JP5787915B2 - 歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造 - Google Patents

Description

本発明は、歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造に関する。

図８は歯車減速機付電動機を示したもので、電動機１００の電動機ケース１０１の開口端に圧入されたブラケット１０２の突出端に歯車減速機１０３のギヤケース１０４を嵌合し、図示しないボルトにより一体に組付けたものである。
このような歯車減速機付電動機において、回転の伝達を円滑に行うために、電動機出力軸にヘリカル歯切りを施し、減速機のヘリカルギヤに組付ける構造が採用されている。
しかしながら、ヘリカル歯切りされた電動機出力軸の歯筋を通して減速機内のヘリカルギヤに付着しているグリースが回転に伴って流れ出し、電動機ケース内に侵入してくる問題があった。

従来、この種の歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造としては、このグリースの電動機内部への浸入を防ぐためにオイルシールを使う方法が知られている。
この方法は、図９に示すように、歯車減速機１０３の側板１０５に形成された開口穴１０５ａからギヤケース１０４内に突出した電動機出力軸１０６の歯切り部１０６ａの基端部にオイルシール１０９を配置したものである。オイルシール１０９は電動機ケース１０１のブラケット１０２に配置した軸受け１０７とともに電動機出力軸１０６の歯切り部１０６ａの基端部に配設されている。この電動機出力軸１０６にはギヤケース１０４内でヘリカルギヤ１０８が噛合している。

しかしながら、オイルシール１０９を使う方法は、電動機出力軸１０６との接触により、摩擦負荷が加わり低出力電動機では損失の割合が大きくなる。また、電動機出力軸１０６の歯切り部１０６ａを避けてオイルシール１０９を設けなければならないので、その長さを考慮した寸法設定が必要になる。特に、薄型の電動機では、オイルシール部の厚みが問題となっていた。

そこで、図１０に示すように、ヘリカルギヤ１０８との噛み合い部を残して、電動機出力軸１０６の歯切り部１０６ａに可撓性チューブ１１０を被せるようにした先行技術が知られている（特許文献１参照）。

さらに、図１１に示すように、電動機の軸受側から歯車減速機側に向かって電動機出力軸２００に螺旋状に旋回する螺旋溝２０１を形成するようにした先行技術が知られている（特許文献２参照）。

実公平６−４８２１０号公報 特開２００８−２３６９０３号公報

しかしながら、このような従来の歯車減速機のグリース漏れ防止構造にあっては、ちょう度が小さく固めのグリース（ＮＬＧＩちょう度番号 ２号）を歯車減速機に採用した場合は、上記の可撓性チューブ１１０を電動機出力軸１０６に被せることや、電動機出力軸２００に螺旋溝２０１を形成することで、グリース漏れを防止することができる。

しかし、高出力、高回転速で駆動する歯車減速機においては、ちょう度が小さく固めのグリース（ＮＬＧＩちょう度番号 ２号）では、歯車の高速回転による遠心力により、グリースが歯車の遠心方向に飛び散り、歯車部に充分にグリースが入り込まなくなり、歯車減速機の寿命が悪化するという問題があった。
そこで、高出力、高速を駆動する歯車減速機においては、ちょう度が大きく柔らかいグリース（ＮＬＧＩちょう度番号 ０号）を採用する必要がある。
しかし、NLGIちょう度番号 ０号よりちょう度が大きく柔らかいグリースでは、図１０で示す可撓性チューブ１１０を電動機出力軸１０６に被せることや、図１１のように電動機出力軸２００に螺旋状の溝２０１を形成したものではグリース漏れを防止することができなかった。さらに、図１１のように、出力軸２００の軸状の部分に螺旋状の溝２０１を形成することは、加工が複雑となり加工コストがかかる。
特に、電動機出力軸のヘリカル歯切りが設けられている場合、電動機の回転方向が、図１２の回転方向に回転すると、歯車減速機のグリースを実線矢印のように電動機側へ引き出すことになってしまう。このポンプ作用により図１２の点線矢印で示したように多量のグリースが電動機側へ漏れてしまうことになってしまう。このため、図９で示す可撓性チューブ１１０を電動機出力軸１０６に被せ、さらに図１３（ａ）に示すシングルリップ１０９ａのオイルシール１０９Ａを入れるなどの対策を施してもグリース漏れを防止することはできなかった。

