KR20180034200A

KR20180034200A - 기어 장치

Info

Publication number: KR20180034200A
Application number: KR1020170081677A
Authority: KR
Inventors: 카토 타카히로
Original assignee: 가부시기가이샤쯔바기모도체인
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2018-04-04
Also published as: KR102139478B1; JP6479735B2; TWI664363B; CN107869571A; JP2018053906A; TW201814182A

Abstract

보다 간소한 구조로, 베어링의 발열을 억제할 수 있는 윤활 구조를 구비하는 기어 장치를 제공하는 것.
기어 장치(10)는 설치되었을 때에 베어링(17, 19)에 의해 수평 방향으로 피봇되는 입력축(14)을 구비하고, 오일 저장부(18)에 윤활유가 봉입되어 있다. 베어링(17)의 베어링 고정부(32)의 내주면(32a) 상 중에서, 베어링(17)에 대향하는 위치에, 베어링(17)에 대하여 오일 저장부(18)의 반대측으로 연장하도록, 또, 오일 저장부(18)에 연통하도록 형성되는 오일 홈(34)을 갖기 때문에, 기어 장치(10)가 작동했을 때, 오일 저장부(18)에 넣어져 있는 윤활유는 피니언 기어(22)에 의해 끌어 올려짐과 아울러, 베어링(17) 내부에 침투하여, 베어링(17)으로부터 열을 흡수한 윤활유는 오일 홈(34)을 통하여 오일 저장부(18)에 배출되므로, 윤활유의 순환 효율을 높일 수 있다.

Description

기어 장치{GEAR ARRANGEMENT}

본 발명은 하우징, 입력축 및 출력축을 구비하고, 모터 등의 구동 장치로부터 입력축에 전달된 토크가 기어 기구를 통하여 출력축에 전달되는 기어 장치에 관한 것이다.

기어 장치의 입력축과 출력축은 베어링에 의해 회전 가능하게 피봇되어 있다. 하우징, 입력축 및 출력축 각각의 사이에는 봉지 부재가 형성됨으로써, 하우징 내부는 밀봉되고, 하우징 내부에는 윤활유가 봉입된다. 기어 장치의 입력축에 토크가 전달되어 기어 장치가 작동하고 있을 때, 하우징 내부의 윤활유는 기어 기구에 의해 끌어 올려지고, 기어 기구의 기어끼리의 맞물림부를 윤활함과 아울러, 베어링 내부에 침투하여 베어링의 발열을 억제한다.

그러나, 예를 들면, 기어 장치의 입력축 또는 출력축이 고속으로 회전할 때에는 베어링의 발열량이 크기 때문에, 아무런 대책도 실시하지 않으면 윤활유의 순환이 충분하지 않아, 베어링이 비정상적으로 발열하여, 버닝된다는 문제가 있다. 또, 윤활유의 점도가 비교적 높은 경우에도, 윤활유가 베어링 내부를 통과하기 어렵기 때문에, 유사한 문제가 일어날 수 있다. 이러한 베어링의 버닝을 방지하기 위한 기술로서, 이하에 열거하는 것이 있다.

일본 특허공개 2014-9764호 공보

특허문헌 1의 윤활 구조는 그 구조에 의해, 윤활유의 교반 저항을 억제하고 또, 베어링에 윤활유를 순환시키는 효과를 발휘하는 것이지만, 오일 공급 통로를 형성하기 위해서는 베어링의 하측에 위치하는 하우징에 구멍을 뚫는 가공을 실시해야만 하기 때문에, 가공에 수고가 필요하다는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 감안하여, 보다 간소한 구조로, 베어링의 발열을 억제할 수 있는 윤활 구조를 구비한 기어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 하우징과, 적어도 2개의 회전축과, 상기 회전축끼리의 토크를 전달하는 기어 기구와, 상기 기어 기구의 적어도 일부가 들어가도록 상기 하우징 내부에 형성된 오일 저장부를 구비하고.

