(57)【要約】      （修正有）【課題】潤滑油が飛散するような遠心力を受けず、また歯車に安定した潤滑性や冷却機能を作用させることができる減速機とすることである。【解決手段】回転する入力軸１から小径傘歯車２に入力された回転力を大径傘歯車３に伝導し、大径傘歯車３から減速された回転力を出力軸４に出力する減速歯車機構を有する減速機であり、回転する大径傘歯車３の歯面３ａに向き合って、この大径傘歯車３の軸回りに非回転であるように、板状で扇形の永久磁石５をハウジング６に固定して設け、この永久磁石５の歯面３ａに対向する扇形の平面に潤滑性磁性流体Ｌを磁力で保持して設け、この潤滑性磁性流体Ｌが歯面３ａに触れるように、永久磁石５を大径傘歯車３の歯面３ａに近づけて配置した減速機とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
小径歯車に入力された回転力を大径歯車に伝導し、この大径歯車から減速された回転力を出力する減速歯車機構を有する減速機において、
回転する前記大径歯車の歯面に向き合ってこの大径歯車の軸回りに非回転であるように磁石をハウジングまたは歯車の支持部品に固定して設け、この磁石の前記歯面に対向する面に潤滑性磁性流体を磁力で保持して設け、この潤滑性磁性流体が前記歯面に触れるように前記磁石を前記大径歯車の歯面に近づけて配置したことを特徴とする減速機。
【請求項２】
上記磁石は、前記大径歯車の歯幅方向に沿ってＮ・Ｓ極を配置した磁石である請求項１に記載の減速機。
【請求項３】
上記潤滑性磁性流体が、微粒子状の磁性体を潤滑油または潤滑グリースに分散させた潤滑性磁性流体である請求項１または２に記載の減速機。
【請求項４】
上記減速歯車機構が、遊星歯車機構である請求項１〜３のいずれかに記載の減速機。
【請求項５】
上記歯車の支持部品が、遊星歯車のキャリアである請求項４に記載の減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潤滑性の改善された歯車機構を有する減速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、小径歯車に入力された回転力を大径歯車に伝導し、この大径歯車から減速された回転力を出力する減速歯車機構は周知であり、遊星歯車機構のような減速歯車機構は、減速機に用いられている。
【０００３】
減速機の歯車同士の噛み合い部分には、グリース潤滑法、油浴式潤滑法、ポンプによる滴下、噴射、噴霧によって強制的に潤滑油を供給することにより、噛み合う歯面間の動摩擦係数を低減し、かつ歯車を冷却することが求められる。
【０００４】
例えば、減速機の歯車機構に対する潤滑装置として、遊星歯車の転がり軸受上方に給油ノズルを固定して、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潤滑装置が周知である。
【０００５】
このような潤滑装置には、遊星歯車が公転しているときに、給油ノズルから軸受上に供給された潤滑油が、公転する遊星歯車に作用する遠心力で径方向外方にはね飛ばされるので、潤滑油が軸受内部に流入し難く不足しがちであり、転がり軸受や遊星歯車機構の潤滑が充分にできないという問題がある。
【０００６】
減速機等の潤滑不足を改善し、給油量を効率よく利用するために、遠心力の作用する方向からずれた位置に潤滑油量を確保し、遊星歯車の転がり軸受の潤滑を充分にすることが知られている（特許文献１）。
【０００７】
また、磁性材料からなる微粒子が分散した潤滑油を用いて転がり軸受を潤滑する際に、保持器の一部をシート状の永久磁石または磁性微粒子を含む塗料で形成し、保持器の要部に磁性流体の潤滑油を吸着させて、軸受の回転性能を向上させ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】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−１８５６３６号公報
