(57)【要約】【課題】  常に油面レベルを最適高さに維持することができ、かつ十分な油流量を確保できて冷却性に優れたギアボックスの油給排装置を提供する。【解決手段】  内部が大気に開放され、ギア機構１を内蔵すると共にそのギア機構１に対する潤滑用の油６を内部に貯留するギアボックス２を備える。ギアボックス２の上部に油流入口１０を設け、ギアボックス２の油流出口１０よりも下方の互いに異なる高さの位置に第１および第２の油流出口１１，１２を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が大気に開放され、ギア機構を内蔵すると共にそのギア機構に対する潤滑用の油を内部に貯留するギアボックスを備え、前記ギアボックスの上部に油流入口を設け、前記ギアボックスの前記油流出口よりも下方の互いに異なる高さの位置に第１および第２の油流出口を設けたギアボックスの油給排装置。
【請求項２】
内部が大気に開放され、ギア機構を内蔵すると共にそのギア機構に対する潤滑用の油を内部に貯留するギアボックスを備え、前記ギアボックスの上部に油流入口を設け、前記ギアボックスの前記油流入口よりも下方の位置に流量確保用油流出口とこの流量確保用油流出口とは別個の連通口とを設け、前記連通口と連通する油調整ボックスを設け、この油調整ボックスは、内部が大気に開放され、かつ前記ギアボックスの目標の油面レベルと同じ高さに油面調整用油流出口を設けたものとしたギアボックスの油給排装置。
【請求項３】
前記ギアボックスに対し前記油調整ボックスが高さ調整自在である請求項２記載のギアボックスの油給排装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば工作機械、産業機械等のギアボックスに貯留される潤滑用の油量を適正に保つために、ギアボックスに対し油を供給および排出するギアボックスの油給排装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来のギアボックスの油給排装置の１例を示す。複数個のギア３，４，５からなるギア機構１がギアボックス２に内蔵され、そのギアボックス２の底部に潤滑用の油６が貯留されている。油面レベルＬは最下位に位置するギア３の下端だけが油６に浸る程度とされ、各ギア３，４，５の回転により、ギア３から他のギア４，５へと順に油６が伝えられる。油面レベルＬを上記のように設定する理由は、油６の攪拌抵抗を極力抑えるためである。
【０００３】
また、ギアボックス２内の油６には、運転によって昇温したギア３，４，５およびギアボックス２、そしてギアボックス２を支持する支持体を冷却するという役割もある。そのためには低温の油６を常時供給する必要があり、ギアボックス２の上部に設けた油流入口１０から低温の油６を流入させ、下部に設けた油流出口３１から温まった油６を流出させるようにしている。油流出口１１からは、重力により油６が自然流出する。油流入口１０から流入する油６の量を流量調整弁１７で調整することで、適正な油面レベルＬに保たれるように、ギアボックス２内の油６の量を一定に維持する。すなわち、流入量Ｑ１＝流出量Ｑ２の関係を維持する。
【０００４】
ところで、油流出口３１から流出する油６の量は、油流出口３１から油循環装置（図示せず）までの配管の管路抵抗によって決まる。この管路抵抗は、油６の粘度によって変化する。具体的には、油温が高いほど、油６の粘度が低くて流れやすい。このような粘度の変化による油流出量の変動に対し、流量調整弁１７の操作により油流入量を正確に調整するのは難しい。そのため、次のような問題が生じる。例えば、午前中等の比較的気温が低いときや運転開始時には、油の流出量が少ないため、Ｑ１＞Ｑ２の関係になり、油面レベルＬが高くなる。すると、ギア３，４，５による油の攪拌抵抗が大きくなり、発熱量の増大や動力損失が生じる。時には、ギアボックス２から油６が溢れ出ることもある。逆に、気温が高いときや長時間連続運転を行ったときには、Ｑ１＜Ｑ２の関係になるため、油面レベルＬが低くなるか、あるいはギアボックス２内の油６が少なくなり、ギア３，４，５の潤滑不良が生じる。
【０００５】
