JP5073764B2 - 歯車伝達潤滑機器 - Google Patents

Description

本発明は、潤滑対象となる歯車に噛み合う歯車を備えた歯車伝達潤滑機器に関する。

従来、潤滑剤トランスファピニオンと、この潤滑剤トランスファピニオンと噛み合う潤滑対象歯車とを備えた歯車伝達潤滑機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この歯車伝達潤滑機器では、潤滑剤トランスファピニオンの内部から、潤滑剤トランスファピニオンの歯部と潤滑対象歯車の歯部との接触部分に向けて、潤滑油が供給される。

特表２００９−５３７７４９号公報

従って、潤滑剤トランスファピニオンの内部から供給された潤滑油は、潤滑剤トランスファピニオンの歯部と潤滑対象歯車の歯部との接触部分から、潤滑対象歯車の隣り合う歯部間に形成された歯底部に向かってほとんど流れることはない。このため、潤滑剤トランスファピニオンの内部から供給された潤滑油が、潤滑対象歯車の歯底部に供給されないという問題があった。

本発明の目的は、第１歯車と噛み合うように配置された第２歯車の歯底部に対して潤滑油を確実に供給可能な歯車伝達潤滑機器を提供することである。

第１の発明に係る歯車伝達潤滑機器は、支持軸に回転可能に支持され、複数の第１歯部を有する第１歯車と、前記第１歯車と噛み合うように配置され、複数の第２歯部を有する第２歯車と、前記第２歯車と噛み合うように配置され、複数の第３歯部を有する第３歯車と、前記第１歯車の少なくとも一端に配置され、側面視で前記第１歯部間において前記第１歯底部より径方向外側に配置された部分を有する板状部材と、前記支持軸に形成され、前記支持軸内の潤滑油の流路から前記支持軸の外周面に向かった給油孔と、前記第１歯車に形成され、前記給油孔に接続可能であって且つ前記第１歯部間の第１歯底部に向かった給油経路とを備え、前記第１歯車の前記第１歯部と前記第２歯車の前記第２歯部とが噛み合っている部分において、前記支持軸の給油孔と、前記第２歯部の歯先部分に対向した前記第１歯底部に向かった給油経路とが一致するように構成され、前記支持軸の給油孔と前記第１歯車の給油経路とが一致したときにだけ、前記第１歯底部に対して潤滑油を供給する。

この歯車伝達潤滑機器では、第１歯車において隣り合う第１歯部間に形成された第１歯底部に潤滑油が供給されることによって、第１歯底部に潤滑油を溜め込むことができる。そして、第１歯車の第１歯底部に溜め込まれた潤滑油は、第１歯車と第２歯車とが噛み合いつつ回転する際に、第２歯車の第２歯部によって、第２歯車の第２歯底部に向かって押し出される。従って、第１歯車の第１歯底部に溜め込まれた潤滑油を第２歯車の第２歯底部に移動させることによって、第２歯車において隣り合う第２歯部間に形成された第２歯底部に対して潤滑油を供給することができる。
また、支持軸の流路と第１歯車の給油経路とが一致したときにだけ、第１歯車に向けて潤滑油の供給を行うことができるので、常に潤滑油の供給を行う場合と比べて、潤滑油の供給量を削減でき、歯車伝達潤滑機器のメンテナンスに要するコストを削減できる。

この歯車伝達潤滑機器では、板状部材が、側面視で、第１歯部間において第１歯底部より径方向外側に配置された部分を有していることにより、この径方向外側に配置された部分が障壁となって、第１歯車の第１歯底部に溜め込まれた潤滑油が第１歯車の一端から漏れ出ることを防止できる。

