JP4278659B2

JP4278659B2 - 軸受潤滑装置

Info

Publication number: JP4278659B2
Application number: JP2006121912A
Authority: JP
Inventors: 孝明壷井; 英二井田
Original assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Current assignee: Nippon Thompson Co Ltd
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2026-04-26
Also published as: US7766552B2; US20070251764A1; JP2007292229A

Description

この発明は、軸受の外輪を潤滑する軸受潤滑装置に関する。

軸受の外輪を潤滑する潤滑装置として特許文献１に示す装置が従来から知られているが、この潤滑装置について図６を用いて説明する。
この従来の潤滑装置は軸受Ｂに固定して用いられるが、この軸受Ｂは、支持軸１と、この支持軸１に設け、支持軸１よりも径を大きくした内輪２と、この内輪２の外周に設けた外輪３とからなる。上記内輪２と外輪３との間には、複数のころを転動自在に介在しており、外輪３が支持軸１および内輪２に対してスムーズに相対回転するようにしている。
上記の構成からなる軸受Ｂは、外輪３によって支持対象を回転自在に支持することとなるが、外輪３と支持対象とがスムーズに相対回転するように、外輪３の外周面には常に潤滑剤が供給されている。

そして、外輪３の外周面に潤滑剤を供給するのが潤滑装置４であるが、この潤滑装置４は、断面コの字形からなる支持部材５と、この支持部材５の内側に固定した潤滑部材６とからなる。
この潤滑部材６は、潤滑剤を含浸した樹脂製の部材であって、支持部材５にぴったりと嵌る寸法関係を維持している。また、潤滑部材６は、その上面を開口する凹部６ａを有している。そして、上記潤滑装置４は、軸受Ｂの外輪３を囲うようにして、支持軸１に固定されるが、このとき、外輪３が上記潤滑部材６の凹部６ａ内に、僅かな隙間７を保つ寸法関係を維持している。

また、上記潤滑部材６は、凹部６ａから突出する潤滑接触部８を形成しており、外輪３の底部側および上方側の計３箇所において、外輪３の外周面と潤滑部材６とを接触させて、外輪３を潤滑するようにしている。
さらに、潤滑部材６の上面には、上方に突出する接触部９，９を形成しているが、この接触部９，９によって、外輪３で支持される支持対象を直接潤滑するようにしている。
このようにした潤滑装置４を軸受Ｂの外輪に備えれば、軸受Ｂの外輪３と、軸受Ｂが支持する支持対象とに、潤滑剤を常時供給することができ、外輪３と支持対象とのスムーズな相対回転を実現することができる。
特開２００４−２７０８７６

上記従来の潤滑装置４においては、潤滑部材６がその一部を除いて、外輪３のほぼ全周を囲うようにして設けられている。ところが、上記潤滑部材６が外輪３を潤滑できる期間、すなわち、潤滑部材６の耐用期間は、軸受Ｂあるいは軸受Ｂを用いる機械の耐用年数よりはるかに長く、潤滑部材６に含浸された潤滑剤が全て外輪３に供給されることはない。つまり、潤滑部材６を外輪３のほぼ全周を囲うようにして設けると、含浸される潤滑剤が過剰状態になってしまう。このように、従来の潤滑装置４においては、潤滑部材６に含浸される潤滑剤が過剰になってしまうため、製造コストが高くなってしまうという問題があった。

また、上記潤滑装置４においては、潤滑接触部８を介して潤滑剤を外輪３に供給しているが、もし、潤滑接触部８と外輪３との接触が弱すぎれば、外輪３をしっかりと潤滑することができなくなってしまう。
そのため、潤滑部材６を製造する過程においては、各潤滑接触部８にちょうど外輪３が接触するように寸法管理を厳密に行わなければならないとともに、潤滑装置を軸受に固定する組み付け作業が面倒になるという問題があった。