この対策として、オイルシール１０９に、図１３(ｂ)のようなトリプルリップ構造のようにリップ部１０９ｂを多く備えたオイルシール１０９Ｂを使用すると、グリースの漏れを防ぐことが向上するが、シングルリップ構造のオイルシール１０９Ａよりも、さらに摩擦負荷、厚み、コストがさらに大きな問題となっていた。特に、薄型の電動機の場合、電動機の固定子の厚みよりもオイルシール１０９の厚みの方が厚くなり、薄型のメリットが損なわれたり、オイルシール１０９の摩擦負荷により、出力トルクの減少の割合がさらに大きくなってしまう。

本発明は、上記課題を解決し、高出力、高速を駆動する歯車減速機に、ちょう度が大きく柔らかいグリースが採用された場合でも、グリース阻止部材を電動機出力軸に被せることにより、減速機から電動機側へのグリース漏れを防止することができる歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、電動機出力軸の先端部にヘリカル歯切りを施し、該電動機出力軸の先端部を歯車減速機の入力口から歯車減速機のケース内に導入するとともに、前記ヘリカル歯切りを施した前記電動機出力軸を前記歯車減速機のケース内に配設されたヘリカル歯車に噛合させた歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造において、前記電動機出力軸の噛合い部の末端部に、電動機内へのグリースの流入を阻止するグリース阻止部材を設け、該グリース阻止部材には、前記電動機出力軸の先端部のヘリカル歯切りと交叉する方向の壁面部を設けたことにある。
また、本発明は、前記グリース阻止部材の壁面部として、前記グリース阻止部材の筒状部の表面に、前記電動機出力軸の先端部のヘリカル歯切りと交叉する方向の複数の突起部を設けたことにある。
さらに、本発明は、前記グリース阻止部材の壁面部として、前記グリース阻止部材の筒状部に、軸方向に沿ってＶ字状またはＵ字状の突起部を、２箇所以上設けたことにある。
またさらに、本発明は、前記グリース阻止部材の壁面部として、前記グリース阻止部材の筒状部の先端周縁部に、軸方向に沿ってＶ字状またはＵ字状の切り欠き部を、少なくとも１箇所以上設けたことにある。
また、本発明は、前記グリース阻止部材は、基端部に鍔部が設けられていることにある。
さらに、本発明は、前記グリース阻止部材は、前記筒状部と鍔部の間に筒状部から徐々に径が拡大するテーパ部が設けられていることにある。
またさらに、本発明は、前記グリース阻止部材は、アルミニウム製で電動機出力軸に圧入して装着されていることにある。

本発明によれば、高出力、高速を駆動する歯車減速機に、ちょう度が大きく柔らかいグリースが採用された場合でも、グリース阻止部材を電動機出力軸に被せることにより、減速機から電動機側へのグリース漏れを防止することができる。

