專利名稱：齒輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將輸入的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行變速并輸出的齒輪裝置。
背景技術(shù)：
以往通常廣泛的做法是，在減速器等齒輪裝置內(nèi)部封入油·脂等潤(rùn)滑劑，從而進(jìn)行對(duì)構(gòu)成齒輪裝置的內(nèi)部的各部件之間的潤(rùn)滑和冷卻。
此外，如圖4所示的專利文獻(xiàn)1中的記載，由于減速器20是在與發(fā)動(dòng)機(jī)10之間經(jīng)由旋轉(zhuǎn)的軸22傳遞動(dòng)力的結(jié)構(gòu)，因而設(shè)置有油封28，以使封入減速器內(nèi)部26的潤(rùn)滑油不從該軸22和減速器機(jī)殼24的縫隙泄漏。
而且還公開有在該油封28中密封配置如脂那樣粘稠性高的潤(rùn)滑劑，從而既進(jìn)行潤(rùn)滑又防止減速器內(nèi)的潤(rùn)滑油向發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)泄漏的技術(shù)。
專利文獻(xiàn)1日本專利第2733448號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
市場(chǎng)上要求盡可能地抑制減速器運(yùn)行時(shí)的噪聲。并要求能效盡量高且驅(qū)動(dòng)損失低的減速器。
作為現(xiàn)有技術(shù)而例示的上述減速器20沒有考慮這些噪聲或驅(qū)動(dòng)損失的問(wèn)題。
本發(fā)明是為了提供一種在裝置整體上降低驅(qū)動(dòng)損失而且還解決了噪聲問(wèn)題的齒輪裝置而做出的。
本發(fā)明用于解決上述技術(shù)問(wèn)題，是一種齒輪裝置，具有輸入軸、對(duì)該輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行變速的變速部、以及輸出變速后的旋轉(zhuǎn)的輸出軸，在所述輸入軸上設(shè)置油封，使該油封部的潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度小于所述變速部的潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度，且使所述油封部的潤(rùn)滑劑的稠度大于所述變速部的潤(rùn)滑劑的稠度。
由此，能夠同時(shí)有效地降低齒輪裝置的噪聲和驅(qū)動(dòng)損失(后述)。
這里，基礎(chǔ)油粘度是指動(dòng)粘度的意思，是流動(dòng)粘度和液體密度之比。另一方面，稠度是JIS規(guī)定的圓錐在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)入試樣中的深度以毫米的十倍來(lái)表示的數(shù)值，表示脂的表觀上的硬度。
此外，“油封部”包括油封及其內(nèi)部。
通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明，可提供低噪聲、低驅(qū)動(dòng)損失的齒輪裝置。


圖1(A)是具有作為本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)例子的減速器的齒輪傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)GM 100的局部展開側(cè)剖面圖，(B)是具有作為本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)例子的減速器的齒輪傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)GM 100的局部展開水平剖面圖。
圖2(A)是圖1(A)中的箭頭所示IIA附近的放大圖，(B)是油封的另一實(shí)施例的示意圖，是與圖2(A)相當(dāng)?shù)膱D，(C)是油封的再一實(shí)施例的示意圖，是與圖2(A)相當(dāng)?shù)膱D，(D)是油封的又一實(shí)施例的示意圖，是與圖2(A)相當(dāng)?shù)膱D。
圖3(A)是示出基礎(chǔ)油粘度和牽引負(fù)荷(滑動(dòng)損失)之間關(guān)系的表，圖3(B)是示出基礎(chǔ)油粘度和噪聲之間關(guān)系的表。
圖4是專利文獻(xiàn)1中記載的減速器。
具體實(shí)施例方式
