JPH0979271A - 潤滑機能を有する回転軸支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転軸２ａの内側を通じて潤滑油供給を行な
えない場合でも、上部の軸受４ｂ、４ｂへの潤滑油供給
を可能にする。 【構成】 回転軸２ａの上端部を円形凹孔１３に緩く挿
入する。回転軸２ａの上端部外周面及び円形凹孔１３の
内周面には螺旋溝若しくは螺旋突条を形成する。回転軸
２ａの回転時にこの螺旋溝若しくは螺旋突条が軸流ポン
プとして機能し、潤滑油溜り５から吸引した潤滑油を軸
受４ｂ、４ｂに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る潤滑機能を有する
回転軸支持装置は、例えば鉛直方向に設けられた回転軸
を有する各種機械装置に組み込んで、この回転軸を支持
する為の軸受に潤滑油を供給する。

【０００２】

【従来の技術】鉛直方向に、或は傾斜した状態で上下方
向に設けられた回転軸を有する機械装置が各種存在す
る。この様な機械装置の回転軸を支持する為には、玉軸
受やテーパころ軸受を含む転がり軸受、或は滑り軸受等
の軸受を使用する。この様な軸受の使用状態が厳しい
（負荷が大きかったり回転速度が速い）場合には、上記
回転軸が回転している間中、この軸受に潤滑油を送り続
ける必要がある。この様な場合に、潤滑油ポンプ等を必
要とせずに安価に製作できる潤滑装置として、上記回転
軸の回転運動を利用して上記軸受に潤滑油を供給する構
造が、従来から知られている。

【０００３】図３は、この様な従来から知られた潤滑装
置を組み込んだ、潤滑機能を有する回転軸支持装置を示
している。有底筒状のハウジング１の内側には回転軸２
を、鉛直方向に設けている。上記ハウジング１の内側の
上下２個所位置には支持板３、３を設け、各支持板３、
３の内周縁部に嵌合固定した深溝型の玉軸受４、４によ
り、上記回転軸２を回転自在に支持している。この回転
軸２は中空円管状で、図示しない上端部は閉じられ、下
端が開口している。又、上記ハウジング１の底部には潤
滑油溜り５が設けられており、上記回転軸２の下端部は
この潤滑油溜り５内に挿入されている。又、上記回転軸
２の中間部で、上記各玉軸受４、４の直上部分には、こ
の回転軸２の内外を連通させる為の吐出孔６、６を形成
している。更に、上記回転軸２の中間部外周面で上記１
対の玉軸受４、４の間部分にはロータ７を、上記ハウジ
ング１の内周面でこのロータ７の外周面と対向する部分
にはステータ８を、それぞれ固定している。これらロー
タ７とステータ８とが、上記回転軸２を回転駆動する為
の電動モータ９を構成する。

