CN113048195A - 正交减速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够以简单的结构很好地冷却外壳的正交减速装置。本发明的正交减速装置(1)具备：输入轴(20)；减速机构，对输入轴(20)的旋转进行减速；输出轴(40)，输出减速后的旋转；及外壳(50)，容纳减速机构，输入轴(20)与输出轴(40)正交。外壳(50)具有：第2轴承孔(54b)，形成于下表面(54)且支承输出轴(40)；散热片(544)，沿着朝向第2轴承孔(54b)的方向设置；及槽部(551)，沿着输出轴(40)的轴线方向设置在与下表面(54)相邻的侧面(55)上。

Description

正交减速装置
本申请主张基于2019年12月26日申请的日本专利申请第2019-235384号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种正交减速装置。
背景技术
以往，已知有一种输入轴与输出轴正交的正交减速装置(例如，参考专利文献1)。在正交减速装置中，齿轮的啮合部或轴承中产生的热量会引起外壳的温度上升，因此，尤其在周围环境温度高情况下等，需要对其进行冷却。在这样的情况下，以往设置了对从外壳输出到外部的润滑剂进行冷却之后重新输入到外壳内的循环装置等，但是，其存在装置结构变得繁杂等的问题。
专利文献1：日本特开2004-263739号公报
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于以简单的结构很好地冷却外壳。
本发明所涉及的正交减速装置具备：输入轴；减速机构，对所述输入轴的旋转进行减速；输出轴，输出减速后的旋转；及外壳，容纳所述减速机构，所述输入轴与所述输出轴正交，所述正交减速装置构成为，
所述外壳具有：
轴承孔，形成于第1侧面且支承所述输出轴；
散热片，沿着朝向所述轴承孔的方向设置；及
槽部，沿着所述输出轴的轴线方向设置在与所述第1侧面相邻的第2侧面上。
根据本发明，能够以简单的结构很好地冷却外壳。
附图说明
图1是表示适用了本实施方式所涉及的正交减速装置的冷却塔的剖视图。
图2中(a)是从斜前上方观察本实施方式所涉及的正交减速装置时的立体图，图2中(b)是从斜前下方观察正交减速装置时的立体图。
图3中(a)是本实施方式所涉及的正交减速装置的侧视图，图3中(b)是从斜后下方观察正交减速装置时的立体图。
图4是本实施方式所涉及的正交减速装置的侧剖视图。
图5是表示流过外壳表面的空气流的图。
图中：1-正交减速装置，20-输入轴，22-小锥齿轮，23-风扇，30-中间轴，32-锥齿轮(齿轮部件)，33-中间齿轮，40-输出轴，41-轴承，42-输出齿轮(齿轮部件)，50-外壳，51-前表面，52-后表面，52a-贯穿孔，521-盖部件，53-上表面，53a-第1轴承孔，53b-第2轴承孔，54-下表面，54a-第1轴承孔，54b-第2轴承孔，D-内径，54c-前端部，54d-中段部，54e-后半部，541-盖部件，542-盖部件，543-支脚部，544-散热片，55-侧面，551-槽部，W-宽度，F1～F4-空气流。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示适用了本实施方式所涉及的正交减速装置1的冷却塔100的剖视图。
如图1所示，本实施方式所涉及的正交减速装置1的用途并不受特别限定，可以用于各种用途，例如可以适用于冷却塔100。
冷却塔100是用于对空调用的制冷机等中使用的冷却水或精炼原油时等的过程流体等进行冷却的冷却塔。在该冷却塔100中，利用喷水装置120将导入于塔部110内的被加热的冷却水W1喷洒到填充材料130的表面并使滴落的水W2与基于冷却风扇140吸入的外部气体A1接触。由此，使一部分水W2蒸发并冷却剩余的水，并且利用泵使积存于塔部110的底部的冷却水W3循环到空调装置等中。
