(57)【要約】【課題】従来のディスペンサーを用いて軸受１にグリースを塗布した場合、塗布後のグリースが、後工程にてシールやシールド板を圧入した際に保持器やボールに押し付けられて接触し、軸受１の初期トルクが上昇する。【解決手段】高粘性流体が充填されるシリンジと、このシリンジの一端に取り付けられる中空のニードルからなり、前記ニードルを通して前記高粘性流体を吐出し、ワークの所定の部位に塗布する塗布装置において、前記ニードルは先端部において、長手方向に直交する平面における断面形状の一部が該断面形状の中心に向かって凹んでいる凹部を有する。前記ニードルから吐出されたグリースにも凹部が形成され、前記凹部が保持器やボールと対面するようにグリースを塗布することで、グリースと保持器及びボールとの接触を防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高粘性流体が充填されるシリンジと、このシリンジの一端に取り付けられる中空のニードルからなり、前記ニードルを通して前記高粘性流体を吐出し、ワークの所定の部位に塗布する塗布装置において、前記ニードルは、先端部の長手方向に直交する平面における断面形状の一部が該断面形状の中心に向かって凹んでいる凹部と、前記凹部に対向する平坦部を有することを特徴とする、高粘性流体の塗布装置。
【請求項２】
ワークを回転可能に載置するワーク台と、それらを制御する制御装置を少なくとも含む高粘性流体の塗布装置であって、前記ワークを回転させつつ前記ニードルから前記高粘性流体を吐出して前記ワークの所定の部位に前記高粘性流体を塗布することを特徴とする高粘性流体の塗布装置。
【請求項３】
前記ニードルは、先端部の長手方向に直交する平面における断面形状の一部が該断面形状の中心に向かって凹んでいる凹部と、前記凹部に対向する前記平坦部と、を有し、前記凹部は前記ニードルと前記ワークの相対移動の方向と直交する方向に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の高粘性流体の塗布装置。
【請求項４】
前記ニードルの前記断面形状は少なくとも一辺に前記凹部及び前記凹部に対向する前記平坦部を有する略長方形形状であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の高粘性流体の塗布装置。
【請求項５】
前記ニードルの前記断面形状は、２つの半円を繋ぐ２つの一方に前記凹部を有し、他方に前記平坦部を有する略長円形形状であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の高粘性流体の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリースや接着剤などの高粘性流体をワークに塗布する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械の製造工程においては、部品（以下、ワークと呼ぶ）に対して接着剤やグリース等の潤滑剤を定められた位置に塗布する作業が行われている。例えば、自動車の窓ガラスの取り付け工程では、窓ガラスの外縁部にそってディスペンサーを移動させながら接着剤を吐出して、車体に取り付けた際にはみ出さないよう必要最低限の量の接着剤を塗布している（特許文献１参照）。また、転がり軸受１の製造においては、軌道輪または保持器の所定の部位に規定量のグリースを塗布する必要があり、様々な塗布方法を用いた設備が使用されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５６５１０号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
転がり軸受の製造において、特に小径の軸受では軌道輪の所定の空間内に正確にグリースを塗布する必要がある。従来の塗布装置においては円環状のスリットノズルを用いる方法や、円形断面の針状ノズルを装着したディスペンサーを用いる方法などが採用されていた。
【０００５】
しかしながら、従来の塗布方法でグリースを塗布した場合、塗布後のグリースの上部が丸みを帯びてしまうため、特に小径の軸受においては後工程にてシールやシールド板を圧入した際にグリースの上部がそれらに接触して押し潰され、グリースがボールや保持器に触れて軸受の回転トルクが許容値以上に増大するという課題があった。また、シール等に押し潰されたグリースが軸受外輪のシール溝に入り込み、シール等を圧入した際にシール溝からグリースが漏れ出てくるという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、塗布後のグリースの上部を平坦な形状とすることで、シールやシールド板を圧入した場合でもグリースとシール等と接触せず、したがって軸受の回転トルクが増大するのを防止することができるグリースの塗布方法及び塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、下記の構成により達成される。
（１）高粘性流体が充填されるシリンジと、このシリンジの一端に取り付けられる中空のニードルからなり、前記ニードルを通して前記高粘性流体を吐出し、ワークの所定の部位に塗布する塗布装置において、前記ニードルは、先端部の長手方向に直交する平面における断面形状の一部が該断面形状の中心に向かって凹んでいる凹部と、前記凹部に対向する平坦部を有することを特徴とする、高粘性流体の塗布装置。
