JP2007263201A - 歯車装置における潤滑剤のシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 歯車装置において、入力軸の回転トルクを損することがなく、且つ、シール性を維持できるシール構造を提供することを目的とする。
【解決手段】 入力軸２の外周に係合して入力軸２とケース２４との間隙をシールするシール部材２５と、シール部材２５を介してケース２３の反対側に、ケース２４に対して入力軸２を回動自在に支持するベアリング１７と、ケース２４と一体に構成され、シール部材２５とベアリング１７とを仕切る仕切板２４ｂとを備え、第一回動体７には、シール部材２５を間隙を介して遮蔽する遮蔽板７ｂが備えられ、シール部材２５には、内径から外径に向かって延出して片持ち梁状の断面を有する環状のリップ部２５ｂが備えられ、リップ部２５ｂが仕切板２４ｂの端面に弾接するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケース内に潤滑剤を充填した歯車装置における潤滑剤のシール構造に関する。

従来、ケース内に、駆動源の駆動力を受けて回動する入力軸及び太陽歯車と、太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、この空隙に配設され太陽歯車及び内歯車に噛合する複数の遊星歯車と、遊星歯車を回動自在に支持すると共に太陽歯車と同軸状に回動自在に支持されたキャリアとを備え、このケース内に潤滑剤が充填された遊星歯車減速機（所謂、歯車装置である。）が知られている。

また、前記の歯車装置において、ケースを軸方向に分割し、一方のケース内に各歯車機構を収納して潤滑剤を充填し、分割したケース同士を接続してケース内に潤滑剤を封入するように構成されているものがある。また、この際、他方のケースに入力軸を回動自在に支持して、他方のケースから一方のケースへ入力軸の先端側を突出させると共に、他方のケースの内周と入力軸の外周との間にシール部材を装着し、他方のケースと入力軸との間をシールしているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、前記の歯車装置のシール構造は、一般に、シール部材の外周がケース内周に固定されると共に、シール部材の内周が回転体に弾接し、回転体の回転に伴って、シール部材の内周と回転体とが摺動するように構成されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−１７２４１１号公報 特開２００５−０４８９２０号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の歯車装置のシール構造によれば、シール部材が、歯車機構から回転体の軸方向に向かう潤滑剤の流動方向に直交する向きに弾接しているので、潤滑剤がこの弾接部を通過して流出することがないように所定の弾接力を必要とし、この弾接力が回動抵抗となって回転体の回転トルクを損する虞があり、改善の余地があった。

そこで、本発明は、ケース内に、モータの駆動力を受けて回動する入力軸と、入力軸に噛合する歯車機構と、入力軸とケースとの間に弾接してシールするシール部材とを備えた歯車装置において、入力軸の回転トルクを損することがなく、且つ、シール性を維持できるシール構造を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、第一ケース内に収納され、駆動源の駆動力を受けて回動する入力軸と、第二ケース内に回動自在に支持され、前記入力軸に噛合して回動する回動体とを備えた歯車装置における潤滑剤のシール構造において、前記第二ケースには潤滑剤が充填され、前記入力軸の外周に係合して該入力軸と前記第一ケースとの間隙をシールするシール部材と、前記シール部材を介して前記第二ケースの反対側に、該第一ケースに対して前記入力軸を回動自在に支持するベアリングと、前記第一ケースと一体に構成され、前記シーリング部材と前記ベアリングとの間を軸方向に仕切る仕切板とを備え、前記回動体には、前記シール部材の軸方向の一端を間隙を介して遮蔽する遮蔽板が備えられ、前記シール部材には、前記仕切板側に位置する他端に、内径から外径に向かって延出して片持ち梁状の断面を有する環状のリップ部が備えられ、前記リップ部が前記仕切板の軸方向の端面に弾接するように構成されている、ことを特徴とする。

請求項１に記載の歯車装置における潤滑剤のシール構造によれば、シール部材のリップ部が仕切板の軸方向の端面に弾接し、所謂、シール部材の弾接方向が、歯車機構から入力軸側に向かう潤滑剤の流動方向に対向するように構成されているので、シール部材の弾接方向が潤滑剤の流動方向に直交する構成に較べ、弾接力が少なくてもシール性を維持でき、弾接力を低く抑えて入力軸の回転トルクを良好に維持できる。つまり、請求項１に記載の歯車装置における潤滑剤のシール構造によれば、入力軸の回転を抗する回動抵抗を低く抑えてシール性を維持できる。

