説明

遊星歯車減速機の潤滑装置

【課題】油浴潤滑を採用した遊星歯車減速機において、遊星歯車の公転の最上位においては油穴を開放することなく、油穴に保持した油の流出を防止して給油量不足を解消し、減速機が高速回転の場合は、最上位においても油穴を開放して給油量の増大を図ることである。
【解決手段】遊星歯車14を支持する遊星ピン15の軸心に油穴26とこれと直交した分岐穴27を設け、油浴潤滑によって油穴26及び分岐穴27を経て軸受に給油するようにした潤滑装置において、前記油穴26と分岐穴27の交差部30を挟んだ油穴26の2個所に油穴26と直交し、かつ遊星歯車14の公転中心を通る径方向の線上に位置するガイド穴28を設け、ガイド穴28に弁体29が油穴26を開放位置に保持する開放位置弁座31及び閉鎖位置に保持する閉鎖位置弁座32を設けた構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、建設機械等に用いられる遊星歯車減速機の潤滑装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
建設機械の走行・旋回用の減速機として、一般に遊星歯車減速機(以下、単に「減速機」という場合がある。)が用いられ、その遊星歯車と遊星ピンとの間に介在される転がり軸受として通常はニードル軸受が使用され、そのニードル軸受を始めとする減速機の潤滑方式としては油浴潤滑が採用されることが多い。
【0003】
油浴潤滑においては、油面が概ね減速機中心付近に設定され、減速機が駆動されると、キャリヤによって連結された複数の遊星歯車が自転しつつ公転して、
油槽中の潤滑油(以下、単に「油」という。)に出入りし、油に浸かったときに遊星ピンに設けられた油穴から油が流入し、遊星歯車の軸受に供給される。
【0004】
しかし、油から出ると遊星歯車内の油は遊星ピンの油穴から流出し、軸受に供給する油が減少する。特に、キャリヤの回転速度が低くなったり、停止したりすると、遊星歯車が油に浸かっていない時間が長くなるため、油穴から流出する油も多くなり、軸受内部への供給油量が不足し潤滑不良の原因となる。
【0005】
このような問題点を解消すべく、油浴潤滑を採用した遊星歯車装置において、遊星ピンの油穴を開閉するための蓋部材を遊星ピンの端面に設けることが知られている(特許文献1)。
【0006】
この場合の蓋部材は、遊星ピンの端面の偏心位置に揺動自在に取り付けられ、その偏心軸の上下2個所において蓋部材に切欠きが設けられる。公転の最下位においては、油中において下部の切欠きが油穴に合致し油穴を開放するので内部に油が流入する。公転の上昇に移るに従い蓋部材は油穴を閉じるので油は内部に保持されるが、油から出て最上位に達すると上部の切欠きが油穴に合致し油穴を再び開放させる。
【0007】
最上位において油穴を開放させるのは、空気を導入することにより油の表面張力を破り、油の内方への導入を促進するためであると説明されている(特許文献1、段落0022)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2010−169237号公報(図2)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかし、減速機の回転速度、厳密には遊星歯車の公転速度の如何に関わらず、公転の最上位において常に油穴を開放すると、油穴内に残留している油が外部に流出する可能性があり、給油量不足を解消しようとする所期の目的に反する。
【0010】
公転速度が高くなると油槽内の油が大きくかき上げられ油面が上昇するので、最上位において油穴を閉鎖する必要は必ずしもなく、かえって開放したままとすることにより油の流入を図ることができる。しかるに、前記の従来技術においては、遊星歯車の公転速度にかかわらず公転の最上位において常に油穴を開放するようになっているので、給油量の増大を図るという観点からは問題がある。
【0011】
