JP2009250279A

JP2009250279A - 減速機

Info

Publication number: JP2009250279A
Application number: JP2008095942A
Authority: JP
Inventors: Akira Yamamoto; 章山本; Hikarikaku Tamura; 光拡田村; Keigo Shizu; 慶剛志津
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】オイルシールと入力軸との摺動抵抗を増大させることなく、潤滑剤の漏れの可能性を低減した減速機を提供する。
【解決手段】入力軸１０２と、該入力軸１０２を軸支する第１、第２軸受１２６、１２８と、当該第１、第２軸受１２６、１２８を介して入力軸１０２を支持する第１、第２フランジ１２２、１２４と、を備えた減速機１００であって、更に、入力軸１０２と第１、第２フランジ１２２、１２４との間に配置され当該入力軸１０２と第１、第２フランジ１２２、１２４との間の空間を密封可能な第１、第２オイルシール１３０、１３２を備え、該第１、第２オイルシール１３０、１３２の外周枠１３０Ｇ、１３２Ｇの内径ｄ１を、第１、第２軸受１２６、１２８の内輪１２６Ｃ、１２８Ｃの外径Ｄ１よりも小さくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力された動力を減速して出力する減速機のうち、入力軸周りの空間を密封するオイルシールを備えた減速機の技術分野に関する。

入力された動力（回転）を減速して出力する装置として、減速機が広く利用されている。例えば特許文献１に記載されている減速機（密閉型波動歯車装置）においては、入力軸を２つの軸受けによって軸支し、更にこれら軸受が第１、第２の端版（支持部材）にて支持されている。それぞれの軸受の近傍（入力軸の軸方向近傍）にはオイルシールが配置されており、入力軸と第１、第２の端版（支持部材）との間の空間を密閉する構造とされている。

またこの減速機では、オイルシールが組み付けられた状態でのオイルシールのリップ部の内径と入力軸を軸支する軸受の内径（正確には軸受内輪の内径）とが同じ径となるような構成とされている。

特開平９−２１７７９８号公報

特許文献１にて示されている減速機では、オイルシールが組み付けられた状態でのオイルシールのリップ部の内径と、入力軸を軸支する軸受の内径（正確には軸受内輪の内径）とが同じ径となるような構成とされていたが、このような構成では、軸受の間（内輪と外輪との間）を通過した潤滑剤（グリスなど）が直接的にオイルシールのリップ部側に向うことが可能となるため、万が一、オイルシール自体に不具合が生じた場合に潤滑剤が漏れてしまうという問題がある。

一方で、潤滑剤の漏れを嫌って、リップを内周側に押し付けて密封性（密着性）を向上させるためにスプリングを利用したり（またはスプリングの強度を強めたり）、また、リップの数を増やす等の対策を採ることも可能である。しかしこのような対策ではオイルシールと入力軸との摺動抵抗を増大させることとなり、動力の伝達効率の側面から望ましくない。

そこで本発明は、これらの問題点を解決するべくなされたものであって、オイルシールと入力軸との摺動抵抗を増大させることなく、潤滑剤の漏れの可能性を低減した減速機を提供することをその課題とするものである。

本発明は、入力軸と、該入力軸を軸支する軸受と、当該軸受を介して前記入力軸を支持する支持部材と、を備えた減速機であって、更に、前記入力軸と前記支持部材との間に配置され当該入力軸と支持部材との間の空間を密封可能なオイルシールを備え、該オイルシールの外周枠の内径を、前記軸受の内輪の外径よりも小さく設定することにより上記課題を解決するものである。

このような構成を採用したことにより、軸受の間（内輪と外輪の間）を通過してきた潤滑剤が、直接オイルシールのリップ部へと導かれることを効果的に防止することが可能となっている。即ち、オイルシールにおける外周枠の内径を、軸受の内輪の外径よりも小さくすることにより軸受の間からオイルシールのリップ部に至る「軸方向に直線的な通路」を遮断できる。その結果、オイルシールと入力軸との摺動抵抗を増大させることなく、軸受の間を通過した潤滑剤は直接リップ部に向うことができなくなっている。

本発明を適用することにより、オイルシールと入力軸との摺動抵抗を増大させることなく、潤滑剤が漏れる可能性を低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は本発明の第１の実施形態に係る減速機１００の側断面図である。

