JP7204289B2 - 歯車装置 - Google Patents
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Description
また、第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
以下、図1、図2を参照して、第1実施形態に係る歯車装置100の構成について説明する。歯車装置100は、例えば、汚染防止の要請がある食品工場などにおいて好適に使用されうる。図1は、第1実施形態に係る歯車装置100を示す正面断面図である。図2は、歯車装置100の側面図であり、ケーシングの一部を破断して示している。本実施形態の歯車装置100は、モータ10と、歯車機構12と、カップリング16と、を有する。モータ10はモータ軸10bを有する。モータ10は、歯車機構12を駆動可能なものであれば特に限定されない。本実施形態のモータ10は、ACサーボモータである。歯車機構12は、入力軸としての第1軸14と、出力軸としての第4軸22と、を有し、第1軸14に入力された回転を、減速して第4軸22から出力する。以下、第1軸14の中心軸線Laに沿った方向を「軸方向」といい、その中心軸線Laを中心とする円の円周方向、半径方向をそれぞれ「周方向」、「径方向」とする。
カップリング16について説明する。カップリング16は、モータ軸10bと第1軸14とを連結する。カップリング16は、様々な原理に基づく公知のカップリングであってもよい。カップリング16は、例えば、軸とカップリングとにスプラインを切るスプラインカップリングでもよいし、キーを用いたキーカップリングであってもよい。カップリング16は、複数のセットスクリュウ16bを備えている。カップリング16は、セットスクリュウ16bを緩めた状態で被連結軸を挿入し、セットスクリュウ16bを締め付けることによって被連結軸に摩擦締結で固定され連結される。セットスクリュウ16bは、後述する開口部から挿通された工具(不図示)によって締め付けされる。
稼働時の温度上昇により第1空間50の内圧が高くなると、オイルシールなどから潤滑剤60が噴出す懸念がある。そこで、本実施形態の歯車装置100は、第1空間50と、第2空間52との間を連通する連通路56を有している。連通路56は、潤滑剤60が常時存在する領域から上方に離れた位置に設けられることが望ましく、本実施形態では歯車機構12より鉛直上側に配置されている。この例の連通路56は、第2ケーシング32bに穿設された、軸方向に貫通する孔である。連通路56を有することにより、第1空間50は、連通路56と第2空間52とを介して外部と連通する。
連通路56を有することにより、第1空間50から潤滑剤60のミストが第2空間52に進入することがある。このため、第2空間52の下方を画定する第2ケーシング32bの下面32eは、第2空間52に進入した潤滑剤60を溜める潤滑剤溜りとして機能する。第2空間52に到達した潤滑剤60は、第2空間52を取り囲む壁面に付着した後、重力により下方に移動して下面32eに集まる。このように構成されることにより、潤滑剤60の外部への流出を抑制することができる。
次に、歯車機構12について説明する。図1に示すように、歯車機構12は、中間軸としての第2軸18、第3軸20と、各軸に設けられた複数の歯車と、各軸を回転自在に支持する複数の軸受と、潤滑剤60と、を有する。第1軸14、第2軸18、第3軸20、第4軸22は、第1ケーシング32aと第2ケーシング32bとの間にそれぞれ軸方向に延在する。本実施形態の第1軸14、第2軸18および第3軸20は、中実軸であり、本実施形態の第4軸22は、中空軸である。第1軸14、第2軸18および第3軸20は、中空軸であってもよいし、第4軸22は、中実軸であってもよい。
潤滑剤60について説明する。潤滑剤60は、複数の歯車を潤滑可能なものであれば特に限定されず、オイルであってもよいし、グリスであってもよい。本実施形態の潤滑剤60は、複数の歯車の潤滑性を向上するためにちょう度の高い(柔らかい)グリスである。ちょう度の高いグリスは、稼働時の温度上昇により流動性が高くなり、外部へ流出しやすくなる。このため、本実施形態では、潤滑剤60の流出を抑制するために、図1に示すように、歯車機構12と連通路56との間に遮蔽部材54が設けられている。遮蔽部材54については後述する。
