JP6479741B2 - 歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウォームギアを具えた歯車装置において、ウォームギアの潤滑性向上及び油漏れ防止の技術に関する。

ウォームギアを具えた歯車装置においては、円滑な作動のために、ウォームギアのウォームとウォームホイールのかみ合いを潤滑する必要がある。ウォームギアの潤滑のためには、潤滑油やグリースにウォーム又はウォームホイールを浸すオイルバス方式・グリースバス方式がある。しかし、これらの方式では、油漏れの可能性があるため、油漏れを嫌う分野の歯車装置、例えば、食品・衣類関連の搬送装置に使用される歯車装置として、不向きである。

一方、油漏れを防止するために、高粘度で流動性がない固いグリース、すなわち、稠度が低いグリースをウォームとウォームホイールの歯面に塗布するというグリース塗布方式がある。グリース塗布方式の場合、ウォームとウォームホイールの歯面にグリースが付着しているという状態を保持しなければ、ウォームとウォームホイールのかみ合いによってグリースが歯面外に押出され、また、ウォームギアが高速で回転したとき、グリースが歯面から飛散してしまうので、ウォームギアの焼付きが起こり、不具合が発生する可能性がある。そこで、ウォームとウォームホイールの歯面にグリースを保持するための技術として、例えば、以下のものが考案されている。

特開２００５−６９４７６号公報 特開２００９−２４８７２４号公報 特開２０１４−８０９８５号公報 特開２０１４−１２２６５９号公報

特許文献１には、グリースが塗布された歯車の外周部の一部に近接包囲して設けられたグリース循環機構を具えた歯車装置が開示されており、グリース循環機構によって、歯車の歯溝から押出されるグリースが収集され、歯車に再補給されるとされている。

特許文献２には、ウォームホイールの軸方向の下端部に、ウォームホイールより外径側でウォームとかみ合うかみ合い部を有するグリース戻し機構を具えた歯車装置が開示されており、グリース戻し機構によって、グリースがウォームホイールの歯筋方向へ押出されるのを抑制することができるとされている。

特許文献３には、ウォームホイール及びウォームのかみ合い部分と、ウォームホイールの外周側とハウジングとの間の空間にのみグリースを充填し、ウォームホイールの外周側とハウジングとの間の空間のグリースは、ウォームホイールの歯面と、ハウジングのウォームホイールに対向する内周面の両方に接するように充填されている歯車装置が開示されている。この構成によれば、ウォームホイールとウォームのかみ合い部分と、ウォームホイールの外周側とハウジングとの間の空間にのみ充填されたグリースが、ウォームとウォームホイールのかみ合いによってグリースが掻き出されるのを防止でき、グリースが掻き出された場合であっても、ウォームホイールの外周側とハウジングとの間の空間に充填されたグリースが、ウォームとウォームホイールの回転に伴ってかみ合い部分に供給されるとされている。

特許文献４には、ウォームホイール及びウォームのかみ合い部分、ウォームホイールの外周側とハウジングとの間の空間に比較的低粘度の第一グリースを塗布し、ウォームホイールの両側面に比較的高粘度の第二グリースを塗布した歯車装置が開示されている。本構成によれば、第二グリースによって、第一グリースがウォームホイールの両側面側に押出されるのを防止して、第一グリースのウォームギアのかみ合い部への流入を補助・促進することができるから、少量のグリースを充填するだけで確実にグリース切れを防止することができるとされている。

しかし、特許文献１，２の歯車装置の場合、グリース循環機構又はグリース戻し機構のための部品が必要であるため、その分、部品点数が多く、装置が複雑化するという問題がある。

他方、特許文献３の歯車装置の場合、グリース循環機構やグリース戻し機構のための部品は不要で、シンプルな構造とすることができるが、ウォームギアが高速回転したとき、ウォームとウォームホイールのかみ合い部からグリースが飛散し、潤滑不良を起こす可能性がある。

また、特許文献４の歯車装置の場合、性質の異なる２種類のグリースを特定の部位に塗布しなければならないから、歯車装置の製造が煩雑であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、シンプルな構造で、ウォームギアが高速回転した場合でも潤滑を維持することができ、油漏れを防止することができる歯車装置を提供することを目的とする。

本発明は、ウォーム及び該ウォームとのかみ合い部を有するウォームホイールからなるウォームギアと、前記ウォームギアが収納され、前記ウォームホイールの歯面の少なくとも一部に対向するウォームホイール歯面対向面と、前記ウォームホイールの一側面の少なくとも一部に対向するウォームホイール一側面対向面を具えたハウジングと、前記かみ合い部及び前記ウォームホイールの歯面と前記ウォームホイール歯面対向面の間に充填されているグリースを具えた歯車装置において、
前記グリースが、前記ウォームホイールの一側面と前記ウォームホイール一側面対向面の間に充填され、
前記充填されたグリースが連続していることを特徴とする歯車装置によって前記課題を解決した。

