(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸がオイルシールで囲われて形成された潤滑剤室に潤滑剤が充填され、かつ、水中で使用される軸受装置における前記潤滑剤室に潤滑剤を供給する軸受装置への潤滑剤供給装置であって、
潤滑剤を供給する潤滑剤加圧供給装置と前記軸受装置の潤滑剤室とを連通する潤滑剤通路を形成するとともに、この潤滑剤通路における前記軸受装置の近傍に弁を有する潤滑剤自動調圧装置を介在させ、
この潤滑剤自動調圧装置は、前記軸受装置の潤滑剤室における潤滑剤の圧力が軸受装置の周りの水圧よりも高いときに、前記弁が閉じて前記潤滑剤室への潤滑剤の供給を停止し、
前記潤滑剤室における潤滑剤の圧力が前記水圧よりも低いときに、前記弁が開いて前記潤滑剤室への潤滑剤の供給が行われるように構成されていることを特徴とする軸受装置への潤滑剤供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば泥水などの水圧が変化する場所で作業が行われる地下、水中掘削機械などの土木機械に備えた、軸受装置への潤滑剤供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、泥水などの水中で使用される例えば掘削機械などに備えた軸受装置としては、以下のような種々なものがある。
(1) 回転軸がオイルシールで囲われて形成され、かつ、水中で使用される軸受装置の潤滑剤室に、この軸受装置を備えた機械の一定の運転時間毎に、一定量の潤滑剤を供給するようにしたものがあった。
(2) また、回転軸に取り付けられたリングの端面が軸受箱に取り付けられたリングに接して、すべり密封面を形成し、このすべり密封面部に潤滑剤を封入したメカニカルシールを採用した軸受装置があった。
(3) また、回転軸がオイルシールで囲われて形成された潤滑剤室に潤滑剤が充填され、かつ、水中で使用される軸受装置における前記潤滑剤室と潤滑剤供給装置（加圧機能は有さない）とを連通する潤滑剤通路を設けたものがあった。
(4) また、回転軸がオイルシールで囲われて形成された潤滑剤室に潤滑剤が充填され、かつ、水中で使用される軸受装置における前記潤滑剤室と潤滑剤加圧供給装置とを連通する潤滑剤通路を設けたものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記(1) 項に記載の軸受装置は、毎日の始業点検で、潤滑剤を一定量、軸受装置に供給するときに、回転軸がオイルシールで囲われた潤滑剤室に充填された潤滑剤の圧力が異常に高くなると、供給過剰となった余分の潤滑剤がオイルシール部から外へ漏れる。
また、機械の運転に伴い、潤滑剤が軸受装置の外に漏れると、潤滑剤室内の潤滑剤の圧力が徐々に低下することになり、前記潤滑剤の圧力に抗して水がオイルシール部から潤滑剤室に浸入するおそれがある。
また、このような軸受装置を備えた機械の使用条件で、例えば前記軸受装置の周りの水圧が高ければ、前記オイルシールは剛性の大きなものが採用されたり、あるいはオイルシールの段数が増やされるので、オイルシールの設置に要するスペースが大きくなり、また、オイルシールの回転軸への締めつけ力が増すことになり、回転抵抗も増すことになる。
【０００４】
また、前記(2) 項に記載の軸受装置は、メカニカルシールの設置スペースが大きく、高価である。
また、このメカニカルシールを採用した軸受装置は、強い振動や衝撃を受ける建設機械などには向かない。
【０００５】