下面利用附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)例子。
圖1(A)是具有作為本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)例子的減速器(齒輪裝置)120的齒輪傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)GM 100的局部展開側(cè)剖面圖，圖1(B)是局部展開水平剖面圖。
另外，圖2(A)是箭頭所IIA部附近的放大圖。
齒輪傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)GM 100是將減速器120和發(fā)動(dòng)機(jī)110通過(guò)沒有圖示的螺栓等連接成一體而構(gòu)成的。
發(fā)動(dòng)機(jī)110是通過(guò)在機(jī)殼內(nèi)收納發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部111而構(gòu)成的，所述機(jī)殼具有發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼主體112、端蓋114以及前蓋116。該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部111主要具有固定于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼主體112上的定子111S和轉(zhuǎn)子111R，并可將轉(zhuǎn)子111R的旋轉(zhuǎn)傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)軸118。發(fā)動(dòng)機(jī)軸118可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)110的大致中心部分，用于將所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部111的驅(qū)動(dòng)力向發(fā)動(dòng)機(jī)外部傳遞。
作為所述發(fā)動(dòng)機(jī)110的機(jī)殼的一部分而起作用的前蓋116與后述的減速器120的減速器機(jī)殼主體124形成為一體。
與發(fā)動(dòng)機(jī)軸118一體化的輸入軸122、減速部(變速部)135和輸出軸136收納在減速器機(jī)殼主體124中，并由這些整體構(gòu)成減速器120。
在減速器機(jī)殼主體124的最靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的一側(cè)具有軸承119，從而支承輸入軸122可自如旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施方式中，該輸入軸122與所述發(fā)動(dòng)機(jī)軸118一體地形成為一個(gè)部件，但也可以作為不同的部件來(lái)構(gòu)成。
另外，油封150與所述軸承119并排地設(shè)置在輸入軸122的周圍，并構(gòu)成為可防止封入減速器內(nèi)部126中的潤(rùn)滑劑(將在后面詳述)向發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)泄漏的結(jié)構(gòu)。另外，油封150具有用于將緣部150L緊貼到輸入軸122上的彈簧150B(參考圖2(A))。
在輸入軸122的前端部上直切(directly cut)形成有雙曲線小齒輪123，并與雙曲線齒輪(hypoid gear)134齒合。由該雙曲線小齒輪123和雙曲線齒輪134構(gòu)成減速部135。
雙曲線齒輪134呈環(huán)形狀，將減速后的旋轉(zhuǎn)向外部傳遞的輸出軸136被插嵌在其中心部分，并被一體化。在減速部135中設(shè)有雙曲線齒輪組，關(guān)于此將在后面描述。
在所述減速部135的上方，具有孔139的蓋138通過(guò)螺栓140固定在減速器機(jī)殼主體124上。
在所述孔139中設(shè)有軸142，在圖1(A)中，該軸承142與配置于雙曲線齒輪134的下側(cè)的軸承144一起軸支撐所述輸出軸136。此外，輸出軸136的一部分穿過(guò)蓋138的孔139而露在外部。
此外，在圖1(A)中，油封146被設(shè)置在所述孔139所具有的軸承142的上部。
下面說(shuō)明減速器120中使用的潤(rùn)滑劑。
