(57)【要約】【課題】潤滑油の劣化を防ぐことができるとともに、機械的な接触・摺動による封止構造を用いることなく、軸方向への潤滑油の漏れを封止する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。【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、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とを設け、ハウジング３の端面とオイルシール５との間に、漏れる潤滑油２を流路９側から外方に排出するためのハウジング３を貫通する排出孔１１を設け、軸１に、流路９を遮断するとともに、ハウジング３と対向面を有し、この対向面で隙間を形成し、この隙間における潤滑油２の表面張力により潤滑油２を封止する封止隙間１０を形成する遮断部材１２を取付ける。【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、上記ハウジングに軸受を介して支持され、上記ハウジング内で回転する軸と、上記軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記軸方向における上記潤滑油の漏れ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軸方向端面に向かって、上記潤滑油が流れる流路が形成され、
上記ハウジングに、上記油供給孔と上記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を設け、
上記ハウジングの軸方向端面と上記オイルシールとの間に、上記流路を流れる潤滑油を上記流路側から上記ハウジングの外方に排出するための排出孔を上記ハウジングに設け、
上記軸に、上記ハウジングの軸方向端面と対向面を有し、上記対向面で隙間を形成し、上記隙間における上記潤滑油の表面張力により上記潤滑油を封止する封止隙間を形成することによって、上記流路を流れる上記潤滑油を遮断する遮断部材を取付け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】
軸と、上記軸に軸受を介して支持され、上記軸を中心軸として回転するハウジングと、上記軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記軸方向における上記潤滑油の漏れ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流れる流路が形成され、
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を設け、
上記軸に、上記ハウジングの端面と対向面を有し、上記対向面で隙間を形成し、上記隙間における上記潤滑油の表面張力により上記潤滑油を封止する封止隙間を形成することにより上記流路を流れる上記潤滑油を遮断する遮断部材を取付け、
上記遮断部材に、上記流路を流れる潤滑油を流路側から外方に排出するための排出孔を設け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３】
上記電動機が横置型であり、上記潤滑油の表面張力をγ、上記封止隙間における上記潤滑油の接触角をθ、上記潤滑油の密度をρ、上記封止隙間の対向面間距離をｈ、重力加速度をｇとしたとき、上記流路における上記軸と上記ハウジングとの間の距離Ｈを、（２γ・ｃｏｓθ）／（ρ・ｇ・ｈ）よりも小さくしたことを特徴とする請求項１または２記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項４】
上記電動機が縦置型であり、上記潤滑油の表面張力をγ、上記封止隙間における上記潤滑油の接触角をθ、上記潤滑油の密度をρ、上記封止隙間の対向面間距離をｈ、重力加速度をｇとしたとき、上記封止隙間から上記排出孔までの距離Ｈを、（２γ・ｃｏｓθ）／（ρ・ｇ・ｈ）よりも小さくし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】
上記排出孔の流路側に溝を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項６】
上記封止隙間における上記ハウジング及び遮断部材の対向面に撥油処理部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項７】
上記流路の上記ハウジング及び遮断部材に、上記撥油処理部につながる親油処理部が形成されていることを特徴とする請求項６記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項８】
上記封止隙間は、上記軸の中心軸方向から傾いていることを特徴とする請求項１または２記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項９】
上記遮断部材は、上記軸の径方向の面と、この径方向の面から中心軸方向に向かって上記封止隙間の端部にいたる面とを有することを特徴とする請求項１または２記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。
【請求項１０】
上記径方向の面と上記中心軸方向に向かって上記封止隙間の端部にいたる面とのなす角度が鋭角であることを特徴とする請求項９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、潤滑油の劣化を防ぐことができるとともに、機械的な接触・摺動による封止構造を用いることなく、軸方向への潤滑油の漏れを封止する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、上記ハウジングに軸受を介して支持され、上記ハウジング内で回転する軸と、上記軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記軸方向における上記潤滑油の漏れ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軸方向端面に向かって、上記潤滑油が流れる流路が形成され、
上記ハウジングに、上記油供給孔と上記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を設け、
上記ハウジングの軸方向端面と上記オイルシールとの間に、上記流路を流れる潤滑油を上記流路側から上記ハウジングの外方に排出するための排出孔を上記ハウジングに設け、
上記軸に、上記ハウジングの軸方向端面と対向面を有し、上記対向面で隙間を形成し、上記隙間における上記潤滑油の表面張力により上記潤滑油を封止する封止隙間を形成することによって、上記流路を流れる上記潤滑油を遮断する遮断部材を取付けたものである。
【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を交換できるようにしている。
【００１４】
