JP6327979B2

JP6327979B2 - 自動給油装置

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Publication number: JP6327979B2
Application number: JP2014137189A
Authority: JP
Inventors: 耕太星島; 中桐　浩; 浩中桐; 盛載尹
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-07-02
Also published as: JP2016014434A

Description

本発明は、歯車の回転に応じて歯車に自動給油する自動給油装置に関する。

従来、容器に収容されている潤滑油を、動力により噴射や滴下することによって供給することが行われていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２７０６０１号公報

しかしながら、潤滑油を供給するには別系統の動力が必要となるために、装置がそれだけ複雑になるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、別系統の動力を必要とすることなく潤滑油を供給することができる自動給油装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による自動給油装置は、回転軸と、回転軸と共に回転する歯車と、潤滑油が貯留される容器と、回転軸の回転に応じて容器の潤滑油を歯車に給油する給油機構と、を備えたものである。
このような構成により、回転軸の回転に応じて潤滑油が供給されるため、別系統の動力を用いなくても給油することができ、装置の複雑化を回避することができる。

また、本発明による自動給油装置では、歯車に給油された潤滑油は容器に回収されてもよい。
このような構成により、歯車から飛び散った潤滑油等を再利用することができる。

また、本発明による自動給油装置では、給油機構は、容器の潤滑油を歯車にはねかける羽根部材を有しており、羽根部材は、回転軸と共に回転してもよい。
このような構成により、回転軸と共に回転する羽根部材を用いて、容器に溜められている潤滑油を歯車にはねかけることによって給油することができる。

また、本発明による自動給油装置では、給油機構は、回転軸の回転方向に関わらず、回転軸の回転に応じて潤滑油を歯車にはねかける羽根部材を有していてもよい。
このような構成により、例えば、回転軸が一方向にしか回転しない場合であっても、歯車に適切に給油することができる。

また、本発明による自動給油装置では、給油機構は、回転軸と同軸であり、回転軸の回転に応じて容器の潤滑油を歯車に供給するスクリューポンプであってもよい。
このような構成により、スクリューポンプを用いて容器に溜められている潤滑油を移送することによって、歯車に潤滑油を供給することができる。

また、本発明による自動給油装置では、給油機構は、潤滑油が流通する流路を有しており、流路は、回転軸と共に回転し、流路の流出口の回転半径は、流路の流入口の回転半径よりも大きく、流入口は、容器の潤滑油内に位置してもよい。
このような構成により、流路の流入口の位置と流出口の位置との周速度の違いに応じて圧力差が生じ、流入口から流出口の方向に潤滑油が吸い上げられることになり（ベルヌーイの定理）、歯車に潤滑油を供給することができる。

また、本発明による自動給油装置では、容器は密閉式の容器であり、給油機構は、歯車の軸方向の一方の側に存在する潤滑油、及び他方の側に存在する潤滑油のいずれをも歯車に供給できるものであってもよい。
このような構成により、回転軸のどちら側が下方になったとしても、その下方に位置する潤滑油を歯車に供給することができるようになる。

本発明による自動給油装置によれば、別系統の動力を用いなくても歯車に給油することができる。

本発明の実施の形態による自動給油装置の構成の一例を示す断面模式図同実施の形態による自動給油装置の構成の一例を示す断面模式図同実施の形態による自動給油装置の構成の一例を示す断面模式図同実施の形態による自動給油装置の構成の一例を示す断面模式図同実施の形態による自動給油装置の構成の一例を示す断面模式図同実施の形態による自動給油装置の構成の一例を示す断面模式図同実施の形態における流路の配置の一例を示す図同実施の形態による自動給油装置の構成の一例を示す断面模式図同実施の形態における羽根部材の一例を示す断面図

以下、本発明による自動給油装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態による自動給油装置は、回転軸の回転に応じて潤滑油を給油する給油機構を備えたものである。

