(57)【要約】【課題】  遊星減速機について、コンパクト且つ堅牢なものとしながら低速軸にかかるスラスト荷重を迅速かつ精密に検出できるようにするとともに、減速機構にスラスト荷重がかかって破損をきたすことを回避できるようにすることを課題とする。【解決手段】  軸受２ａと、減速機構２０Ａから延出された低速軸２１周囲に設けられその軸受２ａにより回転自在に支持されるつば２１ａとを具えてなるスラスト軸受が内蔵された遊星減速機１Ａとして、そのスラスト軸受が所定のスラスト荷重検出手段を有してスラスト荷重検出機構２Ａを構成するものとし、スラスト荷重が減速機構２０Ａに直接かかることを回避しながら低速軸２１にかかるスラスト荷重を直接検出するものとした。【選択図】      図１
2005090525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受と、減速機構から延出された低速軸周囲に設けられ前記軸受により回転自在に支持されるつばとを具えてなるスラスト軸受が内蔵された遊星減速機において、
前記スラスト軸受が所定のスラスト荷重検出手段を有してスラスト荷重検出機構を構成している、
ことを特徴とする遊星減速機。
【請求項２】
前記スラスト荷重検出手段は、前記低速軸周囲に配置されたリング状のシリンダおよびピストンと、前記シリンダおよびピストンにより形成され油を充填されるシリンダ室と、前記シリンダ室の油圧を検出する圧力センサとを具えた油圧シリンダ式の圧力検出器である、請求項１に記載した遊星減速機。
【請求項３】
前記スラスト加重検出手段は、前記低速軸周囲に配置されたワッシャ型ロードセルを具えたロードセル式の圧力検出器である、請求項１に記載のスラスト加重検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遊星減速機に関し、殊に、その低速軸にかかるスラスト荷重を検出するスラスト荷重検出機構を内蔵した遊星減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星減速機は、太陽歯車とこれに噛み合う複数の遊星歯車およびこれら遊星歯車が内周で噛み合う内歯歯車を具え、原動機による高速回転をスムースに減速させて低速軸で出力する減速機である。そして、遊星減速機には内歯歯車を遊星枠の回転により低速軸を回転させる方式のものと、遊星枠を固定して内歯歯車の回転により低速軸を回転させる方式のものとがあるが、いずれも回転機器において駆動部と被動部との間に配置される。
【０００３】
遊星歯車を用いる回転機器において、作動中に被動部における反力が原動機に対する過大な負荷となった場合に作動不具合を起こしてしまうことがある。そこで、例えば特開平７−２５３１９２号公報に記載されているように、遊星減速機を具えた回転機器の焼付き事故を回避するために回転センサを設け、焼付き時点における装置の予測回転角度により安全クラッチを作動させるものが提示されている。また、特開２００２−１５６０１０号公報には内歯歯車を支持・固定する制御手段とケーシングとの間にピエゾセンサまたは変形量センサ等を設け、その制御手段にかかる支持反力を測定して、所定数値以上のトルクが発生したときに制御手段による内歯歯車の支持を解除して回転自在とし、回転機器の焼付き事故を回避するものが記載されている。
【０００４】
しかし、これらの回転機器は回転速度やトルクを制御することについては有効であるが、回転軸にかかるスラスト荷重（軸線方向に働く外力）を検出するものではない。従って、軸線方向における精密な圧力制御を要求される回転機器、例えば回転軸方向に所定範囲の圧を加えながら回転動作を行う作業機械等においては、その圧力を制御することが容易ではない。
【０００５】
これに対し、特開２００２―２７３７５５号公報には遊星減速機とは異なる減速機を用いるものであるが、モータの回転を減速させて直線運動に変換しながら射出スクリュウを軸線方向に移動させるボールネジ機構からなる動力伝達機構を具え、ボールネジ軸の基端部に圧センサを設けてスクリュウの回転軸方向にかかるスラスト荷重を検出する射出成型機が記載されている。これにより、スクリュウの回転およびスクリュウの軸線方向への移動により生じる軸線方向の荷重を検出しながら射出圧力を制御できるものとなる。
【０００６】
しかしながら、例えば射出成型機のように射出圧力の精密な制御が重要なものにおいては射出圧力の変化を極めて迅速かつ精密に感知することが求められるが、これらのように作用点から遠い基端部側で検出するものでは中間に多くの慣性体を介し摩擦抵抗も増加するため、射出圧力の変化を迅速かつ精密に検出することは困難である。
【０００７】
