JP6465044B2 - 減速機 - Google Patents

Description

本発明は、遊星歯車機構を備える減速機に関し、詳しくは、遊星軸と遊星歯車との間に設けられている軸受に潤滑油を補給する構造を有する減速機に関する。

この種の減速機における遊星歯車機構は、複数の遊星歯車が夫々太陽歯車と噛み合って自転運動を行うと共に、各遊星歯車を回転自在に支承するキャリアが回転することで公転運動を行う様に構成される。

キャリアは、遊星軸を介して遊星歯車を回転自在に支持している。遊星軸と遊星歯車との間には、軸受が介在されている。この軸受には、遊星歯車の自転運動に伴う回転トルクが付与される。このため、遊星歯車を支持する軸受けと遊星軸との間の潤滑が十分に得られていない場合には、焼付け等が発生して円滑な遊星歯車の回転が行われなくなるおそれがある。

例えば、建設機械の旋回装置等に採用される減速機においては、潤滑油が充填されたケーシングに遊星歯車機構が収容されている。これによって、遊星歯車と遊星軸との間の軸受けや遊星軸は、常に潤滑油に浸漬された状態で作動される。

そして更に、遊星軸の内部に油路を形成することで、遊星軸から軸受への潤滑油の供給を行うようにしたものが知られている（特許文献１参照）。遊星軸の内部に形成されている油路は、遊星軸の軸線に沿って延びて上端で上向きに開口する縦孔と、縦孔の下端から遊星軸の軸線に直交する方向に延びて外方端が軸受に連通する横孔とによって構成される。これによれば、ケーシングに充填されている潤滑油が縦孔の開口から油路に入り、横孔を経て軸受に供給される。

しかし、遊星軸の縦孔は、キャリアの回転方向、即ち、遊星歯車の公転方向に対して垂直な方向に配置された構成となっているため、キャリアの回転が停止しているときには重力の作用によって周囲にある潤滑油が縦孔内に入り込むものの、キャリアが回転しているときには潤滑油が縦孔内に送り込まれることは期待できない。このため、遊星歯車が回転中の軸受には十分な量の潤滑油が供給されないおそれがある。

そこで、このような油浴潤滑が採用されている遊星歯車機構において、遊星軸の縦孔に連通して潤滑油を取り込む油取り込み口を、キャリアの回転方向を向いた開口として形成することにより、油路への潤滑油の供給を強制的に行うようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。

特開２００１−２２７６２３号公報 特開２００９−７９６２７号公報

しかし、特許文献２における構成を採用したとき、キャリアの正転方向に向けて油取り込み口を開口させたとき、キャリアが正転したときには、油路内への潤滑油の取り込みがキャリアの回転に伴って強制的に行われるが、キャリアが逆転したときには、油路内に潤滑油を取り込むことは殆どできず、軸受の潤滑が不十分になる不都合がある。

上記の点に鑑み、本発明は、潤滑油に浸漬された遊星歯車機構における遊星軸と遊星歯車と遊星軸との間の軸受に潤滑油を強制的に供給することにより遊星歯車の円滑な回転を得ることができる減速機を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、潤滑油が充填されたケーシングに遊星歯車機構が収容され、遊星歯車機構は、上段に位置する第１減速機構部と、下段に位置する第２減速機構部とからなり、前記第１減速機構部と前記第２減速機構部とは、夫々、キャリアと、該キャリアに設けられた複数の遊星軸に軸受を介して支持された複数の遊星歯車と、前記遊星軸を介して前記軸受に前記潤滑油を補給する補給油路とを備え、前記補給油路は、前記遊星軸の軸線に沿って形成された軸部流路と、前記ケーシング内の潤滑油を前記軸部流路の上流端に案内する上流案内部と、前記軸部流路内の潤滑油を該軸部流路の下流端から前記軸受に案内する下流案内部とを備え、前記上流案内部は、前記軸部流路から前記キャリアの回転中心に向かって延設され、前記下流案内部は、前記軸部流路から前記キャリアの径方向外側に向かって延設され、前記第１減速機構部の補給油路が備える前記上流案内部は、該第１減速機構部の前記キャリア及び前記遊星軸の下部外側面に形成された溝状の流路であり、前記第２減速機構部の補給油路が備える前記上流案内部は、該第２減速機構部の前記キャリア及び前記遊星軸の上部外側面に形成された溝状の流路であり、前記第１減速機構部の前記キャリアは、該第１減速機構部の各遊星歯車間に位置して前記第２減速機構部の遊星軸の上端を開放する部分を切欠いた平面視形状とされていることを特徴とする。

