JP3043930B2 - 潤滑方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、竪形多軸タレット等の
工作機械に於ける高速で自転並びに公転運動する各駆動
部等の機械要素へ潤滑油霧を含んだ気体を間欠的に供給
する潤滑方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日の工作機械の進歩は著しく、より高
速、高精度、自動化、更に省エネルギー、省スペースを
目指して竪形多軸タレットが出現している。この竪形多
軸タレット等の工作機械における多数の駆動部を潤滑す
るため、従来から種々の潤滑方法が提案されている。例
えば、グリース（給脂）により潤滑するものが提案され
ている。また、他の例として、図７に示す様にギアボッ
クス１内に潤滑油２を内蔵し、オイルポンプ３を介して
強制循環させて、各歯車４ａ、４ｂ、４ｃに潤滑油２を
供給する方式のものが存在した。ギアボックス１から外
部に延設された軸５は、オイルシール６等によりシール
されている。更に、他の方式としてグリースと潤滑油の
併用により潤滑するものも存在した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のグリー
スによる潤滑では、攪拌抵抗が大きい為、発熱により劣
化することが多く高速回転部の潤滑には適していなかっ
た。また、複雑で多くの潤滑箇所（歯車、スプライン、
ボールねじ等）に対して適量のグリースを供給するのは
極めて困難である。一方、油浴潤滑方式では、オイルシ
ールが不可欠であるが、このオイルシールは、高速回転
部においては短期間で摩耗して油漏れする不都合があ
る。また、オイルシールの摩耗を防止する為に軸シール
部の外面をセラミック等の表面処理を施しても、あまり
効果的ではなかった。一般に、通常の工作機械用オイル
シールの軸周速の限界は、１０〜１５ｍ／秒とされてい
る。

【０００４】ここで、オイルシールが摩耗すると、多数
の切削工具の取り付けられたタレットヘッドが回転した
場合、その遠心力でグリースや多量の潤滑油が軸受け等
から漏れ出し周囲を汚染すると云う欠点が存在した。ま
た、グリースと油がヘッド内部で混練され、油はグリー
スを洗い流すと共に、混入したグリースは潤滑油を劣化
させる。

【０００５】オイルシールが摩耗すると、切粉やゴミ及
びこれを含んだクーラント液（多量の水）等が外部から
ヘッド内に混入し、ヘッド内のグリースや潤滑油を著し
く劣化させ、軸受や歯車等の損傷事故が多発する。例え
ば、エア・カーテン方式（オイルシールの外側にエア・パ
ージを行う）を採用しても、オイルシールが摩耗すれば
その効果が望めないばかりか、クーラント液の混入以外
に、ヘッドの温度変化により空気中の水蒸気がヘッド内
で結露して水となり溜ると云う欠点が存在した。

【０００６】自転或いは公転している竪形多軸タレット
等の工作機械の駆動部にグリースや潤滑油を補給する事
は、現実に困難であり、油量の確認、検出を行う事も実
質的に不可能である。また、強制循環方式で潤滑油を供
給する場合、多量の油と油圧が油漏れを加速させるだけ
でなく、工作機械の外部と回転ヘッドとを連結する配管
の回転部分の機構が複雑化すると云う欠点が存在した。
更にまた、一旦使用した潤滑油を再利用する場合に、ゴ
ミのフィルター機構及び水と油の分離機構が必要となり
装置が大がかりになると云う欠点が存在した。

【０００７】本発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑
みなされたもので、工作機械の完全自動潤滑が可能でし
かも高速化、長寿命で油漏れや油垂れにより周囲を汚染
する事のない工作機械の潤滑方式を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る潤滑方式
は、自転及び公転する軸受、歯車等の多数の駆動部を備
えた竪形多軸タレット等の工作機械であって、油霧発生
機構と、該油霧発生機構を制御する制御機構と、前記油
霧発生機構で発生した油霧を前記各駆動部に配送するた
めの配管部と、該配管部の先端が接続された各駆動部に
繋がる多数の管路と、該各管路の先端にそれぞれ配設さ
れた噴霧ノズルとを備え、前記各管路には常時エアーが
供給されており、前記制御機構により間欠的に油霧発生
機構で微細油霧を発生させ、該微細油霧を前記各管路に
供給し前記各噴霧ノズルで縮流させることにより油霧粒
子を増大させて前記各駆動部に間欠的に供給する事を特
徴とする潤滑方式である。

【０００９】

【作用】このように、本発明に係る潤滑方式によれば、
竪形多軸タレット等の工作機械における多数の回転・駆
動部分に集中して自動潤滑ができると共に、常時エアー
が供給されて内部圧が大気圧よりも高く維持されている
ことで回転・駆動部に外部から水やほこりが侵入せず、
更に油漏れがないので周囲の汚染を防止できる。また、
装置全体をコンパクトな構成とすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面に従って本発明の一実施例で
ある潤滑方式を説明する。図１は本発明の潤滑方式が実
施された竪形多軸タレットマシンの一例を示す全体斜視
図であり、潤滑方式を遂行する構成は、油霧発生機構１
０と、該油霧発生機構１０を制御する制御機構１１と、
前記油霧発生機構１０で発生した油霧を工作機械の回転
部または駆動部に配送する外部の配管部１２Ａとを備え
ている。