また、請求項１に記載の歯車装置における潤滑剤のシール構造によれば、シール部材の両側に仕切板と遮蔽板とを備えているので、この間に流入した潤滑剤が入力軸の遠心力によって外径方向に流動し、入力軸の入力側に向かう潤滑剤の流出を低減でき、さらに、シール部材とベアリングとの間を軸方向に仕切る仕切板を備えているので、ベアリング近傍に対して、歯車機構を潤滑した潤滑剤（所謂、磨耗粉が混入した潤滑剤である。）の浸入を防止でき、入力軸の回動を円滑にできる、

また、請求項１に記載の歯車装置における潤滑剤のシール構造は、請求項２に記載の発明のように、前記歯車装置が、前記入力軸の一端に固定され、該入力軸と一体に回動する太陽歯車と、前記太陽歯車の外周を覆うように、該太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、前記太陽歯車及び内歯車に噛合する遊星歯車と、前記遊星歯車を回動自在に支持する前記回動体とを備えた遊星歯車減速機であることにより、歯車機構を潤滑する潤滑剤の流出を抑制できると共にシール部材による入力軸の回動抵抗を低減でき、入力軸の回転運動を遊星歯車及び回動体に伝達して、回転力の伝達効率の優れた遊星歯車減速機を得ることができる。

次に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の歯車装置における潤滑剤のシール構造において、前記回動体には、前記遮蔽板に連結して、前記シール部材の外周を間隙を介して覆う筒状部が備えられ、前記遮蔽板と前記シール部材との間に、軸方向の第一の間隙と、該第一の間隙に連通する径方向の第二の間隙とが構成され、且つ、前記筒状部と前記仕切板との間に、前記第二の間隙に連通する軸方向の第三の間隙が構成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の歯車装置における潤滑剤のシール構造によれば、シール部材の周囲に、第一、第二、第三の間隙が構成され、これらの間隙が軸方向から径方向に屈曲するように構成されているので、間隙を介して軸方向に向かう潤滑剤の流動抵抗が大きくなり、歯車機構を潤滑した潤滑剤が、シール部材を介して、ベアリング側に流出することがないように抑制できる。つまり、請求項３に記載の歯車装置における潤滑剤のシール構造によれば、シール部材の外周に屈曲した間隙を構成することにより、ラビリンス効果を発現させ、且つ、第三の間隙に流入した潤滑剤を入力軸の遠心力によって外径方向に流動させ、入力軸の入力側に向かう潤滑剤の流出を低減できる。

本発明の歯車装置における潤滑剤のシール構造は、シール部材のリップ部が仕切板の軸方向の端面に弾接し、所謂、シール部材の弾接方向が歯車機構から回転軸側に向かう潤滑剤の流動方向に対向するように構成されているので、シール部材の弾接方向が潤滑剤の流動方向に直交する構成に較べ、弾接力が少なくてもシール性を維持でき、弾接力を低く抑えて入力軸の回転トルクを良好に維持できる。つまり、本発明の歯車装置における潤滑剤のシール構造は、入力軸の回転を抗する回動抵抗を低く抑えてシール性を維持できる。

また、本発明の歯車装置における潤滑剤のシール構造は、シール部材の両側に仕切板と遮蔽板とを備えているので、この間に流入した潤滑剤が入力軸の遠心力によって外径方向に流動し、入力軸の入力側に向かう潤滑剤の流出を低減でき、さらに、シール部材とベアリングとの間を軸方向に仕切る仕切板を備えているので、ベアリング近傍に対して、歯車機構を潤滑した潤滑剤（所謂、磨耗粉が混入した潤滑剤である。）の浸入を防止でき、入力軸の回動を円滑にできる、

また、本発明の歯車装置における潤滑剤のシール構造は、遊星歯車減速機において、遊星歯車機構を潤滑する潤滑剤の流出を抑制できると共にシール部材による入力軸の回転トルクを損なうことがなく、入力軸の回転運動を遊星歯車及び回動体に伝達し、回転力の伝達効率を良好に維持できる。