この発明の目的は、製造コストを低減するとともに、寸法管理および組み付け作業を容易にすることができる軸受潤滑装置を提供することである。

この発明は、支持軸に相対回転自在にした外輪の外側に設けるケーシングと、このケーシング内に設けた潤滑剤を含浸する樹脂製の潤滑部材とからなり、ケーシングを上記外輪の外側に嵌めたとき、潤滑部材に形成した潤滑突部が外輪に接触して潤滑部材に含ませた潤滑剤を外輪の外周に塗布する軸受潤滑装置を前提にする。そして、上記ケーシングを上記支持軸に通して上記外輪の外側に嵌めたとき、外輪とこの外輪によって支持される支持対象との接点を通る接線と平行な外輪の中心線を挟んで上記接点とは反対側のエリア内で、しかも、上記接点を通る外輪の中心線から６０度の角度範囲に上記潤滑部材を設けるとともにこの６０度の範囲内に設けた潤滑部材に潤滑突部を設け、かつ、上記ケーシングと潤滑部材との間に板ばねを介在させ、ケーシングを上記外輪の外側に嵌めたとき、潤滑部材の潤滑突部が外輪に圧接する構成にしている。

この発明によれば、外輪とこの外輪によって支持される支持対象との接点を通る接線と平行な外輪の中心線を挟んで上記接点とは反対側のエリア内で、しかも、上記接点を通る外輪の中心線から６０度の角度範囲に上記潤滑部材を設けたので、その分潤滑部材を小型化することができる。
このように潤滑部材を小型化しても、軸受や軸受を設けた機械の耐用年数に対応するだけの潤滑剤を十分に保持することができるので、潤滑部材を小型化した分だけ製造コストを低減することができる。また、潤滑部材が小さくなった分、潤滑剤の含浸量を少なくできるので、上記耐用年数以上の潤滑剤の過剰分も少なくできる。したがって、機械の耐用年数が経過した後に、当該潤滑部材を廃棄したとしても、地球環境に悪影響を及ぼすことがほとんどなくなる。

また、ケーシングと潤滑部材との間に弾性部材を介在させ、ケーシングを上記外輪の外側に嵌めたとき、潤滑部材が外輪に圧接するようにしたので、潤滑部材の寸法管理をある程度ラフにすることができる。また、潤滑装置を軸受に組み付ける際に、外輪と潤滑部材との接触具合を慎重に見る必要がないので、取り付け作業を簡素化することができる。

図１〜３を用いてこの発明の第１参考例について説明する。
なお、第１参考例における潤滑装置を設ける軸受は、上記従来例で説明した軸受と同じである。したがって、上記従来例と同様の構成については同様の符号を付するとともに、その詳細な説明は省略する。
第１参考例における潤滑装置は、ケーシングＣ１と、このケーシングＣ１の内側に嵌め込んだ樹脂製の潤滑部材Ａ１とからなる。ケーシングＣ１は、上面を開口する断面コの字形であり、本体部１０は、その上面を開口する略半円形状の凹部１０ａを形成している。ただし、ケーシングＣ１の一方の側面である側面部１１においては、上記凹部１０ａよりもその凹みを浅くした凹部１１ａを形成している。つまり、本体部１０の凹部１０ａは、側面部１１の凹部１１ａよりも深く形成されている。なお、ケーシングＣ１の四隅には、上記側面部１１と反対側の側面から本体部１０の軸方向中ほどまでネジ孔１２を形成している。

一方、潤滑剤を含浸する樹脂製の潤滑部材Ａ１は、ポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂材の粉末と、油あるいはグリースからなる潤滑剤とを混合して加熱固化したものである。この潤滑部材Ａ１の形状は、上記ケーシングＣ１と同様断面コの字形であって、上面を開口した略半円形状の凹部１３ａを形成するとともに、軸方向の厚さをケーシングＣ１よりも薄くしている。
また、潤滑部材Ａ１には、凹部１３ａから突出する潤滑突部１４を底部に形成するとともに、一対の対向する袖部にも凹部１３ａから突出する潤滑突部１５，１５を形成している。