図１Ａ、図２Ａ、図３Ａはそれぞれ、本実施の形態による自動給油装置１の構成を示す断面模式図である。本実施の形態による自動給油装置１は、回転軸１１と、歯車１２と、容器１３と、給油機構とを備えている。図１Ａでは、給油機構がはねかけ式であり、羽根部材２１を有する場合について示しており、図２Ａでは、給油機構がスクリューポンプ式のスクリューポンプ２２である場合について示しており、図３Ａでは、給油機構が圧力差式であり、流路２３を有する場合について示している。

回転軸１１は、図示しない駆動手段によって回転される。その駆動手段は、例えば、モータやエンジン等であってもよい。なお、本実施の形態では、図１Ａ等で示されるように、自動給油装置１による自動給油が行われる際の回転軸１１の軸方向は、水平でないことが好適である。また、その軸方向は、垂直方向（鉛直方向）であることがより好適である。

歯車１２は、回転軸１１と共に回転する。なお、歯車１２は、回転軸１１に固定されていてもよく、または、回転軸１１と一体に構成されていてもよい。その歯車１２が、自動給油装置１における自動給油の対象となる箇所である。歯車１２は、通常、回転軸１１と同軸である。また、この歯車１２は、何に用いられるものであってもよい。歯車１２は、例えば、ロボット等の駆動のために用いられてもよい。

容器１３には、潤滑油１４が貯留される。容器１３において、潤滑油１４が貯留される箇所は、決まっていてもよく、または、そうでなくてもよい。後者の場合としては、容器１３の傾斜や回転等に応じて、潤滑油１４の貯留箇所が変化しうる場合がある。その容器１３は、後述する密閉式のものであってもよく、図１Ａ等で示される、密閉されていないものであってもよい。また、潤滑油１４は、潤滑対象である歯車１２に供給されるものであり、例えば、液状の潤滑剤であってもよく、グリスであってもよい。なお、その潤滑油１４は、歯車１２に供給された後に容器１３に回収されることになる。すなわち、図１Ａ等の矢印で示されるように、給油された潤滑油１４が、歯車１２の回転に応じて飛び散った際に、その飛び散った潤滑油１４を容器１３で受ける（回収する）ようになっていてもよい。また、潤滑油１４は、そのように容器１３の壁を伝って回収されるため、その壁に付着した後に容器１３の潤滑油溜まりに落ちる程度の流動性を有することが好適である。

給油機構は、回転軸１１の回転に応じて容器１３の潤滑油１４を歯車１２に給油する。すなわち、その給油機構は、回転軸１１の回転力を用いて、潤滑油１４を歯車１２に供給する。したがって、別系統の動力（例えば、モータ等）を備えることなく、潤滑油１４を歯車１２に供給することができ、装置を複雑化することなく、自動給油できるようになる。次に、（１）給油機構が図１Ａで示されるはねかけ式の場合、（２）給油機構が図２Ａで示されるスクリューポンプ式の場合、（３）給油機構が図３Ａで示される圧力差式の場合のそれぞれについて説明する。

（１）はねかけ式の給油機構
図１Ａは、はねかけ式の給油機構を示す断面模式図である。その給油機構は、羽根部材２１を有している。なお、図中の矢印は、潤滑油１４の移送方向を示すものである。他の図面についても同様である。その羽根部材２１は、回転軸１１と共に回転し、その回転の際に容器１３の潤滑油１４を歯車１２にはねかける。羽根部材２１は、容器１３に溜められている潤滑油１４を、上方に位置する歯車１２にまで飛ばすことができるのであれば、その形状は問わない。例えば、羽根部材２１は、プロペラ状のものであってもよい。また、羽根部材２１が潤滑油１４をはねかける歯車１２の位置は、例えば、歯車１２の歯面であってもよい。なお、給油機構が有する羽根部材２１の個数は、１個でもよく、または、２個以上でもよい。例えば、歯車１２と、歯車１２と噛み合う歯車（図示せず）との歯車比（ギヤ比）が１：１以外である場合には、歯車１２の回転に応じて潤滑油１４の供給箇所が拡がっていくため、１個の羽根部材２１で歯面の一箇所のみに給油してもよい。また、羽根部材２１は、結果として回転軸１１と共に回転するのであれば、例えば、回転軸１１に固定されていてもよく、歯車１２に固定されていてもよく、または、回転軸１１や歯車１２に固定されている他の部材に固定されていてもよい。

