JP6187496B2 - グリース塗布用ノズル - Google Patents

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Description

この発明は、例えば、ウォームホイール等の様に、外周面又は内周面に凹凸部(歯部)が形成された被塗布部材に対してグリースを塗布する為のグリース塗布用ノズルの改良に関する。
自動車や各種産業機械の動力伝達部には、多くの歯車が組み込まれており、この様な歯車同士の噛合部をグリースにより潤滑する事が行われている。特に、これら各歯車の耐久性を向上させる為に、高粘度の(JISちょう度番号が3以上である)グリースを使用する場合がある。具体的には、例えば、電動式パワーステアリング装置に組み込まれるウォーム式減速機を構成するウォーム軸のウォーム歯とウォームホイールのウォームホイール歯との噛合部の潤滑を、高粘度のグリースにより行っている。
上述の様なウォーム軸とウォームホイールとは、前記ウォーム歯と前記ウォームホイール歯とのうちの少なくとも一方にグリースを塗布した状態で組み付ける。このうちのウォームホイール等の様に、外周面又は内周面に形成された、円周方向に関する凹凸部(歯部)に対して、高粘度のグリースを塗布する方法としては、例えば、次の様な方法が考えられる。グリースを吐出する(流出する)吐出口を、凹凸部に近接させた状態で円周方向に亙り間欠的に設ける。そして、これら各吐出口からこの凹凸部に向けて、前記グリースを吐出する事により塗布する。但し、この様な方法では、このグリースを均一に塗布する事が難く、特に、このグリースを、前記凹凸部の凹部内に押し込めない(凹部内の全体に行き渡らせる事ができない)可能性がある。
特許文献1には、被塗布部材(基材5)の円筒面(の一部)に、所謂平ノズル(ノズル6)を用いてある程度の粘度を有する流体(塗料12)を塗布する技術が記載されている。但し、前記特許文献1に記載されたノズルは、円周方向に関する凹凸部に高粘度のグリースを塗布する事を考慮しておらず、この特許文献1に記載されたノズルを用いて凹凸部にグリースを塗布しても、この凹凸部の凹部内にグリースを十分に送り込めない可能性がある。
特開平10−156254号公報
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、グリースを、被塗布部材の凹凸部の凹部内に確実に押し込む事ができ、しかも、余剰なグリースにより、この被塗布部材や塗布装置等が汚れるのを防止する事ができる、グリース塗布用ノズルの構造を実現するものである。
本発明のグリース塗布用ノズルは、ボディ部の先端面に開口する状態で吐出口を設けている。そして、この吐出口を、例えば歯車等の被塗布部材の周面(外周面又は内周面)に形成された円周方向に関する凹凸部(歯部)に近接させた状態で、この被塗布部材を自身の中心軸を中心として回転させながら、前記吐出口から高粘度のグリースを吐出する事により、前記凹凸部に対して、前記被塗布部材の回転方向に関して前側から後側に連続的に塗布する。
特に本発明のグリース塗布用ノズルに於いては、前記ボディ部の先端面のうち、前記吐出口よりも前記被塗布部材の回転方向前側部分に、この吐出口から吐出されて前記凹凸部に付着した前記グリースを、前記凹凸部の幅方向及び円周方向に関してほぼ均一となる様に掻き均しつつ、この凹凸部の凹部内に前記グリースを押し込む(充填する)グリース押面部を設けている。
又、前記ボディ部の先端面のうち、前記吐出口よりも前記被塗布部材の回転方向後側部分に、このボディ部の先端面から突出する状態で、前記グリース押面部により掻き均された前記グリースの余剰分が、前記被塗布部材の回転方向に関して後方へと移動するのを防止する為の突壁部を設けている。
