(57)【要約】【課題】塗布面の周囲の空間が小さく、ノズルを塗布対象面に正対させることが困難な場合、グリースのように一般的には物体への付着性が高い材料であっても、接近方向によっては塗布対象面に付着しないことがあった。【解決手段】側面が円筒形状であり、内部には中心軸方向に延在する主通路と、前記主通路の一端から前記ノズルの径方向外側に放射状に、かつ前記中心軸方向に所定の角度を持って配設された複数の副通路と、からなるグリース流路が設けられ、前記副通路は前記ノズルの前記側面または底面に開口しており、開口面におけるグリースの流動方向と前記側面または前記底面の法線とが特定の角度となっていることを特徴とする、高粘性流体の塗布用ノズル。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面が円筒形状であり、内部には中心軸方向に延在する主通路と、前記主通路の一端から前記ノズルの径方向外側に放射状に、かつ前記中心軸方向に所定の角度を持って配設された複数の副通路と、からなるグリース流路が設けられ、前記副通路は前記ノズルの前記側面または底面に開口しており、開口面におけるグリースの流動方向と前記側面または前記底面の法線とが特定の角度となっていることを特徴とする、高粘性流体の塗布用ノズル。
【請求項２】
前記特定の角度が３０°以上、６０°未満であることを特徴とする、請求項１の塗布用ノズル。
【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高粘性流体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、自動車の車輪支持用軸受の製造においては、中心部から放射状に配置された複数のノズルから潤滑剤であるグリースを吐出して転動体であるボールに塗布している（特許文献１参照）。また、転がり軸受の製造においては、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２０１０−２３０１７４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、小径の軸受に対して従来の塗布方法でグリースを塗布する場合、内外輪の間の非常に狭い空間にグリースを塗布しなければならず、塗布位置へノズルを挿入することが困難であった。そのため、軸受の回転軸に沿って内外輪の上方から、もしくは斜め上方からグリースを吐出して外輪内面に付着させる方法が採られる。
【０００６】
このような塗布方法では外輪内面の塗布対象位置に対してグリースが斜め方向から接近するため、塗布対象面にグリースが上手く付着せず、滑ってしまうことがある。軸受の製造工程では錆を防止するために内外輪に防錆油を塗る場合が多く、グリースのように一般的には物体への付着性が高い材料であっても、接近方向によっては塗布対象面に付着しないことがある。
【０００７】
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、ノズルを塗布対象面に正対させることが困難な場合であっても塗布対象面に対して略垂直に高粘性流体を接近させることで高い確実性を持って塗布対象面に付着させることができる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】
【０００８】
本発明の目的は、下記の構成により達成される。すなわち、側面が円筒形状であり、内部には中心軸方向に延在する主通路と、前記主通路の一端から前記ノズルの径方向外側に放射状に、かつ前記中心軸方向に所定の角度を持って配設された複数の副通路と、からなる高粘性流体の流路が設けられ、前記副通路は前記ノズルの前記側面または底面に開口しており、開口面における高粘性流体の流動方向と前記側面または前記底面の法線とが特定の角度となっていることを特徴とするノズルを用いてワークの塗布対象面に高粘性流体を塗布する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る塗布方法及び塗布装置によれば、塗布対象面の近傍にノズルを接近させることが困難な状況であっても、ノズルから曲線状に吐出された高粘性流体が塗布対象面に略垂直な方向から接近するので、油分などの影響で付着性の低い塗布対象面に対しても高い確実性を持って高粘性流体を付着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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軸受Ｗを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るノズルの構造を示す断面図である。
【図４】本発明に係るグリース塗布装置１０の構成を示す外略図である。
【図５】本発明に係るノズルの副通路の構造を示す断面図である。
【図６】本発明に係るノズルの吐出孔でのグリースの速度勾配を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る要部を拡大した断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るノズルの構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（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。
【００１２】
図１に示すように、グリース塗布装置１０は、少なくともワークＷを載置するワーク台１１と、グリースを吐出するノズル２０を有する。ワーク台１１とノズル２０は互いの中心軸が同軸に配置されており、ノズル２０は、その中心軸に沿ってワーク台１１に対して接近もしくは離間可能なように直動機構によって支持されている。
【００１３】
ワーク台１１は上面が平坦面になっており、ワークＷは図示しない搬送機構により前工程からワーク台１１に搬送される。その際、ワークＷの中心がノズル２０の中心と同軸となるよう、ワーク台１１に載置される。
【００１４】
図３に示すように、ノズル２０の外形は円柱状となっており、中心部にはグリースを供給するための主通路２１が設けられている。図４に示すように、主通路２１の一方はノズル２０の先端付近において周方向に等間隔であって放射状に設けられた副通路２２に接続され、他方は配管を通してグリースポンプ２５と接続され、グリースが供給される。図３に示すように、副通路２２は外周面２３に開口し、吐出孔２４を形成する。