【０００４】この電動モータ９への通電により回転軸２
が高速回転すると、遠心力に基づいてこの回転軸２内の
流体が、上記各吐出孔６、６を通じてこの回転軸２外に
排出される。この結果、この回転軸２の内部の圧力が低
下し（負圧になり）、上記潤滑油溜り５に存在する潤滑
油がこの回転軸２内に吸引される。そして、この様に回
転軸２内に吸引された潤滑油は、上記遠心力に基づいて
各吐出孔６、６から吐出されて、上記各玉軸受４、４に
注がれ、これら各玉軸受４、４を潤滑する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図３に示した従来構造
は、上下方向に設けられた回転軸の形状が途中で変化す
ると、変化した部分よりも上方に存在する軸受の潤滑を
行なえない場合がある。例えば、上記回転軸の途中に断
面積が著しく小さくなる部分が存在する場合には、当該
部分を剛性確保の為に中空にできず、この部分よりも上
方に潤滑油を送れない。又、回転軸の途中に、回転運動
を往復運動に変換する為のクランク部が存在した場合に
は、このクランク部を中空に加工する事が難しい為、や
はりクランク部よりも上方に潤滑油を送れない。更に、
回転軸が複数に分割された素子をカップリング部材によ
り連結した構造である場合には、カップリング部材の構
造によっては、やはりカップリング部材よりも上方に潤
滑油を送れない。本発明の潤滑機能を有する回転軸支持
装置は、この様な場合にも、上方に存在する軸受に潤滑
油の供給を行なえる様にすべく発明したものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の潤滑機能を有す
る回転軸支持装置は、ハウジングと、このハウジングの
内側に設けられた回転軸と、この回転軸を上記ハウジン
グの内側に回転自在に支持する為の軸受とを備える。こ
の回転軸は、鉛直方向、或は傾斜方向等、上下方向に配
置されている。又、上記ハウジングの上部には、上記回
転軸の上端部の外径よりも少しだけ大きな内径を有する
円形凹孔を、下方に開口した状態で設け、この円形凹孔
の内側に、上記回転軸の上端部を緩く挿入している。そ
して、これら円形凹孔の内周面と回転軸の上端部外周面
との少なくとも一方の周面に、螺旋溝或は螺旋突条等の
螺旋構造部を形成している。更に、上記ハウジングで上
記軸受よりも下方には潤滑油溜りを設け、給油通路によ
って、この潤滑油溜りと上記円形凹孔の内側とを連通し
ている。そして、上記螺旋構造部の螺旋方向を、上記回
転軸の回転に伴って、上記円形凹孔内に存在する流体を
この円形凹孔の開口の下方に押し出す方向に規制してい
る。

【０００７】

【作用】上述の様に構成される本発明の潤滑機能を有す
る回転軸支持装置は、回転軸の回転に伴って螺旋構造部
が円形凹孔内の流体を下方に押し出し、この円形凹孔内
の圧力を低下させる（負圧にする）。この結果、ハウジ
ングの潤滑油溜りに存在する潤滑油が給油通路を通じて
円形凹孔内に吸引される。そして、この様に円形凹孔内
に吸引された潤滑油は、上記螺旋構造部によりこの円形
凹孔から押し出されて、上記回転軸を支持した軸受に注
がれ、この軸受を潤滑する。

【０００８】

【実施例】図１〜２は本発明の実施例を示している。有
底筒状のハウジング１の内側には回転軸２ａを、鉛直方
向に亙って配置している。この回転軸２ａは、中空円管
状の下半素子１０と円杆状の上半素子１１とをカップリ
ング１２により互いに同心に、且つ回転運動の伝達自在
に結合して成る。上記ハウジング１の下半部内側の上下
２個所位置には支持板３ａ、３ａを設け、各支持板３
ａ、３ａの内周縁部に嵌合固定した深溝型の玉軸受４
ａ、４ａにより、上記下半素子１０を回転自在に支持し
ている。又、上記ハウジング１の上半部内側の上下２個
所位置には支持板３ｂ、３ｂを設け、各支持板３ｂ、３
ｂの内周縁部に嵌合固定した深溝型の玉軸受４ｂ、４ｂ
により、上記上半素子１１を回転自在に支持している。

【０００９】上記中空円管状の下半素子１０は、上端部
が閉じられ、下端が開口している。そして、この下半素
子１０の下端部を、上記ハウジング１の底部に設けた潤
滑油溜り５内に挿入している。又、上記下半素子１０の
中間部及び上端部で、上記各玉軸受４ａ、４ａの直上部
分には、この下半素子１０の内外を連通させる為の吐出
孔６ａ、６ａを形成している。更に、上記下半素子１０
の中間部外周面で上記１対の玉軸受４ａ、４ａの間部分
にはロータ７を、上記ハウジング１の内周面でこのロー
タ７の外周面と対向する部分にはステータ８を、それぞ
れ固定している。これらロータ７とステータ８とが、上
記下半素子１０を含む回転軸２ａを回転駆動する為の電
動モータ９を構成する。尚、この電動モータ９により回
転駆動される回転軸２ａの一部には、プーリ、歯車、ク
ランク等の動力取り出し手段（図示せず）を設け、必要
とする駆動力の取り出しを行なう。

