(57)【要約】【課題】遊星歯車の支持軸に給油溜まりを設け、その給油溜まり側から転がり軸受に給油する場合において、公転中心に近い方の軸受部分にも十分潤滑油を供給できるようにした遊星歯車減速機の潤滑装置を提供することを課題とする。【解決手段】遊星歯車機構１１によって公転する縦向きの支持軸１６に転がり軸受１９を介して支持された遊星歯車１５と、前記遊星歯車１５の移動経路上に下向きに設置された給油ノズル２６とからなり、前記給油ノズル２６の下方を前記遊星歯車１５が通過する間にその給油ノズル２６から前記転がり軸受１９に給油するようにした遊星歯車減速機の潤滑装置において、前記支持軸１６に上向きに開放された給油溜まり２５が設けられ、前記給油溜まり２５の周壁に前記転がり軸受１９の内部に通じた軸側給油穴２７が設けられ、その軸側給油穴２７に前記給油溜まり２５の内部の潤滑油を送り出すポンプ装置２９が設けられた構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車機構によって公転する縦向きの支持軸に軸受を介して支持された遊星歯車と、前記遊星歯車の移動軌跡上に下向きに設置された給油ノズルとからなり、前記給油ノズルの下方を前記遊星歯車が通過する間にその給油ノズルから前記軸受に給油するようにした遊星歯車減速機の潤滑装置において、前記支持軸に上向きに開放された給油溜まりが設けられ、前記給油溜まりの周壁に前記軸受内部に通じた給油穴が設けられ、その給油穴に前記給油溜まり内部の潤滑油を送り出すポンプ装置が設けられたことを特徴とする遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項２】
前記ポンプ装置が、前記遊星歯車の公転中心に相対的に近い給油穴に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項３】
前記ポンプ装置が、前記給油穴を吐出口とする給油シリンダーと、その給油シリンダーの周壁に設けられた給油受け口と、前記給油シリンダーに進退自在に挿入されたピストンと、そのピストンの往復駆動手段とにより構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項４】
前記ピストンの往復駆動手段は、前記給油溜まりの底部に設けられた回転板と、その回転板を支持し前記給油溜まりの底部に貫通された回転軸と、その回転軸の下端に取り付けられた駆動歯車とからなり、前記ピストンが前記回転板の偏心位置に回転自在に連結され、前記駆動歯車が前記遊星歯車機構の内歯歯車又は太陽歯車に噛み合わされた構成であることを特徴とする請求項３に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項５】
前記給油受け口は、前記給油シリンダーの周壁に上向きに設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項６】
前記給油受け口に、上方に開放された漏斗を取り付けたことを特徴とする請求項５に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項７】
前記回転板は、前記給油溜まりの内周面に接近する大きさに形成され、その回転板の上面に所要数のフィンが設けられ、前記フィンは前記回転板の回転によって給油溜まり内部の潤滑油をその内周面に沿って回転させる流れを生じさせ、前記給油受け口が前記潤滑油の流れに対向するように斜め下向きに開放されたことを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項８】
前記給油受け口が、前記給油シリンダー周壁の上下端を通る縦軸の上端点を基準とし、当該給油シリンダーを前記ピストン側から見て１８０度から２７０度にわたる角度範囲に設けられたことを特徴とする請求項７に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項９】
前記フィンが、前記回転板の回転方向に湾曲した形状であることを特徴とする請求項７又は８に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項１０】
