JP2017180810A - 回転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転装置のオイルシールの潤滑をより良好に行う。
【解決手段】ケーシング４０（の反負荷側ケーシング体４４）と、該ケーシングに対して相対回転する回転軸１６と、ケーシングと回転軸との間に配置される軸受２０と、該軸受よりも軸方向外側において回転軸に外嵌されるカラー２２と、ケーシングとカラーとの間に配置されるオイルシール２４と、ケーシングの内部に封入される潤滑剤と、を備える回転装置１２であって、カラー２２は、軸受側からオイルシール側に向かって外径ｄ２２Ａが大きくなる第１傾斜面２２Ａを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転装置に関する。

特許文献１に、ケーシングと、該ケーシングに対して相対回転する回転軸と、を備えた回転装置が開示されている。ケーシングと回転軸との間には軸受が配置されている。回転軸には、該軸受よりも軸方向外側においてカラーが外嵌されている。ケーシングとカラーとの間にはオイルシールが配置され、ケーシングの内部に封入された潤滑剤を封止している。

特開２０１５−１８３７８０号公報（図１、図２）

このようなシール構造を有する回転装置にあっては、オイルシール自体の潤滑が必ずしも良好に行われないことがあり、改善の余地があった。

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、回転装置のオイルシールの潤滑をより良好に行うことをその課題としている。

本発明は、ケーシングと、該ケーシングに対して相対回転する回転軸と、前記ケーシングと前記回転軸との間に配置される軸受と、該軸受よりも軸方向外側において前記回転軸に外嵌されるカラーと、前記ケーシングと前記カラーとの間に配置されるオイルシールと、前記ケーシングの内部に封入される潤滑剤と、を備える回転装置であって、前記カラーは、前記軸受側から前記オイルシール側に向かって外径が大きくなる第１傾斜面を有する構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明においては、回転軸に外嵌されるカラーは、軸受側からオイルシール側に向かって外径が大きくなる第１傾斜面を有している。そのため、カラー近傍の潤滑剤を、この第１傾斜面を活用して遠心力によってオイルシール側に導くことができる。この結果、オイルシールの潤滑をより良好に行うことができる。

本発明によれば、回転装置のオイルシールの潤滑をより良好に行うことができる。

本発明の実施形態の一例に係る回転装置の全体構成を示す断面図 図１の矢視ＩＩ部分の要部拡大断面図 図２の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図 潤滑剤の液面レベルとオイルシールの潤滑特性との関係を示すグラフ 図１の回転装置を縦置きで使用するときの使用態様を示す部分拡大断面図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る回転装置の全体構成を示す断面図、図２は、図１の矢視ＩＩ部分の要部拡大断面図である。また、図３は、図２の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

概略を説明すると、この回転装置１２は、ケーシング４０と、該ケーシング４０に対して相対回転する入力軸（回転軸）１６と、を備える。この図１〜図３の実施形態は、本回転装置１２を横置き、すなわち、入力軸１６が水平の状態（または水平に近い状態）で使用される態様を示している。したがって、入力軸１６は水平に配置されており、潤滑剤の液面２６は、入力軸１６と平行である。

ケーシング４０と入力軸１６との間には入力軸受２０が配置されている。入力軸１６には、入力軸受２０よりも軸方向外側においてカラー２２が外嵌されている。ケーシング４０とカラー２２との間にはオイルシール２４が配置されている。ケーシング４０の内部には、潤滑剤（液面２６にて図示）が封入されている。カラー２２は、入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって外径ｄ２２Ａが大きくなる第１傾斜面２２Ａを有している。

以下、詳述する。

この回転装置１２は、減速機構３２と、該減速機構３２を収納するケーシング４０を備える。

回転装置１２の減速機構３２は、偏心揺動型の遊星歯車機構で構成されている。

減速機構３２は、図示せぬモータからの動力を受ける入力軸（回転軸）１６と、該入力軸１６とキー５０を介して一体化されると共に２つの偏心部５２Ａを有する偏心体５２と、該偏心体５２の偏心部５２Ａの外周に組み込まれた偏心体軸受５４と、該偏心体軸受５４の外周に組み込まれた外歯歯車５６と、該外歯歯車５６が内接噛合する内歯歯車５８と、を備えている。

内歯歯車５８は、ケーシング４０（の後述するケーシング本体４１）と一体化された内歯歯車本体６０と、該内歯歯車本体６０に支持された円柱状の支持ピン６２と、該支持ピン６２に回転自在に外嵌され、内歯歯車５８の内歯を構成する外ローラ６４と、で構成されている。内歯歯車５８の内歯の数（外ローラ６４の数）は、外歯歯車５６の外歯の数よりも僅かだけ、（この例では２だけ）多い。なお、内歯歯車５８の軸心Ｃ５８は、入力軸１６の軸心Ｃ１６および出力軸７２の軸心Ｃ７２と一致している。

