(57)【要約】【課題】遊星歯車とその支持軸の間に介在される転がり軸受の潤滑油を支持軸に設けた主油溜りから給油穴を経て軸受内部に供給する潤滑構造においては、支持軸は公転のみ行うので、主油溜りの潤滑油は遠心力の作用で一部に片寄る傾向がある。このため、潤滑油の層の深い部分に軸部給油穴がある場合は、十分な量の給油ができるが、浅い部分にある場は、潤滑に寄与できる油が不足し、給油不足を生じる不都合がある。これを解消することである。【解決手段】遊星歯車４５とその支持軸４６の間に転がり軸受４９が介在され、支持軸４６の内部に設けられた主油溜り５５が設けられ、その主油溜り５５の周壁に設けた軸部給油穴５６を経て転がり軸受４９に給油する遊星歯車の潤滑装置において、軸部給油穴５６の内端に主油溜り５５の内周壁面に開放された副油溜り６５を設けた構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車とその遊星歯車を支持する支持軸との間に転がり軸受が介在され、前記支持軸に軸方向の一端面が開放された主油溜りが設けられ、前記主油溜りの周壁に設けた軸部給油穴を前記転がり軸受内輪に設けた軸受部給油穴に連通させ、前記支持軸を水平状態に保持して使用に供される遊星歯車の潤滑装置において、前記軸部給油穴の内端に前記主油溜りの内周壁面に開放された副油溜りを設けたことを特徴とする遊星歯車の潤滑装置。
【請求項２】
前記副油溜りの壁面の軸と直角方向の断面形状が、前記軸部給油穴の内端部から周方向両側にテーパ状に広がった形状であることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車の潤滑装置。
【請求項３】
前記副油溜りの壁面が９０°の角度でテーパ状に広がり、それぞれの壁面の裾部が前記主油溜りの内周面に達していることを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車の潤滑装置。
【請求項４】
前記副油溜りの壁面が、周方向に隣接した他の同様の副油溜りの壁面と同一平面上に設けられ、その平面が前記主油溜りの内周面に1点で接していることを特徴とする請求項３に記載の遊星歯車の潤滑装置。
【請求項５】
前記副油溜りと軸部給油穴の内面にそれぞれ撥油剤を塗布し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の潤滑装置。
【請求項６】
前記軸受部給油穴の内端部に前記軸部給油穴に連通した軸受部油溜りを設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の遊星歯車の潤滑装置。
【請求項７】
前記主油溜りの開放面に環状の蓋部材が設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の遊星歯車の潤滑装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の遊星歯車の潤滑装置を使用したことを特徴とする遊星歯車減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、遊星歯車型の減速装置又は増速装置（以下、単に「遊星歯車減速装置」と称する。）における遊星歯車の潤滑装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車減速装置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。この場合の遊星歯車減速装置は、入出力軸が縦向きに配置された縦型であり、入力軸に太陽歯車を設け、その太陽歯車とその回りに固定した内歯歯車との間に遊星歯車を介在し、その遊星歯車の支持軸と一体のアームを出力軸に一体化した構造である。
【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自転しつつ太陽歯車の周りを公転し、前記アーム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、増速装置として使用でき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上方に給油ノズルが下向きに固定され、自転しつつ公転する遊星歯車の前記転がり軸受の軸方向上方から下向きに潤滑油を供給するようにしている。
