JP4020416B2

JP4020416B2 - 流体潤滑剤注入装置

Info

Publication number: JP4020416B2
Application number: JP2004303080A
Authority: JP
Inventors: 展正三宅; 茂治角
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec America Corp
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: JP2005069491A

Description

本発明は、流体潤滑剤を用いた軸受装置について、その流体潤滑剤を軸受装置の軸受間隙に注入するための流体潤滑剤注入装置に関する。

シャフトと、このシャフトに外嵌されるスリーブとを備え、潤滑オイルを介して両者が相対回転支持される軸受装置として、例えば多孔質焼結合金によるスリーブ軸受や動圧発生溝を備えた動圧軸受等がある。これらの軸受装置では、シャフトとスリーブとの（軸受）間隙部に、潤滑用のオイルが介在して設けられるが、こうした軸受装置へオイルを注入する場合、シャフトとスリーブとの間隙部にオイルディスペンサを用いて注入する方法（例えば、特許文献１参照）や、シャフトとスリーブの軸受装置ごとをオイル槽に浸漬してオイルを充填する方法等がある。

特開平０６−２６９１４２号公報

オイルディスペンサを用いるオイル注入方法では、シャフトとスリーブとの（軸受）間隙寸法に対応してディスペンサの吐出開口が規定されるから、注入される軸受装置が小型化するにつれ、対応できる寸法に限界があると共に、オイル注入量が微量となりそのコントロールが困難となる。他方、シャフトとスリーブとの軸受装置ごとを、オイル槽に浸漬し、これにより（軸受）間隙内へオイルを注入する方法では、オイル槽自体を設備することが大がかりになる他、軸受装置における本来付着してほしくない部分にもオイルが付着し、このための除去に手間を要してきた。その際、予め、オイルを撥油する撥油剤を塗布することも可能であるが、その除去自体が煩雑である。

本発明は、従来技術に存した上記のような問題点に対して行われたものであって、その課題とするところは、軸受装置の小型化に対しても効率よく流体潤滑剤の注入を行なうことができ、しかも簡単な方法で手間をとらず、確実に注入することができる、流対潤滑剤注入装置を提供することにある。

上記課題を達成するために、本発明の流体潤滑剤注入装置にあっては、流体潤滑剤を介してスリーブとこのスリーブに挿入されたシャフトとが相対回転支持される軸受装置に対し、前記スリーブと前記シャフトとの間の微小間隙である軸受間隙に前記流体潤滑剤を注入する流体潤滑剤注入装置であって、オイル取り入れ部に、前記軸受間隙の鉛直方向下側開口部が対応するよう該軸受装置が上側へ向かって開口した前記オイル取り入れ部の上側に載置される注入台と、前記軸受装置を前記軸受間隙の下側開口部が前記オイル取り入れ部のみに開口する状態で前記注入台に固定するクランプ部材と、前記オイル取り入れ部を介して前記軸受間隙全体を減圧するバキュームポンプと、上側へ向かって開口した前記オイル取り入れ部から下側へ向かって開口した前記軸受間隙の下側開口部に注入されるオイルが貯蔵された貯留槽と、前記オイル取り入れ部と前記貯留槽とを接続する供給通路と、前記オイル取り入れ部と前記バキュームポンプとを接続する通気路と、前記供給通路に設けられたバルブと、前記通気路に設けられた他のバルブと、該他のバルブの前記オイル取り入れ部との反対側に接続され前記オイル取り入れ部から前記軸受間隙の下側開口部に注入されなかったオイルを回収するオイル排出槽とを備え、前記貯留槽にはこれに収容された前記流体潤滑剤の界面より下側において前記供給通路が接続され、前記オイル排出槽は前記オイル取り入れ部より低位に配置され、前記注入台に前記軸受装置が載置された後、前記供給通路の前記バルブが閉、前記他のバルブが開の状態で、前記バキュームポンプにより前記軸受間隙全体が減圧され、減圧の後、前記他のバルブが閉じられ、次に前記供給通路の前記バルブが開けられて前記貯留槽のオイルが前記軸受間隙の下側開口部に注入されることを特徴とするものである。

この場合、前記注入台における前記軸受装置の載置対応部には、前記軸受装置の前記軸受間隙の下側開口部を前記オイル取り入れ部に密封して接続するよう密封補助部材が設けられているのが望ましい。