また、前記(3) 項に記載の軸受装置は、潤滑剤の比重と泥水の比重を考慮して潤滑剤供給装置の設置高さを決め、潤滑剤の自重圧力のみで潤滑剤を軸受装置の潤滑剤室に供給することになるが、潤滑剤の粘性により潤滑剤通路による圧力損失の影響が大きく実用的でない。
【０００６】
また、前記(4) 項に記載の軸受装置は、潤滑剤加圧供給装置から潤滑剤通路を通して、潤滑剤を軸受装置の潤滑剤室に供給することになるが、軸受装置の潤滑剤室の周りの水圧より常に大きい圧力の潤滑剤を潤滑剤室に供給することになるので、潤滑剤はオイルシールから常時外に漏れることになり、経済的でない。
本発明は、前記のような問題を無くし、自動的に、水圧が高くなると軸受装置の潤滑剤室に供給する潤滑剤の圧力が高くなり、水圧が低くなると潤滑剤室に供給する潤滑剤の圧力が低くなるようにした軸受装置への潤滑剤供給装置を提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、回転軸７がオイルシール４ｂで囲われて形成された潤滑剤室４ｃに潤滑剤が充填され、かつ、水中で使用される軸受装置４における前記潤滑剤室４ｃに潤滑剤を供給する軸受装置４への潤滑剤供給装置であって、潤滑剤を供給する潤滑剤加圧供給装置１と前記軸受装置４の潤滑剤室４ｃとを連通する潤滑剤通路２ａ，２ｂ，２ｃを形成するとともに、この潤滑剤通路における前記軸受装置４の近傍に、弁３ａを有する潤滑剤自動調圧装置３を介在させ、この潤滑剤自動調圧装置３は、前記軸受装置４の潤滑剤室４ｃにおける潤滑剤の圧力が、軸受装置４の周りの水圧よりも高いときに、前記弁３ａが閉じて前記潤滑剤室４ｃへの潤滑剤の供給を停止し、前記潤滑剤室４ｃにおける潤滑剤の圧力が前記水圧よりも低いときに、前記弁３ａが開いて前記潤滑剤室４ｃへの潤滑剤の供給が行われるように構成されていることを特徴とする軸受装置への潤滑剤供給装置としたものである。
【０００８】
この軸受装置への潤滑剤供給装置によると、軸受装置４の周りの泥水８の水圧が高くなると、その水圧の作用によって前記潤滑剤自動調圧装置３の弁３ａが開いて、前記潤滑剤加圧供給装置１から潤滑剤通路２ａ，２ｂ，２ｃを通って、潤滑剤が軸受装置４の潤滑剤室４ｃに供給され、この潤滑剤室４ｃに充填された潤滑剤の圧力を高めて、泥水８が軸受装置４のオイルシール４ｂを通して潤滑剤室４ｃに浸入しないようにする。
また、軸受装置４の周りの泥水８の水圧が低くなると、その水圧の作用が無くなり、前記潤滑剤自動調圧装置３の弁３ａが閉じて、前記潤滑剤加圧供給装置１から軸受装置４の潤滑剤室４ｃに潤滑剤が供給され無くなり、潤滑剤室４ｃに充填された潤滑剤の圧力を高めることがないので、潤滑剤室４ｃに充填された潤滑剤が、オイルシール４ｂを通して潤滑剤室４ｃの外に常時漏れるようなこともない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明に係る軸受装置への潤滑剤供給装置の実施の形態について詳細に説明する。ここで、潤滑剤としては、潤滑油（オイル）や粘性の小さいグリスなどがある。
本発明の潤滑剤供給装置によって潤滑剤が供給される軸受装置は、図１に示すように、水中で使用される掘削機械などに使用されている。この軸受装置４は、回転軸７が軸受４ａによって回転自在に支持されるとともに、この軸受４ａがオイルシール４ｂで囲われて形成された潤滑剤室４ｃに潤滑剤が充填されている。前記軸受装置４の潤滑剤室４ｃに潤滑剤を供給するため、例えば泥水８の上の地上９などに設置した潤滑剤加圧供給装置１と前記軸受装置４の潤滑剤室４ｃとを潤滑剤通路２ａ，２ｂ，２ｃを介して連通している。