（２）ワークを回転可能に載置するワーク台と、それらを制御する制御装置を少なくとも含む高粘性流体の塗布装置であって、前記ワークを回転させつつ前記ニードルから前記高粘性流体を吐出して前記ワークの所定の部位に前記高粘性流体を塗布することを特徴とする高粘性流体の塗布装置。
（３）前記ニードルは、先端部の長手方向に直交する平面における断面形状の一部が該断面形状の中心に向かって凹んでいる凹部と、前記凹部に対向する前記平坦部と、を有し、前記凹部は前記ニードルと前記ワークの相対移動の方向と直交する方向に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の高粘性流体の塗布装置。
（４）前記ニードルの前記断面形状は少なくとも一辺に前記凹部及び前記凹部に対向する前記平坦部を有する略長方形形状であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の高粘性流体の塗布装置。
（５）前記ニードルの前記断面形状は、２つの半円を繋ぐ２つの一方に前記凹部を有し、他方に前記平坦部を有する略長円形形状であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の高粘性流体の塗布装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る塗布方法及び塗布装置によれば、ワークを回転させながらニードルでグリースを塗布することで、塗布後のグリースの上部が平坦な形状となるので、シールやシールド板を圧入した際にグリースがそれらと接触せず、したがって軸受の回転トルクが増大するのを防止することができる。また、
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るグリース塗布装置１０の構成を示す斜視図である。
【図２】グリース塗布の対象となるワークＷ（軸受１）を示す斜視図である。
【図３】ディスペンサー２０の構成をしめす外略図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るニードル２１の先端形状を示す３面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るグリース塗布の実施例を説明する図である。
【図６】図５におけるグリースのＸ−Ｙ平面での断面図である。
【図７】図５におけるグリースのＸ−Ｚ平面での断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るニードル２１０の先端形状を示す３面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。塗布すべき高粘性流体として軸受の潤滑用グリースを例にして説明する。図２に示すように、グリースの塗布対象ワークＷである転がり軸受１は、内輪２と外輪３、及びそれぞれの軌道面４、４に挟まれた空間に周方向に等間隔に配置された複数の玉５と、それらの玉５の間隔を保つための保持器６と、からなる。
【００１１】
図１に示すように、グリース塗布装置１０は、ワークＷを載置した状態で回転させるワーク台１１が設けられており、ワーク台１１はモータ１２とスピンドル１３によって回転可能となっている。ワーク台１１の上方にはグリースを吐出するディスペンサー２０が設置されている。ディスペンサー２０はワークＷの径方向および軸方向に移動可能なよう、２つの直動機構２７、２８によって支持されており、ワークＷのサイズに合わせて最適な位置にグリースを吐出することができる。
【００１２】
ディスペンサー２０は所定量のグリースを吐出する機能を有する。ディスペンサー２０の作動形式としては、一般的にはエア式と電動式に大別できる。エア式は先端に中空のニードル２１を設けたシリンジ２２の内部にグリースを収め、グリースの上面をピストン２３で加圧するものである。エア式はさらに、ピストン２３の背面に高圧エアを直接作用させる形式と、ピストン２３をエアシリンダ２４で押す形式とがある（図３参照）。
【００１３】
電動式のディスペンサーにはポンプをモータで駆動してグリースを吐出するものや、ピストンをモータで駆動されたネジ機構により前進させ、グリースを加圧してニードルから吐出するものがある。電動式はエア式よりも吐出量の精度は高いが高価であることが多いので、必要な精度やコストを勘案してディスペンサー２０の作動形式を決める。
【００１４】
ディスペンサー２０には、大量のワークＷに対して連続して吐出動作を行えるよう、大きなグリースタンク２４と、そのグリースをディスペンサー２０に供給するグリースポンプ２５を備えている場合もある。グリースタンク２５に収容されたグリースはシリンジ２２内のグリースが減少するとグリースポンプ２６によってシリンジ２２に送られる（図４参照）。
【００１５】
次に本発明に係る高粘性流体の塗布装置について、塗布動作の説明を行う。ワークＷは図示しない搬送装置によってワーク台１１に、ワークＷの中心とワーク台１１の回転中心とが同芯になるよう載置される。
【００１６】
そして、直動機構２７、２８によってニードル２１の先端を塗布すべき位置に移動させる。ワークＷの寸法や塗布位置は予め図示しない制御装置３０に登録されており、ワークＷの型番を入力することで、ニードル２１を自動で適切な位置に移動させることができる。
【００１７】
ニードル２１の移動が完了するとモータ１２が回転し、ワーク台１１に載置されたワークＷが回転する。ワーク台１１の回転が一定の速度に達するとディスペンサー２０がグリースの吐出を開始し、ワークＷが正確に１回転した後、吐出を停止する。この後、ワーク台１１が停止して、搬送装置がワークＷを後工程に搬送する。
