JPH10202467A - 歯車潤滑構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境問題を引き起こすことなく高速回転する
歯車を確実に潤滑することができ、かつ動力損失を最小
限に抑えることができる省エネ形の歯車潤滑構造を提供
する。 【解決手段】 潤滑流体供給手段２０のノズル２６，２
７が噴出した潤滑油は、歯車１０に穿設された潤滑流体
受入孔１３内に受け入れられた後、歯車１０の回転に伴
う遠心力により、半径方向に延びる潤滑流体供給孔１５
を介して歯車１０の噛み合い歯面に直接供給される。こ
れにより、歯車１０が高速回転しても風圧によって潤滑
油が周囲に飛散することがないから、環境問題を引き起
こすことなく歯車１０を確実に潤滑することができる。
また、ノズル２６，２７から潤滑油を噴出させるために
必要な圧力は、従来のオイルジェット潤滑に比較して小
さくて済むため、動力損失を最小限に抑えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば工作機械や
産業機械の歯車を潤滑する歯車潤滑構造に関し、より詳
しくは、潤滑油を周囲に飛散させることなく確実に噛み
合い歯面に供給できるとともに、動力損失を最小限に抑
えることができるように改良された歯車潤滑構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば工作機械や産業機械の歯車
を潤滑するために、オイルバス潤滑、ミスト潤滑、エア
ーオイル潤滑、ジェット潤滑、グリス封入潤滑等の潤滑
方法が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オイル
バス潤滑においては、油漏れや油の汚染、機械が高速で
作動する際の熱のこもり等の問題が生じる。

【０００４】ミスト潤滑においては、歯車に付着しない
油ミストが大気中に放出され、環境問題を引き起こすこ
とがある。また、凝集したミストが配管の途中に溜まっ
たり、コンプレッサ油がベンチュリに詰まったりするた
め、種々の制約条件を避けることができない。

【０００５】エアーオイル潤滑は、大型のシステムにお
ける応答性がミスト潤滑より悪いという問題がある。

【０００６】ジェット潤滑においては、システムが大型
化して価格的なデメリットが大きい。また、油の剪断に
よる動力損失が大きく有効動力が小さくなるため、省エ
ネ形の潤滑方式が求められている。

【０００７】グリス封入潤滑は機械の高速化には不向き
であり、また冷却機能がないため熱変形やかじり、焼き
付き等が発生する。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上述した従来技
術が有する問題点を解消し、環境問題を引き起こすこと
なく高速回転する歯車を確実に潤滑することができ、か
つ動力損失を最小限に抑えることができる省エネ形の歯
車潤滑構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の歯車潤滑構造は、回転軸線に対して半径方
向に延びる側面を有した歯車と、前記側面に対向するよ
うに静止して配置された潤滑流体供給手段とを備える。
前記歯車には、一方の開口が前記側面に開口するととも
に前記歯車の内部を半径方向外側に延び、かつ他方の開
口が噛み合い歯面近傍部分に開口する潤滑流体供給孔が
貫設されている。また、前記潤滑流体供給手段は、前記
潤滑流体供給孔の前記側面側の開口に向かって潤滑流体
を噴出し、前記潤滑流体供給孔内に潤滑流体を供給する
潤滑流体噴出部と、この潤滑流体噴出部に接続された潤
滑流体供給配管とを有する。