また、前記の蓋部材は、偏心軸の周りの上下2個所の切欠きと閉塞部を設ける必要があるため、一定以上の面積が必要となり遊星ピン端面の外周縁からはみ出してしまう可能性もあり、設計上の制約を受ける問題がある。さらに、蓋部材が外部に露出しているため、取り扱い時等において障害となる問題もある。
【0012】
そこで、この発明は、油浴潤滑を採用した遊星歯車減速機において、遊星歯車の公転の最上位においては原則として油穴を開放することなく、油穴の内部に保持した油を確実に保持することによって給油量不足を解消し、減速機が高速回転の場合は、最上位においても油穴を開放することによって給油量の増大を図ることを課題とする。
【0013】
また、遊星ピンの外部に部品が露出しないようにして取り扱いの便宜を図ることも課題の一つである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
前記の課題を解決するために、この発明に係る遊星歯車減速機の潤滑装置は、遊星歯車とこれを支持する遊星ピンの間に転がり軸受が介在され、前記遊星ピンの軸心に少なくとも一端部が開放された油穴及び前記油穴と直交し両端部が前記遊星ピンの外径面に開放された分岐穴がそれぞれ設けられ、油浴潤滑によって前記油穴及び分岐穴を経て前記転がり軸受に給油するようにした遊星歯車減速機の潤滑装置において、前記油穴の開放端と分岐穴との交差部との間において前記油穴と直交し、かつ前記遊星歯車の公転中心を通る径方向の線上に位置するガイド穴が設けられ、前記ガイド穴に前記油穴を開閉する弁体がスライド自在に収納され、前記ガイド穴に前記弁体が油穴を開放位置に保持する開放位置弁座及び油穴を閉鎖位置に保持する閉鎖位置弁座がそれぞれ設けられた構成をとるものである。
【0015】
前記構成の潤滑装置は、遊星歯車が油面より低い位置において公転の最下位又はその近傍にあり達したときは、ガイド穴内の弁体が自重で下降することによって開放位置弁座に保持される。これにより油穴が開放され油が流入する。遊星歯車の公転が進み油面より高い位置において、公転の最上位又はその近傍に達したときは、弁体が自重によってガイド穴の反対側に移動して閉鎖位置弁座に保持される。これにより油穴は閉鎖され内部の油が外部に流出することを防止する。油穴は、その両端部が開放されている場合と、一方だけが開放されている場合があるが、前記ガイド穴は、油穴の開放端に対応して2個所又は1箇所に設けられる。
【0016】
前記の弁体は、ガイド穴が上下方向を向いた際に、閉鎖位置弁座から開放位置弁座の方向へ又はその反対の方向へ自重により移動するものであるから、遊星歯車の公転速度が高くなりその遠心力が弁体の自重を上回るようになるとその機能が喪失される。弁体は開放位置弁座に保持されたままとなり、油穴は常時開放状態となる。公転速度が高くなると油が大きくかき上げられ油面が上昇するので、最上位においても開放状態にある油穴に油が流入することができる。
【0017】
また、前記遊星ピンが前記遊星歯車の両側に一定長さ突き出し、その一方の突き出し部にキャリヤ、他方の突き出し部に抜け止め部材がそれぞれ嵌合された構成をとり、各突き出し部にそれぞれ前記のガイド穴が径方向に設けられ、各ガイド穴はその一端部が突き出し部外径面に開放されるとともに他端部が前記油穴との交差部分を越えた部分で閉鎖され、前記一方のガイド穴の開放端が前記キャリヤによって、他方のガイド穴の開放端が前記抜け止め部材によってそれぞれ閉鎖され、これらの閉鎖端によってそれぞれ前記の開放位置弁座が形成され、各ガイド穴の閉鎖端によってそれぞれ前記の閉鎖位置弁座が形成された構成をとることができる。
【0018】
前記の構成によると、開放位置弁座及び閉鎖位置弁座のいずれも、特別な加工を施すことなく形成することができる。
【0019】
また、前記の課題を達成する潤滑装置のその他の構成としては、前記分岐穴が前記遊星歯車の公転中心を通る径方向の線上に位置するように設けられ、前記分岐穴に前記油穴を開閉する弁体がスライド自在に収納され、前記分岐穴に前記弁体が油穴を開放位置に保持する開放位置弁座及び油穴を閉鎖位置に保持する閉鎖位置弁座がそれぞれ設けられた構成としたものである。