上記のようにした潤滑部材Ａ１を、ケーシングＣ１に組み込む場合には、潤滑部材Ａ１の一方の側面がケーシングＣ１の側面部１１に当接するまで、軸方向に押し込む。このようにしてケーシングＣ１内に潤滑部材Ａ１を組み込んだら、ケーシングＣ１にプレート部材１６を当接させるとともに、プレート部材１６に形成したネジ孔１６ａとケーシングＣ１に形成した上記ネジ孔１２とを一致させて、ネジＮで両者を固定する。なお、プレート部材１６には支持軸通し穴１６ｂを形成している。

上記のよう形成した潤滑装置を軸受Ｂに固定した状態を図２に示す。図２に示すように、潤滑装置を軸受Ｂに固定する際には、プレート部材１６の支持軸通し穴１６ｂに支持軸１を通すとともに、軸受Ｂにおける内輪２の側面と支持軸１に通した固定部材１７との間で上記プレート部材１６を挟むようにする。この状態で固定部材１７の後方からネジ止め１８を固定すれば、内輪２と固定部材１７との間にプレート部材１６が挟まれて、軸受Ｂに当該潤滑装置を固定することができる。

また、軸受Ｂに潤滑装置を固定した状態を正面から見たのが図３である。この図３からも明らかなように、潤滑装置を軸受Ｂに固定すると、ケーシングＣ１が外輪３を囲うようにして位置する。ただし、外輪３は、ケーシングＣ１の凹部１０ａ開口からその一部を突出する寸法関係を維持している。
また、潤滑部材Ａ１に形成した潤滑突部１４，１５が外輪３に接触するとともに、潤滑部材Ａ１の凹部１３ａと外輪３との間には隙間Ｓが形成されることとなるが、この潤滑突部１４，１５を形成する位置は次の通りである。

すなわち、図３において、潤滑装置を軸受Ｂに固定したとき、言い換えれば、ケーシングＣ１を外輪３の外側に嵌めたとき、外輪３とこの外輪３によって支持される支持対象Ｍとの接点ｘを通る接線をＬ１とする。
そして、この接線Ｌ１と平行であって、外輪３の中心を通る中心線をＬ２とすると、中心線Ｌ２を挟んで上記接点ｘとは反対側、つまり図３中、中心線Ｌ２よりも下方において、潤滑突部１４，１５が位置して外輪３に接触する。
上記潤滑突部１５，１５は、上記中心線Ｌ２よりも下方あるいは中心線Ｌ２上であれば、特にその位置等限定されるものではないが、潤滑突部１４が外輪３の中心直下に位置するように形成するとともに、一対の潤滑突部１５，１５は、この潤滑突部１４を中心にして左右対称な位置に設けるのが望ましい。

上記のような第１参考例の潤滑装置によれば、中心線Ｌ２よりも下方において潤滑部材Ａ１と外輪３とが接触するようにしたので、中心線Ｌ２よりも上方まで潤滑部材Ａ１を形成する必要がなく、その分潤滑部材Ａ１を小型化することができる。
また、潤滑部材Ａ１は、上記のように小型化しても、軸受Ｂの耐用年数に対応するだけの潤滑剤を十分に保持することができるので、小型化しても外輪３の潤滑には何ら影響することなく、潤滑部材Ａ１を小型化した分だけ製造コストを低減することができる。
さらに、外輪３と潤滑部材Ａ１との間には隙間Ｓを設けているので、外輪３が回転することによって巻き込んだゴミ等を、この隙間Ｓに溜めておくことができる。

