JP2005257031A - シール装置を備えた遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減と組み合わせ作業の省略によるコストダウン、リップの捲れ防止、軸方向寸法の縮小による小型化等を図ることができるシール装置を備えた遊星歯車装置を提供すること。
【解決手段】内周に多数の内歯２４が設けられた内歯歯車２２と、該内歯歯車２２の内側に配置されて前記内歯２４と噛み合う外歯を有する外歯歯車２０と、該外歯歯車２０に係合してこれを偏心揺動させるクランク軸１７と、該クランク軸１７を回転自在に支持する支持体１１とを備え、前記内歯歯車２２の内周面と前記支持体１１の外周面との間に形成される環状空間をシール装置１によってシールして成る遊星歯車装置１０において、前記シール装置１の主リップ４と異物除去リップ６を一体に形成するとともに、主リップ４を前記支持体１１の外周面に当接せしめ、異物除去リップ６を支持体１１の外周面から径方向外方に延びる平面部（フランジ端面）７ａに当接せしめる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸と該軸に対して同心的に配されたハウジングとの間に形成される環状空間をシールするシール装置を備えた遊星歯車装置に関するものである。

例えば、産業ロボットや工作機械等の駆動部には遊星歯車装置が設けられるが、この遊星歯車装置の軸封部はオイルシール等のシール装置によってシールされる。

ここで、シール装置の一例を図６に示す（特許文献１参照）。

図６は従来のシール装置１０１の部分断面図であり、図示のシール装置１０１は、メインのシール機能を発揮する主リップ１０４を備える第１シール部材１１０と、ダストシールとして機能する異物除去リップ１０６を備える第２シール部材１２０とを軸方向に組み合わせて構成されている。

而して、この種のシール装置１０１においては、第１シール部材１１０の主リップ１０４と第２シール部材１２０の異物除去リップ１０６は共に軸１１３の外周面に当接せしめられ、歯車装置の作動時に歯車同士の噛み合いによって発生する摩耗粉等の異物は第２シール部材１２０の異物除去リップ１０６によって除去される。このため、異物が第１シール部材１１０の主リップ１０４と軸１１３との摺動面に侵入することがなく、主リップ１０４が異物によって傷付けられてそのシール機能が害されることがない。

特開２０００−０７４２２１号公報

しかしながら、図６に示す従来のシール装置１０１は、第１シール部材１１０と第２シール部材１２０の２つの部材を組み合わせて構成されるているため、部品点数が増加するとともに、組み合わせ作業が煩雑であるためにコストがアップするという問題があった。

又、このシール装置１０１を軸１１３に組み込む際には、該シール装置１０１を図６の左方から右方へと移動させるため、第２シール部材１２０の異物除去リップ１０６が軸１１３に対してカウンター方向に摺接して捲れるという問題も発生する。

更に、主リップ１０４と異物除去リップ１０６とが軸線方向に配列されるため、当該シール装置１０１の軸方向長さが長くなるという問題もあった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、部品点数の削減と組み合わせ作業の省略によるコストダウン、リップの捲れ防止、軸方向寸法の縮小による小型化等を図ることができるシール装置を備えた遊星歯車装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、内周に多数の内歯が設けられた内歯歯車と、該内歯歯車の内側に配置されて前記内歯と噛み合う外歯を有する外歯歯車と、該外歯歯車に係合してこれを偏心揺動させるクランク軸と、該クランク軸を回転自在に支持する支持体とを備え、前記内歯歯車の内周面と前記支持体の外周面との間に形成される環状空間をシール装置によってシールして成る遊星歯車装置において、前記シール装置の主リップと異物除去リップを一体に形成するとともに、主リップを前記支持体の外周面に当接せしめ、異物除去リップを支持体の外周面から径方向外方に延びる平面部に当接せしめたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記異物除去リップの前記平面部への当接方向を、該異物除去リップに内圧が作用してこれが変形した場合に前記平面部への接触圧力が増大する方向としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記支持体の外周面と前記平面部とを同時研磨することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記平面部を前記支持体とは別体のディスタンスピースの端面で構成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、シール装置の主リップと異物除去リップを一体に形成して該シール装置を１部材で構成したため、部品点数を削減するとともに、組み合わせ作業が不要となり、これによってシール装置及び遊星歯車装置のコストダウンを図ることができる。又、異物除去リップを軸の外周面から径方向外方に延びる平面部に当接せしめたため、該異物除去リップと主リップとを軸方向にオーバーラップさせて径方向に配置することができ、シール装置の軸方向寸法を縮小して該シール装置及び遊星歯車装置の小型化を図ることができるとともに、組み付け時の異物除去リップの捲れを防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、異物除去リップが内圧を受けて変形した場合、該異物除去リップの平面部への接触圧力が増大するため、異物除去リップによる異物除去機能が高められ、主リップと軸との摺動面への異物の侵入が防がれ、主リップに高いシール機能が安定的に確保される。