本発明の実施の形態による歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造を示す断面図である。 本願のグリースの流入を阻止するグリース阻止部材を電動機出力軸に取り付けた図である。 グリースの流入を阻止するグリース阻止部材を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 グリースの流入を阻止するグリース阻止部材により、グリース漏れを防止する説明図である。 本発明の他の実施の形態による歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はグリース阻止部材の斜視図である。 本発明の他の実施の形態による歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はグリース阻止部材の斜視図である。 図６のグリース阻止部材の変形例で、（ａ）は側面図、（ｂ）はグリース阻止部材の斜視図である。 従来の歯車減速機付電動機の構造を示す断面図である。 従来の歯車減速機付電動機におけるグリースシール構造である。 従来の歯車減速機付電動機におけるグリースシール構造である。 従来の歯車減速機付電動機におけるグリースシール構造である。 従来の歯車減速機付電動機におけるグリース漏れの概念図である。 従来のオイルシールの断面図で、（ａ）はシングルリップ，（ｂ）はトリプルリップある。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の歯車減速機付電動機を示したもので、歯車減速機の内部は省略して示している。図２は電動機出力軸に装着されたグリース阻止部材を示した図である。図３（ａ）（ｂ）は、グリース阻止部材を拡大して示した図である。
これら図１ないし図３（ａ）（ｂ）において、まず歯車減速機付電動機の構成を説明すると、１は電動機本体、２は電動機本体１に組付けられた歯車減速機本体、１０は電動機本体１を構成する電動機ケースで、この電動機ケース１０の一方開口端にはブラケット１１が圧入されて設けられている。このブラケット１１の突出端に歯車減速機本体２のギヤケース２０が嵌合されており、図示しないボルトにより電動機ケース１０とギヤケース２０が一体に締結されている。

前記電動機本体１の電動機ケース１０内には、固定子１２の軸線上に回転子１３が同心状に配置され、回転子１３は回転軸１４の両端部を軸受１５_１，１５_２を介して回転自在に支持されている。この回転子１３は回転軸１４の一端を、ブラケット部１１の開口穴１１ａから外部に導出して電動機出力軸１４Ａを構成している。
この電動機出力軸１４Ａには、ヘリカル歯切り１６が施されており、このヘリカル歯切り１６が施された部分１７を歯車減速機本体２のギヤケース２０内に減速機フランジ２１の穴２１ａから挿入し、ギヤケース２０内部に配設されたヘリカル歯車２２に噛合させている。１８はブラケット部１１の開口穴１１ａの内周面に配設されたシングルリップのオイルシールである。

３Ａは、ヘリカル歯切り１６が施された部分１７よりも基端部側の電動機出力軸１４Ａに圧入により装着されたグリース漏れを防止するグリース阻止部材である。このグリース阻止部材３Ａは、図２および図３（ａ）（ｂ）に示すように、筒状部３１と、この筒状部３１の一端から徐々に径が広がるようにラッパ状に設けられた拡開部３２とで構成されている。前記筒状部３１の表面には、前記電動機出力軸１４Ａの先端部のヘリカル歯切り１６と逆の角度に複数の線状の突起部３１ａが設けられている。この突起部３１ａは、電動機出力軸１４Ａの先端部のヘリカル歯切り１６の面に沿って流入してくるグリースを阻止するようにヘリカル歯切り１６と交差する方向に突起部３１ａの壁面部３Ａａを形成している。

このグリース阻止部材３Ａの製造は、電動機出力軸１４Ａの先端部のヘリカル歯切り１６と逆の角度に複数の線状の突起部３１ａを設けるように、アルミニウムのダイカスト鋳造、またはシリコン等の樹脂成形で製造されている。該グリース阻止部材３Ａの取付けは、電動機出力軸１４Ａに、減速機のヘリカル歯車２２との噛合い部１６ｂを残して圧入して組付ける。

前記電動機出力軸１４Ａの噛合い部１６ｂを避けて電動機出力軸１４Ａの末端部に、電動機内へのグリースの流入を阻止するグリース阻止部材３Ａを嵌合圧入してヘリカル歯切り１６と交叉する方向にグリース阻止部材３Ａの突起部３１ａを配置する。こうしてグリース阻止部材３Ａの突起部３１ａの前面側によってグリースの流入を阻止する壁面部３Ａａを設けている。

