JP6520534B2 - 潤滑ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、潤滑ポンプに関する。

例えば、摩擦ローラ式減速機においては、サンローラ、中間ローラ、リングローラ等の各ローラが高速回転して使用されため、各ローラを回転自在に支持する軸受や、各ローラのトラクション面の潤滑状態を良好に維持する必要がある。このようなトラクション面に潤滑油を供給するポンプとして、中間ローラの外周面に螺旋溝を設け、この螺旋溝によりハウジングの下部に存在する潤滑油、及び浮遊するミスト状の潤滑油を取り込んで、トラクション面を潤滑するようにした摩擦ローラ式減速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、出力軸と同軸にトロコイドポンプを設け、このトロコイドポンプによりハウジング内に存在する潤滑油を各部に給油するようにした摩擦ローラ式減速機も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−２５２８５２号公報 特開２００３−５６６５９号公報

ところが、特許文献１に記載の摩擦ローラ式減速機では、中間ローラの外周面に形成された螺旋溝から離れた位置への給油がし難いという問題があった。また、特許文献２に記載のトロコイドポンプは、容積型ポンプであり、回転数の増加と共に内部が高圧になって駆動トルクが線形的に増加する。このようなポンプが、非常に高速で駆動される摩擦ローラ式減速機の出力軸に配置されると、摩擦ローラ式減速機全体の駆動トルクに占めるポンプの駆動トルクの割合が、高速回転時、或いは急加減速時に大きくなり過ぎるという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部に潤滑ポンプを特別に設けることなく、例えば、摩擦ローラ式減速機等の高い吐出圧を要しない摺動部に潤滑油を安定して供給することができる、低駆動トルク、且つ小型の潤滑ポンプを提供することにある。

本発明は下記構成からなる。
（１）内輪、外輪、及び前記内輪と前記外輪との間の軸受内部空間における軸方向一端側に、転動自在に複数の転動体が配置された転がり軸受と、
前記軸受内部空間の軸方向他端側に設けられ、潤滑油を前記軸受内部空間と軸受外部との間で吸引及び吐出可能なポンプ部と、
前記ポンプ部の軸方向両側の前記内輪と前記外輪との間に配置された封止部材と、
を備え、
前記ポンプ部は、
前記内輪に外嵌される円環状のインペラベースの外周面に、周方向に亘って複数の羽根部が形成されたインペラと、
前記外輪に内嵌されて前記インペラと協働してポンプ室を構成すると共に、前記ポンプ室を吸込み側と吐出側とに分離するステータと、
を備え、
前記外輪は、前記ポンプ室の前記吸込み側と軸受外部とを接続する複数の吸入孔と、前記ポンプ室の前記吐出側と前記軸受外部とを接続する複数の吐出孔とが形成されていることを特徴とする潤滑ポンプ。
（２）前記複数の吸入孔は、前記外輪の外周面に円周方向に沿って形成された外周側リセス溝に開口することを特徴とする上記（１）に記載の潤滑ポンプ。
（３）前記複数の吐出孔は、前記外輪の内周面に円周方向に沿って形成された内周側リセス溝に開口することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の潤滑ポンプ。

本発明の潤滑ポンプによれば、外部に潤滑ポンプを特別に設けることなく、低駆動トルク、且つ小型化された潤滑ポンプにより、高い吐出圧を要しない摺動部に潤滑油を安定して供給することができる。

本発明の潤滑ポンプの外観を示す側面図である。 図１の潤滑ポンプの分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図３に示す潤滑ポンプの要部拡大図である。 ハウジングに組み込まれた潤滑ポンプの図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。 変形例の潤滑ポンプの断面図である。

以下、本発明に係る潤滑ポンプの好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は潤滑ポンプの外観を示す側面図、図２は潤滑ポンプの分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図３に示す潤滑ポンプの要部拡大図である。

図１〜図４に示す潤滑ポンプ１００は、軌道輪が軸方向に延設された転がり軸受２０の内部に、ポンプ部５０が一体に組み付けられた構成を有する。また、本構成の転がり軸受２０としては、単列の深溝玉軸受を例示している。