冷却风扇140设置于塔部110的上部，其将在塔部110内蒸发的水分释放到上方的外部气体中。该冷却风扇140经由正交减速装置1连结于马达150。正交减速装置1对马达150的动力进行减速后输出，并驱动冷却风扇140。
另外，冷却塔除了有图1所示的开放式的冷却塔以外，还存在各种形式的冷却塔，本实施方式的正交减速装置1能够使用于所有形式的冷却塔(的冷却风扇驱动用)，例如，也可以使用于密闭式、引风型或强制送风型的空冷式热交换器(AIR FIN COOLER)。
[正交减速装置的结构]
接着，对正交减速装置1的结构进行说明。
图2中(a)及(b)分别是从斜前上方及斜前下方观察正交减速装置1时的立体图，图3中(a)及(b)分别是正交减速装置1的侧视图及从斜后下方观察正交减速装置1时的立体图，图4是正交减速装置1的侧剖视图。
如图2～图4所示，正交减速装置1具备：依次连结并传递动力的输入轴20、中间轴30及输出轴40；以及容纳这些轴的外壳50。
输入轴20配置成其轴线方向朝向大致水平方向，中间轴30及输出轴40配置成其轴线方向分别朝向与输入轴20大致正交的上下方向。这些输入轴20、中间轴30及输出轴40枢轴支承于配置在各个轴与外壳50之间的轴承21、31、41。并且，输入轴20、中间轴30及输出轴40各自的轴线均位于同一平面内。
另外，在以下说明中，将沿输入轴20的方向(图4的纸面左右方向)作为“前后方向”、将与前后方向正交的与图4的纸面垂直的方向作为“左右方向”、将沿输出轴40的方向(图4的纸面上下方向)作为“上下方向”来规定正交减速装置1的朝向等。并且，将“前后方向”上的输入轴20从外壳50露出的一侧作为“前侧”，将其相反侧作为“后侧”。
在输入轴20的后侧的末端形成有小锥齿轮22。该小锥齿轮22与连结于中间轴30且与中间轴30一体地旋转的锥齿轮32啮合。在中间轴30的外周面形成有中间齿轮33。该中间齿轮33与连结于输出轴40且与输出轴40一体地旋转的输出齿轮42啮合。
输入轴20的前侧的末端从外壳50露出，马达150(参考图1)连结于该末端从而输入动力(旋转运动)。输出轴40的上端从外壳50露出并连结于冷却风扇140(参考图1)。
通过采用这样的结构，输入于输入轴20的旋转运动经由小锥齿轮22及锥齿轮32的齿轮组、中间齿轮33及输出齿轮42的齿轮组而被减速后传递至输出轴40，并从输出轴40输出至冷却风扇140。在此，小锥齿轮22、锥齿轮32、中间轴30、中间齿轮33及输出齿轮42构成将输入轴20的旋转减速后传递至输出轴40的减速机构。但是，关于该减速机构，只要容纳于外壳50并将输入轴20的旋转减速后传递至输出轴40，则其具体结构并不受特别限定。例如，小锥齿轮22及锥齿轮32的齿轮组也可以采用准双曲面齿轮或蜗轮等齿轮组。
并且，在输入轴20中的从外壳50露出(突出)的前侧部分的末端配置有风扇(叶轮)23(图4中省略图示)。风扇23随着输入轴20的旋转而旋转，并且朝向后方的外壳50送风。
外壳50是其前后方向更长的大致长方体形状的形成为一体的铸造部件(铸铁制)。该外壳50具有前表面51、后表面52、上表面53、下表面54及左右两侧面55、55。
另外，在图1及图2中，在前表面51及侧面55的大致中间高度上存在朝向与上下方向正交的方向突出的突起，但这是分型线(铸型的接缝线)，其并不是上下分割外壳50的分割线。
在外壳50的前表面51形成有圆形的贯穿孔51a。在贯穿孔51a中安装有轴支承部件56，该轴支承部件56经由轴承21枢轴支承输入轴20。轴支承部件56形成为沿前后方向延伸的大致圆筒状，其后半部以从贯穿孔51a插入于外壳50内的状态固定于外壳50。在轴支承部件56的前端设置有密封其与输入轴20之间的间隙的密封部件25。
