专利名称：减速机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减速机。本申请主张基于2009年7月28日申请的日本专利申请第2009-175612号的优先 权。该申请的全部内容通过参照援用在本说明书中。
背景技术：
以往，减速机的冷却方法中公知有如下方式使润滑剂向减速机的齿轮箱的外部 流出，并在外部冷却润滑剂本身的外部冷却方式；在齿轮箱内部的润滑剂中配设使冷却介 质通过的配管，并使润滑剂在齿轮箱内部冷却的内部冷却方式。该内部冷却方式的冷却系 统与外部冷却方式相比，低成本且为小型装置，但冷却性能低。但是，内部冷却方式由于具有上述优点，所以导入到较多装置中。例如在专利文献 1中示出在车辆变速机的润滑剂的冷却中导入了内部冷却方式的例子。在图7示出以往的 车辆变速机的润滑剂的冷却控制装置的简要结构图，在图8示出该热交换器的横截面，即 从上面观察的图。润滑剂(润滑油)在供给到各润滑部之后存积在变速机1下部所具备的油盘2中。 在油盘底部3与箱状部件4之间形成有冷却液所通过的入口 5和出口 6。在油盘2的底部 3配设热交换管7而构成热交换器8，进行冷却液与润滑油的热交换。在此，热交换管7相 对于油盘2的底部3平行地弯曲成Z字形而以蜿蜒曲折状态固定配置在该油盘2的底部3。由此确保与润滑油的接触面积，谋求冷却性能的提高。专利文献1 日本特开2002-357265号公报(权利要求1、段落
、
、图 1、4)但是，例如在组装于24小时连续运转的造纸机等的减速机中，使用如上述的内部 冷却方式不能说满足了充分的冷却性能。但是外部冷却方式使整体结构复杂的同时使装置 成本提高。
发明内容
在本发明中为了解决上述问题，其课题在于谋求冷却装置的冷却性能的提高的同 时，谋求部件的共同化，从而谋求减速机的小型化及装置成本的降低化。本发明通过设为如下结构解决了上述课题，即在具备齿轮箱的减速机中，在该齿 轮箱上设置润滑剂的冷却介质的导入孔和该冷却介质的导出孔的同时，在该齿轮箱内设置 通过所述导出孔将通过所述导入孔导入的所述冷却介质进行导出的冷却配管，并且设置调 整该冷却配管与配置在所述齿轮箱内的齿轮之间的距离的调整机构。本发明设为设置调整冷却配管与配置在所述齿轮箱内的齿轮之间的距离的机构 的结构。由此，与仅在油盘底部进行热交换的以往结构相比更能使冷却配管靠近齿轮，可在 温度高的表面附近进行高效率的热交换，从而可以直接冷却温度高的表面附近。并且，减速 机的齿轮有时因减速比的变更而被变更，但对该变更也能灵活地对应。另外，可通过在温度高的表面附近配设冷却配管来缓和如以往仅在底部存积凉的润滑剂的现象，并可使对流现 象在润滑剂内更积极地产生的同时，使所有润滑剂更均勻地冷却。尤其在本发明中因能使 冷却配管和齿轮的距离靠近，所以能通过齿轮的旋转力(搅拌作用)将冷却的润滑剂更有 效地向广范围扩展。即，本发明实现了用于热交换的搅拌性能的提高。而且，在本发明中并 不是徒然地(在相同平面上)增加冷却配管的根数，所以不会阻止润滑剂的流动、能够使润 滑剂顺利地在冷却配管之间流动。由此，被冷却的润滑剂能更容易且向广范围扩展而实现 高效率的热交换。另外，本发明是内部冷却方式，所以不同于外部冷却方式，能谋求冷却装置的小型 化、装置成本的降低化。发明的效果根据本发明，谋求冷却装置的冷却性能的提高的同时，谋求部品的共同化，而能谋 求减速机的小型化及装置成本的降低化。
图1是本发明的实施方式的一例所涉及的减速机的纵截面图。图2是图1所示的减速机的侧视图。图3是图1所示的减速机的用向视III表示的局部放大图。图4是配设在图1所示的减速机的内部的冷却配管的剖视图。图5是图4所示的冷却配管的立体图。图6是本发明的实施方式的一例所涉及的减速机的简要结构图。图7是以往车辆变速机的油温控制装置的简要结构图。图8是以往热交换器的横截面图。图中100-减速机，102-齿轮箱，128-导入孔，130-导出孔，132-冷却配管。