図５は従来のギアボックスの油給排装置の異なる例であり、図４の例とは異なり、目標の油面レベルＬに合わせて油流出口３２を設けてある。この構成であれば、常に油面レベルＬを一定に維持できる。しかし、油流出口３２での油の流出圧力が低いため、油流出口３２から油６が流出しにくい。そのため、ギア機構１の冷却に必要な十分な油流量を確保できない。油流出口３２から油循環装置（図示せず）までの配管の径を大きくすれば、油流出量を多くして十分な油流量を確保できるが、配管の径を大きくするのは、配管のための広い設置スペースが必要となる。また、この構成は、上層部の油６だけが油流出口３２から流出しやすく、ギアボックス２の底部に循環しない油が溜まるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７０８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来のギアボックスの油給排装置にはそれぞれ一長一短があった。この発明の目的は、上記各従来装置の長所をそれぞれ活かすことで、常に油面レベルを最適高さに維持して良好な潤滑を行え、かつ十分な油流量を確保できて冷却性に優れたギアボックスの油給排装置を提供することである。
この発明の他の目的は、油面レベルの調整を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明における第１の発明のギアボックスの油給排装置は、内部が大気に開放され、ギア機構を内蔵すると共にそのギア機構に対する潤滑用の油を内部に貯留するギアボックスを備え、前記ギアボックスの上部に油流入口を設け、前記ギアボックスの前記油流出口よりも下方の互いに異なる高さの位置に第１および第２の油流出口を設けた。例えば、第１の油流出口の方が第２の油流出口よりも低位にあるとする。その場合、油流入口からの油の流入量は、第１の油流出口からの油の流出量と同じか、それよりも多くする。
【０００９】
この発明によれば、油流入口からギアボックス内に油が流入し、第１および第２の油流出口からギアボックス内の油が流出する。低位側の第１の油流出口から比較的多めの油を流出させることで、油流入口から十分な量の油を流入させることを可能にし、ギア機構に対する冷却能力の向上を図る。また、第１の油流出口から流出させられない余剰の油を、高位側の第２の油流出口から流出させることで、ギアボックス内の油の油面レベルを一定に保ち、適正な潤滑性を維持する。
【００１０】
この発明における第２の発明のギアボックスの油給排装置は、内部が大気に開放され、ギア機構を内蔵すると共にそのギア機構に対する潤滑用の油を内部に貯留するギアボックスを備え、前記ギアボックスの上部に油流入口を設け、前記ギアボックスの前記油流入口よりも下方の位置に流量確保用油流出口とこの流量確保用油流出口とは別個の連通口とを設け、前記連通口と連通する油調整ボックスを設け、この油調整ボックスは、内部が大気に開放され、かつ前記ギアボックスの目標の油面レベルと同じ高さに油面調整用油流出口を設けたものとした。油流入口からの油の流入量は、流量確保用油流出口からの油の流出量と同じか、それよりも多くする。
【００１１】
この発明によれば、油流入口からギアボックス内に油が流入し、ギアボックス内の油が、流量確保用油流出口から流出すると共に、連通口から油調整ボックスに入り、油調整ボックスの油面調整用油流出口から流出する。流量確保用油流出口から比較的多めの油を流出させることで、油流入口から十分な量の油を流入させることを可能にし、ギア機構に対する冷却能力の向上を図る。また、流量確保用油流出口から流出させられなかった余剰の油を、油面調整用油流出口から流出させることで、ギアボックス内の油の油面レベルを一定に保ち、適正な潤滑性を維持する。
【００１２】
前記油調整ボックスを備える場合、前記ギアボックスに対し前記油調整ボックスが高さ調整自在であるのが良い。
油調整ボックスが高さ調整自在であれば、ギアボックスに対する油調整ボックスの高さを調整して、油面調整用油流出口の高さを調整することができる。ギアボックス内の油の油面レベルは油面調整用油流出口の高さよって決まるので、ギアボックスに対する油調整ボックスの高さを調整することで、ギアボックスの油面レベルを任意に設定できる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明のギアボックスの油給排装置は、内部が大気に開放され、ギア機構を内蔵すると共にそのギア機構に対する潤滑用の油を内部に貯留するギアボックスを備え、前記ギアボックスの上部に油流入口を設け、前記ギアボックスの前記油流出口よりも下方の互いに異なる高さの位置に第１および第２の油流出口を設けたため、常に油面レベルを最適高さに維持して良好な潤滑を行え、かつ十分な油流量を確保できて冷却性に優れる。
