JP2010286093A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経時的に硬化したグリス等の潤滑剤を容易に排出することができ、潤滑剤の補給作業が容易に行える軸受装置を提供する。
【解決手段】本発明による軸受装置１は、外部軸受カバー３０に、第１排出孔３３と交差して外部軸受カバー３０を貫通する貫通孔３６を形成し、その貫通孔３６の一方を第２排出孔３５、他方を挿入孔３４とし、挿入孔３４に挿入され、第２排出孔３５側へ貫通孔３６の貫通方向に移動可能な排出棒３７を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、潤滑剤を補給可能な潤滑剤補給式の軸受装置に関する。

従来、電動機等の回転軸の支持に用いられる軸受を備える軸受装置が知られている。また、このような軸受装置では、軸受にかかる摩擦力を低減する等の目的で、グリス等の潤滑剤を軸受に供給可能とする潤滑剤補給式の軸受装置も知られている。潤滑剤補給式の軸受装置には、潤滑剤を注入する注入孔と、潤滑剤を排出可能な排出孔が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−７８８０号公報

このような潤滑剤補給式の軸受装置を電動機等の回転軸に用いた場合、その電動機の運転を長期間運転停止した後に再び電動機を運転しようとすると、軸受装置内に残っていたグリスが経時的に硬化して排出孔内等に詰まってしまい、新しいグリスの補給が円滑に行えないという問題が生じていた。
このとき、電動機を起動し、軸受内部の温度が上がれば、グリスが軟化して流動性が高まり、グリスが流れやすくなる。しかし、それまでの間、軸受へのグリスの補給は不十分であり、摩擦力が高い状態で軸受が作動することになる。そのため、軸受が磨耗して軸受の寿命が短くなるという問題がある。
また、上記のような軸受の磨耗を防止するために、硬化した古いグリスを排出しないまま過剰にグリスを補給すると、グリスが軸受装置から電動機内部等へ流出し、電動機の駆動に影響を与えるという問題がある。
さらに、排出孔から棒等を挿入し、無理に硬化したグリスを掻き出そうとすると、軸受装置内部が損傷するおそれがあるという問題がある。

本発明は、経時的に硬化したグリス等の潤滑剤を容易に排出することができ、潤滑剤の補給作業が容易に行える軸受装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

請求項１の発明は、回転軸（１０）を支持する軸受（２０）と、前記軸受を収納する軸受カバー部材（３０，４０，５０）と、前記軸受カバー部材の上方に設けられ、潤滑剤を注入する注入孔（３１）と、前記軸受カバー部材の下方に設けられ前記潤滑剤を排出する第１の排出孔（３３）と、前記第１の排出孔と交差して前記軸受カバー部材を貫通する貫通孔（３６）と、前記貫通孔の一方の開口（３４）に挿入され、前記貫通孔の貫通方向に移動可能な棒部材（３７）と、を備える軸受装置（１）である。

請求項２の発明は、前記棒部材（３７）の前記貫通孔（３６）に対する移動範囲を規制する移動規制部（３４ａ，３７ａ，３８）を備えること、を特徴とする請求項１に記載の軸受装置（１）である。

請求項３の発明は、前記貫通孔（３６）の貫通方向に垂直な断面において、前記貫通孔の一方の開口（３４）の断面積に比べ、前記貫通孔の他方の開口（３５）の断面積の方が大きいこと、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の軸受装置（１）である。

請求項４の発明は、前記軸受カバー部材（３０，４０，５０）は、前記回転軸（１０）の軸心（Ｏ）に直交する面を保護する外部軸受カバー（３０）及び内部軸受カバー（４０）と、前記軸受の外周面を支持する軸受箱（５０）とを備え、前記第１の排出孔（３３）及び前記貫通孔（３６）は、前記外部軸受カバー（３０）に形成されていること、を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の軸受装置（１）である。

請求項５の発明は、前記第１の排出孔（３３）は、該軸受装置の使用状態における鉛直方向下側へ開口し、前記貫通孔（３６）は、該軸受装置の使用状態における水平方向に形成されていること、を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の軸受装置（１）である。