この歯車伝達潤滑機器では、第１歯車の第１歯底部に溜め込まれた潤滑油が第２歯車の第２歯底部に移動するのと同様にして、第２歯車の第２歯底部に溜め込まれた潤滑油が、第２歯車と第３歯車とが噛み合いつつ回転する際に、第３歯車の第３歯部によって、第３歯車の第３歯底部に向かって押し出される。よって、第２歯車の第２歯底部に溜め込まれた潤滑油を第３歯車の第３歯底部に向かって移動させることができる。従って、第３歯車の第３歯部の歯先部分、根元部分、及び、第３歯車において隣り合う第３歯部間に形成された第３歯底部に対して潤滑油を供給することができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、第１歯車において隣り合う第１歯部間に形成された第１歯底部に潤滑油が供給されることによって、第１歯底部に潤滑油を溜め込むことができる。そして、第１歯車の第１歯底部に溜め込まれた潤滑油は、第１歯車と第２歯車とが噛み合いつつ回転する際に、第２歯車の第２歯部によって、第２歯車の第２歯底部に向かって押し出される。従って、第１歯車の第１歯底部に溜め込まれた潤滑油を第２歯車の第２歯底部に移動させることによって、第２歯車において隣り合う第２歯部間に形成された第２歯底部に対して潤滑油を供給することができる。
また、支持軸の流路と第１歯車の給油経路とが一致したときにだけ、第１歯車１に向けて潤滑油の供給を行うことができるので、常に潤滑油の供給を行う場合と比べて、潤滑油の供給量を削減でき、歯車伝達潤滑機器のメンテナンスに要するコストを削減できる。

第１の発明では、板状部材が、側面視で、第１歯部間において第１歯底部より径方向外側に配置された部分を有していることにより、この径方向外側に配置された部分が障壁となって、第１歯車の第１歯底部に溜め込まれた潤滑油が第１歯車の一端から漏れ出ることを防止できる。

第１の発明では、第１歯車の第１歯底部に溜め込まれた潤滑油が第２歯車の第２歯底部に移動するのと同様にして、第２歯車の第２歯底部に溜め込まれた潤滑油が、第２歯車と第３歯車とが噛み合いつつ回転する際に、第３歯車の第３歯部によって、第３歯車の第３歯底部に向かって押し出される。よって、第２歯車の第２歯底部に溜め込まれた潤滑油を第３歯車の第３歯底部に向かって移動させることができる。従って、第３歯車の第３歯部の歯先部分、根元部分、及び、第３歯車において隣り合う第３歯部間に形成された第３歯底部に対して潤滑油を供給することができる。

本実施形態に係る歯車伝達潤滑機器の全体構成を示した模式図である。 図１の第１歯車の外観斜視図である。 図１の第１歯車の構造を示した側面視図である。 図３の一部の拡大図である。 図３のＡ−Ａ線の矢視断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、歯車伝達潤滑機器の給油動作を示した説明図である。

以下、図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る歯車伝達潤滑機器について説明する。図１は、本実施形態に係る歯車伝達潤滑機器の全体構成を示した模式図である。図２は、図１の第１歯車の外観斜視図である。図３は、図１の第１歯車の構造を示した側面視図である。図４は、図３の一部の拡大図である。図５は、図３のＡ−Ａ線の矢視断面図である。

＜歯車伝達潤滑機器＞
図１に示すように、歯車伝達潤滑機器１００は、８個の第１歯部１１を有する第１歯車１と、この第１歯車１と噛み合うように配置され、１８個の第２歯部１１１を有する第２歯車１０１と、この第２歯車１０１と噛み合うように配置され、複数の第３歯部１２１を有する第３歯車１０２と、分配弁１０３と、給油ポンプ１０４とを備えている。また、本実施形態では、第１歯車１の主な材質には、ＮＢＲ（ニトリルゴム）とＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）が用いられている。また、第３歯車１０２は、風力発電用風車の駆動機構に用いられる。

図１において、第２歯車１０１に連結された駆動モータ（図示せず）が第２歯車１０１を回転させると、この第２歯車１０１と噛み合う第１歯車１及び第３歯車１０２に動力が伝達されて、第１歯車１及び第３歯車１０２が回転する。