この場合も、公転の最上位又はその近傍において油穴が閉鎖され、油の流出を防ぐことができ、公転速度が高くなると油穴を常時開放することにより、公転の最上位又はその近傍においても油の流入を図ることができる。
また、前記のガイド穴に相当する穴が分岐穴によって兼用されるので、ガイド穴を加工する必要がない分、加工工程が短縮される。
【発明の効果】
【0020】
以上のように、この発明によれば、遊星歯車の公転の最上位又はその近傍に達したときは、弁体が閉鎖位置弁座に保持される。これにより油穴が閉鎖され内部の油が外部に流出することが防止されるので、軸受に対する給油量不足を解消することができる。また、公転速度が高い場合は公転の最上位又はその近傍においても油穴を開放することにより油を流入させ、給油量の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】図1は、実施形態1の遊星歯車減速機の一部断面図である。
【図2】図2は、図1のX1−X1線の拡大断面図である。
【図3】図3は、図1のX2−X2線の拡大断面図である。
【図4】図4は、実施形態2の遊星歯車減速機の一部断面図である。
【図5】図5は、図4のX1−X1線の拡大断面図である。
【図6】図6は、図4のX2−X2線の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、この発明を実施するための形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態1]
【0023】
図1から図3に示した実施形態1は、遊星歯車減速機の潤滑装置に関するものである。この場合の遊星歯車減速機は、入力軸11、その入力軸11と同軸状態に取り付けられた太陽歯車12、太陽歯車12の外径側において減速機のケーシング(図示省略)に同心状態に固定された内歯歯車13、太陽歯車12と内歯歯車13との間に介在され周方向の等配位置(図示の場合は4個所)に配置された複数個の遊星歯車14、各遊星歯車14の回転を支持する遊星ピン15、すべての遊星ピン15を回転自在な状態に連結した環状のキャリヤ16、キャリヤ16と同心状態に一体に設けられた出力軸17とにより構成される。
【0024】
図2に示したように、遊星歯車14と遊星ピン15の間にニードル軸受18が介在される。遊星ピン15は遊星歯車14の両側に突き出しており、その一方の突き出し部19が、遊星歯車14との間にサイドワッシャ20を介して前記のキャリヤ16に設けたピン穴21に嵌入固定される。また、他方の突き出し部22も遊星歯車14との間にサイドワッシャ23を介して抜け止め部材24のピン穴25に嵌入固定される。抜け止め部材24は、個別の部材であってもよいが、キャリヤ16と同様の環状の部材であってもよし、キャリヤ16と一体になっていてもよい。
【0025】
前記の遊星ピン15の軸心に油穴26が貫通状態に設けられ、その油穴26の中間部分において分岐穴27が交差部30において直交するように設けられる。分岐穴27の両端部は遊星ピン15を径方向に貫通し、ニードル軸受18の転走面となっている遊星ピン15の外径面に開放されている。
【0026】
また、遊星ピン15の両側への突き出し部19、22、即ち交差部30の両側において、それぞれ油穴26に直交し、かつ遊星歯車14の公転中心P(図1参照)を通る径方向の線上に位置するガイド穴28が設けられる。各ガイド穴28は、その一端部が各突き出し部19、22の外径面に開放され、他端部が油穴26との交差部37(図2参照)を越えた部分で閉鎖される。各ガイド穴28に所定の重量をもった円柱状の弁体29がスライド自在に収納される。
【0027】
図2に示したように、弁体29は、一方のガイド穴28においては、キャリヤ16の内径面によって閉鎖された閉鎖端に保持される。この状態では弁体29は油穴26とガイド穴28の交差部37から離れ、油穴26を開放した状態となるので、前記閉塞端を開放位置弁座31と称する。他方のガイド穴28においては、その開放端が抜け止め部材24によって閉鎖され、弁体29がその閉鎖端に保持された状態で前記と同様に油穴26を開放するので、その閉塞端も開放位置弁座31と称する。
