JP2008039161A - 減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤漏れの原因を根本的に解消した減速機を提供する。
【解決手段】歯車によって入力された回転を減速して出力する減速機であって、当該減速機の内部に、オイルシールを介して分割され且つそれぞれ潤滑剤が封入される上部空間１７０及び下部空間１７２を少なくとも備え、該上部空間１７０内に封入される潤滑剤のレベルを、前記下部空間１７２内に封入される潤滑剤のレベルよりも高く設定し、且つ、前記下部空間１７２内に封入される潤滑剤のレベルを、当該下部空間１７２と当該減速機の外部空間とを仕切るオイルシールであって最も下側に配置される最下部オイルシールの位置以下に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力された回転を減速して出力する減速機に関する。

従来、図３に示すギアドモータＧＭ１が公知である（特許文献１参照）。ギアドモータＧＭ１は、モータＭ１と減速機Ｇ１とが連結された構成とされている。

モータＭ１は、モータ取付体２に固定された上で、ボルト２１によって第１キャリア体１１に固定されている。モータＭ１のモータ軸１には、ピニオン４が形成された継軸３がキーにより結合されている。このピニオン４は、ギア５と噛合している。ギア５は回転軸６と一体的に回転可能に連結されている。この回転軸６には偏心体７が一体形成されており、偏心体用軸受８を介して外歯歯車（遊星歯車）９を揺動回転可能とされている。外歯歯車９はこれと同時に内歯歯車１０と噛合している。外歯歯車９の歯の数と内歯歯車１０の歯の数とは僅少の差を有するように構成されている。内歯歯車１０は、減速機Ｇ１のケーシングとしても機能しており、ボルト１９によって、基台１６に設置固定されている。第１キャリア体１１は、軸受１３によって内歯歯車１０に対して回転可能に支持されている。第１キャリア体１１には、キャリアピン１１Ａが一体的に形成されており、このキャリアピン１１Ａが外歯歯車９のキャリアピン孔９Ａを遊嵌している。又、第２キャリア体１２がボルト１５によってキャリアピン１１Ａに連結されている。この第２キャリア体１２は軸受１４によって内歯歯車１０に対して回転可能に支持されている。即ち、第１、第２キャリア体１１、１２は、内歯歯車１０に対して一体的に回転可能とされている。

基台１６には、内側に向って張り出すようにフランジ部１６Ａが形成されており、当該フランジ部１６Ａにホローパイプ１７がボルト１８によって固定されている。このホローパイプ１７は、減速機Ｇ１の中心を貫通しており、配線等２０を通すことが可能とされている。

特開２００１−３２３９７２号公報

ギアドモータＧＭ１に備わる減速機Ｇ１において、最も高い位置にある潤滑必要部位は、ピニオン４とギア５との噛合部分である。そうすると、減速機Ｇ１を液体の潤滑剤を用いて潤滑する場合には、少なくともこのピニオン４とギア５との噛合部分（例えばＡ−Ａ線のレベル）にまで潤滑剤が封入されている必要がある。

減速機Ｇ１では、基台１６、フランジ部１６Ａ、ホローパイプ１７、第１キャリア体１１、オイルシール２２、内歯歯車１０によって減速機内部に仕切られた１つの空間が形成されており、当該空間内に潤滑剤を封入・保持可能となっている。

しかしながら、前述のように、最も高い位置にある潤滑必要部位（Ａ−Ａ線レベル）にまで潤滑剤を封入してしまうと、オイルシール２２からの潤滑剤漏れの可能性を助長してしまう。即ち、オイルシール２２の高さ位置よりも、潤滑剤の封入レベル（Ａ−Ａ線レベル）の方が高い位置にあるため、当該高さの「差」分だけ、常に、オイルシール２２には潤滑剤からの圧力（減速機内部側から外部へ向う圧力）が掛かることとなってしまうからである。

