JPH0554857U

JPH0554857U - 歯車の潤滑機構

Info

Publication number: JPH0554857U
Application number: JP10770791U
Authority: JP
Inventors: 勉羽場; 徹西田; 雄二金山; 俊山田; 正史森本
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-23
Anticipated expiration: 2006-06-05
Also published as: JP2500251Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】歯車機構の周囲を覆うケーシング内に充填さ
れた大部分のグリースが該ケーシング内全体を循環する
ような歯車の潤滑機構を提供することを目的とする。【構成】ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周囲に
グリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤滑機
構において、先端5aが歯車１の側面1aに接触又は近接す
るとともに、基端5bがケーシング側に固定される板状の
弁部材５を有する弁機構Ｖを、先端5a側が一方の方向に
屈曲自在にその反対の方向には屈曲不能に、歯車１の側
面1aに対して略直交するよう、且つ歯車の回動方向に対
し交角をなすよう配設する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロボットの関節部等の揺動部をはじめ機械の歯車装置に設けられた歯車（歯車対あるいは歯車機構）の噛合部分の潤滑機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、低速・重荷重条件下で使用される歯車機構の噛合部は、その歯車機構部分全体をケーシングで覆って、該ケーシング内にグリースを充填し、そのグリースによって潤滑されていることが多い。

【０００３】かかる場合、歯車機構の各歯車が 360度以上の回転を繰り返す場合には、上記噛合部はさほど問題なくグリースにより潤滑される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、グリースは液状の潤滑油と異なり流動性の劣る粘塑性体であるため、ロボットの関節部のように、歯車機構（歯車対）の歯車が２〜３度程度からせいぜい 180度以下の範囲内で回動（ 360度以内で正逆転する動作をいう) する場合には、歯車の噛合部近傍に位置する一部のグリースのみが（入れ替わることなく）歯車の回動に伴って噛合部前後に移動して潤滑に寄与するのみで、上記ケーシング内の大部分のグリースはほぼその位置から移動せず潤滑には全く寄与しない。即ち、本考案者の研究によれば、グリースの給油 (補充あるいは交換) の間隔を長くするため、グリースを充填するケーシングの容積をいくら大きく形成しておいても、その容積の大きさには関係なく、歯車噛合部近傍の極一部のグリースのみが潤滑に寄与していることが判明した。

【０００５】このため、噛合部近傍のグリースは比較的短時間で劣化し、特に所定時間使用した後においては、本来ケーシング内のグリースと共にケーシング全体に拡散されるべき摩耗した金属粉が、上記潤滑に寄与している一部のグリース内のみに吸収され、所望の潤滑効果を果たさないどころか、噛合部の摩耗を増進する等の不都合な事態を生じさせる可能性がある。

【０００６】本考案は、上述のような現象に着目し、ケーシング内の全てのグリースが潤滑に有効に寄与でき得る歯車の潤滑機構を提供することを目的とする。

【０００７】尚、本件考案に最も近い従来技術として、歯車の噛合部にグリースを強制的に導くよう構成された実開平3-73798 号に開示されたものがある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本第１の考案にかかる歯車の潤滑機構は、ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤滑機構において、先端が歯車の側面に接触又は近接するとともに、基端がケーシング側に固定される板状の弁部材を有する弁機構を、先端側が一方の方向に屈曲自在にその反対の方向には屈曲不能に、歯車の側面に対して略直交するよう、且つ歯車の回動方向に対し交角をなすよう配設したことを特徴とする。

【０００９】本第２の考案にかかる歯車の潤滑機構は、ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤滑機構において、先端が歯車の歯先円に接触又は近接するとともに、基端がケーシング側に固定される板状の弁部材を有する弁機構を、先端側が一方の方向に屈曲自在にその反対の方向には屈曲不能に、歯車の歯面に対峙するよう、且つ歯車の回動方向に対し交角をなすよう配設したことを特徴とする。