次に、上記の実施の形態の作用を説明する。
図４に示すように、電動機出力軸１４Ａのヘリカル歯切り１６が、電動機が図示の回転方向に回転する場合、電動機出力軸１４Ａのヘリカル歯切り１６によって、矢印で示すように歯車減速機のグリースを電動機側へ引き出すポンプ作用が生じる。これによって、減速機内のグリースが流出してくるが、グリース阻止部材３Ａによって、電動機内へのグリースの流入を阻止する。このグリース阻止部材３Ａは、電動機出力軸１４Ａの先端部のヘリカル歯切り１６と逆の角度に複数の線状の突起部３１ａを設けているので、電動機出力軸１４Ａのヘリカル歯切り１６により電動機側に流出されるグリースをこのヘリカル歯切りと逆の角度の線状の突起部３１ａが回転することにより、壁面部３Ａａによってグリースを歯車減速機側に押し戻す作用を生じる。このため、減速機内のグリースを減速機フランジ２１から電動機側へ流出する漏れを防止することができる。

図５（ａ）（ｂ）は、図３および図４と同一部分は同符号を付して示す本発明のグリース阻止部材３の他の実施の形態である。
このグリース阻止部材３Ｂは筒状部３１にＶ字状またはＵ字状の突起部３１ｂを２箇所設ける。
図５（ａ）（ｂ）に示すように、上記グリース阻止部材３Ａの代わりに、筒状部３１にＶ字状またはＵ字状の突起部３１ｂを２箇所以上設けたグリース阻止部材３Ｂを使用する。
この場合、グリース阻止部材３ＢのようにＶ字状の突起部３１ｂを付けることにより、仮にグリース阻止部材３Ｂの部分までグリースが漏れてしまった場合でも、漏れたグリースをグリース阻止部材３Ｂの回転により、ヘリカル歯切りと逆の角度の突起部３１ｂの壁面部３Ｂａによって歯車減速機側へ押し戻すことができる。
上記突起部３１ｂは、２箇所以上でも良い。

図６（ａ）（ｂ）も、図３および図４と同一部分は同符号を付して示す本発明のグリース阻止部材３の他の実施の形態である。
この場合、該グリース阻止部材３Ｃは、筒状部３１から拡開部３２にかけて先端部にＶ字状またはＵ字状のカット部３３を２箇所設けたものである。
図６（ａ）（ｂ）に示すように、上記グリース阻止部材３Ａの代わりに、グリース阻止部材３Ｃの先端部をＶ字状またはＵ字状に２箇所以上のカット部３３を設けたグリース阻止部材３Ｃを使用する。グリース阻止部材３Ｃの先端のカット部３３で、ヘリカル歯切りと逆の角度のカット部３３の壁面部３Ｃａによってグリースの浸入を防ぐことができ、上記グリース阻止部材３Ｂの例と同様に、グリース阻止部材３Ｃの先端のカット部３３に溜まったグリースをグリース阻止部材３Ｃの回転により壁面部３Ｃａによって歯車減速機側へ押し戻すことができる。
図６では、２箇所のカット部で説明したが、１箇所（斜めにカット）でも、電動機出力軸の軸径に応じて２箇所以上にカット部３３を設けても良い。

該グリース阻止部材３Ｃと薄型のシングルリップのオイルシール１８を併用することで、さらに電動機へのグリースの浸入を防止することができる。該グリース阻止部材３Ｃを電動機出力軸１４Ａに圧入し、該グリース阻止部材３Ｃの電動機側にオイルシール１８のリップ部を覆うようなラビリンス構造（つば部）３４を設けてもよい。これによって、グリースが電動機側に侵入してくることを完全に阻止することができる。

