专利名称：齿轮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将输入的旋转进行变速并输出的齿轮装置。
背景技术：
以往通常广泛的做法是，在减速器等齿轮装置内部封入油·脂等润滑剂，从而进行对构成齿轮装置的内部的各部件之间的润滑和冷却。
此外，如图4所示的专利文献1中的记载，由于减速器20是在与发动机10之间经由旋转的轴22传递动力的结构，因而设置有油封28，以使封入减速器内部26的润滑油不从该轴22和减速器机壳24的缝隙泄漏。
而且还公开有在该油封28中密封配置如脂那样粘稠性高的润滑剂，从而既进行润滑又防止减速器内的润滑油向发动机一侧泄漏的技术。
专利文献1日本专利第2733448号公报。
发明内容
市场上要求尽可能地抑制减速器运行时的噪声。并要求能效尽量高且驱动损失低的减速器。
作为现有技术而例示的上述减速器20没有考虑这些噪声或驱动损失的问题。
本发明是为了提供一种在装置整体上降低驱动损失而且还解决了噪声问题的齿轮装置而做出的。
本发明用于解决上述技术问题，是一种齿轮装置，具有输入轴、对该输入轴的旋转进行变速的变速部、以及输出变速后的旋转的输出轴，在所述输入轴上设置油封，使该油封部的润滑剂的基础油粘度小于所述变速部的润滑剂的基础油粘度，且使所述油封部的润滑剂的稠度大于所述变速部的润滑剂的稠度。
由此，能够同时有效地降低齿轮装置的噪声和驱动损失(后述)。
这里，基础油粘度是指动粘度的意思，是流动粘度和液体密度之比。另一方面，稠度是JIS规定的圆锥在规定时间内进入试样中的深度以毫米的十倍来表示的数值，表示脂的表观上的硬度。
此外，“油封部”包括油封及其内部。
通过应用本发明，可提供低噪声、低驱动损失的齿轮装置。
图1(A)是具有作为本发明实施方式的一个例子的减速器的齿轮传动发动机GM 100的局部展开侧剖面图，(B)是具有作为本发明实施方式的一个例子的减速器的齿轮传动发动机GM 100的局部展开水平剖面图。
图2(A)是图1(A)中的箭头所示IIA附近的放大图，(B)是油封的另一实施例的示意图，是与图2(A)相当的图，(C)是油封的再一实施例的示意图，是与图2(A)相当的图，(D)是油封的又一实施例的示意图，是与图2(A)相当的图。
图3(A)是示出基础油粘度和牵引负荷(滑动损失)之间关系的表，图3(B)是示出基础油粘度和噪声之间关系的表。
图4是专利文献1中记载的减速器。
具体实施例方式
下面利用附图来详细说明本发明实施方式的一个例子。
图1(A)是具有作为本发明实施方式的一个例子的减速器(齿轮装置)120的齿轮传动发动机GM 100的局部展开侧剖面图，图1(B)是局部展开水平剖面图。
另外，图2(A)是箭头所IIA部附近的放大图。
齿轮传动发动机GM 100是将减速器120和发动机110通过没有图示的螺栓等连接成一体而构成的。
发动机110是通过在机壳内收纳发动机驱动部111而构成的，所述机壳具有发动机机壳主体112、端盖114以及前盖116。该发动机驱动部111主要具有固定于发动机机壳主体112上的定子111S和转子111R，并可将转子111R的旋转传递给发动机轴118。发动机轴118可旋转地设置于发动机110的大致中心部分，用于将所述发动机驱动部111的驱动力向发动机外部传递。
作为所述发动机110的机壳的一部分而起作用的前盖116与后述的减速器120的减速器机壳主体124形成为一体。
与发动机轴118一体化的输入轴122、减速部(变速部)135和输出轴136收纳在减速器机壳主体124中，并由这些整体构成减速器120。
在减速器机壳主体124的最靠近发动机的一侧具有轴承119，从而支承输入轴122可自如旋转。在本实施方式中，该输入轴122与所述发动机轴118一体地形成为一个部件，但也可以作为不同的部件来构成。
另外，油封150与所述轴承119并排地设置在输入轴122的周围，并构成为可防止封入减速器内部126中的润滑剂(将在后面详述)向发动机一侧泄漏的结构。另外，油封150具有用于将缘部150L紧贴到输入轴122上的弹簧150B(参考图2(A))。
在输入轴122的前端部上直切(directly cut)形成有双曲线小齿轮123，并与双曲线齿轮(hypoid gear)134齿合。由该双曲线小齿轮123和双曲线齿轮134构成减速部135。
双曲线齿轮134呈环形状，将减速后的旋转向外部传递的输出轴136被插嵌在其中心部分，并被一体化。在减速部135中设有双曲线齿轮组，关于此将在后面描述。