在外壳50的后表面52形成有贯穿孔52a。贯穿孔52a形成为左右方向上的宽度宽的形状，并且形成为锥齿轮32及输出齿轮42的齿轮部件能够通过的大小。该贯穿孔52a是在进行组装时用于将锥齿轮32及输出齿轮42装配到外壳50内的孔部。在进行组装时，将中间齿轮33及输出齿轮42从贯穿孔52a放入外壳50内，并在外壳50内将其安装于中间轴30及输出轴40上。盖部件521封闭贯穿孔52a。
在外壳50的上表面53及下表面54形成有用于支承中间轴30的第1轴承孔53a、54a及用于支承输出轴40的第2轴承孔53b、54b。第1轴承孔53a、54a形成在同轴上且形成为大致相同的内径，并且分别内嵌有轴承31并经由该轴承31枢轴支承中间轴30。第2轴承孔53b、54b形成在同轴上且形成为大致相同的内径，并且分别内嵌有轴承41并经由该轴承41枢轴支承输出轴40。下表面54的第1轴承孔54a及第2轴承孔54b在靠近其开口部的高度(深度)位置被盖部件541、542封闭。盖部件541、542优选是导热性良好的部件。外壳50的设置第1轴承孔53a、54a及第2轴承孔53b、54b的部分全部由单一的材料形成为一体。
外壳50的上表面53形成为其前端与前表面51平滑地连接并且呈平坦面状。
在外壳50的上表面53安装有大致平板状的顶盖57。顶盖57使输出轴40从位于第1轴承孔53a的上方的插通孔57a露出并且封闭第2轴承孔53b。在插通孔57a内设置有用于密封顶盖57与输出轴40之间的间隙的密封部件58。
并且，顶盖57封闭形成于外壳50的上表面53的油循环孔53c。油循环孔53c形成于第1轴承孔53a的前方，并向上表面53的上侧喷出基于安装在输入轴20的溅油件(Splasher)24而在外壳50内向上方卷起的润滑剂。该润滑剂从上表面53的上侧供给至第1轴承孔53a内的轴承31后返回到外壳50内。
外壳50的下表面54形成为随着从前端朝向后方而逐渐下降。在本实施方式中，外壳50的下表面54随着朝向后方而依次具有逐级下降的前端部54c、中段部54d及后半部54e。
其中，在下表面54的前端部54c竖立设置有沿前后方向延伸的多个(本实施方式中为五个)散热片544。多个散热片544在左右方向上等间隔排列设置。相邻的两个散热片544之间的底面形成为平滑的凹状的弯曲面状，且其连结下表面54的前端与中段部54d。这些多个散热片544引导来自设置于输入轴20的风扇23的风至形成于下表面54的后半部54e且支承输出轴40的第2轴承孔54b。
另外，散热片544的数量、间隔及高度并不受特别限定。
在下表面54的中段部54d，支承中间轴30的第1轴承孔54a开口。
在下表面54的后半部54e，支承输出轴40的第2轴承孔54b开口。
并且，在下表面54的后半部54e，设置有用于固定于冷却塔100上部的底座160(参考图1)上的四个支脚部543。这四个支脚部543配置于下表面54的后半部54e上的以第2轴承孔54b为中心的斜前左右及斜后左右的四个角上。其中，前侧的两个支脚部543配置在比下表面54的后半部54e稍微更靠前侧且位于第1轴承孔54a的左右两侧。各支脚部543比下表面54的后半部54e更向下方突出设置。
外壳50的两侧面55的前半部形成为，其前端与前表面51平滑地连接且随着朝向后半部而逐渐朝向外侧的平滑的平面状。
并且，在外壳50的侧面55的后半部设置有沿输出轴40的轴线方向(上下方向)延伸的多个(本实施方式中为两个)槽部551。多个槽部551在前后方向上排列设置，其下端在两个支脚部543之间与外壳50的下表面54的后半部54e连接。并且，从与侧面55正交的左右方向观察时，多个槽部551配置于与支承输出轴40的第2轴承孔53b、54b重叠的位置。