本発明によれば、前記上流案内部が前記軸部流路から前記キャリアの回転中心に向かって延設されているので、上流案内部内の潤滑油は、キャリアが回転したときの遠心力により軸部流路の上流端に向かって流動して前記軸部流路に入り込む。更に、前記下流案内部は、前記軸部流路から前記キャリアの径方向外側に向かって延設されているので、前記軸部流路に入り込んだ潤滑油は、キャリアが回転したときの遠心力により、軸受に供給される。このように、上流案内部及び下流案内部は、何れも、キャリアが回転したときに遠心力が生じる方向に沿って形成されているので、キャリアの回転方向が正転か逆転かに影響を受けることなく、潤滑油を強制的に軸受に供給することができる。よって、軸受の潤滑が十分に行われ、遊星歯車の円滑な回転を得ることができる。

また、本発明において、前記補給油路の前記上流案内部が、前記キャリア及び前記遊星軸の外側面に形成された溝状の流路によって構成されたものを態様の一つとして挙げることができる。

これによれば、キャリアの回転が停止した状態でも溝状の開放側から上流案内部の内部に潤滑油が充填された状態となり、殆ど抵抗なく潤滑油を上流案内部に取り込むことができるので、潤滑油を円滑に軸受に供給することができる。しかも、上流案内部がキャリア及び遊星軸に溝状の流路として設けられるので、キャリア及び遊星軸を軽量化することができる。更に、キャリア及び遊星軸の外側露出面を溝状に加工して上流案内部を形成することができるので、製造容易であり、上流案内部を設けることによるコストの増加を抑えることができる。

また、本発明において、前記補給油路の前記上流案内部は、前記キャリアに形成された孔状の流路によって構成されていてもよい。

これによれば、上流案内部を溝状に形成した場合に比べ、上流案内部を流動する潤滑油のの抵抗は多少大きくなるが、溝状の上流案内部の全長にわたる開放側からの潤滑油の逃げがなく、上流案内部に取り込まれた潤滑油を確実に軸受に供給することができる。しかも、上流案内部が孔状であることによりキャリア及び遊星軸を軽量化することができる。

実施形態の減速機の説明的断面図。 実施形態における遊星歯車機構の要部の縦断面図。 第２キャリアの平面図。 第１キャリアの底面図。 実施形態における遊星歯車機構の要部の平面図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の減速機１は、建設機械の旋回装置に用いられ、図１に示すように、ケーシング２と、上段に位置する第１減速機構部３と、下段に位置する第２減速機構部４とによって構成された遊星歯車機構５を備えている。第１減速機構部３と第２減速機構部４とは潤滑油が充填されたケーシング２の内部に収容されている。

第１減速機構部３は、第１キャリア６と、複数（本実施形態では３つ）の第１遊星歯車７と、第１太陽歯車８とを備えている。第１遊星歯車７は、第１キャリア６が備える第１遊星軸９に軸受１０を介して回転自在に支持されている。

第１太陽歯車８は各第１遊星軸９に内側から噛み合う。第１キャリア６は、第１太陽歯車８と同一軸線回りに回転する。

第２減速機構部４は、第２キャリア１１と、複数（本実施形態では４つ）の第２遊星歯車１２と、第２太陽歯車１３とを備えている。第２遊星歯車１２は、第２キャリア１１が備える第２遊星軸１４に軸受１５を介して回転自在に支持されている。

第２太陽歯車１３は各第２遊星軸１４に内側から噛み合う。第２キャリア１１は、第２太陽歯車１３と同一軸線回りに回転する。

第１遊星歯車７と第２遊星歯車１２とは、その外側が内歯車１６に噛み合っている。内歯車１６は、ケーシング２の内面に設けられて回転が固定されている。

第２太陽歯車１３は第１キャリア６の内歯に噛み合っている。また、第２キャリア１１は出力軸１７とスプライン係合されている。第２太陽歯車１３は図外のモータにより回転駆動される。