本発明によれば、硬化した古い潤滑剤を容易に排出することができ、グリス等の潤滑剤の補給作業が容易に行えるという効果を奏することができる。また、本発明によれば、グリス等の潤滑剤の過剰補給を防止でき、潤滑剤の不足や無理に硬化した潤滑剤を掻き出すことによる軸受の損傷を防止できる。さらに、軸受自体に加工を施すことなく、軸受カバーのみを加工すればよいので、製造が容易である。

本発明の軸受装置の実施形態を説明する図である。 本発明の軸受装置のグリス排出方法を説明する図である。 本発明の排出棒の変形形態を説明する図である。

以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
なお、図１を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。

図１は、軸受装置の実施形態を説明する図である。
図１（ａ）は、軸受け装置を回転軸の軸心方向から見た平面図であり、図１（ｂ）は、図（ａ）に示す直線Ｌに沿って切断した断面を、矢印Ａに沿って見た断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す直線Ｌに沿って切断した断面を、矢印Ｂに沿って見た断面図である。なお、図１（ａ）〜（ｃ）において、紙面上方は、この軸受装置１の使用状態における鉛直方向上側である。
軸受装置１は、グリス等の潤滑剤を補給可能な潤滑剤補給式の軸受装置であり、回転型の電動機の動力を外部へ伝導する回転軸１０に設けられている。軸受装置１は、回転軸１０を保持する軸受２０、軸受２０を保護する外部軸受カバー３０及び内部軸受カバー４０、軸受２０の外周面を保持する軸受箱５０、軸受箱５０を支持するエンドブラケット６０等を備えている。
この軸受装置１は、図１（ｂ），（ｃ）に示す矢印Ｃ方向が、電動機の内部側となるように、電動機の端部に配置されている。また、この軸受装置１は、潤滑剤としてグリスを用いている。

回転軸１０は、電動機を起動することにより、不図示の回転子ともに一体となって軸心Ｏを中心として回転するシャフト状の部材である。本実施形態では、その軸心Ｏが水平方向となるように配置されている。
軸受２０は、転がり軸受であり、内輪２１と、外輪２２と、これらの間に配置される転動体２３等を備えている。軸受２０の内輪２１は、回転軸１０と嵌合して回転軸１０を支持し、かつ、回転軸１０と一体となって回転可能である。また、軸受２０の外輪２２は、軸受箱５０によってその外周面を支持されている。

外部軸受カバー３０は、回転軸１０の軸心Ｏ方向において軸受２０の電動機外部側に配置され、軸受２０を保護する部材である。外部軸受カバー３０は、略円環形状であり、その中空部分に回転軸１０が挿入されている。また、本実施形態の外部軸受カバー３０は、軸受箱５０にボルト７１によって固定されている。
外部軸受カバー３０は、グリス注入孔３１、グリス導入路３２、第１排出孔３３、挿入孔３４、第２排出孔３５、排出棒３７、ばね３８等を備えている。

グリス注入孔３１は、潤滑剤であるグリスを軸受装置１内部へ注入可能な注入孔であり、軸受装置１の使用状態において、外部軸受カバー３０の上方（回転軸１０の軸心Ｏよりも上方）となる位置に形成されている。グリス注入孔３１の先端の開口部には、グリスニップル３１ａが設けられている。
グリス導入路３２は、外部軸受カバー３０の軸受２０側の面に形成された略円環形状の溝であり、グリス注入孔３１から注入されたグリスを軸受２０へ導入する空間である。

第１排出孔３３は、グリスを軸受装置１外部へ排出可能な排出孔であり、軸受装置１の使用状態において、外部軸受カバー３０の下方（回転軸１０の軸心Ｏよりも下方）に、下方側へ開口して形成されている。また、第１排出孔３３は、グリス導入路３２とその空間が繋がっている。本実施形態では、図１（ａ）に示すように、軸受装置１の使用状態において、グリス注入孔３１と第１排出孔３３とは、回転軸１０の軸心Ｏを通り鉛直方向に伸びる直線Ｌ上に位置している。
この第１排出孔３３には、その開口を閉塞可能な第１蓋部３３ａが設けられている。この第１蓋部３３ａは、第１排出孔３３の開口部分に着脱可能であり、通常時は、この第１蓋部３３ａを外して第１排出孔３３を開放することにより、グリスを排出できる。