第1軸受41の第2空間52側には潤滑剤60の第2空間52側への流出を抑制するオイルシールが設けられる。本実施形態のオイルシールは軸方向に連続して設けられる2つのオイルシール34を含む。2つのオイルシール34は、第2ケーシング32bの第1軸14が貫通する貫通孔と第1軸14との間に配置される。オイルシール34としては潤滑剤の流出を抑制する公知のオイルシールを用いることができる。第1軸14は相対的に高速で回転するのでオイルシール34の劣化は進みやすいため、この例ではオイルシールは2連配置されている。
ここで遮蔽部材54を説明する前に、図3を参照して比較例について説明する。図3は、比較例に係る歯車装置500の連通路56の周辺を拡大して示す断面図である。比較例の歯車装置500は、第1実施形態の歯車装置100に対して遮蔽部材54を備えない点で相違し、他の構成は同じである。
遮蔽部材54は、潤滑剤60を遮れる位置であれば歯車機構12と連通路56との間のどこに設けられてもよい。本実施形態の遮蔽部材54は、歯車機構12の歯車のうち連通路56に最も近い第1駆動歯車24と、連通路56との間に設けられる。図4に示すように遮蔽部材54は、第2ケーシング32bの連通路56の近傍から第1ケーシング32aに向かって水平に突出している。遮蔽部材54は、第1駆動歯車24の上側を覆う庇のような形状を有する。遮蔽部材54は、第1駆動歯車24の上側を覆う部分が側面視で円弧状をなしている(図2も参照)。
次に、図6を参照して、第2ケーシング32bに設けられた開口部58について説明する。図6は、開口部58の周辺を示す正面視の図である。第2空間52を画定する第2ケーシング32bには、カップリング16を連結する工具(不図示)を挿入するための開口部58が設けられる。開口部58は、工具を挿入してカップリング16のセットスクリュウ16bを操作可能な大きさと形状を有する。本実施形態の開口部58は、第2ケーシング32bの正面側に設けられた略矩形の開口である。開口部58には、板状のカバー部材57を取付けるための周縁58bが開口を縁取るように設けられている。カバー部材57は、略矩形の板状の部材であって、周縁58bに、シール(不図示)を挟んで、例えば4個のスクリュ57sで固定される。カバー部材57は、4個のスクリュ57sを周縁58bに設けられた雌ねじ58sに螺合することによって固定される。
次に、図7を参照して、第2実施形態に係る歯車装置200について説明する。図7は、第2実施形態に係る歯車装置200の遮蔽部材54の周辺を示す側面視の図である。第2実施形態の図面および説明では、第1実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。第1実施形態と重複する説明を適宜省略し、第1実施形態と相違する構成について重点的に説明する。第2実施形態は、遮蔽部材54を補強する補強部材55を有し、補強部材55に給脂孔55bが設けられる点で第1実施形態と相違しその他の構成は同様である。
遮蔽部材54が変形すると第1駆動歯車24などと接触する可能性がある。このため、第2実施形態は、遮蔽部材54を補強するように、第2ケーシング32bと遮蔽部材54とをつなぐ補強部材55を有する。補強部材55の形態は、遮蔽部材54を補強可能なものであれば特に限定されない。第2実施形態の補強部材55は、第2ケーシング32bの上部から下向きに延びて遮蔽部材54に結合されるリブ状の部分である。この例では、補強部材55は、第2ケーシング32bおよび遮蔽部材54と一体に形成されている。連通路56は、補強部材55を避けた位置に配置されている。