【００１０】本第３の考案にかかる歯車の潤滑機構は、ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤滑機構において、先端が歯車のケーシング側に接触又は近接するとともに、基端が歯車側面に固定される板状の弁部材を有する弁機構を、先端側が一方の方向に屈曲自在にその反対の方向には屈曲不能に、歯車の側面に対して略直交するよう、且つ歯車の回動方向に対し交角をなすよう配設したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

しかして、本第１，第２および第３の考案にかかる歯車の潤滑機構によれば、上記弁機構が歯車の側面において一方向弁として機能して、歯車が回動する度毎に、その歯車の側面の回動に伴って該側方を移動するグリースが、一方の方向にのみ移動するため、ケーシング内全体でグリースが循環あるいは攪拌され、歯車の回動角が小さい場合でも、該ケーシング内に充填されている殆どのグリースが歯車噛合部の潤滑に寄与することとなる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は本第１の考案の実施例にかかる歯車の潤滑機構を関節部の一つに具備した多関節型のロボットの概略構成を示す要部を切り欠いた全体側面図、図２は図１の歯車の潤滑機構の弁機構の構成の一つを示す部分拡大図、図３(a),(b) は図１の歯車の潤滑機構の全体の構成とグリースの潤滑状態を示す手前側のケーシング部分を切り欠いた正面図と側面図である。

【００１４】図１において、Ａはロボットのロータトランク部、Ｂはロータトランク部Ａに枢支された下部アーム、Ｃは上部アームである。この下部アームＢは、三つのリンク部材Ｂ_1,Ｂ_2,Ｂ₃から構成され、この下部アームＢと上記上部アームＣで四節リンク機構を構成している。

【００１５】そして、上部アームＣは、上記下部アームＢのリンク部材Ｂ₁の軸Ｏ₁を中心とする揺動（矢印Ｘ参照）により平行移動動作をし、また上記下部アームＢのリンク部材Ｂ₂の軸Ｏ₁を中心とする揺動により、軸Ｏ₂を中心とする揺動（矢印Ｙ参照）をすることが可能となっている。

【００１６】そして、低速・重荷重の作用する、上記下部アームＢのリンク部材Ｂ₁とロータトランク部Ａの関節部分Ｆには、本考案にかかる歯車の潤滑機構が配設されている。即ち、この関節部分Ｆでは、リンク部材Ｂ₁に歯車１が固着されるとともに、上記ロータトランク部Ａ側には、上記歯車１に噛合する歯車２が取着されている。そして、上記歯車２は、ロータトランク部Ａに取着された駆動モータ（図示せず）の駆動軸３（図３(b) 参照）に取着され、駆動モータにより回転可能に構成されている。

【００１７】従って、この構成においては、図示しない駆動モータが回転すると、歯車２が歯車１を回動させ、下部アームＢのリンク部材Ｂ₁をロータトランク部Ａ側に対して揺動させることとなる。

【００１８】図１あるいは図３に図示するように、上記歯車１と歯車２の周囲は、ケーシング４で覆われており、このケーシング４内にはグリースＧが歯車１，２の噛合部分Ｅを十分浸漬する程度に充填されている。

【００１９】そして、上記歯車１の側方には、図２に図示するように、先端5aが歯車１の側面 1aに近接し基端5b側がケーシング４側壁にピン６で揺動自在に枢支固定され、動作しない状態において弁部材５が歯車１の側面に対して略直交するように構成された弁機構Ｖが、歯車１の回動方向Ｒに交角をなす (本実施例では直交する) よう配設されている。そして、この弁機構Ｖは、上記弁部材５が図２において下方 (該弁部材５が上記歯車１の側面に直交する位置より下方) にピン６を中心に屈曲するのを拘束する後方ストッパー７を具備し、さらに、弁部材５が図の上方に所定角以上屈曲するのを拘束するための前方ストッパー８を具備している。この前方ストッパー８は、基端部がねじ機構により上記ケーシング４の側壁に螺着され、ねじ込み深さにより、上記歯車１の回動角度（リンク部材Ｂ₁の揺動角度）に合わせて弁部材５の前方への屈曲角が調整できるよう構成されている。

