(57)【要約】【課題】機械的な摺動部材による封止を用いずに、潤滑油が軸方向に漏れるのをふうしするとともに、潤滑油の劣化を防ぐことができる電動機の軸受用潤滑油の封止構造を提供することを目的とする。【解決手段】軸４とハウジング３との間にオイルシール５からハウジング３の端面に向かって漏れる潤滑油２の流路９が形成され、軸１に、流路９における潤滑油２の流れを遮断するリング形状の油切り部１２を設け、ハウジング３に、油供給孔６とこの油供給孔６から供給された潤滑油２を抜き取るための油抜孔７と、油切り部１２と対向する凹形状の油保持部１０と、油保持部１０と連通し、ハウジング３の外方に貫通する排出孔１１とを設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、軸と、この軸を上記ハウジング内に回転自在に支持する軸受と、この軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記供給された潤滑油が軸方向に漏れるのを封止するオイルシールとを備えた電動機における軸受用潤滑油の封止構造において、
上記軸と上記ハウジングとの間に上記オイルシールから上記ハウジングの端面に向かって上記潤滑油が漏れる流路が形成され、
上記軸に、上記オイルシール側に面する第１の面とこの第１の面の背面に形成された第２の面とを備え、上記潤滑油の流れを止めるリング形状の油切り部を設け、
上記ハウジングに、上記油供給孔とこの油供給孔から供給された潤滑油を抜き取るための油抜孔と、上記油切り部の先端と対向する内周面に凹形状の油保持部と、この油保持部に連通し、外部に貫通する排出孔とを形成したことを特徴とする電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項２】
上記第１及び第２の面に、上記潤滑油に対して撥油性の撥油部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項３】
上記第２の面にのみ、上記潤滑油に対して撥油性の撥油部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項４】
上記第２の面に、上記潤滑油に対して撥油性の撥油部を設け、上記第１の面に、上記潤滑油に対して親油性の親油部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項５】
上記流路内の上記軸表面及び上記オイルシールから上記油保持部に至る上記ハウジング表面に、上記潤滑油に対して親油性の親油部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項６】
上記第１の面と第２の面とがなす先端の角度が９０゜よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項７】
上記油切り部が、上記軸の軸方向に複数個設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項８】
複数個の上記油切り部の外径寸法が異なり、上記複数個の上記油切り部の外径寸法に対応して上記ハウジング内に上記油保持部が階段状に形成されていることを特徴とする請求項７記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項９】
上記電動機が縦置型であり、上記排出孔が上記ハウジングの外方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ等の電動機の軸受に用いられる潤滑油を封止する軸受用潤滑油の封止構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータ等の電動機の主軸は、使用時に高速回転する。従って、このような主軸は、ハウジング内に転がり軸受等の軸受で回転自在に支持すると共に、軸受内部に、十分な潤滑油を供給する必要がある。
【０００３】
軸受内部に潤滑油を供給する潤滑装置として、ハウジング内にグリース等の潤滑油を蓄える保油空間と、保油空間から軸受内部に連通するノズル孔とを設け、保油空間に圧力を加えることによって、間欠的あるいは連続的に適量の潤滑油を軸受内部に供給するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６１９２２号公報（第３頁−第５頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、長時間使用している間に、供給される潤滑油（グリース）の低粘度のベースオイルが遊離して、ハウジング側と主軸側との摺動部における隙間から漏れだし、主軸端に設けられたプーリや他の部品に対して悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