また、分配弁１０３は、図１に示すように、給油ホース１０５を介して第１歯車１に接続されると共に、給油ホース１０６を介して給油ポンプ１０４と接続されている。また、給油ポンプ１０４には、グリース等の潤滑油が貯留されたタンク１０７が接続されている。これにより、分配弁１０３には、給油ポンプ１０４の駆動によって給油ホース１０６を介して潤滑油が供給される。そして、分配弁１０３に供給された潤滑油は、供給量が調整された後に、給油ホース１０５を介して第１歯車１に供給される。

図２〜図５に示すように、歯車伝達潤滑機器１００は、第１歯車１を回転可能に支持する支持軸２と、一対の板状部材３と、一対の補強板４と、一対の固定部材５と、アーム部６と、一対のリング部材７とを有している。なお、図４では、図面を簡略化するために、固定部材５の図示を省略している。

＜第１歯車＞
図５に示すように、第１歯車１は、同一の形状を有する３つの分割部材１Ａ〜１Ｃで構成されている。各分割部材１Ａ〜１Ｃは、図３及び図５に示すように、第１歯車１の一端１ａから他端１ｂに向かって軸方向に貫通するように形成され且つ支持軸２が介挿された介挿孔１０と、８つの第１歯部１１と、隣り合う第１歯部１１間に形成された８つの第１歯底部１２と、各第１歯底部１２に対して潤滑油を供給するための８つの給油経路径路１３とを有している。本発明において、第１歯底部１２は、図４に示すように、歯底円Ｃ（図中の一点鎖線で示した円弧）の円周上にある一部分を意味する。

また、図５に示すように、各第１歯部１１は、正面視において、第１歯車１の軸方向に沿う全長にわたって形成されている。また、図５に示すように、各分割部材１Ａ〜１Ｃの各第１歯部１１の側面には、３つの楕円形状を有するガイド溝１１ａが形成されている。図２に示すように、各ガイド溝１１ａは、周方向に窪んだ凹形状を有している。また、図５に示すように、各ガイド溝１１ａは、給油経路１３の径方向外側の端部から放射状に広がるようにして形成されており、第１歯底部１２に溜め込まれた潤滑油を第２歯車１０１に案内するために形成されている。図３に示すように、各給油経路１３は、後述する支持軸２内の潤滑油の流路２０から各第１歯底部１２に向かって延在するように形成されており、この給油経路１３を介して第１歯底部１２に潤滑油が供給される。図５に示すように、この給油経路１３は、各分割部材１Ａ〜１Ｃの合わせ面とは異なる位置に形成されている。

＜支持軸＞
図５に示すように、支持軸２には、潤滑油の流路２０が形成されている。この流路２０は、給油孔２０ａと、給油孔２０ｂと、切り欠き２０ｃとで構成されている。図５に示すように、給油孔２０ａは、支持軸２の一端側から他端側に向かって軸方向に貫通するように形成されている。この給油孔２０ａは、第１歯車１の一端１ａ側において、固定部材５及びアーム部６に形成された貫通孔を介して給油ホース１０５の一端と接続されており、分配弁１０３から潤滑油の供給を受けるための給油孔として設けられている。また、図５に示すように、給油孔２０ａの他端１ｂ側は、給油孔２０ａに供給された潤滑油の漏れを防ぐための固定部材５が固定されている。給油孔２０ｂは、給油孔２０ａから支持軸２の外周面に向けて軸方向と鉛直方向に貫通するように形成されている。この給油孔２０ｂは、第１歯車１の軸方向に沿って所定の間隔をおいて３つ形成されている。また、図５に示すように、切り欠き２０ｃは、各給油孔２０ｂの径方向外側の端部において３つ形成されている。

＜板状部材＞
図５に示すように、板状部材３は、第１歯車１の両端に配置されている。図３及び図４に示すように、この板状部材３は、第１歯部１１間において第１歯底部１２より径方向外側に配置された部分を有している。つまり、板状部材３の外周部には、図４に示すように、各第１歯部１１の根元部分１１ｂを覆う凸部３０と、各第１歯底部１２を覆う凹部３１とが、周方向に沿って交互に形成されている。そして、図４に示すように、各凹部３１の奥部３１ａは、側面視において、各第１歯底部１２よりも径方向外側に配置されている。また、本発明において、根元部分１１ｂとは、第１歯車１の第１歯部１１と第２歯車１０１の第２歯部１１１とが噛み合う際の接触部Ｓよりも径方向の内側にある部分を意味し、歯先部分とは、この接触部Ｓよりも径方向の外側にある部分を意味する。また、本実施形態では、板状部材３の材質にはゴムが用いられている。

