JP2004286082A

JP2004286082A - Sealing structure of lubricating oil for motor bearing

Info

Publication number: JP2004286082A
Application number: JP2003076977A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ota; 斎太田; Akira Hashimoto; 昭橋本; Nobuaki Miyake; 展明三宅; Yuji Nakahara; 裕治中原; Naoki Hashiguchi; 直樹橋口; Naonori Uozumi; 尚功魚住
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: JP3842232B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing structure of lubricating oil for a motor bearing capable of sealing the leakage in an axial direction of the lubricating oil, and preventing deterioration of the lubricating oil, without using sealing by a mechanical sealing member. <P>SOLUTION: A flow passage 9 of the lubricating oil 2 leaking from an oil seal 5 to an end surface of a housing 3 is formed between a shaft 4 and a housing 3. A shaft 1 is provided with a ring-shaped oil draining portion 12 for intercepting flowing of the lubricating oil 2 in the flow passage 9. The housing 3 is provided with an oil supplying hole 6, an oil draining hole 7 draining the lubricating oil 2 supplied from the oil supplying hole 6, a recessed oil holding portion 10 opposing to the oil draining portion 12, and a discharging hole 11 communicating to the oil holding portion 10 and penetrating the housing 3 to the outside. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ等の電動機の軸受に用いられる潤滑油を封止する軸受用潤滑油の封止構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モータ等の電動機の主軸は、使用時に高速回転する。従って、このような主軸は、ハウジング内に転がり軸受等の軸受で回転自在に支持すると共に、軸受内部に、十分な潤滑油を供給する必要がある。
【０００３】
軸受内部に潤滑油を供給する潤滑装置として、ハウジング内にグリース等の潤滑油を蓄える保油空間と、保油空間から軸受内部に連通するノズル孔とを設け、保油空間に圧力を加えることによって、間欠的あるいは連続的に適量の潤滑油を軸受内部に供給するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６１９２２号公報（第３頁−第５頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、長時間使用している間に、供給される潤滑油（グリース）の低粘度のベースオイルが遊離して、ハウジング側と主軸側との摺動部における隙間から漏れだし、主軸端に設けられたプーリや他の部品に対して悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
また、摺動部にＯリング等のシール部材を用いた場合、摩耗あるいは劣化のために定期的に交換する必要があり、メンテナンス作業が煩雑になるという問題がある。
【０００７】
さらに、長期間の使用によって劣化した潤滑油が内部に溜り、劣化した潤滑油を除去するために軸受の解体、組立の作業が必要になるという問題がある。
【０００８】
この発明は上記のような問題を解決するものであり、軸とハウジングとの機械的な摺動による封止構造を用いずに、潤滑油が軸方向へ漏れるのを防ぎ、さらに、潤滑油の劣化を防ぐことができる電動機用軸受の潤滑油の封止構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電動機の軸受用潤滑油の封止構造は、ハウジングと、軸と、この軸を上記ハウジング内に回転自在に支持する軸受と、この軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記軸受に供給された潤滑油が軸方向に漏れるのを封止するオイルシールとを備えた電動機における軸受用潤滑油の封止構造において、
上記軸と上記ハウジングとの間に上記オイルシールから上記ハウジングの端面に向かって上記潤滑油が漏れる流路が形成され、
上記軸に、上記オイルシール側に面する第１の面とこの第１の面の背面に形成された第２の面とを備え、上記潤滑油の流れを止めるリング形状の油切り部を設け、
上記ハウジングに、上記油供給孔とこの油供給孔から供給された潤滑油を抜き取るための油抜孔と、上記油切り部の先端と対向する内周面に凹形状の油保持部と、この油保持部に連通し、外部に貫通する排出孔とを形成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における潤滑油の封止構造を示す断面図、図２は、要部を拡大して示す断面図、図３、図４及び図５は、撥油部の潤滑油に対する作用を説明する断面図である。
【００１１】
同図に示したように、軸受１の軸方向端部に、オイルシール５が設けられている。オイルシール５はハウジング３に固定され、先端側が回転する軸４と摺動するように設けられ、軸４の中心軸方向における軸受１からの潤滑油の漏れを抑制する。
【００１２】
オイルシール５としては、リップシール、メカニカルシールを用いることができ、また、シールが内包された密閉型の玉軸受１を用いてもよい。
【００１３】
軸受１を保持するハウジング３には、潤滑油２を軸受１に供給するための油供給孔６と、定期的に劣化した潤滑油２を排出するための油抜孔７とを設け、油供給孔６及び油抜孔７それぞれに蓋８を設けており、軸受１の組立体を分解することなく潤滑油２を交換できるようにしている。
【００１４】
