特許 6236724 縦型変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6236724

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】縦型変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/029 20120101AFI20171120BHJP

   F16J 15/18 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F16H57/029

   F16J15/18 C

【請求項の数】8

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-186487(P2013-186487)

(22)【出願日】2013年9月9日

(65)【公開番号】特開2015-52382(P2015-52382A)

(43)【公開日】2015年3月19日

【審査請求日】2016年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】稲吉 文雄

【審査官】 岡本 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−００５２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１６２３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−０７７４０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−０５８５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２６０４７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ５７／０２９

Ｆ１６Ｊ １５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

囲まれた油受け槽に入力軸または出力軸が下方向から貫通した配置の縦型変速機において、油受け槽の下面に外方から内方へ適宜の高さで突出して取付けられ、その内筒側が下方配置の入力軸または出力軸の外径部と適宜の隙間を持った筒と、その取付け部が前記入力軸または出力軸の外径部に一体で、その内周面が前記筒の外筒側或いは上面と小さい隙間で前記筒に上方から覆うように配置された笠状のカバーを設けて構成し、
前記カバーの笠状内面と前記筒との隙間部にシール部材を設け、
２つの前記シール部材をフェルトで構成するとともに、該シール部材は前記カバーの内面側に２箇所設けられた溝にそれぞれ嵌合されていることを特徴とする縦型変速機。

【請求項2】

請求項１に記載する縦型変速機において、前記カバーの取付け部が前記入力軸または出力軸の外径部に締まり嵌めで一体になるように構成されたことを特徴とする縦型変速機。

【請求項3】

請求項１に記載する縦型変速機において、前記カバーの取付け部が前記入力軸または出力軸の外径部に接着材で一体になるように構成されたことを特徴とする縦型変速機。

【請求項4】

請求項１に記載する縦型変速機において、前記カバーと前記入力軸または出力軸が一体構造物となるように構成されたことを特徴とする縦型変速機。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載する縦型変速機において、前記油受け槽が油タンクを兼ねて、前記筒が該油タンクに溜められた潤滑油面より上方に突出した構成としたことを特徴とする縦型変速機。

【請求項6】

請求項１から４のいずれか一項に記載する縦型変速機において、前記油受け槽に滴下した潤滑油が、前記油受け槽と配管接続した別置の油タンクに溜められる構成としたことを特徴とする縦型変速機。

【請求項7】

請求項５又は６に記載する縦型変速機において、前記油タンク内に溜められた潤滑油を吸い上げて、該縦型変速機内の上部から流下させて下部の機械部等へ供給するように潤滑油循環配管およびポンプを設けたことを特徴とする縦型変速機。

【請求項8】

請求項１に記載する縦型変速機において、前記シール部材が、回転する前記カバーの笠状内面或いは固定の前記筒の外筒側と僅かな隙間で接触しないように構成したことを特徴とする縦型変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、囲まれた油受け槽に入力軸または出力軸が下方向から貫通した配置の縦型変速機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、作業機械等に使用される変速機、電動機等においては、一般的に、囲まれたケースに外部から回転軸（入力軸または出力軸）が横方向に貫通した横型配置のものが多く、潤滑油が外部へ漏れ出さないようにするシール構造は、オイルシール、メカニカルシール、ラビリンスシール等が使用されている。（特許文献１、２）
一方、作業機械の中には、囲まれたケースに外部から回転軸が上下方向に貫通した配置の縦型のものも使用されることがあるが、横型と同じ潤滑油シール構造では、下方で貫通した回転軸の軸受部、シール部から潤滑油が漏れ出る恐れがある。
特に、食品用機械、医薬品用機械等の分野では、潤滑油漏れはあってはならないことであり、前記縦型変速機に対する潤滑油漏れ対応の改善要望が多く出されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−９３９３２号公報（図１）

【特許文献2】特開２００１−１７７５号公報（図９）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１によれば、全閉形のケースに回転軸を左右方向に貫通した横型配置電動機で、ケース内で回転軸を支持する軸受に潤滑油を供給するようにして、回転部と固定部との間をラビリンスシールすることにより、ケース内の潤滑油が外部へ漏れ出さないようにするとしている。
しかしながら、前記特許文献１の技術では、回転軸を左右に貫通した横型配置を前提としており、囲まれたケースに回転軸を下方向から貫通した縦型配置の場合には、潤滑油が漏れ出てしまう恐れがある。