在該減速器120中使用被封入密封所述輸入軸122周圍的油封150的內(nèi)部150N中的潤(rùn)滑劑A，和被封入減速器內(nèi)部126、主要對(duì)減速部135進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻的潤(rùn)滑劑B。
在潤(rùn)滑劑A中，使用礦物油類、合成炭化氫類、酯類、甘醇類、醚類、硅酮類、氟油類中的任一種，作為其基礎(chǔ)油，并且使用鋰皂、鈣皂、鋁皂、鈉皂、鋇皂、尿素化合物、PTFE、有機(jī)膨潤(rùn)土、二氧化硅中的任一種，作為增稠劑。
另一方面，在潤(rùn)滑劑B中，使用礦物油類、合成炭化氫類、酯類、甘醇類、醚類、硅酮類、氟油類中的任一種，作為其基礎(chǔ)油，并使用鋰皂、鈣皂、鋁皂、鈉皂、鋇皂、尿素化合物、PTFE、有機(jī)膨潤(rùn)土、二氧化硅中的任一種，作為增稠劑。
此外，若比較油封內(nèi)部150N的潤(rùn)滑劑A和減速部135的潤(rùn)滑劑B的特性，則有下述關(guān)系成立，即關(guān)于基礎(chǔ)油粘度，潤(rùn)滑劑A的一方總是小于潤(rùn)滑劑B，關(guān)于稠度，潤(rùn)滑劑A的一方大于(柔軟)潤(rùn)滑劑B。這是根據(jù)下述知識(shí)，即在減速器120中，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生噪聲的原因在于減速部135中的齒輪之間的嚙合聲，因此為了抑制該嚙合聲的產(chǎn)生，減速部135中使用的潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度要高。另一方面，關(guān)于減速器120的驅(qū)動(dòng)損失，是根據(jù)下述知識(shí)，即鑒于在整個(gè)減速器之中在相對(duì)小的輸入軸122的部分更容易影響被傳遞的轉(zhuǎn)矩，因而油封內(nèi)部150N中使用的潤(rùn)滑劑最好基礎(chǔ)油粘度低且稠度大。因此，關(guān)于油封內(nèi)部150N的潤(rùn)滑劑A，選擇與減速部135的潤(rùn)滑劑B相比基礎(chǔ)油粘度低且稠度大的潤(rùn)滑劑，從而可以兼顧減速器整體的低噪聲和低驅(qū)動(dòng)損失。
其結(jié)果是，油封內(nèi)部150N的潤(rùn)滑劑A使用比潤(rùn)滑劑B柔軟的潤(rùn)滑劑，從而可有效地降低驅(qū)動(dòng)損失。而且，由于在油封150和輸入軸122之間的滑動(dòng)部分原本不會(huì)產(chǎn)生成為噪聲產(chǎn)生原因程度的聲音，因而即使如潤(rùn)滑劑A那樣使用基礎(chǔ)油粘度低的潤(rùn)滑劑也不會(huì)產(chǎn)生噪聲上的新的問(wèn)題。
此外，減速部135的潤(rùn)滑劑B使用與潤(rùn)滑劑A相比基礎(chǔ)油粘度高的潤(rùn)滑劑，從而能夠有效地降低作為噪聲原因的嚙合聲。而且，由于和油封內(nèi)部150N的潤(rùn)滑劑A相比具有某種程度的硬度，從而可以降低運(yùn)行時(shí)以很強(qiáng)的壓力涌向油封150方向的可能性。
此外，在本實(shí)施方式中，減速部135的結(jié)構(gòu)采用雙曲線齒輪組也是因?yàn)榭紤]了兼顧噪聲的降低和驅(qū)動(dòng)損失的降低。
作為有利于降低噪聲的結(jié)構(gòu)，公知有由蝸輪組形成的結(jié)構(gòu)。但是，在本實(shí)施方式中，減速部135的潤(rùn)滑劑B使用了基礎(chǔ)油粘度高的潤(rùn)滑劑?；A(chǔ)油粘度高的潤(rùn)滑劑有使驅(qū)動(dòng)損失增大的傾向，而在蝸輪組的情況下，由于其自身的滑動(dòng)阻抗很大，因而在它們的協(xié)合效應(yīng)下驅(qū)動(dòng)損失具有急劇增大的傾向。該驅(qū)動(dòng)損失的急劇增大在多數(shù)情況下會(huì)簡(jiǎn)單地抵消掉在油封內(nèi)部150N中使用低基礎(chǔ)油粘度的潤(rùn)滑劑A的效果，并不優(yōu)選。在這一點(diǎn)上，雙曲線齒輪組(與錐齒輪組等相比)原本噪聲就低，而且即使?jié)櫥瑒〣的基礎(chǔ)油粘度變高，損失也不會(huì)隨之增大很多，所以優(yōu)選。
作為更為理想的潤(rùn)滑劑的特性，對(duì)于潤(rùn)滑劑A來(lái)說(shuō)優(yōu)選基礎(chǔ)油粘度為100mm2/s(40℃)以下，稠度為400以上。這是由于，鑒于如圖3(A)所示那樣基礎(chǔ)油粘度越小滑動(dòng)損失(牽引負(fù)荷)就越小的傾向，而將油封部的滑動(dòng)損失降低到期望的程度。