また、本発明の歯車装置における潤滑剤のシール構造は、シール部材の周囲に、第一、第二、第三の間隙が構成され、これらの間隙が軸方向から径方向に屈曲するように構成されているので、間隙を介して軸方向に向かう潤滑剤の流動抵抗が大きくなり、歯車機構を潤滑した潤滑剤が、シール部材を介して、ベアリング側に流出することがないように抑制できる。つまり、本発明の歯車装置における潤滑剤のシール構造は、シール部材の外周に屈曲した間隙を構成することにより、ラビリンス効果を発現させ、且つ、第三の間隙に流入した潤滑剤を入力軸の遠心力によって外径方向に流動させ、入力軸の入力側に向かう潤滑剤の流出を低減できる。

次に、本発明の一実施例の、歯車装置における潤滑剤のシール構造を、図面にもとづいて説明する。図１は、歯車装置における潤滑剤のシール構造が適用された遊星歯車減速機の全体構成を表す断面図、図２は、同実施例の遊星歯車減速機における、シール構造の詳細を表す拡大断面図である。

図１に表したように、遊星歯車減速機１は、図示されない駆動モータ（所謂、駆動源である。）の駆動力を受けて回動する入力軸２、入力軸２に接続され入力軸２と共に回動する第一太陽歯車３、第一太陽歯車３に空隙を介して同軸状に配設された第一内歯車６、前記空隙に配設され第一太陽歯車３及び第一内歯車６に噛合する第一遊星歯車５、第一遊星歯車５を第一連結ピン２１を介して回転自在に支持すると共に第一太陽歯車３と同軸状に回転自在に支持された第一回動体７、第一回動体７のボス部７ｄに一体に接合された第二太陽歯車８、第二太陽歯車８に空隙を介して同軸状に配設された第二内歯車９、前記空隙に配設され第二太陽歯車８及び第二内歯車９に噛合する第ニ遊星歯車１０、第ニ遊星歯車１０を第ニ連結ピン２２を介して回転自在に支持すると共に第ニ太陽歯車８と同軸状に回転自在に支持された第ニ回動体１１、第二回動体１１にボルト２０を介して固定され第二連結ピン２２及び第二遊星歯車１０を支持する支持体１６、ケース２３、２４、潤滑剤をシールするためのシール部材２５、２８等を備えている。

入力軸２は、一端がケース２４に形成された開口穴２４ａに突出し、その突出部に中空部２６とネジ孔２ａを備え、中空部２６に駆動モータの回転軸（図示せず）が挿入され、ネジ孔２ａを介して駆動モータの回転軸に固定される。

ケース２３、２４、第一内歯車６、第ニ内歯車９等は、ボルト２７によって一体に固定されている。また、第一内歯車６、第二内歯車９は、夫々、第一遊星歯車５、第二遊星歯車１０に噛合する歯車としての機能と、太陽歯車３、第一遊星歯車５、第一内歯車６、第二太陽歯車８、第二遊星歯車１０、第二内歯車９等からなる歯車機構を収納するケースとしての機能とを備えている。尚、本発明における第二ケースは、ケース２３、第一内歯車６、第ニ内歯車９によってその機能が発現される。

第一回動体７は、開口部７ａを備え、開口部７ａの両壁に第一連結ピン２１の両端を支持すると共に、開口部７ａを介してケース２４側に、軸方向に突出する筒状部７ｃを備え、筒状部７ｃの周囲にベアリング１４が装着され、ベアリング１４を介してケース２４に、回動自在に支持されている。また、ベアリング１４の外周とケース２４の内周との間には弾性を有するＯリング１８が挿入され、ベアリング１４の外輪が内輪に向かって付勢されている。

第一連結ピン２１は、ベアリング１２を介して第一遊星歯車５に回動自在に係合している。そして、第一遊星歯車５は、その内周にベアリング１２が係合し、第一連結ピン２１及びベアリング１２を介して、第一回動体７に回動自在に支持されている。

また、第一回動体７は、軸方向の一端側が、第一連結ピン２１、第一遊星歯車５、第一太陽歯車３、入力軸２等を介して、図示されない駆動モータの回転軸に連結し、軸方向の他端側が、第ニ太陽歯車８、第ニ遊星歯車１０、第ニ連結ピン２２等を介して、第ニ回動体１１に連結し、回動自在に支持されている。

第ニ回動体１１は、クロスベアリング１５を介して、ケース２３に回動自在に支持され、端部に被駆動体に接続するための取付穴１１ｃや取付ネジ１１ｄが備えられている。

第二連結ピン２２は、ベアリング１３を介して第二遊星歯車１０に回動自在に係合している。そして、第二遊星歯車１０は、その内周にベアリング１３が係合し、第二連結ピン２２及びベアリング１３を介して、第二回動体１１に回動自在に支持されている。