外歯歯車５６は、該外歯歯車５６の軸心Ｃ５６からオフセットした位置に外歯歯車貫通孔５８Ａを有している。外歯歯車貫通孔５８Ａには、円柱状の内ピン６６が嵌入されている。内ピン６６には、摺動促進部材として内ローラ６８が摺動自在に外嵌されている。内ローラ６８は、一部が外歯歯車貫通孔５８Ａと当接している。内ローラ６８の外径は、外歯歯車貫通孔５８Ａの内径よりも小さく、内ローラ６８と外歯歯車貫通孔５８Ａとの間には偏心部５２Ａの偏心量の２倍に相当する隙間が確保されている。内ピン６６は、フランジ状のキャリヤ７０に圧入されている。キャリヤ７０は、出力軸７２と一体化されている。

減速機構３２は、このような構成を有し、入力軸１６の回転によって偏心体５２の偏心部５２Ａ、偏心体軸受５４を介して外歯歯車５６を揺動させている。この揺動によって外歯歯車５６は内歯歯車５８に対して相対回転する。この相対回転は、内ローラ６８および内ピン６６を介してキャリヤ７０から取り出され、該キャリヤ７０と一体化されている出力軸７２が減速回転される。

一方、回転装置１２のケーシング４０は、減速機構３２を収納するケーシング本体４１と、減速機構３２よりも負荷側を収納する負荷側ケーシング体４２と、減速機構３２よりも反負荷側を収納する反負荷側ケーシング体４４と、負荷側ケーシング体４２の負荷側端面を閉塞するカバー体４６と、を備える。

ケーシング４０のケーシング本体４１は、前記内歯歯車本体６０と一体化され、径方向内側に減速機構３２を収容している。ケーシング４０の負荷側ケーシング体４２は、一対のテーパローラ軸受７４、７６を介して出力軸７２を支持している。ケーシング４０のカバー体４６からは、出力軸７２が突出している。出力軸７２にはカラー７８が外嵌されている。カバー体４６とカラー７８との間には、オイルシール８０が配置されている。

ケーシング４０の反負荷側ケーシング体４４は、円板状のフランジ部４４Ａと該フランジ部４４Ａの内周側においてフランジ部４４Ａに対して反負荷側に突出し、後述する入力軸１６を支持する入力軸受２０を収容する軸受収容部４４Ｂと、を備えた形状とされている。ケーシング本体４１、負荷側ケーシング体４２、および反負荷側ケーシング体４４は、連結ボルト４５によって軸方向に共締めされている。

入力軸１６には、カラー２２が外嵌されている。そして、反負荷側ケーシング体４４とカラー２２との間にオイルシール２４が配置されている。

以下、主に図２を参照して、本回転装置１２の反負荷側ケーシング体４４とカラー２２との間に配置されるオイルシール２４の潤滑に関連する構造について、詳細に説明する。

ケーシング４０（の反負荷側ケーシング体４４）と入力軸１６（回転軸）との間には、入力軸受２０が配置されている。入力軸受２０は、ここでは、転動体２０Ａ、外輪２０Ｂ、および内輪２０Ｃを有する玉軸受で構成されている。反負荷側ケーシング体４４には、入力軸受２０の外輪２０Ｂに隣接して止め輪８２が内嵌されている。

カラー２２は、入力軸１６の該入力軸受２０よりも軸方向外側の位置に外嵌されている。ここで、「入力軸受２０よりも軸方向外側」とは、入力軸１６の軸方向において、入力軸受２０に対し、内歯歯車５８の軸方向中央Ａ５８と反対側（内歯歯車５８の軸方向中央Ａ５８から見て入力軸受２０より遠い側）を意味している。因みに、「入力軸受２０よりも軸方向内側」とは、入力軸１６の軸方向において、入力軸受２０に対し、内歯歯車５８の軸方向中央Ａ５８と同じ側（内歯歯車５８の軸方向中央Ａ５８から見て入力軸受２０より近い側）を意味している。換言すれば、減速機構３２の収納空間に近い側が内側で、遠い側が外側である。

ケーシング４０の反負荷側ケーシング体４４は、前記軸受収容部４４Ｂの軸方向端部にオイルシール貫通孔４４Ｐを有している。オイルシール２４は、該オイルシール貫通孔４４Ｐとカラー２２との間に配置されている。

カラー２２は、圧入によって入力軸１６に外嵌されて入力軸１６と一体的に回転する。カラー２２は、全体が厚い肉厚を有するリング状に形成されている。カラー２２は、軸方向入力軸受２０寄りの外周に、入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって外径ｄ２２Ａが大きくなる第１傾斜面２２Ａを有している。カラー２２は、この第１傾斜面２２Ａの軸方向外側（軸方向反入力軸受側）に、入力軸１６の軸心Ｃ１６と平行なオイルシール載置部２２Ｂを有している。また、カラー２２は、この第１傾斜面２２Ａの軸方向入力軸受２０側の端部に、径方向外側に突出する突出部２２Ｃを有している。