前記フィンの前記給油受け口下端からの高さが、当該給油受け口の上下端間の開口幅の半分以上の大きさに形成され、かつ当該フィンの素材が弾性変形可能な軟質材であることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項１１】
前記給油穴が、前記遊星歯車の中心とその公転中心を結ぶ径方向の線上の２個所に設けられたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遊星歯車減速機の潤滑装置に関し、特に自転しつつ公転する遊星歯車の支持軸受の潤滑に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車減速機における遊星歯車の潤滑装置として、従来から特許文献１に開示されたものが知られている。この遊星歯車減速機は、入出力軸が縦向きに配置され、入力軸に太陽歯車が設けられる。その太陽歯車と、太陽歯車の周りに同軸状態に固定された内歯歯車との間に遊星歯車が介在される。前記遊星歯車の支持軸も縦向きであり、その支持軸はキャリヤを介して出力軸に結合される。
【０００３】
前記遊星歯車は、前記支持軸の周りに介在された転がり軸受により支持され、自転しつつ太陽歯車の周りを公転し、前記キャリヤを介して出力軸をその公転速度で減速回転させる。前記の入力と出力を入れ替えると、増速機として作用することは周知のとおりである。
【０００４】
この場合の遊星歯車の潤滑装置は、前記遊星歯車の転がり軸受の上方に給油ノズルが下向きに固定され、その転がり軸受の上方から下向きに潤滑油を供給するようにしている。
【０００５】
一般に、転がり軸受の潤滑構造として、その支持軸に設けた給油経路の終端部を径方向外向きに屈曲して軸受内輪の給油穴に潤滑油を供給することが知られている（特許文献２）。また、遊星歯車減速機において、遊星歯車が自転のみ行い内歯歯車が公転するようにした場合において、その遊星歯車の支持軸受の潤滑油を支持軸側から供給するようにすることも知られている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０１３３３号公報（図４）
【特許文献２】特開２００８−１９９４８号公報（図１）
【特許文献３】実開平５−６９４４２号公報（図２、油通路３２ｂ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記の特許文献１に開示された遊星歯車減速機の潤滑装置は、遊星歯車が公転しているため、給油ノズルから軸受上に供給された潤滑油は、公転する遊星歯車に作用する遠心力によって外向きの力を受ける。そのため、潤滑油が軸受内部に流入し難く、軸受の潤滑が十分に行われ難い問題がある。
【０００８】
この問題を解決すべく、前記特許文献１に係る発明においては、軸受外輪の上端面外周に沿って、内向きに開放された溝を有する規制リング（オイルスクープリング）を装着し、外向きにはね飛ばされた潤滑油を受け止め、軸受側へ押し戻すようにしている（同文献図１参照）。
【０００９】
前記のような規制リングを用いることなく、軸受内部に効率よく潤滑油を供給するために、特許文献２、同３の開示内容に基づき、軸受の支持軸に設けた給油経路を径方向外向きに屈曲して軸受内輪の給油穴に潤滑油を供給する構造を想定することができる。
【００１０】
しかし、前記特許文献２、同３に開示された軸受潤滑装置は、支持軸が自転のみする構造であり公転する構造ではなく、支持軸が公転する場合において、その内部に設けられた給油経路に外部から潤滑油を供給する手段は開示されていない。この場合、公転のみ行う支持軸の内部に外部から潤滑油を供給する手段として、特許文献１の開示内容に基づき、当該支持軸に上向きに開放された給油溜まりを設け、その給油溜まりの移動軌跡上に下向きの給油ノズルを設ける構成を採ることが考えられる。
【００１１】
しかし、仮にそのような構成を採ったとしても、給油溜まり内部の潤滑油に支持軸の公転に伴う遠心力が作用するので、給油溜まりの周壁の給油穴から支持軸外周の軸受に供給される潤滑油は、公転中心から遠い部分の給油穴に集まる傾向がある。このため、公転中心に近い部分の給油穴からの給油量が不足し、当該給油穴に対向した軸受部分の潤滑が不足する問題がある。
【００１２】