本発明は、かかる問題点を解決するべくなされたものであって、潤滑剤漏れの原因を根本的に解消した減速機を提供することをその課題としている。

本発明は、歯車によって入力された回転を減速して出力する減速機であって、当該減速機の内部に、オイルシールを介して分割され且つそれぞれ潤滑剤が封入される第１の空間及び第２の空間を少なくとも備え、該第１の空間内に封入される潤滑剤のレベルが、前記第２の空間内に封入される潤滑剤のレベルよりも高く設定され、且つ、前記第２の空間内に封入される潤滑剤のレベルが、当該第２の空間と当該減速機の外部空間とを仕切るオイルシールであって最も下側に配置される最下部オイルシールの上面位置以下に設定することによって、上記課題を解決するものである。

このように構成することによって、空間を仕切らずに第１の空間内の所定のレベルにまで潤滑剤を封入した場合に比べて、第２の空間を形成する最下部オイルシールに大きな圧力が加わることを防止することができる。又、必要な部分に必要な量だけ潤滑剤を封入すれば足りるため、装置全体として使用する潤滑剤の量が削減できる。

本発明を適用することにより、潤滑剤漏れの原因を解消できる。又、潤滑剤の使用量を削減することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例を示すギアドモータＧＭ１００の側断面図である。

ギアドモータＧＭ１００は、動力源となるモータ１１０と、内接揺動噛合型遊星歯車減速機１０１とから構成される。当該ギアドモータＧＭ１００は、自身の軸方向が上下方向となるように設置された、いわゆる「縦型」のギアドモータである。減速機構が収容されるケーシング１４０の上面側に、モータ取付体１３９を介してモータ１１０が設置され、一方、ケーシング１４０の下面側には基台１４２がボルト１４４を介して連結されている。又、ギアドモータＧＭ１００の半径方向中央部分は、中空とされたホロー部Ｈが存在し、該ホロー部Ｈにケーブル等を通して使用することが可能である。

ホロー部Ｈは、第１、第２キャリア体１３８Ａ、１３８Ｂを貫通する円筒フランジ１３１の内周に形成されている。この円筒フランジ１３１は、取付ボルト１２９によって基台１４２のフランジ部１４２Ａに固定されている。

なお、円筒フランジ１３１は、動力伝達に直接寄与しないため、薄肉で形成されている。結果として、ホロー部Ｈの径を大きく構成することが可能となっている。

モータ１１０のモータ軸１１２には、モータ軸１１２と一体的に（等速で）回転するようにピニオン１１４が備わっている。このピニオン１１４は、例えばモータ軸１１２に直切形成されていてもよいし、別部材としての歯車が固定されていてもよい。このピニオン１１４は、自身より径の大きな入力歯車（入力部材）１２０と噛合している。即ち、ピニオン１１４よりも入力歯車１２０の方が大歯車として構成され、当該減速機の初段減速部（第１の減速部）を構成している。入力歯車１２０は入力軸１２２に固定されている。入力軸１２２は、第１キャリア体１３８Ａ及び外歯歯車１３４を貫通する態様で配置され、入力軸用軸受１５２Ａを介して第１キャリア体１３８Ａに対して回転自在に支持されており、更に、入力軸用軸受１５２Ｂを介して第２キャリア体１３８Ｂに対して回転自在に支持されている。

入力軸１２２の軸方向中程（入力軸１２２を支持する入力軸用軸受１５２Ａ、１５２Ｂの間）には、入力軸歯車１２４が入力軸１２２と一体的に形成されている。この入力軸歯車１２４は振り分け歯車１２６と噛合している。振り分け歯車１２６は、振り分け歯車用軸受１２７及びキャリア内カバー１２５を介して、キャリア体１３８によって支持されている。

入力軸１２２と異なる位置に、互いに１２０°位相を異ならせて３本の偏心体軸１３０が配置されている（図１では１本しか現れていない）。それぞれの偏心体軸１３０の軸方向略中央部分には、偏心体軸歯車１２８が形成されており、この偏心体軸歯車１２８が、前述した振り分け歯車１２６と噛合している。

偏心体歯車１２８の直ぐ上側及び下側、即ち、軸方向両側には、それぞれ偏心方向が異なる偏心体１３２が偏心体軸１３０と一体的に形成されている。更に、各偏心体１３２はそれぞれ偏心体用軸受１３３を介して外歯歯車１３４（の中空部）に嵌合している。