【００１０】本発明の歯車潤滑構造においては、歯車に
貫設された潤滑流体供給孔の内部に、潤滑流体供給手段
が潤滑流体を供給する。潤滑流体供給孔内に供給された
潤滑流体は、歯車の回転に伴う遠心力によって潤滑流体
供給孔内を半径方向外側に移動し、潤滑流体供給孔を出
て噛み合い歯面近傍部分に達する。すなわち、本発明の
歯車潤滑構造は、歯車の外部から潤滑流体を供給するの
ではなく、歯車の内部を介して噛み合い歯面に潤滑流体
を直接供給するので、供給された潤滑流体が歯車の高速
回転に伴う風圧によって周囲に飛散することがなく、環
境問題を引き起こすことがない。また、潤滑流体を歯車
の噛み合い歯面に確実に付着させることができるから、
噛み合い歯面における摩擦や摩耗、発熱を最小限に抑え
ることができる。また、潤滑流体供給手段から潤滑流体
を噴出させ、前記潤滑流体供給孔内に供給するために要
する動力は、従来のジェット潤滑等に比較して小さくて
済むため、動力損失を最小限に抑えることができる。な
お、潤滑流体供給手段を２組設け、一方からは潤滑流体
を、他方からは冷却用空気をそれぞれ供給するととも
に、制御手段を用いて潤滑流体および冷却用空気の供給
を制御することにより、歯車の回転数に応じた最適な潤
滑状態を達成することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による歯車潤滑構造
の一実施形態を、図１乃至図５を参照して詳細に説明す
る。ここで、図１は本発明に係る一実施形態の歯車潤滑
構造を示す斜視図、図２は図１に示した歯車潤滑構造の
全体縦断面図、図３は図２中に示した歯車の正面図、図
４は図３に示した歯車の要部を拡大して示した断面図、
図５は他の実施形態の歯車の要部を拡大して示した断面
図、図６は潤滑油と冷却用空気との供給制御を示した一
覧図表である。

【００１２】図１および図２に示したように、本実施形
態の歯車潤滑構造は、キー１によって回転軸２と一体に
回転する歯車１０と、この歯車１０に潤滑油を供給する
潤滑流体供給手段２０とを備えている。

【００１３】前記歯車１０は、図２および図３に示した
ように回転軸線に対して半径方向に延びる側面１１を有
している。そして、この側面１１に凹設されて円周方向
の全周にわたって延びる凹溝１２の底面１２ａには、回
転軸線と平行に延びる合計６本の潤滑流体受入孔１３
が、円周方向に間隔を開けて穿設されている。また、歯
車１０の歯元部１４には、半径方向内側に延びてその先
端が前記潤滑流体受入孔１３に連通する潤滑流体供給孔
１５が穿設されている。なお、この潤滑流体供給孔１５
は、１本の潤滑流体受入孔１３に対して２本ずつ、回転
軸線方向に間隔を開けて配置されている。

【００１４】前記潤滑流体供給手段２０は、前記回転軸
２および前記歯車１０に対して隙間を開けて静止状態に
配置された上下一対の配管接続部２１，２２と、これら
の配管接続部２１，２２を支持する支持部２３と、前記
配管接続部２１，２２にそれぞれ接続された上下一対の
潤滑流体供給配管２４，２５とを備えている。また、前
記配管接続部２１，２２には、歯車１０の前記凹溝１２
内に延びる上下一対のノズル（潤滑流体噴出部）２６，
２７がそれぞれ突設されている。そして、これらのノズ
ル２６，２７は、その先端２６ａ，２７ａが前記凹溝１
２の底面１２ａとわずかな隙間を開けて対向するように
配置されている。一方、本実施形態においては、上側の
潤滑流体供給配管２４には潤滑油が、また下側の潤滑流
体供給配管２５には歯車１０の噛み合い歯面を冷却する
冷却用空気が供給される。これにより、上側ノズル２６
からは供給通路２８を介して供給された潤滑油が、また
下側ノズル２７からは供給通路２９を介して供給された
冷却用空気が、それぞれ歯車１０に向かって噴出する。