次に、遊星歯車減速機１は、第一内歯車６、第二内歯車９、ケース２３によって構成された内部空間に歯車機構を潤滑する潤滑剤が充填され、この潤滑剤が流出しないようにシールする潤滑剤のシール構造が備えられている。

遊星歯車減速機１における潤滑剤のシール構造は、入力軸２側がシール部材２５によってシールされ、第二回動体１１側がシール部材２８によってシールされている。また、シール部材２５、２８は、耐久性及び弾性の優れたフッソゴムやシリコーンゴムで形成され、特に、シール部材２５は、軸方向に対して弾力性を発現するように構成されている。

図２に表したように、入力軸２側のシール構造は、ケース２４と一体に形成され、シール部材２５とベアリング１７との間を軸方向に仕切る仕切板２４ｂと、第一回動体７と一体に形成され、シール部材２５の軸方向の一端を間隙を介して遮蔽する遮蔽板７ｂと、入力軸２に係合して仕切板２４ｂの軸方向の端面に弾接するシール部材２５とによって構成されている。

シール部材２５には、仕切板２４ｂ側に位置する他端に、内径から外径に向かって延出して片持ち梁状の断面を有する環状のリップ部２５ｂが備えられ、リップ部２５ｂが仕切板２４ｂの軸方向の端面に弾接するように構成されている。つまり、ケース２４に対するシール部材２５の弾接方向が、歯車機構から入力軸２側に向かう潤滑剤の流動方向に対向するように構成されている。

また、シール部材２５を介してケース２３の反対側に、ケース２４に対して入力軸２を回動自在に支持するベアリング１７が配設されている。

また、第一回動体７には、遮蔽板７ｂに連結して、シール部材２５の外周を間隙を介して覆う筒状部７ｃが備えられ、遮蔽板７ｂとシール部材２５との間に、軸方向の第一の間隙Ｓ１と、第一の間隙Ｓ１に連通する径方向の第二の間隙Ｓ２とが構成され、筒状部７ｃと仕切板２４ｂとの間に、第二の間隙Ｓ２に連通する軸方向の第三の間隙Ｓ３が構成されている。

以下に、前記の構成を有する実施例の、遊星歯車減速機１における潤滑剤のシール構造の作用効果を記載する。

本実施例の遊星歯車減速機１における潤滑剤のシール構造は、シール部材２５のリップ部２５ｂが仕切板２４ｂの軸方向の端面に弾接し、所謂、シール部材２５の弾接方向が、歯車機構から入力軸２側に向かう潤滑剤の流動方向に対向するように構成されているので、シール部材２５の弾接方向が潤滑剤の流動方向に直交する構成に較べ、弾接力が少なくてもシール性を維持でき、弾接力を低く抑えて入力軸２の回転トルクを良好に維持できる。つまり、本実施例の遊星歯車減速機１における潤滑剤のシール構造は、入力軸２の回転を抗する回動抵抗を低く抑えてシール性を維持できる。

また、本実施例の遊星歯車減速機１における潤滑剤のシール構造は、シール部材２５の両側に仕切板２４ｂと遮蔽板７ｂとを備えているので、この間隙Ｓ１に流入した潤滑剤が入力軸２の遠心力によって外径方向に流動し、入力軸２の入力側に向かう潤滑剤の流出を低減できる。

また、本実施例の遊星歯車減速機１における潤滑剤のシール構造は、シール部材２５とベアリング１７との間を軸方向に仕切る仕切板２４ｂを備えているので、ベアリング１７近傍に対して、歯車機構を潤滑した潤滑剤（所謂、磨耗粉が混入した潤滑剤である。）の浸入を防止でき、入力軸２の回動を円滑にできる。

また、本実施例の遊星歯車減速機１における潤滑剤のシール構造は、シール部材２５の周囲に、第一の間隙Ｓ１、第二の間隙Ｓ２、第三の間隙Ｓ３が構成され、これらの間隙Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が軸方向から径方向に屈曲するように構成されているので、間隙Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を介して軸方向に向かう潤滑剤の流動抵抗が大きくなり、歯車機構を潤滑した潤滑剤が、シール部材２５を介して、ベアリング１７側に流出することがないように抑制できる。