潤滑油２の交換は、油抜孔７の蓋８を外して古い潤滑油を油抜孔７から排出し、次に、新しい潤滑油を油供給孔６から供給する。また、粘度が高いグリースを交換する場合は、蓋８を外して、油供給孔６からグリースを押し込み、古いグリースが油抜孔７から押し出されて新しいグリースが油抜孔７から排出されるまでグリースを油供給孔６から押し込む。また、油抜孔７から吸引して古い潤滑油を排出して、新しい潤滑油を油供給孔６から供給することによって、簡便に潤滑油を交換することも可能である。
【００１５】
長期間の使用によって、オイルシール５の性能が劣化した場合には、オイルシール５から漏れた潤滑油２が軸４の軸端に向かう流路９に沿って流れる。
【００１６】
この発明では、軸４に、オイルシール５から流路９へ漏れ出た潤滑油２の流れを止めるリング状の油切り部１２を取り付けている。油切り部１２には、潤滑油に対して撥油性の撥油部１２ａを形成している。油切り部１２の先端が対向するハウジング３の流路９側の円周面に、リング形状の溝からなる油保持部１０を形成し、さらに、油保持部１０に連通し、ハウジング３を貫通する排出孔１１を設けている。
【００１７】
オイルシール５から漏れた潤滑油２は大部分が一旦、油保持部１０に保持され、排出孔１１を通って、排出孔１１の外側に接続された図示していないチューブから、所定の貯留部に排出される。また、図２に示したように、油切り部１２に伝わった潤滑油２は、軸４が回転した状態では、遠心力で油保持部１０に放出され、保持された後、排出孔１１から排出される。
【００１８】
油保持部１０の幅（軸４の中心軸方向の長さ）は、油切り部１２の中心軸方向長さ以上にしておくことが望ましい。
【００１９】
また、油切り部１２は、先端に向かって徐々に薄くなる形状にすることによって、軸１が静止した状態においても、潤滑油２は、自重で、油切り部１２の薄くなった先端に集まり、油保持部１０内に確実に落下する。
【００２０】
図３（ａ）に示したように、撥油部１２ａでは潤滑油２との接触角θが大きくなり、潤滑油２は球状に近い形状となって落下し易くなる。図３（ｂ）に示したように、撥油部１２ａがない場合には、潤滑油２が球状にならず、油切り部１２のオイルシール側の面１２ｃ（第１の面）から、オイルシール側の面１２ｃの背面に形成された第２の面１２ｂに潤滑油２が回り込み、油保持部１０に落下しにくくなる。
【００２１】
撥油処理法としては、フッ素系の樹脂を塗布、または焼き付ける。フッ素系の樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）、ＰＦＥ（パーフロロプロピルビニルエーテル、ＦＥＰ（６−フッ化プロピレン共重合体）、ＣＦ_３系ポリマー等がある。
【００２２】
図４（ｂ）に示したように、撥油部１２ａ断面の頂角βは鋭角にする。図４（ａ）のように傾斜した面で潤滑油２が保持されるときの接触角をθとしたとき、潤滑油２が第１の面１２ｃから、第２の面１２ｂに伝わらないようにするためには、図４（ｂ）に示したように、潤滑油２が第１の面１２ｃの先端に到達したときの潤滑油２の接触角θが９０゜を越えるように、第１の面１２ｃから、第２の面１２ｂまでの角度αを２７０゜より大きくしておく。このため、油切り部１２の頂角βは鋭角にする。
【００２３】
また、図５（ａ）に示すように、油切り部１２に塵埃１３が侵入した場合、塵埃１３によって生じる毛細管現象により、潤滑油２が油切り部１２の第２の面１２ｂに漏れることがあるが、図５（ｂ）に示すように、撥油部１２ａを設けることによって、潤滑剤２の表面張力が潤滑剤２が塵埃１３を通って広がる力よりも大きくなり、潤滑剤２は広がらずに球状に保持されて第２の面１２ｂに漏れることはなくなり、塵埃の多い設置環境においても、封止に対する信頼性の高い電動機が得られる。
【００２４】
以上のように、この実施の形態ではハウジング３に軸受１へ潤滑油を供給する油供給孔６と潤滑油を排出する油抜孔７とを設けたので、定期的に劣化した潤滑油を油抜孔７から排出し、油供給孔６から新しい潤滑油を軸受１へ供給することによって、軸受１の組立体を分解することなく潤滑油を交換でき、メンテナンスコストを低減することができる。
【００２５】
また、軸４に油切り部１２を取り付け、油切り部１２の第１の面１２ｃでオイルシール５から流路９に漏れ出た潤滑油２の流れを止め、油切り部１２の先端と対向する油保持部１０に漏れ出た潤滑油２を保持し、油保持部１０に連通する排出孔１１からハウジング３の外方に排出するようにしたので、軸４とハウジング３との間で機械的に摺動する封止構造を用いることなく、オイルシールから漏れ出た潤滑油２を封止することができる信頼性の高い封止構造とすることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００２７】
上記実施の形態１では、横置型の電動機における潤滑油の封止構造について述べたが、縦置型の電動機においても同様の潤滑油の封止構造を適用することができる。
【００２８】
図６に示したように、ハウジング３は、上側ハウジング３ａと中側ハウジング３ｂと下側ハウジング３ｃに分割したものとする。
【００２９】
中側ハウジング３ｂに、軸受１及びオイルシール５が組み込まれ、また、潤滑油２を供給するための油供給孔６と劣化した潤滑油を抜き出すための油抜孔７が形成されている。
【００３０】
オイルシール５から漏れ出た潤滑油２の流路９側に、軸４に固定され、先端がリング形状で撥油部１２ａが形成された油切り部１２が設けられている。
【００３１】
上側ハウジング３ａ及び下側ハウジング３ｃの内周側には、油切り部１２の先端と対向する位置に、リング形状のコの字形あるいはＬ字形の油保持部１０が形成され、さらに、油保持部１０に連通し、ハウジング３ａ，３ｃ外部へ下方に傾斜して貫通する排出孔１１が形成されている。
【００３２】
この実施の形態では、上側ハウジング３ａ、中側ハウジング３ｂ及び下側ハウジング３ｃに分割することによって、上側ハウジング３ａ及び下側ハウジング３ｃの油保持部１０の内周面が、中側ハウジング３ｂの内周面よりも突出するように形成し、オイルシール５から漏れ出た潤滑油２を油切り部１２の第１の面１２ｃから受けることができるようにしている。
【００３３】
この実施の形態によれば、ハウジング３に軸受１へ潤滑油を供給する油供給孔６と潤滑油を排出する油抜孔７とを設けたので、定期的に劣化した潤滑油を油抜孔７から排出し、油供給孔６から新しい潤滑油を軸受１へ供給することによって、軸受１の組立体を分解することなく潤滑油を交換でき、メンテナンスコストを低減することができる。
【００３４】
また、軸４に油切り部１２を取り付け、油切り部１２のオイルシール側の面１２ｃでオイルシール５から流路９に漏れ出た潤滑油２の流れを止め、油切り部１２の先端と対向する油保持部１０に漏れ出た潤滑油２を保持し、油保持部１０に連通する排出孔１１からハウジング３の外方に排出するようにしたので、軸４とハウジング３との間で機械的に摺動させる封止構造を用いることなく、オイルシールから漏れ出た潤滑油２を封止することができる信頼性の高い封止構造とすることができる。
【００３５】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３における油切り部の構造及び潤滑油の表面張力の作用を説明する断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００３６】