【００１５】次に、上述のように構成された本実施形態
の歯車潤滑構造の作用について説明する。まず、歯車１
０が図示されない相手側の歯車と噛み合った状態で高速
回転すると、歯車１０に穿設されたそれぞれの潤滑流体
受入孔１３は、一回転に付き一度ずつ上側ノズル２６と
それぞれ対向し、上側ノズル２６が噴出した潤滑油を受
け入れる。潤滑流体受入孔１３内に受け入れられた潤滑
油は、歯車１０の回転に伴う遠心力によって潤滑流体供
給孔１５内を半径方向外側に移動し、歯車１０の歯元部
１４側の開口から歯車１０の外部に出て噛み合い歯面を
潤滑する。そして、相手側歯車の歯面に付着した潤滑油
がこの歯車１０の噛み合い歯面に再付着することによ
り、この歯車１０のすべての噛み合い歯面を潤滑するこ
とができる。なお、上側ノズル２６から噴出されたもの
の歯車１０の潤滑流体受入孔１３内に受け入れられなか
った潤滑油は、前記凹溝１２内を流下して油溜めに回収
される。

【００１６】一方、前記下側ノズル２７から噴出する冷
却用空気もまた、全く同様の作用によって歯車１０の歯
元部１４に到達し、歯車１０および相手側歯車の噛み合
い歯面を冷却する。

【００１７】次に、前記上側ノズル２６から供給される
潤滑油および前記下側ノズル２７から供給される冷却用
空気の供給制御について、図６を参照して説明する。上
側ノズル２６および下側ノズル２７に接続された潤滑流
体供給配管２４，２５の途中には、それぞれ図示されな
い電磁制御弁が設けられるとともに、前記電磁制御弁は
やはり図示されない電子制御ユニットによってその作動
が制御される。前記電子制御ユニットは、図６に示した
ように歯車１０の回転数が１０，０００回転／毎分以上
の場合には、上側ノズル２６および下側ノズル２７をそ
れぞれ作動させ、潤滑油と冷却用空気の両方を歯車１０
に供給する。これに対して、歯車１０の回転数が１０，
０００〜１，０００回転／毎分の場合には、電子制御ユ
ニットは上側ノズル２６および下側ノズル２７を交互に
作動させて潤滑油と冷却用空気とを交互に供給する。な
お、上側ノズル２６と下側ノズル２７とは交互に間欠作
動されるが、その作動時間は予め設定されたプログラム
にしたがって制御される。また、歯車１０の回転数が
１，０００〜１回転／毎分の場合には、上側ノズル２６
と下側ノズル２７とは休止状態を含んで交互に間欠作動
される。さらに、電子制御ユニットは、上側ノズル２６
から供給する潤滑油および下側ノズル２７から供給する
冷却用空気の供給量を、歯車１０の回転数の増加に応じ
て増量制御する。

【００１８】すなわち、本実施形態の歯車潤滑構造は、
従来の潤滑方法のように歯車１０の外部から潤滑油を供
給するのではなく、歯車１０に貫設した潤滑流体供給孔
１５内に供給した潤滑油を、歯車１０の回転に伴う遠心
力によって噛み合い歯面に直接供給するものである。こ
れにより、歯車１０が高速回転しても風圧によって潤滑
油が周囲に飛散することがないから、環境問題を引き起
こすことがない。また、歯車１０の噛み合い歯面に対し
て確実に潤滑油を供給することができるから、噛み合い
歯面に生じる摩擦や摩耗、発熱を最小限に抑えることが
できる。また、歯車１０に貫設した潤滑流体供給孔１５
を介して、冷却用空気を噛み合い歯面に直接供給するこ
とができるから、歯車１０を効果的に冷却することがで
きる。また、潤滑流体供給手段２０のノズル２６，２７
から潤滑油および冷却用空気を噴出させるために必要な
圧力は、従来のジェット潤滑に比較して小さくて済むた
め、回転軸２を回転させる駆動モータの動力損失を最小
限に抑えることができる。さらに、潤滑流体供給手段２
０のノズル２６，２７から供給する潤滑油および冷却用
空気の供給量および供給タイミング等を、歯車１０の回
転数に応じて制御するので、歯車１０を最適な潤滑状態
に保つことができる。

