそれぞれには、コロ33に向けて凸となるクラウニングが設定されており、これに対してコロ33の外周面は単純な円筒状もしくは円柱状あるいはテーパー状を成している。したがって、クラウニング面である各転動面35,36はコロ33の外周面のうち軸線方向でのほぼ中央部に接触しており、コロ33の外周面のうち軸線方向での両端側の部分は、転動面35,36に接触してない。これは、相対的に動作するコロ33とインナーレース31との接触面積や、コロ33とアウターレース32との接触面積を少なくして動力損失を低減するためである。
Next, an example in which the present invention is applied to a bearing will be described. FIG. 5 shows a part of a roller bearing to which the present invention is applied. Between the
したがって、図5に示す例では、コロ33の外周面のうち各転動面35,36と荷重を受けて接触する中央部の部分が接触部37となっている。そして、この接触部37に隣接する軸線方向での両端側の部分、すなわちコロ33の外周面のうち転動面35,36と接触しない箇所に撥油処理が施され、ここに撥油処理部38が形成されている。
Therefore, in the example shown in FIG. 5, the
したがって図5に示す軸受では、インナーレース31とアウターレース32との間に供給された潤滑油はそれぞれの転動面35,36およびコロ33に付着する。コロ33の外周面に付着した潤滑油のうち撥油処理部38に到った潤滑油は、その撥油作用によって撥油処理部38から押しのけられ、その一部は接触部37に供給される。また、接触部37の潤滑油は、接触部37に隣接する撥油処理部38によってはじかれるから、接触部37の外に拡がり出ることが防止もしくは抑制される。このように、図5に示す軸受におけるコロ33においても、前述した図1あるいは図4に示す歯車の歯面と同様に、撥油処理部38の作用によって、接触部37に潤滑油が積極的に供給され、また保持される。そのため、前記各転動面35,36にクラウニングが付けられていてコロ33との接触圧力が高くなっているとしても、潤滑油が十分に供給され、また保持されることにより、境界潤滑状態が拡大し、摩擦係数を低減できる。その結果、クラウニングによる効果と相まって動力損失を低減できるとともに耐久性を向上させることができる。また、前述した歯車の例と同様に、潤滑油の撹拌やそれに伴う抵抗や動力損失を低減することができる。
Therefore, in the bearing shown in FIG. 5, the lubricating oil supplied between the
なお、図5に示す構成では、コロ33はインナーレース31とアウターレース32との間に挟み込まれ、またその軸線方向の両端側に撥油処理部38が形成されているから、油膜を形成し、またその油膜を保持する必要のある接触部37が、軸受の周囲の潤滑油に対して遮蔽された状態もしくはこれに近い状態になる。その遮蔽状態を解消するためには、図6に示すように構成することが好ましい。すなわち、図6において、コロ33は円錐コロであって、その中心軸線が軸受の中心軸線に対して所定の角度傾斜した状態に保持されている。そのコロ33の外周面のうち軸線方向での一方の端部側に撥油処理部38が設けられ、これとは反対の端部側には撥油処理が施されておらず、接触部37と同様の親油性となるように構成されている。この親油性のある部分がこの発明におけるオイル導入部に相当している。なお、撥油処理部38は、軸受の回転中心に対して公転半径が大きい端部側に形成し、撥油処理を施さない端部は、軸受の回転中心に対する公転半径が相対的に小さい端部であることが好ましい。
In the configuration shown in FIG. 5, the
上記のインナーレース31とアウターレース32との間に相対回転が生じると、コロ33が回転するから、コロ33の軸線方向での両端部における回転半径が相違するので、コロ33や転動面35,36に付着している潤滑油には、軸受の回転中心に対する半径の大きい箇所に向けて流れる力が作用する。それに伴って、コロ33における回転半径が相対的に小さい端部側から潤滑油が入り込み、これを回転半径が相対的に大きい端部側に流す作用が生じる。このようにして潤滑油が流れ込むコロ33の一端部側には、撥油処理が施されていないので、接触部37に対する潤滑油の流入もしくは供給が円滑に行われる。これに対して、潤滑油が流出する端部側すなわち回転半径が大きい端部側には撥油処理部38が形成されているので、当該端部側に接触部37から流れる潤滑油は撥油処理部38ではじかれて押しとどめられる。すなわち、接触部37からの潤滑油のいわゆる逃げが防止もしくは抑制される。したがって、図6に示す構成では、コロ33の接触部37に対する潤滑油の供給が促進され、また接触部37からの逃げが防止もしくは抑制されるので、潤滑油や油膜を接触部37に効果的に形成させ、また保持することができ、その結果、潤滑性能が向上して動力損失を低減でき、また耐久性を向上させることができる。
When relative rotation occurs between the
この発明の更に他の例を説明する。図7に示す例は、この発明を適用したシール部の例であり、液密性を保持するためのシール材41がケーシング(図示せず)の開口部に取り付けられている。そのシール材41のリップ部42の内径が最も小さく、そのリップ部42の内周面に摺接するように軸43が配置されている。図7では、その左側がケーシングの内部であり、潤滑油で満たされ、あるいは潤滑油が飛散しもしくは流動している。これに対して図7での右側がケーシングの外部であり、一例として大気に開放されている。
