(57)【要約】【課題】低騒音化及び装置のコンパクト化が可能なクーリングタワー用減速機、そのケーシング素材及びケーシング製造方法を提供する。【解決手段】入力軸１３２から入力される動力を減速し、クーリングタワー内に設置されたクーリングファンを回転駆動するクーリングタワー用減速機１００において、該減速機１００の初段ギヤセットを、前記入力軸１３２に設けたハイポイドピニオン１５２、及び該ハイポイドピニオン１５２と噛合するハイポイドギヤ１５０からなるハイポイドギヤセットＧＳ１で構成した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸から入力される動力を減速し、クーリングタワー内に設置されたクーリングファンを回転駆動するクーリングタワー用減速機において、
該減速機の初段ギヤセットを、前記入力軸に設けたハイポイドピニオン、及び該ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤからなるハイポイドギヤセットで構成した
ことを特徴とするクーリングタワー用減速機。
【請求項２】
請求項１において、
前記減速機の出力軸を、前記入力軸の軸心と直交するように配置した
ことを特徴とするクーリングタワー用減速機。
【請求項３】
請求項１又は２において、
更にヒータを備えると共に、
該ヒータの少なくとも一部を、前記ハイポイドピニオンの先端よりも出力軸側に配置した
ことを特徴とするクーリングタワー用減速機。
【請求項４】
請求項１又は２において、
更にヒータを備えると共に、
該ヒータの少なくとも一部を前記ハイポイドギヤの軸方向投影面内に配置した
ことを特徴とするクーリングタワー用減速機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の減速機のケーシング素材であって、前記ハイポイドギヤセットを設置するための肉厚部と、該ハイポイドギヤセットに代えて、ベベルピニオン及びこれと噛合するベベルギヤからなるベベルギヤセットを設置するための肉厚部を形成したことを特徴とするクーリングタワー用減速機のケーシング素材。
【請求項６】
請求項５に記載のケーシング素材の肉厚部に個別の加工部を形成することによって、前記ハイポイドギヤセットを収容可能なハイポイド用ケーシング、又は、前記ベベルギヤセットを収容可能なベベル用ケーシングをそれぞれ製造可能としたことを特徴とするクーリングタワー用減速機のケーシング製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のケーシング製造方法によって製造される前記ハイポイド用ケーシングと前記ベベル用ケーシングとの間で、前記肉厚部の加工部以外の形状を同一にした
ことを特徴とするクーリングタワー用減速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却水やプロセス流体等を冷却するクーリングタワーに適用されるクーリングタワー用減速機に関し、特に、低騒音化及び装置のコンパクト化が可能なクーリングタワー用減速機、そのケーシング素材及びケーシング製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、入力軸から入力される動力を減速し、クーリングタワー内に設置されたクーリングファンを回転駆動するクーリングタワー用減速機が広く知られている。図７は、このようなクーリングタワー用減速機が適用されたクーリングタワーの断面を示した図である。
【０００３】
図示のクーリングタワー１は、空調用の冷凍機などで使用される冷却水や、原油の精製時などのプロセス流体などを冷却するための開放型冷却塔と称されるものであり、配管２を通してタワー部３内に温められた冷却水４を導き入れ、散水装置５で充填材６の表面に散布し、滴下する水７にファン装置２０で取り入れた外気８を当てる。これにより水７の一部を蒸発させ、残りの水を冷却し、タワー部３の底部に溜まった冷却水９を配管１０を通して図示せぬポンプで再び空調装置等に循環させる。
【０００４】
