JP2500251Y2 - 歯車の潤滑機構 - Google Patents

歯車の潤滑機構

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JP2500251Y2 JP1991107707U JP10770791U JP2500251Y2 JP 2500251 Y2 JP2500251 Y2 JP 2500251Y2 JP 1991107707 U JP1991107707 U JP 1991107707U JP 10770791 U JP10770791 U JP 10770791U JP 2500251 Y2 JP2500251 Y2 JP 2500251Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、ロボットの関節部等の
揺動部をはじめ機械の歯車装置に設けられた歯車(歯車
対あるいは歯車機構)の噛合部分の潤滑機構に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、低速・重荷重条件下で使用され
る歯車機構の噛合部は、その歯車機構部分全体をケーシ
ングで覆って、該ケーシング内にグリースを充填し、そ
のグリースによって潤滑されていることが多い。
【0003】かかる場合、歯車機構の各歯車が 360度以
上の回転を繰り返す場合には、上記噛合部はさほど問題
なくグリースにより潤滑される。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、グリー
スは液状の潤滑油と異なり流動性の劣る粘塑性体である
ため、ロボットの関節部のように、歯車機構(歯車対)
の歯車が2〜3度程度からせいぜい 180度以下の範囲内
で回動( 360度以内で正逆転する動作をいう) する場合
には、歯車の噛合部近傍に位置する一部のグリースのみ
が(入れ替わることなく)歯車の回動に伴って噛合部前
後に移動して潤滑に寄与するのみで、上記ケーシング内
の大部分のグリースはほぼその位置から移動せず潤滑に
は全く寄与しない。即ち、本考案者の研究によれば、グ
リースの給油 (補充あるいは交換)の間隔を長くするた
め、グリースを充填するケーシングの容積をいくら大き
く形成しておいても、その容積の大きさには関係なく、
歯車噛合部近傍の極一部のグリースのみが潤滑に寄与し
ていることが判明した。
【0005】このため、噛合部近傍のグリースは比較的
短時間で劣化し、特に所定時間使用した後においては、
本来ケーシング内のグリースと共にケーシング全体に拡
散されるべき摩耗した金属粉が、上記潤滑に寄与してい
る一部のグリース内のみに吸収され、所望の潤滑効果を
果たさないどころか、噛合部の摩耗を増進する等の不都
合な事態を生じさせる可能性がある。
【0006】本考案は、上述のような現象に着目し、ケ
ーシング内の全てのグリースが潤滑に有効に寄与でき得
る歯車の潤滑機構を提供することを目的とする。
【0007】尚、本件考案に最も近い従来技術として、
歯車の噛合部にグリースを強制的に導くよう構成された
実開平3-73798 号に開示されたものがある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本請求項1記載の考案に
かかる歯車の潤滑機構は、ケーシング内で噛合する歯車
の噛合部周囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑す
る歯車の潤滑機構において、各歯車の両方の側面と上記
ケーシングとの間にそれぞれ隙間が形成されるようにケ
ーシングを構成するとともに、該ケーシング内に少なく
とも歯車の噛合部より上位に上面がなるように上記グリ
ースを充填し、上記各歯車の両方の側面に形成されるそ
れぞれの隙間に、一側方の隙間に対して他側方の隙間に
は中心軸を挟んで左右反対の側に、しかも弁機能が上下
同じ方向に機能するように、弁機構を、該弁機構の弁部
材の先端が歯車の側面に接触又は近接するとともに、基
端がケーシング側に固定され、先端側が一方の方向に屈
曲自在にその反対の方向には屈曲不能に、歯車の側面に
対して略直交するよう、且つ歯車の回動方向に対し交角
をなすように、配設することによって、歯車の回転動作
に起因して、上記ケーシング内のグリースが、歯車の噛
合部を中心に、歯車の一側方において略Uの字状に上方
から下方へ下降し下方で反転して噛合部の左右反対側で