【特許文献２】特開２０１０−  ５３９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、減速機の歯車の刃面部分に潤滑剤の充分な保持機能をもたせることは難しく、例えば、歯車の歯面に磁性を持たせたとしても、歯車が高速回転するときの強い遠心力によって、安定した潤滑性が得られない。
【００１０】
また、潤滑油を飛散防止するために高粘度油を採用すると、歯車の回転抵抗が大きくなるので、それでは減速機の効率が低下し、歯車機構に安定した回転性能は望めない。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決し、減速機に用いられる歯車機構における潤滑性を高めると共に、歯車の回転性能を損なわないようにし、特に潤滑油が飛散せず、しかも歯車が常時安定した潤滑性や冷却機能を有する減速機とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、この発明においては、小径歯車に入力された回転力を大径歯車に伝導し、この大径歯車から減速された回転力を出力する減速歯車機構を有する減速機において、回転する前記大径歯車の歯面に向き合ってこの大径歯車の軸回りに非回転であるように磁石をハウジングまたは歯車の支持部品に固定して設け、この磁石の前記歯面に対向する面に潤滑性磁性流体を磁力で保持して設け、この潤滑性磁性流体が前記歯面に触れるように前記磁石を前記大径歯車の歯面に近づけて配置したことを特徴とする減速機としたのである。
【００１３】
上記したように構成されるこの発明の減速機は、小径歯車に入力された回転力を大径歯車に伝導し、この大径歯車が回転する際に、この歯面に向き合って磁石の対向面に磁力で保持されている潤滑性磁性流体が、前記大径歯車の歯面に触れ、このとき永久磁石が歯車軸回りに非回転であるので、潤滑性磁性流体に遠心力が作用せずに飛び散ることなく保持されており、また安定的に前記歯面に触れ、さらに大径歯車から小径歯車にまで移乗し、減速歯車機構の全体は潤滑性磁性流体によって潤滑される。
【００１４】
上記磁石は、永久磁石または電磁石のいずれであっても良いが、前記大径歯車の歯幅方向に沿ってＮ・Ｓ極を配置した磁石であることが、潤滑性磁性流体を、大径歯車の歯溝に沿って歯面の幅方向に流れ込みやすくし、歯面全体が濡れやすいので好ましい。
【００１５】
また、上記潤滑性磁性流体が、微粒子状の磁性体を潤滑油または潤滑グリースに分散させた潤滑性磁性流体であることにより、磁性流体は磁石面に保持されやすく、減速歯車機構全体をより確実に潤滑できる。
【００１６】
また、上記減速歯車機構は、小径歯車に入力された回転力を直接に大径歯車に伝導する減速歯車機構ばかりでなく、小径歯車に入力された回転力を遊星歯車を介して間接的に大径歯車に伝導する遊星歯車機構であってもよく、その場合にも、上記同様に潤滑性磁性流体は、飛散せず減速機に常に安定した潤滑性や冷却性を与える作用がある。
【００１７】
前記大径歯車の歯面に向き合って静止するように磁石をハウジングまたは静止した部品に固定するには、上記静止した部品として、遊星歯車のキャリアを用いることができる。遊星歯車のキャリアは、複数の遊星歯車同士の間隔を保ちながら各遊星歯車の自転を回転自在に保持するものであり、大径歯車の歯面に向き合ってこの歯車の軸回りに非回転であり、回転する大径歯車の軸回りに静止した部品である。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、減速歯車機構を有する減速機における回転する前記大径歯車の歯面に向き合わせて、磁石を固定し、その所定面に潤滑性磁性流体を磁力で保持し前記歯面に触れるように配置したので、潤滑油が飛散するような遠心力を受けず、また歯車に安定した潤滑性や冷却機能を作用させることができる減速機となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態を示す減速機のI-I線断面図
【図２】第１実施形態を示す減速機の正面図
【図３】第２実施形態を示す減速機の回転軸方向の端面図