羽根部材２１の少なくとも一部は、容器１３に貯留されている潤滑油１４に浸っており、回転軸１１の回転に応じて、図１Ａの矢印で示されるように、潤滑油１４を上方向にはねかける。その結果、歯車１２に給油されることになる。また、そのようにして給油された潤滑油１４は、歯車１２の回転による遠心力で飛び散り、容器１３の内壁を伝って、潤滑油溜まりに回収され、再利用されることになる。

なお、羽根部材２１は、回転軸１１の特定の回転方向についてのみ、その回転に応じて潤滑油１４を歯車１２にはねかけるものであってもよく、回転軸１１の回転方向に関わらず、回転軸１１の回転に応じて潤滑油１４を歯車１２にはねかけるものであってもよい。後者の場合には、給油機構は、例えば、一方の回転方向（例えば、時計回り）のときに潤滑油１４を歯車１２にはねかけることができる羽根部材２１と、他方の回転方向（例えば、反時計回り）のときに潤滑油１４を歯車１２にはねかけることができる羽根部材２１との両方を備えていてもよく、または、どちらの回転方向であっても潤滑油１４を歯車１２にはねかけることができる羽根部材２１を備えていてもよい。例えば、図１ＡのIV−IV線断面図が、図４（ａ）、図４（ｂ）で示される場合には、それらの図中の矢印方向に羽根部材２１が移動する際に潤滑油１４が歯車１２に供給される。そのため、給油機構は、断面が図４（ａ）で示される羽根部材２１と、断面が図４（ｂ）で示される羽根部材２１との両方を備えていてもよい。また、図１ＡのIV−IV線断面図が、図４（ｃ）で示される場合には、図４（ｃ）中の両矢印方向のいずれに羽根部材２１が移動する際にも潤滑油１４が歯車１２に供給される。そのため、給油機構は、断面が図４（ｃ）で示される１以上の羽根部材２１を備えていてもよい。

（２）スクリューポンプ式の給油機構
図２Ａは、スクリューポンプ式の給油機構を示す断面模式図である。その給油機構は、スクリューポンプ２２である。そのスクリューポンプ２２は、回転軸１１と同軸である。また、そのスクリューポンプ２２は、らせん状の溝を有しており、回転軸１１の回転に応じて容器１３の潤滑油１４を歯車１２に供給する。すなわち、スクリューポンプ２２の回転に応じて、容器１３の潤滑油１４がらせん状の溝を上り、歯車１２に給油されることになる。スクリューポンプ２２は、回転軸１１や歯車１２と一体に構成されていてもよく、または、そうでなくてもよい。後者の場合には、例えば、回転軸１１と、歯車１２との間にスクリューポンプ２２が存在してもよい。

スクリューポンプ２２の吸い込み口は、少なくとも容器１３に貯留されている潤滑油１４に浸っている。そして、回転軸１１の回転に応じて、図２Ａの矢印で示されるように、潤滑油１４が歯車１２の上端面まで移送される。上端面まで移送された潤滑油１４は、歯車１２の回転に応じた遠心力により歯面に移動し、その後、歯面から飛び散って、容器１３の内壁を伝って回収され、再利用されることになる。

なお、給油機構の有するスクリューポンプ２２は、１個であってもよく、または２個以上であってもよい。前者の場合には、回転軸１１が特定の方向に回転する場合にのみ、潤滑油１４を歯車１２に供給できることになる。一方、給油機構が、例えば、２個のスクリューポンプ２２を有している場合には、一方のスクリューポンプは、回転軸１１が一方の方向に回転するときに、潤滑油１４を歯車１２に供給できるものであり、他方のスクリューポンプ２２は、回転軸１１が他方の方向に回転するときに、潤滑油１４を歯車１２に供給できるものであってもよい。なお、給油機構が２個のスクリューポンプ２２を有する場合には、一方のスクリューポンプ２２が内側に設けられ、他方がそのスクリューポンプ２２の外側に設けられてもよい。その場合に、両スクリューポンプ２２は、通常、同軸に設けられる。