図４（ａ），（ｂ）を用いてこの発明の第２参考例について説明する。
なお、この第２参考例における潤滑装置は、潤滑部材の形状およびケーシングの形状のみ上記第１参考例と異なり、本体部１０、側面部１１、凹部１１ａ、ネジ孔１２，１６ａ、潤滑突部１４，１５、プレート部材１６、支持軸通し穴１６ｂ、固定部材１７、ネジ止め１８の構造および作用は同じである。したがって、上記第１参考例と同じ構成要素については同様の符号を付するとともに、ここでは、上記第１参考例と異なる点を中心に説明することとする。なお、この第２参考例の側面図は、第２図に示す上記第１参考例の側面図と等しくなる。
図４（ａ）に示す潤滑装置は、ケーシングＣ２と、このケーシングＣ２に組み込む潤滑部材Ａ２と、ケーシングＣ２の一方の側面に固定するプレート部材１６とからなる。上記ケーシングＣ２は、その上面を開口する凹部１９を形成するとともに、この凹部１９に後述する潤滑部材Ａ２を組み込むようにしている。
なお、ケーシングＣ２も上記第１参考例と同様、本体部１０および側面部１１とからなり、上記凹部１９を本体部１０に形成するとともに、凹部１９よりも凹みを浅くした凹部１１ａを側面部１１に形成している。また、ケーシングＣ２の四隅にはネジ孔１２を形成している。

そして、図４（ｂ）に示すように、軸受Ｂにこの潤滑装置を固定したとき、ケーシングＣ２が外輪３を囲うように位置する。ただし、外輪３は、ケーシングＣ２の開口１９ａから、その一部を突出させている。
また、ケーシングＣ２の上面には、一対のスクレーパー２０，２０を形成している。このスクレーパー２０，２０は、ケーシングＣ２における一対の袖部が互いに対向する方向に突出するとともに、その内側を外輪３の曲率と等しくしている。このようにスクレーパー２０，２０を形成することによって、凹部１９内にゴミ等が巻き込まれるのを防止することができる。

上記のようにしたケーシングＣ２に組み込む潤滑部材Ａ２は、次のような寸法関係を保っている。
すなわち、図４（ｂ）に示すように、潤滑装置を軸受Ｂに固定したとき、言い換えれば、ケーシングＣ２を外輪３の外側に嵌めたとき、外輪３とこの外輪３によって支持される支持対象Ｍとの接点ｘを通る接線をＬ１とし、この接線Ｌ１と平行で、外輪３の中心を通る中心線をＬ２とする。また、上記接点ｘと、外輪３の中心を通る中心線をＬ３とする。

潤滑部材Ａ２は、上記中心線Ｌ２を挟んで、上記接点ｘとは反対側のエリア内、つまり、上記中心線Ｌ２よりも図４（ｂ）中下側のエリア内であって、しかも上記中心線Ｌ３から６０度の角度範囲に納まるようにしている。
上記のように、潤滑部材Ａ２を、中心線Ｌ３から６０度の角度範囲に納まる構成にしたのは次の理由からである。
すなわち、潤滑部材Ａ２は、そのサイズが大きくなるほど、潤滑剤を多く含浸することになるが、一般的な使用条件のもとでは、上記中心線Ｌ３から６０度の角度範囲を超えると、含浸する潤滑剤が過剰となることが実験の結果わかっている。つまり、軸受Ｂや軸受Ｂを設けた機械が製品寿命を迎えた時点で、潤滑装置はその役割を終えることとなるが、この時点においては、潤滑剤が十分に残存しており、まだ使用可能な状態にある。

しかし、当該潤滑装置は、大きさが異なる軸受Ｂには使用することができないため、潤滑部材Ａ２に潤滑剤が残存している場合であっても、再度使用することはほとんどない。結局、潤滑装置は、必要以上の潤滑剤を含浸することとなるため、無駄にコストを上昇させることになる。
そこで、潤滑部材Ａ２においては、軸受Ｂの中心線Ｌ３から６０度の角度範囲に納まるサイズにして、軸受Ｂを耐用期間にわたって潤滑するための必要最低限の潤滑剤を含浸させるとともに、この範囲内に設けた潤滑突部１４，１５によって、軸受Ｂを潤滑するようにしたのである。
上記第２参考例によれば、潤滑剤の過剰分を少なくするとともに、潤滑剤の過剰分を減らしたので、潤滑装置の製造コストを低減することができ、しかも、地球環境にやさしい装置を提供することができる。