請求項３記載の発明によれば、遊星歯車装置において、シール装置の主リップが当接する支持体の外周面と異物除去リップが当接する平面部とを同時研磨するようにしたため、研磨の工数を削減してコストダウンを図ることができるとともに、精度の高い摺接面が得られて高いシール機能を安定的に確保することができる。

請求項４記載の発明によれば、遊星歯車装置において、シール装置の異物除去リップが当接する平面部を支持体とは別体のディスタンスピースの端面で構成したため、平面部を形成するために支持体に新たな加工を施す必要がなく、加工工数を削減して遊星歯車装置のコストダウンを図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る偏心揺動型遊星歯車装置の側断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１及び図２において、１０は本発明に係る偏心揺動型遊星歯車装置（以下、単に遊星歯車装置と称する）である。１１は遊星歯車装置１０の固定部材としての支持体であり、その中央には中央孔１２が設けられている。そして、この支持体１１は、基円板１３と、該基円板１３に一体的に形成された複数（図示例では３つ：図２参照）の柱部１４と、該柱部１４の端部に当接して不図示の締結ピンや締結ボルト１５によって基円板１３に締結された端板１６とで構成されている。

又、前記支持体１１の中央孔１２の外周には複数（図示例では３つ：図２参照）のクランク軸１７が前記柱部１４と交互に等配的に設けられており、各クランク軸１７は、一対のころ軸受１８を介して支持体１１に回転自在に支持されている。そして、各クランク軸１７の軸方向中央部には、位相が互いに１８０度ずれた２つの偏心体１７ａ，１７ｂが一体的に形成されており、偏心体１７ａ，１７ｂは、それぞれニードル軸受１９を間に介して２枚の外歯歯車２０に係合されている。

ところで、支持体１１の中央孔１２にはモータ等の駆動源の駆動軸（不図示）が回転自在に挿入支持されており、この駆動軸には不図示の駆動歯車が取り付けられている。又、前記各クランク軸１７の一端には不図示の伝達歯車が取り付けられており、該伝達歯車は、駆動軸に取り付けられた前記駆動歯車に噛合している。従って、各クランク軸１７と駆動軸とは駆動歯車と伝達歯車を介して互いに連結されており、モータ等の駆動源が駆動されると、その駆動軸の回転は、駆動歯車と伝達歯車によって減速されて各クランク軸１７に伝達され、これによって各クランク軸１７が所定の速度で回転駆動される。

２つの前記外歯歯車２０は、支持体１１の基円板１３と端板１６の間に介装され、クランク軸１７の回転により揺動運動を行う。ここで、外歯歯車２０の外周には外歯２１が形成され、図２に示すように、外歯２１はエピトロコイド歯形を形成している。