上昇し、歯車の他側方において上記上昇した側と左右同
じ側において上方から下方へ下降し下方で反転して噛合
部の左右反対側で上昇する略Uの字状に移動して、元の
位置まで移動する、ケーシング内全体の循環動作をする
よう構成したことを特徴とする。
【0009】本請求項2記載の考案にかかる歯車の潤滑
機構は、ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周囲にグ
リースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤滑機構
において、各歯車の半径方向外方と上記ケーシングとの
間にそれぞれ隙間が形成されるようにケーシングを構成
するとともに、該ケーシング内に少なくとも歯車の噛合
部より上位に上面がなるように上記グリースを充填し、
上記各歯車の半径方向外方に形成される左右両方のそれ
ぞれの隙間に、弁機能が上下反対方向に機能するよう
に、各弁機構を、該弁機構の弁部材の先端が歯車の歯先
円に接触又は近接するとともに、基端がケーシング側に
固定される板状の弁部材を有する弁機構を、先端側が一
方の方向に屈曲自在にその反対の方向には屈曲不能に、
歯車の歯面に対峙するよう、且つ歯車の回動方向に対し
交角をなすよう配設することによって、歯車の回転動作
に起因して、上記ケーシング内のグリースが、歯車の噛
合部を中心に、ケーシング内において歯車の半径方向外
方周囲を循環動作をするよう構成したことを特徴とす
る。
【0010】本請求項3記載の考案にかかる歯車の潤滑
機構は、ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周囲にグ
リースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤滑機構
において、先端が歯車のケーシング側に接触又は近接す
るとともに、基端が歯車側面に固定される板状の弁部材
を有する弁機構を、先端側が一方の方向に屈曲自在にそ
の反対の方向には屈曲不能に、歯車の側面に対して略直
交するよう、且つ歯車の回動方向に対し交角をなすよう
配設したことを特徴とする。
【0011】
【作用】しかして、本請求項1,請求項2および請求項
3の考案にかかる歯車の潤滑機構によれば、上記弁機構
が歯車の側面において一方向弁として機能して、歯車が
回動する度毎に、その歯車の側面の回動に伴って該側方
を移動するグリースが、一方の方向にのみ移動するた
め、ケーシング内全体でグリースが循環あるいは攪拌さ
れ、歯車の回動角が小さい場合でも、該ケーシング内に
充填されている殆どのグリースが歯車噛合部の潤滑に寄
与することとなる。
【0012】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【0013】図1は本第1の考案の実施例にかかる歯車
の潤滑機構を関節部の一つに具備した多関節型のロボッ
トの概略構成を示す要部を切り欠いた全体側面図、図2
は図1の歯車の潤滑機構の弁機構の構成の一つを示す部
分拡大図、図3(a),(b) は図1の歯車の潤滑機構の全体
の構成とグリースの潤滑状態を示す手前側のケーシング
部分を切り欠いた正面図と側面図である。
【0014】図1において、Aはロボットのロータトラ
ンク部、Bはロータトランク部Aに枢支された下部アー
ム、Cは上部アームである。この下部アームBは、三つ
のリンク部材B1,2,3 から構成され、この下部アー
ムBと上記上部アームCで四節リンク機構を構成してい
る。
【0015】そして、上部アームCは、上記下部アーム
Bのリンク部材B1 の軸O1 を中心とする揺動(矢印X
参照)により平行移動動作をし、また上記下部アームB
のリンク部材B2 の軸O1 を中心とする揺動により、軸
2 を中心とする揺動(矢印Y参照)をすることが可能
となっている。
【0016】そして、低速・重荷重の作用する、上記下
部アームBのリンク部材B1 とロータトランク部Aの関
節部分Fには、本考案にかかる歯車の潤滑機構が配設さ
れている。即ち、この関節部分Fでは、リンク部材B1
に歯車1が固着されるとともに、上記ロータトランク部
A側には、上記歯車1に噛合する歯車2が取着されてい
る。そして、上記歯車2は、ロータトランク部Aに取着
された駆動モータ(図示せず)の駆動軸3(図3(b) 参
照)に取着され、駆動モータにより回転可能に構成され
ている。
【0017】従って、この構成においては、図示しない
