JP2017042720A - 高粘性流体の塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の塗布方法でグリースを塗布した場合、シールやシールド板を圧入した際にグリースがシールやシールド板に押し潰され、グリースがボールや保持器に接触して軸受の回転トルクが許容値以上に増大する。
【解決手段】ワーク台に載置されたワークと、一端に中空のニードルを備え、高粘性流体が充填されたシリンジとを有し、前記ニードルを通して前記高粘性流体を吐出してワークの所定の部位に塗布する塗布装置において、前記ニードルは先端部において、長手方向に直交する平面における断面形状が凹形状であることを特徴とする、高粘性流体の塗布装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受の組立において、グリースなどの高粘性流体を塗布する装置に関する。

機械の製造工程においては、部品（以下、ワークと呼ぶ）に対して接着剤やグリース等の潤滑剤を定められた位置に塗布する作業が行われている。例えば、自動車の窓ガラスの取り付け工程では、窓ガラスの外縁部にそってディスペンサーを移動させながら接着剤を吐出して、車体に取り付けた際にはみ出さないよう必要最低限の量の接着剤を塗布している（特許文献１参照）。また、転がり軸受の製造においては、軌道輪または保持器の所定の部位に規定量のグリースを塗布する必要があり、様々な塗布方法を用いた設備が使用されている（特許文献２参照）。

特開２０１１−５６５１０号公報 特開２００４−２８６０６１号公報

転がり軸受の製造において、特に小径の軸受では軌道輪の所定の空間内に正確にグリースを塗布する必要がある。従来の塗布装置においては円環状のスリットノズルを用いる方法や、円形断面の針状ノズルを装着したディスペンサーを用いる方法などが採用されていた。

しかしながら、従来の塗布方法でグリースを塗布した場合、塗布後のグリースの上部が丸みを帯びてしまうため、特に小径の軸受においては後工程にてシールやシールド板を圧入した際にグリースの上部がそれらに接触して押し潰され、グリースがボールや保持器に触れて軸受の回転トルクが許容値以上に増大するという課題があった。

本発明は上記の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、塗布後のグリースの断面形状を凹形状とすることで、シールやシールド板を圧入した場合でもグリースとボールと接触せず、したがって軸受の回転トルクが増大するのを防止することができるグリースの塗布装置を提供することにある。

本発明の目的は、下記の構成により達成される。
（１）ワーク台に載置されたワークと、一端に中空のニードルを備え、高粘性流体が充填されたシリンジとを有し、前記ニードルを通して前記高粘性流体を吐出してワークの所定の部位に塗布する塗布装置において、前記ニードルは先端部において、長手方向に直交する平面における断面形状が凹形状であることを特徴とする、高粘性流体の塗布装置。
（２）前記ワーク台は回転軸を有し、前記ワークを回転軸回りに回転させつつ、前記ニードルを通して前記高粘性流体を前記ワークに塗布する、（１）に記載した高粘性流体の塗布装置。

本発明に係る塗布装置によれば、塗布後のグリースの断面が凹形状となるので、シールやシールド板を圧入した際にグリースがボールと接触せず、したがって軸受の回転トルクが増大するのを防止することができる。

本発明に係るグリース塗布装置を示す図面である。 一般的な転がり軸受の構造を示す図面である。 ニードルの形状を示す図面である。 ニードルの配置を示す図面である。 グリースの塗布位置を示す図面である。 グリースがシールドに塗布されるプロセスを示す図面である。 ワーク台の構造を示す図面である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。塗布すべき高粘性流体として軸受の潤滑用グリースを例にして説明する。図２に示すように、グリースの塗布対象シールドＷである転がり軸受１は、内輪２と外輪３、及びそれらに設けられた軌道面に挟まれた空間に周方向に等間隔に配置された複数の玉５と、それらの玉５の間隔を保つための保持器６と、からなる。

図１に示すように、グリース塗布装置１０は、塗布対象であるシールドＷを載置した状態で回転させるワーク台１１が設けられており、ワーク台１１はモータ１２とスピンドル１３によって回転可能となっている。ワーク台１１の上方にはグリースを吐出するディスペンサー２０が設置されている。ディスペンサー２０はシールドＷの径方向および軸方向に移動可能なよう、２つの直動機構４０、４１によって支持されており、シールドＷのサイズに合わせて最適な位置にグリースを吐出することができる。

ディスペンサー２０は所定量のグリースを吐出する機能を有する。ディスペンサー２０の作動形式としては、一般的にはエア式と電動式に大別できる。エア式は先端に中空のニードル２１を設けたシリンジ２３の内部にグリースを収め、グリースの上面をピストン２４で加圧するものである。エア式はさらに、ピストン２４の背面に高圧エアを直接作用させる形式と、ピストン２４をエアシリンダ２５で押す形式とがある。

電動式のディスペンサーにはポンプをモータで駆動してグリースを吐出するものや、ピストンをモータで駆動されたネジ機構により前進させ、グリースを加圧してニードル２１から吐出するものがある。電動式はエア式よりも吐出量の精度は高いが高価であることが多いので、必要な精度やコストを勘案してディスペンサー２０の作動形式を決める。

ディスペンサー２０には、大量のシールドＷに対して連続して吐出動作を行えるよう、大きなグリースタンク２６と、そのグリースをディスペンサー２０に供給するグリースポンプ２７を備えている場合もある。グリースタンク２５に収容されたグリースはシリンジ２３内のグリースが減少するとグリースポンプ２７によってシリンジ２３に送られる。