【００１４】
また、この発明のギアボックスの油給排装置は、内部が大気に開放され、ギア機構を内蔵すると共にそのギア機構に対する潤滑用の油を内部に貯留するギアボックスを備え、前記ギアボックスの上部に油流入口を設け、前記ギアボックスの前記油流入口よりも下方の位置に流量確保用油流出口とこの流量確保用油流出口とは別個の連通口とを設け、前記連通口と連通する油調整ボックスを設け、この油調整ボックスは、内部が大気に開放され、かつ前記ギアボックスの目標の油面レベルと同じ高さに油面調整用油流出口を設けたものとしたため、常に油面レベルを最適高さに維持して良好な潤滑を行え、かつ十分な油流量を確保できて冷却性に優れる。
【００１５】
前記ギアボックスに対し前記油調整ボックスが高さ調整自在である場合は、油面レベルの調整が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明にかかる実施形態のギアボックスの油給排装置の概略構成を示す図である。
【図２】この発明にかかる別の実施形態のギアボックスの油給排装置の概略構成を示す図である。
【図３】（Ａ）上記各ギアボックスの油給排装置が適用される工作機械の１例の側面図、（Ｂ）はそのIIIＢ−IIIＢ断面図である。
【図４】従来のギアボックスの油給排装置の概略構成を示す図である。
【図５】従来の異なるギアボックスの油給排装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の一実施形態を図１の概略構成図と共に説明する。このギアボックスの油給排装置は、ギア機構１を内蔵するギアボックス２を備える。ギア機構１は、隣接する一対のギア同士が互いに噛み合う３連のギア３，４，５からなる。この実施形態のギアボックス２は、例えば図３に示す穴あけ用工作機械７のものであり、ギア５は出力軸５ａに取付けられ、他のギア３，４は軸３ａ，４ａにそれぞれ取付けられている。モータ８の回転がカップリング９を介して出力軸５ａに出力され、ギア機構１のギア５からギア４、ギア３へ回転が伝達される。ギア３の軸３ａに、ドリル等の穴あけ用工具の軸（図示せず）が連結される。これによって、モータ８の回転によりドリル等を回転させ穴あけ加工が行える。ギアボックス２は、大気に開放された開口（図示せず）を有し、内部が大気圧の環境下にある容器状であり、その内部の下部に、ギア機構１に対する潤滑および冷却用の油６が貯留されている。
【００１８】
図１において、ギアボックス２の上部には油流入口１０が設けられ、下部には第１および第２の油流出口１１，１２が設けられている。第１の油流出口１１は、第２の油流出口１２よりも低い位置にあり、この実施形態ではギアボックス２の下端位置とされている。第２の油流出口１２は、最下位に位置するギア３の下端よりも若干高い位置とされ、ギアボックス２の目標の油面レベルＬの高さとされている。
【００１９】
第１の油流出口１１および第２の油流出口１２は、配管１３，１４を介して、油循環装置１５に繋がっている。油循環装置１５は、油冷却手段（図示せず）に、ポンプ、フィルタ（図示せず）等を組み合わせたものである。さらに、油循環装置１５は、配管１６を介して、油流入口１０に繋がっている。配管１６中には、流量調整弁１７が設けられている。流量調整弁１７は、手動操作式であっても、自動制御式であってもよい。
【００２０】
このギアボックスの油給排装置の作用を説明する。油循環装置１５を作動させることにより、油循環装置１５で冷却された油６が、油流入口１０からギアボックス２内に流入すると共に、第１および第２の油流出口１１，１２からギアボックス２内の油が流出する。油流入口１０からの油流入量をＱ１、第１および第２の油流出口１１，１２からの油流出量をそれぞれＱ２，Ｑ３とした場合、流量調整弁１７で配管１６の油流用を調整して、Ｑ３≦Ｑ１≦Ｑ２＋Ｑ３の関係が成り立つようにする。具体的には、油流入口１０から流入する油６の量を第１の油流出口１１から流出する油６の量よりも少しだけ多くするのが好ましい。それにより、流入する油６のうち大半が第１の油流出口１１から流出し、残りが第２の油流出口１２から流出する。
【００２１】
これにより、ギアボックス２内の油面レベルＬが、常に第２の油流出口１２の高さに保たれる。この状態では、最下位に位置するギア３の下端だけが油６に浸っており、各ギア３，４，５の回転により、ギア３から他のギア４，５へと順に油６が伝えられて、潤滑が行われる。このように最下位に位置するギア３の下端だけが油６に浸る状態であれば、油６の攪拌抵抗は極めて少なく、発熱および動力損失を抑えることができる。