上述の様な本発明のグリース塗布用ノズルを実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、前記グリース押面部を、前記ボディ部の先端面のうち、前記吐出口よりも前記被塗布部材の回転方向前側部分に、このボディ部の先端面から突出する状態で設けられた突出部の先端面に設ける。
この様な請求項2に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項3に記載した発明の様に、前記突出部を、前記ボディ部の幅方向に関して間欠的に設けられた複数の突起から構成する。
上述の様な本発明のグリース塗布用ノズルを実施する場合に好ましくは、請求項4に記載した発明の様に、前記吐出口の幅寸法を前記凹凸部の幅寸法よりも小さく、前記突壁部の幅寸法及び前記グリース押面部の幅寸法を何れも、この凹凸部の幅寸法以上とする。
上述の様に構成する本発明のグリース塗布用ノズルによれば、グリースを、被塗布部材の凹凸部の凹部内に確実に押し込む(凹部内に確実に充填する)事ができ、しかも、余剰なグリースにより、この被塗布部材や塗布装置等が汚れるのを防止できる。
即ち、ボディ部の先端面のうち、吐出口よりも前記被塗布部材の回転方向前側部分にグリース押面部を設け、このグリース押面部により、前記吐出口から吐出されて前記凹凸部に付着したグリースを掻き均しつつ、前記凹凸部の凹部に押し込める様にしている。従って、このグリースを、この凹凸部の凹部内に確実に送り込む(凹部内の全体に行き渡らせる)事ができる。
又、前記ボディ部の先端面のうち、前記吐出口よりも前記被塗布部材の回転方向後側部分に突壁部を設けている。これにより、前記グリースが、前記ボディ部の先端面と前記凹凸部との間部分を、前記被塗布部材の回転方向後方へと移動するのを防止できる。この結果、前記グリースが、前記ボディ部のうち、前記被塗布部材の回転方向に関する後側面に付着・堆積し、この後側面から剥れ落ちて、この被塗布部材や前記グリース塗布用ノズルを組み込んだ塗布装置等が汚れるのを防止する事ができる。
本発明の実施の形態の第1例のグリース塗布用ノズルを組み込んだグリース塗布装置の構造を説明する為の模式図。 同じくグリース塗布用ノズルとウォームホイールを取り出して示す図。 図2のX部拡大断面図。 グリース塗布用ノズルの斜視図(A)と、(A)のY部拡大図(B)。 グリース塗布用ノズルを図4の(A)の下方から見た図(A)と、ウォームホイールの外周面の一部を径方向から見た図(B)。 ウォームホイール歯に塗布したグリースの状態を説明する為の図。 突壁部を設けない場合の問題点を説明する為の図3と同様の図。 同じく図5と同様の図。 本発明の実施の形態の第2例を示す、斜視図(A)と、側面図(B)と、(B)の下方から見た底面図(C)。 図9の(C)の左方から見た端面図(A)と、図5の(C)と同様の図(B)。 突出部の別形状の第1例を示す、斜視図(A)と、端面図(B)。 同じく第2例を示す、図11と同様の図。
[実施の形態の第1例]
図1〜6は、請求項1〜3に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例を含めて、本発明の特徴は、高粘度の(ゲル状の)グリース1を、被塗布部材でありウォームホイール2のウォームホイール歯(凹凸部)3の凹部(このウォームホイール歯3を構成する各歯同士の間部分)の内側に確実に送り込んで、しかも、余剰なグリース1により、前記ウォームホイール2やグリース塗布装置4等が汚れるのを防止する為のグリース塗布用ノズル5の構造にある。グリースポンプ6から取り込んだグリース1を、グリース塗布ガン7により、前記ウォームホイール2のウォームホイール歯3に塗布する為のグリース塗布装置4の基本的構造は、従来から知られているグリース塗布装置の構造と同様である。先ず、このグリース塗布装置4の構造に就いて、図1により説明する。
