JP2011007319A - 変速機の潤滑機構付き歯車 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の減速機の潤滑油の循環では、複数の歯車列ごとに分配するＬ字形の仕切り部材を備え、傾斜位置に取り付け時の歯車及び軸に潤滑油を供給することができる。
しかし、仕切り部材を傾斜に合わせて取り付けるため、変更ができなく、準備・設計に時間を要し、潤滑油の量も期待できなかった。本発明では、少なくした潤滑油を各歯車列に循環可能にすることで、発熱・騒音を低減させ、小型化・安価を実現する減速機の循環機構を提供する。
【解決手段】本発明は、ケース本体２に複数の歯車列を備えた変速機１において、少なくとも１つの歯車を潤滑油Ｏに浸透させる配給油歯車２２を備え、前記配給油歯車２２の側面には配置孔１１を備え、該配置孔１１に前記潤滑油Ｏを汲み取り上昇位置で放出する供給筒１３を備え、前記供給筒１３は、他の歯車に潤滑油Ｏを散布する構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、変速機の潤滑油を少量にして、複数個の歯車に供給可能にする潤滑機構であり、歯車に配置する供給筒により潤滑油を上昇させて配給する潤滑機構付き歯車に関するものである。

従来の歯車減速機５０の潤滑油１１の攪拌では、入力回転軸３に小歯車２Ａが形成され、中間回転軸４にこの小歯車２Ａと噛み合う大歯車１Ａと、出力回転軸５の大歯車１Ｂと噛み合う小歯車２Ｂとを備え、前記大歯車１Ａ・１Ｂと小歯車２Ａ・２Ｂおよび回転軸３・４・５を内設するギヤボックス９が設けてある。中間回転軸４には、大歯車１Ａを囲うようにＬ字形状の仕切り部材１０を設け、仕切り部材１０とギヤボックス９の内壁で大歯車１Ａの潤滑油槽１１Ｘを形成して、傾斜位置に配置されたときの潤滑作用を満足させている。

潤滑油１１は、傾斜位置に配置されたとき低速段の大歯車１Ｂも高速段の大歯車１Ａも適した量に分配することができ、潤滑不足それとも潤滑過多による歯車減速機の耐久性・騒音・油漏れ等の信頼性の低下を防止する目的であった。

特開２００４−１１９０１号公報

しかし、従来の仕切り部材を備える構成では、傾斜位置に設置する場合であり、正常の水平面では上述の効果を得ることが出来なかった。潤滑油不足を解消するためには、多めに給油しておくことになり、歯車と潤滑油とに摩擦熱の発生と、攪拌による騒音と、内圧の上昇と、潤滑油の多量のコスト高とを招くことになり、異常熱による故障と判断されたり、内圧による軸受・接合面等から油漏れの発生があったりする。

また、潤滑不足による影響は、時間が絶つに従い金属部品の磨耗により、オイルシールのリップ面に微小な粉塵・金属粉等の異物が付着して、接触面に傷を付けて、密閉性を徐々に低めて行き、ギャードモータ内の潤滑油が傷付いたリップ面からケース本体の外部に漏れ出して、油漏れ現象を発生させることになる。油漏れは、ギヤ類の噛み合わせによる摩擦・発熱防止に悪影響があると共に、ギャードモータの設置場所を油で汚すことになり、作業環境を悪くすることになる。作業環境は、印刷物・食品等の産業機械に採用されていると、製造される商品を油で汚すことになり、重大な問題に発展することになる。

本発明では、摩擦熱の発生・内圧の低下・攪拌による騒音の高さ・油漏れ防止・潤滑油の注入量を減らしコストダウンをして、潤滑油を効率よく注入させることで、歯車の冷却作用・接触面の磨耗防止を目的にしている。
この目的を達成するために、一部歯車のみに潤滑油に浸透させ、この一部歯車の側面に潤滑油汲み取りタンクを備え、浸透面で潤滑油を汲み取り上昇位置で、この汲み取りタンクから他の歯車に潤滑油を流し込むことで、少量の潤滑油で効率よく注入することができる潤滑機構を提供する。