<減速機１００の構成>
減速機１００は、入力軸１０２に入力された動力（回転力）を減速して出力する。本実施形態における減速機１００は、所謂、内接噛合型遊星歯車減速機である。

軸心Ｏを中心に回転可能な入力軸１０２には、偏心体１０４が一体的に形成されている。また入力軸１０２は中空構造とされており、ホロー部１０２Ａを有している。本実施形態では、入力軸１０２に偏心体１０４が２つ形成されており、それぞれ約１８０°位相が異なるような構成とされている。

偏心体１０４は、偏心体用軸受１０６を介して外歯歯車１０８の中心孔１０８Ａに嵌合している。この外歯歯車１０８は自身の中心孔１０８Ａに偏心体用軸受１０６を嵌合させると同時に、内歯歯車の内歯（本実施形態では枠体１１６に備わる外ピン１１４が相当する）に噛合している。なお、本実施形態では、入力軸１０２に偏心体１０４が２つ形成されていることから、それに伴い偏心体用軸受１０６および外歯歯車１０８がそれぞれ２組の構成とされているが、このような構成に限定されるものではない。減速機に求められる伝達容量等によって、外歯歯車１２８等が１組または３組以上の構成であっても差し支えない。

外歯歯車１０８には複数の内ピン孔１０８Ｂが設けられている（図面上は１つしか現れていない）。この内ピン孔１０８Ｂには、内ピン１１０が内ローラ１１２を介して遊嵌している。なお内ローラ１１２は、内ピン１１０に対して相対的に自由に回転することが可能である。

また、外歯歯車１０８と噛合する外ピン１１４は、枠体１１６の内周面に複数設置されている。なお、図面上は現われていないが、外歯歯車１０８の歯の数と、外ピン１１４との数には僅少の差（１乃至３程度）が設けられている。

本実施形態における内ピン１１０は、円盤形状の第１フランジ１２２と一体的に構成されている。また、この第１フランジ１２２は、ボルト１４２によって減速機ケーシング１１８と一体的に連結固定されている。

一方で、内周面に外ピン１１４を備える枠体１１６は、ボルト１４０によって第２フランジ１２４と連結固定されている。これら第１フランジ１２２と第２フランジ１２４とは、外歯歯車１０８を挟んで軸方向両側に配置されている。

また、枠体１１６の半径方向外側にはケーシング１１８が位置しており、当該ケーシング１１８と枠体１１６との間はクロスローラ軸受１２０によって相対的に回転可能に構成されている。また同時に、ケーシング１１８と枠体１１６との間にはオイルシール１４４が並列配置されており、減速機１００の内部と外部とを密封している。

また、第１フランジ１２２と入力軸１０２との間は第１軸受１２６によって、第２フランジ１２４と入力軸１０２との間は第２軸受１２８によって軸支されている。即ち、第１フランジ１２２と第２フランジ１２４とが、（軸受を介して）入力軸１０２を支持する支持部材として機能している。

第１軸受１２６を介して入力軸１０２を支持する第１フランジ１２２は、当該第１軸受１２６を支持すると同時に、第１軸受１２６の軸方向端面（図１において左側端面）をカバーするように延在部１２２Ａが形成されている。即ち、第１軸受内輪１２６Ｃの軸方向端面に対向する位置にまで、支持部材としての第１フランジ１２２の一部が半径方向内側に延在している。この延在部１２２Ａの先端には第１オイルシール１３０が配置されている。また、当該延在部１２２Ａの先端に第１オイルシール１３０の外周枠１３０Ｇが嵌合すると同時に、当該第１オイルシール１３０のリップ部１３０Ｌが入力軸１０２の外周面に接触している。その結果、第１フランジ１２６と入力軸１０２との間は密封されている。

また、第１オイルシール１３０の外周枠１３０Ｇの内径ｄ１が、第１軸受内輪１２６Ｃの外径Ｄ１よりも小さくなるような構成（Ｄ１＞ｄ１）とされている。即ち、第１軸受１２６の内輪１２６Ｃと外輪１２６Ａの間から、減速機１００の内部に封入されている潤滑剤（図示していない）が出てきた場合でも、直接的にリップ部１３０Ｌ側へと潤滑剤が進入し難い構成とされている。即ち、第１軸受外輪１２６Ａと第１軸受内輪１２６Ｃとの間を潤滑剤が通過してきたとしても、その潤滑剤は直ちに延在部１２２Ａの内面（第１軸受内輪１２６Ｃの軸方向端面に対抗している面）に当接する構成とされている。換言すれば、第１軸受外輪１２６Ａと第１軸受内輪１２６Ｃの間から第１オイルシール１３０のリップ部１３０Ｌに至る「軸方向に直線的な通路」を遮断している。

