JPH07310808A - ギヤボックスの内圧変化吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ギヤボックスに充填された潤滑材の漏出を確
実に防止し、減速歯車機構の円滑作用と耐用寿命を確保
し得るギヤボックスの内圧変化吸収装置をきょうするこ
と。 【構成】 ギヤボックス１０における歯車室２８内部に
充填された潤滑材３０と接した受圧面を有し、室２８の
内圧の上昇変化に従って室内部の空間を漸増させるよう
に移動可能な可動部材４６、６０を設け、同可動部材４
６、６０の変位によって、室内容積の増加を図り、内圧
の上昇を吸収する構成をとった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械や産業用ロボ
ット、その他の種々の機械装置における減速機として用
いられるギヤボックスの構造に関し、特に、グリースや
潤滑オイル等の潤滑材が充填された密閉ギヤボックスの
内部のグリースや潤滑オイルが温度変動に伴って体積変
化を生じ、内圧の変化を来した場合にも該内圧変化を吸
収してグリースや潤滑オイルの漏出を防止することが可
能なギヤボックスの内圧変化吸収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータ等の回転駆動源と工作機械の回転
テーブルや産業用ロボットの旋回胴等の被駆動体との間
に配設されて駆動力を減速、伝達するギヤボックスは、
内部に歯車トレインを内蔵し、これらの歯車の噛合部を
潤滑するために、グリースや潤滑オイルを充填した密閉
箱の構造を有している。そして、このような密閉箱形の
ギヤボックスにおいては、該ギヤボックスの出力軸端部
には内部の潤滑材の漏れを防止するＯリング状のシール
やリップシール等のオイルシール手段が装着されて箱内
部から外部への潤滑材の流出を阻止するように構成され
ている。

【０００３】上述のようなギヤボックスに対する潤滑材
の充填に当たっては、従来からギヤボックスの作用中に
おける歯車トレインの噛合部で発生する熱や電動機等か
らの伝導熱によって生ずる潤滑材の温度上昇時の体積変
化を吸収して潤滑材に掛かる異常圧力を吸収し、漏出を
防止する工夫は十分になされていなかった。すなわち、
従来の潤滑材の漏出防止は、ギヤボックス内部の潤滑材
が充填される内部歯車室の空間に該潤滑材を略充填して
から、更に、空気を吹き込み、空気の充満空間を潤滑材
と接して形成し、ギヤボックスの作用時に発生した潤滑
材の温度上昇に伴う膨張によって生じた室内圧の上昇を
空気充満空間の収縮によって吸収し、潤滑材に作用する
圧力上昇を防止する程度のことが実施されているに過ぎ
なかった。つまり、ギヤボックスの歯車室内に充満させ
た潤滑材の温度変動に伴う膨張と、それに伴う室内圧の
上昇を積極的に抑制する手段を配設することは未だ実施
されていなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、上述した空
気充満空間では、十分にギヤボックスの潤滑材が充填さ
れた歯車室の室内圧の上昇を吸収し得ず、潤滑材の流出
圧によりシール材、特にリップシールのリップ部分では
出力軸との密着部で変形によるめくれが発生して結局、
温度上昇で液化した潤滑材が流出してしまう問題があっ
た。

【０００５】更に、空気充満空間を歯車室の潤滑材充填
空間内に確保するためには、その分だけ、潤滑材の充填
量が犠牲にされ、その結果、潤滑材充填空間の上方領域
では潤滑材が届かないために、歯車トレインの噛合面で
潤滑涸れが発生して歯車の磨耗や騒音発生の原因となる
不具合もあった。依って、本発明の目的は、ギヤボック
スにおける歯車室内の潤滑材充填空間における内圧を積
極的に吸収する手段を開発、提供することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、工作機械や産業用ロ
ボット等の長時間使用機器にも適用してギヤボックスの
内圧の上昇を吸収し、潤滑材の流出防止を図ることが可
能なギヤボックスの内圧変化吸収装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的に鑑
みて、ギヤボックスにおける歯車室の内部の潤滑材充填
空間内部に潤滑材と接した受圧面を有し、室内圧の上昇
に従って室内部の空間を漸増させるように移動可能な可
動部材を設け、この可動部材の変位によって、室内容積
の増加を図り、内圧の上昇を吸収する構成をとったもの
である。