Still another example of the present invention will be described. The example shown in FIG. 7 is an example of a seal portion to which the present invention is applied, and a
したがって、前記リップ部42の内周面が軸43に摺接していることにより、潤滑油がケーシングから外部に漏洩しないように液密性が維持されている。軸43は回転軸であり、あるいは軸線方向に前後動するスライド軸であって、その外周面のうち前記シール材41のリップ部42が摺接する箇所が接触部44となっている。その接触部44に隣接する箇所、より具体的には軸43の外周面のうちケーシングの内部に位置する部分であって前記接触部44に隣接する箇所に、撥油処理を施した撥油処理部45が設けられている。この撥油処理部45は所定の幅の帯状に軸43の全周に形成されている。言い換えれば、接触部44に隣接する箇所であっても大気に開放されている箇所には撥油処理が施されていない。
Therefore, the inner peripheral surface of the
したがって図7に示すように構成した場合には、シール部の近傍の潤滑油は、軸43における撥油処理部45によってはじかれるので、その潤滑油の一部はシール材41のリップ部42に接触している接触部44に供給される。また、接触部44における潤滑油はこれに隣接する撥油処理部45によってはじかれ、接触部44の潤滑油のいわゆる逃げが防止もしくは抑制される。このようにして接触部44には潤滑油が積極的に供給され、また保持されるので、軸43とシール材41との間の摩擦抵抗が低減され、動力損失や発熱、それに伴うシール材41や潤滑油の耐久性の低下を防止もしくは抑制することができる。また、撥油処理部45には潤滑油が付着しにくく、また離れやすいので、軸43が回転したり前後動することに伴う潤滑油の撹拌や引き摺りが軽減され、この点においても動力の損失を防止もしくは抑制することができる。
Accordingly, when configured as shown in FIG. 7, the lubricating oil in the vicinity of the seal portion is repelled by the oil
なお、上述した各具体例では、撥油処理部は接触部に隣接する箇所でかつ他の部材に摩擦接触しない箇所に形成したが、この発明では、そのような構成に加えて、互いに接触する二つの面のいずれか一方に撥油処理を施して撥油処理部を形成してもよい。例えば駆動歯車と従動歯車とのいずれか一方の歯面における接触部には撥油処理を施さず、かつ他方の歯面における接触部に撥油処理を施す。このような構成であっても一方の接触部には潤滑油が積極的に供給されるとともに油膜が保持されるから、潤滑に支障を来すことはない。また、他方の歯面の接触部では潤滑油がはじかれるので、当該接触部での潤滑油の引き摺りが緩和され、それに伴って潤滑油の引き摺りを要因とする抵抗や動力損失を低減することができる。 In each of the specific examples described above, the oil-repellent treatment portion is formed at a location adjacent to the contact portion and not in frictional contact with other members, but in the present invention, in addition to such a configuration, they are in contact with each other. An oil repellent treatment portion may be formed by applying an oil repellent treatment to any one of the two surfaces. For example, the oil repellent treatment is not performed on the contact portion on one tooth surface of the drive gear and the driven gear, and the oil repellent treatment is performed on the contact portion on the other tooth surface. Even in such a configuration, the lubricating oil is positively supplied to one of the contact portions and the oil film is held, so that the lubrication is not hindered. In addition, since the lubricating oil is repelled at the contact portion of the other tooth surface, dragging of the lubricating oil at the contact portion is mitigated, and accordingly, resistance and power loss caused by dragging of the lubricating oil can be reduced. it can.