また、図２Ａでは、スクリューポンプ２２が潤滑油１４を歯車１２の上端面にまで移送する場合について説明したが、結果として潤滑油１４が歯車１２の歯面に供給されるのであれば、スクリューポンプ２２が潤滑油１４を供給する箇所は問わない。例えば、図２Ｂで示されるように、給油機構は、スクリューポンプ２２と、スクリューポンプ２２が移送した潤滑油１４を歯車１２の歯面にまで移動させる流路２４とを備えていてもよい。なお、その流路２４の個数は、例えば、１個であってもよく、２個以上であってもよい。

（３）圧力差式の給油機構
図３Ａは、圧力差式の給油機構を示す断面模式図である。その給油機構は、潤滑油１４の流通する流路２３を有している。その流路２３は、図３Ａで示されるように、歯車１２の内部に設けられていてもよい。その流路２３は、回転軸１１と共に回転することになる。その流路２３は、半径方向に延びるものであり、図３Ａで示されるように略Ｌ字型であってもよく、直線状のものであってもよく、または、その他の形状であってもよい。その流路２３の流出口２３ｂの回転半径は、流入口２３ａの回転半径よりも大きくなるように設けられている。したがって、回転軸１１が回転すると、流出口２３ｂの位置の周速度のほうが、流入口２３ａの位置の周速度よりも速くなり、その結果、流出口２３ｂ側の圧力が低くなる（ベルヌーイの定理）。その圧力差に応じて、流入口２３ａから流出口２３ｂに向かって、図３Ａの矢印で示されるように、潤滑油１４が移動することになる。歯車１２の歯面まで移送された潤滑油１４は、歯車１２の回転に応じた遠心力によって飛び散って、容器１３の内壁を伝って回収され、再利用されることになる。なお、流入口２３ａは、図３Ａで示されるように、容器１３に貯留されている潤滑油１４に浸っているものとする。また、圧力差式の給油機構の場合、回転軸１１の回転方向に関わらず圧力差が生じるため、回転軸１１の回転方向がどちらであっても、潤滑油１４を歯車１２に供給することができる。

なお、その流路２３の個数は問わない。例えば、流路２３は１個であってもよく、または、２個以上であってもよい。図３Ｂは、歯車１２の平面図であり、給油機構が３個の流路２３を有する場合を示している。給油機構が２個以上の流路２３を有する場合には、図３Ｂで示されるように、均等な角度で各流路２３が配置されることが好適であるが、そうでなくてもよい。また、流路２３の流出口２３ｂは、図３Ａ、図３Ｂで示されるように、歯車１２の歯底に位置してもよく、または、歯車１２の歯先に位置してもよい。

また、図３Ａでは、流路２３が潤滑油１４を歯車１２の歯面にまで移送する場合について説明したが、結果として潤滑油１４が歯車１２の歯面に供給されるのであれば、流路２３が潤滑油１４を供給する箇所、すなわち、流出口２３ｂの位置は問わない。例えば、図３Ｃで示されるように、流出口２３ｂは、歯車１２の上端に位置してもよい。その場合であっても、流出口２３ｂの回転半径は、流入口２３ａの回転半径よりも大きいものとする。

ここでは、給油機構が上記（１）〜（３）の構成である場合についてのみ説明したが、給油機構がそれら以外の構成であってもよいことは言うまでもない。また、その給油機構は、回転軸１１の回転に応じて潤滑油１４を歯車１２に供給するため、歯車１２が回転していないとき、すなわち潤滑油１４を供給する必要がないときには潤滑油１４が供給されず、歯車１２が回転しているとき、すなわち潤滑油１４を供給する必要があるときには潤滑油１４が供給されることになり、必要十分な範囲での潤滑油１４の供給が可能となる。