外歯歯車１３４は、偏心体用軸受１３３を介して偏心体１３２を自身の中空部に嵌合させると同時に、ピン状の内歯１３６と噛合している。ピン状の内歯１３６の数は、外歯歯車１３４の歯の数と僅少の差（１乃至４程度）を有するように設定されている。なお、本実施形態においては、当該内歯１３６とケーシング１４０とで内歯歯車を構成している。

各偏心体軸１３０は、偏心体軸用軸受１５４Ａを介して第１キャリア体１３８Ａに対して回転自在に支持されており、一方、偏心体軸用軸受１５４Ｂを介して、第２キャリア体１３８Ｂに対して回転自在に支持されている。

キャリア体１３８は、上側に位置する第１キャリア体１３８Ａと下側に位置する第２キャリア体１３８Ｂとから構成されており、キャリアピン及び当該キャリアピンに連結されるキャリアボルト（図示しない）によって、一体的に連結されている。又、第１キャリア体１３８Ａと第２キャリア体１３８Ｂの内側（円筒フランジ１３１側）には、キャリア内カバー１２５が設けられており、第１、第２キャリア体１３８Ａ、１３８Ｂを連結している。又、第１キャリア体１３８Ａは、キャリア体用軸受１５０Ａを介してケーシング１４０に回転自在に支持されており、第２キャリア体１３８Ｂは、キャリア体用軸受１５０Ｂを介してケーシング１４０に回転自在に支持されている。

前述した入力軸１２２における入力軸用軸受１５２Ａの上側（図１において上側）には、第１オイルシール１６２が配置されており、第１キャリア体１３８Ａと入力軸１２２との間をシールしている。この第１オイルシール１６２を配置することによって、当該第１オイルシール１６２、第１キャリア体１３８Ａ、モータ取付体１３９によって仕切られた上部空間（第１の空間）１７０が形成されている。この上部空間１７０内には、ピニオン１１４と入力歯車１２０との噛合を潤滑できる程度（例えば図１：Ａ−Ａ線レベル）の潤滑油（潤滑剤）が封入されている。

又、第１キャリア体１３８Ａと円筒フランジ１３１の間には、第２オイルシール１６４が配置されている。一方、第１キャリア体１３８Ａとケーシング１４０との間には第３オイルシール１６６が配置されている。なお、これらの第２、第３オイルシール１６４、１６６は、いずれも減速機１０１の内部と外部とを仕切っている。又、第２オイルシール１６４（のリップ部分）の方が、第３オイルシール１６６（のリップ部分）よりも低い位置に配置されている。このように、第２、第３のオイルシール１６５、１６６が配置されることによって、前述した第１オイルシール１６２の存在とも相俟って、減速機１０１の上部空間１７０の下側には、下部空間（第２の空間）１７２が形成されている。具体的には、基台１４２、（基台１４２の）フランジ部１４２Ａ、円筒フランジ１３１、第２オイルシール１６４、第１キャリア体１３８Ａ、第１オイルシール１６２、第３オイルシール１６６、ケーシング１４０によって仕切られた空間が下部空間１７２である。当該下部空間１７２にも、潤滑剤が封入されている。本実施形態における下部空間１７２に封入される潤滑剤の量は、当該下部空間１７２内における最も高い位置にある潤滑必要部位（例えばキャリア体用軸受１５０Ａ及び偏心体軸用軸受１５４Ａ部：Ｃ−Ｃ線レベル）を潤滑でき、且つ、万が一前述した第１空間１７０内に封入されている潤滑剤が流入してきた場合（例えば第１オイルシール１６２の不具合によって漏れ出てきた場合）でも、第２空間１７２と当該減速機１０１の外部とを仕切るオイルシールであって、最も下側に配置されているオイルシール（本実施形態では第２オイルシール１６４）のリップ部の位置（Ｂ−Ｂ線レベル）に達しない程度に設定されている。なお、入力軸１２２を第１キャリア体１３８Ａから支持する入力軸用軸受１５２Ａに関しては、例えばシール軸受を使用すれば、自己潤滑可能である。

次に、ギアドモータＧＭ１００の作用について説明する。

モータ１００が作動すると、モータ軸１１２の回転はピニオン１１４を介して入力歯車１２０へと伝達される。このとき、ピニオン１１４の径よりも入力歯車１２０の径の方が大径（大歯車）であるため、モータ軸１１２の回転は減速されて入力軸１２２へと伝達される。入力軸１２２が回転すると入力軸歯車１２４も回転するため、更に入力軸歯車１２４と噛合する振り分け歯車１２６も回転する。