潤滑油の交換は、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に遮蔽部材１２を取り付け、遮蔽部材１２で潤滑油２の流路９を遮断し、遮蔽部材１２の端面とハウジング３の端面とで、軸４の中心軸方向からαの角度をなす封止隙間１０を形成するとともに、ハウジング３にはオイルシール５と封止隙間１０との間に、ハウジング３の外方に貫通する排出孔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、潤滑油２の一部は排出孔１１から排出されず、流路９に残った潤滑油２は、その表面張力によって封止隙間１０を通過せずに流路９内端部に溜まる。
【００１８】
図２は、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。同図に示したように、流路９における軸４とハウジング３との間の半径方向の隙間の寸法をＨ（流路９内に保持され得る潤滑油の高さ）、封止隙間１０の隙間の寸法をｈ、潤滑油２の表面張力をγ、潤滑油２の密度をρ、潤滑油２と遮蔽部材１２との接触角をθとすると、流路９内に保持できる潤滑油２の高さＨは下記式（１）で表される。なお、下記式（１）でｇは重力加速度である。
【００１９】
（２γ・ｃｏｓθ）／（ρ・ｇ・ｈ）…（１）
【００２０】
したがって、流路９の軸４とハウジング３との間の半径方向の隙間の寸法を上記式（１）で求められる値よりも小さくしておけば、潤滑油が流路９に充満しても、封止隙間１０から漏れでることはなく、潤滑油２は排出孔１１から外部に排出される。
【００２１】
なお、図１では、排出孔１１を１箇所設けた場合を示しているが、円周方向に複数個設けてもよい。また、ハウジング３の端面で封止隙間１０を構成しているが、ハウジング３の端面に別部材を取り付けて、封止隙間１０を構成してもよい。
【００２２】
以上のように、この発明ではハウジング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。
【００２３】
また、軸４に遮蔽部材１２を取り付け、遮蔽部材１２でオイルシール５から漏れでた潤滑油２の流路９を遮断し、遮蔽部材１２の端面とハウジング３の端面とで、潤滑油２の表面張力によって潤滑油を封止する封止隙間１０を形成するとともに、ハウジング３にはオイルシール５と封止隙間１０との間に、ハウジング３の外方に貫通する排出孔１１を形成したので、回転側（遮蔽部材１２）と固定側（ハウジング３）との間を非接触で封止でき、機械的な損耗をなくした信頼性の高いものとすることができるとともに、オイルシール５から漏れでた潤滑油２を排出孔１１から所定の場所へ排出することができる。
【００２４】
実施の形態２．
図３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。
【００２５】
図３に示したように、この実施の形態では排出孔１１の潤滑油２が流入する流路９側に溝１３を形成している。
【００２６】
オイルシール５から漏れでた潤滑油２は、一時的に溝１３に保持され、溜まった潤滑油２は自重によって排出孔１１から外部へ排出される。したがって、流路９の端部に設けた封止隙間１０に到達する潤滑油２の量を少なくすることができ、潤滑油の封止に対する信頼性が高くなる。
【００２７】
実施の形態３．
図４及び図５は、この発明の実施の形態３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。
【００２８】
上記実施の形態１及び２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。
【００２９】
図４に示したように、縦置型の電動機の場合、実施の形態１と同様の封止隙間１０を設けるとともに、排出孔１１を軸４の中心軸方向に対して傾斜させることによって、封止隙間１０で潤滑油２の漏れを防ぐとともに、潤滑油２を排出孔１１からハウジング３の外方へ排出することができる。
【００３０】
図４に示した、流路９の排出孔１１から封止隙間１０までの距離Ｈは、上記式（１）により求められる。この距離Ｈを上記式（１）で求めた値よりも小さくしておくことにより、封止隙間１０により潤滑油を封止することができる。
【００３１】
また、図５に示したように、排出孔１１の内周、流路９側に溝１３を設けることによって、オイルシール５から漏れでた潤滑油２を、一時的に溝１３に保持し、流路９の端部に設けた封止隙間１０に到達する潤滑油２の量を少なくすることができ、潤滑油の封止に対する信頼性の高い封止構造が得られる。
【００３２】
実施の形態４．
図６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、図７は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。
【００３３】
粘度が小さい潤滑油を使用する必要が生じる場合には、潤滑油の表面張力が減少するため、上記式（１）により求められるハウジング３と軸４との間の半径方向の隙間Ｈを小さくする必要が生じ、電動機の組立性が悪くなることがある。
【００３４】
このような場合には、図６に示したように、遮蔽部材１２に、垂直面と直角な面を有する段付部１２ａを設けることによって、隙間Ｈを大きくすることができる。
【００３５】
図７に示したように、遮蔽部材１２に段付部１２ａを設けた場合（ｂ）には、段付部がない場合（ａ）に比べて、潤滑油２の接触角θが段付部１２ａの角度（図７では９０゜）分だけ大きくなるので、段付部１２ａがない場合よりも隙間Ｈを大きくすることができ、組立の作業性を向上することができる。
【００３６】
実施の形態５．
図８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。
【００３７】
上記実施の形態４では、段付部１２ａを遮蔽部材１２の垂直面と直角な面を有するようにしたが、図８に示したように、段付部１２ａを遮蔽部材１２の垂直面と鋭角な面を有するようにすることによって、潤滑油２の接触角θを更に大きくすることができる。この場合、封止孔１０におけるハウジング３の流路９面における潤滑油２の接触角が小さいと、小さい方の接触角が潤滑油２の封止を左右することになるので、封止孔１０におけるハウジング３の流路９面も端面（垂直面）となす角が同程度の鋭角を有するように溝３ａを形成する必要がある。
【００３８】
実施の形態６．
図９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。
【００３９】
上記実施の形態１では、軸が回転する電動機における潤滑油の封止構造について述べたが、軸が固定され、ハウジングが回転する場合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。
【００４０】
この実施の形態においては、図９に示したように、実施の形態１と同様の封止隙間１０を設けるとともに、遮蔽部材１２に排出孔１１を設けることによって、封止隙間１０で潤滑油２を封止するとともに、潤滑油２を排出孔１１から所定の貯留部に排出することができる。
【００４１】
また、ハウジング３の端面に軸受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、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。
【００４２】
なお、流路９における軸４とハウジング３との間の半径方向の隙間の寸法は、上記式（１）で求められる値より小さくすることによって、封止隙間１０で潤滑油２を封止することができる。
