(57)【要約】【課題】入力軸が水平に配置された減速機において、撹拌抵抗大きくすることなく潤滑油の冷却性能を高め、且つ潤滑油の交換周期を延長する。【解決手段】減速機１００は、ケーシング１３４内の油量を確保するために、入力軸１３２の軸心ＣＬより下の容積Ｖ１が、上の容積Ｖ２に対して１００％以上大きく設定されている。潤滑油の油面ＯＬは、従来の位置とほぼ同一である。この結果、潤滑油の油面ＯＬよりも下の容積Ｓ１は上の容積Ｓ２よりも５０％以上大きい。このため、撹拌抵抗については従来とほぼ同等の特性となり、一方、油温が上がりにくいことから冷却効果が高く、また油温の酸化（劣化）をより抑えることができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を封入したケーシング内に、水平に配置した入力軸を有する減速機において、
前記ケーシング内の前記入力軸の軸心より下部の容積を、該軸心より上部の容積より７０％以上大きく設定すると共に、
前記ケーシング内の少なくとも１つのギヤの一部を、該ケーシング内に封入された前記潤滑油に浸した
ことを特徴とする水平な入力軸を有する減速機。
【請求項２】
潤滑油を封入したケーシング内に、水平に配置した入力軸を有する減速機において、
前記ケーシング内に封入した潤滑油の油面より下部の容積を、該油面より上部の容積よりも３０％以上大きく設定すると共に、
前記ケーシング内の少なくとも１つのギヤの一部を、該ケーシング内に封入された前記潤滑油に浸した
ことを特徴とする水平な入力軸を有する減速機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記入力軸に装着されたピニオンの少なくとも一部が前記潤滑油に浸っている
ことを特徴とする水平な入力軸を有する減速機。
【請求項４】
請求項３において、
前記潤滑油の油面が前記入力軸の軸心より下に設定された
ことを特徴とする水平な入力軸を有する減速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑油を封入したケーシング内に、水平に配置した入力軸を有する減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の減速機の一例であるクーリングファン用減速機と、これを用いたクーリングタワーを図５に示す。
【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ファン装置２０が設けられている。このファン装置２０は、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、例えば特開平９−１２６６８７号公報など、多くの文献に開示例がある（特許文献１）。
【０００６】
図６はファン装置２０の側面図、図７は減速機の断面図（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５参照）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、ファン２１を回転駆動する。これらの各軸は、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】
下部側の軸受４０、４２及び入力軸３２の軸受４３、４４は、ケーシング３４内に封入されている潤滑油により潤滑されるようにケーシング３４内の油面ＯＬのレベルが設定されている。一般に、ケーシング３４内の潤滑油Ｏｉの油面ＯＬは、入力軸３２の軸線ＣＬよりも若干「下」に設定される。これは、ケーシング３４内の潤滑油Ｏｉの油面ＯＬを入力軸３２の軸線ＣＬ以上の高さにまで高めると、ベベルピニオン３５を含めた各歯車の潤滑油Ｏｉの撹拌抵抗が大きくなってしまうためである。
【００１０】
なお、上部側の軸受３９、４１はケーシング３４の下面に取り付けた潤滑油ポンプ３３によってくみ上げられた潤滑油によって潤滑される。
【００１１】
また、ケーシング３４内に封入された、潤滑油Ｏｉは使用によって酸化・劣化するため、所定の時期ごとに交換される。例えば、上述したクーリングタワー１に使用される減速機２２にあっては、一般に半年ごとに潤滑油Ｏｉの交換を行っているというのが実情である。
【００１２】
【特許文献１】
特開平９−１２６６８７号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような例えばクーリングタワーのファンを駆動するために用いられる減速機のように、潤滑油の交換が極めてやりにくい場所にて使用されている減速機にあっては、この潤滑油の定期交換に大きな時間と労力を必要とし、従って多大なコストが掛かるという問題があった。
【００１４】