請求項１の発明では、ケース本体に内設された複数本の軸を平行に軸着して、該軸に歯車を固着して、該歯車を噛み合わせ変速回転をする変速機である。この変速機は、前記ケース本体の複数の歯車の内、少なくとも１つの歯車を潤滑油に浸透させる配給油歯車を備える。前記配給油歯車は、側面に供給筒を挿入する配置孔を備え、該配置孔に前記潤滑油を汲み取り上昇位置で放出するこの供給筒を備え、前記供給筒は、他の軸の歯車の噛合い位置に散布する構成とする。

請求項２の発明では、請求項１の供給筒は、前記配給油歯車の側面方向に開口と閉面を備え、開口に注ぎ口を備え、該注ぎ口は潤滑油内で潤滑油を汲み取り、閉面に吸気口を備え、この配給油歯車回転が速いときには慣性力でこの吸気口から潤滑油を排出し、遅いときにはこの吸気口から空気を吸入して注ぎ口から潤滑油を排出する構成とする。
請求項３の発明では、請求項１の他の軸の歯車への散布は、配給油歯車の供給筒から配給レールに潤滑油を流出させて、該他の軸の歯車に給油する構成とする。
請求項４の発明では、請求項１の供給筒の外周面には、突起の止イボを備え、前記配給油歯車の配置孔の内周面に該止めイボが取り外し可能にする、嵌め込み形の止め溝を備えている構成とする。

請求項１の構成では、配給油歯車を少量の潤滑油に浸透させることで、離間した複数列の歯車の噛み合い箇所に散布できる作用がある。
請求項２の構成では、供給筒に備えた注ぎ口と吸気口では、注ぎ口の広がりが汲み取り容易にして、また排出も容易にする、吸気口の透孔が供給筒の回転が速いときに慣性力で潤滑油が吸気口に集中して排出され、供給筒の回転が遅いときは吸気口から空気を吸い込み注ぎ口から潤滑油を排出する作用がある。
請求項３の構成では、配給油歯車から排出される潤滑油が配給レールの配置することで、離れた位置にでも配給できる作用がある。
請求項４の構成では、止め溝と止めイボにより供給筒の交換・変更・方向換え等が容易にできる作用がある。

請求項１の発明では、潤滑油を少量で効率よく循環でき安価でケース本体を小型化にすることができ、騒音低下・内圧低下・攪拌抵抗による発熱が少なく、オイル効果を低下させることなく維持することができる効果がある。
請求項２の発明では、配給油歯車が高速回転のときでも、供給筒の出っ張りの注ぎ口が潤滑油を強制的に汲み込み満タンにでき、排出口から遠心力・慣性力により放出させることができ、潤滑油を円滑に循環させる効果がある。
請求項３の発明では、軸から離れた軸の歯車に潤滑油を注入することができる効果がある。
請求項４の発明では、供給筒を配置孔に嵌着容易にすることで、開口の方向を変えたり、交換したり、形状を変更したり、を変速比に合わせて選択することができる効果がある。

変速機の内部を説明する側面図。 変速機の内部を説明する平面図。 配給油歯車と噛合う複数段の歯車に潤滑油を注入する構成の説明図。 配給油歯車に供給筒を配置する斜視図。 供給筒に潤滑油を汲みいれた斜視図。 供給筒から潤滑油を放出する低速回転時と高速回転時の斜視図。

本発明の潤滑油Ｏを変速機の歯車に注入することができる供給機構であり、変速機の複数本の各軸に嵌着した歯車の少なくとも１個に配給油歯車２２を潤滑油に浸透させて備え、この配給油歯車２２から離間した複数本の軸に給油することで、少ない油量で効率よく給油することができ、小型化して油漏れを無くすことができる配給油歯車２２の機構を図面で示し説明する。

図１は、ボックス型の変速機１であり、ケース本体２が鉄板の溶接により形成する製缶作業によるもので、入力軸４と中間軸９と出力軸１０を平行に軸着している。
入力軸４には、歯数が少ない第１ピニオン５が固着して、図示略の電動モータにより駆動回転を得ることになる。中間軸９には、第１ギヤ６と第２ピニオン７とを固着して、第１ギヤ６には第１ピニオン５と噛合い電動モータの駆動回転を低速回転に減速して第２ピニオン７に伝達している。出力軸１０は、第２ギヤ８を固着して第２ピニオン７と噛合い中間軸９より、さらに減速することで、より低回転の高トルクを得ることができる。配給油歯車２２は、潤滑油Ｏに浸透する油層２０がケース本体２の底面に備えてあり、潤滑油Ｏを汲み込み給油方向へ配置された配給レール１８を備え、他の中間軸９と入力軸４の噛合う歯車に配油している。

