(57)【要約】【課題】運転時における低騒音と低駆動ロスを同時に実現した減速機などの歯車装置を提供する。【解決手段】入力軸１２２に設けたオイルシール１５０の内部１５０Ｎに封入する潤滑剤Ａと、減速機（歯車装置）内部１２６に封入し主として減速部１３５を潤滑する潤滑剤Ｂとの特性を、基油粘度については潤滑剤Ａを潤滑剤Ｂよりも低くし、ちょう度については潤滑剤Ａを潤滑剤Ｂよりも大とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、該入力軸の回転を変速する変速部と、変速された回転を出力する出力軸とを備えた歯車装置において、
前記入力軸にオイルシールが設けられ、該オイルシール部の潤滑剤の基油粘度が前記変速部の潤滑剤の基油粘度よりも小さく、且つ、
前記オイルシール部の潤滑剤のちょう度が前記変速部の潤滑剤のちょう度よりも大である
ことを特徴とする歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記入力軸にはハイポイドギヤが一体形成されている
ことを特徴とする歯車装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記オイルシール部の潤滑剤の基油粘度は１００ｍｍ2／ｓ以下である
ことを特徴とする歯車装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記変速部の潤滑剤の基油粘度は４０ｍｍ2／ｓ以上である
ことを特徴とする歯車装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記オイルシール部の潤滑剤のちょう度は４００以上である
ことを特徴とする歯車装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記変速部の潤滑剤のちょう度は４３０以下である
ことを特徴とする歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された回転を変速し出力する歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、減速機などの歯車装置内部にオイル・グリス等の潤滑剤を封入し、歯車装置の内部を構成する各部材間の潤滑・冷却を行なうことが広く一般に行なわれている。
【０００３】
又、図４に示す特許文献１に記載されるように、減速機２０はモータ１０との間で回転する軸２２を介して動力を伝達する構成とされているため、この軸２２と、減速機のケーシング２４との隙間から減速機内部２６に封入した潤滑油が漏れ出ないようにオイルシール２８が設けられている。
【０００４】
更に、このオイルシール２８には、グリスのように粘性が高い潤滑剤を封入配置し、潤滑を行いつつ、減速機内の潤滑油がモータ側へ漏れることを防ごうとした技術も開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２７３３４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
市場においては減速機の運転時における騒音を少しでも抑えたいという要求がある。また、出来るだけエネルギー効率の高い、駆動ロスの低い減速機が要求されている。
【０００７】
従来技術として例示した上記減速機２０は、これら騒音や駆動ロスの問題点を考慮したものではなかった。
【０００８】
本発明は、装置全体として騒動ロスを低減しつつ同時に騒音の問題も解消した歯車装置を提供するべくなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、入力軸と、該入力軸の回転を変速する変速部と、変速された回転を出力する出力軸とを備えた歯車装置において、前記入力軸にオイルシールが設けられ、該オイルシール部の潤滑剤の基油粘度が前記変速部の潤滑剤の基油粘度よりも小さく、且つ、前記オイルシール部の潤滑剤のちょう度が前記変速部の潤滑剤のちょう度よりも大とすることにより、上記課題を解決するものである。
【００１０】
これにより、歯車装置の騒音の低減と駆動ロスの低減を効果的に両立させることが可能となる（後述）。
【００１１】
ここで基油粘度とは、動粘度のことを意味しており、流動粘度と液体密度の比のことである。一方、ちょう度とは、ＪＩＳ規定の円錐が規定時間内に試料に進入する深さをミリメートルの１０倍で表わした数値のことであり、グリスのみかけ上の硬さを示すものである。
【００１２】