【００１０】
この潤滑剤通路における前記軸受装置４の近傍に、弁３ａを有する潤滑剤自動調圧装置３を介在させ、この潤滑剤自動調圧装置３は、前記軸受装置４の潤滑剤室４ｃにおける潤滑剤の圧力が、軸受装置４の周りの泥水８の水圧よりも高いときに、前記弁３ａが閉じて前記潤滑剤室４ｃへの潤滑剤の供給を停止し、前記潤滑剤室４ｃにおける潤滑剤の圧力が前記水圧よりも低いときに、前記弁３ａが開いて前記潤滑剤室４ｃへの潤滑剤の供給が行われるようになっている。
【００１１】
本発明の軸受装置への潤滑剤供給装置の実施の形態は、以上のように構成されているので、以下のように作用する。
ここで、軸受装置４の周りの水圧をＰｄ、軸受装置４の潤滑剤室４ｃに充填された潤滑剤の圧力をＰｊ、水の比重をγ、軸受装置４が位置している水深をＨとすると、軸受装置４の周りの水圧は、Ｐｄ＝γＨ、すなわち、軸受装置４が位置している水深Ｈによって変化する。
掘削機械の軸受装置が水中にある場合に、軸受装置の周りの水深が浅い場合は、Ｐｄ（水圧）＜Ｐｊ（潤滑剤の圧力）となり、従来の軸受装置では潤滑剤がオイルシールのリップより通過して水中に漏れ易くなる。
掘削作業が進むに従って軸受装置の周りの水深が深くなると、Ｐｄ（水圧）＞Ｐｊ（潤滑剤の圧力）となり、従来の軸受装置では水圧の作用によってオイルシールがめくれ易く、水が軸受装置の潤滑剤室に浸入するおそれがある。
従って、軸受装置の周りの水深が変化しても、ほぼＰｄ（水圧）＝Ｐｊ（潤滑剤の圧力）となるように、潤滑剤の圧力Ｐｊを水圧Ｐｄに対応させて変化させることによって、前記のような問題は無くなる。
【００１２】
本発明の軸受装置への潤滑剤供給装置によると、軸受装置４の位置の水深が浅く、水圧Ｐｄが低く、Ｐｄ（水圧）＜Ｐｊ（潤滑剤の圧力）となると、水圧Ｐｄの作用が弱く、前記潤滑剤自動調圧装置３の弁３ａが閉じて、前記潤滑剤加圧供給装置１から軸受装置４の潤滑剤室４ｃに潤滑剤が供給され無くなり、前記潤滑剤室４ｃに充填された潤滑剤の圧力を高めることがないので、すなわち、Ｐｄ（水圧）＝Ｐｊ（潤滑剤の圧力）となると、水が軸受装置４のオイルシール４ｂを通して潤滑剤室４ｃに浸入するようなことは無く、また、潤滑剤が潤滑剤室４ｃからオイルシール４ｂを通して潤滑剤室４ｃの外に漏れるようなこともない。
【００１３】
また、掘削作業が進むに従って軸受装置４の位置の水深が深く、水圧Ｐｄが高く、すなわち、Ｐｄ（水圧）＞Ｐｊ（潤滑剤の圧力）となると、その水圧Ｐｄの作用によって、前記潤滑剤自動調圧装置３の弁３ａが開いて、潤滑剤が前記潤滑剤加圧供給装置１から潤滑剤通路２ａ，２ｂ，２ｃを通って軸受装置４の潤滑剤室４ｃに供給され、この潤滑剤室４ｃに充填された潤滑剤の圧力Ｐｊを高め、すなわち、Ｐｄ（水圧）＝Ｐｊ（潤滑剤の圧力）となると、水が軸受装置４のオイルシール４ｂを通して潤滑剤室４ｃに浸入するようなことは無くなる。
【００１４】
本発明の軸受装置への潤滑剤供給装置をさらに詳しく説明すると、前記潤滑剤自動調圧装置３の弁３ａを前記のように開閉する構造は、下記のようになっている。すなわち、前記潤滑剤自動調圧装置３の弁３ａと潤滑剤通路２ａ，２ｂ，２ｃと軸受装置４などは、機械のフレーム５に支持されている。
前記弁３ａは、図２に詳細に示すように、潤滑剤通路２ａに連結され底面がＶ字状の容器３ａ1 の中にボール弁３ａ2 が収納され、このボール弁３ａ2 の下端に取り付けた支持棒３ａ3 が潤滑剤通路２ｂに挿通され、この支持棒３ａ3 の下端が、潤滑剤通路２ｂに連通した上方の潤滑剤圧室３ｂと下方の水圧室３ｃとの境界に設けたダイアフラム３ｄに取り付けられている。