つまり、本実施例の遊星歯車減速機１における潤滑剤のシール構造は、シール部材２５の外周に屈曲した間隙Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を構成することにより、ラビリンス効果を発現させ、且つ、第三の間隙Ｓ３に流入した潤滑剤を入力軸２の遠心力によって外径方向に流動させ、ベアリング１７側及び入力軸２の入力側に向かう潤滑剤の流出を低減できる。

また、本実施例の遊星歯車減速機１における潤滑剤のシール構造は、第一回動体７に軸方向に突出する筒状部７ｃを備え、筒状部７ｃの周囲にベアリング１４が装着され、ベアリング１４の外周とケース２４の内周との間には弾性を有するＯリング１８が挿入され、ベアリング１４の外輪が内輪に向かって付勢されているので、ベアリング１４の回動部（外輪と内輪との回動部）に対して磨耗粉の浸入を防止でき、ケース２４に対する第一回動体７の回動を円滑にできる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様をとることができる。例えば、本実施例は、第一、第二回動体７、１１及び第一、第二遊星歯車５、１０によって減速する遊星歯車減速機構を二段備えたが、一段でもよい。

本発明の歯車装置における潤滑剤のシール構造が適用された一実施例の、遊星歯車減速機の全体構成を表す断面図である。 同実施例の遊星歯車減速機における、シール構造の詳細を表す拡大断面図である。

符号の説明

１…遊星歯車減速機、２…入力軸、２ａ…ネジ孔、３…第一太陽歯車、５…第一遊星歯車、６…第一内歯車、７…第一回動体、７ａ…開口部、７ｂ…遮蔽板、７ｃ…筒状部、７ｄ…ボス部、８…第二太陽歯車、９…第二内歯車、１０…第ニ遊星歯車、１１…第ニ回動体、１１ｃ…取付穴、１１ｄ…取付ネジ、１２，１３,１４,１７…ベアリング、１５…クロスベアリング、１６…支持体、１８…Ｏリング、２０，２７…ボルト、２１…第一連結ピン、２２…第ニ連結ピン、２３，２４…ケース、２４ａ…開口穴、２４ｂ…仕切板、２５,２８…シーリング部材、２５ｂ…リップ部、２６…中空部、Ｓ１…第一の間隙、Ｓ２…第二の間隙、Ｓ３…第三の間隙。

Claims (3)

1. 第一ケース内に収納され、駆動源の駆動力を受けて回動する入力軸と、
   第二ケース内に回動自在に支持され、前記入力軸に噛合して回動する回動体と、
   を備えた歯車装置において、
   前記第二ケースには潤滑剤が充填され、
   前記入力軸の外周に係合して該入力軸と前記第一ケースとの間隙をシールするシール部材と、
   前記シール部材を介して前記第二ケースの反対側に、該第一ケースに対して前記入力軸を回動自在に支持するベアリングと、
   前記第一ケースと一体に構成され、前記シール部材と前記ベアリングとの間を軸方向に仕切る仕切板と、
   を備え、
   前記回動体には、前記シール部材の軸方向の一端を間隙を介して遮蔽する遮蔽板が備えられ、
   前記シール部材には、前記仕切板側に位置する他端に、内径から外径に向かって延出して片持ち梁状の断面を有する環状のリップ部が備えられ、
   前記リップ部が前記仕切板の軸方向の端面に弾接するように構成されている、
   ことを特徴とする歯車装置における潤滑剤のシール構造。
2. 前記歯車装置が、
   前記入力軸の一端に固定され、該入力軸と一体に回動する太陽歯車と、
   前記太陽歯車の外周を覆うように、該太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、
   前記太陽歯車及び内歯車に噛合する遊星歯車と、
   前記遊星歯車を回動自在に支持する前記回動体と、
   を備えた遊星歯車減速機である請求項１に記載の歯車装置における潤滑剤のシール構造。
3. 前記回動体には、前記遮蔽板に連結して、前記シール部材の外周を間隙を介して覆う筒状部が備えられ、
   前記遮蔽板と前記シール部材との間に、軸方向の第一の間隙と、該第一の間隙に連通する径方向の第二の間隙とが構成され、
   且つ、前記筒状部と前記仕切板との間に、前記第二の間隙に連通する軸方向の第三の間隙が構成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯車装置における潤滑剤のシール構造。

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