具体实施例方式在图1示出本发明的实施方式的一例所涉及的减速机100的纵截面图。并且，在 图2示出图1所示的减速机100的侧视图，在图3示出图1的减速机100的用向视III表 示的局部放大图。首先，对减速机100的整体结构进行说明。减速机100具备有齿轮箱102。齿轮箱102的外壳体104由上侧罩106、下侧罩 108及侧面罩110构成。上侧罩106和下侧罩108由螺栓112、114紧固。并且，下侧罩108和侧面罩110 由螺栓116、118紧固。齿轮箱102在齿轮箱102内部的高速侧的齿轮(小直径齿轮)120侧的侧面具有 冷却介质的导入孔128和导出孔130。并且，在齿轮箱102内部配设有冷却配管132，通过 导入孔128向该冷却配管132导入冷却水(冷却介质)，间接冷却润滑油(润滑剂)0i。而 且，冷却润滑油Oi后的冷却水通过导出孔130导出。在齿轮箱102的外框侧面固定冷却配 管132的同时，安装有防止润滑油Oi的外部流出的固定板134(参照图2)。并且，在齿轮箱102内通过轴承137旋转自如地支承有输入轴122。并且，通过轴承(省略图示)旋转自如地支承有平行于输入轴122的输出轴124。固定于输入轴122的 高速侧的齿轮(小直径齿轮)120与固定在输出轴124的低速侧的齿轮(大直径齿轮)126 相啮合。在这些齿轮120、126的下部存积有大量的润滑油0i，浸泡低速侧的齿轮126的下 部。在轴承137 (输出轴124侧的轴承省略图示)的下部，以围住各自的下部的方式安装 有轴承用油盘138、140。并且，以覆盖低速侧的齿轮126的外周的方式设有半月状的齿轮用 油盘142。另外，位于固定板134的中央下部的孔是为了排出油而使用的润滑油排出孔162。 并且，形成于上侧罩106的润滑油投入孔144也使用于减速机100的维护等。运行时通过 润滑油投入孔用的罩146关闭。接着，对冷却配管132的调整机构进行说明。在本实施方式中设有调整冷却配管132与配置在齿轮箱102内的齿轮120、126之 间的距离，更具体而言调整冷却配管132与齿轮120、126在垂直方向上的距离的调整机构。 该调整机构由可装卸地固定在齿轮箱102上的同时，具有用于对冷却配管132在齿轮箱102 内的配设位置进行变更的配管固定孔154的固定板134等构成。在固定板134上形成有用于变更冷却配管132的配设位置的多个(在图示的例子 中为6个)配管固定孔154(154A 154F)。从固定板134的下端至最下部的配管固定孔154C、154F的高度是HI。从固定板 134的下端至中央的配管固定孔154B、154E的高度是大于Hl的H2。从固定板134的下端 至最上部的配管固定孔154A、154D的高度是更大于H2的H3 (HI < H2 < H3)。在该配管固 定孔154中在其一部分插装有冷却介质的导入用管156和冷却介质的导出用管158。冷却介质的入口通道(省略图示)通过导入用管156与冷却配管132的冷却介质 导入侧端部132In(参照图3、4)连接。另一方面，冷却介质的出口通道(省略图示)通过 导出用管158与冷却配管132的冷却介质导出侧端部1320t连接。冷却配管132的导入侧端部1321η、导出侧端部1320t分别与由螺母160紧固的连 接器162连接，并通过该连接器162分别连接在导入用管156和导出用管158上。导入用管156、导出用管158分别插装在任意一个配管固定孔154中，并通过螺母 160安装。在本实施方式中，将导出用管158插装在配管固定孔154C(高度H1)上，将导入 用管156插装在配管固定孔154D(高度H3)上。冷却配管132配设在存积的润滑油Oi中。在图4示出冷却配管132的剖视图(㈧横截面图、⑶纵截面图、(C)正面剖视 图)，在图5示出冷却配管132的立体图。冷却配管132是铜制管，冷却配管132的内径全部相同。并且，在该外周缠绕有铜 制的冷却片148。