【００１５】
また、前記潤滑剤圧室３ｂは潤滑剤通路２ｃを介して前記軸受装置４の潤滑剤室４ｃに連通しており、前記水圧室３ｃは水通路６を介して水圧が加わるようになっている。従って、前記水圧室３ｃの水圧が潤滑剤室４ｃの潤滑剤の圧力より高くなると、前記水圧によって前記ダイアフラム３ｄが図２に示すように上方に湾曲し、前記支持棒３ａ3 を介してボール弁３ａ2 が容器３ａ1 のＶ字状の底面からスプリング３ａ4 に抗して押し上げられ、すなわち、弁３ａが開いて前記潤滑剤加圧供給装置１から軸受装置４の潤滑剤室４ｃに潤滑剤が供給され、Ｐｄ（水圧）＝Ｐｊ（潤滑剤の圧力）となる。
【００１６】
また、前記潤滑剤加圧供給装置１は、オイルタンク１ａからオイルポンプ１ｂによって潤滑油を加圧して軸受装置４に供給する。図に示す符号１ｃは圧力計、同１ｄは潤滑油が所定の圧力以上になったときに開放タンク１ｅに潤滑油を流すリリーフ弁付の減圧弁である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の水圧を受ける軸受装置への潤滑剤供給装置によれば、水圧が高くなると、その水圧の作用によって前記潤滑剤自動調圧装置の弁が開き、前記潤滑剤加圧供給装置から潤滑剤通路および弁を通して、潤滑剤が軸受装置の潤滑剤室に供給されるので、水圧と前記潤滑剤室の潤滑剤の圧力がほぼ等しくなって、水が軸受装置のオイルシールを通して軸受装置の潤滑剤室に浸入するようなことが無くなる。
また、水圧が低くなると、その水圧の作用が無くなり、前記潤滑剤自動調圧装置の弁が閉じ、前記潤滑剤加圧供給装置からの潤滑剤が軸受装置の潤滑剤室に供給され無くなるので、前記潤滑剤室の潤滑剤の圧力が水圧より高くなることは無く、潤滑剤が軸受装置のオイルシールを通して潤滑剤室の外に常時漏れることが無くなる。
従って、
(1) 軸受装置の潤滑剤室の潤滑剤が減少して潤滑剤の圧力が水圧より低くなると、前記弁が直ぐに開いて前記潤滑剤加圧供給装置から前記潤滑剤室に潤滑剤が供給されるので、軸受装置のオイルシールから水が潤滑剤室に浸入するようなことが無く、軸受装置が保護される。
(2) 水圧が低くなると、前記弁が直ぐに閉じて、前記潤滑剤加圧供給装置から前記潤滑剤室に潤滑剤が供給され無くなるので、軸受装置の潤滑剤室から潤滑剤がたれ流しになるようなことが無く、潤滑剤の経済的な供給ができる。
(3) 軸受装置を形成するのに、少ない段数のオイルシールでも十分であり、多段シール、メカニカルシールのように、大きな設置スペースは不要であり、軸受装置をコンパクトにできる。
(4) 掘削機械のように、強い衝撃や振動に対して適している軸受装置への潤滑剤供給装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水圧を受ける軸受装置への潤滑剤供給装置の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の構成要素である潤滑剤自動調圧装置の実施の形態を詳細に示した図である。
【符号の説明】
１      潤滑剤加圧供給装置
２ａ      潤滑剤通路
２ｂ      潤滑剤通路
２ｃ      潤滑剤通路
３      潤滑剤自動調圧装置
３ａ      弁
４      軸受装置
４ｂ      オイルシール
４ｃ      潤滑剤室
７      回転軸
【図１】
0004167771.tif 000002
【図２】
0004167771.tif 000003