TWI431206B - The installation of the gear reduction device to the target machine - Google Patents

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TWI431206B
TWI431206B TW098134136A TW98134136A TWI431206B TW I431206 B TWI431206 B TW I431206B TW 098134136 A TW098134136 A TW 098134136A TW 98134136 A TW98134136 A TW 98134136A TW I431206 B TWI431206 B TW I431206B
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Isao Kohno
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Sumitomo Heavy Industries
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/104—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting only by friction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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Description

減速裝置向對象機械之安裝構造
本申請主張基於2008年10月9日申請之日本專利申請第2008-262393號之優先權。該申請之全部內容藉由參照援用在該說明書中。
本發明是關於減速裝置及減速裝置向對象機械之安裝構造。
於專利文獻1中，公開有將減速裝置之中空之輸出軸直接嵌入到對象機械之被驅動軸之構造。在該文獻中，對於該被驅動軸和輸出軸之連結，提出利用不具有間隙之摩擦緊固連結之方法和利用由鍵之形狀性卡合之方法。
專利文獻1：日本特開2001-99177號公報
但是，由摩擦締結來連結上述被驅動軸和輸出軸之方法，不僅在減速裝置之安裝時，在安裝後也需要始終適當地管理固定轉矩。因此，具有減速裝置向對象機械之安裝及其維持管理麻煩之問題。
另一方面，利用由鍵之形狀性之卡合而連結被驅動軸和輸出軸之方法，由於殘留由軸和軸之尺寸差所引起之微小間隙、及形狀性之卡合部之微小間隙，所以有不可避免地容易產生磨損之問題。這是因為，需要一面握持住重的減速裝置同時對準被驅動軸和該輸出軸之軸心而將該減速裝置嵌入到被驅動軸，需要在輸出軸之內徑和被驅動軸之外徑之間確保適合之“尺寸差”。確保嵌入之容易性和防止磨損是處於權衡取捨之係。若優先考量嵌入之容易性而較大地設定尺寸差，則更容易產生磨損。若較小地設定尺寸差，則雖難以產生磨損，但是嵌入作業會變得極其困難。
本發明是為了消除以往之問題而研創的，其課題在於，有效地防止磨損之產生，並且一倂簡化減速裝置向對象機械之被驅動軸進行嵌入或運轉時之維護。
本發明是驅動對象機械之被驅動軸的減速裝置，具備中空之輸出軸，該輸出軸可被上述對象機械之被驅動軸插入，並與該被驅動軸具有間隙而結合為可傳遞動力；從該輸出軸之端部沿著該輸出軸，在該輸出軸之內周和上述被驅動軸之外周之間，確保有可保持潤滑油之空間部，藉此解決上述課題。
於本發明中，由於在中空之輸出軸之內周和對象機械之外周之間確保有可保持潤滑油之空間部，所以空氣不能侵入到比該空間部更靠軸方向內側。因此，即使是被驅動軸和輸出軸具有間隙而結合為可傳遞動力之構造，也可以持續長期確實地防止磨損之產生。
此外，該空間部，由於是形成在輸出軸之端部附近，所以藉由該空間部之存在，使得在輸出軸之端部之對象機械之外周直徑和在輸出軸之端面之內周直徑之差增大。因此，減速裝置向對象機械之裝配極其容易。因此，在比空間部靠軸方向內側處，可以無阻礙地反而比過去縮小尺寸差，而更加難以產生磨損，並且也沒有產生噪音動作或擺震動作等之憂慮。
而且，在本發明中，根據發明之宗旨，僅實施所謂「倒角」處理者，並不被包含在本發明之「空間部」之概念。通常，進行倒角時之半徑R是小於軸之內徑(直徑)之5%之半徑。例如，輸出軸之中空部之內徑(直徑)為15mm～55mm時，倒角半徑是0.5mm～2.5mm左右，即使再大也是不到5%。因此，該範圍之倒角與本發明之「空間部」之技術性意義不同。
發明之效果
根據本發明，能有效地防止磨損之產生，並且可簡化減速裝置向對象機械之被驅動軸之嵌入或維護。
以下，參照附圖對本發明之實施方式之一例詳細地進行說明。