そこで、この発明は、遊星歯車の支持軸に給油溜まりを設け、その給油溜まりの周壁に設けた給油穴から支持軸外周の軸受に給油する場合において、公転中心に近い軸受部分にも十分潤滑油を供給できるようにした遊星歯車減速機の潤滑装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決するために、この発明は、遊星歯車機構によって公転する縦向きの支持軸に軸受を介して支持された遊星歯車と、前記遊星歯車の移動軌跡上に下向きに設置された給油ノズルとからなり、前記給油ノズルの下方を前記遊星歯車が通過する間にその給油ノズルから前記軸受に給油するようにした遊星歯車減速機の潤滑装置において、前記支持軸に上向きに開放された給油溜まりが設けられ、前記給油溜まりの周壁に前記軸受内部に通じた給油穴が設けられ、その給油穴に前記給油溜まり内部の潤滑油を送り出すポンプ装置が設けられた構成としたものである。
【００１４】
前記ポンプ装置は遊星歯車の公転中心に相対的に近い部分に給油穴を設けることが望ましい。公転中心から遠い部分の給油穴からは、遠心力の作用によって外部への給油が行われる。
【００１５】
前記ポンプ装置としては、前記給油穴を吐出口とする給油シリンダーと、その給油シリンダーの周壁に設けられた給油受け口と、前記給油シリンダーに進退自在に挿入されたピストンと、そのピストンの往復駆動手段とにより構成することができる。
【００１６】
前記ピストンの往復駆動手段としては、前記給油溜まりの底部に設けられた回転板と、その回転板を支持し前記給油溜まりの底部に貫通された回転軸と、その回転軸の下端に取り付けられた駆動歯車とからなり、前記ピストンが前記回転板の偏心位置に回転自在に連結され、前記駆動歯車が前記遊星歯車機構の内歯歯車又は太陽歯車に噛み合わされた構成を採ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によると、支持軸に設けた給油溜まり内部の潤滑油は、その内部に設けたポンプ装置によって給油穴を通じ外周部の軸受に供給されるので、支持軸に作用する遠心力の影響を受けることなく、公転中心に相対的に近い給油穴からも軸受に対し確実に給油することができる。これにより遊星歯車を支持する軸受の潤滑、特に、その軸受の公転中心に近い部分の潤滑を改善することができる。
【００１８】
また、前記のポンプ装置として、給油シリンダーを用い、その給油シリンダーのピストンの往復駆動手段として、回転板の回転軸に駆動を設け、その駆動歯車を遊星歯車機構の内歯歯車又は太陽歯車に噛み合わせた構成を採ることにより、特別な駆動源を設けることなく、ポンプ装置を駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施形態１の一部を示す縦断正面図である。
【図２】図２は、図１のＸ１−Ｘ１線の断面図である。
【図３】図３は、図１の一部拡大図である。
【図４】図４は、実施形態１の変形例の一部を示す縦断正面図である。
【図５】図５（ａ）は、実施形態２の一部を示す縦断正面図、同（ｂ）は、同（ａ）のＸ２−Ｘ２線の断面図、同（ｃ）は同（ｂ）のＸ３−Ｘ３線の断面図である。
【図６】図６（ａ）は、図５（ｂ）のＸ４−Ｘ４線の拡大断面図、同（ｂ）は変形例の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
[実施形態１]
図１から図３に示したように、実施形態１の遊星歯車減速機の潤滑装置は、遊星歯車機構１１を構成する縦向きの入力軸１２の上端部に同芯状態に設けられた太陽歯車１３、その太陽歯車１３の周りに同芯状態に配置固定された内歯歯車１４、太陽歯車１３と内歯歯車１４との間に介在された１以上の遊星歯車１５、その遊星歯車１５を支持する縦向きの支持軸１６を一端部に設けたキャリヤ１７、そのキャリヤ１７の他端部と一体化され前記入力軸１２と同芯状態に配置された出力軸１８を有する。
【００２２】
前記遊星歯車１５と、その支持軸１６との間に転がり軸受１９が介在される。転がり軸受１９は、支持軸１６の外径面に嵌合固定された内輪２１、遊星歯車１５の内周側に一体化された外輪２０、前記内輪２１の外径面に形成された軌道と外輪２０の内径面に形成された軌道との間に介在され、保持器２２によって保持された複列のころ２３により構成される。
【００２３】
前記の支持軸１６は上下方向に開放された円筒状に形成され、前記のキャリヤ１７はその外周面に一体化されている。前記円筒状の支持軸１６の下端部に閉塞蓋２４が嵌合され、ねじ止め等により固定される。その閉塞蓋２４により、支持軸１６の内部に上向きに開放された所要径の給油溜まり２５が当該支持軸１６と同芯状態に形成される。給油溜まり２５の回転軌跡上において、入力軸１２の中心である公転中心Ｐ（図２参照）側に片寄って給油ノズル２６が下向きに設けられる。