タワー部３の上部には、蒸発した水分を外気に放出するためのクーリングファン装置２０が設けられている。このクーリングファン装置２０は、クーリングファン２１、減速機２２、モータ２３、連結軸２４及びこれらを搭載する据え付けベース２５から構成されている。
【０００５】
このようなクーリングタワーは、多くの文献に開示例がある（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
図８はクーリングファン装置２０の側面図、図９は減速機２２の断面図（Ａ）、正面図（Ｂ）及び底面図（Ｃ）である。
【０００７】
減速機２２は、潤滑油Ｏｉを封入したケーシング３４内に、鉛直方向に軸線方向を向けた出力軸３０、これと軸線方向が平行な前段軸３１、水平方向に軸線方向を向けた入力軸３２を有し、前段軸３１の基端側（下端側）に配置した潤滑油ポンプ３３等をケーシング３４内、又はケーシング３４の外面側に取り付けてある。
【０００８】
入力軸３２は、モータ２３のモータ軸と連結軸２４（図６参照）を介して連結され、モータ軸と一体的に回転する。この入力軸３２に一体的に成形されたベベルピニオン３５を前段軸３１に取り付けたベベルギヤ３６と噛合させ、前段軸３１に取り付けた中間ギヤ３７と出力軸３０に取り付けた出力ギヤ３８を噛合させ、モータ軸の回転を減速して出力軸３０に伝達し、クーリングファン２１を回転駆動する。これらの各軸３０、３１、３２は、ケーシング３４に取り付けた軸受３９〜４４により軸支されている。
【０００９】
この種のクーリングファン装置においては、その構造上、水平方向に配置されたモータ２３の動力を、鉛直方向に配置されたクーリングファン２１の回転軸（減速機２２の出力軸）３０に伝達する必要があるため、クーリングタワー用の減速機２２には、回転方向を直交する方向に変換する直交変換機構が必要となる。このようなクーリングタワー用減速機の直交変換機構としては、上記従来例に示したようなベベルピニオン３５及びベベルギヤ３６からなるベベルギヤセットが適用されるのが一般的である。
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−１２６６８７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のクーリングタワー用減速機２２は、直交変換機構としてベベルギヤセット（ベベルピニオン３５、ベベルギヤ３６）を適用しているため、装置の低コスト化が可能であるものの、駆動時の騒音が大きくなりやすいという問題があった。特に、このようなベベルギヤセットをクーリングタワー用減速機２２の初段ギヤセットに適用した場合には、該ベベルギヤセットが最もモータ２３に近い位置に配置され、高速で駆動されることになり、低騒音化が増々困難になってしまうという問題があった。
【００１２】
又、直交変換機構としてウォームギヤを適用することも考えられるが、動力の伝達効率が悪い上に装置が大型化しやすく、コスト高になってしまうという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、低騒音化及び装置のコンパクト化が可能なクーリングタワー用減速機、そのケーシング素材及びケーシング製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力軸から入力される動力を減速し、クーリングタワー内に設置されたクーリングファンを回転駆動するクーリングタワー用減速機において、該減速機の初段ギヤセットを、前記入力軸に設けたハイポイドピニオン、及び該ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤからなるハイポイドギヤセットで構成することによって、上記課題を解決したものである。
【００１５】
本発明によれば、減速機の初段ギヤセットを、前記入力軸に設けたハイポイドピニオン、及び該ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤからなるハイポイドギヤセットで構成したため、直交変換機構としてベベルギヤセット等を適用した従来のクーリングタワー用減速機に比べ、駆動時の低騒音化が可能である。しかも、該クーリングタワー用減速機をモータ等の駆動装置と組み合わせた場合には、初段ギヤセットはギヤセットの中でも最も高速で駆動されることになり、駆動時に発生する騒音が問題となりやすいが、初段ギヤセットとしてハイポイドギヤセットを採用しているため、低騒音化の効果が極めて大きくなる。又、ハイポイドギヤセットの採用により、減速機の高効率化及びコンパクト化も同時に実現可能である。