潤滑油交換の間隔を長くするためには、一般的には酸化（劣化）のしにくい潤滑油を採用すればよい。しかしながら、酸化しにくい潤滑油は、一般に高価であったり、あるいは潤滑性能が低かったりすることが多く、相応のデメリットを伴う上に、交換の間隔もそれ程には延長できない。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、潤滑油本来の潤滑機能或いは潤滑性能をより向上させながら、潤滑油交換の間隔を長くすることを可能とし、もって潤滑油交換に掛かる時間と労力及びコストを低減することをその課題としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、潤滑油を封入したケーシング内に、水平に配置した入力軸を有する減速機において、前記ケーシング内の前記入力軸の軸心より下部の容積を、該軸心より上部の容積より７０％以上大きく設定すると共に、前記ケーシング内の少なくとも１つのギヤの一部を、該ケーシング内に封入された前記潤滑油に浸したことにより、上記課題を解決したものである。
【００１７】
本発明では、潤滑油に掛かる相対的な負荷（単位容積当たりの負荷）を低減することによって潤滑油固有の寿命を長くすることに着目した。
【００１８】
一般に、減速機のケーシングにおいて潤滑油が占める容積Ｓ１（潤滑油量）とそれ以外の（空気が占める）容積Ｓ２の比は、Ｓ１＜Ｓ２の関係にある。従来の減速機においては、Ｓ１：Ｓ２＝１：１．３〜１．４程度である。このような容積で設計された減速機は、（従来は少ないとは思われていなかったが）実は油量が少なかったがために、ケーシングからの放熱効果が小さくて油温が高くなりやすく、酸化或いは劣化しやすくなる傾向にあることを発明者は突き止めた。
【００１９】
しかし、ケーシングに封入する潤滑油の量を単純に多くすると、上記比Ｓ１：Ｓ２の値は１：１、あるいは１：（１以下）にすることはできるようにはなるが、そうすると入力軸のピニオンを含め、ケーシング内の多くの歯車類が、潤滑油の中に浸ってしまうため、撹拌抵抗が大きくなってしまうことから、従来は潜在的にこの手法は敬遠されていた。
【００２０】
本発明では、この問題を入力軸の軸線に対するケーシングの下側の容積Ｖ１を増大するという発想でこれを解決している。即ち、本発明では、ケーシング内の入力軸の軸心より下部の容積Ｖ１を、該軸心より上部の容積Ｖ２より７０％以上大きく設定するようにしている。或いは、（視点を変えて）ケーシング内に封入した潤滑油の油面より下部の容積Ｓ１を、該油面より上部の容積Ｓ２よりも３０％以上大きく設定するようにしている。
【００２１】
その結果、入力軸のピニオンを含む各歯車の油面に対する絶対距離を従来と同一に維持したまま、即ち撹拌抵抗を従来と同一レベルに維持したまま、潤滑油の量を従来よりも増大させることができるようになる。この結果、潤滑油の単位容積当りの負荷を小さくすることができ、油温の上昇を抑え、冷却効果を高く維持することができると共に、酸化（劣化）を抑制して潤滑油の交換周期を延長することができるようになる。
【００２２】
発明者の試験によれば、同一の負荷条件で減速機を使用した場合、より低油温での運転が可能となり、冷却効果を向上させることができると共に、潤滑油の交換周期を従来の半年から１年に延長できることが確認されている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
なお、以下の説明においては、図５〜図７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。
【００２５】
図１は本発明の実施形態に係る減速機の拡大断面図、図２は図１の減速機の正面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。なお図２は、図示の都合上、図１よりも若干縮小して示してある。図３は当該減速機を用いたファン装置の側面図、図４はその断面図である。
【００２６】
本実施形態の減速機１００もクーリングファン用減速機で、ファン（１２１）を回転させるものである。減速機１００の基本的な構造、動作は図４に示す従来のものと略同一であり、ケーシング１３４中に鉛直方向に配置された出力軸１３０、これと軸線方向が平行な前段軸１３１、水平方向に配置された入力軸１３２を備える。前段軸１３１の下端側には潤滑油ポンプ１３３が配置されている。
【００２７】
入力軸１３２は、モータ（１２３）と連結軸（１２４）を介して連結され、モータ（１２３）と一体的に回転する。この入力軸１３２に一体的に成形されたベベルピニオン１３５を前段軸１３１に取り付けたベベルギヤ１３６と噛み合わせ、前段軸１３１に取り付けた中間ギヤ１３７と出力軸１３０に取り付けた出力ギヤ１３８を噛み合わせ、モータ（１２３）の回転を減速させて出力軸１３０に伝達し、ファン（１２１）を回転駆動する。これらの各軸は、ケーシング１３４に取り付けた軸受１３９〜１４４により軸支されている。
【００２８】
なお、潤滑油ポンプ１３３は、下ケース１３４ｂの延長しない部位（不延在部）１３４ｄに取り付けられている。すなわち、下ケース１３４ｂの延在部１３４ｃと、前段軸１３１の下側の軸受１４２周りに位置する不延在部１３４ｄは、いわゆる段付き形状となっている。
【００２９】