ところで、撥油処理を施せば、特許文献1に記載されているように潤滑油の付着を防止もしくは抑制し、潤滑油の撹拌や引き摺りを軽減できる。したがって、この発明においても、前述した各具体例における撥油処理部に加えて、潤滑油が接触する表面に撥油処理を施してもよい。例えば図8は一方向クラッチの例を示しており、インナーレース51とアウターレース52との間に、断面円形の複数のコロ53が挟み込まれており、これらのコロ53はリテーナ54によって一定間隔に保持されている。したがって、インナーレース51の外周面とアウターレース52の内周面とに、コロ53と接触する転動面(この発明における接触部)55,56が形成されている。そのアウターレース52における転動面56は、インナーレース51の外周面との間隔がコロ53の直径より小さい箇所と大きい箇所とを滑らかに繋いだ曲面として形成されている。
By the way, if an oil repellent treatment is performed, adhesion of lubricating oil can be prevented or suppressed as described in
したがってインナーレース51とアウターレース52との間に、各転動面55,56の間隔がコロ53の直径より小さい箇所にコロ53を挟み込む方向にトルクが作用した場合には、インナーレース51とアウターレース52とがコロ53を介して連結され、これらの間でトルクを伝達できる状態になる。すなわち、クラッチとしては係合した状態になる。これとは反対の方向にトルクが作用すると、各転動面55,56の間隔がコロ53の直径より大きい箇所にコロ53が移動するので、コロ53を介したインナーレース51とアウターレース52との連結が解かれる。
Therefore, when a torque is applied between the
このように作用する上記の各転動面55,56には、潤滑油を付着させて油膜を維持するために撥油処理が施されておらず、これに対してアウターレース52の側面や外周面などの外表面やリテーナ54の側面には撥油処理が施されている。図8には、撥油処理を施してある箇所はクロスハッチングを付して示してある。したがって、これらの撥油処理を施した箇所では潤滑油をはじいて潤滑油が付着しないので、いわゆる撹拌抵抗や引き摺り抵抗を低減することができる。
Each of the rolling surfaces 55 and 56 acting in this way is not subjected to an oil repellent treatment in order to maintain the oil film by adhering lubricating oil. The outer surface such as the surface and the side surface of the
1,11,12…歯、 2,13,14…歯面、 A,A11,A12…歯先、 D,D11,D12…歯元、 3,37,44…接触部、 4,38,45…撥油処理部、 15…オイル導入部、 31…インナーレース、 32…アウターレース、 33…コロ、 34…リテーナ、 35,36…転動面、 41…シール材、 42…リップ部、 43…軸。 1,11,12 ... tooth, 2,13,14 ... tooth surface, A, A11, A12 ... tooth tip, D, D11, D12 ... tooth base, 3, 37, 44 ... contact part, 4, 38, 45 ... Oil repellent treatment part, 15 ... Oil introduction part, 31 ... Inner race, 32 ... Outer race, 33 ... Roller, 34 ... Retainer, 35, 36 ... Rolling surface, 41 ... Sealing material, 42 ... Lip part, 43 ... Shaft .
Claims (8)
前記二つの部材のうちの少なくともいずれか一方の部材のうち、当該一方の部材における前記接触部に隣接する箇所に潤滑油をはじく撥油処理が施された撥油処理部が形成されていることを特徴とする潤滑構造。 In a lubrication structure that lubricates by forming an oil film at a contact portion where two relatively moving members apply a load and contact each other,
Of at least one of the two members, an oil-repellent treatment portion that has been subjected to an oil-repellent treatment that repels lubricating oil is formed at a location adjacent to the contact portion of the one member. Lubrication structure characterized by
前記接触部と前記エッジ部の少なくとも一部とに繋がり、かつ前記撥油処理が施されていないオイル導入部が更に設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の潤滑構造。 The contact portion is provided on the surface of a predetermined flat surface portion or curved surface portion with the edge portion as a boundary,
The lubricating structure according to claim 1, further comprising an oil introduction portion that is connected to the contact portion and at least a part of the edge portion and is not subjected to the oil-repellent treatment.
前記接触部は、前記コロに向けた凸曲面に形成されて前記コロに接触するクラウニング面と、円筒状をなす前記コロの外周面とを含み、
前記撥油処理部は、前記コロの外周面のうちその軸線方向での少なくともいずれか一方の端部側でかつ前記クラウニング面に接触しない箇所に形成されている
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の潤滑構造。 The two members include an inner race or an outer race and a roller that rolls in contact with the inner race or the outer race,
The contact portion includes a crowning surface that is formed on a convex curved surface facing the roller and contacts the roller, and an outer peripheral surface of the roller that has a cylindrical shape,
2. The oil repellent treatment portion is formed on a portion of the outer peripheral surface of the roller that is at least one end in the axial direction and does not contact the crowning surface. 4. The lubricating structure according to any one of 4 above.
前記撥油処理部は、前記軸部材の外周面のうち前記シール材が接触する接触部に隣接しかつ前記ハウジングの内側に位置する部分に設けられている
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか記載の潤滑構造。 The two members are arranged in a predetermined housing, and rotate or move in the axial direction to contact the outer peripheral surface of the shaft member and shut off the inside and the outside of the housing in a liquid-tight state. Including sealing material,
5. The oil repellent treatment portion is provided in a portion of the outer peripheral surface of the shaft member that is adjacent to a contact portion with which the sealing material contacts and is located inside the housing. The lubricating structure according to any one of the above.
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