この回転装置１２においては、カラー２２の第１傾斜面２２Ａは、入力軸１６の軸心Ｃ１６を含む平面で切断した断面（図１、図２の紙面に相当する断面：以下単に軸心断面と称す）において、入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって直線状に外径ｄ２２Ａが大きくなるテーパ形状とされている。軸心断面における第１傾斜面２２Ａの入力軸１６の軸心Ｃ１６に対する勾配θ１は、この例では、３０度に設定されている。

なお、第１傾斜面２２Ａの具体的な形状は、特にこの形状に限定されるものではない。例えば、軸心断面において、入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって曲線状（円弧を含む）に外径ｄ２２Ａが大きくなる形状とされていてもよい。この場合、上側に凸の曲線（オイルシール２４に近づくに従って次第に外径ｄ２２Ａの増大率が小さくなる曲線）であってもよいし、下側に凸の曲線（オイルシール２４に近づくに従って次第に外径ｄ２２Ａの増大率が大きくなる曲線）であってもよい。カラー２２の突出部２２Ｃの軸方向反入力軸受側の端面２２Ｃ１は、入力軸１６の軸心Ｃ１６と直角に形成されている。この端面２２Ｃ１は、第１傾斜面２２Ａと連続している。別言するならば、カラー２２の外周には、軸心断面において、該端面２２Ｃ１と第１傾斜面２２Ａとにより、Ｖ字型の溝２２Ｆが形成されている。前述したように、第１傾斜面２２Ａの入力軸１６の軸心Ｃ１６に対する勾配θ１は、３０度であるため、このＶ字型の溝２２Ｆは、軸心断面において正三角形の半分に相当する形状とされていることになる。

オイルシール２４は、カラー２２のオイルシール載置部２２Ｂと反負荷側ケーシング体４４のオイルシール貫通孔４４Ｐの内周との間に配置されている。

オイルシール２４は、嵌め合い部２４Ａ、バックフェイス部２４Ｂ、および主リップ部２４Ｃを備え、全体がほぼコ字形とされている。嵌め合い部２４Ａは、入力軸１６と平行にリング状に形成され、反負荷側ケーシング体４４のオイルシール貫通孔４４Ｐの内周に圧接されている。バックフェイス部２４Ｂは、該嵌め合い部２４Ａの軸方向反入力軸受側端部から径方向内側に延在されている。主リップ部２４Ｃは、該バックフェイス部２４Ｂの径方向内側端部から軸方向入力軸受２０側に延在され、シールポイント２４Ｃ１においてカラー２２のオイルシール載置部２２Ｂと当接している。主リップ部２４Ｃは、付勢スプリング２４Ｄによってオイルシール載置部２２Ｂ側に付勢されている。

オイルシール２４の嵌め合い部２４Ａは、主リップ部２４ＣよりもＬ（２４Ａ−２４Ｃ）だけ軸方向入力軸受２０側に延在され、第１傾斜面２２Ａと径方向から見てＬ（２４Ａ−２２Ａ）だけ重なっている。換言するならば、第１傾斜面２２Ａは、オイルシール２４（の嵌め合い部２４Ａ）の径方向内側にＬ（２４Ａ−２２Ａ）だけ入り込んでいる。

なお、カラー２２の入力軸受２０側の端面２２Ｅは、入力軸１６の段部１６Ｅに当接することで自身の入力軸１６に対する位置決めを行っている。また、カラー２２の入力軸受２０側の端面２２Ｅは、入力軸受２０の内輪２０Ｃの軸方向オイルシール２４側の端面２０Ｃ１とも当接し、入力軸受２０の軸方向の位置決めを行っている。

ケーシング４０の反負荷側ケーシング体４４は、オイルシール２４の軸方向入力軸受２０側に、径方向内側に突出すると共にオイルシール２４の入力軸受２０側への軸方向移動を規制する規制部４４Ｈを有している。

本回転装置１２においては、ケーシング４０（の反負荷側ケーシング体４４）は、規制部４４Ｈを、同一素材で一体的に有している。但し、ケーシング４０は、規制部４４Ｈを、必ずしも同一の素材で一体的に有している必要はなく、別の素材、例えば、ケーシング４０に嵌入される止め輪を規制部として一体的に有していてもよい。

図３に明瞭に示されるように、この規制部４４Ｈは、周方向の一部に切り欠き４７を有している。具体的には、この切り欠き４７は、当該規制部４４Ｈの鉛直方向最上部４４Ｈ１から円周方向に若干（具体的には３０度）離れた周方向位置４４Ｈ２、４４Ｈ３の内周に２個形成されている。別言するならば、規制部４４Ｈは、入力軸１６の軸心Ｃ１６よりも鉛直方向上方に２個の切り欠き４７を有している。