【００２０】図に示す弁機構Ｖは、図３に図示するように、歯車１の両側面（表面と裏面）の各右側方において、矢印Ｕで示すように図の上方へのみのグリースＧの通過が可能なように配設されている。つまり、図２に図示するように、弁部材５が歯車１の側面に直交する位置（図２の二点鎖線で示す弁部材を参照）から上方へ所定角度（本実施例では約45度) 回動した位置（図２の実線の弁部材５を参照）の範囲内で屈曲できるよう配設する。この屈曲角度は、歯車１の回動の角度に合わせて、回動角が小さい場合には小さく、大きい場合には大きく調整される。

【００２１】しかして、このように構成された歯車の潤滑機構は以下のように動作して円滑に潤滑する。即ち、歯車２が駆動モータにより回転し、歯車１が歯車２に噛合して所定角度（例えば、60度) 回動すると、歯車１の側面近傍のグリースＧは歯車１の回動に連れまわりしてその方向に所定距離だけ移動する。そして、このようにグリースＧが移動すると、その移動の際に、上記弁機構Ｖの弁部材５が図２に図示するように上方に屈曲する。そして、次に駆動モータにより歯車２が反対方向に回転し歯車１を反対方向に所定角度回動させると、その回動に伴って歯車１の側面近傍のグリースＧは元の位置方向に戻ろうとするが、弁部材５が後方ストッパー７により歯車１の側面に直交する位置以上後方側に屈曲しないことより、上記戻ろうとするグリースＧは弁部材５により阻止される。

【００２２】この結果、ケーシング４内のグリースＧは、図３(a) あるいは関節部をモデル化して示す図４において矢印Ｐで図示するように、歯車１および該歯車１と歯車２との噛合部の周囲をサドル状のルートを形成して該ケーシング内全体を循環する。

【００２３】ところで、上記実施例の弁機構Ｖにおいて、前方ストッパー８に代えて、ばね部材を配設し、ばね力により弁部材５の所定角度以上の前方への屈曲を拘束するよう構成してもよい。尚、図４は、本考案者が図３に示す実施例の効果を確認するため使用した歯車の潤滑機構をモデル化したものである。

【００２４】また、上記実施例の弁機構Ｖに代えて、図５に図示する如き、基端がケーシング４に固定された凸状の取着部材９に、ゴム等の弾性板からなる弁部材５の基端背面5cを取着し、先端部5a背面に該弁部材５の背面側への屈曲を拘束するストッパー部材10を一体的に取着し、前方 (図において上方) へのみ屈曲可能（二点鎖線参照）に構成した弁機構Ｖで構成しても、上記図２に示す弁機構と同様の機能が得られる。

【００２５】また、別の弁機構の実施例として、図２に図示する弁部材に代えて、図６に図示する如き、弁部材５を先端5a側で徐々に薄肉状に構成するとともに、その先端 5aが図のように、歯車１の側面1aに接触保持されるような状態で、図３に図示する実施例と同じように、基端5bをケーシング４側に固定しても、図２の弁部材と同様に機能させることができる。

【００２６】また、最も簡単な構成としては、図示しないが、図６に図示する弁部材に代えて、単に可撓性のある平板状の弁部材で構成することもできる。

【００２７】さらに、別の実施例（本第２の考案にかかる実施例）としては、図７に図示するように、一方の方向にのみ屈曲自在にその反対の方向には屈曲不能な可撓性のある弁部材（例えば、図２，図５，図６に図示する弁部材）５を、該弁部材５の先端5aが歯車１の歯先円1bに接触あるいは近接するよう、且つ、弁部材５が歯車１の回動方向Ｒに対して交角を有する（本実施例では直交する）よう、該弁部材５の基端をケーシング４の周壁面に該弁部材５が歯車１の歯面に対峙して固定してもよい。かかる場合にも、概ね上記実施例と同じくケーシング４内全体をグリースが循環することとなる。