圖1是表示應用本發明之實施方式之一例之齒輪電動機(減速裝置)之局部概略俯視剖面圖。圖2是其箭頭所示Ⅱ部分之放大剖面圖。
該齒輪電動機GM1主要由電動機16和減速機18所構成。電動機16具備電動機外殼20，減速機18具備減速機外殼22。減速機外殼22旋轉自如地支承有中空之輸出軸24。
輸出軸24具備可被輸送機(對象機械：圖示省略)等之被驅動軸28插入之貫通孔24h。輸出軸24和被驅動軸28之間之動力傳遞是夾介鍵32而“形狀性之卡合“，即，藉由具有間隙而結合為可傳遞動力之構造來進行。而且，取代由鍵32之形狀性之卡合，例如也可以設為花鍵等之形狀性之卡合。在本發明中，對於齒輪電動機GM1之具體性之電動機16之構成、或者減速機18之減速機構等之構成並無特別限定。
如詳細地示於圖2，在輸出軸24之內周24A和對象機械之被驅動軸28之外周28A之間，確保有可保持潤滑油G1之空間部SP1。在此實施方式中，空間部SP1之軸方向X之長度Ls1是設定為輸出軸24之貫通孔24h之(空間部PS1以外的)半徑Hr1之1/2左右。例如，若是內徑(Hr1e×2)為15mm之軸，則為3～5mm左右，若是內徑(Hr1e×2)為55mm之軸，則為5～10mm左右。這是因為考慮到：即使潤滑油G1多少發生乾燥，也可一面確實地防止空氣侵入到比該空間部SP1更靠近軸方向內側，同時一面防止磨損；明顯大於上述之通常之倒角R、相對於該尺寸之內徑之軸之半0.5mm～2.5mm。
空間部SP1，其形狀是被設定為：沿著輸出軸24之軸方向X越朝向該輸出軸24之端部24B，該空間部SP1之半徑方向R之高度SPh1越增大。其結果，在輸出軸24之端面24C部分之該輸出軸24之貫通孔24h的半徑Hr1e，是比貫通孔24h之空間部SP1以外之部分的半徑Hr1還大一Δ1(若以直徑考慮則為Δ1的2倍量)。例如，內徑(Hr1e×2)為15mm～55mm時，Δ1為1.5mm～5.5mm左右(內徑的10%左右)。這也明顯大於倒角半徑R之0.5mm～2.5mm(內徑的5%左右)。藉此，在效果上可取得：將軸方向中央部附近之輸出軸24和對象機械之被驅動軸28之間隙仍維持於0.6mm左右之(難以產生磨損)微小間隙，在兩個構件24、28之間之尤其是輸出軸24之端部附近可大量地確保潤滑油G1，並且，輸出軸24向被驅動軸28之嵌入也變得極為容易。其效果，例如像食品工廠，在必須頻繁地解並/洗淨該齒輪電動機GM1之工廠中使用時，特別有益。
於此例中，對象機械之被驅動軸28，是具有限制輸出軸24之嵌入終端的階梯面28B。階梯面28B是與被驅動軸28呈直角，並藉由抵接於輸出軸24之端面24C，可封塞空間部SP1(兼任封塞手段)。
接著說明該齒輪電動機GM1之作用。
齒輪電動機GM1向對象機械之被驅動軸28之組裝(嵌入)係由以下方式進行：使輸出軸24之軸心O1對準輸送機26之被驅動軸28的軸心O2，將齒輪電動機GM1握持於手中而將輸出軸24之貫通孔24h與鍵32一起嵌入在對象機械之被驅動軸28。
於嵌入前，在被驅動軸28的外周28A或(及)輸出軸24的內周24A先塗上潤滑油(G1)，若在該狀態下將齒輪電動機GM1組裝到對象機械之被驅動軸28，則所塗上的潤滑油(G1)被擠出而良好地填充在空間部SP1內。輸出軸24被嵌入到與被驅動軸28之階梯面28B抵接為止。
該空間部SP1，由於是形成在輸出軸24之端面24C附近，所以藉由該空間部SP1的存在，其結果為：在輸出軸24之端面24C部分處之、輸出軸24之貫通孔24h的半徑Hr1e比貫通孔24h之空間部SP1以外之部位的半徑Hr1還大一Δ1，因此減速裝置向對象機械之嵌入/裝配極為容易。
拭去隨著嵌入而從階梯面28B和輸出軸24之端面24C溢出之多餘潤滑油(G1)，在空間部SP1內無間隙地填充保持潤滑油G1。
保持該潤滑油G1之空間部SP1係由被驅動軸28之階梯面28B所封塞，而防止了空氣侵入。因此，有效地抑制空間部SP1內之潤滑油G1之經時性的品質劣化(特別是乾燥)或化學性變化。其結果，藉由保持該潤滑油G1之空間部SP1的存在，持續長期可靠地防止輸出軸24與被驅動軸28之內外周24A、28A及形成形狀性之卡合之鍵32周圍之間之磨損。
其結果，可以兼具以往得擇一權衡之“確保嵌入之容易性”和“防磨損”。
接著，對有關空間部之形成的變化例進行說明。
於本發明中，空間部之具體形狀不特別限定。作為空間部之形狀，例如考慮如圖3所示之型態。
於圖3(A)之空間部SP2填充潤滑油G2之例子中，在該空間部SP2之軸方向大致中央的特定部分A處之半徑方向之高度52h大於在該軸方向兩側部處之半徑方向之高度52i、52j。即，在輸出軸62之貫通孔62h之空間部SP2之特定部分A，作為結果形成有潤滑油積存部52。藉由該潤滑油積存部52之存在，即使空間部SP2之軸方向長度Ls2與前面例子之空間部SP1之軸方向長度Ls1相同，也可以更多地確保潤滑油G2之絕對量，可以更加抑制潤滑油G2之品質劣化。