＜補強板＞
図５に示すように、補強板４は、板状部材３を挟持するようにして第１歯車１の両端に配置されている。また、図５に示すように、各補強板４の内側には、第１歯車１の周方向に沿って、密封用のリング部材７が介装された切り欠き４０が形成されている。また、本実施形態では、補強板４の材質には鉄（Ｆｅ）が用いられている。

＜歯車伝達潤滑機器の給油動作＞
図３及び図５に示すように、給油径路１３の径方向内側の端部は、第１歯車１と第２歯車１０１とが噛み合いつつ第１歯車１が支持軸２に対して所定の角度だけ回転した場合に、支持軸２の切り欠き２０ｃと一致するように形成されている。これにより、支持軸２の給油孔２０ａ及び給油孔２０ｂと、第１歯車１の給油径路１３とを介して、この給油径路１３の径方向外側の端部と連通する第１歯底部１２に潤滑油が供給され、この潤滑油が第１歯底部１２に溜め込まれる。また、本実施形態では、支持軸２の流路２０と第１歯車１の給油径路１３とが一致したときにだけ、給油ホース１０５を介して分配弁１０３から第１歯車１に向けた潤滑油の供給が行われる。

図６（ａ）〜（ｃ）は、歯車伝達潤滑機器の給油動作を示した説明図である。なお、図６（ａ）〜（ｃ）では、図面を簡略化するために、板状部材３、補強板４及び固定部材５の図示を省略している。図６（ａ）では、第１歯車１の第１歯部１１と、第２歯車１０１の第２歯部１１１とが噛み合っている。この状態では、上述したように、第１歯車１の給油径路１３と支持軸２の流路２０とが一致しており、第１歯底部１２に潤滑油（図中の斜線でハッチングした部分）が溜め込まれる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態から、第１歯車１を支持軸２に対して所定の角度だけ回転させた状態を示している。この状態では、第２歯車１０１の第２歯部１１１の歯先部分によって、第１歯車１の第１歯底部１２に溜め込まれていた潤滑油（図中の斜線でハッチングした部分）が第２歯車１０１の第２歯底部１１２に向かって押し出される。そして、押し出された潤滑油は、図６（ｃ）に示すように、第２歯車１０１の第２歯底部１１２に溜め込まれる（図中の斜線でハッチングした部分）。さらに、第２歯底部１１２に溜め込まれた潤滑油は、図示しない第３歯車１０２の第３歯部の歯先部分によって、図示しない第３歯部の第３歯底部に向かって押し出される。よって、第２歯車１０１の第２歯底部１１２に溜め込まれた潤滑油を第３歯車の第３歯底部に向かって移動させることができる。従って、第３歯車１０２の第３歯部の歯先部分、根元部分、及び、第３歯車１０２において隣り合う第３歯部間に形成された第３歯底部に対して潤滑油を供給することができる。

[本実施形態の歯車伝達潤滑機器の特徴]
以上、本実施形態の歯車伝達潤滑機器では、第１歯車１において隣り合う第１歯部１１間に形成された第１歯底部１２に潤滑油が供給されることによって、第１歯底部１２に潤滑油を溜め込むことができる。そして、第１歯車１の第１歯底部１２に溜め込まれた潤滑油は、第１歯車１と第２歯車１０１とが噛み合いつつ回転する際に、第２歯車１０１の第２歯部１１１によって、第２歯車１０１の第２歯底部１１２に向かって押し出される。従って、第１歯車１の第１歯底部１１に溜め込まれた潤滑油を第２歯車１０１の第２歯底部１１２に移動させることによって、第２歯車１０１において隣り合う第２歯部１１１間に形成された第２歯底部１１２に対して潤滑油を供給することができる。