상기 회전축의 적어도 하나는 상기 하우징에 형성된 베어링 고정부에 배치되어 있는 베어링에 의해 수평 방향으로 피봇된 수평축이며,

상기 베어링 고정부의 내주면 상에 있어서 상기 베어링에 대향하는 위치에, 상기 오일 저장부에 연통하고 또, 상기 베어링에 대하여 상기 오일 저장부의 반대측으로 연장되는 오일 홈이 적어도 1개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기어 장치에 의해 상기 과제를 해결했다.

본 발명에 따르면, 수평축을 피봇하는 베어링에 대향하는 베어링 고정부의 내주면 상에, 오일 저장부에 연통하고 또, 베어링에 대하여 오일 저장부의 반대측으로 연장되는 오일 홈이 적어도 1개 형성되어 있으므로, 윤활유의 순환 경로를 확보할 수 있다. 즉, 베어링 내부에 침투하여, 베어링으로부터 열을 흡수한 윤활유는 오일 홈을 통하여 오일 저장부에 배출된다. 따라서, 윤활유의 순환 효율이 향상하고, 베어링으로부터 열을 흡수하기 전의 온도가 비교적 낮은 윤활유가 베어링 내부에 침투하기 쉬워지므로, 베어링의 발열을 억제할 수 있다.

또, 오일 홈은 베어링 고정부의 내주면 상에 형성되는 홈이라는 간소한 구조이므로, 가공이 용이하다. 이 때문에, 종래에 비해, 가공 공정수 및 코스트를 들이지 않고, 상술한 베어링의 발열 억제와 같은 효과를 얻을 수 있다.

또, 수평축의 베어링이, 해당 베어링에 대하여 오일 저장부의 반대측에 복수개 형성되어 있는 타입의 기어 장치이더라도, 오일 홈을 복수개의 베어링의 베어링 고정부를 연통하도록 형성함으로써, 상술한 효과를 얻을 수 있다.

또, 오일 홈을 복수개 형성함으로써, 윤활유의 순환 효율을 한층 높일 수 있다.

또, 오일 홈을 그 연장 방향으로 경사시킴으로써, 윤활유를 오일 저장부 방향으로 배출시키기 쉽게 할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 주요부 확대도이다.
도 3은 도 1의 3-3선 화살표를 따른 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태의 주요부의 확대 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시형태의 주요부의 정면도이다.

본 발명의 실시예를, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 단, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것이 아니다.

도 1에 나타낸 기어 장치(10)는 하우징(12)과, 회전축인 입력축(14) 및 출력축(16)을 구비하고 있다. 입력축(14) 상에는 피니언 기어(22)가 형성되고, 출력축(16) 상에는 피니언 기어(22)와 맞물리는 출력 기어(24)가 형성되어 있다. 입력축(14)은 모터(도시하지 않음) 등의 구동 장치로부터 토크가 전달되고, 입력축(14)에 전달된 토크는 피니언 기어(22) 및 출력 기어(24)로 구성되는 기어 기구(20)를 통하여 출력축(16)에 전달된다. 한편, 회전축 및 기어 기구를 더 구비하는 기어 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하지만, 설명의 편의상, 회전축이 2개인 기어 장치를 이용하여 설명한다.

도시한 바와 같이, 입력축(14)과 출력축(16)은 베어링에 의해 피봇되어 있으며, 입력축(14)의 일단과 출력축(16)의 양단은 하우징(12)을 관통하고 있다. 그러나, 입력축(14)과 하우징(12)의 사이, 및 출력축(16)과 하우징(12)의 사이 각각에 봉지 부재(11, 13, 15)가 형성됨으로써, 하우징(12) 내부는 밀봉된다.

하우징(12) 내부에 형성되는 오일 저장부(18)에는 윤활유(도시하지 않음)가 봉입되고, 예를 들면, 기어 장치(10)의 정지 시에 오일 레벨(OL)로 나타낸 위치까지 윤활유가 들어간다. 오일 저장부(18)는 기어 기구(20)의 기어(본 실시예에서는 피니언 기어(22))에 의해 윤활유가 끌어 올려지도록, 기어 기구(20)의 적어도 일부가 들어가도록 형성되어 있으면 무방하다. 한편, 윤활유를 봉입하는 양은 기어 장치의 구성, 설치 자세 등에 따라서 적절히 변경된다.