【００１８】
本発明に係る高粘性流体の塗布装置は、図４に示すようにニードル２１の吐出方向に直交する断面が、断面中央方向に凹んだ凹部２１ａを有する略長方形形状であることを特徴とする。断面の向きは、上方から見たニードル２１とワークＷの相対移動方向Ｄに対して、一対の辺が直交し、且つ、凹部２１ａがワークＷの相対移動方向Ｄの上流側に配置されている。凹部２１ａの対辺は直線形状である。また、ワークＷの径方向から見たニードル２１の角度はワーク台１１の回転軸と平行とするのが一般的である。
【００１９】
次に、このような断面形状とすることの効果を説明する。ワークＷを回転させつつニードル２１からグリースを吐出すると、鉛直方向下向きに吐出されたグリースがワークＷの塗布位置、図７に示す例では外輪３の内周面３ａにおける軌道面３ｂの軸方向に関して横に設けられた円筒面状部分３ｃに付着して水平方向に移動する。
【００２０】
図５に示したＸ−Ｙ−Ｚ座標系はこのグリースが付着した位置を原点とし、Ｘ軸をワークＷの径方向に、Ｙ軸をワークＷの周方向に、さらにＺ軸をワーク台１１の回転軸方向に取ったものであり、この座標系においてニードル２１から吐出された時点ではグリースのＸ−Ｙ平面における断面形状はニードル２１と同様の略長方形形状である。
【００２１】
ニードル２１から吐出されたグリースは上記のＸ−Ｙ−Ｚ座標系の原点に相当する位置で外輪３の内面に設けられている円筒面状部分３ｃに付着してＹ軸方向に移動する。その際、グリースの上記の長円形の断面形状はＸ−Ｚ平面に平行な面における断面形状に変換される。すなわち、円筒面状部分３ｃに付着したグリースのＸ−Ｚ平面における断面がニードル２１の断面形状に類似する略長方形形状となる。この時、凹部２１ａは軸受１のボール５及び保持器６と隙間を有して対向する。
【００２２】
ニードル２１からの吐出速度Ｖ１と、ニードル２１と外輪３の相対速度Ｖ２が等しい場合は円筒面状部分３ｃにおけるグリースの断面形状はニードル２１の断面形状と概ね等しくなるが、Ｖ１がＶ２よりも小さい場合は円筒面状部分３ｃに付着したグリースはワークＷの回転軸方向に関して厚みが薄い長方形形状になる。Ｖ１とＶ２の速度差を任意に設定することで円筒面状部分３ｃに付着させるグリースの体積や断面形状、凹部２１ａとボール５及び保持器６との隙間量をコントロールすることができる。
【００２３】
ワークＷにおいてグリースを封入できる空間は内輪２と外輪３、及び複数の玉５、さらにシールまたはシールドによって囲まれる空間である。したがってこの空間に最大限にグリースを封入するには封入後のグリースのＸ−Ｚ平面における断面形状が内輪２と外輪３、及び複数の玉５、さらにシールまたはシールドによって囲まれる空間の形状に近いことが望ましい。これに対して、本発明に係るニードル２１は略長方形形状断面の一辺に凹部２１ａを有する形状であるため、グリースの封入量を多くできるとともに、凹部２１ａが軸受１のボール５及び保持器６との接触を防止し、軸受１の初期トルクの増大を防ぐことができる。凹部２１ａの内周側の曲率は、軸受１のボール５の曲率半径と同じか、より大きい曲率を有することが望ましい。凹部２１ａの内周側の曲率が軸受１のボール５の曲率半径よりも小さいち、グリースとボール５とが接触しやすくなるため好ましくない。
【００２４】
（第２の実施形態）
図８は本発明の第２の実施形態を示す図である。本実施形態では上記第１の実施形態との差異である、ニードルの断面形状について説明する。その他の本発明の構成要素については第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
図７に示すように、ニードル２１０の断面形状は、２つの半円を２つの線で繋いだ長円形形状であり、２つの線の一方には断面中央方向に凹んだ凹部２１０ａを有している点が第１の実施形態と異なる。ワークＷである軸受１が小さくなると、内輪２と外輪３との隙間も小さくなり、必要となるニードル２１０の寸法も小さくする必要がある。一辺の長さが数ｍｍの四角形断面の金属管を成形するためには高い技術が必要となり、製造コストが上昇する虞がある。これに対して、本実施形態に係るニードル２１０は円形断面の金属管のを押し潰すことで製作することができるので、製造コストの上昇を抑えることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１（Ｗ）    軸受
２    内輪
３    外輪
３ａ    外輪内周面
３ｂ    外輪軌道面
３ｃ    円筒面状部分（外輪内周）
４    軌道面
５    ボール
６    保持器
１０    グリース塗布装置
１１    ワーク台
１２    モータ
１３    スピンドル
２０    ディスペンサー
２１，２１０    ニードル
２１ａ，２１０ａ    凹部
２２    シリンジ
２３    ピストン
２４    エアシリンダ
２５    グリースタンク
２６    グリースポンプ
【図１】
2016109181.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】
2016109181.tif 000008
【図７】
2016109181.tif 000009
【図８】
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