【0028】
図2に示したように、弁体29がガイド穴28の閉鎖端に保持された状態では、前記の交差部37を占める。その状態で弁体29は、ガイド穴28の方向に見て交差部37の両側に達する長さをもっている。各弁体29は、前記の状態で油穴26の両端部を閉鎖し、交差部37より内側の油穴26及び分岐穴27の全部が外部から遮断される。
【0029】
弁体29は、ガイド穴28の閉鎖端に保持された状態で油穴26を閉鎖することになるので、ガイド穴28の閉鎖端を閉鎖位置弁座32と称する。弁体29が閉鎖位置弁座32に保持されると、油穴26は閉鎖状態となる。
【0030】
前記各ガイド穴28は、遊星歯車14の公転中心P(図1参照)から見た場合の径方向の線上にあるよう、遊星ピン15と遊星歯車14の相対的な位置関係が設定される。このため、遊星歯車14の公転の最下位(図1の記号(A)参照)にあるとき、最上位(同記号(B)参照)にあるとき、いずれの場合もガイド穴28は鉛直状態となる。
【0031】
実施形態1に係る遊星歯車減速機の潤滑装置は以上のように構成され、次にその作用について説明する。
【0032】
この場合の減速機の潤滑方式は油浴潤滑が採用され、減速機を概ねその中心付近まで(図1の油面L参照)浸す。減速機が駆動されると、遊星歯車14は自転しつつ公転して、油内に出入りする。油中において公転の最下位又はその近傍にあるときは、ガイド穴28内の弁体29はその自重によって下降し(図2の矢印a参照)、開放位置弁座31に着座する。これにより油穴26が開放され油が流入する(白抜き矢印A参照)。流入した油は分岐穴27を経てニードル軸受18側に供給される。
【0033】
前記の状態から公転が進み(図1に公転方向を矢印Xで示す。)、水平位置においては弁体29に開放位置弁座31の方向への自重は作用しなくなり、さらに公転が進み最上位(B)又はその近傍に達すると、弁体29はその自重によって反対側、即ち、閉鎖位置弁座32の方向へ移動する(図3の矢印b参照)。弁体29が閉鎖位置弁座32に着座すると、油穴26の両端部が閉鎖され内部に溜まった油の流出を防止する。
【0034】
以上の説明は、公転速度が比較的低速であり、弁体29の自重に比べ遠心力が小さい場合について述べたが、遠心力が弁体29の自重を上回る程度に公転の速度が高くなった場合は、弁体29は公転軌跡の外径側に偏した開放位置弁座31に着座したままとなり、油穴26は開放状態に保持される。この場合は、遊星歯車14の高速公転によって油が大きくかき上げられ、油面Lの位置が高くなる。従って、最上位(B)又はその近傍においても油穴26への流入が行われ、流出が抑制されるので、かえって給油量の増大が図られる。
【0035】
なお、油穴26が一端部が閉鎖され、例えばキャリヤ16側が開放された構成である場合は、ガイド穴28は遊星ピン15の突き出し部19側にのみ設けられる。
[実施形態2]
【0036】
図4から図6に示した実施形態2に係る遊星歯車減速機の潤滑装置は、前記実施形態1の場合と基本的に共通するが、弁体29の前記ガイド穴28を分岐穴27によって兼用した構成である点において相違する。以下相違点を中心に説明する。
【0037】
遊星ピン15に軸方向の油穴26及びその中心部において直交する分岐穴27を設ける点は前述の場合と同様であるが、この場合は、分岐穴27が遊星歯車の公転中心P(図4参照)を通る径方向の線上に位置するように設けられる点、弁体29を分岐穴27に収納するとともに、その分岐穴27に開放位置弁座31及び閉鎖位置弁座32を設けている点において相違がある。
【0038】
即ち、この実施形態2の場合は、実施形態1の場合のガイド穴28の機能を分岐穴27に付与することになるので、前述のように、分岐穴27はガイド穴28の場合と同様に、遊星歯車の公転中心Pを通る径方向の線上に位置するように設けられる。
【0039】
図5に示したように、分岐穴27の外径側開放端34に近い部分の内径面にリング36を圧入するか、縮径方向へのカシメを施すか等により突起部を設け、その突起物によって開放位置弁座32を形成している。弁体29が開放位置弁座32に着座した状態で弁体29は交差部30から離れ油穴26を開放する。