【００４３】
実施の形態７．
図１０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、図１１はこの実施の形態における一効果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。
【００４４】
上記実施の形態１において、使用する潤滑油の粘度が小さく、電動機の運転状態や使用環境によって高温になり、さらに、潤滑油の粘度、表面張力が小さくなる場合には、上記式（１）で求められる隙間Ｈを小さくする必要が生じる。
【００４５】
このような場合、図１０に示したように、遮蔽部材１２とハウジング３とで構成される封止隙間１０の対向面に撥油処理部１４を設けておくことによって、隙間Ｈを大きくすることができ、軸受１等の組立性が向上する。
【００４６】
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。
【００４７】
この撥油処理によって、撥油処理部１４における潤滑油２の接触角θを通常の鉄を用いた場合より４倍以上大きくすることができる。
【００４８】
この実施の形態によれば、撥油処理部１４を封止隙間の対向面に設けることによって、軸４とハウジング３との間の半径方向隙間Ｈを大きくでき、軸受１等の組立作業性を向上することができる。
【００４９】
また、図１１に示したように、封止隙間１０に塵埃１５が侵入した場合、（ａ）に示したように毛細管現象によって塵埃１５を通して潤滑油２が漏れることがあるが、撥油処理部１４を設けることによって、塵埃１５を通して潤滑油２が広がる力よりも表面張力の方が大きくなるために漏れることがなくなる。
【００５０】
実施の形態８．
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、図１３は、潤滑油の表面張力の作用を説明するための断面図であり、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。
【００５１】
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が封止隙間１０を通過することが想定される。
【００５２】
このような場合、図１２に示したように、流路９の壁面に親油処理部１６を設けておくことにより、親油処理部１６で流れ易くなり潤滑油２が長期間、流路９の壁面に留まることなく排出孔１１に導かれるので、潤滑油２が気化して封止隙間１０を通過することがなくなる。
【００５３】
親油処理部２２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得ることができる。
【００５４】
また、図１３（ａ）に示したように、親油処理部１６における潤滑油２の接触角をθ１、撥油処理部１４の接触角をθ２とすると、親油処理部１６に続いて撥油処理部１４を設けた場合（図１３（ｂ））の接触角はθ２−θ１になる。親油処理部１６がない部分における潤滑油２の接触角をθ１´とするとθ１＜θ１´であるので、接触角θ２−θ１＞θ２−θ１´になり、親油処理部１６を設けることによって撥油処理部１４における潤滑油２の接触角が大きくできることがわかる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明に係る軸受用潤滑油の封止構造によれば、ハウジングと、上記ハウジングに軸受を介して支持され、上記ハウジング内で回転する軸と、上記軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記軸方向における上記潤滑油の漏れ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軸方向端面に向かって、上記潤滑油が流れる流路が形成され、
上記ハウジングに、上記油供給孔と上記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を設け、
上記ハウジングの軸方向端面と上記オイルシールとの間に、上記流路を流れる潤滑油を上記流路側から上記ハウジングの外方に排出するための排出孔を上記ハウジングに設け、
上記軸に、上記ハウジングの軸方向端面と対向面を有し、上記対向面で隙間を形成し、上記隙間における上記潤滑油の表面張力により上記潤滑油を封止する封止隙間を形成することによって、上記流路を流れる上記潤滑油を遮断する遮断部材を取付けたものであるので、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、かつ、遮蔽部材とハウジングとの間を非接触で封止し、シール部材を不要にし、機械的な損耗をなくした信頼性の高いものとすることができるとともに、オイルシールから漏れでた潤滑油を排出孔から所定の場所へ排出することができる。
【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】この発明の実施の形態１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３】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４】この発明の実施の形態３における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図６】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７】この発明の実施の形態４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５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６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７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７における撥油処理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８における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態８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。
【符号の説明】
１  軸受、２  潤滑油、３  ハウジング、３ａ，１３  溝、４  軸、
５  オイルシール、６  油供給孔、７  油抜孔、８  蓋、９  流路、
１０  封止隙間、１１  排出孔、１２  遮蔽部材、１２ａ  段付部、
１４  撥油処理部、１５  塵埃、１６  親油処理部。
【図１】
2004286080.tif 000003
【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】
2004286080.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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