尽管有冷却配管132的外径局部变小的槽部分150，但这相当于为了使冷 却配管132向齿轮箱102的设置较为容易而不缠绕冷却片148的部分。本实施方式中，在 齿轮箱102的内部设置支承冷却配管132的支承部152的同时，该支承部152可装卸地支 承形成于冷却配管132的槽部分150。由此能防止冷却配管132歪曲。冷却配管132相对于齿轮箱102内的润滑油Oi的表面Oil平行地配设的同时，在 从该表面Oil在垂直的方向上配设有多个段。并且，冷却配管132从水平方向观察时为蜿蜒曲折，并成为线圈状(图4(B)、(C))。另外，冷却配管132从润滑油Oi的表面Oil朝向 垂直方向下侧(X方向图4)配设为线圈状。在此，“冷却配管132相对于齿轮箱102内的润滑油Oi的表面Oil平行地配设”， 虽然以将齿轮箱102相对于地面(基准面)水平地配设为前提，但是包含齿轮箱102相对 于地面倾斜若干地设置时润滑油Oi的表面Oil与冷却配管132结果变得不平行的情况。并且，冷却配管132配设为，从水平方向观察时(图4(B)、(C))和从上面观察时 (图4(A))至少最接近的上段和下段的冷却配管132彼此不重叠。具体而言，冷却配管132 配设为大小不同的长方形形状，以便从润滑油Oi的表面Oil朝向垂直方向包围齿轮120、 126。例如，第1段由配设为从位置132A1到位置132A2的长方形形状的冷却配管132构 成(参照图5)。并且第2段由配设为从位置132B1到位置132B2的长方形形状的冷却配 管132构成。相同，第3段由配设为从位置132C1到位置132C2的长方形形状的冷却配管 132构成。对于后段的第4段(从位置132D1到位置132D2)、第5段(从位置132E1到位 置132E2)、第6段(从位置132F1到位置132F2)也相同、由配设为长方形形状的冷却配管 132构成。并且，设置为高速侧的齿轮120侧的冷却配管132的段数多于低速侧的齿轮126。 在该实施方式中，相对于高速侧的齿轮120的冷却配管132的段数Y2为6段，低速侧的齿 轮126的冷却配管132的段数Yl为4段。接着，对减速机100的作用进行说明。电动机的动力传递到连结于电动机轴(电动机、电动机轴均省略图示)的输入轴 122。通过旋转输入轴122而固定在输入轴122上的高速侧的齿轮120旋转，并旋转与高速 侧的齿轮120啮合的低速侧的齿轮126。由此，低速侧的齿轮126的旋转以预定的减速比减 速，从输出轴124取出。并且，轴承137 (输出轴124侧省略图示)的一部分通过油盘138、140的设置而 与润滑油Oi紧密接触，因此对轴承137供给充分量的润滑油Oi，并能保持充分的润滑性能。 并且，低速侧的齿轮126通过油盘142的设置而只浸泡在油盘142内的润滑油Oi中，所以 对低速侧的齿轮126保持充分的润滑性能，并且能降低基于齿轮126的润滑油Oi的搅拌损失。从入口通道流入的冷却水通过导入用管156从冷却配管132的导入侧端部1321η 流入。若冷却水隔着冷却配管132与润滑油Oi接触，则低温的冷却水能从高温的润滑油Oi 夺取热而冷却润滑油Oi (使温度下降)。即该冷却水隔着冷却管132与润滑油Oi进行热交 换。之后，冷却水流到冷却配管132的导出侧端部1320t，通过与冷却配管132的导出侧端 部1320t连接的导出用管158向出口通道流出。接着，对基于冷却配管132的调整机构的作用进行说明。图6(A)是将冷却配管132配设在上侧时的简要结构图，(B)是将冷却配管132配 设在下侧时的简要结构图。在本实施方式中，设置有调整冷却配管132与配置在齿轮箱102内的齿轮120、126 之间的距离、更具体而言为冷却配管132与齿轮120、126在垂直方向上的距离的调整机构。 该调整机构由可装卸地固定在齿轮箱102上的固定板134等构成。在固定板134上在上下 方向上形成有多个用于变更冷却配管132在齿轮箱102内的配设位置的配管固定孔154。