更に、本実施形態においては、第１オイルシール１３０のリップ部１３０Ｌの内径（当該オイルシール組み込み時における内径）ｄ２が、第１軸受１２６の内輪１２６Ｃの内径ｄ３よりも小さく構成されている（ｄ３＞ｄ２）。その結果、仮に第１オイルシール１３０のリップ部１３０Ｌの内径ｄ２と、第１軸受１２６の内輪１２６Ｃの内径ｄ３とが同じとなるような構成（ｄ２＝ｄ３）と比較した場合において、(ｄ３−ｄ２)×πの長さ分だけ、第１オイルシール１３０と入力軸１０２との摺動距離（摺動面積）が低減されている。

なお、オイルシールの向きが逆向きとなっているが、第２軸受１２８と第２オイルシール１３２についても、上記第１軸受１２６と第１オイルシール１３０との関係と同じ構成とされている。

また、図示していないが、減速機１００の内部には適量の潤滑剤（グリースなど）が封入されている。

<減速機１００の作用>
入力軸１０２に対して動力（回転力）が伝達されると、当該入力軸１０２に一体形成されている偏心体１０４が軸心Ｏに対して偏心回転する。この偏心回転は、偏心体用軸受１０６を介して外歯歯車１０８へと伝達される。即ち、外歯歯車１０８が軸心Ｏに対して揺動を始める。一方で、この外歯歯車１０８は枠体１１６に備わる外ピン１１４とも噛合しているため自転が規制され、殆ど揺動のみを行うこととなる。前述のとおり、外歯歯車１０８の歯の数と外ピン１１４の数との間には僅少の差（歯数差）が設けられているため、外歯歯車１０８が１回揺動回転する毎に当該歯数差分だけ自転（枠体１１６に対して相対回転）することとなる。この相対回転成分が内ピン１１０によって取り出され、第１フランジ１２２へと伝達される。このとき、外歯歯車１０８の揺動成分は、（外歯歯車１０８の）内ピン孔１０８Ｂに対する内ピン１１０および内ローラ１１４の遊嵌によってキャンセルされ、自転成分のみが取り出される。

例えば、第２フランジ１２４が固定されている場合には、第１フランジ１２２およびケーシング１１８が出力軸として機能する。一方、第１フランジ１２２および／またはケーシング１１８側が固定されている場合には、第２フランジ１２４が出力軸として機能する。いずれの場合であっても、ケーシング１１８と枠体１１６との間にはクロスローラ軸受が配置されているので、スムース且つ剛性の高い動きを実現している。

上記構成の通り、減速機１００では、第１、第２オイルシール１３０、１３２における外周枠１３０Ｇ、１３２Ｇの内径ｄ１を、第１、第２軸受内輪１２６Ｃ、１２８Ｃの外径Ｄ１よりも小さく構成している。その結果、それぞれの軸受の間（内輪と外輪の間）を通過してきた潤滑剤が、直接オイルシールのリップ部１３０Ｌ、１３２Ｌへと導かれることを効果的に防止している。即ち、オイルシール１３０、１３２における外周枠１３０Ｇ、１３２Ｇの内径ｄ１を、隣接する軸受内輪１２６Ｃ、１２８Ｃの外径Ｄ１よりも小さくすることにより、軸受外輪１２６Ａ、１２８Ａと軸受内輪１２６Ｃ、１２８Ｃとの間を潤滑剤が通過してきたとしても、その潤滑剤は直ちに延在部１２２Ａ、１２４Ａの内面（各軸受内輪１２６Ｃ、１２８Ｃの軸方向端面に対抗している面）に当接し、直接的（直線的）にリップ部１３０Ｌ、１３２Ｌ側へと進入することができない。本実施形態において潤滑剤がリップ部１３０Ｌ、１３２Ｌへと進入するには、延在部１２２Ａ、１２４Ａの内面に当接した潤滑剤が、僅かの隙間（軸受内輪１２６Ｃ、１２８Ｃの軸方向端面と延在部１２２Ａ、１２４Ａの内面との隙間）を通って一旦半径方向内側（軸心Ｏ側）に向かって進み、更に、軸方向に進む必要があるため、進入困難となっている。