前記グリース塗布装置4は、前記グリースポンプ6と、定量弁8と、前記グリース塗布ガン7とを備えている。このうちのグリースポンプ6は、グリース容器9に貯留されたグリース1を、ホース10aを通して前記定量弁8に送り込む(圧送する)為のものである。この定量弁8は、前記グリースポンプ6から圧送されたグリース1の流量及び流速を調整した後、このグリース1を、ホース10bを通して前記グリース塗布ガン7に送り込む為のものである。このグリース塗布ガン7は、前記定量弁8から送り込まれたグリース1を、圧縮空気源11からホース10cを通して送り込まれる圧縮空気により、先端部に取り付けた前記グリース塗布用ノズル5から吐出して(押し出して)、前記ウォームホイール2のウォームホイール歯3に塗布する為のものである。
本例のグリース塗布用ノズル5は、合成樹脂の射出成形により造られた複数の部品を組み立てる等して造られたもので、取付部12と、ボディ部13とを備えている。このうちの取付部12は、中空円筒状であり、前記グリース塗布ガン7の先端部に外周面を内嵌固定する、或いは、内周面を外嵌固定する事により、このグリース塗布ガン7の先端部に取り付けられる。前記ボディ部13は、前記グリース塗布用ノズル5内を流れる前記グリース1の流れ方向(図2〜4の上下方向)αに関して前記取付部12の下流側(図2〜4の下側)に、この取付部12と連続した状態で設けられている。この様なボディ部13の先端面(図2〜4の下端面)には、前記グリース1を吐出する為の吐出口14が設けられている。本例の場合、この吐出口14の幅寸法(前記ウォームホイール2の軸方向に関する寸法)W14を、前記ウォームホイール歯3の幅寸法Wよりも小さくしている(W14<W)。具体的には、例えば、自動車用の電動式パワーステアリング装置に組み込まれる、16mm程度の幅寸法Wを有するウォームホイール歯3にグリース1を塗布する場合には、前記吐出口14の幅寸法W14を12mm程度とする。但し、この吐出口14の幅寸法W14を前記ウォームホイール歯3の幅寸法W13よりも小さくする程度は、塗布するグリース1の量(塗布厚さ)や粘度、このウォームホイール歯3の歯丈(凹部の深さ)等に応じて設計的に定める。又、前記ボディ部13の内側面同士の間には、複数本(図示の例では3本)の柱部15、15を掛け渡す状態で設け、前記ボディ部13内を流れる前記グリース1の流れを整流可能としている。
前記ボディ部13の先端面は、前記グリース塗布用ノズル5の幅方向と、このグリース塗布用ノズル5内を流れる前記グリース1の流れ方向αとの、それぞれに直交する方向βの片側(後述するウォームホイール2の回転方向γに関して前側、図2〜3の左側)に向かう程、この流れ方向αの下流側(図2〜3の下側)に向かう方向に傾斜している。又、前記ボディ部13の先端面のうち、前記方向βに関して前記吐出口14の片側に隣接する部分に、前記流れ方向αの下流側に向けて突出する突出部16を設けている。そして、この突出部16の先端面を、前記吐出口14から吐出されたグリース1を前記ウォームホイール歯3上で掻き均しつつ、このウォームホイール歯3の凹部内に送り込む為のグリース押面部17としている。一方、前記ボディ部13の先端面のうち、前記方向βに関して前記吐出口14の他側(前記ウォームホイール2の回転方向γに関して後側)に隣接する部分に、前記流れ方向αの下流側に向けて突出する突壁部18を設けている。本例の場合、前記グリース押面部17の幅寸法W17、及び、この突壁部18の幅寸法W18を何れも、前記ウォームホイール歯3の幅寸法W以上としている(W17≧W、W18≧W)。