又、「オイルシール部」とは、オイルシールとその内部を含むものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を適用することで、低騒音、低駆動ロスの歯車装置を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下添付図面を用いて、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１５】
図１（Ａ）は、本発明の実施形態の一例である減速機（歯車装置）１２０を備えるギヤドモータＧＭ１００の一部展開側断面図であり、図１（Ｂ）は、一部展開平断面図である。
【００１６】
又、図２（Ａ）は、矢示IIＡ部付近の拡大図である。
【００１７】
ギヤドモータＧＭ１００は、減速機１２０にモータ１１０が図示せぬボルト等により一体的に連結されたものである。
【００１８】
モータ１１０は、モータケーシング本体１１２と、エンドカバー１１４と、フロントカバー１１６とからなるケーシングの中にモータ駆動部１１１が納められて構成されている。このモータ駆動部１１１は、主にモータケーシング本体１１２に固定されたステータ１１１Ｓと、ロータ１１１Ｒとで構成されており、ロータ１１１Ｒの回転をモータ軸１１８へと伝達可能とされている。モータ１１０の略中心部には、前記モータ駆動部１１１の駆動力をモータ外部へと伝達するモータ軸１１８が回転可能に設けられている。
【００１９】
前記モータ１１０のケーシングの一部として機能するフロントカバー１１６は、後述する減速機１２０の減速機ケーシング本体１２４と一体形成されている。
【００２０】
減速機ケーシング本体１２４の中には、モータ軸１１８と一体化された入力軸１２２と、減速部（変速部）１３５と、出力軸１３６とが納められており、これら全体で減速機１２０を構成している。
【００２１】
減速機ケーシング本体１２４の最もモータ側には軸受１１９が備えられ、入力軸１２２を回転自在に支持している。本実施形態において、この入力軸１２２は前記モータ軸１１８と単一の部材として一体的に形成されているが、別々の部材として構成してもよい。
【００２２】
又、前記軸受１１９と並んでオイルシール１５０が入力軸１２２の周囲に設けられ、減速機内部１２６に封入される潤滑剤（詳細後述）がモータ側へ漏れるのを防止可能な構成とされている。尚、オイルシール１５０には、リップ部１５０Ｌを入力軸１２２に密着させるためのばね１５０Ｂが備わっている（図２（Ａ）参照）。
【００２３】
入力軸１２２の先端部にはハイポイドピニオン１２３が直切り形成されており、ハイポイドギヤ１３４と噛合している。このハイポイドピニオン１２３とハイポイドギヤ１３４とで減速部１３５を構成している。
【００２４】
ハイポイドギヤ１３４はドーナツ状の形をしており、その中心部に減速された回転を外部へと伝達する出力軸１３６が挿嵌され、一体化されている。減速部１３５にハイポイドギヤセットが設けられていることについては後述する。
【００２５】
前記減速部１３５の上方には、孔１３９を有するカバー１３８がボルト１４０によって減速機ケーシング本体１２４に固定されている。
【００２６】
前記孔１３９には軸受１４２が設けられ、図１（Ａ）において、ハイポイドギヤ１３４の下側に配置される軸受１４４と共に、前記出力軸１３６を軸支している。尚、出力軸１３６の一部は、カバー１３８の孔１３９を貫通し外部に露出している。
【００２７】
又、図１（Ａ）において前記孔１３９に備わる軸受１４２の上部には、オイルシール１４６が設けられている。
【００２８】
次に減速機１２０に用いられる潤滑剤について説明する。
【００２９】
当該減速機１２０においては、前記入力軸１２２の周囲をシーリングしているオイルシール１５０の内部１５０Ｎに封入される潤滑剤Ａと、減速機内部１２６に封入され、主に減速部１３５を潤滑・冷却する潤滑剤Ｂとが使用されている。
【００３０】
潤滑剤Ａは、その基油として、鉱物油系、合成炭化水素系、エステル系、グリコール系、エーテル系、シリコーン系、フッ素油系のうちいずれかが用いられ、増ちょう剤としてリチウム石鹸、カルシウム石鹸、アルミニウム石鹸、ナトリウム石鹸、バリウム石鹸、ウレア化合物、ＰＴＦＥ、有機化ベントナイト、シリカのうちいずれかが用いられている。
【００３１】
一方、潤滑剤Ｂは、その基油として、鉱物油系、合成炭化水素系、エステル系、グリコール系、エーテル系、シリコーン系、フッ素油系のうちいずれかが用いられ、増ちょう剤としてリチウム石鹸、カルシウム石鹸、アルミニウム石鹸、ナトリウム石鹸、バリウム石鹸、ウレア化合物、ＰＴＦＥ、有機化ベントナイト、シリカのうちいずれかが用いられている。
【００３２】