通过使用该固定板134，根据齿轮的直径能将冷却配管132移动至任意位置(高 度)，能将冷却配管132配设在适当的位置(高度)。例如，低减速比时，高速侧和低速侧的齿轮120、126的直径为大致相同的大小。低 速侧的齿轮126与高速比时(图6(B))相比为小直径(图6(A))。此时，通过将导入用管 156插装于配管固定孔154D、并将导出用管158插装于配管固定孔154B，能够将冷却配管 132的配设位置向上侧变更(从齿轮120、126的中心至冷却配管132的上端的距离HA)。另一方面，高速比时，低速侧的齿轮126的直径与高速侧的齿轮120的直径相比变 大(图6(B))。因此，将导入用管156插装于配管固定孔154E的同时，将导出用管158插装 于配管固定孔154C，将冷却配管132配设于下侧(图6(B))(从齿轮120、126的中心至冷却 配管132的上端的距离HB (HA < HB))。由此，能够避免齿轮120、126与冷却配管132的接 触。通过上述的机械装置能使冷却配管132尽量向齿轮120、126靠近，实现调整冷却 配管132相对于齿轮120、126的距离的机构。即使在由于变更齿轮120、126的直径或固定有齿轮120、126的轴122、124的位 置，而需要变更冷却配管132的配设位置时，也能使用该机构(机械装置)而容易地将组成 相同形状的整个冷却配管132靠近或远离齿轮120、126。由此，能够谋求基于齿轮120、126 的搅拌作用的高度化及冷却配管132的配设位置的最优化，更能使润滑油Oi的冷却效率提 高(在后面详细叙述)。其结果防止齿轮120、126或轴承137等的劣化，并能长期使用减速 机 100。并且，在固定板134上在上下方向上形成有多个配管固定孔154，因此可以用1个 固定板134将冷却配管132的配设位置变更为多个部位。由此，能够对多种减速机100共 同适用固定板134。其结果能将固定板134作为减速机100系列的共同部件来制造，因此能 使从减速机100系列整体上来看时的制造成本及制造工序减少。由于冷却配管132是铜制，因此具有充分的热传递性能。而且，在冷却配管132的 外周形成有铜制的冷却片148，扩展润滑油Oi与冷却配管132的接触面积。冷却配管132相对于齿轮箱102内的润滑油Oi的表面Oil平行地配设的同时，从 该表面Oil朝向垂直方向下侧配设有多个段。并且，从水平方向观察时冷却配管132显为 蜿蜒曲折，并成为线圈状。另外，从水平方向观察减速机100时，配设成朝向垂直方向下侧 至少最接近的上段与下段的冷却配管132彼此不重叠。由此，润滑油Oi与冷却配管132接触的表面积变大，所以作为整体冷却配管132 接触润滑油Oi的表面积变大。因此能更顺利地进行通过冷却配管132冷却水从润滑油Oi 夺取更多的热的高效率的热交换。从润滑油Oi的表面Oil朝向垂直方向下侧配设有冷却配管132 ((导入用管156的 高度)> (导出用管158的高度))。即，冷却配管132从润滑油Oi的表面Oil、更详细而 言从最靠近齿轮120、126的位置配设在润滑油Oi内。由此，在润滑油Oi内成为最高温的 齿轮120、126周边的润滑油Oi和未进行热交换的最低温的冷却液能最先进行热交换。因 此，在本实施方式中，可以根据所发生的热量而进行区分了热交换强弱的最佳的热交换。其 结果，在润滑油Oi内不产生局部的高温部而能使润滑油Oi的温度均勻。关于使该润滑油Oi内的温度为均勻地进行冷却，还从以下方面弥补使高速侧的齿轮120侧的垂直方向下侧的冷却配管132的配设段数多于低速侧的齿轮126侧。根据该结构，通过朝向垂直方向下侧配设较多小直径的、高速侧的齿轮120侧的 冷却配管132，能将冷却配管132和两齿轮120、126的最下部之间的距离设为大致一定，因 此能在从两个齿轮120、126(在垂直方向下侧)在大致相同的位置上夺取产生的热。