駆動モータが回転すると、歯車2が歯車1を回動させ、
下部アームBのリンク部材B1 をロータトランク部A側
に対して揺動させることとなる。
【0018】図1あるいは図3に図示するように、上記
歯車1と歯車2の周囲は、ケーシング4で覆われてお
り、このケーシング4内にはグリースGが歯車1,2の
噛合部分Eを十分浸漬する程度に充填されている。
【0019】そして、上記歯車1の側方には、図2に図
示するように、先端5aが歯車1の側面1aに近接し基端5b
側がケーシング4側壁にピン6で揺動自在に枢支固定さ
れ、動作しない状態において弁部材5が歯車1の側面に
対して略直交するように構成された弁機構Vが、歯車1
の回動方向Rに交角をなす (本実施例では直交する) よ
う配設されている。そして、この弁機構Vは、上記弁部
材5が図2において下方(該弁部材5が上記歯車1の側
面に直交する位置より下方) にピン6を中心に屈曲する
のを拘束する後方ストッパー7を具備し、さらに、弁部
材5が図の上方に所定角以上屈曲するのを拘束するため
の前方ストッパー8を具備している。この前方ストッパ
ー8は、基端部がねじ機構により上記ケーシング4の側
壁に螺着され、ねじ込み深さにより、上記歯車1の回動
角度(リンク部材B1 の揺動角度)に合わせて弁部材5
の前方への屈曲角が調整できるよう構成されている。
【0020】図に示す弁機構Vは、図3に図示するよう
に、歯車1の両側面(表面と裏面)の各右側方におい
て、矢印Uで示すように図の上方へのみのグリースGの
通過が可能なように配設されている。つまり、図2に図
示するように、弁部材5が歯車1の側面に直交する位置
(図2の二点鎖線で示す弁部材を参照)から上方へ所定
角度(本実施例では約45度) 回動した位置(図2の実線
の弁部材5を参照)の範囲内で屈曲できるよう配設す
る。この屈曲角度は、歯車1の回動の角度に合わせて、
回動角が小さい場合には小さく、大きい場合には大きく
調整される。
【0021】しかして、このように構成された歯車の潤
滑機構は以下のように動作して円滑に潤滑する。即ち、
歯車2が駆動モータにより回転し、歯車1が歯車2に噛
合して所定角度(例えば、60度) 回動すると、歯車1の
側面近傍のグリースGは歯車1の回動に連れまわりして
その方向に所定距離だけ移動する。そして、このように
グリースGが移動すると、その移動の際に、上記弁機構
Vの弁部材5が図2に図示するように上方に屈曲する。
そして、次に駆動モータにより歯車2が反対方向に回転
し歯車1を反対方向に所定角度回動させると、その回動
に伴って歯車1の側面近傍のグリースGは元の位置方向
に戻ろうとするが、弁部材5が後方ストッパー7により
歯車1の側面に直交する位置以上後方側に屈曲しないこ
とより、上記戻ろうとするグリースGは弁部材5により
阻止される。
【0022】この結果、ケーシング4内のグリースG
は、図3(a) あるいは関節部をモデル化して示す図4に
おいて矢印Pで図示するように、歯車1および該歯車1
と歯車2との噛合部の周囲をサドル状のルートを形成し
て該ケーシング内全体を循環する。
【0023】ところで、上記実施例の弁機構Vにおい
て、前方ストッパー8に代えて、ばね部材を配設し、ば
ね力により弁部材5の所定角度以上の前方への屈曲を拘
束するよう構成してもよい。尚、図4は、本考案者が図
3に示す実施例の効果を確認するため使用した歯車の潤
滑機構をモデル化したものである。
【0024】また、上記実施例の弁機構Vに代えて、図
5に図示する如き、基端がケーシング4に固定された凸
状の取着部材9に、ゴム等の弾性板からなる弁部材5の
基端背面5cを取着し、先端部5a背面に該弁部材5の背面
側への屈曲を拘束するストッパー部材10を一体的に取着
し、前方 (図において上方) へのみ屈曲可能(二点鎖線
参照)に構成した弁機構Vで構成しても、上記図2に示
す弁機構と同様の機能が得られる。
【0025】また、別の弁機構の実施例として、図2に
図示する弁部材に代えて、図6に図示する如き、長さが
ケーシング4と歯車1側面1aとの隙間より大きい寸法
弁部材5を先端5a側で徐々に薄肉状に構成するとと
もに、その先端5aが図のように、歯車1の側面1aに接触
保持されるような状態で、且つ全体が送り方向に湾曲し
た状態となるよう、図3に図示する実施例と同じよう
に、基端5bをケーシング4側に固定しても、図2の弁部
材と同様に機能させることができる。
【0026】また、最も簡単な構成としては、図示しな