以上の構成による減速機１は、次のように作動する。即ち、モータの駆動により第１太陽歯車８が回転すると、第１太陽歯車８に噛み合っている第１遊星歯車７が回転する。第１遊星歯車７は回転が固定された内歯車１６と噛み合っているため、第１遊星歯車７が回転すると、その反力により第１キャリア６が回転する。

第１キャリア６が回転すると、第１キャリア６に噛み合っている第２太陽歯車１３が回転する。そして、第２太陽歯車１３が回転することにより、第２遊星歯車１２が回転する。

これに伴い、第２キャリア１１が回転し、第２キャリア１１とスプライン係合された出力軸１７が回転する。

ところで、上記のように第１遊星歯車７及び第２遊星歯車１２が回転するとき、各軸受１０，１５に対して十分な量の潤滑油を供給する必要がある。

そこで、本実施形態の減速機１における遊星歯車機構５は、図２に示すように、各遊星軸９，１４を介して夫々の軸受１０，１５に潤滑油を補給する補給油路１８，１９を備えている。

第２減速機構部４の補給油路１９は、第２遊星軸１４の軸線に沿って形成された孔状の軸部流路２０と、軸部流路２０の上端（上流端）に連続する溝状の上流案内部２１と、軸部流路２０の下端（下流端）に連続して軸受１５の内周で開口する孔状の下流案内部２２とを備えている。

各上流案内部２１は、図３に示すように、第２キャリア１１の上面（外側面）から第２遊星軸１４の上端部にかけて溝状に形成され、軸部流路２０から第２キャリア１１の回転中心に向かって延びている。即ち、各上流案内部２１は、第２キャリア１１の内周縁側から第２遊星軸１４に向かって放射状に形成されている。

更に、図２に示すように、第２遊星軸１４の上端部には上下方向に広がる面による内壁２３が形成されており、この内壁２３が各上流案内部２１の下流端に位置している。

また、各下流案内部２２は、各第２遊星軸１４の内部に形成され、第２キャリア１１の径方向外側に向かって延設されている。

第２減速機構部４の補給油路１９による軸受１５への潤滑油の補給は次のようにして行われる。各上流案内部２１に入った潤滑油は、第２キャリア１１の回転による遠心力で第２キャリア１１の径方向外側に向かって流れる。そして、各上流案内部２１の下流端に流れた潤滑油は内壁２３に突き当る。内壁２３に突き当った潤滑油は軸部流路２０に入り込み、下流案内部２２へ向かう。一方、第２キャリア１１の回転による遠心力は各下流案内部２２内部の潤滑油にも作用する。これにより、各下流案内部２２の潤滑油に軸受１５に向かう流れが形成し、軸部流路２０の潤滑油が下流案内部２２を経て軸受１５に供給される。

このように、第２キャリア１１が回転することにより、第２減速機構部４の補給油路１９から軸受１５への潤滑油の補給が強制的に行われ、第２遊星歯車１２の円滑な回転を得ることができる。

第１減速機構部３の補給油路１８は、図２に示すように、第１遊星軸９の軸線に沿って形成された孔状の軸部流路２４と、軸部流路２４の下端（上流端）に連続する溝状の上流案内部２５と、軸部流路２４の上端（下流端）に連続して軸受１０の内周で開口する孔状の下流案内部２６とを備えている。

各上流案内部２５は、図４に示すように、第１キャリア６の下面（外側面）から第１遊星軸９の下端部にかけて溝状に形成され、軸部流路２４から第１キャリア６の回転中心に向かって延びている。即ち、各上流案内部２５は、第１キャリア６の内周縁側から第１遊星軸９に向かって放射状に形成されている。

更に、図２に示すように、第１遊星軸９の下端部には上下方向に広がる面による内壁２７が形成されており、この内壁２７が各上流案内部２５の下流端に位置している。

また、各下流案内部２６は、各第１遊星軸９の内部に形成され、第１キャリア６の径方向外側に向かって延設されている。

第１減速機構部３の補給油路１８による軸受１０への潤滑油の補給は次のようにして行われる。各上流案内部２１に入った潤滑油は、第１キャリア６の回転による遠心力で第１キャリア６の径方向外側に向かって流れる。そして、各上流案内部２５の下流端に流れた潤滑油は内壁２７に突き当る。内壁２７に突き当った潤滑油は軸部流路２４に入り込み、下流案内部２６へ向かう。一方、第１キャリア６の回転による遠心力は各下流案内部２６内部の潤滑油にも作用する。これにより、各下流案内部２６の潤滑油に軸受１０に向かう流れが形成し、軸部流路２４の潤滑油が下流案内部２６を経て軸受１０に供給される。