潤滑油積存部52之形狀不限於該形狀。此外，潤滑油積存部52之軸方向之形成位置(特定部分A之軸方向位置)也不限於圖3(A)之位置。潤滑油積存部52之軸方向之形成位置即便設為空間部SP2之軸方向最內側也可得到同樣之作用效果。成為底座之空間形狀也不限於圖3之例子，例如也可以在後述之圖3(B)形成潤滑油積存部。而且，對於與之前之實施方式相同或功能上相同之部分，符號也標附相同之符號。在以後之實施方式中也同樣。
圖3(B)之空間部SP4之潤滑油G4之例子，由於輸出軸64之貫通孔64h之開口大，所以容易嵌入輸出軸64，而且空間部SP4之軸方向長度Ls4更長，所以能夠極力防止位於潤滑油G4之最深處之部分之品質劣化，對於磨損也得到有效之抑制作用。
於本發明中，空間部之封塞雖未必是必需，但由於封塞的一方其潤滑油之品質劣化少，所以較佳。在上述之例子中，被驅動軸28利用階梯面28B作為封塞手段，但是被驅動軸不具有階梯面時，例如圖4之(A)所示，附設用於封塞空間部SP1之V型環(彈性圈：剖面形狀非得是V字形狀亦可)70即可。V型環70係抵接於與對象機械之被驅動軸29之外周29A和輸出軸24之端面24C。而且，在由V型環70、輸出軸24之端面24C、以及被驅動軸29之外周29A所圍成之微小空間部SP11亦填充潤滑油G11為佳。作為結果，填充潤滑油G1、G11之空間部成為SP1+SP11。
這樣，藉由配置V型環70、72，即使在被驅動軸29沒有階梯面，也可以封塞空間部SP1、SP3而遮斷空氣。其結果，可抑制潤滑油G1、G11、G3、G13之品質劣化，進一步持續長期維持防磨損效果。
而且，在圖4(B)之例子中，基本上與之前之圖2之實施型態相同，階梯面28B封塞著空間部SP1。因此，可以說不需要V型環，但是期待進一步之封塞性，因而與對象機械之被驅動軸28之基部外周面28D和輸出軸24之端面24C抵接而配置有V型環74。此外，在藉由V型環74之存在而形成之微小空間部SP21也填充潤滑油G21。
其結果，填充在空間部SP1內之潤滑油G1大致完全被密封，而可以持續長期極小地維持其品質之劣化。因此，防磨損之效果極其高。
而且，這樣，在本發明中，考慮各種型態，但是綜合性地說，圖2所示之實施型態最佳。這是因為，在輸出軸和被驅動軸之間的潤滑油，特別是輸出軸之端部附近以密封狀態可大量地確保潤滑油G1，並且由於“無階梯“之空間部收斂，所以輸出軸朝向被驅動軸之嵌入極為容易且可圓滑地完成。在該意義上，可以說圖2之實施型態最有效地兼具防磨損和插入之容易性。
產業上之可利用性
如輸送機之減速裝置，可以利用作為直接安裝在對象機械之被驅動軸而使用之減速裝置。
GM1．．．齒輪電動機
16．．．電動機
18．．．減速機
20．．．電動機外殼
22．．．減速機外殼
24．．．輸出軸(中空軸)
24h．．．貫通孔
24A．．．內周
24B．．．端部
24C．．．端面
28．．．被驅動軸
28A．．．外周
28B．．．階梯面
32．．．鍵
圖1是表示應用本發明之實施方式之一例之齒輪電動機(減速裝置)之一部分之俯視剖面圖。
圖2是表示保持上述齒輪電動機之潤滑油之空間部之圖1箭頭所示Ⅱ部分之放大剖面圖。
圖3是表示空間部之其他例之相當於圖2之剖面圖。
圖4是表示附設Ⅴ型環之例子之相當於圖2之剖面圖。
SP1．．．空間部
28．．．被驅動軸
24B．．．端部
24C．．．端面
28B．．．階梯面
G1．．．潤滑油
24．．．中空軸
24A．．．內周
28A．．．外周
32．．．鍵
24h．．．貫通孔
SPh1．．．高度
Hr1．．．半徑
Hrle．．．半徑
X．．．軸方向
R．．．半徑方向
O1、O2．．．軸心
Ls1．．．長度

Claims (3)

  1. 一種減速裝置向對象機械之安裝構造，是驅動對象機械之被驅動軸的減速裝置，其特徵在於：上述減速裝置，具備中空之輸出軸，該輸出軸可被上述對象機械之被驅動軸插入，並與該被驅動軸具有間隙而結合為可傳遞動力；從該輸出軸之端部沿著該輸出軸，在該輸出軸之內周和上述被驅動軸之外周之間，確保有可保持潤滑油之空間部；具備有用於封塞上述空間部之封塞手段；上述對象機械之被驅動軸具有限制上述輸出軸之嵌入終端之階梯面，該階梯面兼任上述封塞手段。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之減速裝置向對象機械之安裝構造，其中，上述空間部之半徑方向之高度，是沿著上述輸出軸之軸方向越朝向該輸出軸之端部越大。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之減速裝置向對象機械之安裝構造，其中，上述空間部之軸方向上之在特定部分之半徑方向之高度，是大於在該特定部分之軸方向兩側部處之半徑方向之高度。
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