기어 장치(10)를 설치했을 때, 입력축(14)은 베어링(17, 19)에 의해 수평 방향으로 피봇되는 수평축이다. 그리고, 입력축(14)을 피봇하고 있는 베어링(17)이 끼워져 있는, 하우징(12) 내부의 베어링 고정부(32)에는 윤활 구조(30)가 형성되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 윤활 구조(30)는 베어링 고정부(32)의 내주면(32a) 상에 형성되는 오일 홈(34)으로 구성되어 있다. 구체적으로는, 오일 홈(34)은 베어링 고정부(32)의 내주면(32a) 상 중에서, 베어링(17)에 대향하는 위치에, 베어링(17)에 대하여 오일 저장부(18)의 반대측으로 연장하도록, 또, 오일 저장부(18)에 연통하도록 형성된다. 또, 오일 홈(34)은 베어링(17)의 수직 방향 하반부에 대향하는 위치에 형성된다. 기어 장치(10)의 윤활유는 기어 장치(10)의 작동 시에 오일 홈(34)이 윤활유로 잠기는 정도로 봉입한다.

입력축(14)에 토크가 전달되고, 기어 장치(10)가 작동했을 때, 오일 저장부(18)에 넣어져 있는 윤활유는 피니언 기어(22)에 의해 끌어 올려짐과 아울러, 베어링 내부에 침투한다. 그 후, 베어링(17)으로부터 열을 흡수한 윤활유는 오일 홈(34)을 통하여 오일 저장부(18)에 배출되므로, 윤활유의 순환 효율을 높일 수 있다. 따라서, 베어링(17)으로부터 열을 흡수하기 전의, 오일 저장부(18) 측에 존재하는, 온도가 비교적 낮은 윤활유가 베어링(17) 내부에 침투하기 쉬워지므로, 베어링(17)의 발열을 억제할 수 있다. 한편, 오일 홈(34)을, 그 연장 방향 중에서, 오일 저장부(18)를 향하여 경사시키면, 오일 홈(34)을 통과하는 윤활유를 오일 저장부(18) 방향으로 배출시키기 쉽게 할 수 있다. 또, 오일 홈(34)과 오일 저장부(18)가 연통하고 또, 윤활유에 잠겨 있는 경우는 오일 홈(34)을 그 연장 방향 중 어디에 경사시켜도 무방하다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 오일 홈(34)은 단면이 반원 형상이다. 그 밖에, 단면이 각형이나 타원형인 오일 홈으로 할 수도 있다. 이러한 형상의 오일 홈은 베어링 고정부(32)의 내주면(32a) 상을 깎는 등에 의해 용이하게 형성할 수 있다. 이 때문에, 종래에 비해, 가공 공정수 및 코스트를 들이지 않고, 베어링(17)의 발열 억제와 같은 효과를 얻을 수 있다.

도 4는 본 발명의 제2 실시형태의 기어 장치(10a)의 주요부의 확대 종단면도이다. 기어 장치(10a)의 하나의 회전축이며, 수평축인 입력축(14a)은 하우징(12a)의 베어링 고정부(32b)에 끼워져 있는 베어링(17a, 17b)에 의해 피봇되어 있다. 입력축(14a) 상에는 입력 베벨 기어(35)가 형성되고, 입력 베벨 기어(35)와 맞물리는 출력 베벨 기어(36)를 통하여 도시하지 않은 출력축에 토크가 전달되도록 구성되어 있다. 기어 장치(10a)에 봉입하는 윤활유의 양 등의 구성은 기어 장치(10)와 마찬가지로, 기어 장치(10a)의 작동 시에 오일 홈(34a)이 윤활유로 잠기는 정도로 봉입하면 무방하고, 예를 들면, 오일 레벨(OL)로 나타낸 레벨로 넣으면 무방하다.