【0005】

本発明は、上述した事情に鑑みて、囲まれた油受け槽に入力軸または出力軸が下方向から貫通した配置の縦型変速機において、油受け槽から外部へ潤滑油が漏れ出さない縦型変速機を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の課題に対し、本発明は以下の手段により解決を図る。
（１）第１の手段の縦型変速機は、囲まれた油受け槽に入力軸または出力軸が下方向から貫通した配置の縦型変速機において、油受け槽の下面に外方から内方へ適宜の高さで突出して取付けられ、その内筒側が下方配置の入力軸または出力軸の外径部と適宜の隙間を持った筒と、その取付け部が前記入力軸または出力軸の外径部に一体で、その内周面が前記筒の外筒側或いは上面と小さい隙間で前記筒に上方から覆うように配置された笠状のカバーを設けて、前記油受け槽内の潤滑油が漏れ出さないように構成し、前記カバーの笠状内面と前記筒との隙間部にシール部材を設け、２つの前記シール部材をフェルトで構成するとともに、該シール部材は前記カバーの内面側に２箇所設けられた溝にそれぞれ嵌合されていることを特徴とする。

【0007】

（２）第２の手段の縦型変速機は、前記第１の手段の縦型変速機において、前記カバーの取付け部が前記入力軸または出力軸の外径部に締まり嵌めで一体になるように構成されたことを特徴とする。

【0008】

（３）第３の手段の縦型変速機は、前記第１の手段の縦型変速機において、前記カバーの取付け部が前記入力軸または出力軸の外径部に接着材で一体になるように構成されたことを特徴とする。

【0009】

（４）第４の手段の縦型変速機は、前記第１の手段の縦型変速機において、前記カバーと前記入力軸または出力軸が一体構造物となるように構成されたことを特徴とする。

【0010】

（５）第５の手段の縦型変速機は、前記第１の手段の縦型変速機において、前記油受け槽が油タンクを兼ねて、前記筒が該油タンクに溜められた潤滑油面より上方に突出した構成としたことを特徴とする。

【0011】

（６）第６の手段の縦型変速機は、前記第１の手段の縦型変速機において、前記油受け槽に滴下した潤滑油が、前記油受け槽と配管接続した別置の油タンクに溜められる構成としたことを特徴とする。

【0012】

（７）第７の手段の縦型変速機は、前記第５及び第６の手段の縦型変速機において、前記油タンク内に溜められた潤滑油を吸い上げて、該縦型変速機内の上部から流下させて下部の機械部等へ供給するように潤滑油循環配管およびポンプを設けたことを特徴とする。

【0014】

（８）第８の手段の縦型変速機は、前記第１の手段の縦型変速機において、前記シール部材が、回転する前記カバーの笠状内面或いは固定の前記筒の外筒側と僅かな隙間で接触しないように構成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

請求項１に係わる本発明は、縦型変速機において、油受け槽の下面に外方から内方へ適宜の高さで突出して取付けられ、その内筒側が下方配置の入力軸または出力軸の外径部と適宜の隙間を持った筒と、その取付け部が前記入力軸または出力軸の外径部に一体で、その内周面が前記筒の外筒側或いは上面と小さい隙間で前記筒に上方から覆うように配置された笠状のカバーを設けた構成としたことにより、該縦型変速機内の機械部等へ供給され、飛散する潤滑油が、外部へ漏れ出さないという効果を有する。
また、前記カバーの笠状内面と前記筒との隙間部にシール部材を設けたことにより、潤滑油の外部への漏れ出しを確実に防止できるという効果を有する。

【0017】

請求項２から４に係わる本発明は、請求項１に記載する縦型変速機において、笠状カバーの取付け部が入力軸または出力軸の外径部に、締まり嵌めで一体になるように、または、接着材で一体となるように、或いは、カバーと回転軸が一体構造物となるようにしたことにより、請求項５または６或いは７に係わる本発明により、油受け槽が油タンクを兼ねて筒が該油タンクに溜められた潤滑油面より上方に突出した構成とし、または、油受け槽に滴下した潤滑油が油受け槽と配管接続した別置の油タンクに溜められる構成として、油タンク内に溜められた潤滑油を吸い上げる潤滑油循環配管およびポンプを設けて、潤滑油を該縦型変速機内の上部から流下させて下部の機械部等へ供給しても、飛散する潤滑油が外部へ漏れ出さないという効果を有する。