粘度が小さい潤滑油を使用する必要が生じる場合には、電動機の運転状態によっては軸受１が高温になり潤滑油の表面張力が減少するため、潤滑油２が油切り部１２の第１の面１２ｃから第２の面１２ｂに伝わって軸方向に漏れることも想定される。
【００３７】
このような場合には、図７に示したように、第１の面１２ｃには撥油部を形成せず、第２の面１２ｂに撥油部１２ａを形成する。
【００３８】
図７に示したように、撥油部がない第１の面１２ｃに付着した潤滑油２は下方に流れ落ち易くなり、第２の面１２ｂには撥油部１２ａがあるので、第２の面１２ｂに潤滑油２が伝わりにくくなる。
【００３９】
実施の形態４．
図８は、この発明の実施の形態４における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００４０】
上記実施の形態１において、流路９の壁面に潤滑油２が長期間にわたって付着し、非常に高温な環境で電動機が運転または放置された場合等の状態では、潤滑油２が気化して流路９内を浮遊し、気化した潤滑油２が流路９を通過して軸方向へ流れることが想定される。
【００４１】
また、電動機の運転状態によっては、軸４が高速で回転することによって潤滑油２がミスト状になって流路９の軸方向へ漏れだすことも想定される。さらに、電動機の運転状態や使用環境によって高温になり、潤滑油の粘度、表面張力が小さくなって、潤滑油が漏れ易くなることも想定される。
【００４２】
このような場合、図８に示したように、軸４方向に複数個の油切り部１２を設け、流路９における潤滑油２の流れの経路を複雑にすることによって、流路９の途中の油切り部１２の壁面に気化またはミスト状の潤滑油が捕捉・凝縮されるようにする。捕捉・凝縮された潤滑油は油保持部１０から排出孔１１を経て、ハウジング３外部に取り出されるので、潤滑油２の軸方向への漏れを防ぐことができる。
【００４３】
また、軸４が高速で回転している場合は、油切り部１２の壁面に捕捉されたミスト状の潤滑油は高速回転の遠心力で排出孔１１から排出される。
【００４４】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００４５】
上記実施の形態４では、複数個の油切り部１２の外径寸法を、ほぼ同一にしたが、図９に示したように、この実施の形態では複数個の油切り部１２の外径寸法を変化させ、油切り部１２の外径寸法に応じて、ハウジング３の内周面に階段状に油保持部１０を設けている。
【００４６】
このように、複数個の油切り部１２の外径寸法を変化させることによって、流路９の形状をさらに複雑にすることができるので、気化あるいはミスト状の潤滑油２を油切り部１２の壁面でより効果的に捕捉することができる。
【００４７】
実施の形態６．
図１０は、この発明の実施の形態６における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００４８】
上記実施の形態３では、第１の面１２ｃには撥油部を形成せず、第２の面１２ｂに撥油部１２ａを形成したが、この実施の形態では、図１０に示したように、第１の面１２ｃに潤滑油に対して親油性の親油部１２ｄを設けている。
【００４９】
親油部１２ｄは、ＴｉＯ_２膜を成膜し、この膜を紫外線で励起するなどの方法で形成することができる。
【００５０】
図１０（ｂ）に示したように、親油部１２ｄが形成された第１の面１２ｃに付着した潤滑油２は下方の油保持部１０に流れ落ち易くなり、第２の面１２ｂには撥油部１２ａがあるので、図１１に示すように、第２の面１２ｂと第１の面１２ｃにおける潤滑油の接触角の差が大きくなり、第２の面１２ｂに潤滑油２が伝わりにくくなる。
【００５１】
図１１（ａ）に示したように、親油部１２ｄにおける潤滑油２の接触角をθ_１、撥油部１２ａの接触角をθ_２とすると、親油部１２ｄに続いて撥油部１２ａを設けた場合（ｂ）、潤滑油２の接触角はθ_２−θ_１になる。上記実施の形態３のように親油部１２ｄがない場合における潤滑油２の接触角をθ_１´とするとθ_１＜θ_１´であるので、θ_２−θ_１＞θ_２−θ_１´になり、親油部１２ｄを設けることによって油切り部１２における潤滑油２の接触角が大きくできることが分かる。
【００５２】
実施の形態７．
図１２は、この発明の実施の形態７における潤滑油の封止構造を示す断面図であり、図において、上記実施の形態１と同一符号は、同一部分または相当部分を示している。
【００５３】
上記実施の形態６では、油切り部１２の第１の面１２ｃに親油部１２ｄを設けたが、図１２に示したように、ハウジング３のオイルシール５から油保持部１０に至る内壁面に親油部１２ｄを設けることによって、壁面で潤滑油が流れ易くなり、気化あるいはミスト状の潤滑油２をハウジング３の内壁面で捕捉して排出孔１１に導くことができ、比較的簡単な構造で流路９から軸４方向へ気化あるいはミスト状の潤滑油２が漏れ出るのを防ぐことができる。
【００５４】
さらに、軸４のオイルシール５との接触部から油切り部１２に至る間に親油部１２ｄを設けることによによって、気化あるいはミスト状の潤滑油２の捕捉効果を大きくすることができる。
【００５５】
なお、上記実施の形態３ないし７では、横置型の電動機における潤滑油の封止構造について述べたが、上記実施の形態２と同様に、縦置型の電動機においても同様の潤滑油の封止構造を適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明に係る電動機の軸受用潤滑油の封止構造によれば、ハウジングと、軸と、この軸を上記ハウジング内に回転自在に支持する軸受と、この軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記軸受に供給された潤滑油が軸方向に漏れるのを封止するオイルシールとを備えた電動機における軸受用潤滑油の封止構造において、
上記軸と上記ハウジングとの間に上記オイルシールから上記ハウジングの端面に向かって上記潤滑油が漏れる流路が形成され、
上記軸に、上記オイルシール側に面する第１の面とこの第１の面の背面に形成された第２の面とを備え、上記潤滑油の流れを止めるリング形状の油切り部を設け、
上記ハウジングに、上記油供給孔とこの油供給孔から供給された潤滑油を抜き取るための油抜孔と、上記油切り部の先端と対向する内周面に凹形状の油保持部と、この油保持部に連通し、外部に貫通する排出孔とを形成したものであるので、定期的に劣化した潤滑油を油抜孔から排出し、油供給孔から新しい潤滑油を軸受へ供給することによって、軸受の組立体を分解することなく潤滑油を交換でき、メンテナンスコストを低減することができ、また、流路に漏れ出た潤滑油を、油切り部の先端と対向する油保持部から排出孔を通じてハウジングの外方に排出するようにしたので、オイルシールから漏れ出た潤滑油を軸とハウジングとの間で機械的に摺動する封止構造とする必要がなくなり、機械的な損耗をなくした信頼性の高い封止構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１における撥油部の潤滑油に対する作用を説明する断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における撥油部の潤滑油に対する作用を説明する断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１における撥油部の潤滑油に対する作用を説明する断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３における潤滑油の表面張力の作用を説明するための断面図である。
