(57)【要約】【課題】高速回転する歯車でも、オイルミスト潤滑方式によって良好な潤滑状態を得ること。【解決手段】平歯車１００の各歯１０６の歯先面１０６を結ぶ仮想面Ｒに対して微小隙間ｔをおいて対向する対向面１１を有する整流ブロック１０を配置し、対向面１１に開口した噴口１４、１５よりオイルミストを平歯車１００の歯面１０３、１０４に向けて噴出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車の各歯の歯先面を結ぶ仮想面に対して微小隙間をおいて対向する対向面を有する整流ブロックが配置され、前記対向面に噴口が開口し、当該噴口よりオイルミストを前記歯車の歯面に向けて噴出することを特徴とする歯車のオイルミスト潤滑装置。
【請求項２】
前記噴口が前記対向面に開口する開口端側に、前記噴口より口径を拡張された拡径孔部が設けられている請求項１に記載の歯車のオイルミスト潤滑装置。
【請求項３】
前記対向面は、前記歯車の歯幅全域に対向する幅と、少なくとも互いに隣接する二つの歯の歯先面に跨る周方向長さを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の歯車のオイルミスト潤滑装置。
【請求項４】
前記対向面は、前記歯車の歯幅全域に対向する幅と、少なくとも互いに隣接する三つの歯の歯先面に跨る周方向長さを有し、前記噴口として、歯車の回転方向前側の歯面に向けてオイルミストを噴出する噴口と、歯車の回転方向後側の歯面に向けてオイルミストを噴出する噴口とが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の歯車のオイルミスト潤滑装置。
【請求項５】
前記二つの噴口より選択された一方の噴口のみからオイルミストが噴射されるようにオイルミスト供給の切り換えを行う切換回路が前記二つの噴口に対するオイルミストの供給路に設けられている請求項４に記載の歯車のオイルミスト潤滑装置。
【請求項６】
歯車の歯先面を結ぶ仮想面に対して微小隙間をおいて対向する対向面を有する整流ブロックを配置し、前記対向面に開口した噴口よりオイルミストを前記歯車の歯面に向けて噴出することを特徴とする歯車のオイルミスト潤滑方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、歯車のオイルミスト潤滑装置および方法に関し、特に、高速回転する歯車のオイルミスト潤滑を行うオイルミスト潤滑装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯車の潤滑方法には、油浴式、滴下式、吹付け式、グリス式、オイルエアー式、オイルミスト式などがあり、それぞれ、歯車の種類や使用条件によって適当なものが使い分けられる。
【０００３】
近年、工作機械の主軸回転数は上昇の一途をたどり、主軸に直接モータをビルドインしたビルドインモータ式のものでは、数万回転／分に達している。ビルドインモータ式の主軸では、組み込み得るモータの大きさの制約から、中〜低速域では、トルク不足になりがちで、大径の正面フライスや中ぐり工具を使用する機械では、変速、減速機構を、歯車で構成している場合が多い。こうした機械においても、主軸の高速回転化が進んでおり、従来方式では、望ましい潤滑状態を達成することが難しくなってきている。
【０００４】
前述の潤滑方式のなかでも、オイルミスト潤滑方式は、微細な油滴を圧縮空気と共に小径の噴口から高速で噴出して歯車の歯面に当てて歯面に薄い潤滑油膜を形成する方式のものであり、微量の油で潤滑が可能なこと、高速空気流をもって高速回転する面に油滴を吹き付けることから、高速回転する歯車の潤滑方式として優れたものとされており、多くの実績がある潤滑方式である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、オイルミスト潤滑方式でも、歯車の回転速度が、更に速くなると、歯車の外周に激しい空気乱流が生じ、オイルミスト潤滑ノズルの噴口より歯車の歯面に向けて噴出されるオイルミストが歯面に到達するのを妨げる状態が生じる。
【０００６】
つまり、高速回転する歯車は、その外周を乱流によって歯車周速に近い速度の空気層により被われており、一定の歯車周速以上になると、オイルミスト潤滑ノズルの噴口より噴出するオイルミストがこの空気層を突き抜けることができず、オイルミストの油滴が歯面到達せず、歯面が油で濡れない潤滑不能に陥る。
【０００７】
この状態を、図９に模式的に示している。図９において、１００は平歯車を、１０１、１０２はオイルミストノズルを、Ａは平歯車１００の外周に生じる空気乱流を、Ｂはオイルミストノズル１０１、１０２より噴出したオイルミストが乱流Ａによって平歯車１００の歯面１０３、１０４に届かない状態を示している。
【０００８】
この不具合な状況を解決する方法とし、オイルミストノズルを歯車に極力近づけることが考えられる。しかし、乱流現象は歯車の外周だけでなく歯面（歯車谷部）からも発生し、歯車外周方向の空気流になっているので、際だった効果は得られず、中〜低回転時に歯面に到達したオイルミストは、小径の領域しか濡らしておらず、良好な潤滑状態にはなっていない。
【０００９】
この発明が解決しようとする課題は、高速回転する歯車でも、オイルミスト潤滑方式によって良好な潤滑状態を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置は、歯車の各歯の歯先面を結ぶ仮想面に対して微小隙間をおいて対向する対向面を有する整流ブロックが配置され、前記対向面に噴口が開口し、当該噴口よりオイルミストを前記歯車の歯面に向けて噴出する。