又、オイルシール内部１５０Ｎの潤滑剤Ａと減速部１３５の潤滑剤Ｂの特性を比較すると、基油粘度に関しては常に潤滑剤Ａの方が潤滑剤Ｂよりも小さく、ちょう度に関しては、潤滑剤Ａの方が潤滑剤Ｂよりも大きい（軟らかい）という関係が成立するように構成されている。これは、減速機１２０において、運転時の騒音の発生原因となるのは、減速部１３５における歯車同士の噛合音であり、この噛合音の発生を抑えるためには減速部１３５に用いる潤滑剤の基油粘度は高いほうが好ましいとの知見に基づいたものである。一方、減速機１２０の駆動ロスに関しては、伝達されるトルクが減速機全体の中で相対的に小さい入力軸１２２の部分において影響され易いことに鑑み、オイルシール内部１５０Ｎに用いる潤滑剤は基油粘度が低く、ちょう度が大きいほうが好ましいとの知見に基づいたものである。そこでオイルシール内部１５０Ｎの潤滑剤Ａに関しては、減速部１３５の潤滑剤Ｂよりも基油粘度が低く、ちょう度が大きいものを選び、減速機全体の低騒音と低駆動ロスとを両立させている。
【００３３】
この結果、オイルシール内部１５０Ｎの潤滑剤Ａは、潤滑剤Ｂよりも軟らかいものを使用することとなり、効率よく駆動ロスを低減することができる。更に、オイルシール１５０と入力軸１２２との摺動部分においては、元々騒音の発生原因となる程の音の発生がないため、潤滑剤Ａのように基油粘度が低いものを用いても騒音上の新たな不具合は発生しない。
【００３４】
又、減速部１３５の潤滑剤Ｂは、潤滑剤Ａよりも基油粘度の高いものを使用することとなり、騒音の原因となる噛合音を効果的に低減できる。更に、オイルシール内部１５０Ｎの潤滑剤Ａと比べてある程度の硬さを備えているため、運転時にオイルシール１５０の方向へと強い圧力で押し寄せる可能性を低減できる。
【００３５】
尚、本実施形態において減速部１３５の構成として、ハイポイドギヤセットが用いられているのも、騒音の低減と駆動ロスの低減の両立を考慮したためである。
【００３６】
騒音を低減するために有効な構成として知られている構造としては、ウォームギヤセットによるものがある。しかし、本実施形態においては減速部１３５の潤滑剤Ｂとして基油粘度の高いものを使用している。基油粘度の高い潤滑剤は駆動ロスが大きくなる傾向があるが、ウォームギヤセットの場合、それ自体摺動抵抗が大きく、相乗効果で非常に駆動ロスが大きくなる傾向となる。この駆動ロスの急激な増大は、多くの場合オイルシール内部１５０Ｎに低基油粘度の潤滑剤Ａを用いた効果を簡単に相殺してしまい好ましくない。この点、ハイポイドギヤセットは、（ベベルギヤセット等に比べて）本来的に低騒音であり、又、潤滑剤Ｂの基油粘度が高くてもそれ程ロスは大きくなることはなく、好ましい。
【００３７】
より理想的な潤滑剤の特性としては、潤滑剤Ａについては、基油粘度が１００ｍｍ2／ｓ（４０℃）以下、ちょう度は４００以上のものが好ましい。これは、図３（Ａ）に示すように、基油粘度が小さいほど摺動ロス（引張荷重）は小さくなる傾向に鑑みて、オイルシール部の摺動ロスを望ましい程度にまで低減するためである。
【００３８】
但し、この場合においても、前述した潤滑剤Ａと潤滑剤Ｂとの基油粘度及びちょう度の関係は成立している必要がある。
【００３９】
尚、上記数値が好ましい理由は、例えば大型の減速機に適用する場合など、潤滑剤Ｂとの関係では低基油粘度、高ちょう度であっても、上記の数値から外れると、効果的なロス低減が必ずしも望めないからである。
【００４０】
一方、潤滑剤Ｂについては、基油粘度４０ｍｍ2／ｓ（４０℃）以上、ちょう度は４３０以下であることが好ましい。これは図３（Ｂ）に示すように、基油粘度が大きい程発生する騒音は小さくなる傾向に鑑みて、減速部の騒音を望ましい程度にまで低減するためである。
【００４１】
但し、この場合においても、前述した潤滑剤Ａと潤滑剤Ｂとの基油粘度及びちょう度の関係は成立している必要がある。
【００４２】
尚、上記数値が好ましい理由は、例えば小型の減速機に適用する場合など、潤滑剤Ａとの関係では高基油粘度、低ちょう度であっても、上記の数値から外れると、効果的な騒音低減が必ずしも望めないからである。
【００４３】
次に、減速機１２０が備わるギヤドモータＧＭ１００の作用について説明する。
【００４４】
モータ１１０に通電されると、モータ駆動部１１１の作用によりモータ軸１１８が回転する。モータ軸１１８の回転は一体形成される減速機の入力軸１２２へと伝達され、入力軸１２２の先端部に備わるハイポイドピニオン１２３を介してハイポイドギヤ１３４を回転させる。このとき、ハイポイドピニオン１２３とハイポイドギヤ１３４とは直交して噛合しているため、入力軸１２２の回転は略９０度方向転換されて出力軸１３６へと伝達される。この出力軸１３６の回転は図示せぬ相手機械に伝達される。