但是，即使在這種情況下，上述的潤(rùn)滑劑A和潤(rùn)滑劑B之間的基礎(chǔ)油粘度及稠度的關(guān)系也必需成立。
此外，優(yōu)選上述數(shù)值的理由如下例如在應(yīng)用于大型減速器等的情況下，在與潤(rùn)滑劑B的關(guān)系中，即使是低基礎(chǔ)油粘度、高稠度，若偏離上述的數(shù)值，也未必就能夠有效地降低損失。
另一方面，對(duì)于潤(rùn)滑劑B來(lái)說(shuō)優(yōu)選基礎(chǔ)油粘度為40mm2/s(40℃)以上，稠度為430以下。這是由于，鑒于如圖3(B)所示那樣基礎(chǔ)油粘度越大所產(chǎn)生的噪聲就越小的傾向，而將減速器的噪聲降低到期望的程度。
但是，在這種情況下，上述的潤(rùn)滑劑A和潤(rùn)滑劑B之間的基礎(chǔ)油粘度及稠度的關(guān)系也必需成立。
此外，優(yōu)選上述數(shù)值的理由如下例如在應(yīng)用于小型減速器等的情況下，在與潤(rùn)滑劑A的關(guān)系中，即使是高基礎(chǔ)油粘度、低稠度，若偏離上述的數(shù)值，也未必就能夠有效地降低噪聲。
下面，說(shuō)明減速器120所具有的齒輪傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)GM 100的作用。
若向發(fā)動(dòng)機(jī)110通電，則通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部111的作用，發(fā)動(dòng)機(jī)軸118旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)軸118的旋轉(zhuǎn)被傳送到形成為一體的減速器的輸入軸122上，并經(jīng)由輸入軸122的前端部所具有的雙曲線小齒輪123而使雙曲線齒輪134旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，由于雙曲線小齒輪123和雙曲線齒輪134垂直嚙合，所以輸入軸122的旋轉(zhuǎn)方向大約被轉(zhuǎn)換90度，并被傳遞到輸出軸136上。該輸出軸136的旋轉(zhuǎn)被傳遞到?jīng)]有圖示的對(duì)象設(shè)備上。
在進(jìn)行這種動(dòng)作的齒輪傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)中，尤其是在齒輪彼此嚙合的減速部135中會(huì)產(chǎn)生噪聲(主要為嚙合聲)。但是，如上所述，通過(guò)在減速器內(nèi)部126中封入基礎(chǔ)油粘度高且稠度低的潤(rùn)滑劑B來(lái)抑制噪聲水平。
另一方面，由于在輸入軸122的周圍設(shè)置的油封150的內(nèi)部150N中封入基礎(chǔ)油粘度低且稠度高的潤(rùn)滑劑A，所以能夠抑制了油封150和輸入軸122之間的滑動(dòng)損失。也就是說(shuō)，輸入軸122的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩在減速器120整體之中相對(duì)小，因而易受所用潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度及稠度的影響。因此，通過(guò)使用基礎(chǔ)油粘度低且稠度高的潤(rùn)滑劑A，實(shí)現(xiàn)了減速器整體的驅(qū)動(dòng)損失的降低。
此外，關(guān)于輸出軸136上設(shè)置的油封146的潤(rùn)滑劑，由于存在與輸入軸情況不同的方面，因而在本發(fā)明中不特別進(jìn)行限定。
這樣，通過(guò)在較難成為噪聲的原因的油封部中使用低基礎(chǔ)油粘度且高稠度的潤(rùn)滑劑，并且在容易產(chǎn)生噪聲的減速部中使用高基礎(chǔ)油粘度且低稠度的潤(rùn)滑劑，從而實(shí)現(xiàn)低噪聲且低驅(qū)動(dòng)損失的減速器(齒輪傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī))。