【図４】(a)永久磁石とハウジングとの固定状態を示す図３のIV-IV線断面図、(b)第３実施形態の永久磁石とキャリアとの固定状態を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の実施形態を以下に添付図面に基づいて説明する。
図１、２に示すように、第１実施形態は、電動モーターなどにより回転する入力軸１から小径傘歯車(ピニオン)２に入力された回転力を大径傘歯車３に伝導し、大径傘歯車３から減速された回転力を出力軸４に出力する減速歯車機構を有する減速機であり、回転する大径傘歯車３の歯面３ａに向き合って、この大径傘歯車３の軸回りに非回転であるように、板状で扇形の永久磁石５を支持具Ａを介して図中右側のハウジング６に固定して設け、永久磁石５の歯面３ａに対向する扇形の平面には、潤滑性磁性流体Ｌを磁力で保持し、この潤滑性磁性流体Ｌが歯面３ａに触れるように、永久磁石５を大径傘歯車３の歯面３ａに近づけて配置した減速機である。
【００２１】
大径傘歯車３の回転軸４は、１対の転がり軸受７を介して金属等からなるハウジング６に回転自在に支持されている。図中右側のハウジング６に固定された支持具Ａは、扇形の永久磁石５の背面を覆う扇状の天板８と、その中央部分を大径傘歯車３の軸方向の厚みを超える高さで支える周壁９および固定用ボルト１０の取付用のフランジ１１を有している。また、扇形の永久磁石５は、扇状の天板８の内側に、周方向に設けた２条の立壁１２の底部に嵌め、また適宜に接着等により固定して取り付けられている。
【００２２】
上記したように支持具Ａで固定される永久磁石５は、大径傘歯車３の所定位置の歯面３ａに永久磁石５が向き合うように少なくとも１つ設ければよいが、また図２中に一点鎖線で示すように、小径傘歯車(ピニオン)２との噛み合わせ位置を中央にして、その左右両側に対にするなど、複数の支持具Ａ１，Ａ２を設けても良い。図示したように複数の永久磁石５を設ければ、大径傘歯車３の回転方向に拘わらず、潤滑性磁性流体Ｌを同じ条件で均等に供給することができる。
【００２３】
永久磁石の形状は、大径傘歯車３等の大径歯車の種類と形状に合わせて、できるだけ小面積で効率よく歯面を覆う形状であれば良く、例えば扇形、長方形その他の多角形の板状、歯面を覆うような円溝状等や円曲面板状など、周知形状に設けることができる。
【００２４】
永久磁石の成形材料は、ネオジム、フェライト等の磁石粉末に、バインダ用樹脂と、ガラス線などの強化繊維を含む混合物を用い、ボンド磁石やプラスチックマグネット(プラマグとも称される)の周知製法で成形できる。
【００２５】
また、永久磁石に代えて、電磁石を用いることも可能であり、別途設けた磁性材料からなる芯素材のまわりに、コイルを巻いて歯車機構の駆動時に通電することによって、必要に応じて一時的に磁力を発生させる磁石であっても良い。
【００２６】
潤滑性磁性流体Ｌは、微粒子状の磁性体を潤滑油または潤滑グリースに界面活性剤を配合して分散させた潤滑性磁性流体であり、その成分や製法は周知技術を採用できる。
因みに、微粒子状の磁性体は、マグネタイト、マンガンフェライト、マンガン亜鉛フェライト、コバルトフェライトなどの強磁性微粒子を用いることができる。
【００２７】
潤滑性磁性流体は、このような強磁性微粒子表面を空気中で酸化する前に予め覆っておく界面活性剤と、潤滑成分である鉱油、合成油等の基油(潤滑油)、またはこのような基油に極圧剤などの添加剤を加えた油又は潤滑グリース等からなる磁性コロイド溶液である。
【００２８】
このような潤滑性磁性流体Ｌは、減速機を組み立てる際に、前記した永久磁石５の歯面３ａに対向する面に磁力で適量を保持させておくが、その際、磁場中で見かけ上の粘度が変化して集合した状態で保持される。
【００２９】
第一実施形態では、大径歯車の歯幅方向に沿ってＮ・Ｓ極を配置した永久磁石５を採用しており、歯面に触れて流動すると、大径歯車の歯溝に沿って歯面の幅方向に流動し、歯面の大部分が濡れやすくなる。
【００３０】
減速装置の組み立て当初の潤滑性磁性流体Ｌの供給量は、潤滑性磁性流体Ｌが回転する大径歯車の歯面に、接するかまたは埋没して触れるような界面が形成されるように、適量を保持させればよく、保持量は、永久磁石との大径歯車の歯面との設定距離に応じても調整する。