いが、図6に図示する弁部材に代えて、単に可撓性のあ
る平板状の弁部材で構成することもできる。つまり、長
さがケーシングと歯車側面との隙間より大きい寸法であ
って、平板状の弁部材で構成することもできる。
【0027】さらに、別の実施例(本第2の考案にかか
る実施例)としては、図7に図示するように、一方の方
向にのみ屈曲自在にその反対の方向には屈曲不能な可撓
性のある弁部材(例えば、図2,図5,図6に図示する
弁部材)5を、該弁部材5の先端5aが歯車1の歯先円1b
に接触あるいは近接するよう、且つ、弁部材5が歯車1
の回動方向Rに対して交角を有する(本実施例では直交
する)よう、該弁部材5の基端をケーシング4の周壁面
に該弁部材5が歯車1の歯面に対峙して固定してもよ
い。かかる場合にも、概ね上記実施例と同じくケーシン
グ4内全体をグリースが循環することとなる。
【0028】また、別の実施例(本第3の考案にかかる
実施例)として、図8に図示するように、一方の方向に
のみ屈曲自在にその反対の方向には屈曲不能な可撓性の
ある弁部材5を、あるいは上述したような同様の各弁部
材(例えば、図2,図5,図6に図示する弁部材)を、
歯車1(あるいは図示しないが歯車2)の側面1aに、弁
部材5が回動方向Rに対して交角をなす(本実施例では
直交する)よう配設してもよい。このような構成の歯車
の潤滑機構においても、上記実施例の潤滑機構と略同様
のグリースの循環が得られる。
【0029】
【考案の効果】本第1,第2および第3の考案にかかる
歯車の潤滑機構によれば、歯車(歯車対あるいは歯車機
構)を覆うケーシング内に充填されたほぼ全てのグリー
スが、該ケーシング内全体を循環するため、従来の潤滑
機構に比べて、歯車の噛合部へ他の部分のグリースが常
に供給されるため、常に歯車が噛合部において摩耗が生
じることなく円滑に噛合するとともに、ケーシングへの
グリースの交換間隔が大幅に延長されることとなる。
【0030】また、仮に、歯車噛合部で摩耗により多少
の金属粉がで生じても、この金属粉はケーシング内のグ
リース全体に分散されるため、噛合部の摩耗を増進する
ような悪影響を及ぼすようなことはない。
【0031】従って、本考案にかかる歯車の潤滑機構を
備えた歯車機構は、従来のものに比べてメンテナンス期
間が延長でき、しかも長時間に渡って良好な噛合状態を
得ることができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本第1の考案の実施例にかかる歯車の潤滑機
構を関節部の一つに具備した多関節型のロボットを示す
要部を切り欠いた全体側面図である。
【図2】 図1の歯車の潤滑機構の弁機構の構成を示す
図3(b) の弁機構部分の部分拡大図である。
【図3】 (a) は図1の歯車の潤滑機構の全体の構成と
グリースの潤滑状態を示す手前側のケーシング部分を切
り欠いた正面図、(b) は同じく側面図である。
【図4】 グリースの潤滑状態を含む歯車の潤滑機構を
モデル化して示した斜視図である。
【図5】 図2と別の実施例にかかる弁機構を示す部分
拡大側面図である。
【図6】 図2,図5と別の実施例にかかる弁機構を示
す部分拡大側面図である。
【図7】 (a) は本第2の考案にかかる歯車の潤滑機構
における弁機構とその配置状態を示す歯車の潤滑機構の
全体の構成を示す手前側のケーシング部分を切り欠いた
正面図、(b) は同じく側面図である。
【図8】 (a) は本第3の考案にかかる歯車の潤滑機構
における弁機構とその配置状態を示す歯車の潤滑機構の
全体の構成を示す手前側のケーシング部分を切り欠いた
正面図、(b) は同じく側面図である。
【符号の説明】
1…歯車 1a…側面 4…ケーシング 5…弁部材 5a…先端 5b…基端 V…弁機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山田 俊 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (72)考案者 森本 正史 兵庫県明石市川崎町1番1号 川崎重工 業株式会社 明石工場内 (56)参考文献 実開 昭55−12734(JP,U) 実開 昭57−32251(JP,U)

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周
    囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤
    滑機構において、各歯車の両方の側面と上記ケーシングとの間にそれぞれ
    隙間が形成されるようにケーシングを構成するととも
    に、該ケーシング内に少なくとも歯車の噛合部より上位
    に上面がなるように上記グリースを充填し、上記各歯車
    の両方の側面に形成されるそれぞれの隙間に、一側方の
    隙間に対して他側方の隙間には中心軸を挟んで左右反対
    の側に、しかも弁機能が上下同じ方向に機能するよう
    に、弁機構を、該弁機構の弁部材の 先端が歯車の側面に
    接触又は近接するとともに、基端がケーシング側に固定
    され、先端側が一方の方向に屈曲自在にその反対の方向
    には屈曲不能に、歯車の側面に対して略直交するよう、
    且つ歯車の回動方向に対し交角をなすように、配設する
    ことによって、 歯車の回転動作に起因して、上記ケーシング内のグリー
    スが、歯車の噛合部を中心に、歯車の一側方において略
    Uの字状に上方から下方へ下降し下方で反転して噛合部
    の左右反対側で上昇し、歯車の他側方において上記上昇
    した側と左右同じ側において上方から下方へ下降し下方
    で反転して噛合部の左右反対側で上昇する略Uの字状に
    移動して、元の位置まで移動する、ケーシング内全体の
    循環動作をするよう構成した ことを特徴とする歯車の潤
    滑機構
  2. 【請求項2】 ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周
    囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤
    滑機構において、各歯車の半径方向外方と上記ケーシングとの間にそれぞ
    れ隙間が形成されるようにケーシングを構成するととも
    に、該ケーシング内に少なくとも歯車の噛合部より上位
    に上面がなるように上記グリースを充填し、上記各歯車
    の半径方向外方に形成される左右両方のそれぞれの隙間
    に、弁機能が上下反対方向に機能するように、各弁機構
    を、該弁機構の弁部材の 先端が歯車の歯先円に接触又は
    近接するとともに、基端がケーシング側に固定される板
    状の弁部材を有する弁機構を、先端側が一方の方向に屈
    曲自在にその反対の方向には屈曲不能に、歯車の歯面に
    対峙するよう、且つ歯車の回動方向に対し交角をなすよ
    う配設することによって、歯車の回転動作に起因して、
    上記ケーシング内のグリースが、歯車の噛合部を中心
    に、ケーシング内において歯車の半径方向外方周囲を循
    環動作をするよう構成したことを特徴とする歯車の潤滑
    機構
  3. 【請求項3】 ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周
    囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤
    滑機構において、 先端が歯車のケーシング側に接触又は近接するととも
    に、基端が歯車側面に固定される板状の弁部材を有する
    弁機構を、先端側が一方の方向に屈曲自在にその反対の
    方向には屈曲不能に、歯車の側面に対して略直交するよ
    う、且つ歯車の回動方向に対し交角をなすよう配設した
    ことを特徴とする歯車の潤滑機構
JP1991107707U 1991-12-27 1991-12-27 歯車の潤滑機構 Expired - Lifetime JP2500251Y2 (ja)

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JPH0554857U JPH0554857U (ja) 1993-07-23
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JPS6042934B2 (ja) * 1977-01-31 1985-09-25 株式会社リコー 複写装置
JPS55107542A (en) * 1979-02-14 1980-08-18 Teijin Ltd Production of polyester knitted fabric

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