また、摺動部にＯリング等のシール部材を用いた場合、摩耗あるいは劣化のために定期的に交換する必要があり、メンテナンス作業が煩雑になるという問題がある。
【０００７】
さらに、長期間の使用によって劣化した潤滑油が内部に溜り、劣化した潤滑油を除去するために軸受の解体、組立の作業が必要になるという問題がある。
【０００８】
この発明は上記のような問題を解決するものであり、軸とハウジングとの機械的な摺動による封止構造を用いずに、潤滑油が軸方向へ漏れるのを防ぎ、さらに、潤滑油の劣化を防ぐことができる電動機用軸受の潤滑油の封止構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電動機の軸受用潤滑油の封止構造は、ハウジングと、軸と、この軸を上記ハウジング内に回転自在に支持する軸受と、この軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記軸受に供給された潤滑油が軸方向に漏れるのを封止するオイルシールとを備えた電動機における軸受用潤滑油の封止構造において、
上記軸と上記ハウジングとの間に上記オイルシールから上記ハウジングの端面に向かって上記潤滑油が漏れる流路が形成され、
上記軸に、上記オイルシール側に面する第１の面とこの第１の面の背面に形成された第２の面とを備え、上記潤滑油の流れを止めるリング形状の油切り部を設け、
上記ハウジングに、上記油供給孔とこの油供給孔から供給された潤滑油を抜き取るための油抜孔と、上記油切り部の先端と対向する内周面に凹形状の油保持部と、この油保持部に連通し、外部に貫通する排出孔とを形成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における潤滑油の封止構造を示す断面図、図２は、要部を拡大して示す断面図、図３、図４及び図５は、撥油部の潤滑油に対する作用を説明する断面図である。
【００１１】
同図に示したように、軸受１の軸方向端部に、オイルシール５が設けられている。オイルシール５はハウジング３に固定され、先端側が回転する軸４と摺動するように設けられ、軸４の中心軸方向における軸受１からの潤滑油の漏れを抑制する。
【００１２】
オイルシール５としては、リップシール、メカニカルシールを用いることができ、また、シールが内包された密閉型の玉軸受１を用いてもよい。
【００１３】
軸受１を保持するハウジング３には、潤滑油２を軸受１に供給するための油供給孔６と、定期的に劣化した潤滑油２を排出するための油抜孔７とを設け、油供給孔６及び油抜孔７それぞれに蓋８を設けており、軸受１の組立体を分解することなく潤滑油２を交換できるようにしている。
【００１４】
潤滑油２の交換は、油抜孔７の蓋８を外して古い潤滑油を油抜孔７から排出し、次に、新しい潤滑油を油供給孔６から供給する。また、粘度が高いグリースを交換する場合は、蓋８を外して、油供給孔６からグリースを押し込み、古いグリースが油抜孔７から押し出されて新しいグリースが油抜孔７から排出されるまでグリースを油供給孔６から押し込む。また、油抜孔７から吸引して古い潤滑油を排出して、新しい潤滑油を油供給孔６から供給することによって、簡便に潤滑油を交換することも可能である。
【００１５】
長期間の使用によって、オイルシール５の性能が劣化した場合には、オイルシール５から漏れた潤滑油２が軸４の軸端に向かう流路９に沿って流れる。
【００１６】
この発明では、軸４に、オイルシール５から流路９へ漏れ出た潤滑油２の流れを止めるリング状の油切り部１２を取り付けている。油切り部１２には、潤滑油に対して撥油性の撥油部１２ａを形成している。油切り部１２の先端が対向するハウジング３の流路９側の円周面に、リング形状の溝からなる油保持部１０を形成し、さらに、油保持部１０に連通し、ハウジング３を貫通する排出孔１１を設けている。
【００１７】
オイルシール５から漏れた潤滑油２は大部分が一旦、油保持部１０に保持され、排出孔１１を通って、排出孔１１の外側に接続された図示していないチューブから、所定の貯留部に排出される。また、図２に示したように、油切り部１２に伝わった潤滑油２は、軸４が回転した状態では、遠心力で油保持部１０に放出され、保持された後、排出孔１１から排出される。
【００１８】
油保持部１０の幅（軸４の中心軸方向の長さ）は、油切り部１２の中心軸方向長さ以上にしておくことが望ましい。
【００１９】
また、油切り部１２は、先端に向かって徐々に薄くなる形状にすることによって、軸１が静止した状態においても、潤滑油２は、自重で、油切り部１２の薄くなった先端に集まり、油保持部１０内に確実に落下する。
【００２０】