【００１１】図２は、本発明の一実施例である潤滑方式
による歯車及び軸受け等への潤滑状況を示す要部断面図
であり、前記外部の配管部１２Ａは多軸タレット側に分
岐して多数が複雑に形成されている管路１２に連結して
おり、該管路１２の回転・駆動部に至る各先端には噴霧
ノズル１３が配設されている。そして、管路１２を介し
て搬送された微細油霧は、噴霧ノズル１３により縮流さ
せられることで複数の粒子が結合して大半の粒子径が増
大し、その増大した油霧が歯車１４に吹き付けられて付
着し潤滑に寄与する。油霧の粒子径を増す事で付着と潤
滑効果とを増大する事が出来る。なお、油霧発生機構１
０で発生した油霧は、非常に細かいので管路１２の曲が
り部分等で管壁に付着する虞もない。

【００１２】同様に、分岐している管路１２内を搬送さ
れて来た微細油霧は、噴霧ノズル１３により大半が粒子
径を増した後、ベアリング軸受１５に吹き付けられてそ
の周囲に付着し潤滑に寄与する。油霧を噴霧する間隔に
ついては、制御機構１１により適宜制御される。油霧が
供給されない場合でも、軸受及び歯車が回転している場
合には、エアーが供給されている。従って、図２に於け
る駆動部となるギアボックス内の圧力は、大気圧よりも
大きい値の０．１〜０．２ｋｇｆ／ｃｍ2程度の範囲に
保たれている。この為、ボックス内のエアは、回転軸１
６の軸受１７、ラビリンスパッキン１８を通じて大気中
に排気される。したがって、ラビリンスパッキン１８或
いはクリアランスシール部分は、２ｍ水柱の水圧に耐え
る事ができるので、水やほこりが侵入する事がない。

【００１３】図３は、回転軸１９部分のベアリング軸受
２０へ噴霧ノズル１３を介して油霧を供給する場合を示
す断面図である。この場合に、管路１２の先端を両方に
二分割した噴霧ノズル１３が使用され、給送された油霧
は、矢印で示したように、ラビリンスパッキン２１から
大気中に排気されるものと、ギアボックス内に流れるも
のとに分かれる。ギアボックス内に流れた噴霧は、他の
ギア等を潤滑した後に図外のラビリンスパッキン等から
大気中に排出される。

【００１４】図４は、回転軸２２を軸受２３で支持する
部分を潤滑する場合を示す断面図である。ここで、油霧
発生機構１０で発生した微細油霧は、配管部１２Ａ及び
管路１２を介して噴霧ノズル１３から軸受部分に供給さ
れる。微細油霧は、噴霧ノズル１３で粒径が増大して、
給油を必要とする部分に噴射される。従って、回転軸２
２が高速回転してもグリースや油を攪拌するような抵抗
力が存在しないため、摩擦抵抗を著しく低減させる事が
出来る。また、常時供給されているエアの熱交換作用に
より空冷されるため、工作機械の消費電力を節約できる
と共に、水冷の必要もなく省エネルギーとなる。

【００１５】図５は、油霧発生機構１０の一実施例を示
す断面図である。ここで、油霧発生機構１０は、ミクロ
ンフォグ発生器３０と、ディフュージョンプラグ３１と
プランジャーポンプ３２とエアバイパス調整ニードル３
３等から構成されている。油霧発生機構１０は、制御機
構１１により制御されており、制御機構１１からの制御
信号によりプランジャーポンプ３２が駆動され、ミクロ
ンフォグ発生器３０に油が所定量供給される。供給され
た油は、微細油霧となりチャンバー３４内に蓄積される
と共に、余分な油は、ディフュージョンプラグ３１を介
して油槽内に循環される。一方、微細油霧は、配管部１
２Ａ及び管路１２を介して給油を必要とする部位に配送
される。

【００１６】図６は、本発明に使用される油霧供給機構
を示す模式図である。ここで、油霧発生機構１０で発生
した油霧は、配管部１２を介して潤滑を必要とする部材
３５に供給される。

【００１７】次に、以上のように構成された潤滑方式に
おいて、図１に示すように竪形多軸タレットマシンに適
用した場合、高速で自転、公転するタレット３６に取り
付けられた工具を潤滑する場合にも、遠心力等で潤滑油
が漏れ出す事がない。また、潤滑に寄与した粒子径の増
大した油霧の外に微細な余分なものは、ラビリンスパッ
キン或いはクリアランスシール部から大気に放出される
ので油の回収の必要がない。