【0040】
また、油穴26と分岐穴27の交差部30と、内径側開放端35の間において、交差部30に寄った位置に閉鎖位置弁座32が設けられる。閉鎖位置弁座32は、外径側開放端34側に比べ内径側開放端35側を小径とした段差によって形成され、弁体29がこの閉鎖位置弁座32に着座した状態では、図6に示したように、弁体29が交差部30を占め、油穴26を閉鎖する。
【0041】
実施形態2は以上のように構成され、遊星歯車14が公転の最下位(A)又はその近傍にあるときは、分岐穴27内の弁体29はその自重によって下降し(図5の矢印a参照)、開放位置弁座31に着座する。これにより油穴26が開放され油が流入する(白抜き矢印A参照)。流入した油は分岐穴27を経てニードル軸受18側に供給される。
【0042】
前記の状態から公転が進み(図4に公転方向を矢印Xで示す。)、最上位(B)又はその近傍に達すると、弁体29はその自重によって反対側、即ち、閉鎖位置弁座32の方向へ移動する(図6の矢印b参照)。弁体29が閉鎖位置弁座32に着座すると、油穴26が交差部30において閉鎖され、分岐穴27に溜まった油の流出を防止する。
【0043】
なお、公転速度が高くなって遠心力が弁体29の自重より大きくなった場合に、油穴26が開放状態となることは、前記の場合と同様である。
【符号の説明】
【0044】
11 入力軸
12 太陽歯車
13 内歯歯車
14 遊星歯車
15 遊星ピン
16 キャリヤ
17 出力軸
18 ニードル軸受
19 突き出し部
20 サイドワッシャ
21 ピン穴
22 突き出し部
23 サイドワッシャ
24 抜け止め部材
25 ピン穴
26 油穴
27 分岐穴
28 ガイド穴
29 弁体
30 交差部
31 開放位置弁座
32 閉鎖位置弁座
35 内径側開放端
36 リング
37 交差部



【特許請求の範囲】
【請求項1】
遊星歯車とこれを支持する遊星ピンの間に転がり軸受が介在され、前記遊星ピンの軸心に少なくとも一端部が開放された油穴及び前記油穴と直交し両端部が前記遊星ピンの外径面に開放された分岐穴がそれぞれ設けられ、油浴潤滑によって前記油穴及び分岐穴を経て前記転がり軸受に給油するようにした遊星歯車減速機の潤滑装置において、前記油穴の開放端と分岐穴との交差部との間において前記油穴と直交し、かつ前記遊星歯車の公転中心を通る径方向の線上に位置するガイド穴が設けられ、前記ガイド穴に前記油穴を開閉する弁体がスライド自在に収納され、前記ガイド穴に前記弁体が油穴を開放位置に保持する開放位置弁座及び油穴を閉鎖位置に保持する閉鎖位置弁座がそれぞれ設けられたことを特徴とする遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項2】
前記遊星ピンが前記遊星歯車の両側に一定長さ突き出し、その一方の突き出し部にキャリヤ、他方の突き出し部に抜け止め部材がそれぞれ嵌合固定されたことを特徴とする請求項1に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項3】
前記転がり軸受が、ニードル軸受であることを特徴とする請求項1又は2に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項4】
前記油穴の両端部が開放され、前記遊星ピンの両側の突き出し部にそれぞれ前記のガイド穴が径方向に設けられ、各ガイド穴はその一端部が突き出し部外径面に開放されるとともに他端部が前記油穴との交差部を越えた部分で閉鎖され、前記一方のガイド穴の開放端が前記キャリヤによって、他方のガイド穴の開放端が前記抜け止め部材によってそれぞれ閉鎖され、これらの閉鎖端によってそれぞれ前記の開放位置弁座が形成され、各ガイド穴自体の閉鎖端によってそれぞれ前記の閉鎖位置弁座が形成されたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項5】