【0019】

請求項８に係わる本発明は、請求項１に記載する縦型変速機において、カバーと筒との隙間部に設けたフェルトによるシール部材が、回転するカバーの笠状内面或いは固定の筒の外筒側と僅かな隙間で接触しないように構成したことにより、入力軸または出力軸の高速運転時においてもシール部材が発熱せず、また、発熱ロスがないという効果を有する。
また、入力軸または出力軸およびカバーが高速回転の場合には、入力軸または出力軸およびカバーに付着している潤滑油が、高速回転による遠心力で吹き飛ばされるので、フェルトによるシール部材と筒の外筒側との間に僅かな隙間があっても潤滑油が漏れ出ることはないという効果を有する。
特に、フェルトをカバーの内周側に設けた溝に嵌め込んだ場合は、低速回転時にはフェルトが筒の外径部と接触シールし、高速回転時には溝に嵌め込んだフェルトが回転の遠心力の作用で筒の外径部から離れるようになって、従来のオイルシール等の場合のような接触シール部での高速回転時の発熱、損傷を避けられるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係わる縦型変速機の正面断面図である。

【図2】図１のＩＩ部の拡大詳細図である。

【図3】本発明の第２の実施の形態に係わる縦型変速機の正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、この発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0022】

（発明の第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる縦型変速機の正面断面図である。
図２は、図１のＩＩ部の拡大詳細図である。
図１において、ケース２２と一体に取付けられた油受け槽１０に出力軸５が下方向から貫通した配置の縦型変速機１は、ケース２２の上方からシール部材２２Ｓを介して貫通した入力軸１５が、スペーサ１６を介して設けられた一対の軸受Ｂ３に支持されて回転することに伴い、該入力軸１５の円板部１５Ｂに円周等分に取付けられた複数個の軸１７を介して、軸受１９に支持された複数個の遊星ローラ１８が出力軸５の中心の周りを公転し、ケース２２の枠２２Ａの面２２ＡＳおよび出力軸５の面５Ｓを適宜にタイトな転動面として自転することにより、出力軸５が遊星ローラ１８との摩擦力によって増速回転されるように構成されている。

【0023】

前記出力軸５は、前記入力軸１５の円板部１５Ｂに設けられた軸受Ｂ２、および、ケース２２と一体の枠２１に取付けられた軸受け抑え２３にスペーサ２４を介して設けられた一対の軸受Ｂ１に支持されて回転されるようになっている。
また、前記出力軸５は、前記油受け槽１０の下面から内方へ突出して取付けられた筒６の内筒側と適宜の隙間を持って配置され、その取付け部が該出力軸５の外径部に締まり嵌めで一体に取付けられた笠状のカバー７が、前記筒６に上方から覆うように配置されている。

【0024】

ここで、前記油受け槽１０は油タンクとしての機能も有し、油受け槽１０内に溜められた潤滑油Ｌが、配管１１、前記枠２１に明けられた孔２１Ｈ、配管１２、ケース２２に明けられた孔２２Ｈ、スペーサ１６に明けられた孔１６Ｈ或いは入力軸１５に明けられた孔１５Ｈ等を介して、配管１２の途中に設けられたポンプ１３によって前記各軸受、遊星ローラ１８近辺等の機械部へ供給されてこれらの箇所を潤滑するようになっており、さらに、流下した潤滑油Ｌが枠２１に明けられた孔２１Ｄ等から油受け槽１０に流下して溜められて、図示矢印のように循環するようになっている。

【0025】

なお、前記筒６の頭部は油受け槽１０内の潤滑油面よりも適宜の高さで上方に配置され、前記カバー７は、図２に示すように、内面側に溝７Ｇが設けられ（図２では２箇所）、溝７Ｇにはフェルト８が嵌合されて前記筒６の外筒部との隙間がシールされるようになっている。

【0026】

次に、本発明の第１の実施の形態に係わる縦型変速機１の作用を説明する。
縦型変速機１内では、潤滑油Ｌが、油受け槽（油タンク）１０、配管１１、孔２１Ｈ、配管１２、孔２２Ｈ、孔１６Ｈ、孔１５Ｈ等を介して、ポンプ１３によって循環されて前記機械部が潤滑される。
この際、前記機械部が高速で回転すると、潤滑油Ｌが飛散し、また、油受け槽１０内に溜められた潤滑油Ｌが波立つが、出力軸５と一体になっている笠状のカバー７が、筒６に上方から覆うように配置されているので、潤滑油Ｌが油受け槽１０から漏れ出ることはない。
さらに、カバー７の内面側と筒６の外筒部との隙間がシール部材であるフェルト８によってシールされていると、確実に潤滑油Ｌが油受け槽１０から漏れ出さない。特に、出力軸５が低速回転の場合にはフェルト８が筒６の外筒側に接触シールするので、油受け槽１０から潤滑油Ｌの漏れ防止が確実になされる。