なお、図１Ａ等では、給油機構が歯車１２の軸方向の一方の側（図中の下方側）に存在する潤滑油１４のみを歯車１２に供給する場合について説明したが、そうでなくてもよい。給油機構は、歯車１２の軸方向の一方の側（例えば、図１Ａ中の下方側）に存在する潤滑油１４、及び他方の側（例えば、図１Ａ中の上方側）に存在する潤滑油１４のいずれをも歯車１２に供給できるものであってもよい。図１Ｂは、歯車１２のどちら側に存在する潤滑油１４をも歯車１２に供給可能な、羽根部材２１を有する給油機構の一例を示す図である。その場合には、容器１３は、密閉式のもの、すなわち、開口部を閉じる蓋部材１３ａをも有するものであってもよい。図１Ｃは、図１Ｂで示される自動給油装置１の上下が逆転した状態を示す図である。図１Ｃの状態では、蓋部材１３ａ側に潤滑油１４が溜まることになるが、そのような場合でも、蓋部材１３ａ側の給油機構である羽根部材２１によって歯車１２に潤滑油１４を供給することができる。なお、図１Ｂ、図１Ｃでは、歯車１２の軸方向のどちら側に存在する潤滑油１４をも歯車１２に供給できる給油機構が羽根部材２１である場合について説明したが、そうでなくてもよい。給油機構がスクリューポンプ２２や流路２３である場合にも、同様にすることができる。例えば、スクリューポンプ２２の場合には、歯車１２の一方の側に存在する潤滑油１４を移送する第１のスクリューポンプ２２を回転中心側に設け、歯車１２の他方の側に存在する潤滑油１４を移送する第２のスクリューポンプ２２を、第１のスクリューポンプ２２の外周側に設けるようにしてもよい。このような密閉式の自動給油装置１は、例えば、減速機等に用いることもできる。

以上のように、本実施の形態による自動給油装置１によれば、回転軸１１や歯車１２の回転運動エネルギーを用いて給油機構が歯車１２への自動給油を行うため、モータや噴射機構などの別系統の動力を用いることなく、潤滑油１４を供給することができる。そのため、装置を複雑化することなく、少ない構成によって給油を実現できるようになる。その結果として、コンパクトな自動給油装置１を実現でき、またコストを低減することもできる。また、歯車１２への給油は歯車１２の回転時に必要になるが、その回転時に給油機構が動作するため、必要なときに適切な連続給油を実現できるようになる。また、歯車１２に供給された潤滑油１４は容器１３に回収されるため、その回収された潤滑油１４を再利用することもできる。

なお、本実施の形態では、歯車１２に給油された潤滑油１４が容器１３に回収される場合について説明したが、そうでなくてもよい。すなわち、歯車１２に給油された潤滑油１４は再利用されず、消費されるだけであってもよい。そのような場合には、容器１３は、歯車１２から飛び散った潤滑油１４を回収するための壁面等を有していなくてもよい。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上より、本発明による自動給油装置によれば、回転軸の回転を用いて歯車に潤滑油を供給できるという効果が得られ、人手を介さないで歯車に給油する自動給油装置として有用である。

１自動給油装置
１１回転軸
１２歯車
１３容器
１４潤滑油
２１羽根部材
２２スクリューポンプ
２３流路

Claims

回転軸と、
前記回転軸と共に回転する歯車と、
潤滑油が貯留される容器と、
前記回転軸の回転に応じて前記容器の潤滑油を前記歯車に給油する給油機構と、を備え、
前記歯車に給油された潤滑油は前記容器に回収され、
前記給油機構は、前記回転軸の回転方向に関わらず、前記回転軸の回転に応じて当該回転軸と共に回転し、前記容器の潤滑油を前記歯車にはねかける羽根部材を有している、自動給油装置。
前記容器は密閉式の容器であり、
前記給油機構は、前記歯車の軸方向の一方の側に存在する潤滑油、及び他方の側に存在する潤滑油のいずれをも前記歯車に供給できる、請求項１記載の自動給油装置。