挿入孔３４、第２排出孔３５は、第１排出孔３３に交差する方向に、外部軸受カバー３０を貫通して形成された貫通孔３６の両端部である。貫通孔３６は、鉛直方向下側へ開口する第１排出孔３３に対して垂直な方向（軸受装置１の使用状態における水平方向）であって、回転軸１０の軸心Ｏに垂直な方向に形成されている。また、挿入孔３４及び第２排出孔３５は、回転軸１０の軸心Ｏに平行な方向における断面形状がともに略円形であり、その中心が一致している。

挿入孔３４は、外部軸受カバー３０の外部から第１排出孔３３へ貫通した孔である。挿入孔３４の開口部分には、外部軸受カバー３０の外部から、排出棒３７が挿入されている。また、挿入孔３４の開口部分には、その周囲に鍔状のばね止め部３４ａが形成されている。
第２排出孔３５は、第１排出孔３３から外部軸受カバー３０の外部へ貫通した孔である。第２排出孔３５には、その開口部分に着脱可能であり、開口を閉塞可能な第２蓋部３５ａが設けられている。
挿入孔３４及び第２排出孔３５は、回転軸１０の軸心Ｏに平行な方向における断面形状が、略円形である。また、回転軸１０の軸心Ｏに平行な方向において、第２排出孔３５の断面積は、挿入孔２４の断面積よりも大きく形成されている。

排出棒３７は、略円筒形状の棒部材であり、一方の端部近傍に鍔状のばね止め部３７ａが形成されている。排出棒３７は、スプリングバネであるばね３８の中空部分に挿入された状態で、他方の先端部３７ｂ側が挿入孔３４に挿入されている。排出棒３７の径は、挿入孔３４の径に略等しいか、若干小さく形成されている。
この排出棒３７は、挿入孔３４内を第２排出孔３５側へ貫通孔３６の貫通方向に移動可能である。

ばね３８は、挿入孔３４の開口部分よりもその径が大きく、その一端が挿入孔３４のばね止め部３４ａに、他端が排出棒３７のばね止め部３７ａにそれぞれ係止されており、排出棒３７の挿入孔３４に対する移動範囲を規制している。
排出棒３７は、自然状態では、ばね３８によって、その先端部３７ｂが、挿入孔３４の第１排出孔３３側の先端に略等しいか、挿入孔３４内となるようにその位置が規制されており、第１排出孔３３からのグリスの排出を妨げない。また、ばね３８の弾性力に逆らって挿入孔３４へ押し込むことにより、排出棒３７は、先端部３７ｂが第２排出孔３５の開孔近傍に到達する位置まで移動可能である。
このように、ばね３８及びばね止め部３４ａ，３７ａによって排出棒３７の挿入孔３４に対する移動範囲が規制されるので、排出棒３７が、挿入孔３４から脱落したり、第１排出孔３３や第２排出孔３５から外部へ脱落したりすることを防止できる。

内部軸受カバー４０は、回転軸１０の軸心Ｏ方向において軸受２０の電動機内部側に配置され、軸受２０の電動機内部側を保護する部材である、内部軸受カバー４０は、略円環形状であり、その中空部分には回転軸１０が挿入されている。本実施形態の内部軸受カバー４０は、ボルト７２により、軸受箱５０に固定されている。
内部軸受カバー４０には、グリス導入路４１が形成されている。グリス導入路４１は、内部軸受カバー４０の軸受２０側の面に形成された略円環形状の溝であり、グリス注入孔３１から注入されたグリスを軸受２０へ導入する空間である。