さらに具体的には、規制部４４Ｈの切り欠き４７は、入力軸１６と直角の断面（図３の紙面に相当する端面：以下軸直角断面と称す）において、該規制部４４Ｈの内周から法線方向に切り込まれた一対の径方向壁４７Ａと、該一対の径方向壁４７Ａの径方向外側端部から連続して互いに近づく方向に曲折形成された一対の円弧壁４７Ｂと、該一対の円弧壁４７Ｂを連結する周方向壁４７Ｃと、を有している。なお、本回転装置１２においては、周方向壁４７Ｃの入力軸１６の軸心Ｃ１６からの形成半径Ｒ４７Ｃは、反負荷側ケーシング体４４のオイルシール貫通孔４４Ｐの入力軸１６の軸心Ｃ１６からの半径Ｄ４４Ｐと同一である。

規制部４４Ｈの切り欠き４７は、このような断面形状で規制部４４Ｈの軸方向入力軸受２０側からオイルシール２４側まで、入力軸１６と平行に形成されている。規制部４４Ｈの切り欠き４７の径方向壁４７Ａの計４個の形成始端部４７Ａ１〜４７Ａ４は、規制部４４Ｈの内周４４Ｈ４を伝って流れる潤滑剤を、（そのまま内周４４Ｈ４を伝って下側に流さずに）当該形成始端部４７Ａ１〜４７Ａ４から鉛直方向下方に落下させる「落下点」を構成している。

ケーシング４０の反負荷側ケーシング体４４は、オイルシール２４の軸方向入力軸受２０側に、入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって内径Ｄ４４Ｇが小さくなる第２傾斜面４４Ｇを有している。第２傾斜面４４Ｇは、反負荷側ケーシング体４４の（規制部４４Ｈよりも軸方向入力軸受２０側の領域の）内周４４Ｆに相当する第１部分４４Ｇ１と規制部４４Ｈの軸方向入力軸受２０側の端面４４Ｈ５に相当する第２部分４４Ｇ２とで構成されている。

すなわち、規制部４４Ｈの軸方向入力軸受２０側の端面４４Ｈ５も、入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって内径が小さくなっており、ケーシング４０の規制部４４Ｈの入力軸受２０側の端面４４Ｈ５が、第２傾斜面４４Ｇの一部（第２部分４４Ｇ２）を構成している。つまり、第２傾斜面４４Ｇの終端（内径が最も小さい部分）４４Ｇ３は、規制部４４Ｈの入力軸受２０側の端面４４Ｈ５の最内周部と一致している。

この第２傾斜面４４Ｇの終端４４Ｇ３は、第１傾斜面２２Ａと径方向から見て重なっている。換言するならば、第１傾斜面２２Ａの軸方向範囲内に第２傾斜面４４Ｇの終端４４Ｇ３が存在している。

軸心断面における入力軸１６の軸心Ｃ１６に対する第２傾斜面４４Ｇの勾配θ２は、第１部分４４Ｇ１と第２部分４４Ｇ２とも、この例では６０度である。つまり、第２傾斜面４４Ｇの第１部分４４Ｇ１と第２部分４４Ｇ２は、同一の勾配θ２を維持したまま連続している。第２傾斜面４４Ｇの勾配θ２（＝６０度）は、第１傾斜面２２Ａの勾配θ１（＝３０度）よりも大きい。また、第２傾斜面４４Ｇの延長先４４Ｇ４は、カラー２２の第１傾斜面２２Ａ上に存在し、第２傾斜面４４Ｇは、第１傾斜面２２Ａと直角に交差している。

回転装置１２の潤滑剤の液面２６のレベル（封入レベル）は、入力軸１６の軸心Ｃ１６よりも鉛直方向下方で、かつ入力軸受２０の転動体２０Ａの一部が浸かる鉛直方向位置（具体的には、この例では、入力軸１６の軸心Ｃ１６から４５ｍｍ低い鉛直方向位置）に設定されている。

なお、入力軸受２０の転動体２０Ａの反オイルシール側には、シール部材８８が設けられている。また、反負荷側ケーシング体４４は、潤滑剤の液面２６によりも鉛直方向下方において、外輪２０Ｂの外側に、入力軸受２０よりも反オイルシール側の空間と入力軸受２０よりもオイルシール２４側の空間とを連通する第１潤滑剤通路９１を有している。第１潤滑剤通路９１は、入力軸受２０の下側に、軸と平行に１本のみ形成され、該入力軸受２０のオイルシール２４側でカラー２２の近傍まで径方向に立ちあがっている。反負荷側ケーシング体４４の外輪２０Ｂの上部相当位置には、入力軸１６と平行に第２潤滑剤通路９２が形成されている。この第２潤滑剤通路９２には、反負荷側ケーシング体４４の外周側から径方向に形成された第３潤滑剤通路９３が合流している。

次に、この回転装置１２の作用を説明する。

この回転装置１２では、ケーシング４０（の反負荷側ケーシング体４４）と入力軸１６（回転軸）との間に入力軸受２０が配置され、該入力軸受２０よりも軸方向外側において入力軸１６に外嵌されたカラー２２とケーシング４０との間にオイルシール２４が配置されている。

