(57)【要約】【課題】オイルシール機構の簡素化を可能としながら減速機からのオイル漏れの発生を防止し、減速機の低コスト化、メンテナンスの軽減化、及び軽量化を実現する。【解決手段】継軸（入力軸又は前段の駆動軸）２４に設けられたハイポイドピニオン（直交ピニオン）２８と噛合し、自身の軸線方向Ｏ１に噛合面３０Ａを有するハイポイドギヤ（直交歯車）３０と、該ハイポイドギヤ３０が組み込まれている第１回転軸３４の、該ハイポイドギヤ３０の噛合面３０Ａ側に組み込まれた第１ヘリカルギヤ（平行軸歯車）３６と、を備え、且つ、噛合面潤滑剤として、混和ちょう度が３８５以下のグリースをハイポイドギヤ３０の噛合面３０Ａ側に塗布する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸又は前段の駆動軸に設けられた直交ピニオンと噛合し、自身の軸線方向に噛合面を有する直交歯車と、
該直交歯車が組み込まれている第１の回転軸の、該直交歯車の噛合面側に組み込まれた第１の平行軸歯車と、を備え、且つ、
噛合面潤滑剤として、混和ちょう度が３８５以下のグリースを前記直交歯車の噛合面側に塗布した
ことを特徴とする減速機。
【請求項２】
入力軸又は前段の駆動軸に設けられた直交ピニオンと噛合し、自身の軸線方向に噛合面を有する直交歯車と、
該直交歯車が組み込まれている第１の回転軸の、該直交歯車の噛合面側に組み込まれた第１の平行軸歯車と、
該第１の平行軸歯車と噛合する第２の平行軸歯車と、
該第２の平行軸歯車が組み込まれている第２の回転軸に組み込まれ、且つ、自身の一部が前記直交歯車と第１の平行軸歯車との間に存在する空間内に臨まされた第３の平行軸歯車と、を備え、且つ、
噛合面潤滑剤として、混和ちょう度が３８５以下のグリースを前記直交歯車の噛合面側に塗布した
ことを特徴とする減速機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記グリースの混和ちょう度が３４０以下である
ことを特徴とする減速機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記第１の平行軸歯車の外径が直交ギヤの外径の０．２倍〜１．０倍の範囲に設定されている
ことを特徴とする減速機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記直交歯車の外径が、該直交歯車と前記第１の平行軸歯車との軸間距離の１．５倍以上である
ことを特徴とする減速機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記直交歯車が、その反噛合面側から噛合面側に貫通するグリース通過孔を備えた
ことを特徴とする減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機、特に、その歯車機構の噛合面の潤滑機構に改良を加えた減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、減速機構として直交歯車機構が使用されている減速機が知られている（特許文献１）。このような減速機は取付の自由度が高いことから出力軸がどの方向に取付けられても潤滑を確保できるよう多量のグリースが潤滑剤として減速機内に封入（充填）されている。
【０００３】
また、グリースとしては、直交歯車機構特有の歯面での捲込み特性を考慮して、やわらかいグリースが使用されるのが一般的である。
【０００４】