【００２４】
前記給油溜まり２５の周壁には、その中心と公転中心Ｐを結ぶ線上において径方向に対向した２個所に軸側給油穴２７が設けられる（図２参照）。これらの軸側給油穴２７は、それぞれ転がり軸受１９の内輪２１の同位置に設けられた軸受側給油穴２８に連通している。前記の軸側給油穴２７のうち、遊星歯車１５の公転中心Ｐ近い方の軸側給油穴２７にポンプ装置２９が設けられる。
【００２５】
なお、前記の軸側給油穴２７及びこれと連通した軸受側給油穴２８は、軸受の使用条件により周方向の複数個所に設けることができる。
【００２６】
ポンプ装置２９は、前記の公転中心Ｐに近い軸側給油穴２７の内側において、その軸側給油穴２７を吐出口として給油溜まり２５の内周面に接合された給油シリンダー３１、その給油シリンダー３１の周壁に上向きに設けられた給油受け口３２、前記給油シリンダー３１に進退自在に挿入されたピストン３３と、そのピストン３３の往復駆動手段３４とによって構成される。
【００２７】
前記の給油受け口３２は、給油ノズル２６の下方においてこれに対向して設けられ、給油ノズル２６から滴下又は噴射される潤滑油を給油シリンダー３１の内部に受け入れる。
【００２８】
前記のピストン３３の往復駆動手段３４は、図３に拡大して示したように、ピストン３３に自在継手３５ａを介して取り付けられたピストンロッド３５、偏心ピン４０を設けた回転板３６、給油溜まり２５の閉塞蓋２４の中心部を貫通し前記回転板３６の中心に固定された回転軸３７、その回転軸３７の下端に一体に設けられた駆動歯車３８とによって構成される。
【００２９】
ピストンロッド３５は偏心ピン４０に回転継手３５ｂを介して水平面内で回転可能に取り付けられる。また、閉塞蓋２４を貫通して給油溜まり２５内に突き出した回転軸３７に軸受を兼ねたスペーサ４１が挿通され、回転軸３７の上端部に挿通された回転板３６を前記スペーサ４１によって支持している。回転板３６は、回転軸３７の上端部に嵌めたナット３９によって締め付けられ固定される。また、閉塞蓋２４の下面において、駆動歯車３８との間に滑り軸受４２が介在される。
【００３０】
前記の駆動歯車３８は内歯歯車１４に噛み合わされる。駆動歯車３８を太陽歯車１３に噛み合わせてもよい。前者のように、駆動歯車３８を内歯歯車１４に噛み合わせた場合は、後者のように太陽歯車１３に噛み合わせた場合に比べ、回転板３６の回転が速くなるため、ピストン３３の往復速度が増し給油量が増大する。給油の必要量に応じて、前者の構成と後者の構成を使い分ければよい。
【００３１】
また、給油受け口３２に効率よく潤滑油を集めるために、図４に示したように、その給油受け口３２に漏斗４３を取り付け、その漏斗４３によって給油ノズル２６から滴下又は噴射される潤滑油を受けるようにしてもよい。
【００３２】
実施形態１の潤滑装置は以上のように構成され、この遊星歯車機構１１が駆動されると、入力軸１２と一体の太陽歯車１３が回転し、その太陽歯車１３に噛み合った遊星歯車１５が内歯歯車１４にも噛み合い、自転しつつ太陽歯車１３の周りを公転する。遊星歯車１５の公転に伴い、キャリヤ１７を介して出力軸１８がその公転速度で回転し、出力軸１８を減速回転させる。この場合、遊星歯車１５、これと一体の外輪２０は自転しつつ公転するが、内輪２１及びその支持軸１６は自転することなく公転のみ行う。
【００３３】
また、遊星歯車機構１１が駆動されると、給油ノズル２６から潤滑油が下向きに滴下又は噴射され、その下を通過する給油溜まり２５に潤滑油が供給される。
【００３４】
給油溜まり２５内においては、給油シリンダー３１の給油受け口３２から潤滑油が給油シリンダー３１の内部に取り込まれる一方、その給油受け口３２に入らなかった潤滑油及びその給油受け口３２から溢れた潤滑油が給油溜まり２５内に溜まる。
【００３５】
前記遊星歯車１５の公転に伴い、ポンプ装置２９の駆動歯車３８が内歯歯車１４に噛み合って回転し、回転軸３７を通じて回転板３６を回転させる。これによりピストンロッド３５及びそれに結合されたピストン３３が径方向に往復運動し、給油シリンダー３１の内部の潤滑油が軸側給油穴２７及び軸受側給油穴２８を経て転がり軸受１９の内部に供給される。
【００３６】