【００２８】また、別の実施例（本第３の考案にかかる実施例）として、図８に図示するように、一方の方向にのみ屈曲自在にその反対の方向には屈曲不能な可撓性のある弁部材５を、あるいは上述したような同様の各弁部材（例えば、図２，図５，図６に図示する弁部材）を、歯車１（あるいは図示しないが歯車２）の側面1aに、弁部材５が回動方向Ｒに対して交角をなす（本実施例では直交する）よう配設してもよい。このような構成の歯車の潤滑機構においても、上記実施例の潤滑機構と略同様のグリースの循環が得られる。

【００２９】

【考案の効果】

本第１，第２および第３の考案にかかる歯車の潤滑機構によれば、歯車（歯車対あるいは歯車機構）を覆うケーシング内に充填されたほぼ全てのグリースが、該ケーシング内全体を循環するため、従来の潤滑機構に比べて、歯車の噛合部へ他の部分のグリースが常に供給されるため、常に歯車が噛合部において摩耗が生じることなく円滑に噛合するとともに、ケーシングへのグリースの交換間隔が大幅に延長されることとなる。

【００３０】また、仮に、歯車噛合部で摩耗により多少の金属粉がで生じても、この金属粉はケーシング内のグリース全体に分散されるため、噛合部の摩耗を増進するような悪影響を及ぼすようなことはない。

【００３１】従って、本考案にかかる歯車の潤滑機構を備えた歯車機構は、従来のものに比べてメンテナンス期間が延長でき、しかも長時間に渡って良好な噛合状態を得ることができることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本第１の考案の実施例にかかる歯車の潤滑機
構を関節部の一つに具備した多関節型のロボットを示す
要部を切り欠いた全体側面図である。

【図２】図１の歯車の潤滑機構の弁機構の構成を示す
図３(b) の弁機構部分の部分拡大図である。

【図３】 (a) は図１の歯車の潤滑機構の全体の構成と
グリースの潤滑状態を示す手前側のケーシング部分を切
り欠いた正面図、(b) は同じく側面図である。

【図４】グリースの潤滑状態を含む歯車の潤滑機構を
モデル化して示した斜視図である。

【図５】図２と別の実施例にかかる弁機構を示す部分
拡大側面図である。

【図６】図２，図５と別の実施例にかかる弁機構を示
す部分拡大側面図である。

【図７】 (a) は本第２の考案にかかる歯車の潤滑機構
における弁機構とその配置状態を示す歯車の潤滑機構の
全体の構成を示す手前側のケーシング部分を切り欠いた
正面図、(b) は同じく側面図である。

【図８】 (a) は本第３の考案にかかる歯車の潤滑機構
における弁機構とその配置状態を示す歯車の潤滑機構の
全体の構成を示す手前側のケーシング部分を切り欠いた
正面図、(b) は同じく側面図である。

【符号の説明】

１…歯車 1a…側面４…ケーシング５…弁部材 5a…先端 5b…基端Ｖ…弁機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者金山雄二兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)考案者山田俊兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内 (72)考案者森本正史兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周
囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤
滑機構において、先端が歯車の側面に接触又は近接するとともに、基端が
ケーシング側に固定される板状の弁部材を有する弁機構
を、先端側が一方の方向に屈曲自在にその反対の方向に
は屈曲不能に、歯車の側面に対して略直交するよう、且
つ歯車の回動方向に対し交角をなすよう配設したことを
特徴とする。
【請求項２】ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周
囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤
滑機構において、先端が歯車の歯先円に接触又は近接するとともに、基端
がケーシング側に固定される板状の弁部材を有する弁機
構を、先端側が一方の方向に屈曲自在にその反対の方向
には屈曲不能に、歯車の歯面に対峙するよう、且つ歯車
の回動方向に対し交角をなすよう配設したことを特徴と
する。
【請求項３】ケーシング内で噛合する歯車の噛合部周
囲にグリースを充満させて該噛合部を潤滑する歯車の潤
滑機構において、先端が歯車のケーシング側に接触又は近接するととも
に、基端が歯車側面に固定される板状の弁部材を有する
弁機構を、先端側が一方の方向に屈曲自在にその反対の
方向には屈曲不能に、歯車の側面に対して略直交するよ
う、且つ歯車の回動方向に対し交角をなすよう配設した
ことを特徴とする。