【０００５】
なお、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通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）。
【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）
【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方にはね飛ばされる。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、その特許文献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、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）。この場合の潤滑構造は、給油ノズルから供給された潤滑油を軸受内部で効果的に保持する機能がないため、縦型の減速装置に限って用いられる。
【０００９】
前記のような規制リングを用いることなく、しかも減速装置の縦横の向きに関らず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に示された潤滑構造を前記の遊星歯車の潤滑構造に転用することが考えられる。即ち、同文献２に記載されたように、軸受の支持軸に設けた給油通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構造を遊星歯車の場合に転用することである。
【００１０】
しかし、軸受内輪及びこれを支持する支持軸は、公転のみ行い自転することがないので、自転によって潤滑油を拡散する作用は期待できない。このため、支持軸側から軸受内輪を経て軸受内部に供給される潤滑油には、遊星歯車の公転に伴う遠心力のみが作用するので、軸受内部においては公転中心から遠い部分に潤滑油が集まる傾向があり、公転中心に近い方の軸受部分の潤滑が不足する問題がある。
【００１１】
これらの問題を解消すべく、添付の図８に示した比較例のように、遊星歯車減速装置１１において、以下のような潤滑装置を設けることが考えられる。この遊星歯車減速装置１１は、入力軸１２の一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を支持する支持軸１６と一体化された径方向のアーム（いわゆるキャリヤ）１７、そのアーム１７の先端部に一体化され、かつ前記入力軸１２と同芯状態に配置された出力軸１８とからなる。
【００１２】
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。
【００１３】
前記の遊星歯車減速装置１１は、入力軸１２、出力軸１８、支持軸１６が水平となるように設置して使用され、入力軸１２に一定回転速度のトルクが入力されると、それと一体に回転する太陽歯車１３によって遊星歯車１５が自転しつつ太陽歯車１３の周りを公転する。公転中心をＰで示す（図８参照）。
【００１４】
遊星歯車１５の公転に伴い、アーム１７を介して出力軸１８がその公転速度で回転し、出力軸１８に一定の比率で減速された回転トルクが出力される。この場合、遊星歯車１５、これと一体の外輪２０及び保持器２２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。
【００１５】
次に、前記遊星歯車１５の潤滑装置について説明する。前記の遊星歯車１５の支持軸１６の一方の端面、即ち、入力軸１２が突き出す方向の端面において、周壁２４を残し軸方向に開放され、その開放部分に環状の蓋部材３１が設けられる。この環状の蓋３１の内側が油溜り２５となる（図９参照）。
【００１６】
前記周壁２４の４等分位置の４個所に軸部給油穴２６が設けられる（図８参照）。また転がり軸受１９の内輪２１に前記軸部給油穴２６と合致し相互に連通した軸受部給油穴２７が設けられる。図９に示したように、軸受部給油穴２７は、内輪２１の２列の軌道間に開放される。前記の油溜り２５の開口面の中心線上の装置外部に給油ノズル３０が設置される。
【００１７】
給油ノズル３０から油溜り２５に対して潤滑油を供給しつつ遊星歯車減速装置１１を駆動すると、遊星歯車１５は自転しつつ公転し、出力軸１８に対し減速されたトルクが出力される。このとき、油溜り２５の内部においては、前記の公転による遠心力の作用を受けて、図１０に示したように、潤滑油Ｌが公転中心Ｐから遠い部位に片寄る傾向がある。