図７（ａ）（ｂ）は、図６（ａ）（ｂ）の変形例で、図６（ａ）（ｂ）と同一部分は同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する。
この場合、該グリース阻止部材３Ｄは、筒状部３１の先端部に軸方向に設けるＶ字状のカット部３３の切断面が外側に向くように軸方向に沿って斜めに切断して、切断面によって形成される壁面部３Ｄａが側方から見えるように形成したものである。
グリース阻止部材３Ｄの先端のカット部３３の壁面部３Ｄａで、ヘリカル歯切りと逆の角度のカット部３３の斜めの壁面部３Ｄａによって電動機出力軸１４Ａを伝わってくるグリースを削ぐように除去することができる。こうしてグリースの浸入を防ぐことができ、上記グリース阻止部材３Ｃの例と同様に、グリース阻止部材３Ｄの先端のカット部３３に溜まったグリースをグリース阻止部材３Ｄの回転により斜めの壁面部３Ｄａによって電動機出力軸１４Ａを伝わってくるグリースを削ぐように除去して歯車減速機側へ押し戻すことができる。

以上説明してきたように、本発明によれば、以下に列挙する効果が得られる。
高出力、高速で駆動する歯車減速機に、ちょう度が大きく柔らかいグリースが採用された場合でも、グリース阻止部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを電動機出力軸１４Ａの基端部に圧入して被せて、減速機のヘリカル歯車２２との噛合い部１６ｂを残してグリース阻止部材３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを組付けることにより、電動機出力軸１４Ａを通して流入する減速機から電動機側へのグリース漏れを防止することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、グリース阻止部材３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの形状は、種々のものを適用することができ、グリースの流入を阻止することができるものであれば、線状の突起部３１ａ、Ｖ字状の突起部３１ｂ、カット部３３など、いずれの形状のものでも用いることができるなど、本発明の技術的範囲を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。

１ 電動機本体
２ 歯車減速機本体
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ グリース阻止部材
３Ａａ，３Ｂａ，３Ｃａ，３Ｄａ 壁面部
１０ 電動機ケース
１１ ブラケット
１１ａ 開口穴
１４Ａ 電動機出力軸
１６ ヘリカル歯切り
１６ｂ 噛合い部
１７ ヘリカル歯切りが施された部分
１８ オイルシール
２０ ギヤケース
２１ 減速機フランジ
２２ ヘリカル歯車
３１ 筒状部
３１ａ，３１ｂ 突起部
３２ 拡開部
３３ カット部

Claims (7)

1. 電動機出力軸の先端部にヘリカル歯切りを施し、該電動機出力軸の先端部を歯車減速機の入力口から歯車減速機のケース内に導入するとともに、前記ヘリカル歯切りを施した前記電動機出力軸を前記歯車減速機のケース内に配設されたヘリカル歯車に噛合させた歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造において、
   前記電動機出力軸の噛合い部の末端部に、電動機内へのグリースの流入を阻止するグリース阻止部材を設け、該グリース阻止部材には、前記電動機出力軸の先端部のヘリカル歯切りと交叉する方向の壁面部を設けたことを特徴とする歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造。
2. 前記グリース阻止部材の壁面部として、前記グリース阻止部材の筒状部の表面に、前記電動機出力軸の先端部のヘリカル歯切りと交叉する方向の複数の突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造。
3. 前記グリース阻止部材の壁面部として、前記グリース阻止部材の筒状部に、軸方向に沿ってＶ字状またはＵ字状の突起部を、２箇所以上設けたことを特徴とする請求項１に記載の歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造。
4. 前記グリース阻止部材の壁面部として、前記グリース阻止部材の筒状部の先端周縁部に、軸方向に沿ってＶ字状またはＵ字状の切り欠き部を、少なくとも１箇所以上設けたことを特徴とする請求項１に記載の歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造。
5. 前記グリース阻止部材は、基端部に鍔部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造。
6. 前記グリース阻止部材は、前記筒状部と鍔部の間に筒状部から徐々に径が拡大するテーパ部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造。
7. 前記グリース阻止部材は、アルミニウム製で電動機出力軸に圧入して装着されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の歯車減速機付電動機における歯車減速機のグリース漏れ防止構造。

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