【０００８】すなわち、本発明によれば、駆動源と被駆
動体との間に配設されるギヤボックスの歯車室内部を充
填した潤滑材の温度変動による体積膨張に伴う該ギヤボ
ックスの圧力変化を吸収する装置において、前記ギヤボ
ックス内部に装着され、前記充填潤滑材に常時、接触し
た受圧面を有し、受圧時に変位して該充填潤滑材の膨張
に伴う前記歯車室内部の圧力変化を吸収可能な受圧可動
体を具備したギヤボックスの内圧変化吸収装置が提供さ
れるのである。

【０００９】上述の構成における受圧可動体は、前記ギ
ヤボックスの歯車室の一部に設けた開口から該室内に装
填される柔軟材から成る袋体と、該開口に封止され、該
袋体を保持した封栓とから形成され、該封栓に形成した
通孔を該袋体内に連通させた構成とすることができる。
また、上記袋体を形成する柔軟材は、弾性材、好ましく
は、合成ゴム材料に依って形成され、歯車室内における
潤滑材の充填量に応じて予め選定した内容積を有するよ
うに形成することが好ましい。

【００１０】また、上述の構成における受圧可動体は、
前記ギヤボックスの歯車室の一部に設けたピストン室内
に封止部材を介して摺動自在に装着され、受圧面を該歯
車室内に充填された潤滑材に直面させた配設したピスト
ン部材に依って構成するようにしても良い。なお、ピス
トン部材は、耐磨耗性を有すべく、金属材料、好ましく
は、アルミニウム材料またはステンレス材等の鉄系材料
等によって形成することが好ましい。

【００１１】

【作用】上述の構成によれば、受圧可動体は、ギヤボッ
クスの作動中に歯車室内で歯車の噛合、回動に応じて発
生した熱や外部からの伝導熱によって充填されている潤
滑材料の温度上昇に伴う体積膨張が発生し、室内部の圧
力上昇が発生すると、受圧可動体が変位し、潤滑材の充
填空間容積を拡張して圧力上昇を吸収し、以て潤滑材に
作用する圧力上昇を抑止し、該潤滑材がギヤボックスの
封止部を通して流出するのを防止するように作用する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて、更に詳細に説明する。図１は、本発明に係る内圧
変化吸収装置を備えたギヤボックスを、例えば、産業用
ロボット等の縦軸回りの旋回部に適用した例を示した要
部を断面図示した正面図、図２は、図１に示した実施例
に具備された内圧変化吸収装置の構成を拡大図示した部
分拡大断面図、図３は、同内圧変化吸収装置の吸収作用
を説明する図２と同様の断面図、図４は、内圧変化吸収
装置の他の実施例を示す部分拡大断面図、図５は、図４
に示した装置の吸収作用を説明する断面図である。

【００１３】さて、図１を参照すると、ギヤボックス１
０は、固定部１２上に載置され、駆動源モータＭの回転
出力を減速して上記固定部１２に対して図示されていな
い回転軸受を介して縦軸回りに相対的に回動し、当該ギ
ヤボックス１０に搭載された被旋回体１４に縦軸回りの
回動作用を付与する構成になっている。ここて、ギヤボ
ックス１０の内部には、減速用の歯車機構が設けられ、
図示の例では、駆動源モータＭの出力軸１６に結合した
ピニオン１８を介して大歯車２０、小歯車２２、出力歯
車２４を介してギヤボックス１０の出力軸２６を所定の
減速比で回動させ、従って被旋回体１４を所定の減速率
によって回動させるように形成されている。そして、ギ
ヤボックス１０の上記歯車機構が内装された歯車室２８
の内部には潤滑材３０が充填され、噛合した歯車１８〜
３４の回転時の潤滑を行う構成を有している。

【００１４】ここで、本発明によれば、ギヤボックス１
０の歯車室２８の内部には、減速歯車機構の噛合、回動
時に発生する摩擦熱や回転駆動源モータＭから伝達され
る伝導熱等によって充填された潤滑材、例えばグリース
等が加熱され、熱膨張した場合に室２８の内部圧力が上
昇したとき、この圧力の上昇変化を吸収するための内圧
変化装置４０が設けられている。