グリースを用いて減速機構の噛合面潤滑を行う場合、該グリースが周囲に漏れないように、密封設計としなければならない。とりわけ、減速機がモータと共に使用される（ギヤドモータ用の）減速機であり、且つ減速機構が直交歯車機構であって柔らかめのグリースを多量に使用している場合には、該グリースがモータ内に入り込んだりしないように、適宜のシール機構を配備し、適確な密封環境を構築した上で使用するように設計されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８６６２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように多量のグリースを使用する潤滑手法は、オイルシールの設計に格別の配慮及びコストを必要とし、また、運転当初は勿論、長年使用してきた後においてもグリース漏れ等が生じないように、定期的なメンテナンスを必要とする。また、グリースの交換等も必ずしも容易ではなく、また、当然に減速機重量がグリースの分増大するため、減速機自体の取り扱いもそれだけ不便となる。
【０００７】
本発明は、このような従来の実情を考慮して開発されたもので、特に直交歯車減速機構を有する減速機において、所定の条件の下で所定の条件のグリースを適正に（少量だけ）用い、以てシール機構の簡素化を可能としながらグリース漏れの発生を防止し、低コスト化、メンテナンスの軽減化、及び軽量化を実現することのできる減速機を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、入力軸又は前段の駆動軸に設けられた直交ピニオンと噛合し、自身の軸線方向に噛合面を有する直交歯車と、該直交歯車が組み込まれている第１の回転軸の、該直交歯車の噛合面側に組み込まれた第１の平行軸歯車と、を備え、且つ、噛合面潤滑剤として、混和ちょう度が３８５以下のグリースを前記直交歯車の噛合面側に塗布した構成の減速機とすることにより、上記課題を解決したものである。
【０００９】
本発明の適用対象となる減速機は、入力軸又は前段の出力軸に組み込まれた直交ピニオンと噛合を有する直交歯車と、該直交歯車が組み込まれている回転軸に組み込まれた平行軸歯車と、を備えた少なくとも２段以上の減速段を有する減速機である。この種の減速機には従来グリースを少量のみ使用するという発想は存在しなかった。
【００１０】
直交歯車は、自身の軸線方向に噛合面を有する直交歯車でなければならない。この条件を満足する直交歯車としては、ハイポイドギヤ、ベベルギヤ等がある。なお、後述するように、この中ではハイポイドギヤが最も好ましい。
【００１１】
しかし、本発明では、このような構成の減速機構を有する減速機に対し、潤滑剤として、ちょう度が３８５以下（３８５より数値が小さく、したがって硬い）グリースを前記直交歯車の噛合面側に（少量のみ）塗布する。これにより、塗布したグリースを直交歯車の噛合面上に留まらせることができ、前記直交ピニオンと直交歯車との噛合部、及び、前記第１の平行軸歯車と後段の（第２の）平行軸歯車との噛合部を、それぞれ潤滑することが可能となる。
【００１２】
潤滑剤としてちょう度の低いグリースを塗布するだけであるため、極めて簡易なシール機構であっても、グリースが減速機外部に漏れることはない。従って、モータのように、潤滑剤を嫌う機器とも容易に組み合わせて使用することができる。さらに、メンテナンスは従来に比べてより容易となり、減速機の軽量化も実現できる。
【００１３】
なお、本発明は、いわゆる３段型の直交減速機にも適用できる。
【００１４】
この場合は、入力軸又は前段の駆動軸に設けられた直交ピニオンと噛合し、自身の軸線方向に噛合面を有する直交歯車と、該直交歯車が組み込まれている第１の回転軸の、該直交歯車の噛合面側に組み込まれた第１の平行軸歯車と、該第１の平行軸歯車と噛合する第２の平行軸歯車と、該第２の平行軸歯車が組み込まれている第２の回転軸に組み込まれ、且つ、自身の一部が前記直交歯車と第１の平行軸歯車との間に存在する空間内に臨まされた第３の平行軸歯車と、を備え、且つ、噛合面潤滑剤として、混和ちょう度が３８５以下のグリースを前記直交歯車の噛合面側に塗布した構成とする。