また、各リップ部１３０Ｌ、１３２Ｌの内径ｄ２が、各軸受１２６、１２８の内輪１２６Ｃ、１２８Ｃの内径ｄ３よりも小さく構成されている（ｄ２＞ｄ３）ことから、オイルシール１３０、１３２と入力軸１０２との摺動距離（摺動面積）が低減されている。即ち、オイルシール１３０、１３２による動力の損失が小さくなり、減速機における動力伝達効率の向上が期待できる。特に入力軸はその性質上高速で回転するため、損失を低減するという効果が大である。更に、オイルシール１３０、１３２と入力軸１０２との摺動距離（摺動面積）が小さいということは、オイルシールの密封性向上や漏れ防止にも効果的に機能する。更に、回転半径が小さくなることから摺動部分の摺動速度（周速）も小さくなり、摺動に伴う温度上昇を抑制できるという効果がある。

また、各軸受内輪１２６Ｃ、１２８Ｃの軸方向端面に対向する位置にまで、第１、第２フランジ１２２、１２４の一部が半径方向内側に延在していることから、軸受を通過した潤滑剤がよりリップ部１３０Ｌ、１３２Ｌ側へと進入することを防止している。

なお、上記説明した減速機１００においては、第１軸受１２６と第１オイルシール１３０との位置関係、および、第２軸受１２２と第２オイルシール１３２との位置関係が共通しているが、これに限定されるものではない。それぞれの組み合せの間で、「オイルシールにおける外周枠の内径が、軸受内輪の外径よりも小さい」という関係や「オイルシールが組み込まれた際に、当該オイルシールのリップ部の内径が軸受内輪の内径よりも小さい」という関係が成立している限りにおいて同様の効果を発揮し得る。

また、減速機１００においては、入力軸１０２を支持する軸受が２つ（第１軸受１２６と第２軸受１２８）で構成されていたが、例えば図２に示すように１つであってもよい。

また、上記説明したオイルシールは全て減速機の内部と外部とを仕切る位置に設置されているが、そのような位置への設置が必須のものとはならない。例えば、減速機内部の空間を２つ以上に仕切り、一方の空間にのみ潤滑剤を留めておきたいような場合や、それぞれの空間に異なる種類の潤滑剤を封入したい場合にも効果的である。

本発明の第１の実施形態に係る減速機の側断面図本発明の第２実施形態に係る減速機の側断面図

符号の説明

１００…減速機
１０２…入力軸
１０４…偏心体
１０６…偏心体用軸受
１０８…外歯歯車
１１０…内ピン
１１２…内ローラ
１１４…外ピン
１１６…枠体
１１８…ケーシング
１２０…クロスローラ軸受
１２２…第１フランジ
１２４…第２フランジ
１２６…第１軸受
１２６Ａ…第１軸受外輪
１２６Ｂ…第１軸受ころ
１２６Ｃ…第１軸受内輪
１２８…第２軸受
１２８Ａ…第２軸受外輪
１２８Ｂ…第２軸受ころ
１２８Ｃ…第２軸受内輪
１３０…第１オイルシール
１３０Ｇ…第１オイルシールの外周枠
１３０Ｌ…第１オイルシールのリップ部
１３２…第２オイルシール
１３２Ｇ…第２オイルシールの外周枠
１３２Ｌ…第２オイルシールのリップ部
１４０、１４２…ボルト
Ｏ…軸心
Ｄ１…軸受内輪の外径
ｄ１…オイルシール外周枠の内径
ｄ２…オイルシールのリップ部の内径（組込み時）
ｄ３…軸受内輪の内径

Claims

入力軸と、該入力軸を軸支する軸受と、当該軸受を介して前記入力軸を支持する支持部材と、を備えた減速機であって、
更に、前記入力軸と前記支持部材との間に配置され当該入力軸と支持部材との間の空間を密封可能なオイルシールを備え、
該オイルシールの外周枠の内径が、前記軸受の内輪の外径よりも小さく設定された
ことを特徴とする減速機。
請求項１において、
前記オイルシールが組み込まれた際に、当該オイルシールのリップ部の内径が前記軸受の内輪の内径よりも小さい
ことを特徴とする減速機。
請求項１または２において、
前記軸受の内輪の軸方向端面に対向する位置にまで、前記支持部材の一部が半径方向内側に延在している
ことを特徴とする減速機。