【図８】この発明の実施の形態４における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態５における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態６における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態６における油切り部の作用を説明するための断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態７における潤滑油の封止構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１軸受、２潤滑油、３ハウジング、４軸、５オイルシール、
６油供給孔、７油抜孔、８蓋、９流路、１０油保持部、
１１排出孔、１２油切り部、１２ａ撥油部、
１２ｂオイルシール側の面と対向する面（第２の面）、
１２ｃオイルシール側の面（第１の面）、１２ｄ親油部、１３塵埃。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing lubricating oil sealing structure for sealing lubricating oil used for a bearing of an electric motor such as a motor.
[0002]
[Prior art]
The main shaft of a motor such as a motor rotates at a high speed during use. Therefore, such a main shaft needs to be rotatably supported in a housing by a bearing such as a rolling bearing and to supply a sufficient lubricating oil to the inside of the bearing.
[0003]
As a lubricating device that supplies lubricating oil to the inside of the bearing, providing a lubricating space for storing lubricating oil such as grease in the housing and a nozzle hole communicating from the lubricating space to the inside of the bearing, and applying pressure to the lubricating space In some cases, an appropriate amount of lubricating oil is intermittently or continuously supplied to the inside of the bearing (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-161922 (pages 3 to 5, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, during use for a long time, the supplied low-viscosity base oil of the lubricating oil (grease) is released and leaks from the gap in the sliding portion between the housing side and the spindle side, and is provided at the spindle end. There is a problem that the pulley and other parts are adversely affected.
[0006]
Further, when a seal member such as an O-ring is used for the sliding portion, it needs to be replaced periodically due to wear or deterioration, and there is a problem that maintenance work becomes complicated.
[0007]
Further, there is a problem in that the lubricating oil deteriorated due to long-term use accumulates inside, and it is necessary to disassemble and assemble the bearing in order to remove the deteriorated lubricating oil.
[0008]
The present invention has been made to solve the above problems, and does not use a sealing structure by mechanical sliding between a shaft and a housing to prevent lubricant from leaking in the axial direction. An object of the present invention is to provide a lubricating oil sealing structure for a motor bearing that can prevent deterioration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A sealing structure for lubricating oil for a bearing of a motor according to the present invention includes a housing, a shaft, a bearing rotatably supporting the shaft in the housing, an oil supply hole for supplying lubricating oil to the bearing, An oil seal that seals the lubricant supplied to the bearing in the axial direction and an oil seal that seals the bearing lubricant in a motor.