また、第１歯車１の第１歯底部１２に溜め込まれた潤滑油は、第２歯車１０１の第２歯部１１１によって、第２歯車１０１の第２歯底部１１２に向かって押し出されるので、少量の潤滑油で、第２歯車１０１の第２歯底部１１２に潤滑油の油溜まり部を形成することができる。

また、第１歯底部１２に対して潤滑油が供給される給油径路１３は、支持軸２内の潤滑油の流路２０から第１歯底部１２まで延在しているので、従来のように給油径路が支持軸２内の潤滑油の流路２０から第１歯車１の第１歯部１１まで延在している場合と比べて、潤滑油の供給径路の経路長を短くできる。従って、給油経路の形成に要する加工が従来よりも簡単になる。

また、板状部材３が、側面視で、第１歯部１１間において第１歯底部１２より径方向外側に配置された部分を有していることにより、この径方向外側に配置された部分が障壁となって、第１歯車１の第１歯底部１２に溜め込まれた潤滑油が第１歯車１の両端から漏れ出ることを防止できる。

また、第１歯車１の第１歯底部１２に溜め込まれた潤滑油が第２歯車１０１の第２歯底部１１２に移動するのと同様にして、第２歯車１０１の第２歯底部１１２に溜め込まれた潤滑油が、第２歯車１０１と第３歯車１０２とが噛み合いつつ回転する際に、第３歯車１０２の第３歯部１２１によって、第３歯車１０２の第３歯底部に向かって押し出される。よって、第２歯車１０１の第２歯底部１１２に溜め込まれた潤滑油を第３歯車１０２の第３歯底部に向かって移動させることができる。従って、第３歯車１０２の第３歯部の歯先部分、根元部分、及び、第３歯車１０２において隣り合う第３歯部間に形成された第３歯底部に対して潤滑油を供給することができる。

また、支持軸２の流路２０と第１歯車１の給油径路１３とが一致したときにだけ、分配弁１０３から第１歯車１に向けて潤滑油の供給を行うことができるので、分配弁１０３から常に潤滑油の供給を行う場合と比べて、潤滑油の供給量を削減でき、歯車伝達潤滑機器１００のメンテナンスに要するコストを削減できる。

また、給油径路１３を各分割部材１Ａ〜１Ｃの合わせ面に形成したような場合では、硬くて粘りのある潤滑油が給油通路１３を通過することにより、合わせ面が開いて、潤滑油が、相手方歯車である第２歯車１０１と噛み合っていないところも含めて第１歯車１の全体にわたって漏れ出てしまうという問題があるが、本実施形態では、給油径路１３が各分割部材１Ａ〜１Ｃの合わせ面と異なる位置に形成されているため、このような問題は生じない。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上述した実施形態では、第１歯車１の主な材質にＮＢＲ（ニトリルゴム）とＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）を用いる例について述べたが、本発明はこれに限らず、第１歯車１の材質は変更できる。

上述した実施形態では、板状部材３の材質にゴムを用いる例について述べたが、本発明はこれに限らず、板状部材３の材質は変更できる。

上述した実施形態では、補強板４の材質に鉄（Ｆｅ）を用いる例について述べたが、本発明はこれに限らず、補強板４の材質は変更できる。

上述した実施形態では、第１歯車１が８個の第１歯部１１を有する例について述べたが、本発明はこれに限らず、第１歯車１が、７個以下、または、９個以上の第１歯部を有していてもよい。

上述した実施形態では、第２歯車１０１が１８個の第２歯部１１１を有する例について述べたが、本発明はこれに限らず、第２歯車１０１が、１７個以下、または、１９個以上の第２歯部を有していてもよい。

上述した実施形態では、第３歯車１０２が風力発電用風車の駆動機構に用いられる例について述べたが、本発明はこれに限らず、第３歯車１０２が他の産業機械の駆動機構に用いられてもよい。