本発明によれば、グリースが、連続するように、ウォームギアのかみ合い部、ウォームホイールの歯面とウォームホイール歯面対向面の間、及びウォームホイールの一側面とウォームホイール一側面対向面の間に充填されているという構成であるため、性質の異なるグリース、或いは、グリースを循環させるための部品は不要である。また、ウォームギアが高速回転した場合でもグリースの飛散が抑制されるので、ウォームギアの潤滑を維持することができ、グリースをハウジング内部全体に充填させる必要がないから、油漏れを防止することができる。また、ウォームとウォームホイールのかみ合いによって発生した熱が、ウォームホイールの一側面とウォームホイール一側面対向面の間に充填されているグリースを通じてハウジングに伝達され易く、ハウジングから放熱することができるので、ウォームギアの発熱を抑えることもできる。

また、グリースを、ウォームの歯面とハウジングのウォーム歯面対向面の間にグリースを充填することで、ウォームとウォームホイールのかみ合い部へグリースが供給されることを促進することができ、ウォームからハウジングへの熱の伝達を促進することができる。また、ウォームホイールの他側面とハウジングのウォームホイール他側面対向面の間にグリースを充填することで、ウォームギアのかみ合い部に充填されたグリースの飛散をさらに防止し、ウォームギアの発熱を一層抑えることもできる。

一方、ウォームホイールと同軸線上の入力平行歯車と、当該入力平行歯車とかみ合う出力平行歯車を具えた多段歯車装置においても、入力平行歯車と出力平行歯車の平行歯車かみ合い部、及びウォームホイールと対向する入力平行歯車又は出力平行歯車との間にグリースを充填すれば、油漏れを抑制しながら、ウォームギアと平行歯車を潤滑することができる。

また、入力平行歯車又は出力平行歯車の歯幅が異なり、平行歯車かみ合い部がウォームホイール側に段部を形成している構成とすれば、平行歯車かみ合い部の段部にグリースが溜まり易いので、グリースの他部への流出を防ぐことができる。

また、入力平行歯車の歯面とハウジングの入力平行歯車歯面対向面の間、或いは、出力平行歯車の歯面とハウジングの出力平行歯車歯面対向面の間にグリースを充填することで、入力平行歯車又は出力平行歯車の回転によるグリースの飛散を防止し、平行歯車の潤滑を維持することができる。

また、出力平行歯車からトルクが伝達される出力軸と、ハウジングと出力軸の間に設けられる封止部材をさらに具える場合において、ハウジングの封止部材より内側に空間部を具えている構成とすれば、グリースが封止部材に到達し難いので、油漏れの可能性をさらに小さくすることができる。

本発明の第一実施形態の正面視一部縦断面図。 図１の２−２線断面図。 本発明の第二実施形態の要部の拡大断面図。

本発明の実施例を、図１〜３を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１に示されている歯車装置１０は、モータＭと、モータＭが連結されているハウジング１２を具えている。ハウジング１２内部には、ウォームギア２０と平行歯車３０が収納されている。本発明は、ウォームギアのみから構成される歯車装置にも適用可能であるが、便宜上、ウォームギア２０と平行歯車３０を有する歯車装置１０を用いて説明する。

モータＭの入力軸１４は、ウォームギア２０のウォーム２２に連結されているので、モータＭからのトルクはウォーム２２に伝達され、次いで、ウォーム２２とかみ合い部２６を介してかみ合うウォームホイール２４に伝達される。そして、ウォームホイール２４に伝達されたトルクはハウジング１２に回転可能に設けられている中間軸１８を通じて、中間軸１８の同軸線上に設けられている入力平行歯車３２に伝達される。入力平行歯車３２は、出力軸１６上に設けられている出力平行歯車３４と平行歯車かみ合い部３７を介してかみ合っているため、入力平行歯車３２に伝えられたトルクは、出力平行歯車３４を通じて出力軸１６に伝達される。出力軸１６には、図示しないシャフト等が連結される。なお、出力軸１６は図示しているような中空のもの以外に、中実の軸であってもよい。

図２に示すとおり、ハウジング１２と出力軸１６の間には封止部材４２，４４が配設される。これにより、ハウジング１２内部は密封されている。ハウジング１２の内面には、ウォームホイール２４の歯面の少なくとも一部に対向するウォームホイール歯面対向面２５（図１参照）と、ウォーム２２の歯面の少なくとも一部に対向するウォーム歯面対向面２３、ウォームホイール２４の一側面の少なくとも一部に対向するウォームホイール一側面対向面２７、ウォームホイール２４の他側面の少なくとも一部に対向するウォームホイール他側面対向面２８、入力平行歯車３２の歯面の少なくとも一部に対向する入力平行歯車歯面対向面３６、出力平行歯車３４の歯面の少なくとも一部に対向する出力平行歯車歯面対向面３８がある。