【００１８】
いま、説明の便宜上、図１０に示したように、支持軸１６の中心Ｏを原点とする直交座標軸Ｘ、ＹをそのＹ軸が公転中心Ｐを通過する位置、即ち公転中心Ｐからの遠心力の方向となるように設定すると、油溜り２５の内部においては、前記の公転による遠心力の作用を受けて、図示のように、潤滑油Ｌは公転中心Ｐから遠い部位に片寄って溜まる。潤滑油Ｌの溜り部分は、Ｙ軸上において蓋部材３１の高さに等しい深さをもち、Ｙ軸から離れるにしたがって浅くなる。
【００１９】
この場合、給油穴２６、２７は潤滑油Ｌの層の底部分に存在するため、潤滑油Ｌの全体が給油穴２６、２７を経て転がり軸受１９に供給され（図１０の白抜き矢印参照）、そのすべてが転がり軸受１９の潤滑に寄与することができる。
【００２０】
一方、各給油穴２６、２７の油溜り２５に対する位置関係は、常にＹ軸上（公転中心Ｐから見た遠心力の方向）にあるとは限らず、図１１に示したように、Ｙ軸に対して一定の角度（例えば４５°）ずれた位置関係にある場合もある。その場合は、潤滑油Ｌの溜り部分の両端に近い浅い部分が各給油穴２６、２７に対向する。潤滑油Ｌの溜り部分のうち、両側の給油穴２６を結んだ２点鎖線Ｔより上方（原点Ｏから遠い方）に存在する潤滑油Ｌは、遠心力が作用しても給油穴２６、２７から押し出されることがなく、転がり軸受１９の潤滑に寄与することができない。潤滑に寄与できる潤滑油は、２点鎖線Ｔより下方に存在する量となるので、転がり軸受１９に供給される油量は減少し、給油量不足の原因となる。
【００２１】
給油量不足を解消する一つの手段として、給油穴の数を増加することが考えられるが、この給油穴の径は０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の細いものであるから、穴明け加工時にドリルが折損するリスクが高まり、製作コストへの影響が避けられない。
【００２２】
そこで、この発明は、給油穴の数の増加をもたらすことなく、遠心力の方向からずれた位置関係にある給油穴における給油量不足を解消することにより遊星歯車の転がり軸受の十分な潤滑を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記の課題を解決するために、この発明に係る遊星歯車の潤滑装置は、遊星歯車とその遊星歯車を支持する支持軸との間に転がり軸受が介在され、前記支持軸に軸方向の一端面が開放された主油溜りが設けられ、前記主油溜りの周壁に設けた軸部給油穴を前記転がり軸受内輪に設けた軸受部給油穴に連通させ、前記支持軸を水平状態に保持して使用に供される遊星歯車の潤滑装置において、前記軸部給油穴の内端に前記主油溜りの内周壁面に開放された副油溜りを設けた構成としたものである。
【００２４】
前記の副油溜りを設けたことにより、軸部給油穴が遠心力の方向からずれた位置関係にあり、遠心力により集まった主油溜りの潤滑油の層の浅い部分に対応する場合であっても、副油溜りの深さ分だけ軸部給油穴の位置が潤滑油の溜りの底面のレベルに接近又は一致する。これにより、軸部給油穴から転がり軸受側へ供給され潤滑に寄与し得る潤滑油の量を従来より増やすことができる。
【００２５】
前記副油溜りの壁面の軸と直角方向の断面形状として、前記軸部給油穴の内端部から周方向両側にテーパ状に広がった形状とすることができる。さらに、その場合の周方向の壁面が９０°の角度をもってテーパ状に広がる構成、その壁面が、周方向に隣接した他の同様の副油溜りの壁面と同一平面上に設けられ、その平面が前記主油溜りの内周面に1点で接する構成をとることができる。
【００２６】
さらに、前記軸受部給油穴の内端部に前記軸部給油穴に連通した軸受部油溜りを設けた構成もとることができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、この発明によると、副油溜りを設けたことにより、軸部給油穴が遠心力が作用する方向からずれた位置にあることにより、遠心力により集まった主油溜りの潤滑油の層の浅い部分に対応するような位置関係にある場合があっても、潤滑に寄与する潤滑油の量を十分に確保することができ、給油不足となる事態を防止することができる。
【００２８】