另外，槽部551的数量、宽度及深度并不受特别限定。但是，从所通过的风的冷却效率和制造容易性等观点考虑，优选不要设置成过多过细。例如，优选各槽部551形成为其宽度比形成于下表面54的彼此相邻的两个散热片544之间的间隔更宽。并且，优选两个槽部551的一端至另一端为止的宽度W大于第2轴承孔53b、54b在前后方向上的宽度(即，内径D)。
[正交减速装置的动作]
接着，对正交减速装置1的动作进行说明。
在正交减速装置1中，若马达150的动力输入而使输入轴20进行旋转，则该运动经由小锥齿轮22及锥齿轮32的齿轮组被减速后传递至中间轴30，之后经由中间齿轮33及输出齿轮42的齿轮组被进一步减速后传递至输出轴40。如此，减速后的动力从输出轴40输出至冷却风扇140，从而驱动该冷却风扇140旋转。
此时，在正交减速装置1中，风扇23也随着输入轴20的旋转而旋转，该风扇23朝向后方的外壳50送风。
如图5中(a)所示，来自风扇23的风中的流向外壳50上侧的空气流F1从外壳50的前表面51顺畅地流到上表面53之后，沿着该上表面53及顶盖57流向后方，从而冷却这些上表面53及顶盖57。
并且，从风扇23流向外壳50的两侧的空气流F2(图5中(a)中仅示出了左侧的空气流)从外壳50的前表面51顺畅地流到侧面55之后，沿着该侧面55顺畅地流向后方，从而冷却该侧面55。
并且，如图5中(b)所示，从风扇23流向外壳50的下侧的空气流F3从外壳50的前表面51顺畅地流到下表面54之后，沿着该下表面54朝向后方依次流过前端部54c、中段部54d、后半部54e。
其中，流过下表面54的前端部54c的空气流F3被沿前后方向竖立设置的多个散热片544引导至后方，并且从该散热片544去除外壳50的前侧部分的热量从而进行冷却。
从前端部54c流到中段部54d的空气流F3通过形成于该中段部54d的第1轴承孔54a(盖部件541)周边后继续流向后方。此时，空气流F3冷却下表面54的第1轴承孔54a(盖部件541)周边，主要去除在第1轴承孔54a内支承中间轴30的轴承31中产生的热量。
从中段部54d流到后半部54e的空气流F3通过形成于该后半部54e的第2轴承孔54b(盖部件542)周边以进行冷却，主要去除在第2轴承孔54b内支承输出轴40的轴承41中产生的热量。
通过了下表面54的第2轴承孔54b周边的空气流F3分支为继续流向后方的部分和流向左右两侧的部分。
其中，流到两侧的部分通过两个支脚部543之间而成为流过外壳50的侧面55的空气流F4(在图5中(b)中仅示出了左侧面上的空气流)。空气流F4从外壳50的下表面54流入侧面55上的多个槽部551。之后，该空气流F4在多个槽部551内沿该槽部551流向上方，主要去除输出轴40中产生的热量，从而冷却外壳50。
[本实施方式的技术效果]
如上所述，根据本实施方式，外壳50具有：散热片544，引导来自设置于输入轴20的风扇23的风至下表面54的第2轴承孔54b；及槽部551，沿着输出轴40的轴线方向而设置在与下表面54相邻的侧面55。
因此，来自风扇23的风通过了外壳50的下表面54的第2轴承孔54b周边之后沿着侧面55的槽部551而流向上方。由此，利用来自风扇23的风能够很好地去除支承输出轴40的轴承41或输出齿轮42的啮合部中产生的热量。
因此，与对从外壳输出到外部的润滑剂进行冷却之后将其重新输入到外壳内的情况等相比，能够以简单的结构很好地冷却外壳50。
并且，根据本实施方式，各槽部551形成为其宽度比彼此相邻的两个散热片544之间的间隔更宽，因此能够使通过了散热片544之间的空气流F3很好地流入槽部551。
并且，根据本实施方式，从左右方向观察时，第2轴承孔54b与多个槽部551配置于彼此重叠的位置。