軸受箱５０は、略円環形状の部材であり、その内周面が軸受２０の外輪２２の外周面と接して、軸受２０を保持している。
軸受箱５０には、ボルト７１，７２と螺合可能な不図示のねじ穴が設けられており、ボルト７１，７２とねじ穴とが螺合することにより、外部軸受カバー３０及び内部軸受カバー４０が軸受箱５０に固定されている。そして、この軸受箱５０と、外部軸受カバー３０及び内部軸受カバー４０とによって形成される空間内に、軸受２０が収納された形態となっている。
エンドブラケット６０は、軸受箱５０を支持する部材であり、不図示の電動機の筐体等に軸受装置１を固定している。

軸受装置１のグリス排出方法について説明する。
図２は、軸受装置のグリス排出方法を説明する図である。なお、図２では、挿入孔３４及び第２排出孔３５の中心を通り回転軸１０の軸心Ｏに垂直な面で、外部軸受カバー３０の第１排出孔３３付近を切断した軸受装置１の拡大図を示している。
軸受装置１を備える電動機を長期間停止させた後、初めて電動機を起動させるとする。このとき、図２（ａ）に示すように、軸受装置１内に注入されていたグリスＧは、粘性度が高いために、徐々に時間をかけて軸受装置１の下方へ流れ落ち、第１排出孔３３内で硬化している。
作業者は、まず、第１蓋部３３ａ及び第２蓋部３５ａを外して、第１排出孔３３及び第２排出孔３５を開放する。次に、作業者は、図２（ｂ）に示すように、排出棒３７を押して、第２排出孔３５側へ移動させる。このとき、第１排出孔３３に固化していた一部のグリスＧ１は、排出棒３７によって押し出され、第２排出孔３５から排出される。また、残ったグリスＧ２は、第１排出孔３３から排出される。

作業者が排出棒３７を離すと、ばね３８の弾性力によって、排出棒３７が自然状態の位置に戻る。先端部３７ｂは、図２（ｃ）に示すように、挿入孔３４内に位置し、第１排出孔３３側へは突出していない。
硬化した古いグリスの排出が不十分であるときは、上記の動作を適宜繰り返す。これにより、第１排出孔３３内で硬化したグリスＧを容易に取り除くことができる。硬化したグリスを取り除いた後、作業者は、第１蓋部３３ａ及び第２蓋部３５ａを第１排出孔３３及び第２排出孔３５の開口部分に取り付けて、第１排出孔３３及び第２排出孔３５の開口を閉じ、新しいグリスをグリスニップル３１ａから注入する。

以上のように、本実施形態によれば、硬化したグリスを、容易に排出することができ、新しいグリスの補給作業が容易に行える。
また、第１排出孔３３側から棒等を軸受装置１内に挿入して硬化したグリスを掻き出す必要がなく、第１排出孔３３側から挿入された棒等によって軸受装置１の内部を損傷することがない。
さらに、グリスの過剰補給を防止でき、過剰補給されたグリスが電動機内部側へ漏れて、電動機の駆動に影響を与えるおそれがない。
その上、軸受２０自体に加工を施すことなく、外部軸受カバー３０に既存の第１排出孔３３に交差する方向に貫通孔３６（挿入孔３４及び第２排出孔３５）を形成し、排出棒３７を設けるだけでよいので、軸受装置１の大幅な設計変更が不要であり、製造が容易であり、生産コストも抑えられる。

しかも、第２排出孔３５は、挿入孔３４よりもその径が大きく形成されているので、古いグリスを排出しやすい。
加えて、排出棒３７の径は、挿入孔３４の径に略等しいので、挿入孔３４から粉塵等が軸受装置１の内部に侵入し、軸受２０等を損傷するおそれがない。

（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態において、排出棒３７は、略円筒形状である例を示したが、これに限らず、グリスの排出が効率的に行えるように、第２排出孔３５側の先端部３７ｂの形状を適宜変更してもよい。
図３は、排出棒の変形形態を説明する図である。
図３（ａ）には、第２排出孔３５側となる先端部分に、略円盤形状の先端部１３７ｂを設けた排出棒１３７を示している。この先端部１３７ｂの径は、第２排出孔３５の径に略等しいか、第２排出孔３５の径よりも若干小さい。
このような形態とすることにより、グリスを押し出す面積が増え、効果的にグリスを排出することができる。
また、このような形態とすることにより、排出棒１３７の自然状態において、排出棒１３７の先端部１３７ｂは、挿入孔３４の第１排出孔３３側の開口部分を遮蔽するように位置するので、外部からの粉塵等が軸受装置１の内部に侵入して軸受２０等を損傷することを防止できる。