도시한 바와 같이, 입력축(14a)을 피봇하고 있는 베어링(17a, 17b)은 오일 저장부(18)에 대하여 반대측에 나란히 형성되어 있다. 이와 같이, 베어링이 복수개 형성되어 있는 경우, 윤활 구조(30a)의 오일 홈(34a)은 베어링(17a, 17b) 각각의 베어링 고정부(32b)를 연통하도록, 베어링 고정부(32b, 32b) 사이를 포함한 내주면(32c) 상에 형성할 수 있다. 윤활 구조(30a)에 있어서도, 오일 홈(34a)은 오일 저장부(18)에 연통하고 또, 오일 저장부(18)로부터 가장 먼 위치에 배치되는 베어링(17b)에 대하여, 오일 저장부(18)의 반대측으로 연장 하도록 형성된다. 이에 따라, 베어링(17a, 17b)으로부터 열을 흡수한 윤활유는 오일 홈(34a)을 통하여 오일 저장부(18)에 배출되므로, 윤활유의 순환 효율을 높일 수 있다. 한편, 오일 홈(34a)을 그 연장 방향으로 경사시켜도 무방하다는 것은 상술한, 오일 홈(34)의 경우와 마찬가지이다.

도 5에 나타낸 윤활 구조(30b)와 같이, 베어링(도시하지 않음)을 끼우는 베어링 고정부(32d)의 내주면(32e) 상에, 복수개의 오일 홈(34b, 34c, 34d)을 형성할 수도 있다. 이에 따라, 윤활유의 순환 효율을 더욱 높일 수 있으므로, 베어링의 발열을 한층 억제할 수 있다.

본 발명의 윤활 구조의 오일 홈의 폭은 사용하는 윤활유에 따라 적절히 설정할 수 있다. 또, 오일 홈을 형성한 베어링 고정부에 끼우는 베어링은 볼 베어링이어도 무방하고, 테이퍼 롤러 베어링이어도 무방하고, 기어 기구로서는 슈퍼 기어, 헬리컬 기어, 베벨 기어, 웜 기어, 하이포이드 기어, 유성 기어 등의 각종 기어 기구를 사용할 수 있다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 윤활유의 순환 경로를 확보할 수 있으며, 윤활유의 순환 효율이 향상하므로, 베어링으로부터 열을 흡수하기 전의 온도가 비교적 낮은 윤활유가 베어링 내부에 침투하기 쉬워져, 베어링의 발열을 억제할 수 있다.

10, 10a: 기어 장치
12, 12a: 하우징
14, 14a: 회전축(수평축, 입력축)
16: 회전축(출력축)
18: 오일 저장부
20: 기어 기구
32, 32b, 32d: 베어링 고정부
17, 17a, 17b: 베어링
34, 34a, 34b, 34c, 34d: 오일 홈

Claims

하우징과, 적어도 2개의 회전축과, 상기 회전축끼리의 토크를 전달하는 기어 기구와, 상기 기어 기구의 적어도 일부가 들어가도록 상기 하우징 내부에 형성된 오일 저장부를 구비하고,
상기 회전축의 적어도 하나는 상기 하우징에 형성된 베어링 고정부에 배치되어 있는 베어링에 의해 수평 방향으로 피봇된 수평축이며,
상기 베어링 고정부의 내주면 상에 있어서 상기 베어링에 대향하는 위치에, 상기 오일 저장부에 연통하고 또한 상기 베어링에 대하여 상기 오일 저장부의 반대측으로 연장되는 오일 홈이 적어도 1개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 기어 장치.
제1항에 있어서,
상기 베어링이 상기 베어링에 대하여 상기 오일 저장부의 반대측에 복수개 형성되고,
상기 오일 홈이 상기 복수개의 베어링의 베어링 고정부를 연통하는, 기어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 오일 홈이 상기 베어링의 둘레 방향으로 복수개 형성된, 기어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 오일 홈이 그 연장 방향으로 경사진, 기어 장치.
제3항에 있어서,
상기 오일 홈이 그 연장 방향으로 경사진, 기어 장치.