第１減速機構部３の補給油路１８における各上流案内部２５は、第１キャリア６の下面に形成されている。これにより、ケーシング２に充填された潤滑油の油面が低下して第１遊星軸９の上端側が潤滑油の油面から露出した場合でも、潤滑油に浸漬された状態にある第１キャリア６の下面から補給油路１８に潤滑油を取り込むことができる。

また、図２に示すように、第２減速機構部４の第２キャリア１１の上面には、第１減速機構部３の第１キャリア６の下面が対向する。

このとき、図示しないが、第１キャリア６の平面視形状が第２キャリア１１の平面視形状と同一であると、第２キャリア１１の上面に形成されている上流案内部２１や第２遊星軸１４の軸部流路２０の上端開口が第１キャリア６に常に覆われた状態となって、第２遊星軸１４の軸部流路２０への潤滑油の取り込みが阻害されるおそれがある。

そこで、図４及び図５に示すように、第１キャリア６は、その平面視形状が、各第１遊星歯車７間に位置する部分を切欠いた形状（本実施形態では、円形の一部をそぎ落とした略三角形状）とされている。これによれば、図５に示すように、第１キャリア６の回転により第２遊星軸１４の軸部流路２０の上端開口が露出する機会が生じ、軸部流路２０に滞りなく潤滑油を取り込むことができる。

更に、第１キャリア６と第２キャリア１１との対向面の夫々に溝状の上流案内部２５，２１を形成したことにより、第１キャリア６と第２キャリア１１との対向面間の間隔が比較的狭くても、潤滑油を軸部流路２４，２０に向かって確実に案内することができる。

これによれば、軸受１５，１０の良好な潤滑を得ながら、第１キャリア６と第２キャリア１１との対向面間の間隔を狭くして減速機１の小型化を図ることが可能となる。

また、上流案内部２５，２１は、第１キャリア６と第２キャリア１１との外面に溝を刻設することによって形成することができ、上流案内部２５，２１を設けることに伴う製造コストの増加も抑えることができる。しかも、上流案内部２５，２１を形成することにより第１キャリア６及び第２キャリア１１の軽量化を図ることもできる。

１…減速機、２…ケーシング、５…遊星歯車機構、６…第１キャリア（キャリア）、７…第１遊星歯車（遊星歯車）、９…第１遊星軸（遊星軸）１０，１５…軸受、１１…第２キャリア（キャリア）、１２…第２遊星歯車（遊星歯車）、１４…第２遊星軸（遊星軸）、１８，１９…補給油路、２０，２４…軸部流路、２１，２５，２８…上流案内部、２２，２６…下流案内部。

Claims (1)

1. 潤滑油が充填されたケーシングに遊星歯車機構が収容され、遊星歯車機構は、上段に位置する第１減速機構部と、下段に位置する第２減速機構部とからなり、
   前記第１減速機構部と前記第２減速機構部とは、夫々、キャリアと、該キャリアに設けられた複数の遊星軸に軸受を介して支持された複数の遊星歯車と、前記遊星軸を介して前記軸受に前記潤滑油を補給する補給油路とを備え、
   前記補給油路は、前記遊星軸の軸線に沿って形成された軸部流路と、前記ケーシング内の潤滑油を前記軸部流路の上流端に案内する上流案内部と、前記軸部流路内の潤滑油を該軸部流路の下流端から前記軸受に案内する下流案内部とを備え、
   前記上流案内部は、前記軸部流路から前記キャリアの回転中心に向かって延設され、
   前記下流案内部は、前記軸部流路から前記キャリアの径方向外側に向かって延設され、
   前記第１減速機構部の補給油路が備える前記上流案内部は、該第１減速機構部の前記キャリア及び前記遊星軸の下部外側面に形成された溝状の流路であり、
   前記第２減速機構部の補給油路が備える前記上流案内部は、該第２減速機構部の前記キャリア及び前記遊星軸の上部外側面に形成された溝状の流路であり、
   前記第１減速機構部の前記キャリアは、該第１減速機構部の各遊星歯車間に位置して前記第２減速機構部の遊星軸の上端を開放する部分を切欠いた平面視形状とされていることを特徴とする減速機。