又、振り分け歯車１２６は、３つの偏心体軸歯車１２８と噛合することによって３本の偏心体軸１３０と連結されているため、入力軸１２２から伝達された動力を、同時に各偏心体軸１３０へ振り分けて伝達する。振り分け歯車１２６の回転により、各偏心体軸１３０が回転を始めるが、各偏心体軸１３０には偏心体１３２が一体的に形成されているために、偏心体１３２が偏心回転することによって外歯歯車１３４を揺動回転させることとなる。このとき外歯歯車１３４は、僅少の歯数差を有する内歯１３６とも噛合しているため、外歯歯車１３４は僅かに自転しつつ殆ど揺動のみをすることになる。この揺動成分は偏心体１３２によってキャンセルされるため、外歯歯車１３４の僅かな自転成分のみが、キャリア体１３８へと伝達されて出力されてくる。

なお、本実施形態では、基台１４２によってケーシング１４０が固定されているために、ギアドモータＧＭ１００の動作によって、モータ１１０も含めたキャリア体１３８全体が回転することとなる。

本実施形態においては、減速機１０１の内部が、第１オイルシール１６２によって上部空間１７０と下部空間１７２に仕切られており、両空間内にはそれぞれ所定量の潤滑剤が封入されている。このように減速機内部の空間を仕切ったうえで、それぞれの空間で必要な量の潤滑剤のみを封入することで足りるため、全体として使用する潤滑剤の量を削減できる。又、それぞれの空間内にもっとも適した性質（粘度など）の潤滑剤を使用することが可能となる。更に、下部空間１７２の潤滑剤量は、当該下部空間１７２内における最も高い位置にある潤滑必要部位（例えばキャリア体用軸受１５０Ａ及び偏心体軸用軸受１５４Ａ部：Ｃ−Ｃ線レベル）を潤滑でき、且つ、万が一前述した第１空間１７０内に封入されている潤滑剤が流入してきた場合（例えば第１オイルシール１６２の不具合によって漏れ出てきた場合）でも、第２空間１７２と当該減速機１０１の外部とを仕切るオイルシールであって、最も下側に配置されているオイルシール（本実施形態では第２オイルシール１６４）のリップ部の位置（Ｂ−Ｂ線レベル）に達しない程度に設定されているため、上部空間１７０内の潤滑剤が流入してきた場合でも（流入しない場合は当然に）、第２オイルシール１６２に対して圧力（油圧）が掛かることはない。即ち、第１オイルシール１６２に不具合が生じたとしても、上部空間１７０に封入されている潤滑剤は下部空間１７２へと流入するだけである。更に、第２、第３オイルシール１６４、１６６に不具合が生じたとしても、第２空間１７２の潤滑剤のレベルはこれらのオイルシール（のリップ部）の高さにまで達していないため漏れ出ることはない。結果として、当該減速機１０１に使用されるオイルシールの全部又は一部に不具合が生じた場合でも、封入されている潤滑剤が外部に漏れてしまうことはない。

なお、本実施形態のように、上部空間１７０から下部空間１７２へと潤滑剤が流入した場合でも、下部空間１７２における最下部オイルシールのリップ位置以下（更に望ましくは最下部オイルシールの下面位置にまで達しないレベル）に下部空間１７２内の潤滑剤のレベルを設定するのが理想的である。しかしながら、そうでない場合（例えば、上部空間１７０から潤滑剤が流入した場合には、下部空間１７２内の潤滑剤のレベルが、最下部オイルシールのリップ位置より高いレベルになってしまうような場合）であっても、予め下部空間１７２内の潤滑剤のレベルが、最下部オイルシールの上面位置以下となっていれば相応の効果を得ることができる。即ち、上部空間１７０と下部空間１７２とを仕切るオイルシールに何らかの不具合が生じたとしても、上部空間１７０内に封入されている潤滑剤が一気に下部空間１７２へと流入することは少ないため、最下部オイルシールに大きな圧力が加わる（上部空間１７０内の略全量の潤滑剤が下部空間１７２へと流入する）までの時間を稼ぐことができ、例えば定期点検等により漏れ出す前に早期発見することが可能となる（後述する他の実施形態でも同様）。更に、上部空間１７０内の略全量の潤滑剤が下部空間１７２へと流入した場合においても、オイルシールによる仕切りを設けずに当初から上部空間相当部分の規定のレベルにまで潤滑剤を封入している場合と比べて、最下部オイルシールに掛かる圧力を小さい状態を保つことができる。