前記グリース塗布装置4により前記ウォームホイール2のウォームホイール歯3に、高粘度のグリース1を塗布する際には、図2〜3に示す様に、前記グリース塗布用ノズル5の吐出口14をこのウォームホイール歯3に近接させる。この状態で、前記流れ方向αに関する、このウォームホイール歯3と前記突出部16との間隔d16を、同じく前記吐出口14との間隔d14よりも小さく、同じく突壁部18との間隔d18より大きくしている(d18<d16<d14)。前記ウォームホイール歯3と前記突出部16との間隔d16は、このウォームホイール歯3に塗布するグリース1の量(塗布厚さ)に応じて定められ、例えば1.5mm程度である。一方、前記ウォームホイール歯3と前記突壁部18との間隔d18は、前記グリース1を塗布する際に、これらウォームホイール歯3と突壁部18との干渉(接触)を防止できる限り、できるだけ小さくする事が望ましく、例えば0.5mm程度とする事ができる。又、本例の場合、前記吐出口14を近接させる位置を、前記ウォームホイール2の中心軸を通り、前記流れ方向αに平行な仮想平面δよりも、前記方向βの片側に偏らせた(オフセットさせた)位置としている。尚、前記グリース塗布用ノズル5の配設方向(このグリース塗布用ノズル5内を流れる前記グリース1の流れ方向α)は、鉛直方向とする事もできるし、水平方向とする事もできる。
何れにしても、この状態で、前記ウォームホイール2を図示しない電動モータ等の駆動源により、図2〜3の反時計方向γに、一定速度で回転させる。同時に、前記グリース容器9に貯留されたグリース1を、前記グリースポンプ6と前記定量弁8とを介して前記グリース塗布ガン7内に送り込む。そして、このグリース塗布ガン7内に送り込まれたグリース1を、流量を一定とした状態で、このグリース塗布ガン7の先端部に取り付けた前記グリース塗布用ノズル5の吐出口14から前記ウォームホイール歯3に向けて吐出する(流出させる)。
この吐出口14から吐出され、このウォームホイール歯3に付着したグリース1を、前記ウォームホイール2の回転に伴い、前記突出部16の先端面に設けたグリース押面部17により押し潰す。これにより、前記グリース1を掻き均しつつ、前記ウォームホイール歯3の凹部内に送り込む(このウォームホイール歯3の凹部内に充填する)。即ち、図6に範囲Aで示す様に、前記吐出口14から吐出された直後の前記ウォームホイール歯3に付着したグリース1の幅寸法wは、この吐出口14の幅寸法W14とほぼ同じで、前記ウォームホイール歯3の幅寸法Wよりも小さい(w≒W14<W)。この状態から、前記ウォームホイール2の回転に伴い、前記ウォームホイール歯3に付着したグリース1を前記グリース押面部17により押し潰す。この結果、図6に範囲Bで示す様に、このウォームホイール歯3に付着したグリース1の幅寸法wが、このウォームホイール歯3の幅寸法Wと同じになる様に、このグリース1の厚さが、このウォームホイール歯3の幅方向及び円周方向に関してほぼ均一となる様に掻き均されると共に、一部がこのウォームホイール歯3の凹部内に送り込まれる。従って、前記グリース1を、このウォームホイール歯3の凹部内に確実に送り込む(凹部内の全体に行き渡らせる)事ができる。
又、本例の場合、前記ボディ部13の先端面に前記突壁部18を設け、前記吐出口14から吐出されたグリース1が、このボディ部13の先端面と前記ウォームホイール歯3との間部分を、前記ウォームホイール2の回転方向後方(図3の矢印γと逆方向)に移動するのを防止している。即ち、図7〜8に示す様に、突壁部18を設けていないグリース塗布用ノズル5aの場合、吐出口14aから吐出されて、ウォームホイール歯3に付着し、グリース押面部17aにより押し潰されたグリース1aの余剰分が、ボディ部13aの先端面と前記ウォームホイール歯3との間部分に沿って、図7の矢印ε方向(ウォームホイール2の回転方向後方)に移動する。特に、図7〜8に示した例の場合には、前記吐出口14aの幅寸法W14aと、ウォームホイール歯3の幅寸法Wとを互いに同じとしている(W14a=W)としている為、前記グリース1aが余剰となり易い。このグリース1aの余剰分は、前記ボディ部13aの側面{前記ウォームホイール2の回転方向に関する後側面(図7の右側面)}に付着・堆積する。そして、前記ボディ部13aの側面から剥れ落ちると、前記ウォームホイール2や前記グリース塗布装置4が汚れると言った問題を生じる可能性がある。