歯車装置１０では、ウォーム２２とウォームホイール２４のかみ合い部２６及びウォームホイール２４の歯面とウォームホイール歯面対向面２５の間にグリースが充填され、さらに、ウォームホイール２４の一側面とウォームホイール一側面対向面２７の間にもグリースが充填されている。ここで、「充填」とは、両方の部材に接する程度に詰められている意味であり、ウォームホイール２４の歯面とウォームホイール歯面対向面２５の両方、及びウォームホイール２４の一側面とウォームホイール一側面対向面２７の両方に接する程度にグリースが詰められていることになる。使用されるグリースは、ウォーム２２やウォームホイール２４、ウォームホイール歯面対向面２５に付着して流れ落ちない程度に高粘度で流動性がない固いグリース、すなわち、稠度が低いグリースである。グリースは、後述する他の部位に充填されるグリースも含め、互いに連続するように充填される。なお、グリースは図示を省略している。

このように、ウォームギア２０のかみ合い部２６、ウォームホイール２４の歯面とウォームホイール歯面対向面２５の間、及びウォームホイール２４の一側面とウォームホイール一側面対向面２７の間に、各々のグリースが連続するようにグリースを充填すれば、ウォームギア２０が高速回転した場合でも、ウォームホイール２４の一側面とウォームホイール一側面対向面２７の間に充填されたグリースによって、ウォームギア２０のかみ合い部２６に充填されたグリースの飛散が抑制されるので、ウォームギア２０の潤滑を維持することができる。よって、ウォームギア２０を潤滑するために、グリースをハウジング内部全体に充填させる必要はないので、油漏れを防止し易く、性質の異なるグリース、或いは、グリースを循環させるための部品も不要である。よって、シンプルな構造とすることができる。また、ウォーム２２とウォームホイール２４のかみ合いによって発生した熱が、ウォームホイール２４の一側面とウォームホイール一側面対向面２７の間に充填されているグリースを通じてハウジング１２に伝達され易く、その熱をハウジング１２から放熱することができるので、ウォームギア２０の発熱を抑えることもできる。

また、ウォーム２２の歯面とウォーム歯面対向面２３の間にグリースをさらに充填してもよい。これにより、ウォーム２２とウォームホイール２４のかみ合い部２６へのグリースの供給と、ウォーム２２からハウジング１２への熱の伝達を促進することができる。一方で、ウォームホイール２４の他側面とハウジング１２のウォームホイール他側面対向面２８の間にグリースを充填することで、ウォームギア２０のかみ合い部２６に充填されたグリースの飛散をさらに防止し、且つ、ウォームホイール２４からハウジング１２への熱の伝達をさらに促し、ウォームギア２０の発熱を一層抑えることもできる。

歯車装置１０のように、ウォームギア２０の他に平行歯車３０を具える多段歯車装置の場合、入力平行歯車３２と出力平行歯車３４の平行歯車かみ合い部３７、並びにウォームホイール２４と対向する入力平行歯車３２及び出力平行歯車３４との間にグリースを充填すれば、油漏れを抑制しながら、ウォームギア２０と平行歯車３０を潤滑することができる。

ここで、図示しているように、入力平行歯車３２と出力平行歯車３４の歯幅を異なるものとし、平行歯車かみ合い部３７がウォームホイール２４側に段部３９を形成している構成とするのがよい。本構成によれば、平行歯車かみ合い部３７の段部３９にグリースが溜まり易いので、グリースの他部への流出を防ぐことができるからである。なお、歯車装置１０では、入力平行歯車３２の歯幅が出力平行歯車３４の歯幅よりも大きいが、逆の構成としてもよい。

また、入力平行歯車３２の歯面とハウジング１２の入力平行歯車歯面対向面３６の間にグリースを充填することで、入力平行歯車３２の回転によるグリースの飛散を防止することができる。同様に、出力平行歯車３４の歯面とハウジング１２の出力平行歯車歯面対向面３８の間にグリースを充填した場合、出力平行歯車３４の回転によるグリースの飛散を防止し、平行歯車３０の潤滑を維持することができる。

本発明では、ウォーム２２とウォームホイール２４のかみ合い部２６、ウォームホイール２４の歯面とウォームホイール歯面対向面２５の間、及びウォームホイール２４の一側面とウォームホイール一側面対向面２７の間にグリースが充填されていれば、上記に説明した他の部分のグリースは、グリースが全体として１つの連続していれば、選択的に組み合わせて充填することができる。

ハウジング１２の内部においては、特に、封止部材４２，４４より内側にグリースが存在していない空間部４６，４８を設けるのがよい。本構成によれば、グリースが封止部材４２，４４に到達し難いので、油漏れの可能性をさらに小さくすることができる。