【００１１】
この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置は、好ましくは、前記噴口が前記対向面に開口する開口端側に、前記噴口より口径を拡張された拡径孔部が設けられている。
【００１２】
この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置は、好ましくは、前記対向面は、前記歯車の歯幅全域に対向する幅と、少なくとも互いに隣接する二つの歯の歯先面に跨る周方向長さを有している。
【００１３】
この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置は、好ましくは、前記対向面は、前記歯車の歯幅全域に対向する幅と、少なくとも互いに隣接する三つの歯の歯先面に跨る周方向長さを有し、前記噴口として、歯車の回転方向前側の歯面に向けてオイルミストを噴出する噴口と、歯車の回転方向後側の歯面に向けてオイルミストを噴出する噴口とが設けられている。
【００１４】
この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置は、好ましくは、前記二つの噴口より選択された一方の噴口のみからオイルミストが噴射されるようにオイルミスト供給の切り換えを行う切換回路が前記二つの噴口に対するオイルミストの供給路に設けられている。
【００１５】
この発明による歯車のオイルミスト潤滑方法は、歯車の歯先面を結ぶ仮想面に対して微小隙間をおいて対向する対向面を有する整流ブロックを配置し、前記対向面に開口した噴口よりオイルミストを前記歯車の歯面に向けて噴出する。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によるオイルミスト潤滑装置によれば、整流ブロックがシュラウドのように作用して歯車の外周に空気の乱流が生じることが、抑制、回避される。これにより、整流ブロックの対向面に開口した噴口より噴出するオイルミストが空気乱流に邪魔されることなく歯車の歯面に到達するようになり、高速回転する歯車でも、オイルミスト潤滑方式によって良好な潤滑状態が得られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明によるオイルミスト潤滑装置の一つの実施形態を、図１、図２を参照して説明する。
【００１８】
平歯車１００の外周側に、整流ブロック１０が固定配置されている。整流ブロック１０は、平歯車１００の各歯１０５の歯先面１０６を結ぶ仮想面Ｒに対して微小隙間ｔをおいて対向する対向面１１を有する。
【００１９】
対向面１１は、平歯車１００の歯幅Ｗｇの全域に対向する幅Ｗｂと、互いに隣接する三つの歯１０５の歯先面１０６に跨る周方向長さを有し、平歯車１００の中心Ｃと同心の円弧凹面になっている。これにより、対向面１１は全域に亘って仮想面Ｒに対して一様な微小隙間ｔをおいて対向する。微小隙間ｔは０．５〜１．０ｍｍ程度でよい。
【００２０】
整流ブロック１０にはノズル部材１２、１３が各々傾斜角θをもって取り付けられている。ノズル部材１２、１３には、対向面１１に向けて開口したオイルミスト噴出用の小径の噴口１４、１５が形成されている。
【００２１】
この実施形態では、平歯車１００の歯幅Ｗｇが比較的大きいことにより、ノズル部材１２、１３が、各々、歯幅Ｗｇを等分するように、二つずつ設けられている。このノズル個数は、歯幅Ｗｇに応じて一つでも、三つ、四つのそれ以上の複数個でもよい。
【００２２】
整流ブロック１０にはノズル部材１２、１３にオイルミストを供給するためのオイルミスト供給通路１６、１７が形成されている。
【００２３】
これにより、噴口１４は平歯車１００の歯面１０３に向けて、噴口１５は平歯車１００の歯面１０４に向けてオイルミストを噴出する。
【００２４】
平歯車１００が時計廻り方向に回転に回転している場合には、噴口１４が平歯車１０００の回転方向前側の歯面１０３に向けてオイルミストを噴出する噴口になり、噴口１５が平歯車１００の回転方向後側の歯面１０４に向けてオイルミストを噴出する噴口になる。
【００２５】
なお、平歯車１００の回転方向が逆転すると、歯面１０４が回転方向前側の歯面になり、歯面１０３が回転方向後側の歯面になるから、噴口１４が平歯車１０００の回転方向後側の歯面１０３に向けてオイルミストを噴出する噴口になり、噴口１５が平歯車１００の回転方向前側の歯面１０４に向けてオイルミストを噴出する噴口になる。
【００２６】
このオイルミスト噴出部においては、平歯車１００の外周側が整流ブロック１０に覆われ、整流ブロック１０がシュラウドのように作用し、平歯車１００の回転によって平歯車１００の歯１０５が整流ブロック１０の設置領域に入ると、この歯１０５より一つ先行して隣接する歯１０５との間（歯車谷部Ｄ）にある空気が撹拌作用を起こさず、あたかも、空気溜まりとなった様相で、平歯車１００の回転と共に移動する。
【００２７】
これにより、平歯車１００の外周に空気乱流が生じることが、抑制、回避され、噴口１４、１５より噴出するオイルミストが空気乱流に邪魔されることなく平歯車１００の歯面１０３、１０４に到達するようになり、高速回転する平歯車１００でも、オイルミスト潤滑方式によって良好な潤滑状態が得られるようになる。
【００２８】