【００１５】
この構成では、直交歯車と第１の平行軸歯車との間に存在する軸方向空間内に第２の平行軸歯車が臨まされるため、直交歯車の噛合面側の第１の回転軸周りでのグリースの保持が一層容易となる。そのため、グリースを直交歯車の噛合面側に塗布するだけで、直交ピニオンと直交歯車との噛合部、第１の平行軸歯車と第２の平行軸歯車との噛合部、及び第３の平行軸歯車と噛合する更に後段の平行軸歯車の全てを、良好に潤滑することができるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
シール機構の簡素化を可能としながら減速機からのグリース漏れの発生を防止し、減速機の低コスト化、メンテナンスの軽減化、及び軽量化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、それぞれ本発明の実施形態の一例に係るギヤドモータの正断面、図２はその要部拡大図、図３は、同展開平断面図である。
【００１９】
このギヤドモータＧＭ１は、モータＭ１と減速機Ｇ１とを一体化したものである。モータＭ（フロントカバー１８のみ図示）は、そのモータ軸２０の先端にヘリカルピニオン２２を一体的に備える。
【００２０】
ヘリカルピニオン２２は、継軸２４と連結されている。すなわち、減速部Ｇ１の継カバー５２には円筒部５４が形成されており、該円筒部５４の内側に配置された一対の軸受５６、５８が前記継軸２４を回転自在に支持している。この円筒部５４の端部には段部６０が形成され、継軸２４の外周には、円周方向に一周するリング状の突起２４Ｔが形成されている。さらに、円筒部５４のモータＭ側には、止め輪６２が配置され、これら段部６０、突起２４Ｔ、止め輪６２により、軸受５６、５８の軸方向の移動規制を行っている。符号６４は、三者（軸受５６、継軸２４、軸受５８）の円筒部５４に対する位置を調整するためのシムである。なお、突起２４Ｔは必ずしも円周方向に一周させる必要はなく、一部であっても良いし、継軸２４に孔（図示略）を形成して、この孔にピンのような部材を挿入することで形成しても良い。
【００２１】
継軸２４の一端側には、雌ヘリカル部２６が形成されており、この雌ヘリカル部２６がヘリカルピニオン２２の外周に螺合（ヘリカルスプライン連結）することにより、該ヘリカルピニオン２２及び継軸２４が一体的に（等速で）回転できるようになっている。継軸２４の他端側にはハイポイドピニオン（直交ピニオン）２８が一体的に形成されている。即ち、この実施形態では、この継軸２４が「前段の駆動軸」に相当している。
【００２２】
ハイポイドピニオン２８は、減速機Ｇ１のハイポイドギヤ（直交歯車）３０と噛合し、該ハイポイドギヤ３０と共に直交減速機構３２を形成している。
【００２３】
図２に示されるように、ハイポイドギヤ３０は、外径ｄｈを有し、第１回転軸（第１の回転軸）３４に組み込まれている。ハイポイドギヤ３０は、軸線（第１回転軸３４の中心線）Ｏ１方向に噛合面３０Ａを有する。
【００２４】
第１回転軸３４のハイポイドギヤ３０の噛合面３０Ａ側に第１ヘリカルギヤ（第１の平行軸歯車）３６が組み込まれている。ハイポイドギヤ３０と第１ヘリカルギヤ３６との間の第１回転軸３４の径はｄｓである。第１ヘリカルギヤ３６は、第２ヘリカルギヤ（第２の平行軸歯車）３８と噛合している。第１ヘリカルギヤ３６の外径ｄ１は、この実施形態ではハイポイドギヤ３０の外径ｄｈより僅かに小さく設定（ｄ１／ｄｈ≒０．９）されている。第１ヘリカルギヤ３６は、より小さな外径ｄ２を有する第２ヘリカルギヤ３８と噛合することにより、この部分で第１平行軸（増速）歯車機構４０を形成している。なお、グリースＧｒをハイポイドギヤ３０の噛合面３０Ａ上に良好に保持するには、ハイポイドギヤ３０の半径ｄｈは、該ハイポイドギヤ３０と前記第１ヘリカルギヤ３６との軸間距離Ｌ１の１．５倍以上あることが望ましい。