また、作業機械など大きなスラスト荷重がかかる回転機器においても、その作用点部分の押しつけ圧力を調整しながら作業を進める必要があるとともに、減速機構や原動機にスラスト荷重が過大にかからないようにスラスト荷重を検出できることが好ましい。そのため、減速機構の外部、例えば原動機の支持部側などに検出機を設けてスラスト荷重を検出して対応することが多い。一方、過大なスラスト荷重により減速機や原動機が破損することを回避するため、減速機や原動機に荷重が直接かからないように減速機の低速軸側にスラスト軸受を設けて対応することも一般的に行われている。
【０００８】
しかしながら、スラスト荷重検出機構を減速機外部に配置したり、これに加えてスラスト軸受を配置したりすることは装置が軸線方向に必要以上に長いものとなって作業機器の機能を損なうものとなりやすい。また、スラスト荷重検出機構を減速機外部に配置するとこれが破損を受けやすいものとなってしまう。
【０００９】
さらに、作業部位を前進させることでスラスト荷重が増大するような作業機械においては、スラスト荷重の増大で回転方向の負荷が瞬間的に大きく増大することがあり、過大なトルク負荷による原動機の破損を回避するために、スラスト荷重が所定以上に増大する前に前進動作を停止または減速させることが必要となる。しかし、スラスト荷重検出機構が作用点から遠いとスラスト荷重の増大に対し瞬時に対応することができず、またスラスト軸受が存在すると回転軸にかかるスラスト荷重を直接検出することが困難となり、その運転においてスラスト荷重の迅速且つ精密な検知と素早い応答は容易ではない。
【特許文献１】特開平７−２５３１９２号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６０１０号公報
【特許文献３】特開２００２―２７３７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、遊星減速機について、コンパクト且つ堅牢なものとしながら低速軸にかかるスラスト荷重を迅速かつ精密に検出できるようにするとともに、減速機構にスラスト荷重がかかることを回避してその破損を回避できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明は、軸受と、減速機構から延出された低速軸周囲に設けられその軸受により回転自在に支持されるつばとを具えてなるスラスト軸受が内蔵された遊星減速機について、そのスラスト軸受が所定のスラスト荷重検出手段を有してスラスト荷重検出機構を構成するものとした。
【００１２】
このことにより、遊星減速機の出力軸である低速軸側にスラスト軸受を兼ねたスラスト荷重検出機構を一体的に内蔵することができるため、全体としてコンパクト且つ堅牢な構造として、低速軸にかかるスラスト荷重を直接検出できるため、作業により生じるスラスト荷重を迅速かつ精密に検出してこれを容易に制御できるようになるとともに、過大なスラスト荷重が減速機構部分に直接かかることを回避して、その破損を防止することができる。
【００１３】
また、そのスラスト荷重検出手段を、低速軸周囲に配置されたリング状のシリンダおよびピストンと、これらで形成され油が充填されるシリンダ室と、その油圧を検出する圧力センサとを具えた油圧シリンダ式の圧力検出器とすれば、スラスト荷重検出手段を堅牢かつ比較的低廉なものとしながら大きなスラスト荷重であっても精密に検出できるようになる。
【００１４】
さらに、そのスラスト荷重検出手段を、低速軸周囲に配置されたワッシャ型ロードセルを具えたロードセル式の圧力検出器とすれば、より簡易な構成で組立容易としながら正確なスラスト加重の検出ができるものとなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、全体としてコンパクト且つ堅牢な構造としながら回転機器の作動により低速軸にかかるスラスト荷重を、迅速かつ精密に検出できるようになる。また、スラスト荷重が減速機構に直接かかることを回避して装置の破損を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明すると、図１は本発明の第一の実施の形態である、油圧センサを有する油圧シリンダ式の圧力検出器５を具えたスラスト荷重検出機構２Ａおよび減速機構２０Ａを内蔵した遊星減速機１Ａを示し、スラスト荷重検出機構２Ａについては縦断面図で示している。また、以下において、減速機構２０Ａの構造は一般的なものであるため説明は省略し、スラスト荷重検出機構２Ａについて詳細に説明をする。
【００１７】
減速機構２０Ａから延出された低速軸２１側には、ほぼ円筒状の検出機構側ケーシング２が、図示しないボルト等で減速機構側ケーシング２０に固定されて一体となっている。検出機構側ケーシング２内で減速機構２０Ａ側には軸受２ａが内周方向にリング板状に突出して設けられている。低速軸２１の検出機構側ケーシング２の開口部寄りには、つば７がその外周から突出して固定されている。つば２１ａの軸受２ａ側に向かう端面には円錐ころ軸受４が密着配置され、これよりスラスト荷重のみを軸受２ａ側に伝えるようになっている。また、検出機構側ケーシング２の開口部は低速軸２１が貫通する円盤状の蓋２０ｃが塞いでいる。
【００１８】