転がり軸受２０は、図３に示すように、内輪２１と、外輪２５と、転動体としての複数の玉２９とを有する。内輪２１は、外周面に一条の内輪軌道２３が形成される。外輪２５は、内周面に一条の外輪軌道２７が形成される。複数の玉２９は、保持器３１に保持された状態で、内輪軌道２３と外輪軌道２７との間に転動自在に配置される。

複数の玉２９は、内輪２１と外輪２５との間の軸受内部空間Ｓにおける軸方向一端側に配置される。また、軸受内部空間Ｓにおける軸方向他端側には、潤滑油を軸受内部空間Ｓと軸受外部との間で吸引及び吐出可能なポンプ部５０が配置される。

ポンプ部５０は、図２に示すように、円環状のインペラ５１と、ステータ５３とを備える。インペラ５１は、図３に示すように、内輪２１の外周面２１ａに外嵌固定される。ステータ５３は、外輪２５の内周面２５ａに内嵌固定される。このポンプ部５０が配置される軸受内部空間Ｓの軸方向両側には、一対の封止部材６１，６２が配置される。

インペラ５１は、図２に示すように、円環状のインペラベース５１ａと、インペラベース５１ａに周方向に亘って接続される複数の羽根部５ｂとを有する。これらインペラベース５１ａと羽根部５１ｂは、樹脂材料等により一体に成形される。羽根部５１ｂの形状は、所謂、斜流形の羽根形状となっている。

ステータ５３は、図４に示すように、インペラ５１の径方向外側に、羽根部５１ｂの外縁形状に沿わせて対向して配置される。これにより、ステータ５３は、インペラ５１と協働してポンプ室５５を構成する。また、ステータ５３は、ポンプ室５５を吸込み側ポンプ室５５ａと吐出側ポンプ室５５ｂとに分離する。ステータ５３には、吸込み側ポンプ室５５ａ側に、潤滑油を吸入するための径方向に貫通する複数の孔５７が、周方向に沿って等間隔で形成される。

外輪２５には、吸込み側ポンプ室５５ａに対応する軸方向位置に、周方向に沿って等間隔で、複数の吸入孔３３が径方向に貫通して形成される（図２参照）。これらの吸入孔３３は、吸込み側ポンプ室５５ａと軸受外部とを連通させる。外輪２５の外周面には、円周方向に沿って外周側リセス溝３５が形成される。この外周側リセス溝３５の溝底部に、複数の吸入孔３３が開口する。

また、外輪２５には、吐出側ポンプ室５５ｂに対応する軸方向位置に、周方向に沿って等間隔に、複数の吐出孔３７が径方向に貫通して形成される。これらの吐出孔３７は、吐出側ポンプ室５５ｂと軸受外部とを連通させる。また、外輪２５の内周面には、円周方向に沿って内周側リセス溝３９が形成される。複数の吐出孔３７は、この内周側リセス溝３９に開口している。内周側リセス溝３９は、渦巻きポンプにおけるケーシングと同様に、潤滑油が通過する間に速度エネルギを効率よく圧力エネルギに変換する効果を発揮する。

一対の封止部材６１，６２は、図３に示すように、ポンプ部５０の軸方向両側の内輪２１と外輪２５との間に配置される。すなわち、転がり軸受２０の玉２９とポンプ部５０との間に封止部材６１が配置され、ポンプ部５０の玉２９とは反対側の端部に封止部材６２が配置される。一対の封止部材６１，６２は、図４に示すように、断面略Ｌ字形の円環状に形成された芯金６３と、耐油性ゴムで形成されて芯金６３に固着された弾性シール体６５と、からなる。弾性シール体６５には、内輪２１及びインペラ５１に摺接する一対のリップ部６５ａ，６５ｂが形成される。

一対の封止部材６１，６２は、外周が外輪２５の内周面に形成されたシール装着溝４１に圧入され、リップ部６５ａがインペラ５１の軸方向一端部、リップ部６５ｂが内輪２１のシール溝４３にそれぞれ摺接する。これにより、内輪２１と外輪２５との間を封止している。つまり、封止部材６１ａ，６１ｂは、ポンプ部５０から軸受外部に潤滑油が漏れないように、且つ、外部からポンプ部５０に塵埃が入り込まないように封止している。