遊星歯車とこれを支持する遊星ピンの間に転がり軸受が介在され、前記遊星ピンの軸心に貫通された油穴及び前記油穴と直交し両端部が前記遊星ピンの外径面に開放された分岐穴が設けられ、油浴潤滑によって前記油穴及び分岐穴を経て前記転がり軸受に給油するようにした遊星歯車減速機の潤滑装置において、前記分岐穴が前記遊星歯車の公転中心を通る径方向の線上に位置するように設けられ、前記分岐穴に前記油穴を開閉する弁体がスライド自在に収納され、前記分岐穴に前記弁体が油穴を開放位置に保持する開放位置弁座及び油穴を閉鎖位置に保持する閉鎖位置弁座がそれぞれ設けられたことを特徴とする遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項6】
前記分岐穴の一方の開放端が転がり軸受の一部によって閉鎖され、その閉鎖端によって前記の開放位置弁座が形成されたことを特徴とする請求項5に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項7】
前記閉鎖位置弁座が、前記分岐穴と油穴との交差部と、他方の開放端との間に形成されたことを特徴とする請求項6に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項8】
前記閉鎖位置弁座が、前記分岐穴の内径に設けられた段差部によって形成されたことを特徴とする請求項7に記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項9】
前記開放位置弁座が、前記分岐穴の一方の開放端の近傍に設けられてリング等の突起物によって形成されたことを特徴とする請求項5から6のいずれかに記載の遊星歯車減速機の潤滑装置。
【請求項10】
転がり軸受を介して遊星歯車を支持する遊星ピンにおいて、前記遊星ピンの軸心に少なくとも一端部が開放された油穴及び前記油穴と直交し両端部が前記遊星ピンの外径面に開放された分岐穴がそれぞれ設けられ、前記油穴の開放端と分岐穴との交差部との間において前記油穴と直交し、かつ前記遊星歯車の公転中心を通る径方向の線上に位置するガイド穴が設けられ、前記ガイド穴に前記油穴を開閉する弁体がスライド自在に収納され、前記ガイド穴に前記弁体が油穴を開放位置に保持する開放位置弁座及び油穴を閉鎖位置に保持する閉鎖位置弁座がそれぞれ設けられたことを特徴とする遊星歯車減速機の遊星ピン。
【請求項11】
入力軸、その入力軸と同軸状態に取り付けられた太陽歯車、前記太陽歯車の外径側に同心状態に固定された内歯歯車、前記太陽歯車と内歯歯車との間に介在された複数個の遊星歯車、前記各遊星歯車の回転を支持する遊星ピン、前記各遊星ピンを回転自在な状態に連結したキャリヤ、前記キャリヤと同心状態に設けられた出力軸からなる遊星歯車減速機において、前記遊星歯車の軸受の潤滑装置として、請求項1から9のいずれかに記載の潤滑装置を用いたことを特徴とする遊星歯車減速機。
【請求項12】
入力軸、その入力軸と同軸状態に取り付けられた太陽歯車、前記太陽歯車の外径側に同心状態に固定された内歯歯車、前記太陽歯車と内歯歯車との間に介在された複数個の遊星歯車、前記各遊星歯車の回転を支持する遊星ピン、前記各遊星ピンを回転自在な状態に連結したキャリヤ、前記キャリヤと同心状態に設けられた出力軸からなる遊星歯車減速機において、前記遊星ピンとして請求項10に記載の遊星ピンを用いたことを特徴とする遊星歯車減速機。






【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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【公開番号】特開2013−68252(P2013−68252A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−206281(P2011−206281)
【出願日】平成23年9月21日(2011.9.21)
【出願人】(000102692)NTN株式会社 (9,006)
【Fターム(参考)】