【００３１】
このようにして構成される第１実施形態の減速機は、小径傘歯車２の回転力を大径傘歯車３に伝導して、減速された大径傘歯車３に対して、遠心力が作用しないように固定されて保持された永久磁石５上の潤滑性磁性流体Ｌの液面に触れさせるので、低速回転する大径傘歯車３には必要かつ十分な量の潤滑油が付着する。
【００３２】
そのため、潤滑に作用する適量の潤滑油が大きな遠心力を受けずに飛散しない。また大径傘歯車３および小径傘歯車２には、安定した潤滑性と潤滑油の冷却機能を作用させることができる。
【００３３】
この発明の第２実施形態について、以下に説明する。
図３、図４（ａ）に示すこの発明の第２実施形態の減速機は、上記した第１実施形態の減速歯車機構として、遊星歯車機構を採用したものである。
【００３４】
この減速機は、入力軸２０の一端に設けられた小径歯車である太陽歯車２１と、その周りに同芯状態に配置された大径歯車である内歯歯車２２と、太陽歯車２１と内歯歯車２２との間に介在する３つの遊星歯車２３と、これら３つの遊星歯車２３をそれぞれ支持する支持軸２４と、これら３つの支持軸２４を回転自在に支持しつつ連結する環状のキャリア２５と、前記した内歯歯車２２を回転自在に保持するハウジング２６からなり、板状の永久磁石２７は、内側底部に保持する支持アーム２９付きの薄箱形ホルダ３０を介して、ハウジング２６にボルト２８止めにより固定して設けたものである。
【００３５】
このような減速機においても、前記同様に潤滑性磁性流体Ｌは、減速機を組み立てる際に、前記した永久磁石２７の内歯歯車２２の歯面２２ａに対向する面に磁力で適量を保持させており、潤滑性磁性流体Ｌが、内歯歯車２２の歯面２２ａに触れるように、支持アーム２９の長さを調節して、永久磁石２７を内歯歯車２２の歯面２２ａに接近させた位置に設けている。
【００３６】
第２実施形態においては、太陽歯車２１の回転速度に対して減速された内歯歯車２２の歯面２２ａに対し、ハウジング２６に固定された永久磁石２７に付着する潤滑性磁性流体Ｌが、遠心力の作用しない状態で歯面２２ａに静かに接触するので、必要かつ十分な量の潤滑油が付着して飛散しない。
【００３７】
また、図３、図４（ｂ）に示すこの発明の第３実施形態は、上記した第２実施形態において、ハウジング２６にボルト止めにより固定して設けた支持アーム２９付きの薄箱形ホルダ３０に代えて、キャリア２５にボルト止めにより固定して設けられるＬ字型板状の支持アーム３１付きの薄箱形ホルダ３０で板状の永久磁石２７を保持したものであり、その他の構成は、第２実施形態と全く同様である。
【００３８】
第３実施形態における字型板状の支持アーム３１付きの薄箱形ホルダ３０は、内歯歯車２２の軸回りに非回転で静止するキャリア２５に固定されているので、薄箱形ホルダ３０に保持された永久磁石２７上の潤滑性磁性流体Ｌは、遠心力の作用しない状態で内歯歯車２２の歯面２２ａに触れて、必要かつ十分な量の潤滑油が付着して飛散しない。
【００３９】
このようにして、第２、第３の実施形態においても、適量の潤滑油は遠心力で飛散せず、また内歯歯車２２、遊星歯車２３および太陽歯車２１には、順に移乗する適量の潤滑性磁性流体の潤滑油によって、安定した潤滑性と潤滑油の冷却機能を作用させることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、２０  入力軸
２  小径傘歯車
３  大径傘歯車
３ａ  歯面
４  出力軸
５、２７  永久磁石
５ａ  平面
６、２６  ハウジング
７  転がり軸受
８  天板
９  周壁
１０、２８  ボルト
１１  フランジ
１２  立壁
２１  太陽歯車
２２  内歯歯車
２３  遊星歯車
２４  支持軸
２５  キャリア
２９、３１  支持アーム
３０  薄箱形ホルダ
Ｌ  潤滑性磁性流体
Ａ，Ａ１，Ａ２  支持具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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