さらに、前記オイル排出槽は、前記他のバルブと前記バキュームポンプとの間の前記通気路の途中に接続されているのがよい。

請求項１に記載の流体潤滑剤注入装置によれば、スリーブとシャフトとの間の軸受間隙を減圧してからこの軸受間隙の下側開口部に流体潤滑剤を注入することになり、このとき、軸受間隙の下側開口部が供給通路を通して貯留槽の界面下にある流体潤滑剤に通じこの界面に接する外気圧により減圧された軸受間隙との圧力差に従って貯留槽の流体潤滑剤が軸受間隙の下側開口部に引き込まれるため、軸受間隙に空気が混入することなく流体潤滑剤を容易に注入することができ、軸受装置の大きさに係わらず、しかも確実に注入することができる。

請求項２に記載の流体潤滑剤注入装置によれば、注入台に密封補助部材を設けて軸受装置の軸受間隙の下側開口部を注入台のオイル取り入れ部に密封して接続するようにしたので、軸受間隙の減圧及びその後の潤滑剤注入を確実に行うことができる。

請求項１に記載の流体潤滑剤注入装置によれば、供給通路のバルブ及び通気路の他のバルブを開閉制御して軸受間隙に対する減圧並びに軸受間隙の下側開口部への潤滑剤注入を確実に行うことができ、減圧後に注入を行うまでの間も減圧状態を確実に維持することが可能になる。

請求項３に記載の流体潤滑剤注入装置によれば、注入台のオイル取り入れ部から軸受間隙の下側開口部に注入されなかった流体潤滑剤を回収することができ、この流体潤滑剤を再利用することも可能となる。

本発明に従う軸受装置の流体潤滑剤注入方法の実施例について、以下の図面を参照して詳述する。

図１は軸受装置の流体潤滑剤注入装置を示す。図の軸受装置３１は流体潤滑剤としてのオイルを注入する為の注入台６０に載置されている状態を示している。軸受装置３１は、シャフト３２にスリーブ３３が外嵌され、そのスリーブ３３の上下端（両端）部を挟むように、スラスト部材３５、３６がシャフト３２に固定されている。スラスト部材３５、３６は、スリーブ３２の両端部を軸方向へ微小間隙をもって対向配置されている。スリーブ３２の外側には、円筒状のケース３４が外装されている。シャフト３２の外周部とスリーブ３３の内周部とのラジアル方向微小間隙、そしてスリーブ３３とこれにスラスト方向へ対向配置されたスラスト部材３５、３６とによるスラスト方向微小間隙、これら微小間隙により軸受間隙５０が構成され、流体潤滑剤であるオイルが充填、注入される。

この軸受装置３１は、スピンドルモータに組み込んで使用される。例えば、シャフト３２の下側端部がハウジング（又はブラケット）に嵌め込まれて固定される。シャフト３２に回転支持されるスリーブ３３はその外周にロータハブが外嵌して固定される。ステータはハウジングに固定され、このステータと半径方向へ対向するように、ロータマグネットがロータハブ側に配設されている。従って、ステータに所要の電気信号が通電されると、ステータとロータマグネットとの電磁相互作用により、ロータハブがハウジングに対し軸受装置３１に支持されて回転駆動される。

次に軸受装置３１の軸受間隙５０にオイルを注入する手順について説明する。本手順は減圧を利用する真空置換方式であり、注入台６０に載置された軸受装置３１は、オイルが注入される軸受間隙５０の下側開口６１を注入台６０のオイル取り入れ部に対応させて配置されている。また軸受装置３１の上側は、クランプ部材５９で押圧されると共に、軸受間隙５０の上側開口を閉塞するように設けられている。

注入台６０にはオイルが貯留された貯留槽５３が設けられ、供給通路５４、バルブ５６を経て軸受装置３１の下側開口６１に接続されている（図の右側）。また注入台６０には、減圧手段となるバキュームポンプ５１がチャンバー５２、通気路５５、そしてバルブ（他のバルブとなる）５７を介して下側開口６１に接続されている（図の左側）。更に、注入台６０には、下側開口６１に連設してオイル排出槽５８が設けられている。