これに対し、本例のグリース塗布用ノズル5の場合には、前記吐出口14の幅寸法W14を前記ウォームホイール歯3の幅寸法Wよりも小さくしている(W14<W)為、前記グリース押面部17aにより押し潰されても、前記ウォームホイール歯3に付着したグリース1が余剰となり難い。更に、本例の場合には、前記ボディ部13の先端面のうち、前記ウォームホイール2の回転方向に関して前記吐出口14の後側に隣接する部分に、前記突壁部18を設けている。この為、前記グリース1の余剰分が、前記ボディ部13の先端面と前記ウォームホイール歯3との間部分に沿って、前記ウォームホイール2の回転方向後方に移動しようとすると、前記突壁部18により堰き止められる。尚、本例の場合、前記ウォームホイール歯3とこの突壁部18との干渉を防止する為、これらウォームホイール歯3と突壁部18との間に微小隙間(0.5mm程度の隙間)を設けている。但し、前記グリース1として粘度の高いものを使用している為、このグリース1が前記微小隙間を通じて前記ウォームホイール2の回転方向後方へと移動する事を防止できる。従って、本例のグリース塗布用ノズル5によれば、前記グリース1の余剰分が、前記ボディ部13の側面(前記ウォームホイール2の回転方向に関する後側面)に付着・堆積するのを防止でき、このウォームホイール2や前記グリース塗布装置4が汚れる事を防止する事ができる。
尚、本例の場合、このウォームホイール2を一定の角速度で回転させると共に、前記グリース塗布用ノズル5から吐出するグリース1の流量を一定としている。但し、このグリース塗布用ノズル5から吐出するグリース1の流量を一定とした状態で、前記ウォームホイール2の回転速度を変化させる事もできる。具体的には、このウォームホイール2の回転位相を検出し、前記吐出口14が前記ウォームホイール歯3の凹部に対向した状態で、このウォームホイール2の回転速度を遅くする様に規制する。これにより、前記ウォームホイール歯3の凹部内により確実に前記グリース1を送り込む事ができる。
[実施の形態の第2例]
図9〜10は、全ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例のグリース塗布用ノズル5bは、ボディ部13bの先端面に設けた突出部16aを、複数個(図示の例の場合には5個)の突起19、19から構成している。これら各突起19、19は、ウォームホイール2の回転方向から見た形状を、略三角形状とし、前記ボディ部13bの先端面に、幅方向に間欠的に設けられている。即ち、本例の場合、前記各突起19、19の先端面により構成されるグリース押面部17bを波形としている。又、このグリース押面部17bの幅寸法(これら各突起19、19のうち、幅方向両端に位置する突起19、19の先端部同士の間の寸法)W17bを、ウォームホイール歯3の幅寸法Wよりも小さくしている(W17b<W)。
上述の様な本例のグリース塗布用ノズル5bによれば、前記グリース押面部17bによる、前記ウォームホイール歯3に付着したグリース1の押し潰し量を調整する事ができる。従って、前記ボディ部13bの先端面と前記ウォームホイール歯3との間部分に沿って、前記ウォームホイール2の回転方向後方に移動するグリース1の量を減少させる事ができる。又、前記グリース押面部17bを波形としている為、このグリース1の前記ウォームホイール歯3に対する密着性をより良好にする事ができる。即ち、ウォームホイールを加工装置から取り出した状態で、ウォームホイール歯には、このウォームホイール歯を形成する為に使用した切削油が付着している。この状態で、このウォームホイール歯に向けてグリースを吐出しても、これらグリースとウォームホイール歯との間に切削油の油膜が介在した状態となり、十分な密着性を得られず、前記ウォームホイールの使用時に、このウォームホイールの回転に伴う遠心力によって、前記グリースが剥れ落ちる可能性がある。これに対し、本例の場合には、前記グリース押面部17bを波形とする事により、前記ウォームホイール2の回転に伴って、前記ウォームホイール歯3に付着したグリース1を、このグリース押面部17bにより攪拌しつつ(前記各突起19、19により前記グリース1を幅方向に掻き分けつつ)、押し潰す(前記ウォームホイール歯3に向けて押し付ける)。