図５（ａ）、（ｂ）を用いてこの発明の実施形態について説明する。
なお、この実施形態における潤滑装置は、上記第２参考例の潤滑装置に後述する弾性部材を設けた点のみ異なり、その他の構成および作用は全て同じである。したがって、上記第２参考例と同様の構成要素については同様の符号を付するとともに、ここでは上記第２参考例と異なる点を中心に説明することとする。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、この潤滑装置は、潤滑部材Ａ２をケーシングＣ２の凹部１９内に組み込むとき、ケーシングＣ２の底部と潤滑部材Ａ２との間に、板ばねからなる弾性部材２１を介在させている。

したがって、この潤滑装置を軸受Ｂに固定すれば、潤滑部材Ａ２が、弾性部材２１の弾性力によって軸受Ｂの外輪３に圧接する。このように、潤滑部材Ａ２が、弾性部材２１の弾性力によって外輪３に押し付けられれば、潤滑部材Ａ２の寸法管理をある程度ラフにすることができるとともに、潤滑装置を軸受Ｂに取り付ける際に、外輪３と潤滑部材Ａ２との接触具合を慎重に見る必要がないので、取り付け作業を簡素化することができる。

なお、この実施形態においては、ケーシングＣ２に潤滑部材Ａ２を組み込むとともに、ケーシングＣ２と潤滑部材Ａ２との間に弾性部材２１を介在させたが、上記第１参考例における潤滑部材Ａ１をケーシングに組み込み、潤滑部材Ａ１とケーシングとの間に弾性部材２１を介在させても構わない。この場合には、ケーシングの底部および両袖部に弾性部材を設けなければならない。
また、弾性部材は、潤滑部材とケーシングとの間に介在できる薄さであって、しかも、潤滑部材を外輪側に圧接させる弾性力を付与するものであれば、特に板ばねに限定されるものではない。

第１参考例における潤滑装置を分解した図である。第１参考例における潤滑装置を軸受に固定した状態を示す側面図である。第１参考例における潤滑装置を軸受に固定した状態を示す正面図である。第２参考例における潤滑装置の正面図である。第２参考例における潤滑装置を軸受に固定した状態を示す正面図である。実施形態における潤滑装置の正面図である。実施形態における潤滑装置を軸受に固定した状態を示す正面図である。従来の潤滑装置を軸受に固定した状態を示す図である。

符号の説明

１支持軸
３外輪
２１弾性部材
ｘ外輪と支持対象との接点
Ａ１，Ａ２潤滑部材
Ｂ軸受
Ｃ１，Ｃ２ケーシング
Ｌ１外輪と支持対象との接点を通る接線
Ｌ２外輪と支持対象との接点を通る接線と平行で、外輪の中心を通る中心線
Ｌ３外輪と支持対象との接点と、外輪の中心を通る中心線

Claims

支持軸に相対回転自在にした外輪の外側に設けるケーシングと、このケーシング内に設けた潤滑剤を含浸する樹脂製の潤滑部材とからなり、ケーシングを上記外輪の外側に嵌めたとき、潤滑部材に形成した潤滑突部が外輪に接触して潤滑部材に含ませた潤滑剤を外輪の外周に塗布する軸受潤滑装置において、上記ケーシングを上記支持軸に通して上記外輪の外側に嵌めたとき、外輪とこの外輪によって支持される支持対象との接点を通る接線と平行な外輪の中心線を挟んで上記接点とは反対側のエリア内で、しかも、上記接点を通る外輪の中心線から６０度の角度範囲に上記潤滑部材を設けるとともにこの６０度の範囲内に設けた潤滑部材に潤滑突部を設け、かつ、上記ケーシングと潤滑部材との間に板ばねを介在させ、ケーシングを上記外輪の外側に嵌めたとき、潤滑部材の潤滑突部が外輪に圧接する構成にした軸受潤滑装置。