このような構成の回転装置１２にあっては、（特に配慮された設計がなされていない場合には）潤滑不足によってオイルシール２４に焼き付きや傷損が発生することがあり、オイル漏れが生じる要因となっていた。

オイルシール２４の潤滑に当たって最も効果的なのは、回転装置１２のケーシング４０の内部に封入される潤滑剤の液面２６のレベルを、例えば、オイルシール２４の一部が十分浸るほどに高い液面とすることである。しかし、潤滑剤の液面２６を高く維持すると、減速機構３２の回転に伴う潤滑剤の撹拌による動力ロスが大きくなるだけでなく、万一オイルシール２４に不具合が発生したときに、潤滑剤がオイルシール貫通孔４４Ｐから外部に漏れる量がそれだけ多くなってしまうという新たな問題が発生する。したがって、潤滑剤の液面２６は、オイルシール２４の潤滑を含めて回転装置１２の各部材の潤滑特性に支障のない範囲で、できるだけ低いレベルに維持するのが好ましい。

本回転装置１２においては、カラー２２は、入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって外径が大きくなる第１傾斜面２２Ａを有している。そのため、減速機構３２の動きによってカラー２２の第１傾斜面２２Ａ上に到達した潤滑剤を、入力軸１６が回転するときの遠心力により、軸方向外側（オイルシール２４側）に誘導することができるようになる。その結果、潤滑剤の液面２６を低く維持した状態においても、より良好にオイルシール２４を潤滑することができるようになり、オイルシール２４の焼き付きや損傷を抑制し、オイル漏れが発生するのをより抑制することができる。

とりわけ、本回転装置１２においては、ケーシング４０は、入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって内径Ｄ４４Ｇが小さくなる第２傾斜面４４Ｇを有し、かつ、この第２傾斜面４４Ｇの終端４４Ｇ３と第１傾斜面２２Ａが径方向から見て重なっている。これにより、入力軸受２０の回転によって飛散しケーシング４０の内周面（第２傾斜面４４Ｇ）に付着した潤滑剤を、第２傾斜面４４Ｇに沿って該第２傾斜面４４Ｇの終端４４Ｇ３にまで誘導し、さらに第１傾斜面２２Ａ上に効率的に移動させることができる。その結果、このようにして第１傾斜面２２Ａ上に移動して来た潤滑剤を、既に説明した第１傾斜面２２Ａによる作用により、効率的にオイルシール２４側に誘導することができる。

また、本回転装置１２においては、ケーシング４０は、オイルシール２４の軸方向入力軸受２０側に、径方向内側に突出すると共にオイルシール２４の軸方向移動を規制する規制部４４Ｈを有し、かつ、この規制部４４Ｈが、周方向の一部に切り欠き４７を有している。このため、潤滑剤を、当該規制部４４Ｈの切り欠き４７の形成始端部４７Ａ１〜４７Ａ４から、第１傾斜面２２Ａ上に移動させることができ、規制部４４Ｈの軸方向入力軸受２０側の端面（第２傾斜面４４Ｇの第２部分４４Ｇ２）を伝ってきた潤滑剤が、そのまま円周方向に移動して鉛直方向下側に伝って（落下して）しまうのを防止できる。したがって、潤滑剤をより効率的にオイルシール２４側に導くことができる。

または、本回転装置１２においては、この規制部４４Ｈが、入力軸１６の軸心Ｃ１６よりも、鉛直方向上方に、２つの切り欠き４７を有する構成とされている。そのため、特に、規制部４４Ｈの軸方向入力軸１６側の端面の上部に付着した潤滑剤を、切り欠き４７の形成始端部４７Ａ１〜４７Ａ４から効果的に第１傾斜面２２Ａ上に落下させることができる。

また、本回転装置１２においては、ケーシング４０は入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって内径が小さくなる第２傾斜面４４Ｇを有し、かつ、規制部４４Ｈの入力軸受２０側の端面４４Ｈ５が当該第２傾斜面４４Ｇの一部（第２部分４４Ｇ２）を構成している。そのため、（潤滑剤を集め得る）第２傾斜面４４Ｇをより大きく確保することができる。また、該第２傾斜面４４Ｇの終端４４Ｇ３を、オイルシール２４のごく近くに設定することができるため、第２傾斜面４４Ｇで集められた潤滑剤を、さらに効率的にオイルシール２４側へと導くことができる。

また、本回転装置１２においては、カラー２２は、第１傾斜面２２Ａの入力軸受２０側の端部に、径方向外側に突出する突出部２２Ｃを有している。このため、第１傾斜面２２Ａ上の潤滑剤を時間的により長く（第１傾斜面２２Ａ上に）保持することができ、第１傾斜面２２Ａからそのまま鉛直方向下方に落下してしまう潤滑剤をより低減することができる。この効果は、潤滑剤の粘度が比較的高い場合により顕著となる。また、この突出部２２Ｃは、後述するように、特に本回転装置１２を縦置きで使用するときに、潤滑剤の保持フランジとしても効果的に機能する。