【００４５】
このような動作を行なうギヤドモータでは、特に歯車同士が噛合する減速部１３５において騒音（主として噛合音）が発生する。しかし、前述したように減速機内部１２６には、基油粘度が高く、ちょう度の低い潤滑剤Ｂが封入されていることで騒音レベルを抑えている。
【００４６】
一方、入力軸１２２の周囲に設けられているオイルシール１５０の内部１５０Ｎには、基油粘度が低くちょう度の高い潤滑剤Ａが封入されているため、オイルシール１５０と入力軸１２２との摺動ロスを抑えることができる。即ち、入力軸１２２の駆動トルクは、減速機１２０全体の中では相対的に小さいため、使用する潤滑剤の基油粘度やちょう度の影響を受け易くなる。そこで基油粘度が小さくちょう度の大きな潤滑剤Ａを用いることにより、減速機全体としての駆動ロスの低減を実現している。
【００４７】
尚、出力軸１３６に設けられるオイルシール１４６の潤滑剤については入力軸とは事情が異なる面があり本発明では特に限定されない。
【００４８】
このように騒音の原因とはなり難いオイルシール部においては、低基油粘度・高ちょう度の潤滑剤を使用し、且つ、騒音を発生し易い減速部においては、高基油粘度・低ちょう度の潤滑剤を使用することで、低騒音・低駆動ロスの減速機（ギヤドモータ）を実現している。
【００４９】
尚、前記オイルシール１５０の構造は、図２（Ａ）に示すように、いわゆるシングルシール構造を前提として説明したが、これに限られるものでなく、図２（Ｂ）に示すように補助リップ、ばねのない補助オイルシール１５２Ｓを設けてもよい。このとき、オイルシール内部１５２Ｎと補助オイルシール１５２Ｓの内部１５２ＳＮとに封入する潤滑剤の基油粘度やちょう度を適宜変更してもよい。例えば、オイルシール内部１５２Ｎに封入する潤滑剤をより低基油粘度・高ちょう度にしてもよい。又、オイルシール１５２と補助オイルシール１５２Ｓとの間に隙間を設けても良い。又、同図（Ｃ）に示すようにオイルシール１５４を２つ並べてダブルシール構造としてもよい。この際にも、２つのオイルシール内部１５４Ｎに封入する潤滑剤の特性を異ならせてもよい。このようにすれば、潤滑剤漏れを防止しつつ、更なる低駆動ロスを実現できる。又、オイルシール１５４間に隙間を設けても良い。更には、同図（Ｄ）に示すように、オイルシール１５６の内部に補助リップ１５６Ｓを有し、合計３つのリップ部１５６Ｌを備えたトリプルリップ構造としてもよい。このようにすれば、低基油粘度、高ちょう度の潤滑剤を使用したとしても、より確実にオイルシール部からのオイル漏れを防止することが可能となる。
【００５０】
又、前述したように、ハイポイドギヤセットの減速機に本発明を適用すれば、より効果は高いものであるが、このタイプの減速機に限られるものではない。
【００５１】
更に、１段の減速部を備えた減速機として説明したが、これに限らず、より噛合部分の多い複数段の減速機に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
減速機に適用できることは勿論、増速機などその他の歯車装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施形態の一例である減速機を備えたギヤドモータＧＭ１００の一部展開側断面図    （Ｂ）は、本発明の実施形態の一例である減速機を備えたギヤドモータＧＭ１００の一部展開平断面図
【図２】（Ａ）は、図１（Ａ）における矢示IIＡ付近の拡大図    （Ｂ）は、オイルシールの他の実施例を示す図であり、図２（Ａ）相当図    （Ｃ）は、オイルシールの他の実施例を示す図であり、図２（Ａ）相当図    （Ｄ）は、オイルシールの他の実施例を示す図であり、図２（Ａ）相当図
【図３】（Ａ）は、基油粘度と引張荷重（摺動ロス）との関係を示す表    （Ｂ）は、基油粘度と騒音の関係を示す表
【図４】特許文献１記載の減速機
【符号の説明】
【００５４】
ＧＭ１００…ギヤドモータ
１１０…モータ
１１８…モータ軸
１２０…減速機
１２２…入力軸
１２３…ハイポイドピニオン
１２４…減速機ケーシング本体
１２６…減速機内部
１３４…ハイポイドギヤ
１３５…減速部
１３６…出力軸
１３８…カバー
１３９…孔
１４０…ボルト
１４２、１４４…軸受
１５０…オイルシール
１５０Ｎ…オイルシール内部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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