【００１６】
なお、前記減速機の出力軸を、前記入力軸の軸心と直交するように配置すれば、装置のコンパクト化（特に、入力軸の半径方向のコンパクト化）が実現可能となる。ここで、本発明における「入力軸の軸心と直交」とは、出力軸の軸心が入力軸の軸心と完全に直交する関係にあることを意味するものではなく、出力軸の一部が入力軸の軸心と直交する関係にある場合も含まれる。
【００１７】
又、更にヒータを備えると共に、該ヒータの少なくとも一部を、前記ハイポイドピニオンの先端よりも出力軸側に配置するか、又は、前記ハイポイドギヤの軸方向投影面内に配置すれば、従来よりも大型のヒータが配置可能となり、又、部品点数も削減できる。
【００１８】
なお、前記減速機のケーシング素材に、前記ハイポイドギヤセットを設置するための肉厚部と、該ハイポイドギヤセットに代えて、ベベルピニオン及びこれと噛合するベベルギヤからなるベベルギヤセットを設置するための肉厚部を形成してもよく、このようなケーシング素材の肉厚部に個別の加工部を形成することによって、前記ハイポイドギヤセットを収容可能なハイポイド用ケーシング、又は、前記ベベルギヤセットを収容可能なベベル用ケーシングをそれぞれ製造可能である。従って、例えば、騒音の低減よりも低コスト化が重要視されるような状況においては、ハイポイドギヤセットに代えてベベルギヤセットを適用することが同一のケーシング素材を用いて可能となり、低コスト化が容易となる。
【００１９】
又、このようなケーシング製造方法によって製造される前記ハイポイド用ケーシングと前記ベベル用ケーシングとの間で、前記肉厚部の加工部以外の形状を同一にしてもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００２１】
なお、以下の説明においては、図７〜図９に示す従来公知例の構成と同一または類似の部分については、下２桁が従来と同一となる番号を付すものとし、重複説明は適宜省略する。
【００２２】
図１は本発明の実施形態の例に係るクーリングタワー用減速機（以下、単に減速機と称す。）１００を適用したクーリングファン装置の断面図を示したものである。
【００２３】
このクーリングファン装置１２０は、クーリングファン１２１と、減速機１００とを備えている。該クーリングファン装置１２０は、減速機１００によってモータ（図示略）から入力軸１３２に入力される動力を減速し出力軸１３０に伝達することで、該出力軸１３０に連結されたクーリングファン１２１を回転駆動する構造となっている。
【００２４】
次に、図２及び図３を用いて、減速機１００について詳細に説明する。なお、図２はこの減速機１００の拡大断面図、図３は図２中の矢視ＩＩＩ（図中上側）から見た断面を模式的に示した図である。
【００２５】
該減速機１００は、ハイポイドギヤセットＧＳ１（１５０、１５２）及び平行軸ギヤセットＧＳ２（１３７、１３８）からなる２段のギヤセットと、該２段のギヤセットＧＳ１、ＧＳ２を収納するのに必要十分な大きさに最適設計されたケーシング１３４を有している。又、該ケーシング１３４の中には、鉛直方向に配置された出力軸１３０（軸心：Ｌ３）、これと軸線方向が平行な前段軸１３１（軸心：Ｌ２）、水平方向に配置された入力軸１３２（軸心：Ｌ１）が、それぞれ軸受１３９〜１４４を介して回転自在に支持されている。
【００２６】
図３に示すように、前段軸１３１（の軸心Ｌ２）は、入力軸１３２（の軸心Ｌ１）に対して、平面視で直交した関係（ねじれの状態）にあり、距離ｅ１だけオフセットされた位置に配置されている。又、前記出力軸１３０は、入力軸１３２の軸心Ｌ１と略直交するように配置されている。
【００２７】