因此，利用流过多个槽部551的空气流F4能够很好地冷却第2轴承孔53b、54b。
并且，根据本实施方式，多个槽部551的一端至另一端为止的宽度W大于第2轴承孔53b、54b在前后方向上的宽度(内径D)。
因此，利用流过多个槽部551的空气流F4能够更好地冷却第2轴承孔53b、54b。
并且，根据本实施方式，外壳50的设置有用于支承输出轴40的第2轴承孔53b、54b的部分均由单一的材料形成为一体。即，外壳50是上侧的具有第2轴承孔53b的部分与下侧的具有第2轴承孔54b的部分并未分体而上下一体型的外壳。
因此，不同于上侧与下侧分体的上下分割型的外壳，无需在侧面设置固定用的凸缘。而且，不会因该凸缘而妨碍槽部551的形成，能够在外壳50的侧面55很好地设置槽部551。
而且，外壳50具有：贯穿孔52a，用于将锥齿轮32和输出齿轮42的齿轮部件装配到内部；及盖部件521，封闭该贯穿孔52a。因此，无需将外壳50设为上下分割型，能够很好地将齿轮部件容纳于内部。
[其他]
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不只限于上述实施方式。
例如，在上述实施方式中，散热片544引导来自设置于输入轴20的风扇23的风至第2轴承孔54b。但是，本发明所涉及的散热片只要设置成朝向支承输出轴的第2轴承孔引导风(即，沿着朝向第2轴承孔的方向设置)即可，其具体位置和形状并不受特别限定。
并且，在上述实施方式中，利用来自设置于输入轴20的风扇23的风来冷却了外壳50。但是，该风扇23可以替换成朝向外壳50送风的其他送风机构。或者，无需特别设置送风机构，例如，通过散热片和槽部，利用外部的自然风等也可以很好地冷却外壳50。另外，在上述实施方式中，正交减速装置1所驱动的冷却风扇140产生朝向上方的风，因此利用该风也可以进一步冷却外壳50。
此外，在上述实施方式中示出的细节部分可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行适当变更。

Claims (7)

1.一种正交减速装置，其具备：输入轴；减速机构，对所述输入轴的旋转进行减速；输出轴，输出减速后的旋转；及外壳，容纳所述减速机构，所述输入轴与所述输出轴正交，其中，
所述外壳具有：
轴承孔，形成于第1侧面且支承所述输出轴；
散热片，沿着朝向所述轴承孔的方向设置；及
槽部，沿着所述输出轴的轴线方向设置在与所述第1侧面相邻的第2侧面上。
2.根据权利要求1所述的正交减速装置，
其具有风扇，所述风扇配置于所述输入轴的从所述外壳突出的部分上，
所述散热片沿着所述输入轴的轴线方向设置，并将来自所述风扇的风引导至所述轴承孔。
3.根据权利要求1或2所述的正交减速装置，其中，
所述散热片设置有多个，
所述槽部形成为其宽度比彼此相邻的两个所述散热片之间的间隔更宽。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的正交减速装置，其中，
从与所述第2侧面正交的方向观察时，所述轴承孔与所述槽部配置于彼此重叠的位置。
5.根据权利要求4所述的正交减速装置，其中，
所述槽部设置有多个，
并且所述多个槽部的一端至另一端为止的宽度大于所述轴承孔的宽度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的正交减速装置，其中，
所述外壳中的设置有所述轴承孔的部分均由单一的材料形成为一体。
7.根据权利要求6所述的正交减速装置，其中，
所述减速机构包括齿轮部件，
所述外壳具有用于将所述齿轮部件装配到内部的孔部及封闭该孔部的盖部件。
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