【００１９】以上、本発明に係る歯車潤滑構造の一実施
形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した実施形
態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能
であることは言うまでもない。例えば、上述した実施形
態においては、図４に示したように潤滑流体供給孔１５
を歯元部１４に開口させているが、図５に示した歯車３
０のように、潤滑油供給孔３１を歯面３２に開口させる
こともできる。また、潤滑流体受入孔１３および潤滑流
体供給孔１５の本数は、歯車１０のサイズや運転条件に
合わせて適宜設定することができる。さらに、潤滑流体
供給手段２０のノズル２６，２７から潤滑油を噴出させ
る形式を、ミスト潤滑、オイルエアー潤滑、ジェット潤
滑とすることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の歯車潤滑構造は、従来の潤滑方法のように歯車の外部
から潤滑流体を供給するのではなく、歯車の内部を介し
て噛み合い歯面に潤滑流体を直接供給するものであるか
ら、供給した潤滑流体が歯車の高速回転に伴う風圧によ
って周囲に飛散することがなく、環境問題を引き起こす
ことがない。また、潤滑流体を歯車の噛み合い歯面に確
実に付着させることができるから、噛み合い歯面におけ
る摩擦や摩耗、発熱を最小限に抑えることができる。ま
た、潤滑流体供給手段から潤滑流体を噴出させ、前記潤
滑流体供給孔内に供給するために要する動力は、従来の
ジェット潤滑等に比較して小さくて済むため、動力損失
を最小限に抑えることができる。さらに、潤滑流体供給
手段の一対のノズルからそれぞれ供給する潤滑油および
冷却用空気の供給量および供給タイミング等を、歯車の
回転数に応じて制御するので、歯車を最適な潤滑状態に
保つことができる。したがって、本発明によれば、環境
問題を引き起こすことなく高速回転する歯車を確実に潤
滑することができ、かつ動力損失を最小限に抑えること
ができる省エネ形の歯車潤滑構造を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の歯車潤滑構造を示す
斜視図。

【図２】図１に示した歯車潤滑構造の全体縦断面図。

【図３】図２中に示した歯車の正面図。

【図４】図３に示した歯車の要部を拡大して示した断面
図。

【図５】他の実施形態の歯車を示した要部拡大断面図。

【図６】潤滑油と冷却用空気との供給方法を示した一覧
図表である。

【符号の説明】

１ キー ２ 回転軸 １０ 歯車 １１ 側面 １２ 凹溝 １３ 潤滑流体受入孔 １４ 歯元部 １５ 潤滑流体供給孔 ２０ 潤滑流体供給手段 ２１，２２ 配管接続部 ２３ 支持部 ２４，２５ 潤滑流体供給配管 ２６，２７ ノズル ２８，２９ 供給通路 ３０ 他の実施形態の歯車 ３１ 潤滑油供給孔 ３２ 歯面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転軸線に対して半径方向に延びる側面を
   有した歯車と、前記側面に対向するように静止して配置
   された潤滑流体供給手段とを備え、 前記歯車には、一方の開口が前記側面に開口するととも
   に前記歯車の内部を半径方向外側に延び、かつ他方の開
   口が噛み合い歯面近傍部分に開口する潤滑流体供給孔が
   貫設され、 前記潤滑流体供給手段は、前記潤滑流体供給孔の前記側
   面側の開口に向かって潤滑流体を噴出し、前記潤滑流体
   供給孔内に潤滑流体を供給する潤滑流体噴出部と、この
   潤滑流体噴出部に接続された潤滑流体供給配管とを有す
   ることを特徴とする歯車潤滑構造。
2. 【請求項２】前記潤滑流体噴出部と前記潤滑流体供給配
   管との組み合わせを少なくとも二組備えるとともに、一
   方の組には潤滑流体を供給し、かつ他方の組には前記噛
   み合い歯面を冷却する冷却用空気がを給することを特徴
   とする請求項１に記載の歯車潤滑構造。
3. 【請求項３】前記潤滑流体および前記冷却用空気の供給
   を前記歯車の回転数に応じて制御する制御手段をさらに
   備えることを特徴とする請求項２に記載の歯車潤滑構
   造。