【００２５】
第２ヘリカルギヤ３８は、第２回転軸（第２の回転軸）４２に組み込まれている。この第２回転軸４２には、第３ヘリカルギヤ（第３の平行軸歯車）４４が組み込まれている。第３ヘリカルギヤ４４は、外径ｄ３を有し、その一部がハイポイドギヤ３０と第１ヘリカルギヤ３６との間に存在する空間Ｓｐ内に臨でいる。その結果、第３ヘリカルギヤ４４と第１回転軸３４との間には狭い隙間Ｓ１が形成・確保されている。この第３ヘリカルギヤ４４は、出力軸４６に組み込まれた第４ヘリカルギヤ４８と噛合し、第２平行軸歯車（減速）機構５０を形成している。
【００２６】
モータ軸２０と出力軸４６は直交しており、ギヤドモータＧＭ１は「直交ギヤドモータ」を構成している。なお、モータ軸２０の軸心２０Ａと出力軸４０の軸心４０Ａは、同一平面上では交差していないが、この明細書においては、このような交差をも含めて「直交」の用語を用いるものとする。
【００２７】
ここで、この実施形態では、減速機Ｇ１の潤滑剤として、混和ちょう度が３１０以下のグリースＧｒを使用するようにしている。「ちょう度」とは、グリースの硬さを表す特性値のことで、規定円錐が規定時間に試料であるグリースに侵入する深さをミリメートルの１０倍、すなわち０．１ｍｍを１単位として表した数値である。従って、数値が小さいほど硬いグリースであることを示している。米国潤滑グリース協会（ＮＬＧＩ）では、ちょう度範囲に基づいてちょう度番号でグリースを分類・規格化しており、日本の日本工業規格（ＪＩＳ）もこれに従っている。このテーブルを図４に示す。
【００２８】
図４のテーブルから明らかなように、ちょう度番号は、０００号が最も柔らかく、次いで００号、０号と順次硬くなり、以下ちょう度番号が大きくなるほど、より硬くなるように規格化されている。ちょう度には、混和ちょう度、不混和ちょう度、固形ちょう度などがあるが、一般的にちょう度と言うときには、規定の条件で２５℃に保ってから６０回混和した直後の測定値である「混和ちょう度」を言い、本発明においても該混和ちょう度をその指標としている。
【００２９】
実施形態の説明に戻って、この減速機Ｇ１においては、その潤滑剤として、混和ちょう度が３８５以下のグリースＧｒが採用され、ハイポイドギヤ３０の噛合面上に塗布されている。混和ちょう度が３８５以下のグリースＧｒを使用する理由等については、後に詳述する。図２の破線Ｌｇは、いわゆるグリース溜まりが形成されている部分を示している。
【００３０】
なお、この実施形態では、採用されていないが、図１、図２に想像線で描かれているように、ハイポイドギヤ３０に貫通孔３０Ｐを形成し、グリースＧｒが該貫通孔３０Ｐ内を通ってその噛合面側３０Ａと反噛合面側３０Ｂとの間を移動可能とすると、ハイポイドギア３０の反噛合面側３０Ｂに平行軸歯車（図示略）等が配置されている場合に、これをも潤滑することが可能となる。
【００３１】
次に、この実施形態に係るギヤドモータＧＭ１の作用を説明する。
【００３２】
モータ軸２０のヘリカルピニオン２２が特定の方向に回転すると、該ヘリカルピニオン２２とヘリカルスプライン連結されている雌ヘリカル部２６を介して継軸２４が該モータ軸２０と一体的に（等速で）回転する。この結果、継軸２４の他端側に形成されているハイポイドピニオン２８が回転し、該ハイポイドピニオン２８と噛合しているハイポイドギヤ３０が回転する。ハイポイドギヤ３０の回転は、第１回転軸３４を介して第１ヘリカルギヤ３６に伝達され、さらに、該第１ヘリカルギヤ３６と噛合している第２ヘリカルギヤ３８へと伝達される。この結果、第２回転軸４２が回転し、該第２回転軸４２に組み込まれている第３ヘリカルギヤ４４が回転する。第３ヘリカルギヤ４４の回転は、第４ヘリカルギヤ４８を介して出力軸４４に伝達される。
【００３３】