一方、公転中心Ｐから遠い方の軸側給油穴２７へは、支持軸１６の公転に伴う遠心力によって潤滑油が送り込まれる。図４のように、給油受け口３２に漏斗４３を設けた場合、その漏斗４３の開口の大きさは、給油シリンダー３１に効率よく給油できる最小の大きさにとどめ、給油溜まり２５へ直接落下できる分量を確保することが必要である。
【００３７】
[実施形態２]
図５及び図６に示した実施形態２の場合は、前記のポンプ装置２９の構成において実施形態１の場合と一部相違している。
【００３８】
即ち、この場合は、給油シリンダー３１、そのピストン３３、ピストン３３の往復駆動手段３４の基本的構成は実施形態１の場合と同様であるが、回転板３６の外径が給油溜まり２５の内周面に接近する大きさに形成され、かつその上面に複数のフィン４４が設けられる点において相違がある。回転板３６は、閉塞蓋２４との間に滑り軸受４５を介在して支持される。
【００３９】
前記のフィン４４は回転板３６の中心の周りに放射状に設けられる。図示の場合は回転方向Ａ（図５（ｂ）参照）に湾曲した形状となっている。このフィン４４は、給油シリンダー３１の下部を通過できるように、その高さが制限されている（図５（ｃ）参照）。
【００４０】
前記のフィン４４は、回転板３６の回転に伴い、給油溜まり２５内において遠心力で公転中心Ｐから遠い部分に集められた潤滑油ａ（図５（ｂ）参照）を回転方向Ａに押し出し、給油溜まり２５の内周面に沿って給油シリンダー３１の方向に移動する潤滑油の流れｂを作る。
【００４１】
また、この場合の給油シリンダー３１に設けられた給油受け口４６は、前記の流れｂに対向するように、斜め下向きに開口するように設けられる（図５（ｃ）及び図６（ａ）参照）。詳細には、図６（ａ）に示したように、給油シリンダー３１の中心Ｏで直交するｘ、ｙ軸のｘ軸を回転板３６と平行に設定し、ｙ軸と給油シリンダー３１との交点のうち、上端の交点を基準点とした場合、前記の給油受け口４６は、ピストン３３側から右回り見て、前記基準点から１８０度と２７０度の範囲に設けられる。
【００４２】
前記のように、給油受け口４６をフィン４４の回転方向に対向するよう斜め下向きに開口するように設けることにより、図６（ａ）に示したように、フィン４４よって押された潤滑油の流れｂが給油受け口４６に押し込まれ易くなる。
【００４３】
図６（ｂ）に示した変形例は、給油受け口４６の範囲を前記のように定めた場合において、フィン４４による潤滑油の押し込みを一層効率よくするために、フィン４４を前記の場合より高く形成したものである。
【００４４】
即ち、この場合のフィン４４は、給油受け口４６の下端を基準とし、その下端からの立ち上がり高さをＨとし、給油受け口４６の上下端間の開口幅Ｗとを比較した場合、ＨがＷの１／２以上（Ｈ≧Ｗ／２）となるようにその高さが設定されている。このような高さに設定することにより、潤滑油の流れｂを一層効率よく給油受け口４６に押し込むことができる。
【００４５】
前記のフィン４４はゴム、樹脂、シリコン樹脂等の軟質材で形成される。これにより、フィン４４が給油シリンダー３１に衝突した場合に、図６（ｂ）に示したように、容易に弾性変形してその下を潜り抜けることができ、回転板３６の回転を妨げることがない。
【符号の説明】
【００４６】
１１  遊星歯車機構
１２  入力軸
１３  太陽歯車
１４  内歯歯車
１５  遊星歯車
１６  支持軸
１７  キャリヤ
１８  出力軸
１９  転がり軸受
２０  外輪
２１  内輪
２２  保持器
２３  ころ
２４  閉塞蓋
２５  給油溜まり
２６  給油ノズル
２７  軸側給油穴
２８  軸受側給油穴
２９  ポンプ装置
３１  給油シリンダー
３２  給油受け口
３３  ピストン
３４  往復駆動手段
３５  ピストンロッド
３５ａ  自在継手
３５ｂ  回転継手
３６  回転板
３７  回転軸
３８  駆動歯車
３９  ナット
４０  偏心ピン
４１  スペーサ
４２  滑り軸受
４３  漏斗
４４  フィン
４５  滑り軸受
４６  給油受け口
【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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【図６】
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