この結果、前記ウォームホイール歯3と前記グリース1との間に介在する油膜を破壊して、このグリース1のこのウォームホイール歯3に対する密着性をより向上させる事ができる。尚、本例の場合、前記各突起19、19の形状を略三角形状としている為、前記グリース押面部17bの幅方向両端部で、前記グリース1に幅方向外方に向いた流れが惹起され易い。従って、このグリース1の押し潰し量を調整した場合でも、このグリース1の厚さが、前記ウォームホイール歯3の幅方向に亙ってほぼ均一となる(断面形状が、前記グリース押面部17bに沿った波形となる)様に掻き均す事ができる。
本例の様に、突出部を複数の突起により構成する場合、これら各突起の数や形状は適宜変更する事ができる。即ち、例えば、図11に示すグリース塗布用ノズル5cの様に、突起19a、19aの先端部を半球状としたり、図12に示すグリース塗布用ノズル5dの様に、突起19b、19bの数を3個とする事ができる。この様な突起の数や形状は、被塗布部材の凹凸部に塗布するグリースの量や粘度、この凹凸部を構成する凹部の深さ等に応じて設計的に定める。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様である。
本発明のグリース塗布用ノズルは、実施の形態の各例の説明で使用したウォームホイールだけでなく、例えば内周面又は外周面に凹凸部が形成された各種歯車部材に、グリースを塗布する際に用いる事ができる。
1、1a グリース
2 ウォームホイール
3 ウォームホイール歯
4 グリース塗布装置
5、5a〜5d グリース塗布用ノズル
6 グリースポンプ
7 グリース塗布ガン
8 定量弁
9 グリース容器
10a〜10c ホース
11 圧縮空気源
12 取付部
13、13a ボディ部
14、14a 吐出口
15 柱部
16、16a 突出部
17、17a、17b グリース押面部
18 突壁部
19、19a、19b 突起

Claims (4)

  1. ボディ部の先端面に開口する状態で設けられた吐出口を、被塗布部材の周面に形成された円周方向に関する凹凸部に近接させた状態で、この被塗布部材を自身の中心軸を中心として回転させながら、前記吐出口からグリースを吐出する事により、この吐出したグリースを前記凹凸部に塗布する
    グリース塗布用ノズルであって、
    前記ボディ部の先端面のうち、前記吐出口よりも前記被塗布部材の回転方向前側部分に、この吐出口から吐出されて前記凹凸部に付着した前記グリースを掻き均しつつ、この凹凸部の凹部内にこのグリースを押し込むグリース押面部が設けられており、
    前記ボディ部の先端面のうち、前記吐出口よりも前記被塗布部材の回転方向後側部分に、このボディ部の先端面から突出する状態で、前記グリース押面部により掻き均された前記グリースの余剰分が、前記被塗布部材の回転方向に関して後方へと移動するのを防止する為の突壁部が設けられている
    事を特徴とするグリース塗布用ノズル。
  2. 前記グリース押面部が、前記ボディ部の先端面のうち、前記吐出口よりも前記被塗布部材の回転方向前側部分に、このボディ部の先端面から突出する状態で設けられた突出部の先端面に設けられている、
    請求項1に記載したグリース塗布用ノズル。
  3. 前記突出部が、前記ボディ部の幅方向に関して間欠的に設けられた複数の突起から構成されている、
    請求項2に記載したグリース塗布用ノズル。
  4. 前記吐出口の幅寸法が前記凹凸部の幅寸法よりも小さく、前記突壁部の幅寸法及び前記グリース押面部の幅寸法が何れも、この凹凸部の幅寸法以上である
    請求項1〜3のうちの何れか1項に記載したグリース塗布用ノズル。
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