特に、副油溜りを構成するテーパ状の壁面が、周方向に隣接した他の同様の副油溜りの壁面と同一平面上に在り、その平面が主油溜りの内周面に1点で接している構成をとった場合は、主軸油溜りに溜まった潤滑油の全てを潤滑に寄与させることができ、十分な量の潤滑油を供給することができる。
【００２９】
また、軸受部給油穴の内端部に前記軸部給油穴に連通した軸受部油溜りを設けた構成をとると、潤滑油の溜り量が増えるので給油不足の解消に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、実施形態１の一部省略正面図である。
【図２】図２は、図１のＸ１−Ｘ１線の断面図である。
【図３】図３は、実施形態１の油溜り部分の一部の断面図である。
【図４】図４は、油溜り部分の傾斜角度を示した断面図である。
【図５】図５は、図４のＸ２−Ｘ２線の断面図である。
【図６】図６は、油溜りに対する給油穴の他の位置関係にある場合の一部断面図である。
【図７】図７は、油溜り部分の変形例の一部断面図である。
【図８】図８は、比較例の一部省略正面図である。
【図９】図９は、図８のＸ３−Ｘ３線の断面図である。
【図１０】図１０は、比較例の油溜り部分の一部断面図である。
【図１１】図１１は、比較例の油溜りに対する給油穴の他の位置関係にある場合の一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
【００３２】
[実施形態１]
図１及び図２に示したように、実施形態の遊星歯車減速装置４１は、前述の図１０及び図１１に示したものと同様に、入力軸４２の一端部に同芯状態に設けられた太陽歯車４３、その太陽歯車４３の周りに同芯状態に配置固定された内歯歯車４４、太陽歯車４３と内歯歯車４４との間に介在された１以上の遊星歯車４５、その遊星歯車４５を支持する支持軸４６と一体化された径方向のアーム（いわゆるキャリヤ）４７、そのアーム４７の先端部に一体化され、かつ前記入力軸４２と同芯状態に配置された出力軸４８とからなる。
【００３３】
前記遊星歯車４５と、その支持軸４６との間に転がり軸受４９が介在される。転がり軸受４９は、支持軸４６の外径面に嵌合固定された内輪５１、遊星歯車４５の内周側に一体化された外輪５０、前記内輪５１の外径面に形成された軌道と外輪５０の内径面に形成された軌道との間に介在され、保持器５２によって保持された複列のころ５３により構成される。
【００３４】
前記の遊星歯車減速装置４１は、入力軸４２、出力軸４８、支持軸４６が水平となるように設置して使用され、入力軸４２に一定回転速度のトルクが入力されると、それと一体に回転する太陽歯車４３によって遊星歯車４５が自転しつつ太陽歯車４３の周りを公転する。公転中心をＰで示す（図１参照）。
【００３５】
遊星歯車４５の公転に伴い、アーム４７を介して出力軸４８がその公転速度で回転し、出力軸４８に一定の比率で減速された回転トルクが出力される。この場合、遊星歯車４５、これと一体の外輪５０及び保持器５２は自転しつつ公転するが、内輪５１及びその支持軸４６は自転することなく公転のみ行う。
【００３６】
なお、前記の遊星歯車減速装置４１の入力と出力を入れ替えて増速装置として使用する場合もある。
【００３７】
次に、前記遊星歯車４５を支持する転がり軸受４９の潤滑装置について説明する。前記遊星歯車４５の支持軸４６の一方の端面、即ち、入力軸４２が突き出す方向の端面において、周壁５４を残し軸方向の一端部が開放され、その開放部分に環状の蓋部材６１が設けられる。この蓋部材６１の内側が主油溜り５５となる。主油溜り５５の深さは蓋部材６１の高さに等しい（図３参照）。
【００３８】
前記周壁５４の４等分位置の４個所に軸部給油穴５６が設けられる（図３参照）。また転がり軸受４９の内輪５１に前記軸部給油穴５６と同一半径上に軸受部給油穴５７が設けられる。図２に示したように、軸受部給油穴５７は、内輪５１の２列の軌道間に開放される。前記の主油溜り５５の開口面の中心線上の装置外部に給油ノズル６０が設置される。
【００３９】
前記の軸部給油穴５６は、図３に示したように、その径方向の外端部が周壁５４の外径面に開放するよう厚さ方向の一部に形成され、その内端部が副油溜り６５に開放される。副油溜り６５は、軸と直角方向の断面形状が軸部給油穴５６の内端部から周方向両側に９０°の角度をもってテーパ状に広がった三角形状の壁面６５ａによって区画され、その壁面６５ａの裾の両端は周壁５４の内径面に達する。三角形状の副油溜り６５の底辺の全体が主油溜り５５に開放される。軸部給油穴５６は、三角形状の副油溜り６５の頂部に位置する。