次に軸受装置３１にオイルを注入する手順を説明する。まずバルブ５６、５７を閉じた状態にしておき、軸受装置３１を注入台６０に載置する。その際、注入台６０の載置部位が、軸受装置３１の下側開口６１に対応して接続される。なお、密封した接続が行なわれるよう、注入台６０の載置対応部には、弾性リング等の密封補助部材７１、７２が介装されている。そして図の上方からクランプ部材５９が下降して軸受装置３１を押圧する。これにて軸受装置３１のセットが完了する。このとき、軸受装置３１の軸受間隙は、上方側が閉塞された状態となり、下方側が供給通路５４のバルブ５６より注入台６０側、並びに通気路５５のバルブ５７より注入台６０側にそれぞれ連通される。

軸受装置３１のセット完了後、バルブ５７が開けられ、バキュームポンプ５１が駆動し、軸受間隙５０が減圧される。この減圧は、軸受間隙５０は勿論、供給通路５４のバルブ５６より注入台６０側の部分まで行われる。減圧の後、バルブ５７が閉じられる。次にバルブ５６が開けられ、オイルが貯留槽５３から供給路５４を経て軸受間隙５０へ引き込まれる。すなわち、軸受間隙５０は供給通路５４を通して貯留槽５３の界面下にあるオイルに通じ、オイルの界面が接する外気圧により、減圧された軸受間隙５０との圧力差に従って貯留槽５３のオイルが軸受間隙５０に引き込まれ、注入される。所定時間の後軸受間隙５０へオイルが充填注入された後、バルブ５６が閉じられる。これにてオイル注入が完了する。その後クランプ部材５９が上昇し、この軸受装置３１が取り外され、新たな軸受装置３１に交換される。オイル排出槽５８には、余分なオイルが貯えられ、バキュームポンプ５１の方へ行かないよう、ある程度溜れば排出して再利用できるよう設けられている。

以上、軸受装置の潤滑剤注入装置（オイル注入装置）について説明したが、これに限らず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でいろいろな実施が可能である。

本発明の流体潤滑剤注入装置の１実施例の全体構成を示した断面図である。

符号の説明

３１軸受装置
３２シャフト
３３スリーブ
５０軸受間隙
５１バキュームポンプ
５３貯留槽
５４供給通路
５５通気路
５６，５７バルブ
５８オイル排出槽
５９クランプ部材
６０注入台

Claims

流体潤滑剤を介してスリーブとこのスリーブに挿入されたシャフトとが相対回転支持される軸受装置に対し、前記スリーブと前記シャフトとの間の微小間隙である軸受間隙に前記流体潤滑剤を注入する流体潤滑剤注入装置であって、
オイル取り入れ部に、前記軸受間隙の鉛直方向下側開口部が対応するよう該軸受装置が上側へ向かって開口した前記オイル取り入れ部の上側に載置される注入台と、
前記軸受装置を前記軸受間隙の下側開口部が前記オイル取り入れ部のみに開口する状態で前記注入台に固定するクランプ部材と、
前記オイル取り入れ部を介して前記軸受間隙全体を減圧するバキュームポンプと、
上側へ向かって開口した前記オイル取り入れ部から下側へ向かって開口した前記軸受間隙の下側開口部に注入されるオイルが貯蔵された貯留槽と、
前記オイル取り入れ部と前記貯留槽とを接続する供給通路と、
前記オイル取り入れ部と前記バキュームポンプとを接続する通気路と、
前記供給通路に設けられたバルブと、
前記通気路に設けられた他のバルブと、
該他のバルブの前記オイル取り入れ部との反対側に接続され前記オイル取り入れ部から前記軸受間隙の下側開口部に注入されなかったオイルを回収するオイル排出槽とを備え、
前記貯留槽にはこれに収容された前記流体潤滑剤の界面より下側において前記供給通路が接続され、前記オイル排出槽は前記オイル取り入れ部より低位に配置され、
前記注入台に前記軸受装置が載置された後、前記供給通路の前記バルブが閉、前記他のバルブが開の状態で、前記バキュームポンプにより前記軸受間隙全体が減圧され、減圧の後、前記他のバルブが閉じられ、次に前記供給通路の前記バルブが開けられて前記貯留槽のオイルが前記軸受間隙の下側開口部に注入されることを特徴とする流体潤滑剤注入装置。
前記注入台における前記軸受装置の載置対応部には、前記軸受装置の前記軸受間隙の下側開口部を前記オイル取り入れ部に密封して接続するよう密封補助部材が設けられている請求項１記載の流体潤滑剤注入装置。
前記オイル排出槽は、前記他のバルブと前記バキュームポンプとの間の前記通気路の途中に接続されている請求項１記載の流体潤滑剤注入装置。