前記入力軸１３２の先端には、ハイポイドピニオン１５２が一体的に成形されている。このハイポイドピニオン１５２は、ケーシング１３４の内部において、前段軸１３１に装着したハイポイドギヤ１５０と噛合している。そして、これらハイポイドピニオン１５２とハイポイドギヤ１５０の組により、初段ギヤセットが構成されている。
【００２８】
又、前段軸１３１と出力軸１３０には、ケーシング１３４の内部において互いに噛合する中間ギヤ１３７、出力ギヤ１３８がそれぞれ設けられている。そして、これら中間ギヤ１３７と出力ギヤ１３８の組により、２段目ギヤセットである平行軸ギヤセットＧＳ２が構成されている。
【００２９】
前記ケーシング１３４の底部１３４ａには、図４に示すような肉厚部１６８が形成されている。この肉厚部１６８は、第１の肉厚部１６４（図中左側）と第２の肉厚部１６６（図中右側）とが一体となった形状を有している。第１の肉厚部１６４には、出力軸１３０を回転自在に支持する軸受１４０が設置可能である。一方、第２の肉厚部１６６は、図５の（Ａ）に示すように、ケーシング素材の段階において前記ハイポイドギヤセットＧＳ１を設置するための肉厚部１６６ａと、図６に示すようなベベルギヤセットＧＳ０を設置するための肉厚部１６６ｂを兼用できるような形状に形成されている。即ち、この第２の肉厚部１６６には、図５の（Ｂ）に示すように、ハイポイドギヤ１５０が設けられる前段軸（回転軸）１３１の軸受１４２用の加工部１６６ａ１を形成することも可能であり、又、図５の（Ｃ）に示すように、ベベルギヤ１３６が設けられる前段軸（回転軸）１６１の軸受（図示略）用の加工部１６６ｂ１を形成することも可能である。
【００３０】
このように、同一のケーシング素材を用いて、前記ハイポイドギヤセットＧＳ１を収容する（ハイポイド用）ケーシング１３４と、前記ベベルギヤセットＧＳ０を収容する（ベベル用）ケーシング１６３とをそれぞれ製造可能であり、しかも、これらのケーシング１３４、１６３は、前記第２の肉厚部１６６の加工部１６６ａ１、１６６ｂ１以外の形状が同一である。従って、例えば、騒音の低減よりも低コスト化が重要視されるような状況においては、ハイポイドギヤセットＧＳ１に代えてベベルギヤセットＧＳ０を適用することが同一のケーシング素材を用いて可能となる。即ち、初段ギヤセットを変更した場合でも、ケーシング１３４を含む多くの構成部材（軸受１３９〜１４４、前段軸１３１、出力軸１３０等）が共用可能なため、低コスト化が容易である。
【００３１】
なお、図６に示すように、初段ギヤセットとしてベベルギヤセットＧＳ０を配置した場合には、該ベベルギヤセットＧＳ０とケーシング１６３で規定される空間に、ヒータ１５８等を配置可能である。一方、図３に示すように、初段ギヤセットとしてハイポイドギヤセットＧＳ１を配置した場合には、ハイポイドギヤ１５０が入力軸１３２の軸心Ｌ１に対して距離ｅ１だけオフセットされた位置に配置されることになる。従って、ヒータ１５６の少なくとも一部をハイポイドピニオン１５２の先端よりも出力軸１３０側に配置することが可能で、ベベルギヤセットＧＳ０を配置した場合に比べ、大型のヒータ１５６等を配置可能であると共に、部品点数も削減できる。
【００３２】
次に、減速機１００の作用について説明する。
【００３３】
入力軸１３２から入力された回転動力は、ハイポイドピニオン１５２とハイポイドギヤ１５０からなるハイポイドギヤセットＧＳ１→中間ギヤ１３７と出力ギヤ１３８からなる平行軸ギヤセットＧＳ２→出力軸１３０の経路で２段減速され、最終的に出力軸１３０に伝達される。そして、該出力軸１３０に連結されたクーリングファン１２１が回転駆動される。
【００３４】
本発明の実施形態の例に係るクーリングタワー用減速機１００によれば、減速機の初段ギヤセットを、入力軸１３２に設けたハイポイドピニオン１５２、及び該ハイポイドピニオン１５２と噛合するハイポイドギヤ１５０からなるハイポイドギヤセットＧＳ１で構成したため、直交変換機構としてベベルギヤセット等を適用した従来のクーリングタワー用減速機に比べ、駆動時の低騒音化が可能である。しかも、該減速機１００をモータ等の駆動装置と組み合わせた場合には、初段ギヤセットはギヤセットの中でも最も高速で駆動されることになり、駆動時に発生する騒音が問題となりやすいが、初段ギヤセットとしてハイポイドギヤセットＧＳ１を採用しているため、低騒音化の効果が極めて大きくなる。