なお、上記の実施形態では、オイルシールによって仕切られた空間が２つであったが、３つ以上の仕切られた空間が形成されていてもよい（後述する他の実施形態でも同様）。

次に、図２を用いて、本発明の他の実施形態の一例を説明する。

図２は、本発明の他の実施形態の一例を示すギアドモータＧＭ２００の側断面図である。なお、上述のギアドモータＧＭ１００と同一又は類似する部分については、数字下２桁が同一の符号を付するに止め、重複した構成及び作用の説明は省略する。

ギアドモータＧＭ２００においては、第２オイルシール２６４が、減速機の内部と外部とを仕切る役目を果たしているのではなく、上部空間２７０と下部空間２７２とを仕切る役目を果たしている点が異なっている。即ち、円筒フランジ２３１が、第２空間２７２だけでなく第１空間２７０を仕切る役目を果たしている。具体的には、モータ取付体２３９、第４オイルシール２６８、円筒フランジ２３１、第２オイルシール２６４、第１キャリア体２３８Ａ、第１オイルシール２６２によって上部空間２７０が形成されており、一方、円筒フランジ２３１、第２オイルシール２６４、第１キャリア体２３８Ａ、第１オイルシール２６２、第３オイルシール２６６、ケーシング２４０、基台２４２、（基台２４２の）フランジ部２４２Ａによって下部空間２７２が形成されている。

なお、ここでも、下部空間２７２の潤滑剤量は、当該下部空間２７２内における最も高い位置にある潤滑必要部位（例えばキャリア体用軸受２５０Ａ及び偏心体軸用軸受２５４Ａ部：Ｃ−Ｃ線レベル）を潤滑でき、且つ、万が一前述した第１空間２７０内に封入されている潤滑剤が流入してきた場合（例えば第１オイルシール２６２又は第２オイルシール２６４の不具合によって漏れ出てきた場合）でも、第２空間２７２と当該減速機２０１の外部とを仕切るオイルシールであって、最も下側に配置されているオイルシール（本実施形態では第３オイルシール２６６）のリップ部の位置（Ｂ−Ｂ線レベル）に達しない程度に設定されているため、上部空間２７０内の潤滑剤が流入してきた場合でも（流入しない場合は当然に）、第３オイルシール２６６に対して圧力（油圧）が掛かることはない。即ち、第１、第２オイルシール２６２、２６４に不具合が生じたとしても、上部空間２７０に封入されている潤滑剤は下部空間２７２へと流入するだけである。更に、第３オイルシール２６６に不具合が生じたとしても、第２空間２７２の潤滑剤のレベルはこれらのオイルシール（のリップ部）の高さにまで達していないため漏れ出ることはない。結果として、当該減速機２０１に使用されるオイルシールの全部又は一部に不具合が生じた場合でも、封入されている潤滑剤が外部に漏れてしまうことはない。

なお、上記説明した実施形態において、振り分け歯車は２枚の外歯歯車の間に配置されていたが、これに限定されるものではなく、例えばギアドモータＧＭ１００でいうならば、第１キャリア体１３８Ａと外歯歯車１３４の間に配置されていてもよいし、第２キャリア体１３８Ｂと外歯歯車１３４の間に配置されていてもよい。又、外歯歯車１３４が２枚の構成とされていたが、これに限定されるものではなく、３枚以上であってもよいし、１枚であってもよい。

又、３本の偏心体軸１３０は、互いに位相を１２０°異ならせて配置されていたが、これと異なる位相で配置されていてもよい。配置される偏心体軸（偏心体軸歯車が形成された偏心体軸）の本数等によって、適宜位相を変えて構成可能である。