【００１０】一方、上記ハウジング１の上部内側に固定
したブロック１７の下面中央部には、円形凹孔１３を形
成している。この円形凹孔１３の内径寸法Ｒ₁₃は、上記
上半素子１１の上端部の外径寸法Ｄ₁₁よりも僅かに大き
く（Ｒ₁₃＞Ｄ₁₁）している。又、上記ブロック１７の下
面で上記円形凹孔１３の下端開口の周囲部分には、この
円形凹孔１３よりも十分に大径の環状凹部１４を、全周
に亙って形成している。そして、上記上半素子１１の上
端部を、円形凹孔１３の内側に緩く挿入している。この
上半素子１１の上端部外周面には螺旋溝１５を形成して
いる。この螺旋溝１５の螺旋方向は、上記電動モータ９
への通電に基づく回転軸２ａの回転に伴って、上記円形
凹孔１３内に存在する流体をこの円形凹孔１３の開口の
下方に押し出す方向に規制している。従って、上記円形
凹孔１３と上半素子１１の上端部とは、一種の軸流ポン
プを構成している。

【００１１】更に、上記円形凹孔１３の上端部内周面に
は、パイプ或はホース等により構成される給油通路１６
の上端を通じさせている。そして、この給油通路１６の
下端を、前記潤滑油溜り５に通じさせている。

【００１２】上述の様に構成される本発明の潤滑機能を
有する回転軸支持装置は、電動モータ９への通電に基づ
く回転軸２ａの回転に伴って、前記各玉軸受４ａ、４ｂ
に潤滑油を供給する。尚、回転軸２ａの下半素子１０を
支持する玉軸受４ａ、４ａに潤滑油を供給する作用は、
前述の図３に示した従来構造と同様であるから、重複す
る説明を省略する。以下、本発明の特徴である、上半素
子１１を支持する玉軸受４ｂ、４ｂに潤滑油を供給する
部分の作用に就いて説明する。

【００１３】上記回転軸２ａを構成する上半素子１１が
高速回転すると、この上半素子１１の上端部外周面に形
成した螺旋溝１５が、円形凹孔１３内の流体を下方に押
し出す。上記電動モータ９への通電開始直後には、この
円形凹孔１３内には潤滑油が殆ど存在しない為、上記流
体はこの円形凹孔１３及び給油通路１６内に存在する空
気である。この様に、円形凹孔１３及び給油通路１６内
に存在する空気を円形凹孔１３の下端開口から押し出す
と、これら円形凹孔１３及び給油通路１６内の圧力が低
下し（負圧になり）、上記潤滑油溜り５に存在する潤滑
油が給油通路１６を通じて円形凹孔１３内に吸引され
る。そして、この様に円形凹孔１３内に吸引された潤滑
油は、上記螺旋溝１５によりこの円形凹孔１３から押し
出される。この様にして円形凹孔１３から押し出された
潤滑油は、先ず遠心力により前記環状凹部１４の内周面
に付着した後、この内周面に沿って流下する。そして、
上記上半素子１１を支持する上下１対の玉軸受４ｂ、４
ｂのうちの上側の玉軸受４ｂに注がれ、この玉軸受４ｂ
を潤滑する。次いで上記潤滑油は、下側の玉軸受４ｂに
向けて滴下し、この玉軸受４ｂも潤滑する。この様にし
て両玉軸受４ｂ、４ｂを潤滑した潤滑油は、上記潤滑油
溜り５に捕集され、再び各玉軸受４ａ、４ｂの潤滑に供
される。