図５は、潤滑ポンプがハウジング７１に組み込まれた状態の図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。
上記構成の潤滑ポンプ１００は、ハウジング７１に形成された軸受孔７３に外輪２５が圧入されると共に、不図示の回転軸が内輪２１に挿通される。なお、潤滑ポンプ１００から供給される潤滑油は、自重により貯留タンクへ戻す必要があるため、潤滑ポンプ１００は、図３に示すように、吸入孔３３側を下に向けて縦置き設置されることが好ましい。

軸受孔７３の内周面には、複数の吐出孔３７に対応する軸方向位置に、溝状の吐出油路７５及び吐出油路７５を不図示の潤滑部に接続するための接続用油路７７が形成される。

複数の吐出孔３７に接続される溝状の吐出油路７５は、軸受孔７３の内周面の全周に形成して、吐出孔３７から吐出される全油量を潤滑部に供給するようにしてもよい。また、図５に示すように、溝状の吐出油路７５を、軸受孔７３の内周面の一部に形成することで、一部の吐出孔３７を塞ぎ、吐出流量を調節して潤滑部に供給することもできる。

潤滑ポンプ１００の全長を軸受孔７３に嵌合する場合には、ハウジング７１（軸受孔７３）の前述した吸入孔３３に対応する軸方向位置に、潤滑油供給油路（図示せず）を設ける必要がある。その場合、複数の吸入孔３３は、外輪２５の外周面に形成された環状の外周側リセス溝３５に開口しているので、ハウジング７１の潤滑油供給油路と潤滑ポンプ１００の吸入孔３３との位相を合わせて組み付ける必要がなく、組み付けが容易になる。なお、潤滑ポンプ１００は、複数の吸入孔３３を含む外輪２５の一端部が、ハウジング７１から軸方向に突出した状態で軸受孔７３に圧入されてもよい。

内輪２１に嵌合する回転軸は、単列深溝玉軸受である転がり軸受２０に滑らかに回転自在に支持される。インペラ５１が、回転軸と共に回転すると、インペラ５１のポンプ作用によって、潤滑油が潤滑ポンプ１００の吸入孔３３から吸引される。そして、吸引された潤滑油は、ステータ５３の複数の孔５７を介して吸込み側ポンプ室５５ａから吐出側ポンプ室５５ｂへと導かれ、複数の吐出孔３７から吐出される。そして、ハウジング７１の溝状の吐出油路７５、及び接続用油路７７を介して摺動部に給油されて潤滑に供される。

本構成の潤滑ポンプ１００は、非容積型ポンプであるので、高速回転域、急加減速時、或いは何らかの障害により油路が閉鎖された場合でも、急激な内部圧力の上昇は起こらず、容積型ポンプと比較して駆動トルクが小さいままであり、原動機の大きな駆動トルクを必要としない。したがって、高速回転軸や急加減速する軸にも適用することができ、高い吐出圧を要しない摺動部を潤滑する用途に好適に使用することができる。

図６は、複列深溝玉軸受の転がり軸受２０Ａの軸方向一端側にポンプ部５０が配置された構成例の潤滑ポンプ１００Ａであり、玉軸受が複列である以外は、上記潤滑ポンプ１００と同様であるので、同一部分には、相当符号を付して説明を省略する。

上記構成の各潤滑ポンプ１００，１００Ａは、例えば、摩擦ローラ式減速機のローラトラクション面等の潤滑に好適に使用できる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