図３（ａ）に示したように、撥油部１２ａでは潤滑油２との接触角θが大きくなり、潤滑油２は球状に近い形状となって落下し易くなる。図３（ｂ）に示したように、撥油部１２ａがない場合には、潤滑油２が球状にならず、油切り部１２のオイルシール側の面１２ｃ（第１の面）から、オイルシール側の面１２ｃの背面に形成された第２の面１２ｂに潤滑油２が回り込み、油保持部１０に落下しにくくなる。
【００２１】
撥油処理法としては、フッ素系の樹脂を塗布、または焼き付ける。フッ素系の樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、ＰＦＥ（パーフロロプロピルビニルエーテル、ＦＥＰ（６−フッ化プロピレン共重合体）、ＣＦ３系ポリマー等がある。
【００２２】
図４（ｂ）に示したように、撥油部１２ａ断面の頂角βは鋭角にする。図４（ａ）のように傾斜した面で潤滑油２が保持されるときの接触角をθとしたとき、潤滑油２が第１の面１２ｃから、第２の面１２ｂに伝わらないようにするためには、図４（ｂ）に示したように、潤滑油２が第１の面１２ｃの先端に到達したときの潤滑油２の接触角θが９０゜を越えるように、第１の面１２ｃから、第２の面１２ｂまでの角度αを２７０゜より大きくしておく。このため、油切り部１２の頂角βは鋭角にする。
【００２３】
また、図５（ａ）に示すように、油切り部１２に塵埃１３が侵入した場合、塵埃１３によって生じる毛細管現象により、潤滑油２が油切り部１２の第２の面１２ｂに漏れることがあるが、図５（ｂ）に示すように、撥油部１２ａを設けることによって、潤滑剤２の表面張力が潤滑剤２が塵埃１３を通って広がる力よりも大きくなり、潤滑剤２は広がらずに球状に保持されて第２の面１２ｂに漏れることはなくなり、塵埃の多い設置環境においても、封止に対する信頼性の高い電動機が得られる。
【００２４】
以上のように、この実施の形態ではハウジング３に軸受１へ潤滑油を供給する油供給孔６と潤滑油を排出する油抜孔７とを設けたので、定期的に劣化した潤滑油を油抜孔７から排出し、油供給孔６から新しい潤滑油を軸受１へ供給することによって、軸受１の組立体を分解することなく潤滑油を交換でき、メンテナンスコストを低減することができる。
【００２５】
また、軸４に油切り部１２を取り付け、油切り部１２の第１の面１２ｃでオイルシール５から流路９に漏れ出た潤滑油２の流れを止め、油切り部１２の先端と対向する油保持部１０に漏れ出た潤滑油２を保持し、油保持部１０に連通する排出孔１１からハウジング３の外方に排出するようにしたので、軸４とハウジング３との間で機械的に摺動する封止構造を用いることなく、オイルシールから漏れ出た潤滑油２を封止することができる信頼性の高い封止構造とすることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００２７】
上記実施の形態１では、横置型の電動機における潤滑油の封止構造について述べたが、縦置型の電動機においても同様の潤滑油の封止構造を適用することができる。
【００２８】
図６に示したように、ハウジング３は、上側ハウジング３ａと中側ハウジング３ｂと下側ハウジング３ｃに分割したものとする。
【００２９】
中側ハウジング３ｂに、軸受１及びオイルシール５が組み込まれ、また、潤滑油２を供給するための油供給孔６と劣化した潤滑油を抜き出すための油抜孔７が形成されている。
【００３０】
オイルシール５から漏れ出た潤滑油２の流路９側に、軸４に固定され、先端がリング形状で撥油部１２ａが形成された油切り部１２が設けられている。
【００３１】
上側ハウジング３ａ及び下側ハウジング３ｃの内周側には、油切り部１２の先端と対向する位置に、リング形状のコの字形あるいはＬ字形の油保持部１０が形成され、さらに、油保持部１０に連通し、ハウジング３ａ，３ｃ外部へ下方に傾斜して貫通する排出孔１１が形成されている。
【００３２】
この実施の形態では、上側ハウジング３ａ、中側ハウジング３ｂ及び下側ハウジング３ｃに分割することによって、上側ハウジング３ａ及び下側ハウジング３ｃの油保持部１０の内周面が、中側ハウジング３ｂの内周面よりも突出するように形成し、オイルシール５から漏れ出た潤滑油２を油切り部１２の第１の面１２ｃから受けることができるようにしている。
【００３３】
この実施の形態によれば、ハウジング３に軸受１へ潤滑油を供給する油供給孔６と潤滑油を排出する油抜孔７とを設けたので、定期的に劣化した潤滑油を油抜孔７から排出し、油供給孔６から新しい潤滑油を軸受１へ供給することによって、軸受１の組立体を分解することなく潤滑油を交換でき、メンテナンスコストを低減することができる。
【００３４】
また、軸４に油切り部１２を取り付け、油切り部１２のオイルシール側の面１２ｃでオイルシール５から流路９に漏れ出た潤滑油２の流れを止め、油切り部１２の先端と対向する油保持部１０に漏れ出た潤滑油２を保持し、油保持部１０に連通する排出孔１１からハウジング３の外方に排出するようにしたので、軸４とハウジング３との間で機械的に摺動させる封止構造を用いることなく、オイルシールから漏れ出た潤滑油２を封止することができる信頼性の高い封止構造とすることができる。