A flow passage through which the lubricating oil leaks from the oil seal toward the end surface of the housing is formed between the shaft and the housing,
The shaft has a first surface facing the oil seal side and a second surface formed on the back surface of the first surface, and is provided with a ring-shaped oil cutout for stopping the flow of the lubricating oil. ,
The oil supply hole, an oil drain hole for extracting the lubricating oil supplied from the oil supply hole, an oil holding portion having a concave shape on an inner peripheral surface facing the tip of the oil drain portion, and the oil, A discharge hole communicating with the holding portion and penetrating to the outside is formed.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged main part, and FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the effect of the present invention on lubricating oil.
[0011]
As shown in the figure, an oil seal 5 is provided at an axial end of the bearing 1. The oil seal 5 is fixed to the housing 3, and is provided so that the distal end slides on the rotating shaft 4, and suppresses leakage of lubricating oil from the bearing 1 in the central axis direction of the shaft 4.
[0012]
As the oil seal 5, a lip seal or a mechanical seal can be used, or a sealed ball bearing 1 in which a seal is included may be used.
[0013]
The housing 3 for holding the bearing 1 is provided with an oil supply hole 6 for supplying the lubricating oil 2 to the bearing 1 and an oil drain hole 7 for discharging the periodically deteriorated lubricating oil 2. A lid 8 is provided in each of the oil drain holes 6 and the oil drain holes 7 so that the lubricating oil 2 can be replaced without disassembling the assembly of the bearing 1.
[0014]
To replace the lubricating oil 2, the lid 8 of the oil draining hole 7 is removed, old lubricating oil is discharged from the oil draining hole 7, and then new lubricating oil is supplied from the oil supply hole 6. When replacing grease having a high viscosity, remove the lid 8, push grease from the oil supply hole 6, and push grease until old grease is pushed out from the oil drain hole 7 and new grease is discharged from the oil drain hole 7. Push in from oil supply hole 6. Further, it is possible to easily replace the lubricating oil by sucking out the old lubricating oil through the oil drain hole 7 and supplying new lubricating oil through the oil supply hole 6.
[0015]
When the performance of the oil seal 5 is deteriorated due to long-term use, the lubricating oil 2 leaking from the oil seal 5 flows along the flow path 9 toward the shaft end of the shaft 4.
[0016]
In the present invention, the shaft 4 is provided with a ring-shaped oil cut-off portion 12 for stopping the flow of the lubricating oil 2 leaking from the oil seal 5 to the flow path 9. The oil draining portion 12 has an oil-repellent portion 12a that is oil-repellent to lubricating oil. An oil holding portion 10 formed of a ring-shaped groove is formed on the circumferential surface on the flow path 9 side of the housing 3 where the tip of the oil draining portion 12 faces, and further communicates with the oil holding portion 10 to penetrate the housing 3. Discharge hole 11 is provided.
[0017]
Most of the lubricating oil 2 leaking from the oil seal 5 is temporarily held in the oil holding portion 10, passes through the discharge hole 11, and flows from a tube (not shown) connected to the outside of the discharge hole 11 to a predetermined storage portion. Is discharged. Further, as shown in FIG. 2, the lubricating oil 2 transmitted to the oil draining unit 12 is discharged to the oil holding unit 10 by centrifugal force while the shaft 4 rotates, and after being held, the oil 2 is discharged from the discharge hole 11. Is discharged.
[0018]
It is desirable that the width (the length of the shaft 4 in the central axis direction) of the oil holding unit 10 be equal to or longer than the length of the oil draining unit 12 in the central axis direction.
[0019]
Further, by making the oil drain portion 12 gradually thinner toward the tip, even when the shaft 1 is stationary, the lubricating oil 2 is collected by its own weight at the thin tip of the oil drain portion 12. , Surely falls into the oil holding unit 10.
[0020]
As shown in FIG. 3A, the contact angle θ with the lubricating oil 2 is increased in the oil-repellent portion 12a, and the lubricating oil 2 has a shape close to a sphere and is easily dropped. As shown in FIG. 3B, when the oil-repellent portion 12a is not provided, the lubricating oil 2 does not form a sphere, and the oil seal portion 12 has an oil seal-side surface 12c (first surface). The lubricating oil 2 wraps around the second surface 12b formed on the back surface of the seal-side surface 12c, and is less likely to drop onto the oil holding unit 10.
[0021]
As the oil repellent treatment, a fluorine-based resin is applied or baked. The fluorine-based resin, PTFE (polytetrafluoroethylene), PFE (perfluoro propyl vinyl ether, FEP (6- hexafluoropropylene copolymer), a CF ₃ based polymers and the like.
[0022]
As shown in FIG. 4B, the apex angle β of the cross section of the oil-repellent portion 12a is an acute angle. Assuming that the contact angle when the lubricating oil 2 is held on the inclined surface as shown in FIG. 4A is θ, the lubricating oil 2 is prevented from being transmitted from the first surface 12c to the second surface 12b. To do so, as shown in FIG. 4B, the first contact angle θ of the lubricating oil 2 when the lubricating oil 2 reaches the tip of the first surface 12c exceeds 90 °. The angle α from the surface 12c to the second surface 12b is larger than 270 °. For this reason, the vertex angle β of the oil draining section 12 is set to an acute angle.