例えば、転がり軸受は深溝玉軸受に限定されず、アンギュラ玉軸受、４点接触形玉軸受、等の他の形式の軸受であってもよい。また、インペラの羽根部の形状は、斜流形羽根となっているが、これに限定されず、他の形状の羽根部とすることもできる。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 内輪、外輪、及び前記内輪と前記外輪との間の軸受内部空間における軸方向一端側に、転動自在に複数の転動体が配置された転がり軸受と、
前記軸受内部空間の軸方向他端側に設けられ、前記軸受内部空間に潤滑油を吸引して軸受外部に吐出するポンプ部と、
前記ポンプ部の軸方向両側に設けられ、前記ポンプ部を前記内輪と前記外輪との間に封止する封止部材と、
を備え、
前記ポンプ部は、
前記内輪に外嵌される円環状のインペラベースの外周面に、周方向に亘って複数の羽根部が形成されたインペラと、
前記外輪に内嵌されて前記インペラと協働してポンプ室を構成すると共に、前記ポンプ室を吸込み側と吐出側とに分離するステータと、
を備え、
前記外輪は、前記ポンプ室の前記吸込み側と軸受外部とを接続する複数の吸入孔と、前記ポンプ室の前記吐出側と前記軸受外部とを接続する複数の吐出孔とが形成されていることを特徴とする潤滑ポンプ。
この潤滑ポンプによれば、外部に潤滑ポンプを特別に設けることなく、低駆動トルク、且つ小型の潤滑ポンプにより、高い吐出圧を要しない摺動部に潤滑油を安定して供給することができる。
（２） 前記複数の吸入孔は、前記外輪の外周面に円周方向に沿って形成された外周側リセス溝に開口することを特徴とする上記（１）に記載の潤滑ポンプ。
この潤滑ポンプによれば、潤滑ポンプをハウジングの軸受孔に嵌合させる際に、外周側リセス溝の空間が存在することで、ハウジング側の潤滑油を供給する潤滑油供給油路と、ポンプ本体の吸入孔との位相合わせの必要がなくなる。これにより、潤滑ポンプを簡単、且つ短時間でハウジングに組み付けすることができる。
（３） 前記複数の吐出孔は、前記外輪の内周面に円周方向に沿って形成された内周側リセス溝に開口することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の潤滑ポンプ。
この潤滑ポンプによれば、外輪の内周面に形成された内周側リセス溝が渦巻き型ポンプにおけるケーシングと同様に、効率的に吐出圧力を上昇させることができる。

２０，２０Ａ 転がり軸受
２１ 内輪
２５ 外輪
２５ａ 内周面
２９ 玉（転動体）
３３ 吸入孔
３５ 外周側リセス溝
３７ 吐出孔
３９ 内周側リセス溝
５０ ポンプ部
５１ インペラ
５１ａ インペラベース
５１ｂ 羽根部
５３ ステータ
５５ ポンプ室
５５ａ 吸込み側ポンプ室
５５ｂ 吐出側ポンプ室
６１，６２ 封止部材
１００，１００Ａ 潤滑ポンプ
Ｓ 軸受内部空間

Claims (3)

1. 内輪、外輪、及び前記内輪と前記外輪との間の軸受内部空間における軸方向一端側に、転動自在に複数の転動体が配置された転がり軸受と、
   前記軸受内部空間の軸方向他端側に設けられ、潤滑油を前記軸受内部空間と軸受外部との間で吸引及び吐出可能なポンプ部と、
   前記ポンプ部の軸方向両側の前記内輪と前記外輪との間に配置された封止部材と、
   を備え、
   前記ポンプ部は、
   前記内輪に外嵌される円環状のインペラベースの外周面に、周方向に亘って複数の羽根部が形成されたインペラと、
   前記外輪に内嵌されて前記インペラと協働してポンプ室を構成すると共に、前記ポンプ室を吸込み側と吐出側とに分離するステータと、
   を備え、
   前記外輪は、前記ポンプ室の前記吸込み側と軸受外部とを接続する複数の吸入孔と、前記ポンプ室の前記吐出側と前記軸受外部とを接続する複数の吐出孔とが形成されていることを特徴とする潤滑ポンプ。
2. 前記複数の吸入孔は、前記外輪の外周面に円周方向に沿って形成された外周側リセス溝に開口することを特徴とする請求項１に記載の潤滑ポンプ。
3. 前記複数の吐出孔は、前記外輪の内周面に円周方向に沿って形成された内周側リセス溝に開口することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の潤滑ポンプ。