并且， 由于在有产生热量变高的忧虑的齿轮120、126彼此的啮合位置及(进行高速旋转的)高速 侧的齿轮120周边配设有更多的冷却配管132，所以对产生的热量高的部位也加强冷却性 能。由此，在润滑油Oi中不产生局部的高温部而能将冷却的润滑油Oi向整体扩展，并能使 润滑油Oi内的温度更均勻地收敛。并且，通过进一步缩小齿轮120、126与冷却配管132之间的距离，并利用齿轮120、 126的搅拌作用，将冷却的润滑油Oi向更广范围扩展而能提高热交换的搅拌性能。尤其(进 行高速旋转的)高速侧的齿轮120因为基于旋转力的润滑油Oi的搅拌作用强，因此使冷却 的润滑油Oi向更广范围扩展并使热交换的搅拌性能更加提高。S卩，将冷却配管132与两个齿轮120、126的最下部的距离设为大致一定，考虑由齿 轮120、126的转速差异而产生的产生热量及搅拌作用来配设冷却配管132，由此能使润滑 油Oi的温度为均勻地进行冷却。并且，基于在齿轮120、126周边设置了冷却配管132的热交换，使齿轮120、126周 边与底面的润滑油Oi之间产生温度差。其结果，该温度差使润滑油Oi内产生对流现象，并 使有温度差的润滑油Oi流动，因此促进上述的搅拌作用。在本实施方式中，基于齿轮120、126的机械性搅拌效果和基于自然法则的对流效 果相结合而实现热交换中的高效率的搅拌作用。该效果与基于上述的表面积的扩张的效果相结合，能更加提高冷却性能。另外，从润滑油Oi的表面Oil朝向垂直方向下侧而配设的冷却配管132之中、至 少最接近的上段与下段的冷却配管132彼此配设为不重叠。由此，最接近的上段与下段的冷却配管132彼此不接触，所以润滑油Oi能够在该 冷却配管132彼此之间流动。S卩，冷却配管132不妨碍润滑油Oi的流动，冷却配管132周 围的润滑油Oi的流速加快，而能更进一步提高上述的搅拌效率。由此，该效果更能使冷却 性能提高。S卩，垂直方向下侧的润滑油Oi的流动性的提高，不仅是因为层叠了冷却配管132， 而且是因为采用本实施方式所涉及的结构的排列才能实现的效果，是为了更加提高冷却性 能的有效的因素。本发明的实施方式所涉及的冷却配管132的阶层结构、与上述的基于调整冷却配 管132相对于齿轮120、126的距离的机构的效果相结合，增大从润滑油Oi的表面Oil朝向 垂直方向下侧的冷却配管132与润滑油Oi接触的表面积的同时，能谋求搅拌性能的提高。 其结果能更加提高冷却装置的冷却能力。S卩，本发明不将冷却配管132的配设模式限于相同平面内(二维)，考虑能弥补润 滑油Oi的顺利的流动性的冷却配管132与齿轮120、126的位置关系、通过进一步扩张至高 度方向(三维)而形成冷却配管132的配设模式，实现仅由层叠冷却配管132所得不到的 飞跃性的冷却性能的提高。通过该冷却性能的提高，能防止齿轮120、126的尤其是轴承137 (输出轴124侧的轴承省略图示)部分的劣化，并能实现减速机100的使用期间的长期化及维护保养周期的 长期化。并且，由于是内部冷却方式，所以能谋求减速机100的小型化、冷却成本的降低 化。从以上的情况，通过使用本发明谋求冷却装置的冷却性能的提高的同时，谋求部 品的共同化，从而能谋求减速机100的小型化及装置成本的降低化。另外，在本实施方式中考虑热交换的高效率化而将导入用管的安装位置设置成高 于导出用管，但可以将安装导入用管和导出用管的高度设成相同。并且，考虑热传导率而使用铜制的冷却配管的材料，但也可以考虑腐蚀性、耐热性 而采用其他材料(例如不锈钢等)。冷却配管的内径不限于相同，为了更加提高冷却性能， 也可以增大发热高的(高温部的)高速段侧的冷却配管的外径。并且，在相同高度方向中 的平面内，冷却配管构成长方形形状，但也可以通过如线圈状的蜿蜒曲折地配设来更扩展 与润滑油Oi的接触面积。对形成于冷却配管外周的冷却片的形状或大小进行研究，能够更 扩展与润滑油Oi的接触面积而能使冷却性提高。