また、据え付け部１３４Ｓは減速機下ケース１３４ｂの前記延在部１３４ｃに設けてある。更に、その据え付け穴１４７は、延在部１３４ｃの底面形状を図２（Ｂ）に示すように略正方形として据え付け面１３４Ｓをコンパクト化するとともに、その四隅に設けることによって出力軸１３０の中心１３０ｃの周りに均等に配置してある。これにより、出力軸１３０のラジアル荷重を各ボルト（図示略）がほぼ均等に受けることができる。
【００３０】
本実施形態においては、ケーシング１３４内の油量を確保するために出力軸１３０について、図示のように、出力軸１３０の下端が位置する部位である下ケース１３４ｂの軸受１４０の周囲部分をより下側に延長させ、延在部（延在部位）１３４ｃを形成してある。
【００３１】
このような構造とすることにより、結果としてケーシング１３４内の入力軸１３２の軸心ＣＬより下の容積Ｖ１が、上の容積Ｖ２に対してかなり大きくなっている（Ｖ１＞Ｖ２）。
【００３２】
具体的には、この例では、Ｖ１：Ｖ２は約２：１に設定されている。即ち、入力軸の軸心より下の容積Ｖ１は、上の容積Ｖ２よりも１００％以上大きく設定されている。
【００３３】
ここで、潤滑油Ｏｉの油面ＯＬは、入力軸の軸心ＣＬの若干下に設定されている。この位置自体は従来の位置とほぼ同一である。この結果、油面ＯＬを基準とした捉え方をした場合、油面ＯＬよりも下の容積（潤滑油Ｏｉの油量）Ｓ１と油面ＯＬよりも上の容積（ケーシング内の空気の存在する容積）Ｓ２との比Ｓ１：Ｓ２は、約１．５：１とされていることになる。即ち、潤滑油Ｏｉの油面ＯＬよりも下の容積Ｓ１は上の容積Ｓ２よりも５０％以上大きい。
【００３４】
これにより、潤滑油Ｏｉの油面ＯＬの入力軸１３２の軸心ＣＬに対する位置が従来の位置と変わらないことから、撹拌抵抗については従来とほぼ同等の特性となり、一方、封入されている油量が従来の倍以上に増大されているため、油温が上がりにくく、従って冷却効果が高く、また油温の酸化（劣化）を各段に抑えることができるようになる。前述したように、発明者の試験によれば、これにより潤滑油の交換周期を半年から１年に延長することができることが確認されている。
【００３５】
なお、本発明は、ケーシングの入力軸の軸心より下の容積Ｖ１を上の容積Ｖ２よりも７０％以上大きくすることにより、従来とは明らかに一線を画した（油量も増大させることによる）効果を得ることができる。また、Ｖ１をＶ２より１３０％以上大きくすることにより、本発明本来の効果をほぼ完全に得ることができるようになる。
【００３６】
油面を基準とした捉え方に換算すると、油面よりも下の容積Ｓ１を上の容積Ｓ２よりも３０％以上大きくすることにより、従来と一線を画した本発明特有の効果を得ることができる。また、Ｓ１をＳ２より７０％以上大きく設定することにより、本発明本来の効果をほぼ完全に得ることができる。
【００３７】
なお、上述した実施形態はクーリングファン用の物であるが、本発明はこれに限定されない。この例では減速機の出力軸にファンやスクリューが取り付けられるが送風機、攪拌機等々の種々の機械、装置に適用され得る。
【００３８】
また図示の減速機はベベルギヤタイプのものであったが、本発明はハイポイドギヤを用いるものであっても実施可能であり、さらに図示のような２段ギヤタイプのものだけでなく、１段あるいは３段以上のタイプのものでもよく、要は入力軸が水平に配置されている種々の減速機について実施可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、潤滑油本来の潤滑機能或いは潤滑性能をより向上させながら、潤滑油交換の間隔を長くすることを可能とし、もって潤滑油交換に掛かる時間と労力及びコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る減速機の拡大断面図
【図２】図１の減速機の正面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）
【図３】上記減速機を用いたファン装置の側面図
【図４】図３ファン装置の断面図
【図５】従来の減速機をクーリングファンの駆動に用いたクーリングタワー断面図
【図６】図５のファン装置の側面図
【図７】図５の減速機の断面図（Ａ）、正面図（Ｂ）及び底面図（Ｃ）
【符号の説明】
１００…減速機
１２１…ファン
１３０…出力軸
１３１…前段軸
１３２…入力軸
１３３…潤滑油ポンプ
１３４…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
１３４ａ…上ケース
１３４ｂ…下ケース
１３４ｃ…延在部
１３４ｄ…不延在部
１４７…据え付け穴
１３０ｃ…出力軸の中心
１５０…開口部
１５１…上カバー
【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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【図７】
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