円錐ころ軸受４と軸受２ａとの間には、スラスト荷重検出手段としての圧力検出器５が配置されている。圧力検出器５は、円錐ころ軸受４に端面を接し外周を検出機構側ケーシング２の内周に密着しながら低速軸２１を囲むリング状のピストン５ａと、検出機構側ケーシング２の内周に外周の一部を密着して低速軸２１を囲むリング状とされ一方の端部にピストン５ａを挿入され他方の端部が軸受２ａに支持されるシリンダ５ｂと、シリンダ５ｂとピストン５ａとの間に形成されて油が充填されるシリンダ室５ｃと、検出機構側ケーシングの油圧通路２ｃのから外部に突出して設けられた油圧センサ５ｄと、外部に配置された給油タンク５ｅと、油圧タンク５ｅと油圧通路２ｂとを連結するパイプ５ｆとを具えている。
【００１９】
遊星減速機１Ａのスラスト荷重検出機構２Ａは、以上のような構成であり、作業による反力のうち低速軸２１にかかるスラスト荷重を軸受２ａで支持して精密な構造を有する減速機構に直接かからないものとなるため、その損傷を未然に防ぐことができる。また、油圧センサ５ｄに圧力表示装置や自動制御装置を接続することで検出したスラスト荷重の変化を常に監視して、オペレータによるマニュアル対応または自動制御装置による制御で、回転機器の作動で生じるスラスト荷重を容易に制御することができる。従って、例えば射出成形機におけるスクリュウ駆動による射出圧力など、スラスト方向にかかる圧を精密に制御することが要求される回転機器に好適なものであり、また、回転式の掘削装置など軸方向に圧を加えながら回転させて作業を行う回転機器においても、減速機や原動機にスラスト方向またはこれによる回転方向の負荷が過大にかからないように動作を制御することも容易となる。
【００２０】
図２は本発明の第二の実施の形態である、スラスト荷重検出手段にロードセル式の圧力検出器６を用いた遊星減速機１Ｂを示すものであり、スラスト荷重検出機構１Ｂ部分について縦断面図で示し、一点鎖線の引き出し線でワッシャ型ロードセル６ａの斜視部分図を示している。スラスト荷重検出機構２Ｂは、スラスト荷重検出機構２Ａとほぼ同様の構成であるため、主に特徴部分である圧力検出器５ｂについて説明する。
【００２１】
スラスト荷重検出機構１Ｂは、スラスト荷重検出機構１Ａと同様に検出機構側ケーシング３の内側減速機構２０側で突出したフランジ状の軸受３ａと低速軸２１のつば７の軸受３ａ側の円錐ころ軸受４との間にスラスト荷重検出手段としてロードセル式の圧力検出器６が配置されている。
【００２２】
ロードセル式の圧力検出器６は、低速軸２１をリング状に囲んで軸方向の圧縮変形からスラスト荷重を精密に検出するワッシャ型ロードセル６ａを具えている。ワッシャ型ロードセル６ａは一方の端面を軸受３ａに接し、もう一方の端面を円錐ころ軸受４からスラスト荷重を伝達するスライドリング６ｂに接している。
【００２３】
そして、ケーブル６ｃがワッシャ型ロードセル６ａから検出機構側ケーシング３のケーブル通路３ｃを経由して装置外部に延出されており、これに表示装置や自動制御装置を接続することで検出したスラスト荷重の変化を監視してそのスラスト荷重を制御できるようになることは前述と同様である。しかし、スラスト荷重検出機構２Ｂはスラスト荷重検出機構１Ａよりさらに簡易な構成であるため遊星減速機１Ｂはさらに組立容易なものとなる。
【００２４】
上述したように遊星減速機１Ａ，１Ｂは、図示しない原動機による軸回転を高速軸１１側で受けとり、減速機構２０Ａで減速させて低速軸２１で出力する。そして低速軸にかかるスラスト荷重についてスラスト荷重検出機構２Ａ，２Ｂで支持するとともにこれを迅速且つ高性能の検出を実現する。加えて、スラスト荷重検出機構２Ａ，２Ｂがそれぞれ減速機構２０Ａ，２０Ａと一体のものとなって内蔵されるため、コンパクト且つ堅牢な構造となり、回転機器への装着も容易なものとなる。尚、検出機構側ケーシング２，３と減速機構側ケーシング２０，２０とはそれぞれ当初から一つのケーシングとしてもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】本発明の第二の実施の形態を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１Ａ，１Ｂ  遊星減速機、２Ａ，２Ｂ  スラスト荷重検出機構、２，３  検出機構側ケーシング、２ａ，３ａ  軸受、２ｃ  油圧通路、２ｄ，３ｄ  蓋、３ｃ  ケーブル通路、４  円錐ころ軸受、５，６  圧力検出器、５ａ  ピストン、５ｂ  シリンダ、５ｃ  シリンダ室、５ｄ  圧力センサ、５ｅ  パイプ、５ｆ  給油タンク、６ａ  ワッシャ型ロードセル、６ｂ  スライドリング、６ｃ  ケーブル、７  つば、１１高速軸、２０  減速機構側ケーシング、２０Ａ  減速機構、２１  低速軸、２１ａ  つば
【図１】
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【図２】
2005090525.tif 000004