図４は、潤滑剤の液面２６とオイルシール２４（具体的にはカラー２２）の潤滑特性との関係に関して行った試験結果を示すグラフである。

グラフでは、カラー２２の外周が単純なストレート形状（第１傾斜面２２Ａを有さないタイプ）とされているもの（図４の破線参照）と、テーパ形状（第１傾斜面２２Ａを有するタイプ）とされているもの（図４の実線参照）とを比較した結果が示されている。

グラフの縦軸は、潤滑剤の液面２６のレベルを示している。具体的には、入力軸１６の軸心Ｃ１６からの距離がｍｍ単位で示されている。例えば、−５０とあるのは、潤滑剤の液面２６が入力軸１６の軸心Ｃ１６から５０ｍｍだけ低いことを意味している。

また、グラフの横軸は、カラー２２の潤滑されている軸方向位置を示している。具体的には、カラー２２の軸方向入力軸受２０側の端面２２Ｅからの軸方向距離がｍｍ単位で示されている。この回転装置１２では、オイルシール２４の主リップ部２４Ｃのシールポイント２４Ｃ１の軸方向位置は、カラー２２の軸方向入力軸受２０側の端面から１６ｍｍの位置に設定されている。本回転装置１２においては、潤滑剤の液面２６のレベル（ここでは入力軸１６の軸心Ｃ１６からの距離）が、４５ｍｍのときに、特に臨界的な顕著な差が認められた。液面２６が入力軸１６の軸心Ｃ１６から−４５ｍｍのときとは、図１で示す液面２６に相当している。すなわち、この液面２６は、入力軸受２０の外輪２０Ｂおよび転動体２０Ａの一部は浸るものの、内輪２０Ｃは浸っておらず、かつ、オイルシール２４も浸っていないレベルに相当している。換言するならば、仮に、オイルシール２４に不具合が発生したとしても、オイルシール貫通孔４４Ｐから潤滑剤が漏れる虞が極めて小さいレベルに相当している。

潤滑剤が、この液面２６にまで封入されているとき、従来のカラー、すなわち、第１傾斜面２２Ａを有さず、単純な円筒形状とされたストレートのカラーを使用した場合には、カラーが潤滑されているのは、カラーの軸方向入力軸受２０側の端面２２Ｅからの距離が１４ｍｍ程度の位置までであり、オイルシール２４の主リップ部２４Ｃのシールポイント２４Ｃ１（カラーの端部から１６ｍｍの位置）には至っていない。つまり、オイルシール２４は十分に潤滑されていない。

しかし、第１傾斜面２２Ａを有するカラー２２の場合には、潤滑剤が、同じ−４５ｍｍの液面２６にまで封入されている場合に、（シールポイント２４Ｃ１の位置である１６ｍｍを超えた）約１７ｍｍの位置までカラー２２が潤滑されていることが分かる。つまり、オイルシール２４は、明らかにより良好に潤滑されていることが確認できる。

なお、前述したように、本回転装置１２においては、入力軸受２０には、転動体２０Ａの反オイルシール側にシール部材８８が設けられている。そのため、入力軸受２０自体を介して該入力軸受２０よりも内側の空間の潤滑剤をオイルシール２４側に流通させることができなくなっている。しかしながら、本回転装置１２は、該入力軸受２０よりも反オイルシール側の空間とオイルシール２４側の空間とを連結する第１潤滑剤通路９１を有している。これにより、シール部材８８を有していても、（該入力軸受２０をバイパスする）第１潤滑剤通路９１を介して入力軸受２０よりも反オイルシール側の空間の潤滑剤をオイルシール２４側に流通させることができる。

以下、この構成を採用した理由について説明する。

オイルシール２４や入力軸受２０の転動体２０Ａと外内輪２０Ｂ、２０Ｃとの間に潤滑剤を供給するという観点で設計するならば、潤滑剤の流通を妨げる当該シール部材８８を入力軸受２０に配置するのは好ましくない。しかし、回転装置１２は、必ずしも常に横置き（入力軸１６および出力軸７２を水平に向けた状態）で据え付けられるとは限らず、例えば、図５に示されるように、縦置き（入力軸１６および出力軸７２を鉛直方向に向け、出力軸７２を鉛直方向下向きにした状態）で据え付けられることもある。

本回転装置１２を縦置きで使用する場合に、ケーシング４０内に入力軸受２０やオイルシール２４が浸るほど多量の潤滑剤を封入するというのは、撹拌ロスが非常に大きくなるため好ましくない。そのため、本回転装置１２を縦置きで使用する場合には、内歯歯車５８の軸方向中央Ａ５８に一致する位置に液面８７を設定すると共に、入力軸受２０に関しては、転動体２０Ａの反オイルシール側（下側）をシール部材８８によってシールし、若干粘度の高い潤滑剤を該入力軸受２０に直接塗りつけるという構成を採用するようにしている。