上述した実施形態では、各第１歯部１１が、正面視において、第１歯車１の軸方向に沿う全長にわたって形成される例について述べたが、本発明はこれに限らず、各第１歯部１１が、側面視において、第１歯車１の軸方向に沿う一部分に形成されてもよい。

上述した実施形態では、第１歯車１が３つの分割部材１Ａ〜１Ｃで構成される例について述べたが、本発明はこれに限らず、第１歯車１が、２つ、または、４つ以上の分割部材で構成されてもよく、第１歯車１が一体の部材で構成されてもよい。

上述した実施形態では、板状部材３の凸部３０によって、第１歯部１１の根元部分１１ｂのみが覆われる例について述べたが、本発明はこれに限らず、板状部材３の凸部３０によって、第１歯部１１の根元部分１１ｂと、それより先端の部分とが覆われていてもよく、第１歯部１１の全体が覆われてもよい。

上述した実施形態では、板状部材３が第１歯車１の両端に配置される例について述べたが、本発明はこれに限らず、板状部材３が第１歯車１の一端１ａ側のみに配置されてもよく、板状部材３が第１歯車１の他端１ｂ側のみに配置されてもよく、板状部材３が配置されていなくてもよい。

上述した実施形態では、第１歯車１から第２歯車１０１を経由して第３歯車１０２に間接的に潤滑油を供給する例について述べたが、本発明はこれに限らず、歯車伝達潤滑機器において、第１歯車１と第３歯車１０２とが直接噛み合うように配置されており、第１歯車１から第３歯車１０２に直接的に潤滑油を供給してもよい。

上述した実施形態では、各分割部材１Ａ〜１Ｃの各第１歯部１１の側面に、３つの楕円形状を有するガイド溝１１ａが形成される例について述べたが、本発明はこれに限らず、各第１歯部１１の側面に、２つ以下、または、４つ以上のガイド溝１１ａを形成してもよく、各第１歯部１１の側面に、ガイド溝１１ａが形成されていなくてもよい。また、ガイド溝１１ａの形状は任意の形状に変更できる。

本発明を利用すれば、第１歯車と噛み合うように配置された第２歯車の歯底部に対して潤滑油を確実に供給可能な歯車伝達潤滑機器を得ることができる。

１ 第１歯車
１Ａ〜１Ｃ 分割部材
１ａ 一端
１ｂ 他端
２ 支持軸
３ 板状部材
４ 補強板
５ 固定部材
６ アーム部
７ リング部材
１１ 第１歯部
１２ 第１歯底部
１３ 給油径路
２０ 流路
２０ａ、２０ｂ 給油孔（流路）
２０ｃ 切り欠き（流路）
１００ 歯車伝達潤滑機器
１０１ 第２歯車
１０２ 第３歯車
１０３ 分配弁
１０４ 給油ポンプ
１０５、１０６ 給油ホース
１０７ タンク
１１１ 第２歯部
１１２ 第２歯底部
１２１ 第３歯部

Claims (1)

1. 支持軸に回転可能に支持され、複数の第１歯部を有する第１歯車と、
   前記第１歯車と噛み合うように配置され、複数の第２歯部を有する第２歯車と、
   前記第２歯車と噛み合うように配置され、複数の第３歯部を有する第３歯車と、
   前記第１歯車の少なくとも一端に配置され、側面視で前記第１歯部間において前記第１歯底部より径方向外側に配置された部分を有する板状部材と、
   前記支持軸に形成され、前記支持軸内の潤滑油の流路から前記支持軸の外周面に向かった給油孔と、
   前記第１歯車に形成され、前記給油孔に接続可能であって且つ前記第１歯部間の第１歯底部に向かった給油経路とを備え、
   前記第１歯車の前記第１歯部と前記第２歯車の前記第２歯部とが噛み合っている部分において、前記支持軸の給油孔と、前記第２歯部の歯先部分に対向した前記第１歯底部に向かった給油経路とが一致するように構成され、
   前記支持軸の給油孔と前記第１歯車の給油経路とが一致したときにだけ、前記第１歯底部に対して潤滑油を供給することを特徴とする歯車伝達潤滑機器。
   

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