他方、支持体１１の外周には円筒状の内歯歯車２２が配され、この内歯歯車２２は、一対の主軸受２３を介して支持体１１に回転自在に支持されている。又、この内歯歯車２２の内周面と基円板１３の外周面との間には、本発明に係るシール装置を構成するオイルシール１が設けられており、このオイルシール１のシール機能によって遊星歯車装置１０内の潤滑剤の外部への流出が防がれるとともに、外部から遊星歯車装置１０内への塵埃等の侵入が防がれる。そして、内歯歯車２２の内周には多数の半円状の溝２２ａが等配的に形成されており、各溝２２ａには、前記外歯２１と噛み合う複数の内歯２４が保持されている。尚、各内歯２４は、図２に示すように、円柱状ピンで構成されている。

ここで、前記オイルシール１の構成の詳細を図３に基づいて説明する。

図３はオイルシール１の構成の詳細を示す図１のＢ部拡大詳細図である。

オイルシール１は、遊星歯車装置１０の前記内歯歯車２２の一端内周面と支持体１１の基円板１３の一端外周面との間に嵌装されて両者間の環状空間をシールするものであって、断面Ｌ字状の金属製リング２にゴム状弾性体３を焼き付けて構成されている。

上記ゴム状弾性体３は、その外周面が内歯歯車２２の内周面に嵌着され、内周部には潤滑油をシールするための断面山形を成す主リップ４が一体に形成されている。そして、この主リップ４の外周面にはリング状のスプリング５が嵌着されており、主リップ４は、前記スプリング５の付勢力によってその先端部が基円板１３の外周面に所定の力で当接されている。

又、前記ゴム状弾性体３の前記主リップ４の外周側（径方向外方）には、主リップ４と二股状を成す断面「ノ」の字状の異物除去リップ６が一体に形成されており、この異物除去リップ６は、基円板１３の外周に一体に形成されたフランジ７の端面７ａ（基円板１３の外周面から軸直角方向に向かって径方向外方に延びる平面部）に当接されている。ここで、異物除去リップ６の先端部のフランジ端面７ａへの当接方向は、径方向外方に向かって開く方向、つまり、図４に示すように、遊星歯車装置１０の作動中に異物除去リップ６の外面に潤滑油の圧力（矢印にて表示）が作用して該異物除去リップ６が径方向内方に向かって変形した場合、その先端部のフランジ端面７ａへの接触圧力が増大する方向に設定されている。

ところで、本実施の形態では、フランジ７を基円板１３と一体に形成したため、オイルシール１の主リップ４が当接する基円板１３の外周面とフランジ７の端面７ａとは同時研磨される。

以上において、本発明に係るオイルシール１を備える遊星歯車装置１０の作動中においては、外歯歯車２０と内歯歯車２２との噛み合いによって発生する摩耗粉等の異物は潤滑油と共に外部に流出しようとするが、この異物はオイルシール１の異物除去リップ６によって除去され、該異物の主リップ４側への侵入が防がれる。このとき、前述のように、異物除去リップ６が内圧を受けて変形した場合、該異物除去リップ６のフランジ端面７ａへの接触圧力が増大するため（図４参照）、異物除去リップ６による異物除去機能が高められ、主リップ４と基円板１３との摺動面への異物の侵入が防がれ、主リップ４の異物による損傷が防がれて該主リップ４に高いシール機能が安定的に確保される。

そして、異物除去リップ６によって異物が除去された潤滑油は、異物除去リップ６を通過して主リップ４に達するが、この潤滑油は、主リップ４によって確実にシールされて外部への流出が防がれる。

以上のように、本実施の形態に係るオイルシール１においては、主リップ４と異物除去リップ６を一体に形成して該オイルシール１を１部材で構成したため、部品点数を削減するとともに、組み合わせ作業が不要となり、これによってオイルシール１のコストダウンを図ることができる。