【００１５】
副通路２２は、吐出孔２４から吐出される直前のグリース流動方向が、吐出孔２４と直交しないよう、配置されている。すなわち、図５に示すように副通路２２の任意の位置におけるグリースの流動方向に直交する断面の中心（断面が幾何的な中心を求めるのが困難な経常であるときは重心）を結んだ線を定義し、これをグリース流動線Ｓと称する。副通路２２内のグリースは通路壁面との摩擦によって速度勾配が生じ、場所によって移動速度や方向にばらつきが出るが、ほぼグリース流動線Ｓに沿って移動すると考えられる。
【００１６】
このグリース流動線と外周面２３との交点Ａにおけるグリース流動線Ｓの接線Ｓ１と、交点Ａにおける外周面２３の法線２３Ｈとが成す角度をθとする。θが９０°となるように副通路２２を配置するとグリースは吐出孔２４から接線Ｓ１方向に直線状に吐出されるため、グリース等の液体を吐出するノズルであればθを略９０°とするのが一般的である。
【００１７】
本発明では、吐出孔２４からグリースを曲線状に吐出するためにθを３０°から６０°までの範囲とすることを特徴とする。また、グリースを曲げる方向とθの関係を次のように規定する。すなわち、吐出孔２４から出たグリースを半径方向外側（図５（ａ）において左側 ）に曲げる場合はθを正の値に設定し、半径方向内側側（図５（ｂ）において右側 ）に曲げる場合はθを負の値に設定する。
【００１８】
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前工程からワーク台１１に、ワークＷの中心とワーク台１１の中心とが同軸になるよう載置される。
【００１９】
そして、直同機構２８によってノズル２０が下降し、吐出孔２４が予め定められた位置となる位置に位置決めする。ワークＷの寸法や塗布位置は予め制御装置３０に登録されており、ワークＷの型番を入力することで、ノズル２０を自動で適切な位置まで下降させることができる。
【００２０】
ノズル２０の下降が完了するとグリースポンプ２５が稼働し、配管を通してノズル２０に供給されたグリースが主通路２１および副通路２２を経由して吐出孔２４から吐出される。グリースポンプ２５はワークＷに必要な量のグリースを供給すると制御装置３０がグリースポンプ２５を停止させる。
【００２１】
本発明に係るノズル２０は、図６に示すように交点Ａにおけるグリース流動線Ｓの接線Ｓ１と、交点Ａにおける外周面２３の法線２３Ｈとが成す角度θが３０°から６０°となっている。このため、副通路２２の中を移動しているグリースは点Ｂに達すると、壁面との摩擦抵抗が副通路２２の周方向に関して一定ではなくなる。
【００２２】
すなわち、点Ｂを通り、グリース流動線Ｓに直交する断面ＢＨにおいて、断面ＢＨの周方向における一部が吐出孔２４から外部に出るため、副通路２２の壁面との摩擦抵抗が無くなる。一方、断面ＢＨの周方向における大部分の領域は副通路２２の中にあるので、壁面からの摩擦抵抗を受ける。この結果、断面ＢＨにおける速度勾配は図６のように変化する。
【００２３】
断面ＢＨにおける速度勾配はグリース流動線Ｓを挟んで非対称となっているため、流速の大きい側（図６におけるグリース流動線Ｓの下側）が流速の小さい側よりも相対的に長い距離を移動することになり、断面ＢＨよりも下流ではグリース流動線Ｓは図６において時計回りに湾曲する。このような作用によってグリースは吐出孔２４から曲線状に吐出されることになる。グリースの上述のような性質を利用すれば、従来はグリースの塗布が困難であった部位に適切に塗布することが可能になる。断面ＢＨより下流におけるグリース流動線Ｓの曲率はθとグリースの粘度、流速など、さまざまなパラメータにより決定されるため、予め実験やシミュレーションによって曲率を求めておくと良い。
【００２４】
例えば、図２に示す転がり軸受であるワークＷの外輪内周面７を塗布対象面とした場合、グリースを内周面７に対して垂直に接近させるのが理想的である。そのためにはグリースをワークＷの中心軸に対して垂直かつ放射状に吐出する必要があるが、ワークＷが小径であると外輪内周面７と内輪外周面８との間隔Ｄが小さく、ノズルを挿入するための空間を十分に確保できない場合がある。
【００２５】
本願発明を用いれば、間隔Ｄが小さいワークであっても外輪内周面７に適切にグリースを塗布することができることを、図７を用いて説明する。図７に示すようにθを設定したノズル２０をワークＷと同軸に配置し、接近させる。
【００２６】
所定の位置にノズル２０を配置した後、グリースポンプ２５が作動してグリースを所定量だけ圧送する。そうすると、ノズル２０の吐出孔２４からグリースが吐出されるが、この時、上述したθの作用によりグリースは外輪３の径方向外側に向かって曲がる。その結果、グリースは外輪内周面７に対して垂直に接近し、かつ接触することになり、外輪内周面７の表面に油分が存在していた場合でもグリースを外輪内周面７に付着させることができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図８に示す。本実施形態ではノズル２００からグリースを吐出する吐出孔がノズル２００の周方向に亘って連続している円環状スリットノズル２４０を有している。本実施形態においても、第１の実施形態と同様の手順でθを設定する。本実施形態のノズル２００を用いれば、グリースがノズル２００の周方向に亘って連続して吐出されるため、塗布対象である外輪内周面７に対して均一にグリースを塗布することができ、転がり軸受１を稼働させた際のグリース切れを防止することができる。
【００２８】
（符号の説明）
１（Ｗ）  転がり軸受（ワーク）
２  内輪
３  外輪
４  軌道面
５  玉
６  保持器
７  外輪内周面
８  内輪外周面
１０  グリース塗布装置
１１  ワーク台
２０,２００  ノズル
２１  主通路
２２  副通路
２３  外周面
２４,２４０  吐出孔
２５  グリースポンプ
Ｄ  外輪内周面と内輪外周面との間隔
Ｓ  グリース流動線
θ  ノズル吐出孔角度（グリース流動線と吐出孔の法線との角度）
【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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