図３は、本発明の別の実施態様を示している。基本的な構成は歯車装置１０と同様であるため、異なる点について説明する。歯車装置１０ａのように、入力平行歯車３２ａの歯先までの径がウォームホイール２４の歯先までの径より大きい場合、入力平行歯車３２ａと出力平行歯車３４ａの平行歯車かみ合い部３７ａ、並びにウォームホイール２４と対向する入力平行歯車３２ａとの間にグリースを充填すれば、油漏れを抑制しながら、ウォームギア２０と平行歯車３０ａを潤滑することができる。また、入力平行歯車３２ａと出力平行歯車３４ａの平行歯車かみ合い部３７ａがウォームホイール２４の歯先までの径の範囲内に位置していれば、入力平行歯車３２ａと出力平行歯車３４ａの歯幅を異なるものとし、平行歯車かみ合い部３７ａがウォームホイール２４側に段部３９ａを形成するようにすることもできる。

上記に説明したように、本発明は、ハウジング内に配設されるウォームギア、或いは、ウォームギア及びそのウォームホイールの同軸上に配設される入力平行歯車を具える平行歯車を具えた歯車装置に適用できるものであるが、これらのウォームギアと平行歯車以外に歯車機構を具えている歯車装置にも適用することができる。

以上、本発明によれば、シンプルな構造で、ウォームギアが高速回転した場合でも潤滑を維持することができ、油漏れを防止することができる歯車装置とすることができる。

１０，１０ａ 歯車装置
１２ ハウジング
１６ 出力軸
２０ ウォームギア
２２ ウォーム
２３ ウォーム歯面対向面
２４ ウォームホイール
２５ ウォームホイール歯面対向面
２６ かみ合い部
２７ ウォームホイール一側面対向面
２８ ウォームホイール他側面対向面
３２，３２ａ 入力平行歯車
３４，３４ａ 出力平行歯車
３６ 入力平行歯車歯面対向面
３７，３７ａ 平行歯車かみ合い部
３８ 出力平行歯車歯面対向面
３９，３９ａ 段部
４２，４４ 封止部材
４６，４８ 空間部

Claims (8)

1. ウォーム及び該ウォームとのかみ合い部を有するウォームホイールからなるウォームギアと、前記ウォームギアが収納され、前記ウォームホイールの歯面の少なくとも一部に対向するウォームホイール歯面対向面と、前記ウォームホイールの一側面の少なくとも一部に対向するウォームホイール一側面対向面を具えたハウジングと、前記かみ合い部及び前記ウォームホイールの歯面と前記ウォームホイール歯面対向面の間に充填されているグリースを具えた歯車装置において、
   前記グリースが、前記ウォームホイールの一側面と前記ウォームホイール一側面対向面の間に充填され、
   前記充填されたグリースが連続していることを特徴とする、
   歯車装置。
2. 前記ハウジングが、前記ウォームの歯面の少なくとも一部に対向するウォーム歯面対向面をさらに具え、
   前記ウォームの歯面と前記ウォーム歯面対向面の間にグリースが充填されている、請求項１の歯車装置。
3. 前記ハウジングが、前記ウォームホイールの他側面の少なくとも一部に対向するウォームホイール他側面対向面をさらに具え、
   前記ウォームホイールの他側面と前記ウォームホイール他側面対向面の間にグリースが充填されている、請求項１又は２の歯車装置。
4. 前記ウォームホイールと同軸線上に設けられている入力平行歯車、及び前記入力平行歯車との平行歯車かみ合い部を有する出力平行歯車をさらに具え、
   前記平行歯車かみ合い部、及び前記ウォームホイールと対向する前記入力平行歯車又は出力平行歯車との間にグリースが充填されている、請求項１から３のいずれかの歯車装置。
5. 前記入力平行歯車又は出力平行歯車の歯幅が異なり、前記平行歯車かみ合い部が前記ウォームホイール側に段部を形成している、請求項４の歯車装置。
6. 前記ハウジングが、前記入力平行歯車の歯面の少なくとも一部に対向する入力平行歯車歯面対向面をさらに具え、
   前記入力平行歯車の歯面と前記入力平行歯車歯面対向面の間にグリースが充填されている、請求項４又は５の歯車装置。
7. 前記ハウジングが、前記出力平行歯車の歯面の少なくとも一部に対向する出力平行歯車歯面対向面をさらに具え、
   前記出力平行歯車の歯面と前記出力平行歯車歯面対向面の間にグリースが充填されている、請求項４から６のいずれかの歯車装置。
8. 前記出力平行歯車からトルクが伝達される出力軸と、前記ハウジングと出力軸の間に設けられる封止部材をさらに具え、
   前記ハウジングの前記封止部材より内側に空間部を具えている、請求項４から７のいずれかの歯車装置。

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