在所述减速部135的上方，具有孔139的盖138通过螺栓140固定在减速器机壳主体124上。
在所述孔139中设有轴142，在图1(A)中，该轴承142与配置于双曲线齿轮134的下侧的轴承144一起轴支撑所述输出轴136。此外，输出轴136的一部分穿过盖138的孔139而露在外部。
此外，在图1(A)中，油封146被设置在所述孔139所具有的轴承142的上部。
下面说明减速器120中使用的润滑剂。
在该减速器120中使用被封入密封所述输入轴122周围的油封150的内部150N中的润滑剂A，和被封入减速器内部126、主要对减速部135进行润滑和冷却的润滑剂B。
在润滑剂A中，使用矿物油类、合成炭化氢类、酯类、甘醇类、醚类、硅酮类、氟油类中的任一种，作为其基础油，并且使用锂皂、钙皂、铝皂、钠皂、钡皂、尿素化合物、PTFE、有机膨润土、二氧化硅中的任一种，作为增稠剂。
另一方面，在润滑剂B中，使用矿物油类、合成炭化氢类、酯类、甘醇类、醚类、硅酮类、氟油类中的任一种，作为其基础油，并使用锂皂、钙皂、铝皂、钠皂、钡皂、尿素化合物、PTFE、有机膨润土、二氧化硅中的任一种，作为增稠剂。
此外，若比较油封内部150N的润滑剂A和减速部135的润滑剂B的特性，则有下述关系成立，即关于基础油粘度，润滑剂A的一方总是小于润滑剂B，关于稠度，润滑剂A的一方大于(柔软)润滑剂B。这是根据下述知识，即在减速器120中，运行时产生噪声的原因在于减速部135中的齿轮之间的啮合声，因此为了抑制该啮合声的产生，减速部135中使用的润滑剂的基础油粘度要高。另一方面，关于减速器120的驱动损失，是根据下述知识，即鉴于在整个减速器之中在相对小的输入轴122的部分更容易影响被传递的转矩，因而油封内部150N中使用的润滑剂最好基础油粘度低且稠度大。因此，关于油封内部150N的润滑剂A，选择与减速部135的润滑剂B相比基础油粘度低且稠度大的润滑剂，从而可以兼顾减速器整体的低噪声和低驱动损失。
其结果是，油封内部150N的润滑剂A使用比润滑剂B柔软的润滑剂，从而可有效地降低驱动损失。而且，由于在油封150和输入轴122之间的滑动部分原本不会产生成为噪声产生原因程度的声音，因而即使如润滑剂A那样使用基础油粘度低的润滑剂也不会产生噪声上的新的问题。
此外，减速部135的润滑剂B使用与润滑剂A相比基础油粘度高的润滑剂，从而能够有效地降低作为噪声原因的啮合声。而且，由于和油封内部150N的润滑剂A相比具有某种程度的硬度，从而可以降低运行时以很强的压力涌向油封150方向的可能性。
此外，在本实施方式中，减速部135的结构采用双曲线齿轮组也是因为考虑了兼顾噪声的降低和驱动损失的降低。
作为有利于降低噪声的结构，公知有由蜗轮组形成的结构。但是，在本实施方式中，减速部135的润滑剂B使用了基础油粘度高的润滑剂。基础油粘度高的润滑剂有使驱动损失增大的倾向，而在蜗轮组的情况下，由于其自身的滑动阻抗很大，因而在它们的协合效应下驱动损失具有急剧增大的倾向。该驱动损失的急剧增大在多数情况下会简单地抵消掉在油封内部150N中使用低基础油粘度的润滑剂A的效果，并不优选。在这一点上，双曲线齿轮组(与锥齿轮组等相比)原本噪声就低，而且即使润滑剂B的基础油粘度变高，损失也不会随之增大很多，所以优选。
作为更为理想的润滑剂的特性，对于润滑剂A来说优选基础油粘度为100mm2/s(40℃)以下，稠度为400以上。这是由于，鉴于如图3(A)所示那样基础油粘度越小滑动损失(牵引负荷)就越小的倾向，而将油封部的滑动损失降低到期望的程度。
但是，即使在这种情况下，上述的润滑剂A和润滑剂B之间的基础油粘度及稠度的关系也必需成立。
此外，优选上述数值的理由如下例如在应用于大型减速器等的情况下，在与润滑剂B的关系中，即使是低基础油粘度、高稠度，若偏离上述的数值，也未必就能够有效地降低损失。
另一方面，对于润滑剂B来说优选基础油粘度为40mm2/s(40℃)以上，稠度为430以下。这是由于，鉴于如图3(B)所示那样基础油粘度越大所产生的噪声就越小的倾向，而将减速器的噪声降低到期望的程度。
但是，在这种情况下，上述的润滑剂A和润滑剂B之间的基础油粘度及稠度的关系也必需成立。
此外，优选上述数值的理由如下例如在应用于小型减速器等的情况下，在与润滑剂A的关系中，即使是高基础油粘度、低稠度，若偏离上述的数值，也未必就能够有效地降低噪声。
下面，说明减速器120所具有的齿轮传动发动机GM 100的作用。