[0023]
Further, as shown in FIG. 5A, when the dust 13 enters the oil drain 12, the lubricating oil 2 may leak to the second surface 12 b of the oil drain 12 due to the capillary phenomenon caused by the dust 13. However, as shown in FIG. 5B, by providing the oil-repellent portion 12a, the surface tension of the lubricant 2 becomes larger than the force of the lubricant 2 spreading through the dust 13, and the lubricant 2 is spread. Without being held in a spherical shape and leaking to the second surface 12b, and a highly reliable electric motor for sealing can be obtained even in a dusty installation environment.
[0024]
As described above, in this embodiment, the housing 3 is provided with the oil supply hole 6 for supplying the lubricating oil to the bearing 1 and the oil drain hole 7 for discharging the lubricating oil. By discharging the oil from the oil supply hole 7 and supplying new lubricating oil from the oil supply hole 6 to the bearing 1, the lubricating oil can be replaced without disassembling the assembly of the bearing 1, and the maintenance cost can be reduced.
[0025]
Further, the oil drain 12 is attached to the shaft 4, the flow of the lubricating oil 2 leaking from the oil seal 5 to the flow path 9 is stopped at the first surface 12 c of the oil drain 12, and the oil drain 12 faces the tip of the oil drain 12. The lubricating oil 2 that has leaked is held in the oil holding unit 10 and discharged from the housing 3 through the discharge hole 11 communicating with the oil holding unit 10. A highly reliable sealing structure that can seal the lubricating oil 2 leaking from the oil seal without using a sealing structure that slides in a reliable manner can be provided.
[0026]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same or corresponding parts.
[0027]
In the first embodiment, the lubricating oil sealing structure in the horizontal motor is described. However, the same lubricating oil sealing structure can be applied to the vertical motor.
[0028]
As shown in FIG. 6, the housing 3 is divided into an upper housing 3a, a middle housing 3b, and a lower housing 3c.
[0029]
The bearing 1 and the oil seal 5 are incorporated in the middle housing 3b, and an oil supply hole 6 for supplying the lubricating oil 2 and an oil drain hole 7 for extracting the deteriorated lubricating oil are formed.
[0030]
On the side of the flow path 9 of the lubricating oil 2 leaking from the oil seal 5, an oil cut-off portion 12 fixed to the shaft 4 and having a ring-shaped tip and formed with an oil-repellent portion 12a is provided.
[0031]
On the inner peripheral side of the upper housing 3a and the lower housing 3c, a ring-shaped U-shaped or L-shaped oil holding portion 10 is formed at a position facing the tip of the oil draining portion 12, and further, the oil holding portion A discharge hole 11 is formed, which communicates with the outside of the housing 3a and 3c and penetrates downward to the outside.
[0032]
In this embodiment, the upper housing 3a, the middle housing 3b, and the lower housing 3c are divided so that the inner peripheral surface of the oil holding portion 10 of the upper housing 3a and the lower housing 3c is formed inside the middle housing 3b. The lubricating oil 2 leaking from the oil seal 5 can be received from the first surface 12c of the oil draining portion 12 so as to protrude from the peripheral surface.
[0033]
According to this embodiment, the housing 3 is provided with the oil supply hole 6 for supplying the lubricating oil to the bearing 1 and the oil drain hole 7 for discharging the lubricating oil. By discharging and supplying new lubricating oil to the bearing 1 from the oil supply hole 6, the lubricating oil can be replaced without disassembling the assembly of the bearing 1, and the maintenance cost can be reduced.
[0034]
An oil drain 12 is attached to the shaft 4, and the flow of the lubricating oil 2 leaking from the oil seal 5 to the flow path 9 is stopped by the oil seal side surface 12 c of the oil drain 12, and the oil drain 12 is closed. The lubricating oil 2 that has leaked to the opposing oil holding unit 10 is held and discharged to the outside of the housing 3 from the discharge hole 11 communicating with the oil holding unit 10. A highly reliable sealing structure that can seal the lubricating oil 2 leaking from the oil seal without using a sealing structure that mechanically slides can be provided.
[0035]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the structure of an oil drain portion and the effect of surface tension of lubricating oil according to Embodiment 3 of the present invention. In the drawing, the same reference numerals as those in Embodiment 1 denote the same or corresponding parts. The part is shown.
[0036]
If it is necessary to use a lubricating oil having a low viscosity, the bearing 1 becomes hot and the surface tension of the lubricating oil decreases depending on the operation state of the electric motor. It is also assumed that it leaks in the axial direction from the second surface 12b from the second surface 12c.
[0037]
In such a case, as shown in FIG. 7, the oil repellent portion is not formed on the first surface 12c, but the oil repellent portion 12a is formed on the second surface 12b.
[0038]
As shown in FIG. 7, the lubricating oil 2 attached to the first surface 12c having no oil-repellent portion easily flows downward, and the second surface 12b has the oil-repellent portion 12a. The lubricating oil 2 is less likely to be transmitted to 12b.
[0039]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in Embodiment 1 denote the same or corresponding parts.
[0040]
In the first embodiment, when the lubricating oil 2 adheres to the wall surface of the flow path 9 for a long period of time and the motor is operated or left in an extremely high temperature environment, the lubricating oil 2 is vaporized and flows. It is assumed that the lubricating oil 2 floating in the passage 9 and vaporized flows through the passage 9 in the axial direction.
[0041]
Further, depending on the operation state of the electric motor, it is assumed that the lubricating oil 2 becomes mist-like and leaks in the axial direction of the flow passage 9 when the shaft 4 rotates at a high speed. Further, it is assumed that the temperature becomes high depending on the operating state and the use environment of the electric motor, the viscosity and surface tension of the lubricating oil decrease, and the lubricating oil easily leaks.