【００３５】
又、ハイポイドギヤセットＧＳ１の採用により、減速機１００のコンパクト化も同時に実現可能である。より具体的には、減速機１００は、ハイポイドギヤセットＧＳ１と平行軸ギヤセットＧＳ２の２段ギヤセットで構成されているため、ベベルギヤセットと平行軸ギヤセットで構成された従来の減速機に比べ、入力軸１３２の軸Ｌ１方向のコンパクト化が実現できる。その上、減速機１００の出力軸１３０を、入力軸１３２の軸心Ｌ１と直交するように配置したため、更なるコンパクト化（特に、入力軸１３２の半径方向のコンパクト化）が可能である。
【００３６】
上記実施形態においては、クーリングタワー用の減速機１００を、ハイポイドギヤセットＧＳ１と平行軸ギヤセットＧＳ２からなる２段ギヤセットとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、初段ギヤセットを、ハイポイドピニオン、及び該ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤからなるハイポイドギヤセットで構成した減速機であればよい。
【００３７】
又、上記実施形態においては、ハイポイドピニオン１５２やベベルピニオン１３５を入力軸１３２、１６２の先端にそれぞれ一体的に成形したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ハイポイドピニオンやベベルピニオンを単体で成形し入力軸に取り付けた構造としてもよい。
【００３８】
なお、前記ヒータ１５６の少なくとも一部をハイポイドピニオン１５２の先端よりも出力軸１３０側に配置したが、本発明はこれに限定されるものではない。従って、例えば、該ヒータ１５６の少なくとも一部を、前記ハイポイドギヤ１５０の軸方向投影面内に配置してもよく、この場合には、省スペース化が可能となる。又、ハイポイドギヤ１５０の軸心Ｌ２のずれを利用して、ハイポイドギヤ１５０の下端とケース１３４との間にヒータ１５６を配置することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、低騒音化及び装置のコンパクト化が可能なクーリングタワー用減速機、そのケーシング素材及びケーシング製造方法を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の例に係るクーリングタワー用減速機を適用したクーリングファン装置の断面図
【図２】図１におけるクーリングタワー用減速機の拡大断面図
【図３】図２における矢視ＩＩＩから見た減速機の断面を模式的に示した図
【図４】本発明の実施形態の例に係るクーリングタワー用減速機のケーシングを図２における矢視Ｖから見た図
【図５】ハイポイド用ケーシング及びベベル用ケーシングを模式的に示した図
【図６】本発明の実施形態の例に係るクーリングタワー用減速機の初段ギヤセットにベベルギヤセットを適用した場合の減速機の断面を模式的に示した図
【図７】従来のクーリングタワー用減速機を適用したクーリングタワー断面図
【図８】図７のクーリングファン装置の側面図
【図９】図７の減速機の断面図（Ａ）、正面図（Ｂ）及び底面図（Ｃ）
【符号の説明】
ＧＳ０…ベベルギヤセット
ＧＳ１…ハイポイドギヤセット
ＧＳ２…平行軸ギヤセット
１００…減速機
１２１…クーリングファン
１３０…出力軸
１３１…前段軸
１３２、１６２…入力軸
１３４、１６３…ケーシング
１３５…ベベルピニオン
１３６…ベベルギヤ
１３７…中間ギヤ
１３８…出力ギヤ
１３９〜１４４…軸受
１５０…ハイポイドギヤ
１５２…ハイポイドピニオン
１５６、１５８…ヒータ
１６４、１６６、１６８…肉厚部
【図１】
2004263739.tif 000003
【図２】
2004263739.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004263739.tif 000008
【図７】
2004263739.tif 000009
【図８】
2004263739.tif 000010
【図９】
2004263739.tif 000011