本回転装置１２においては、入力軸受２０よりも反オイルシール側の空間とオイルシール２４側の空間とを連結する第１潤滑剤通路９１が形成されているため、入力軸受２０にシール部材８８が設けられていても、入力軸受２０のオイルシール２４側に（撹拌によって跳ね上げられた）潤滑剤を導くことができる。

入力軸受２０のオイルシール２４側に導かれた潤滑剤は、カラー２２の第１傾斜面２２Ａの下側に位置することになる突出部２２Ｃの上部（端面）２２Ｃ１に一時的に載置（保持）され、遠心力により第１傾斜面２２Ａに沿ってオイルシール２４側へと導かれる。

このような構成を採用することにより、回転装置１２を横置きの状態で使用するときと、縦置きの状態で使用するときとで、入力軸受２０を共用することができる。

なお、縦置きの場合、用途によっては、この構成によっても、十分な潤滑ができないときがある。この場合は、負荷側ケーシング体４２にオイルポンプ（図示略）を配置し、該ポンプから吐出された潤滑剤を、図示せぬ配管を介して入力軸受２０の径方向外側に形成した第３潤滑剤通路９３から流入させるようにする。第３潤滑剤通路９３から流入された潤滑剤は、第２潤滑剤通路９２に流れ込むが、止め輪８２によって入力軸受２０の軸方向内側（外歯歯車５６側）に流入するのが抑えられているため、該潤滑剤は第２潤滑剤通路９２を介して入力軸受２０の軸方向外側（オイルシール２４側）に供給されるようになる。

カラー２２には（入力軸受２０からオイルシール２４側に向かって外径が大きくなる）第１傾斜面２２Ａが形成されていることにより、供給されてきた潤滑剤を、より上方にあるオイルシール２４側に効率的に導くことができる。第２潤滑剤通路９２を介して供給された大半の潤滑剤は、入力軸受２０をオイルシール２４側から潤滑すると共に、第１潤滑剤通路９１を介して入力軸受２０の軸方向内側に供給され、減速機構３２の潤滑に充てられる。

なお、本回転装置１２においては、ケーシング４０は、入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって内径が小さくなる第２傾斜面４４Ｇを有し、この第２傾斜面４４Ｇの終端４４Ｇ３と第１傾斜面２２Ａが径方向から見て重なる構成が採用されていた。しかしこの構成は、必ずしも必須の構成ではない。そもそも、ケーシング４０の内周に形成する第２傾斜面４４Ｇは、必ずしも設ける必要はない。例えば、ケーシング４０の内周は、入力軸１６と平行に形成されていてもよい。なお、第１傾斜面２２Ａと同様に、第２傾斜面４４Ｇも、入力軸１６の軸心Ｃ１６を含む断面の形状は、直線状であってもよく、また、曲線状であってもよい。

また、本回転装置１２においては、ケーシング４０は、オイルシール２４の軸方向入力軸受２０側に、径方向内側に突出すると共に、オイルシール２４の軸方向移動を規制する規制部４４Ｈを有し、かつ、この規制部４４Ｈが、周方向の一部に切り欠き４７を有する構成が採用されていた。しかし、この規制部４４Ｈの切り欠き４７も、必ずしも設ける必要はない。さらには、「規制部４４Ｈが切り欠き４７を有する」という構成ではなく、例えば、「規制部４４Ｈが、周方向の一部に突起を有する」という構成であっても、同様の作用効果が得られる。つまり、該突起の頂部から同様に、潤滑剤を第１傾斜面２２Ａ上に移動させることができる。

また、本回転装置１２においては、この規制部４４Ｈが、入力軸１６の軸心Ｃ１６よりも、鉛直方向上方に、少なくとも２つの切り欠き４７を有する構成とされていた。しかし、切り欠き４７（あるいは突起）は、必ずしもこの態様で形成される必要はない。例えば、入力軸１６の軸心Ｃ１６よりも鉛直方向下方に、切り欠き４７（あるいは突起）を設けることを禁止するものではない。但し、回転方向を考慮すると、鉛直方向最上部４４Ｈ１に対して対称に偶数個設けるようにするのが好ましい。

また、本回転装置１２においては、ケーシング４０は入力軸受２０側からオイルシール２４側に向かって内径が小さくなる第２傾斜面４４Ｇを有し、かつ、規制部４４Ｈの入力軸受２０側の端面４４Ｈ５が当該第２傾斜面４４Ｇの一部（第２部分４４Ｇ２）を構成していた。しかし、この第２傾斜面４４Ｇの構成もこれに限定されない。例えば、本回転装置１２においては、第２傾斜面４４Ｇは、規制部４４Ｈよりも軸方向入力軸受２０側の領域の内周４４Ｆに相当する第１部分４４Ｇ１と、規制部４４Ｈの軸方向入力軸受２０側の端面４４Ｈ５に相当する第２部分４４Ｇ２の双方に形成されていたが、いずれか一方のみに第２傾斜面４４Ｇが形成されていてもよいし、全く形成されていなくてもよい。さらに、本回転装置１２においては、第２傾斜面４４Ｇの第１部分４４Ｇ１と第２部分４４Ｇ２とを、同一の勾配θ２で連続させるようにしていたが、必ずしも同一の傾斜で連続させる必要はなく、曲折していてもよく、また、段差が形成されていてもよい。