なお、動力伝達経路の途中で一度増速しているのは、種々の減速比（低減速比から高減速比まで）を同一段数で実現しようとしたためである。増速段を挿入することにより、低減速比（例えば総減速比５）を実現することができる。
【００３４】
出力軸４４の軸心４４Ａは、モータ軸２０の軸心２０Ａに対して直交しており、モータ軸２０の回転は、その軸心２０Ａが９０度回転された状態で出力軸４０から取り出されることになる。
【００３５】
ここで、ここで、グリースＧｒの作用について詳細に説明する。
【００３６】
本実施形態においては、グリースＧｒは、ハイポイドギヤ３０の噛合面３０Ａ上に塗布される。図５〜図８に種々のちょう度のグリースＧｒ２、Ｇｒ１、Ｇｒ０、Ｇｒ００を用いて減速機Ｇ１を運転したときの各グリースの挙動を示す。なお、Ｇｒに添えた数字は、ちょう度番号を示している。各図とも、（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれグリースＧｒ２、Ｇｒ１、Ｇｒ０、Ｇｒ００の付着状態を９０度ずつ回転した角度から見たものである。なお、描写の便宜上、図５〜図８の上下は、図１、図２の図面上の上下と逆になっている。
【００３７】
運転条件は、以下の通りである。
【００３８】
継軸２４の出力トルク（減速機Ｇ１の入力トルク）…０．１３Ｎｍ
継軸２４の回転速度…１８００ｒ／ｍｉｎ
ハイポイドギヤ３０の周速…０．４５ｍ／ｍｉｎ
第１回転軸３４の回転速度…１８０ｒ／ｍｉｎ
測定までの運転時間…１０分
グリース使用量…約３０ｇ
【００３９】
グリースＧｒ２の組成
基油…鉱油
増ちょう剤…リチウム石けん
【００４０】
グリースＧｒ１の組成
基油…鉱油
増ちょう剤…リチウム石けん
添加剤…極圧添加剤、酸化安定剤ｅｔｃ
【００４１】
グリースＧｒ０の組成
基油…鉱油
増ちょう剤…リチウム石けん
【００４２】
グリースＧｒ００の組成
基油…鉱油
増ちょう剤…リチウム石けん
添加剤…極圧添加剤、酸化安定剤
【００４３】
各部の寸法
ハイポイドギヤ３０の外径ｄｈ…４８ｍｍ
第１ヘリカルギヤ３６の外径ｄ１…３５．３ｍｍ
ハイポイドギヤ３０と第１ヘリカルギヤ３６との間の第１回転軸３４の外径ｄｓ…１３ｍｍ
隙間Ｓ１の大きさ…２．６ｍｍ
【００４４】
図５は、ＮＬＧＩのＮｏ．２（ちょう度範囲２６５〜２９５）のグリースＧｒ２を使用したときの運転後の該グリースＧｒ２の挙動を示している。グリースＧｒ２は、確実に空間Ｓｐに保持されると共に、各歯車の噛合面にも良好に行き渡っているのが確認できる。特に、本実施形態においては、第１ヘリカルギヤ３６の外径ｄ１が、ハイポイドギヤ３０の外径ｄｈをより小さく（０．９倍：０．２倍〜１．０倍の範囲）とされ、ハイポイドギヤ３０の外径ｄｈが該ハイポイドギヤ３０と前記第１ヘリカルギヤ３６との軸間距離Ｌ１の１．５倍以上に設定されているため、グリースＧｒ２の空間Ｓｐでの保持が特に良好に行われているものと思われる。
【００４５】
また、直交歯車としてハイポイドギヤ３０が採用されているため、該ハイポイドギヤ３０の噛合面３０Ａ上のグリースＧｒ２には、噛合によって中央に寄ろうとする動きと、遠心力によって外周付近に保持されてハイポイドピニオン２８付近に留まる動きとがバランスし、運転を続けてもグリースＧｒ２が、第１回転軸３４の周りにのみ集まったり、逆に、ハイポイドギヤ３０の外側に移動してしまったりすることもない。これは、実験によっても確認されている。
【００４６】
空間Ｓｐに溜まったグリースＧｒ２は、第１ヘリカルギヤ３６の遠心力により、第２ヘリカルギヤ３８との噛合面にまで到達できるため、第１平行軸増速歯車機構４０の潤滑も良好に行うことができる。
【００４７】
潤滑剤としてグリースＧｒ２（ちょう度が２６５以下）を塗布しているため、その使用量は従来の多量に充填した場合に比べて格段に少なく、極めて簡易なシール機構であっても、該グリースＧｒ２が減速機外部に漏れてくることはない。従って、モータＭ１のように、潤滑剤を嫌う機器とも容易に組み合わせて使用することができる。さらに、メンテナンスは従来に比べてより容易となり、減速機Ｇ１の軽量化も実現できる。