【００３５】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３における油切り部の構造及び潤滑油の表面張力の作用を説明する断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００３６】
粘度が小さい潤滑油を使用する必要が生じる場合には、電動機の運転状態によっては軸受１が高温になり潤滑油の表面張力が減少するため、潤滑油２が油切り部１２の第１の面１２ｃから第２の面１２ｂに伝わって軸方向に漏れることも想定される。
【００３７】
このような場合には、図７に示したように、第１の面１２ｃには撥油部を形成せず、第２の面１２ｂに撥油部１２ａを形成する。
【００３８】
図７に示したように、撥油部がない第１の面１２ｃに付着した潤滑油２は下方に流れ落ち易くなり、第２の面１２ｂには撥油部１２ａがあるので、第２の面１２ｂに潤滑油２が伝わりにくくなる。
【００３９】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００４０】
上記実施の形態１において、流路９の壁面に潤滑油２が長期間にわたって付着し、非常に高温な環境で電動機が運転または放置された場合等の状態では、潤滑油２が気化して流路９内を浮遊し、気化した潤滑油２が流路９を通過して軸方向へ流れることが想定される。
【００４１】
また、電動機の運転状態によっては、軸４が高速で回転することによって潤滑油２がミスト状になって流路９の軸方向へ漏れだすことも想定される。さらに、電動機の運転状態や使用環境によって高温になり、潤滑油の粘度、表面張力が小さくなって、潤滑油が漏れ易くなることも想定される。
【００４２】
このような場合、図８に示したように、軸４方向に複数個の油切り部１２を設け、流路９における潤滑油２の流れの経路を複雑にすることによって、流路９の途中の油切り部１２の壁面に気化またはミスト状の潤滑油が捕捉・凝縮されるようにする。捕捉・凝縮された潤滑油は油保持部１０から排出孔１１を経て、ハウジング３外部に取り出されるので、潤滑油２の軸方向への漏れを防ぐことができる。
【００４３】
また、軸４が高速で回転している場合は、油切り部１２の壁面に捕捉されたミスト状の潤滑油は高速回転の遠心力で排出孔１１から排出される。
【００４４】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００４５】
上記実施の形態４では、複数個の油切り部１２の外径寸法を、ほぼ同一にしたが、図９に示したように、この実施の形態では複数個の油切り部１２の外径寸法を変化させ、油切り部１２の外径寸法に応じて、ハウジング３の内周面に階段状に油保持部１０を設けている。
【００４６】
このように、複数個の油切り部１２の外径寸法を変化させることによって、流路９の形状をさらに複雑にすることができるので、気化あるいはミスト状の潤滑油２を油切り部１２の壁面でより効果的に捕捉することができる。
【００４７】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００４８】
上記実施の形態３では、第１の面１２ｃには撥油部を形成せず、第２の面１２ｂに撥油部１２ａを形成したが、この実施の形態では、図１０に示したように、第１の面１２ｃに潤滑油に対して親油性の親油部１２ｄを設けている。
【００４９】
親油部１２ｄは、ＴｉＯ２膜を成膜し、この膜を紫外線で励起するなどの方法で形成することができる。
【００５０】
図１０（ｂ）に示したように、親油部１２ｄが形成された第１の面１２ｃに付着した潤滑油２は下方の油保持部１０に流れ落ち易くなり、第２の面１２ｂには撥油部１２ａがあるので、図１１に示すように、第２の面１２ｂと第１の面１２ｃにおける潤滑油の接触角の差が大きくなり、第２の面１２ｂに潤滑油２が伝わりにくくなる。
【００５１】
図１１（ａ）に示したように、親油部１２ｄにおける潤滑油２の接触角をθ１、撥油部１２ａの接触角をθ２とすると、親油部１２ｄに続いて撥油部１２ａを設けた場合（ｂ）、潤滑油２の接触角はθ２−θ１になる。上記実施の形態３のように親油部１２ｄがない場合における潤滑油２の接触角をθ１´とするとθ１＜θ１´であるので、θ２−θ１＞θ２−θ１´になり、親油部１２ｄを設けることによって油切り部１２における潤滑油２の接触角が大きくできることが分かる。
【００５２】
実施の形態７．
図１２は、この発明の実施の形態７における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００５３】