第2実施形態は、第1空間50に潤滑剤60を供給するために給脂孔55bが設けられる。給脂孔55bの形態は、潤滑剤60を供給可能なものであれば特に限定されない。第2実施形態の給脂孔55bは、第2ケーシング32bの上部表面から遮蔽部材54の下面まで、補強部材55を上下に貫通する孔である。潤滑剤60の流出や異物の侵入を防ぐために、給脂孔55bには給脂孔55bを塞ぐふた部材55cが装着される。ふた部材55cの形態は、潤滑剤60の流出を抑制可能なものであれば特に限定されない。例えば、給脂孔55bに雌ねじを形成し、ふた部材55cに雄ねじを形成し、これらを螺合するようにしてもよい。
第1実施形態の説明では、遮蔽部材54が第2ケーシング32bに設けられ、第2ケーシング32bから第1ケーシング32aに向かって張出している例を示したが、本発明はこれに限定されない。遮蔽部材54は、第1ケーシング32aに設けられ、第1ケーシング32aから第2ケーシング32bに向かって張出してもよい。また、遮蔽部材54は、第2ケーシング32bと第1ケーシング32aとの両方に設けられてもよい。
第1実施形態の説明では、開口部58は、第2空間52を画定する第2ケーシング32bの正面側に設けられた略矩形の開口である例を示したが、本発明はこれに限定されない。開口部58は、例えば、第2ケーシング32bの背面側、上面側など正面側以外の箇所に設けられてもよい。例えば、開口部を上面側に取り付ければ、一層開口部から漏れ出しにくくなる。また、開口部58は、例えば、円形、長円形など矩形以外の形状であってもよい。
Claims (6)
- モータ軸を有するモータと、歯車機構と、前記モータ軸と前記歯車機構の入力軸とを連結するカップリングとを有する歯車装置であって、
前記歯車機構を収納し、潤滑剤が保持される第1空間と、
前記第1空間と、前記カップリングを収納する第2空間との間を連通する連通路を有し、
前記歯車機構と前記連通路との間に遮蔽部材が設けられ、
前記第2空間は、前記モータの外側端面によって画定され、当該外側端面から前記モータの外部へ突出する前記モータ軸を収納する空間であることを特徴とする歯車装置。 - 鉛直方向から視たとき、前記遮蔽部材は、前記歯車機構の歯車のうち前記遮蔽部材に最も近い歯車と、少なくとも一部が重なることを特徴とする請求項1に記載の歯車装置。
- 前記第1空間を画定するケーシングと、前記遮蔽部材とをつなぐ補強部材を有することを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載の歯車装置。
- モータ軸を有するモータと、歯車機構と、前記モータ軸と前記歯車機構の入力軸とを連結するカップリングとを有する歯車装置であって、
前記歯車機構を収納し、潤滑剤が保持される第1空間と、
前記第1空間と、前記カップリングを収納する第2空間との間を連通する連通路を有し、
前記歯車機構と前記連通路との間に遮蔽部材が設けられ、
前記第1空間を画定するケーシングと、前記遮蔽部材とをつなぐ補強部材を有し、
前記補強部材には、前記第1空間に潤滑剤を供給する給脂孔が設けられ、
前記給脂孔には、ふた部材が装着されることを特徴とする歯車装置。 - 前記歯車機構は、低速軸と、前記低速軸より上側に配置され、前記低速軸より高速で回転する高速軸とを有し、
運転停止状態で前記潤滑剤の移動がなくなった状態における前記潤滑剤の液面は、前記高速軸より下側に位置することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の歯車装置。 - モータ軸を有するモータと、歯車機構と、前記モータ軸と前記歯車機構の入力軸とを連結するカップリングとを有する歯車装置であって、
前記歯車機構を収納し、潤滑剤が保持される第1空間と、
前記第1空間と、前記カップリングを収納する第2空間との間を連通する連通路を有し、
前記歯車機構と前記連通路との間に遮蔽部材が設けられ、
前記第2空間を画定するケーシングには、前記カップリングを連結するための工具を挿入するための開口部であって、カバー部材が装着された開口部が設けられ、
前記第2空間と外部との間には、前記開口部を介して空気が流れる隙間が設けられることを特徴とする歯車装置。
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