また、本回転装置１２においては、カラー２２は、第１傾斜面２２Ａの入力軸受２０側の端部に、径方向外側に突出する突出部２２Ｃを有していた。しかし、この突出部２２Ｃも必ずしも必要な構成ではない。例えば、突出部を有さないカラー２２の端面を直接入力軸受２０の内輪２０Ｃに当接させるようにしてもよい。この場合には、入力軸受２０の内輪２０Ｃが、カラー２２の入力軸受２０側の端面２２Ｅから突出している部分が、「突出部２２Ｃの端面２２Ｃ１」に類似する機能を果たすことができる。

また、本回転装置１２においては、回転装置１２を横置きの状態で使用するときと、縦置きの状態で使用するときとで、入力軸受２０を共用するために、入力軸受２０は、転動体２０Ａの反オイルシール側にシール部材８８を有していた。しかし、例えば、回転装置１２の用途が横置きの状態での使用に限定される場合は、このシール部材８８は不要である（むしろ潤滑剤の流れを円滑にするにはない方が良い）。これに対し、第１潤滑剤通路９１は、シール部材８８の有無に関わらず設けられる方が好ましい。しかし、例えば、シール部材８８がないときは、（潤滑剤は入力軸受２０内を通過できるので）第１潤滑剤通路９１は、なくてもよい。

なお、本回転装置１２は、偏心揺動型の減速機構３２を備えた構成を有していたが、本発明に係る回転装置の具体的な構成は、これに限定されない。例えば、単純遊星歯車減速機構を有する回転装置であってもよく、平行軸減速機構や直交軸減速機構を有する回転装置であってもよい。あるいは、減速機構を有しない回転装置であってもよい。回転軸も入力軸に限定されない。要は、ケーシングと、該ケーシングに対して相対回転する回転軸と、ケーシングと回転軸との間に配置される軸受を有する回転装置であれば、本発明を適用することができる。

１２…回転装置
１６…回転軸
２０…入力軸受
２２…カラー
２２Ａ…第１傾斜面
ｄ２２Ａ…第１傾斜面の外径
２４…オイルシール
２６…潤滑剤の液面
４０…ケーシング
４４…反負荷側ケーシング体

Claims (8)

1. ケーシングと、該ケーシングに対して相対回転する回転軸と、前記ケーシングと前記回転軸との間に配置される軸受と、該軸受よりも軸方向外側において前記回転軸に外嵌されるカラーと、前記ケーシングと前記カラーとの間に配置されるオイルシールと、前記ケーシングの内部に封入される潤滑剤と、を備える回転装置であって、
   前記カラーは、前記軸受側から前記オイルシール側に向かって外径が大きくなる第１傾斜面を有する
   ことを特徴とする回転装置。
2. 請求項１において、
   前記ケーシングは、前記軸受側から前記オイルシール側に向かって内径が小さくなる第２傾斜面を有し、
   該第２傾斜面の終端と前記第１傾斜面が径方向から見て重なる
   ことを特徴とする回転装置。
3. 請求項１または２において、
   前記ケーシングは、前記オイルシールの軸方向前記軸受側に、径方向内側に突出すると共に前記オイルシールの軸方向移動を規制する規制部を有し、
   該規制部は、周方向の一部に切り欠きまたは突起を有する
   ことを特徴とする回転装置。
4. 請求項３において、
   前記規制部は、前記回転軸の軸心よりも鉛直方向上方に、少なくとも２つの前記切り欠きまたは突起を有する
   ことを特徴とする回転装置。
5. 請求項３または４において、
   前記ケーシングは、前記軸受側から前記オイルシール側に向かって内径が小さくなる第２傾斜面を有し、前記規制部の前記軸受側の面が、前記第２傾斜面の一部を構成する
   ことを特徴とする回転装置。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記カラーは、前記第１傾斜面の前記軸受側の端部に、径方向外側に突出する突出部を有する
   ことを特徴とする回転装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記軸受は、転動体および外輪を有し、
   該転動体の反オイルシール側にシール部材が設けられ、
   前記潤滑剤の液面よりも鉛直方向下方において、前記外輪の外側に、前記軸受よりも反オイルシール側の空間と前記軸受よりもオイルシール側の空間とを連通する潤滑剤通路を有する
   ことを特徴とする回転装置。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、
   前記軸受は、転動体を有し、
   前記潤滑剤の液面が、前記回転軸の軸心よりも鉛直方向下方で、かつ前記転動体の一部が浸かるレベルに設定されている
   ことを特徴とする回転装置。

Images