[0042]
In such a case, as shown in FIG. 8, a plurality of oil drains 12 are provided in the direction of the shaft 4 to complicate the flow path of the lubricating oil 2 in the flow path 9, and The vaporized or mist-like lubricating oil is trapped and condensed on the wall surface of the oil draining section 12 of the first embodiment. The captured and condensed lubricating oil is taken out of the housing 3 from the oil holding unit 10 through the discharge hole 11, so that the lubricating oil 2 can be prevented from leaking in the axial direction.
[0043]
When the shaft 4 is rotating at a high speed, the mist-like lubricating oil captured on the wall surface of the oil drain 12 is discharged from the discharge hole 11 by the centrifugal force of the high-speed rotation.
[0044]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same or corresponding parts.
[0045]
In the fourth embodiment, the outer diameters of the plurality of oil drains 12 are substantially the same. However, as shown in FIG. And the oil retaining portion 10 is provided in a stepwise manner on the inner peripheral surface of the housing 3 in accordance with the outer diameter of the oil draining portion 12.
[0046]
By changing the outer diameter of the plurality of oil drains 12 in this manner, the shape of the flow passage 9 can be further complicated, so that the vaporized or mist-like lubricating oil 2 is removed from the oil drains 12. It can be more effectively captured on the wall surface.
[0047]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to Embodiment 6 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in Embodiment 1 denote the same or corresponding parts.
[0048]
In the third embodiment, the oil repellent portion is not formed on the first surface 12c but the oil repellent portion 12a is formed on the second surface 12b. In this embodiment, as shown in FIG. The first surface 12c is provided with a lipophilic portion 12d that is lipophilic to the lubricating oil.
[0049]
The lipophilic portion 12d can be formed by a method such as forming a TiO ₂ film and exciting this film with ultraviolet rays.
[0050]
As shown in FIG. 10B, the lubricating oil 2 adhering to the first surface 12c on which the lipophilic portion 12d is formed easily flows down to the oil holding portion 10 below, and the lubricating oil 2 repels the second surface 12b. Because of the presence of the oil portion 12a, as shown in FIG. 11, the difference in the contact angle of the lubricating oil between the second surface 12b and the first surface 12c increases, and the lubricating oil 2 is less likely to be transmitted to the second surface 12b. .
[0051]
As shown in FIG. 11A, assuming that the contact angle of the lubricating oil 2 at the lipophilic portion 12 d is θ ₁ and the contact angle of the oleophobic portion 12 a is θ ₂ , the lipophilic portion 12 a follows the lipophilic portion 12 d. (B), the contact angle of the lubricating oil 2 is θ ₂ −θ ₁ . Assuming that the contact angle of the lubricating oil 2 when there is no lipophilic portion 12d as in the third embodiment is θ ₁ ′, θ ₁ <θ ₁ ′, and therefore θ ₂ −θ ₁ > θ ₂ −θ ₁ ′. It can be seen that the contact angle of the lubricating oil 2 at the oil draining section 12 can be increased by providing the lipophilic section 12d.
[0052]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to a seventh embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in the first embodiment denote the same or corresponding parts.
[0053]
In the sixth embodiment, the lipophilic portion 12 d is provided on the first surface 12 c of the oil draining portion 12, but as shown in FIG. 12, an inner wall surface extending from the oil seal 5 of the housing 3 to the oil holding portion 10. When the lipophilic portion 12d is provided, the lubricating oil can easily flow on the wall surface, and the vaporized or mist-like lubricating oil 2 can be captured on the inner wall surface of the housing 3 and guided to the discharge hole 11, and is relatively simple. With the structure, the vaporized or mist-like lubricating oil 2 can be prevented from leaking from the flow path 9 in the direction of the shaft 4.
[0054]
Further, by providing the lipophilic portion 12d between the contact portion of the shaft 4 with the oil seal 5 and the oil drain portion 12, the effect of capturing the vaporized or mist-like lubricating oil 2 can be increased.
[0055]
In the third to seventh embodiments, the lubricating oil sealing structure in the horizontal motor is described. However, similar to the second embodiment, the lubricating oil sealing structure in the vertical motor is the same. Can be applied.
[0056]
【The invention's effect】
According to the bearing lubricating oil sealing structure for an electric motor according to the present invention, a housing, a shaft, a bearing rotatably supporting the shaft in the housing, and an oil supply hole for supplying lubricating oil to the bearing And a bearing lubricating oil sealing structure in an electric motor including an oil seal that seals the lubricating oil supplied to the bearing from leaking in the axial direction.