次に本発明に係る高粘性流体の塗布装置について、塗布動作の説明を行う。シールドＷは図示しない搬送装置によってワーク台１１に、シールドＷの中心とワーク台１１の回転中心とが同軸となるよう載置される。

そして、直同機構４０、４１によってニードル２１の先端を塗布すべき位置に移動させる。シールドＷの寸法や塗布位置は予め制御装置３０に登録されており、シールドＷの型番を入力することで、ニードル２１を自動で適切な位置に移動させることができる。

ニードル２１の移動が完了するとモータ１２が回転し、ワーク台１１に載置されたシールドＷが回転する。ワーク台１１の回転が一定の速度に達するとディスペンサー２０がグリースの吐出を開始し、シールドＷが正確に１回転した後、吐出を停止する。この後、ワーク台１１が停止して、図示しない搬送装置がシールドＷを後工程に搬送する。

本発明に係る高粘性流体の塗布装置は、図３に示すようにニードル２１の吐出方向に直交する断面が凹形状であることを特徴とする。断面の向きは、図４に示すように上方から見たニードル２１とシールドＷの相対移動方向Ｄに対して、凹み部分が下流に向くようにする。

次に、このような断面形状とすることの効果を説明する。シールドＷを回転させつつニードル２１からグリースを吐出すると、鉛直方向下向きに吐出されたグリースがシールドＷの塗布位置に付着して円周方向に移動する。付着位置は図５に示すように、シールドＷを外輪３に圧入した際に玉５に対応する位置としている。

図６に示したＸ−Ｙ−Ｚ座標系はこのグリースが付着した位置を原点とし、Ｘ軸をシールドＷの径方向に、Ｙ軸をシールドＷの周方向に、さらにＺ軸をワーク台１１の回転軸方向に取ったものであり、この座標系においてニードル２１から吐出された時点ではグリースのＸ−Ｙ平面における断面形状はニードル２１と同様の凹形状である。

ニードル２１から吐出されたグリースは上記のＸ−Ｙ−Ｚ座標系の原点に相当する位置でシールドＷに付着し、ワーク台１１の回転に伴ってＹ軸方向に移動する。その際、グリースの上記の凹形状の断面形状はＸ−Ｚ平面に平行な面における断面形状に変換される。すなわち、シールドＷに付着したグリースのＸ−Ｚ平面における断面がニードル２１の断面形状に類似する凹形状となる。

ニードル２１からの吐出速度Ｖ１と、ニードル２１とシールドＷの相対速度Ｖ２が等しい場合は塗布後のグリースの断面形状はニードル２１の断面形状と概ね等しくなるが、Ｖ１がＶ２よりも小さい場合はシールドＷに付着したグリースはシールドＷの回転軸方向に関して厚みが薄くなる。Ｖ１とＶ２の速度差を任意に設定することでシールドＷに付着させるグリースの体積や断面形状をコントロールすることができる。

図７に示すように、ワーク台１１にはシールドＷを吸着固定するためのスリットＳが設けられている。スリットＳは図示しない外部の負圧源５０に接続されおり、シールドＷを載置後、負圧源５０の負圧を利用してシールドＷをワーク台１１の載置面に吸着固定する。なお、スリットＳに代えて小径孔を用いることもできる。

ワーク台１１の回転中心と玉入れ後の転がり軸受１を同軸配置させ、両者を回転軸に沿った方向に接近させることができるような構造とする。さらに、ワーク台１１の外径ｄ１をシールドＷの外径ｄ２よりも小さくすることにより、グリスを塗布したシールドＷをワーク台１１に吸着固定したまま軸受の外輪３に圧入することができる。

１ 転がり軸受
２ 内輪
３ 外輪
５ 玉
６ 保持器
１０ グリース塗布装置
１１ ワーク台
１２ モータ
１３ スピンドル
２０ ディスペンサ
２１ ニードル
２３ シリンジ
２４ ピストン
２５ エアシリンダ
２６ グリースタンク
２７ グリースポンプ
３０ 制御装置
４０、４１ 直動機構
Ｗ シールド

Claims (4)

1. 高粘性流体が充填されるシリンジと、このシリンジの一端に取り付けられる中空のニードルからなり、前記ニードルを通して前記高粘性流体を吐出し、ワークの所定の部位に塗布する塗布装置において、前記ニードルは先端部において、長手方向に直交する平面における断面形状が多角形であることを特徴とする、高粘性流体の塗布装置。
2. 前記ニードルの断面形状が略四角形であることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 高粘性流体が充填されるシリンジ及びこのシリンジの一端に取り付けられる中空のニードルからなり、前記ニードルを通して前記高粘性流体を吐出する塗布装置と、ワークを回転可能に載置するワーク台と、それらを制御する制御装置を少なくとも含む高粘性流体の塗布装置であって、前記ワークを回転させつつ前記ニードルから前記高粘性流体を吐出して前記ワークの所定の部位に前記高粘性流体を塗布することを特徴とする塗布装置。
4. 前記ニードルは、先端部において、長手方向に直交する平面における断面形状が略四角形であり、前記略四角形の少なくとも一対の辺は前記ニードルと前記ワークの相対移動の方向と直交する方向に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の塗布装置。

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