【0027】

また、本発明の第１の実施の形態に係わる縦型変速機１は、遊星ローラ１８の作用により、増速機としての機能を有し、出力軸５が高速（例えば２０，０００ｒｐｍ）で回転する場合には、出力軸５と一体で回転するカバー７も高速で回転し、カバー７の高速回転による遠心力の作用でフェルト８がカバー７の溝７Ｇの外径側の方向（図２の図示８Ａの方向）へ寄ることにより、フェルト８と筒６の外筒側との間に僅かな隙間が生じる。
この隙間により、筒６の外筒部がフェルト８と接触しなくなることによって、筒６とフェルト８との高速回転接触が避けられ、発熱が避けられる。
特に、潤滑油シール部材には、オイルシール等が使用されることが一般的であるが、高速回転時にオイルシール等が固定の筒と接触回転することに伴って発熱して短時間でオイルシール等が損傷するとともに、筒の外筒部の前記接触箇所が摩耗してしまう恐れがあるので、前記説明のフェルト８の溝７Ｇへの嵌合による高速回転時の前記隙間形成が効果的である。
なお、出力軸５およびカバー７が高速回転の場合には、出力軸５およびカバー７に付着している潤滑油Ｌも、高速回転による遠心力で吹き飛ばされるので、フェルト８と筒６の外筒側との間に僅かな隙間があっても潤滑油Ｌが漏れ出ることはない。

【0028】

前記図および説明では、カバー７の取付け部が出力軸５の外径部に締まり嵌めで一体になっている場合を示したが、カバー７の取付け部が出力軸５の外径部に接着材で一体になっている場合としてもよく、さらには、前記カバー７と前記出力軸５が一体構造物となっている場合としてもよく、何れの場合もカバー７の取付け部と出力軸５の外径部が一体であるので、隙間が無いため飛散した潤滑油Ｌがここから漏れ出ることは無い。

【0029】

また、前記図および説明では、出力軸５が囲まれた油受け槽１０に下方向から貫通した場合を説明したが、入力軸が下方向から貫通した場合も本発明の範疇である。
さらに、前記説明では、カバー７の笠状内面側と筒６の外筒部との隙間にシール部材を設ける場合について図２を基に説明したが、笠状のカバー７の内側下面と筒６の天面との隙間にシール部材を設ける場合としてもよく、また、前記図および説明では、フェルト８をカバー７の内面側に設けた溝７Ｇに嵌合する場合を説明したが、フェルト８を筒６の外筒側に設けた図示しない溝に嵌合する場合としてもよく、何れもの場合には、前記高速回転による隙間が生じないが、低速回転での機能は前記説明と類似しているので、詳細な説明は省略する。

【0030】

(第２の実施の形態)
次に、本発明の第２の実施の形態について図３を基に説明する。
図３は、本発明の第２の実施の形態に係わる縦型変速機の正面断面図である。
図３において、図１と同じ構造のものは同じ記号を付してあり、重複する説明は省略する。
図３において、本発明の第２の実施の形態に係わる縦型変速機２は、油受け槽１０に受けられた潤滑油Ｌが、油受け槽１０の底部近辺の接続配管３１を介して、別置の油タンク３０に溜められて、油タンク３０に溜められた潤滑油Ｌが、ポンプ１３によって配管３２からケース２２の孔２２Ｈへ汲み上げられるように構成されている。

【0031】

次に、本発明の第２の実施の形態に係わる縦型変速機２の作用を説明する。
油タンク３０を別置形としたことにより、潤滑油Ｌの油面点検、劣化度合い点検、交換等のメンテナンスが容易となる。

【符号の説明】

【0032】

１、２ 縦型変速機
５ 出力軸
６ 筒
７ （笠状の）カバー
７Ｇ （カバーの内面側の）溝
８ フェルト（シール部材）
１０ 油受け槽
１１、１２ 配管
１３ ポンプ
１５ 入力軸
１７ 軸
１８ 遊星ローラ
５Ｓ、２２ＡＳ （遊星ローラの）転動面
３０ 油タンク
３２ 配管
Ｌ 潤滑油

【図1】

【図2】

【図3】