又、異物除去リップ６を基円板１３のフランジ端面７ａに当接せしめたため、該異物除去リップ６と主リップ４とを軸方向にオーバーラップさせて径方向に配置することができ、オイルシール１の軸方向寸法を縮小してその小型化を図ることができるとともに、組み付け時の異物除去リップ６の捲れを防ぐことができる。従って、遊星歯車装置１０に設けられるオイルシール１のコストダウン、小型化等によって遊星歯車装置１０自体のコストダウンや小型化等を図ることができる。

更に、本実施の形態に係る遊星歯車装置１０においては、オイルシール１の主リップ４が当接する支持体１１の基円板１３の外周面と異物除去リップ６が当接するフランジ７の端面７ａとを同時研磨するようにしたため、研磨の工数を削減してコストダウンを図ることができるとともに、精度の高い摺接面が得られて高いシール機能が安定的に確保される。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態を図５に基づいて説明する。

図５は本発明の実施の形態２に係る偏心揺動型遊星歯車装置の側断面図であり、本図においては図１に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。

本実施の形態においては、基円板１３とは別体の位置決め用ディスタンスピース２５を玉軸受２３と基円板１３の段部との間に介装し、このディスタンスピース２５の端面にオイルシール１の異物除去リップ６を当接せしめる構成を採用しており、他の構成は前記実施の形態のそれと同じである。尚、ディスタンスピース２５と基円板１３の段部との間には、シール用のＯリング２６が介設されている。

而して、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様の効果が得られるが、オイルシール１の異物除去リップ６が当接する平面部を基円板１３とは別体のディスタンスピース２５の端面で構成したため、異物除去リップ６が当接すべき平面部を形成するために基円板１３に新たな加工を施す必要がなく、加工工数を削減して遊星歯車装置１０のコストダウンを図ることができるという効果が得られる。

本発明は、産業用ロボット等の工業機械駆動装置に使用される偏心揺動型遊星歯車装置の他、他の任意の形式の遊星歯車装置に対して適用可能である。

本発明の実施の形態１に係る偏心揺動型遊星歯車装置の側断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 オイルシールの構成の詳細を示す図１のＢ部拡大詳細図である。 オイルシールの異物除去リップの変形状態を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態２に係る偏心揺動型遊星歯車装置の側断面図である。 従来のシール装置の部分断面図である。

符号の説明

１ オイルシール（シール装置）
２ 金属製リング
３ ゴム状弾性体
４ 主リップ
５ スプリング
７ フランジ
７ａ フランジ端面（平面部）
１０ 偏心揺動型遊星歯車装置
１１ 支持体
１３ 基円板（軸）
１７ クランク軸
２０ 外歯歯車
２１ 外歯
２２ 内歯歯車（ハウジング）
２４ 内歯
２５ ディスタンスピース
２６ Ｏリング

Claims (4)

1. 内周に多数の内歯が設けられた内歯歯車と、該内歯歯車の内側に配置されて前記内歯と噛み合う外歯を有する外歯歯車と、該外歯歯車に係合してこれを偏心揺動させるクランク軸と、該クランク軸を回転自在に支持する支持体とを備え、前記内歯歯車の内周面と前記支持体の外周面との間に形成される環状空間をシール装置によってシールして成る遊星歯車装置において、
   前記シール装置の主リップと異物除去リップを一体に形成するとともに、主リップを前記支持体の外周面に当接せしめ、異物除去リップを支持体の外周面から径方向外方に延びる平面部に当接せしめたことを特徴とする遊星歯車装置。
2. 前記異物除去リップの前記平面部への当接方向を、該異物除去リップに内圧が作用してこれが変形した場合に前記平面部への接触圧力が増大する方向としたことを特徴とする請求項１記載の遊星歯車装置。
3. 前記支持体の外周面と前記平面部とを同時研磨することを特徴とする請求項１又は２記載の遊星歯車装置。
4. 前記平面部を前記支持体とは別体のディスタンスピースの端面で構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の遊星歯車装置。

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