【００２２】
ギアボックス２の上部に位置する油流入口１２から流入する油６の大半がギアボックス２の下端に位置する第１の油流出口１１から流出するため、油６の入れ替わりが良好で、ギアボックス２内の油６を低温状態に維持できる。そのため、ギア３，４，５の冷却効果が高い。また、底部の油６も循環するので、油６を清浄な状態に保つことができ、良好な潤滑を行える。
【００２３】
つまり、このギアボックスの油給排装置は、低位側の第１の油流出口１１から比較的多めの油６を流出させることで、油流入口１０から十分な量の低温の油６を流入させることを可能にし、ギア機構１に対する冷却能力の向上を図り、かつ、第１の油流出口１１から流出させられない余剰の油６を、高位側の第２の油流出口１２から流出させることで、ギアボックス２内の油６の油面レベルＬを一定に保ち、適正な潤滑性を維持する。
【００２４】
図２は、この発明の異なる実施形態を示す。このギアボックスの油給排装置が前記実施形態と異なる点は、ギアボックス２とは別に油調整ボックス２０を設けたことである。ギアボックス２は、前記実施形態の油流入口１０および第１の油流出口１１と同じ位置に、油流入口１０および流量確保用油流出口２１がそれぞれ設けられ、前記実施形態の第２の油流出口１２に代えて、ギアボックス２の下端位置に連通口２２が設けられている。油調整ボックス２０は、大気に開放された開口（図示せず）を有し、内部が大気圧の環境下にある容器状であり、ギアボックス２の前記連通口２２と油調整ボックス２０の底部に設けた連通口２３とが、連通管２４により互いに連通させてある。そのため、ギアボックス２の油面レベルＬと油調整ボックス２０の油面レベルＬは同じである。油調整ボックス２０には、油面調整用油流出口２５が設けられている。油面調整用油流出口２５は、最下位に位置するギア３の下端よりも若干高い位置とされ、ギアボックス２の目標の油面レベルＬの高さとされている。
【００２５】
油循環装置１５を作動させることにより、油循環装置１５で冷却された油６が、油流入口１０からギアボックス２内に流入し、ギアボックス２内の油６が、流量確保用油流出口２１から流出すると共に、連通管２４を通って油調整ボックス２０に入り、油調整ボックス２０の油面調整用油流出口２５から流出する。流量調整弁１７で配管１６の油流量を調整して、油流入口１０から流入する油の量を流量確保用油流出口２１から流出する油の量よりも少しだけ多くすることで、流入する油６のうち大半が流量確保用油流出口２１から流出し、残りが油面調整用油流出口２５から流出させる。それにより、前記実施形態と同じ作用効果が得られる。
【００２６】
さらに、この実施形態は、油面調整用油流出口２５が油調整ボックス２０に設けられているため、ギアボックス２に対する油調整ボックス２０の高さを調整することで、油面調整用油流出口２５の高さ、すなわち油面レベルＬを変更できる。油調整ボックス２０の高さを自在に調整する高さ調整手段２７を設ければ、任意の油面レベルＬに容易に設定できる。高さ調整手段２７は、例えば、ギアボックス２に設けられた固定側部材２７ａと、油調整ボックス２０に設けられた可動側部材２７ｂとでなり、固定側部材２７ａに上下に並んで設けられた複数の取付孔（図示せず）のうちの任意の取付孔に可動側部材２７ｂをボルト等で付け替え自在に取付けたものとされる。ねじ機構等を用いて油調整ボックス２０を無段階に高さ調整できる構成としてもよい。
【００２７】
上記各実施形態は、工作機械のギアボックスに適用された油給排装置についてであるが、この発明は、工作機械以外に、産業機械、繊維機械等のギアボックスにも適用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１…ギア機構
２…ギアボックス
３，４，５…ギア
６…油
１０…油流入口
１１…第１の油流出口
１２…第２の油流出口
２０…油調整ボックス
２１…流量確保用油流出口
２２…連通口
２５…油面調整用油流出口
２７…高さ調整手段
Ｌ…油面レベル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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