若向发动机110通电，则通过发动机驱动部111的作用，发动机轴118旋转。发动机轴118的旋转被传送到形成为一体的减速器的输入轴122上，并经由输入轴122的前端部所具有的双曲线小齿轮123而使双曲线齿轮134旋转。此时，由于双曲线小齿轮123和双曲线齿轮134垂直啮合，所以输入轴122的旋转方向大约被转换90度，并被传递到输出轴136上。该输出轴136的旋转被传递到没有图示的对象设备上。
在进行这种动作的齿轮传动发动机中，尤其是在齿轮彼此啮合的减速部135中会产生噪声(主要为啮合声)。但是，如上所述，通过在减速器内部126中封入基础油粘度高且稠度低的润滑剂B来抑制噪声水平。
另一方面，由于在输入轴122的周围设置的油封150的内部150N中封入基础油粘度低且稠度高的润滑剂A，所以能够抑制了油封150和输入轴122之间的滑动损失。也就是说，输入轴122的驱动转矩在减速器120整体之中相对小，因而易受所用润滑剂的基础油粘度及稠度的影响。因此，通过使用基础油粘度低且稠度高的润滑剂A，实现了减速器整体的驱动损失的降低。
此外，关于输出轴136上设置的油封146的润滑剂，由于存在与输入轴情况不同的方面，因而在本发明中不特别进行限定。
这样，通过在较难成为噪声的原因的油封部中使用低基础油粘度且高稠度的润滑剂，并且在容易产生噪声的减速部中使用高基础油粘度且低稠度的润滑剂，从而实现低噪声且低驱动损失的减速器(齿轮传动发动机)。
此外，上述油封150的结构如图2(A)所示，以单密封结构为前提进行了说明，但并局限于此，也可以如图2(B)所示，设置没有辅助缘、弹簧的辅助油封152S。此时，可以适当改变封入油封内部152N和辅助油封152S的内部152SN中的润滑剂的基础油粘度及稠度。例如，可以使封入油封内部152N的润滑剂的基础油粘度更低、稠度更高。此外，也可以在油封152和辅助油封152S之间设置间隙。另外，也可以如图2(C)所示，排列两个油封154来构成双密封结构。此时，可使封入两个油封内部154N中的润滑剂的特性有所不同。通过这样，能够防止润滑剂泄漏、并实现更低的驱动损失。此外，也可以在油封154之间设置间隙。进一步地，也可以如图2(D)所示，在油封156的内部设置辅助缘156S，从而构成共有3个缘部156L的三缘结构。通过这样，即使使用低基础油粘度、高稠度的润滑剂，也能够更加可靠地防止油从油封部的泄漏。
另外，如上所述，若将本发明应用到双曲线齿轮组的减速器中，可以获得更好的效果，但不限于这种类型的减速器。
此外，对于具有一级减速部的减速器进行了说明，但不限于此，也可以应用于啮合部分更多的多级减速器中。
本发明能够应用到减速器中是显然的，还可以应用到增速器等其它的齿轮装置中。
权利要求
1.一种齿轮装置，包括输入轴、对该输入轴的旋转进行变速的变速部、和输出变速后的旋转的输出轴，其特征在于，在所述输入轴上设置油封，该油封部的润滑剂的基础油粘度小于所述变速部的润滑剂的基础油粘度，并且所述油封部的润滑剂的稠度大于所述变速部的润滑剂的稠度。
2.根据权利要求1所述的齿轮装置，其特征在于，在所述输入轴上一体形成有双曲线齿轮。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮装置，其特征在于，所述油封部的润滑剂的基础油粘度为100mm2/s以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的齿轮装置，其特征在于，所述变速部的润滑剂的基础油粘度为40mm2/s以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的齿轮装置，其特征在于，所述油封部的润滑剂的稠度为400以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的齿轮装置，其特征在于，所述变速部的润滑剂的稠度为430以下。
全文摘要
本发明提供一种同时实现了运行时的低噪声和低驱动损失的减速器等齿轮装置。使得封入输入轴(122)上设置的油封(150)的内部(150N)中的润滑剂(A)和封入减速器(齿轮装置)内部(126)中并主要润滑减速部(135)的润滑剂(B)之间的特性为关于基础油粘度，润滑剂(A)的小于润滑剂(B)的，关于稠度，润滑剂(A)的大于润滑剂(B)的。
文档编号F16H57/04GK1837651SQ20061006822
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月20日 优先权日2005年3月24日
发明者重见贵夫, 矶崎哲志 申请人:住友重机械工业株式会社