油層２０は、体積を少なくし潤滑油Ｏを少量にするために、中間軸２と入力軸４の下方に歯車が干渉しないように、また、潤滑油Ｏが溜まらないように減量棚２１が配置してある。減量棚２１は、ケース本体２の底面に位置して、上面を第１ギヤ６と第１ピニオン５の歯先面に干渉しないように形成されている。配給レール１８は、板材に溝を付け配油位置に注げるように導線が案内して、配給油歯車２２から潤滑油Ｏを落下されて導線上を流れて、歯車の噛合う箇所に流出している。

図２は、内部ギヤを上面から見たもので、入力軸４と中間軸９と出力軸１０を平行に軸着して、ピニオンと歯車が噛合い摩擦による磨耗・発熱・振動等を吸収する潤滑油Ｏが配給レール１８を介して噛合い箇所に配給している。入力軸４は、少数の歯数を備えた第１ピニオン５を固着して、ケース本体２の側面の軸受に支持されて外部に延出して、電動モータを連結することができる。

中間軸９は、ケース本体２の壁面に両端の軸受に軸着して、前記第１ピニオン５と噛合う第１ギヤ６と第２ピニオン７を固着している。第１ギヤ６は、歯数を多くして、電動モータの回転数で回転している第１ピニオン５を大きく減速させて、同軸の第２ピニオン７に伝達する。出力軸１０は、一端をケース本体２から延出させ、産業機械と連結可能にして、ケース本体２内には第２ギヤ８を固着して、第２ピニオン７と噛合い低速回転の高トルクの回転を得ることができる。

図３は、変速機１の側面から見た断面図で、油槽２０に浸透する第２ギヤ８である配給油歯車２２が出力軸１０に固着され、潤滑油Ｏの供給作用をして第２ピニオン７と噛合う。該第２ピニオン７は、同軸の中間軸９に固着された第１ギヤ６が第１ピニオン５と噛合い、該第１ピニオン５が入力軸４に固着され、図示略の電動モータから駆動回転を得て、前記出力軸１０に伝達される。配給油歯車２２は、外周近傍の側面に円状の配置孔１１の透孔を備え、該配置孔１１の外周面には止め溝１２が備えてあり、供給筒１３の止めイボ１７を嵌着する。

この配置孔１１は、供給筒１３を嵌着して、潤滑油Ｏを汲み込んで上方で排出することで、各歯車の噛合いに給油することができようにしている。供給筒１３は、第２ギヤ８の側面から挿入させて前記止め溝１２に係着する止めイボ１７を備え、周方向に位置調整可能にしている。第１ギヤ６と第２ギヤ８間には、供給筒１３が排出する潤滑油Ｏを噛合い箇所に導く配給レール１８に勾配を付けて配置している。配給レール１８は、金属製でも樹脂製でも良く薄板のＶ字断面にして、複数個所の供給位置に排出口を突出させて、供給筒１３から流出して潤滑油Ｏとして注油する。注油は、回転する歯車及び近傍の壁面から流れ落ちて、ケース本体２の底部に流れ落ちて減量棚２１により、油槽２０に溜まることになる。

配給油歯車８の回転速度が遅い場合の供給筒１３について説明する。図３の配給油歯車８に配置された供給筒１３は、４個同一の形状で嵌着され、円端面の半分を開口１４と閉面１５に分けて備えて吸入口と保留タンクにして、他端面を閉面１５で閉じている。潤滑油Ｏ内の供給筒１３は、開口１４から円筒内に潤滑油Ｏを汲み込み、配給油歯車２２の左回転で潤滑油Ｏを保持して上昇させる。最上部付近に上昇すると、開口１４が下方に傾斜して内部の潤滑油Ｏが落下して空室になり下降して同サイクルを繰り返す。前記潤滑油Ｏの落下位置には、配給レール１８を配置している。配給レール１８の潤滑油Ｏは、下方に向け流出して歯車の噛合い箇所の給油口１９から排出している。