図３（ｂ）には、第２排出孔３５側となる先端部分に、略円錐形状の先端部２３７ｂを設けた排出棒２３７を示している。この先端部２３７ｂの円錐形状の底面の径は、第２排出孔３５の径に略等しいか、第２排出孔３５の径よりも若干小さい。
このような形態とすることにより、グリスが硬い場合であっても排出棒３７を第２排出孔３５側へ押し出すことができ、グリスを排出することができる。
また、このような形態とすることにより、排出棒２３７の自然状態において、排出棒２３７の先端部２３７ｂは、その底面が挿入孔３４の第１排出孔３３側の開口部分を遮蔽するように位置するので、外部からの粉塵等が軸受装置１の内部に侵入して軸受２０等を損傷することを防止できる。
また、排出棒３７は、略円筒形状ではなく、例えば、略楕円柱形状や四角柱形状等にしてもよい。このとき、貫通孔３６の形状も、排出棒３７の形状に合わせて適宜変更してよい。

（２）本実施形態において、排出棒３７は、挿入孔３４に対する位置を規制し、挿入孔３４からの脱落を防止する部材としてばね３８が設けられる例を示したが、これに限らず、ゴム等の弾性部材を用いてもよいし、紐状の部材等を用いてもよいし、適宜自由に選択できる。

（３）本実施形態では、潤滑剤としてグリスを用いる例を示したが、これに限らず、例えば潤滑油のようなグリスよりも粘度の低い潤滑剤においても適用できる。

（４）本実施形態では、第１排出孔３３、挿入孔３４及び第２排出孔３５は、外部軸受カバー３０に形成される例を示したが、これに限らず、例えば、内部軸受カバー４０に形成してもよい。

（５）本実施形態では、貫通孔３６は、軸受装置１の使用状態における水平方向に平行に形成される例を示したが、これに限らず、水平方向に対して角度をなす方向に形成してもよい。

（６）本実施形態では、電動機の回転軸１０に用いられる軸受装置１を例に挙げて説明したが、これに限らず、グリス等の潤滑剤を注入及び排出可能な潤滑剤補給式の軸受装置であれば、本発明を適宜適用できる。

なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１ 軸受装置
１０ 回転軸
２０ 軸受
３０ 外部軸受カバー
３１ 注入孔
３３ 第１排出孔
３４ 挿入孔
３５ 第２排出孔
３６ 貫通孔
３７ 排出棒

Claims (5)

1. 回転軸を支持する軸受と、
   前記軸受を収納する軸受カバー部材と、
   前記軸受カバー部材の上方に設けられ、潤滑剤を注入する注入孔と、
   前記軸受カバー部材の下方に設けられ前記潤滑剤を排出する第１の排出孔と、
   前記第１の排出孔と交差して前記軸受カバー部材を貫通する貫通孔と、
   前記貫通孔の一方の開口に挿入され、前記貫通孔の貫通方向に移動可能な棒部材と、
   を備える軸受装置。
2. 前記棒部材の前記貫通孔に対する移動範囲を規制する移動規制部を備えること、
   を特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 前記貫通孔の貫通方向に垂直な断面において、前記貫通孔の一方の開口の断面積に比べ、前記貫通孔の他方の開口の断面積の方が大きいこと、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の軸受装置。
4. 前記軸受カバー部材は、前記回転軸の軸心に直交する面を保護する外部軸受カバー及び内部軸受カバーと、前記軸受の外周面を支持する軸受箱とを備え、
   前記第１の排出孔及び前記貫通孔は、前記外部軸受カバーに形成されていること、
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の軸受装置。
5. 前記第１の排出孔は、該軸受装置の使用状態における鉛直方向下側へ開口し、
   前記貫通孔は、該軸受装置の使用状態における水平方向に形成されていること、
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の軸受装置。

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