【００１５】この内圧変化吸収装置４０は、ギヤボック
ス１０の歯車室２８の内部の歯車機構から比較的離れた
位置に開設された開口３２から歯車室２８の内部の潤滑
材に向けて装着されている。そして、ギヤボックス１０
は、後述のように、シール部材４２、４４によって上部
は上記開口３２で封止され、下方部は出力軸２６の周囲
で封止されることにより、密閉された箱形構造体に形成
されている。

【００１６】ここで、上述した内圧変化吸収装置４０の
実施例に就いて説明する。図２及び図３は、本発明に係
るギヤボックスの内圧変化吸収装置４０の第一実施例を
示しており、同装置４０は、内部に空気室４４を有した
袋体４６と、同袋体４６を保持して上述したギヤボック
ス１０の開口３２にシール部材４２を介して周囲を封止
状態に装着され、また、ホルトねじ４７によってギヤボ
ックス１０の上端面に止着された封止栓部４８とを備え
て構成され、袋体４６の空気室４５は、上記封止栓部４
８に形成された空気孔５０を通して外部の空間に連通し
ている。

【００１７】このとき、袋体４６は、内部に空気を吹き
込まれることにより膨出した状態でギヤボックス１０の
歯車室２８内に装入され、同歯車室２８に充填された潤
滑材３０と外表面が接触し、同潤滑材３０が熱膨張をし
た場合に、外表面が受圧面として作用するように設けら
れている。図３は、上述した内圧変化吸収装置４０にお
ける袋体４６がグリースまたは潤滑油等の潤滑材３０が
歯車機構の作用時に発生する摩擦熱等を吸収して熱膨張
を生じ、従って歯車室２８の内圧が上昇したときに、空
気室４５が収縮することにより、内圧上昇を吸収してい
る作用状態を示している。

【００１８】このとき、空気室４５の内部の空気は、封
止栓部４８の空気孔５０を通って外部空間に排気され
る。なお、上記の袋体４６は、弾性材料、例えば、合成
ゴム材料等の油成分による材質劣化を来すことがない素
材によって形成され、内圧上昇時の収縮作用と共に、ギ
ヤボックス１０の作用停止等で潤滑材３０が温度低下に
従ってその体積を減少させ、歯車室２８の内部圧力を低
下させたとき、再び、封止栓部４８の空気孔５０を通し
て空気を空気室４５の内部に吹き込んで潤滑材３０に向
けて膨出させることが可能なようにしている。なお、図
３においては、ボルトねじ４７の図示を省略してある。

【００１９】図４及び図５は、本発明に係るギヤボック
スの内圧変化吸収装置４０の第二実施例を示しており、
同装置４０は、ギヤボックス１０の開口３２ａの周壁に
よって形成した好ましくは円筒状のピストン室５６内に
収納された摺動性のピストン部材６０と、同ピストン部
材６０をピストン室５６に略気密状態て上下摺動が行わ
れるように該ピストン部材６０の外周のシール溝に装填
されたシール部材６２と、ギヤボックス１０の開口３２
ａにおける下端部に形成されたストッパ部３２ｂおよび
同開口３２ａの状態にボルトねじ４７ａにより止着され
たストッパ環６４とから成るピストン止めとによって構
成されている。

【００２０】この実施例における内圧変化吸収装置４０
においては、ギヤボックス１０の歯車室２８に充填され
たグリースや潤滑オイル等の潤滑材３０が歯車機構の作
動に伴って発生する熱や外部からの伝導熱等を吸収、加
熱され、膨張することにより室２８内部の圧力が上昇し
た場合には、ピストン部材６０の下端面６０ａが受圧し
てピストン室５６内を上方へ変位し、室２８の内部容積
を増加させることにより、圧力上昇を吸収するものであ
る。