上記実施の形態６では、油切り部１２の第１の面１２ｃに親油部１２ｄを設けたが、図１２に示したように、ハウジング３のオイルシール５から油保持部１０に至る内壁面に親油部１２ｄを設けることによって、壁面で潤滑油が流れ易くなり、気化あるいはミスト状の潤滑油２をハウジング３の内壁面で捕捉して排出孔１１に導くことができ、比較的簡単な構造で流路９から軸４方向へ気化あるいはミスト状の潤滑油２が漏れ出るのを防ぐことができる。
【００５４】
さらに、軸４のオイルシール５との接触部から油切り部１２に至る間に親油部１２ｄを設けることによによって、気化あるいはミスト状の潤滑油２の捕捉効果を大きくすることができる。
【００５５】
なお、上記実施の形態３ないし７では、横置型の電動機における潤滑油の封止構造について述べたが、上記実施の形態２と同様に、縦置型の電動機においても同様の潤滑油の封止構造を適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明に係る電動機の軸受用潤滑油の封止構造によれば、ハウジングと、軸と、この軸を上記ハウジング内に回転自在に支持する軸受と、この軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記軸受に供給された潤滑油が軸方向に漏れるのを封止するオイルシールとを備えた電動機における軸受用潤滑油の封止構造において、
上記軸と上記ハウジングとの間に上記オイルシールから上記ハウジングの端面に向かって上記潤滑油が漏れる流路が形成され、
上記軸に、上記オイルシール側に面する第１の面とこの第１の面の背面に形成された第２の面とを備え、上記潤滑油の流れを止めるリング形状の油切り部を設け、
上記ハウジングに、上記油供給孔とこの油供給孔から供給された潤滑油を抜き取るための油抜孔と、上記油切り部の先端と対向する内周面に凹形状の油保持部と、この油保持部に連通し、外部に貫通する排出孔とを形成したものであるので、定期的に劣化した潤滑油を油抜孔から排出し、油供給孔から新しい潤滑油を軸受へ供給することによって、軸受の組立体を分解することなく潤滑油を交換でき、メンテナンスコストを低減することができ、また、流路に漏れ出た潤滑油を、油切り部の先端と対向する油保持部から排出孔を通じてハウジングの外方に排出するようにしたので、オイルシールから漏れ出た潤滑油を軸とハウジングとの間で機械的に摺動する封止構造とする必要がなくなり、機械的な損耗をなくした信頼性の高い封止構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における撥油部の潤滑油に対する作用を説明する断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における撥油部の潤滑油に対する作用を説明する断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１における撥油部の潤滑油に対する作用を説明する断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３における潤滑油の表面張力の作用を説明するための断面図である。
【図８】この発明の実施の形態４における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態５における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態６における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態６における油切り部の作用を説明するための断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態７における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  軸受、２  潤滑油、３  ハウジング、４  軸、５  オイルシール、
６  油供給孔、７  油抜孔、８  蓋、９  流路、１０  油保持部、
１１  排出孔、１２  油切り部、１２ａ  撥油部、
１２ｂ  オイルシール側の面と対向する面（第２の面）、
１２ｃ  オイルシール側の面（第１の面）、１２ｄ  親油部、１３  塵埃。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004286082.tif 000011
【図１０】
2004286082.tif 000012
【図１１】
2004286082.tif 000013
【図１２】
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