此外，上述油封150的結(jié)構(gòu)如圖2(A)所示，以單密封結(jié)構(gòu)為前提進(jìn)行了說(shuō)明，但并局限于此，也可以如圖2(B)所示，設(shè)置沒有輔助緣、彈簧的輔助油封152S。此時(shí)，可以適當(dāng)改變封入油封內(nèi)部152N和輔助油封152S的內(nèi)部152SN中的潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度及稠度。例如，可以使封入油封內(nèi)部152N的潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度更低、稠度更高。此外，也可以在油封152和輔助油封152S之間設(shè)置間隙。另外，也可以如圖2(C)所示，排列兩個(gè)油封154來(lái)構(gòu)成雙密封結(jié)構(gòu)。此時(shí)，可使封入兩個(gè)油封內(nèi)部154N中的潤(rùn)滑劑的特性有所不同。通過(guò)這樣，能夠防止?jié)櫥瑒┬孤?、并?shí)現(xiàn)更低的驅(qū)動(dòng)損失。此外，也可以在油封154之間設(shè)置間隙。進(jìn)一步地，也可以如圖2(D)所示，在油封156的內(nèi)部設(shè)置輔助緣156S，從而構(gòu)成共有3個(gè)緣部156L的三緣結(jié)構(gòu)。通過(guò)這樣，即使使用低基礎(chǔ)油粘度、高稠度的潤(rùn)滑劑，也能夠更加可靠地防止油從油封部的泄漏。
另外，如上所述，若將本發(fā)明應(yīng)用到雙曲線齒輪組的減速器中，可以獲得更好的效果，但不限于這種類型的減速器。
此外，對(duì)于具有一級(jí)減速部的減速器進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此，也可以應(yīng)用于嚙合部分更多的多級(jí)減速器中。
本發(fā)明能夠應(yīng)用到減速器中是顯然的，還可以應(yīng)用到增速器等其它的齒輪裝置中。
權(quán)利要求
1.一種齒輪裝置，包括輸入軸、對(duì)該輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行變速的變速部、和輸出變速后的旋轉(zhuǎn)的輸出軸，其特征在于，在所述輸入軸上設(shè)置油封，該油封部的潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度小于所述變速部的潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度，并且所述油封部的潤(rùn)滑劑的稠度大于所述變速部的潤(rùn)滑劑的稠度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪裝置，其特征在于，在所述輸入軸上一體形成有雙曲線齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒輪裝置，其特征在于，所述油封部的潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度為100mm2/s以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的齒輪裝置，其特征在于，所述變速部的潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油粘度為40mm2/s以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的齒輪裝置，其特征在于，所述油封部的潤(rùn)滑劑的稠度為400以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的齒輪裝置，其特征在于，所述變速部的潤(rùn)滑劑的稠度為430以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)的低噪聲和低驅(qū)動(dòng)損失的減速器等齒輪裝置。使得封入輸入軸(122)上設(shè)置的油封(150)的內(nèi)部(150N)中的潤(rùn)滑劑(A)和封入減速器(齒輪裝置)內(nèi)部(126)中并主要潤(rùn)滑減速部(135)的潤(rùn)滑劑(B)之間的特性為關(guān)于基礎(chǔ)油粘度，潤(rùn)滑劑(A)的小于潤(rùn)滑劑(B)的，關(guān)于稠度，潤(rùn)滑劑(A)的大于潤(rùn)滑劑(B)的。
文檔編號(hào)F16H57/04GK1837651SQ20061006822
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者重見貴夫, 磯崎哲志 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社