A flow passage through which the lubricating oil leaks from the oil seal toward the end surface of the housing is formed between the shaft and the housing,
The shaft has a first surface facing the oil seal side and a second surface formed on the back surface of the first surface, and is provided with a ring-shaped oil cutout for stopping the flow of the lubricating oil. ,
The oil supply hole, an oil drain hole for extracting the lubricating oil supplied from the oil supply hole, an oil holding portion having a concave shape on an inner peripheral surface facing the tip of the oil drain portion, and the oil, Since it is formed with a discharge hole that communicates with the holding part and penetrates to the outside, it periodically discharges deteriorated lubricating oil from the oil drain hole and supplies new lubricating oil to the bearing from the oil supply hole, Lubricating oil can be replaced without disassembling the bearing assembly, maintenance costs can be reduced, and lubricating oil that has leaked into the flow passage can be drained from the oil holding part facing the tip of the oil drain. Through the housing, it is not necessary to use a sealing structure in which the lubricating oil leaking from the oil seal slides mechanically between the shaft and the housing, eliminating mechanical wear. And highly reliable sealing structure Rukoto can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an effect of the oil-repellent portion on lubricating oil according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an operation of the oil-repellent portion with respect to lubricating oil according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an operation of the oil-repellent portion with respect to lubricating oil according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the action of surface tension of lubricating oil according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view for describing an operation of an oil drain unit according to Embodiment 6 of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a lubricating oil sealing structure according to a seventh embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 bearing, 2 lubricating oil, 3 housing, 4 shaft, 5 oil seal,
6 oil supply hole, 7 oil drain hole, 8 lid, 9 flow path, 10 oil holding section,
11 drain hole, 12 oil drain, 12a oil-repellent part,
12b a surface (second surface) facing the surface on the oil seal side;
12c Oil seal side surface (first surface), 12d Lipophilic portion, 13 dust.

Claims

ハウジングと、軸と、この軸を上記ハウジング内に回転自在に支持する軸受と、この軸受に潤滑油を供給する油供給孔と、上記供給された潤滑油が軸方向に漏れるのを封止するオイルシールとを備えた電動機における軸受用潤滑油の封止構造において、
上記軸と上記ハウジングとの間に上記オイルシールから上記ハウジングの端面に向かって上記潤滑油が漏れる流路が形成され、
上記軸に、上記オイルシール側に面する第１の面とこの第１の面の背面に形成された第２の面とを備え、上記潤滑油の流れを止めるリング形状の油切り部を設け、
上記ハウジングに、上記油供給孔とこの油供給孔から供給された潤滑油を抜き取るための油抜孔と、上記油切り部の先端と対向する内周面に凹形状の油保持部と、この油保持部に連通し、外部に貫通する排出孔とを形成したことを特徴とする電動機の軸受用潤滑油の封止構造。A housing, a shaft, a bearing rotatably supporting the shaft in the housing, an oil supply hole for supplying lubricating oil to the bearing, and sealing of the supplied lubricating oil from leaking in the axial direction; In a sealing structure of lubricating oil for bearings in an electric motor having an oil seal,
A flow passage through which the lubricating oil leaks from the oil seal toward the end surface of the housing is formed between the shaft and the housing,
The shaft has a first surface facing the oil seal side and a second surface formed on the back surface of the first surface, and is provided with a ring-shaped oil cutout for stopping the flow of the lubricating oil. ,
The oil supply hole, an oil drain hole for extracting the lubricating oil supplied from the oil supply hole, an oil holding portion having a concave shape on an inner peripheral surface facing the tip of the oil drain portion, and the oil, A sealing structure for lubricating oil for a bearing of an electric motor, wherein a discharge hole communicating with the holding portion and penetrating to the outside is formed.

上記第１及び第２の面に、上記潤滑油に対して撥油性の撥油部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。2. The sealing structure for lubricating oil for a motor according to claim 1, wherein an oil-repellent portion is provided on the first and second surfaces for repelling the lubricating oil.

上記第２の面にのみ、上記潤滑油に対して撥油性の撥油部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。The lubricating oil sealing structure for bearings of an electric motor according to claim 1, wherein an oil-repellent portion that is oleophobic to the lubricating oil is provided only on the second surface.

上記第２の面に、上記潤滑油に対して撥油性の撥油部を設け、上記第１の面に、上記潤滑油に対して親油性の親油部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。An oil-repellent portion that is oleophobic to the lubricating oil is provided on the second surface, and a lipophilic portion that is lipophilic to the lubricating oil is provided on the first surface. Item 2. A sealing structure for lubricating oil for bearings of an electric motor according to Item 1.

上記流路内の上記軸表面及び上記オイルシールから上記油保持部に至る上記ハウジング表面に、上記潤滑油に対して親油性の親油部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。2. The electric motor according to claim 1, wherein a lipophilic portion that is lipophilic to the lubricating oil is provided on the shaft surface in the flow path and on the housing surface from the oil seal to the oil holding portion. Sealing structure of lubricating oil for bearings.

上記第１の面と第２の面とがなす先端の角度が９０゜よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。The sealing structure for lubricating oil for bearings of an electric motor according to claim 1, wherein the angle of the tip formed by the first surface and the second surface is smaller than 90 °.

上記油切り部が、上記軸の軸方向に複数個設けられていることを特徴とする請求項１記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。The sealing structure for lubricating oil for bearings of an electric motor according to claim 1, wherein a plurality of the oil drain portions are provided in an axial direction of the shaft.

複数個の上記油切り部の外径寸法が異なり、上記複数個の上記油切り部の外径寸法に対応して上記ハウジング内に上記油保持部が階段状に形成されていることを特徴とする請求項７記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。The plurality of oil drain portions have different outer diameters, and the oil holding portion is formed in the housing in a stepwise manner corresponding to the outer diameter size of the plurality of oil drain portions. The sealing structure for lubricating oil for a bearing of an electric motor according to claim 7.

上記電動機が縦置型であり、上記排出孔が上記ハウジングの外方に向かって下方に傾斜していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の電動機の軸受用潤滑油の封止構造。9. The seal of lubricating oil for bearings of a motor according to claim 1, wherein the motor is a vertical type, and the discharge hole is inclined downward toward the outside of the housing. Stop structure.