オイルミスト潤滑では、超微細油滴を、潤滑面を濡らすのに必要な大きさの油滴にするために、小径の噴口１４、１５を通す必要があり、潤滑面を濡らすのに適切な噴出角度（傾斜角θ）、空気流速にも適正値がある。いたずらに、空気流速を速めてオイルミスト流速を上げても、液適が潤滑面を濡らさず、跳ね返り反発することがある。また、潤滑面の適切な面積をオイルミストによって濡らすのには、噴口１４、１５から潤滑面（歯面１０３、１０４）までの距離Ｌにも適正値が存在し、あまり小さくてもよくない。
【００２９】
適正な微小隙間ｔを確保して距離Ｌを適正値に設定するために、図３に示されているように、噴口１４が対向面１１に開口する開口端側に、噴口１４より口径を拡張された拡径孔部１８を形成してもよい。このことは、噴口１５についても同じである。
【００３０】
また、対向面１１は、乱流抑制のために、極力凹凸がない滑らかな面であることが好ましい。このため、図４に示されている実施形態では、ノズル部材１２の先端面１９が対向面１１と面一の円弧面になっている。
【００３１】
オイルミスト潤滑は、歯車の回転方向前側の歯面、つまり荷重作用面に対してのみ行えばよい場合がある。この場合には、二つの噴口１４、１５より選択された一方の噴口のみからオイルミストが噴射されるように、オイルミスト供給の切り換えを行う切換回路が噴口１４、１５に対するオイルミストの供給路に設けられればよい。
【００３２】
このため、図５に示されている実施形態では、オイルミスト発生装置２０より噴口１４、１５へオイルミストを供給する供給路の途中に、噴口１４用の開閉弁２１と、噴口１５用の開閉弁２２とが設けられている。
【００３３】
この実施形態では、開閉弁２１、２２の開閉により、二つの噴口１４、１５より選択された一方の噴口にのみオイルミスト供給を行うここと、双方にオイルミスト供給を行うこことができる。
【００３４】
図６はこの発明によるオイルミスト潤滑装置の他の実施形態を示している。なお、図６において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３５】
この実施形態では、整流ブロック１０の対向面１１の両端（入口部）に直線面２３、２４が延設されている。直線面２３、２４は、各々、対向面１１に滑らかに接続され、平歯車１００の仮想面Ｒとの隙間を漸次拡大し、入口部における間隙ｉを対向面１１おける微小隙間ｔより大きいものにしている。
【００３６】
これにより、整流ブロック１０の入口部において、空気の乱流を静めながら空気を込める状態が得られ、噴口１４、１５よりのオイルミスト噴出部における空気乱流の発生が、より効果的に抑制される。
【００３７】
また、整流ブロック１０の入口部を、図７に符号２５によって示されているように、流線形シャープエッジにすることにより、空気乱流を整流ブロック１０の外側にそぎ取り、空気乱流が微小隙間ｔの領域に侵入することを抑制したり、符号２６によって示されているようにアール形状にしてもよい。
【００３８】
また、この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置は、平歯車１００に限られることはなく、図８に示されているように、かさ歯車１１０にも、同様に適用できる。かさ歯車１１０の場合には、整流ブロック１０の対向面１１は円錐面になる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置の一つの実施形態を示す断面図（図２の線Ｉ−Ｉに沿った断面図）である。
【図２】この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置の一つの実施形態を示す側面図である。
【図３】この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置の他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図４】この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置の他の実施形態の要部を示す断面図である。
【図５】この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置の他の実施形態を示すオイルミスト回路図である。
【図６】この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図７】この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図８】この発明による歯車のオイルミスト潤滑装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】歯車のオイルミスト潤滑装置の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  整流ブロック
１１  対向面
１２、１３  ノズル部材
１４、１５  噴口
１６、１７  オイルミスト供給通路
１８  拡径孔部
１９  先端面
２０  オイルミスト発生装置
２１、２２  開閉弁
２３、２４  直線面
２５  流線形シャープエッジ
２６  アール形状
１００  平歯車
１０３、１０４  歯面
１０５  歯
１０６  歯先面
１１０  かさ歯車
【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】
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