【００２１】すなわち、図５は、歯車室２８の内部圧力
の上昇を吸収するように、ピストン部材６０が図４の位
置より上方へ変位した状態を示したものである。なお、
本実施例においても、ギヤボックス１０の作動停止によ
って歯車機構の熱発生が停止し、内部に充填された潤滑
材３０が容積を低減させることにより、室内部の圧力が
低下したときには、ピストン６０の外部に向いた面６０
ｂを上方から適宜の工具等を用いて押し下げることによ
り、再び、初期位置に戻すことができる。

【００２２】ここで、ピストン部材６０はギヤボックス
１０が一般に金属材料で形成されているから、同ギヤボ
ックス１０の一部分である開口３２ａの周壁と摺動する
ために、耐磨耗性を有することにより、耐用性の優れた
装置とすることが好ましく、このため、一般的には、鉄
系材料や周知のジュラルミン等のアルミニュウム素材で
形成することが好ましい。

【００２３】以上、本発明を好ましい実施例に基づいて
説明したが、本発明によれば、ギヤボックス１０に充填
された潤滑材３０の熱膨張に伴って密閉された歯車室２
８内に圧力上昇を発生した場合にも、その圧力上昇分を
吸収、補償することにより、内部に充填された潤滑材を
介してギヤボックス１０のシール材４４や４２（図１参
照）に掛かる異常な圧力上昇を抑止することが可能とな
るのである。この結果として、潤滑材３０自体が歯車室
２８から漏出することも防止されることが理解できよ
う。

【００２４】上述した説明より、ギヤボックス１０は種
々の機器に適用されるギヤボックスであり、単に、工作
機械のギヤボックスや産業用ロボットのギヤボックス等
に限定されるものではないことは明らかである。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、ギヤボックスにおける歯車室の内部の潤滑材充填空
間内部に潤滑材と接した受圧面を有し、室内圧の上昇変
化に従って室内部の空間を漸増させるように移動可能な
可動部材を設け、この可動部材の変位によって、室内容
積の増加を図り、内圧の上昇を吸収する構成をとったも
のであるため、予め、ギヤボックスの歯車室の内部には
略満杯の状態まで潤滑材を充填しておくことも可能とな
り、潤滑材が減速歯車機構を十分に潤滑しつつ、熱膨張
を起こして室内圧を上昇させた場合にも、潤滑材が漏出
する危惧はない。

【００２６】しかも、歯車室は、十分に潤滑材を充填、
供給され得るため、ギヤボックス内部に潤滑材の枯渇域
を発生させることがない。すなわち、ギヤボックス内の
潤滑を常時、円滑、かつ確実に実行して減速歯車機構の
円滑な作用を保障し、故に、その耐用寿命を確保するこ
ともできると言う効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内圧変化吸収装置を備えたギヤボ
ックスを、例えば、産業用ロボット等の縦軸回りの旋回
部に適用した例を示した要部を断面図示した正面図であ
る。

【図２】図１に示した実施例に具備された内圧変化吸収
装置の構成を拡大図示した部分拡大断面図である。

【図３】同内圧変化吸収装置の吸収作用を説明する図２
と同様の断面図である。

【図４】内圧変化吸収装置の他の実施例を示す部分拡大
断面図である。

【図５】図４に示した装置の吸収作用を説明する断面図
である。

【符号の説明】

１０…ギヤボックス １２…固定部 １４…旋回部 ２６…出力軸 ２８…歯車室 ３０…潤滑材 ３２…開口 ４０…内圧変化吸収装置 ４２…シール部材 ４４…シール部材 ４５…空気室 ４６…袋体 ４８…封止栓部分 ５０…空気孔 ５６…ピストン室 ６０…ピストン部材 ６０ａ…受圧面 ６２…シール部材 ６４…ストッパ環

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源と被駆動体との間に配設されるギ
   ヤボックスを充填した潤滑材の温度変動による体積膨張
   に伴う該ギヤボックスの歯車室内部の圧力変化を吸収す
   る装置において、 前記ギヤボックス内部に装着され、前記充填潤滑材に常
   時、接触した受圧面を有し、かつ受圧時に変位して該充
   填潤滑材の膨張に伴う前記歯車室内部の圧力変化を吸収
   可能な受圧可動体を具備したことを特徴とするギヤボッ
   クスの内圧変化吸収装置。