【００１８】微細油霧であり、発熱の原因となるオイル
シールを使用しないので、高速回転に対応できる。ま
た、仮に発熱しても、エアの通過による熱交換作用によ
り空冷されるので、回転軸の高速化が可能である。更
に、圧力、気温の変化により油の粘性が変化したり、オ
イルタンク内のレベル変化があっても常に一定の給油量
を確保する事が出来ると共に、図外の例えばモニター機
構等により常に給油の状態を監視する事ができる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る潤滑方式によれば、自転及び公転する軸受、歯車等の
多数の駆動部を備えた竪形多軸タレット等の工作機械で
あって、油霧発生機構と、該油霧発生機構を制御する制
御機構と、前記油霧発生機構で発生した油霧を前記各駆
動部に配送するための配管部と、該配管部の先端が接続
された各駆動部に繋がる多数の管路と、該各管路の先端
にそれぞれ配設された噴霧ノズルとを備え、前記各管路
には常時エアーが供給されており、前記制御機構により
間欠的に油霧発生機構で微細油霧を発生させ、該微細油
霧を前記各管路に供給し前記各噴霧ノズルで縮流させる
ことにより油霧粒子を増大させて前記各駆動部に間欠的
に供給するものであって、供給される油霧粒子は油滴で
はなく油霧状態で歯車及び回転軸などの潤滑を必要とす
る駆動部に付着し易い状態になっているので、竪形多軸
タレットのような複雑で且つ多数の駆動部を有し、多数
の管路を備えた工作機械に対して、各駆動部への油霧の
搬送が容易で且つ集中的自動潤滑が可能となる。また、
機械を給油の都度停止する必要がないので、作業能率を
大幅に向上する事ができると共に、機械の高速化、長寿
命化が図れる。

【００２０】また、潤滑油の「漏れ」「垂れ」が完全に
防止され、工作機械周囲の汚染が省資源、環境対策に極
めて有効である。また、クーラント液に機械各部から漏
れた潤滑油が混入するのを効果的に防止でき、クーラン
ト液の寿命が延長され、廃液処理上からも有益である。

【００２１】また、油霧を給送しない時でも、エアは常
に供給されており、機械内部が大気圧より高く維持され
ている為、回転軸及び軸受内に切り粉や水分が侵入する
のを阻止する事ができる。したがって、従来のようにオ
イルシール等が必要なくラビリンスシールにより充分シ
ールが可能である。更に、噴霧された油霧は、微量であ
る為、回収の必要もなく、工作機械の周囲を汚染する虞
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の潤滑方式の実施された竪形多軸タレッ
トマシンの一例を示す全体斜視図である。

【図２】本発明の一実施例である潤滑方式による歯車及
び軸受けへの潤滑状況を示す要部断面図である。

【図３】本発明の一実施例である潤滑方式により軸受け
部への潤滑状況を示す要部断面図である。

【図４】本発明の一実施例である潤滑方式に使用される
フォグノズルの要部断面図である。

【図５】本発明に使用される油霧発生装置の一例を示す
要部断面図である。

【図６】本発明に使用される油霧供給機構を示す模式図
である。

【図７】従来の油浴潤滑方式の一例を示す要部断面であ
る。

【符号の説明】

１０ 油霧発生機構 １１ 制御機構 １２Ａ 配管部 １２ 管路 １３ 噴霧ノズル １４ 歯車 １５ ベアリング軸受 １６ 回転軸 １７ 軸受 １８ ラビリンスパッキン １９ 回転軸 ２０ ベアリング軸受 ２１ ラビリンスパッキン ２２ 回転軸 ２３ 軸受 ３０ ミクロンフォグ発生器 ３１ ディフュージョンプラグ ３２ プランジャーポンプ ３３ エアバイパス調整ニードル ３４ チャンバー ３５ 潤滑部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自転及び公転する軸受、歯車等の多数の
   駆動部を備えた竪形多軸タレット等の工作機械であっ
   て、油霧発生機構と、該油霧発生機構を制御する制御機
   構と、前記油霧発生機構で発生した油霧を前記各駆動部
   に配送するための配管部と、該配管部の先端が接続され
   た各駆動部に繋がる多数の管路と、該各管路の先端にそ
   れぞれ配設された噴霧ノズルとを備え、前記各管路には
   常時エアーが供給されており、前記制御機構により間欠
   的に油霧発生機構で微細油霧を発生させ、該微細油霧を
   前記各管路に供給し前記各噴霧ノズルで縮流させること
   により油霧粒子を増大させて前記各駆動部に間欠的に供
   給する事を特徴とする潤滑方式。
2. 【請求項２】 前記各駆動部には、常時エアーが供給さ
   れて駆動部の雰囲気が大気圧よりも高く維持されている
   ことを特徴とする潤滑方式。