在上述实施方式中设想了使用于造纸机的减速机，所以作为冷却介质使用(腐蚀 时易交换的)冷却水(水冷)，但是若能作为冷却介质发挥作用则不特别限定。通过使固定板(从下端至形成在最下部的配管固定孔的长度Hl与从上端至形成 在最上部的配管固定孔的长度H4不同的部件)上下旋转180度来使用，或者交换使用形成 有高度方向的位置不同的配管固定孔的左右固定板，由此可根据齿轮的大小、所要求的冷 却性能来更容易地微调冷却配管的高度。并且，将导入孔和导出孔形成在齿轮箱的相同侧 面，但也可以将两者形成在不同的侧面。在冷却配管的配设时调整冷却配管的配设位置，但 是也可以设置基于作业者的手动的调整机构或自动调整机构(均省略图示)，在维护时使 用这些机构来调整冷却配管的配设位置。作为安装于齿轮箱内的齿轮，不仅在平行齿轮，而且还能在正交齿轮中适用本发 明。而且，齿轮的级数不限于1级齿轮的类型，即使是2级以上类型的齿轮也可以适用本发明。并且，虽然未图示，但是也可以将配管固定孔设为长孔。由此，能进行冷却配管的 高度方向的微调，所以能更容易地且更适当地进行冷却配管的(高度方向上的)配设位置 的变更。并且，由于可以进行冷却配管的配设位置的微调，所以可以适用的减速机的变化也 更宽广，作为减速机系列整体的共同部件增多，所以能降低从减速机系列整体来看时的制 造成本。另外，只要是能微调冷却配管的配设位置的机构，则也可以使用将配管固定孔设为 长孔以外的机构。在上述实施方式中，支承部设置在齿轮箱的底面，但是也可以设置在齿轮箱的其 他侧面。并且，例如在垂直方向上配设有多个段的冷却配管时，冷却配管歪曲的危险性低， 所以未必一定要设置支承部。另外，实施方式中所记载的构成部件或要素中，即使没特别记载，但只要构成部件 的尺寸、材质、形状、其他相对位置等没有特定限制，就不是将该发明的范围仅限定在其中 的宗旨。
权利要求
一种减速机，具备齿轮箱，其特征在于，在该齿轮箱上设置润滑剂的冷却介质的导入孔和该冷却介质的导出孔，并且在该齿轮箱内设置通过所述导出孔将通过所述导入孔导入的所述冷却介质进行导出的冷却配管，并且设置调整机构，所述调整机构调整该冷却配管与配置在所述齿轮箱内的齿轮之间的距离。
2.如权利要求1所述的减速机，其特征在于，所述调整机构调整所述冷却配管与配置在所述齿轮箱内的齿轮在垂直方向上的距离。
3.如权利要求1或2所述的减速机，其特征在于，所述调整机构具备固定板，所述固定板能够装卸地固定在所述齿轮箱上，并且具有用 于变更所述冷却配管在该齿轮箱内的配设位置的配管固定孔。
4.如权利要求3所述的减速机，其特征在于，所述固定板至少在上下方向上具有多个所述配管固定孔。
5.如权利要求3或4所述的减速机，其特征在于， 所述配管固定孔为长孔。
6.如权利要求3至5中的任一项所述的减速机，其特征在于， 所述固定板能够上下旋转180度而安装于所述齿轮箱上。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的减速机，其特征在于， 在所述齿轮箱侧设置支承所述冷却配管的支承部，并且，该支承部对形成在该冷却配管的槽部分能够装卸地进行支承。
全文摘要
本发明提供一种减速机，其谋求冷却装置的冷却性能提高的同时谋求部件的共同化，而可以谋求减速机的小型化及装置成本的降低化。在具备齿轮箱(102)的减速机(100)中，在齿轮箱(102)上设置润滑剂的冷却介质的导入孔(128)及冷却介质的导出孔(130)的同时，在齿轮箱(102)内设置通过导出孔(130)将通过导入孔(128)导入的冷却介质进行导出的冷却配管(132)，并且设置调整冷却配管(132)与配设在齿轮箱(102)内的齿轮(120、126)之间的距离的调整机构。
文档编号F16H57/04GK101985973SQ20101023943
公开日2011年3月16日 申请日期2010年7月27日 优先权日2009年7月28日
发明者加地孝敏, 山崎泰正 申请人:住友重机械工业株式会社