【００４８】
図６は、同様の条件で、ＮＬＧＩのＮｏ．１（ちょう度範囲３１０〜３４０）のグリースＧｒ１を用いた時の運転後の状態、図７は、ＮＬＧＩのＮｏ．０（ちょう度範囲３５５〜３８５）のグリースＧｒ０を用いた時の運転後の状態をそれぞれ示している。いずれの場合も、グリースＧｒ１、Ｇｒ０は、空間Ｓｐに保持され、良好な潤滑性能が確保されている。
【００４９】
これに対し、図８に示すように、ＮＬＧＩのＮｏ．００（ちょう度範囲４００〜４３０）のグリースＧｒ００は、該グリースＧｒ００の保持が良好に行われておらず、図８（Ａｅ）の符号Ｌｒで拡大して示されるように、特に、第３ヘリカルギヤ４４と第１回転軸３４との間のグリースＧｒ００がとぎれてしまっていることが確認できる。従って、グリースＧｒとして、ＮＬＧＩのＮｏ．０（ちょう度範囲３５５〜３８５）のグリースＧｒ０と同等又はそれより硬いグリース（ちょう度３８５以下のグリース）を使用することにより、少量でも安定した潤滑が可能となると言うことができる。但し、温度等の使用環境のばらつきを考慮して設計に余裕を持たせたいときにはちょう度３４０以下とするのが好ましい。
【００５０】
なお、この実施形態では、直交減速機構３２のほかに、第１平行軸歯車（増速）機構４０及び第２平行軸歯車（減速）機構５０を備え、特に、第３ヘリカルギヤ４４の一部をハイポイドギヤ３０と第１ヘリカルギヤ３６との間に臨ませ、ここに隙間Ｓ１を形成することによって上グリースをＧｒの保持がより容易にできるように構成と共に、減速機Ｇ１の全歯車３０、３６、３８、４４、４８の潤滑が同時に良好に行われるように配慮していたが、本発明においては、必ずしも３段の歯車機構とする必要はなく、２段でもよいし、また、４段以上でもよい。また、必ずしも動力伝達系統の途中に増速段が備えられている必要はなく、例えば、全て減速段で構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
直交歯車機構を有する２段以上の減速機の噛合面潤滑に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態の一例に係るギヤドモータの正断面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】同、展開平断面図
【図４】グリースのグレードを示すテーブル
【図５】ちょう度番号２のグリースを用いたときの運転結果を示す斜視図
【図６】ちょう度番号１のグリースを用いたときの運転結果を示す斜視図
【図７】ちょう度番号０のグリースを用いたときの運転結果を示す斜視図
【図８】ちょう度番号００のグリースを用いたときの運転結果を示す斜視図
【符号の説明】
【００５３】
ＧＭ１…ギヤドモータ
Ｇ１…減速機
２０…モータ軸
２２…ヘリカルピニオン
２４…継軸（入力軸又は前段の駆動軸）
２８…ハイポイドピニオン（直交ピニオン）
３０…ハイポイドギヤ（直交歯車）
３０Ａ…噛合面
３２…直交減速機構
３４…第１回転軸（第１の回転軸）
３６…第１ヘリカルギヤ（第１の平行軸歯車）
３８…第２ヘリカルギヤ（第２の平行軸歯車）
４０…第１平行軸歯車（増速）機構
４２…第２回転軸（第２の回転軸）
４４…第３ヘリカルギヤ（第３の平行軸歯車）
Ｓｐ…空間
【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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【図８】
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