【００４０】
前記の壁面６５ａは、周方向に隣接した他の副油溜り６５の壁面６５ａと同一平面内にあり、その平面が両方の軸部給油穴５６の中間点で主油溜り５５の内周面の１点で接している。隣接する壁面６５ａ相互は、必ずしも同一平面にある必要はなく、前記平面より低い位置において主油溜り５５の内周面に接する形状でもよい。
【００４１】
また、軸受部給油穴５７においても、図３に示したように、その内端部に軸受部油溜り６６が設けられる。軸受部油溜り６６は、９０°の広がり角度をもったテーパ状の壁面６６ａを有し、前記の軸部給油穴５６を含む周壁５４の外径面に開放される。軸受部給油穴５７は、三角形状の軸受部油溜り６６の頂部に位置する。
【００４２】
前記軸部給油穴５６及び軸受部給油穴５７のいずれについても、その壁面６５ａ、６６ａの広がり角度は９０°として説明したが、図４に示したように、軸部給油穴５６から両側へ広がった壁面６５ａの傾斜角α１、α２及び軸受部給油穴５７から両側へ広がった壁面６６ａの傾斜角α３、α４は、いずれも所定の鋭角に形成される場合があり、これらの大きさは、副油溜り６５及び軸受部油溜り６６内の潤滑油が効率よく軸部給油穴５６及び軸受部給油穴５７に供給されるよう適宜決定される。
【００４３】
また、前記壁面６５ａ、６６ａの軸線方向の断面形状は、各給油穴５６、５７の直径と一致する幅となるように形成する場合もあるが、図５に示したように、各給油穴５６、５７の直径より幅広く形成し、壁面６５ｂ、６６ｂの形状を当該壁面６５ｂ、６６ｂの幅方向の中央部に対してテーパ状又は円弧状に凹入した形状に形成する場合がある。この場合は傾斜角β１、β２、β３及びβ４を所定の鋭角に形成され、これにより潤滑油の給油効率を高めるようにしている。
【００４４】
なお、前記の給油穴５６、５７及び油溜り６５、６６内面に撥油剤を塗布することにより給油効率を一層高めることができる。
【００４５】
前記の各給油穴５６、５７がＹ軸上（公転中心Ｐから見た遠心力の方向）にある場合についてみると（図３参照）、給油ノズル６０から主油溜り５５に供給された潤滑油は、遊星歯車４５の公転に伴う遠心力によりＹ軸方向に片寄る。主油溜り５５、副油溜り６５及び軸受部油溜り６６に溜まった潤滑油は前記の遠心力により、軸部給油穴５６及び軸受部給油穴５７を経て転がり軸受４９の内部に供給され（図３の白抜き矢印参照）、その全てが転がり軸受４９の潤滑に寄与する。
【００４６】
また、給油穴５６、５７が４５°の傾斜角をもった位置関係にある場合は、図６に示したように、副油溜り６５の壁面６５ａが主油溜り５５の底面の高さと一致するので、主油溜り５５、副油溜り６５内の潤滑油のみならず、軸受部油溜り６６の潤滑油も全て転がり軸受４９の内部に供給され（図６の白抜き矢印参照）、給油不足を生じさせることがない。
【００４７】
なお、軸受給油穴５７の軸受部油溜り６６は省略してもよい（図７参照）。
【符号の説明】
【００４８】
１１  遊星歯車減速装置
１２  入力軸
１３  太陽歯車
１４  内歯歯車
１５  遊星歯車
１６  支持軸
１７  アーム
１８  出力軸
１９  転がり軸受
２０  外輪
２１  内輪
２２  保持器
２３  ころ
２４  周壁
２５  油溜り
２６  軸部給油穴
２７  軸受部給油穴
３０  給油ノズル
３１  蓋部材
４１  遊星歯車減速装置
４２  入力軸
４３  太陽歯車
４４  内歯歯車
４５  遊星歯車
４６  支持軸
４７  アーム
４８  出力軸
４９  転がり軸受
５０  外輪
５１  内輪
５２  保持器
５３  ころ
５４  周壁
５５  主油溜り
５６  軸部給油穴
５７  軸受部給油穴
６０  給油ノズル
６１  蓋部材
６５  副油溜り
６５ａ、６５ｂ  壁面
６６  軸受部油溜り
６６ａ、６６ｂ  壁面
【図１】
2013185636.tif 000003
【図２】
2013185636.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013185636.tif 000008
【図７】
2013185636.tif 000009
【図８】
2013185636.tif 000010
【図９】
2013185636.tif 000011
【図１０】
2013185636.tif 000012
【図１１】
2013185636.tif 000013