【００１４】尚、図示の実施例の場合には、螺旋溝を上
半素子１１の上端部外周面に形成したが、螺旋溝は上半
素子１１の上端部外周面に代えて、或はこの上端部外周
面と共に、円形凹孔１３の内周面に形成する事もでき
る。又、上記各周面に、螺旋溝に代えて螺旋突条を形成
しても良い。又、螺旋溝（又は螺旋突条）を含んで構成
される軸流ポンプにより潤滑油を供給される玉軸受は複
数である必要はなく、１個のみでも良い。この玉軸受が
１個のみであれば、回転軸が多少傾斜して配置されてい
た場合でも、円形凹孔と玉軸受との距離を短くすれば、
この玉軸受への潤滑油供給を十分に行なえる。又、円形
凹孔とにより軸流ポンプを構成する回転軸の上部（図示
の実施例では上半素子１１）は、必ずしも円杆状の充実
体である必要はない。従来構造と同様に中空円管状と
し、従来の潤滑油供給構造と本発明の潤滑油供給構造と
を合わせ持たせる事もできる。又、図示の実施例では、
回転軸２ａとして下半素子１０と上半素子１１とをカッ
プリング１２により連結した構造を示したが、本発明が
この様なカップリング１２を備えた構造に限定されない
のは勿論である。又、潤滑油を供給すべき軸受として
も、玉軸受に限らず、テーパころ軸受、各種スラスト軸
受等他の転がり軸受を含むだけでなく、滑り軸受も含
む。更に、潤滑油溜りに就いても、本発明の構造により
潤滑油を供給すべき軸受よりも下方に存在すれば良く、
必ずしもハウジング１の底部に設ける必要はない。例え
ば、回転軸の全長（高さ）が大きく、ハウジング１の底
部からだと回転軸の上端部にまで十分な潤滑油を吸引で
きないと考えられる場合には、ハウジング１の中間部に
潤滑油溜りを設ける事もできる。勿論、この場合には、
軸受潤滑後の潤滑油を、この中間部に設けた潤滑油溜り
に戻す様に構成する。

【００１５】

【発明の効果】本発明の潤滑機能を有する回転軸支持装
置は、以上に述べた通り構成され作用するので、上下方
向に配置された回転軸の形状に拘らず、この回転軸の上
部を支持する軸受に対して確実に潤滑油を送り込める。
従って、上下方向に配置された回転軸を有する各種機器
の信頼性及び耐久性向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図。

【図２】図１の上部拡大図。

【図３】従来構造を示す部分縦断面図。

【符号の説明】

１ ハウジング ２、２ａ 回転軸 ３、３ａ、３ｂ 支持板 ４、４ａ、４ｂ 玉軸受 ５ 潤滑油溜り ６、６ａ 吐出孔 ７ ロータ ８ ステータ ９ 電動モータ １０ 下半素子 １１ 上半素子 １２ カップリング １３ 円形凹孔 １４ 環状凹部 １５ 螺旋溝 １６ 給油通路 １７ ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、このハウジングの内側に
   上下方向に配置された回転軸と、この回転軸を上記ハウ
   ジングの内側に回転自在に支持する為の軸受と、上記ハ
   ウジングの上部に設けられて下方に開口した、上記回転
   軸の上端部の外径よりも少しだけ大きな内径を有する円
   形凹孔と、この円形凹孔の内周面とこの円形凹孔内に挿
   入された上記回転軸の上端部外周面との少なくとも一方
   の周面に形成された螺旋構造部と、上記ハウジングで上
   記軸受よりも下方に設けられた潤滑油溜りと、この潤滑
   油溜りと上記円形凹孔の内側とを連通する給油通路とを
   備え、上記螺旋構造部の螺旋方向を、上記回転軸の回転
   に伴って、上記円形凹孔内に存在する流体をこの円形凹
   孔の開口の下方に押し出す方向に規制した潤滑機能を有
   する回転軸支持装置。