又、３本の偏心体軸１３０の全てに偏心体軸歯車１２８が形成されていたが、これに限定されるものではなく、揺動する外歯歯車１３４に従動して偏心回転する偏心体軸が存在してもよい。

又、上記説明したギアドモータにおける減速機は、いずれも偏心揺動型の遊星歯車減速機であるが、本発明の適用にあたっては特に減速機構そのものは限定されない。例えば、単純遊星歯車型の減速機であってもよく、その場合には、遊星歯車の公転成分がキャリア体に出力されることになる。

例えば、産業用ロボットの旋回を担う減速機として適用すれば、油漏れによる当該ロボット（更にはライン）の停止を回避でき好適である。

本発明の実施形態の一例を示すギアドモータＧＭ１００の断面図 本発明の他の実施形態の一例を示すギアドモータＧＭ２００の断面図 特許文献１に記載されるギアドモータＧＭ１の断面図

符号の説明

ＧＭ１００…ギアドモータ
１０１…減速機（内接揺動噛合型遊星歯車減速機）
１１０…モータ
１１２…モータ軸
１１４…ピニオン
１２０…入力歯車
１２２…入力軸
１２４…入力軸歯車
１２６…振り分け歯車
１２８…偏心体軸歯車
１３０…偏心体軸
１３１…円筒フランジ
１３２…偏心体
１３３…偏心体用軸受
１３４…外歯歯車
１３６…内歯
１３８…キャリア体
１３８Ａ…第１キャリア体
１３８Ｂ…第２キャリア体
１３９…モータ取付体
１４０…ケーシング
１４２…基台
１４２Ａ…フランジ部（基台）
１４４…ボルト
１５０…キャリア体用軸受
１５２…入力軸用軸受
１５４…偏心体軸用軸受
１６２、１６４、１６６…オイルシール
１７０…上部空間（第１の空間）
１７２…下部空間（第２の空間）
Ｈ…ホロー部

Claims (6)

1. 歯車によって入力された回転を減速して出力する減速機であって、
   当該減速機の内部に、オイルシールを介して分割され且つそれぞれ潤滑剤が封入される第１の空間及び第２の空間を少なくとも備え、
   該第１の空間内に封入される潤滑剤のレベルが、前記第２の空間内に封入される潤滑剤のレベルよりも高く設定され、且つ、
   前記第２の空間内に封入される潤滑剤のレベルが、当該第２の空間と当該減速機の外部空間とを仕切るオイルシールであって最も下側に配置される最下部オイルシールの上面位置以下に設定されている
   ことを特徴とする減速機。
2. 請求項１において、
   前記第２の空間内に封入される潤滑剤のレベルが、前記第１の空間に封入される潤滑剤のうち前記第１の空間と前記第２の空間とを仕切るオイルシールがない場合に前記第１の空間から前記第２の空間へと流入する量の潤滑剤を加えた場合でも、前記最下部オイルシールの上面位置以下になるように設定されている
   ことを特徴とする減速機。
3. 請求項１又は２において、
   前記第２の空間内に封入される潤滑剤のレベルが、前記最下部オイルシールのリップ位置以下に設定されている
   ことを特徴とする減速機。
4. 請求項１又は２において、
   前記第２の空間内に封入される潤滑剤のレベルが、前記最下部オイルシールの下面位置に達しないレベルに設定されている
   ことを特徴とする減速機。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記第１の空間内に第１の減速部が、前記第２の空間内に第２の減速部が配置され、
   前記第２の減速部には、遊星歯車及び該遊星歯車の自転成分又は公転成分と同期するキャリア体が備わっており、且つ、
   前記第１の空間と前記第２の空間とを仕切るオイルシールが、前記第１の減速部から前記第２の減速部へと動力を伝達する回転軸と前記キャリア体との間、及び当該減速機を貫通するホロー部材と前記キャリア体との間の少なくとも一方に配置されている
   ことを特徴とする減速機。
6. 請求項５において、
   前記第２の空間と当該減速機の外部とを仕切るオイルシールが、前記遊星歯車が内接噛合する内歯歯車と前記キャリア体との間、及び前記ホロー部材と前記キャリア体との間の少なくとも一方に配置されている
   ことを特徴とする減速機。

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