図４は、配給油歯車２２と供給筒１３を示し、油槽２０から供給筒１３が潤滑油Ｏを掬い込みは上部で排出する。供給筒１３は、円筒型のアルミ製・樹脂製にして一端を排出口にして他端を汲み込み口にして閉鎖面１５と開口面１４を備え、開口面１４から潤滑油Ｏを汲み込めるように回転方向に口を開ける膨らみを備え、排出口から配給レール１８に放出する形状になっている。供給筒１３の形状は、減速比により配給油歯車２２の周速が速いものと遅いものとは違うものにして、遠心力の圧力により放出することができ、さらに、供給筒１３の内部から傾斜板を外に出して、配給油歯車２２の回転位置により汲み込み量と放出量を変えるようにしてもよい。

図５は、円筒状の供給筒１３の一実施形態を示すもので、配給油歯車２２の回転が速いときに採用する形状で、図の表面に示される開口１４が小さくて注ぎ口１６を備え、裏面に口を回転方向に開いた開口１４により潤滑油Ｏを多量に汲み込めることができ、上昇付近で表面の開口１４から遠心力で放出させることで注油作用ができる。供給筒１３の外周面には、２個の止めイボ１７が備えてあり、配給油歯車８に備えられた配置孔１１の内周面に止め溝１２が円状に備えてあり、供給筒１３を配給油歯車８に嵌着することができる。

図６は、配給油歯車２２の回転が速いとき、供給筒１３に備えた開口１４から潤滑油Ｏが遠心力により閉面１５に集まり、吸気口１６ａの透孔から潤滑油Ｏが噴出し、配給レール１８上に給油させることができる。これと反対に、配給油歯車２２が高減速比で遅い速度の場合で、供給筒１３の表面では開口１４に注ぎ口１６を備え排出する口を備え、閉面１５に透孔の吸気口１６ａを備え外圧を吸気させて、潤滑油０が落下するときの負圧を解消して落下しやすくしている。

産業機械の駆動源とする変速機であり、この変速機の内部で噛合う歯車の潤滑油を効率よく循環させ、潤滑作用を高め潤滑油を少量にして発熱・騒音を抑え、ケース本体を小型化することで、軽量で安価な変速機を提供することができる。

１ 変速機
２ ケース本体
３ ベース
４ 入力軸
５ 第１ピニオン
６ 第１ギヤ
７ 第２ピニオン
８ 第２ギヤ（配給油歯車）
９ 中間軸
１０ 出力軸
１１ 配置孔
１２ 止め溝
１３ 供給筒
１４ 開口
１５ 閉面
１６ 注ぎ口
１６ａ吸気口
１７ 止めイボ
１８ 配給レール
１９ 給油口
２０ 油槽
２１ 減量棚
２２ 配給油歯車
０ 潤滑油

Claims (4)

1. ケース本体に内設された複数本の軸を平行に軸着して、該軸に歯車を固着して、該歯車を噛み合わせ変速回転をする変速機において、
   前記ケース本体の複数の歯車の内、少なくとも１つの歯車を潤滑油に浸透させる配給油歯車を備え、
   前記配給油歯車の側面には配置孔を備え、該配置孔に前記潤滑油を汲み取り上昇位置で放出する供給筒を備え、
   前記供給筒は、他の軸の歯車に散布することを特徴とする変速機の潤滑機構付き歯車。
2. 前記供給筒は、歯車側面方向に開口と閉面を備え、開口に注ぎ口を備え、該注ぎ口は潤滑油内で潤滑油を汲み取り、閉面に慣性力で排出する吸気口を備えていることを特徴とする請求項１記載の変速機の潤滑機構付き歯車。
3. 前記他の軸への歯車への散布は、配給油歯車の供給筒から配給レールに流出させて、該他の軸の歯車に給油することを特徴とする請求項１記載の変速機の潤滑機構付き歯車。
4. 前記供給筒の外周面には、突起を備え、歯車の配置孔に該突起を取り外し可能に嵌め込み形の溝を備えていることを特徴とする請求項２記載の変速機の潤滑機構付き歯車。

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