JP2003042265A

JP2003042265A - 歯車装置

Info

Publication number: JP2003042265A
Application number: JP2001226393A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Uzawa; 信夫鵜沢; Yukihiro Tanaka; 幸弘田中; Isato Masuda; 勇人益田; Takeshi Kurihara; 猛栗原; Yuji Igawa; 裕二井川; Shinichi Sekido; 慎一関戸
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】互いに噛合する駆動歯車と従動歯車とを潤滑
用歯車を用いて潤滑すると共に、潤滑用歯車の耐久性を
高める。【解決手段】旋回輪１８に設けられた内歯車２０Ａに
噛合するピニオン１７に潤滑用歯車３６を噛合させる。
そして、潤滑用歯車３６は、潤滑油を含浸した含油樹脂
材料を用いて形成した複数枚の含油歯車板３９と、この
含油歯車板３９よりも硬質な材料を用いて形成した複数
枚の硬質歯車板３８とを互いに重合せて積層化すること
により構成する。これにより潤滑用歯車３６がピニオン
１７と噛合するときには、硬質歯車板３８によりピニオ
ン１７からの押付け力を受承する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル、油圧クレーン等の建設機械に搭載される旋回装置等
に好適に用いられる歯車装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、モータ、エンジン等の回転源に
よって作動する各種の産業機械等には、回転源の動力を
伝達する動力伝達手段として、駆動歯車と、該駆動歯車
に噛合することにより駆動歯車の回転が伝達される従動
歯車とを備えた歯車装置が設けられている。

【０００３】また、例えば油圧ショベル等の建設機械
は、下部走行体と該下部走行体上に旋回可能に搭載され
た上部旋回体とからなり、下部走行体と上部旋回体との
間には、上部旋回体を旋回させるため歯車装置を備えた
旋回装置が設けられている。

【０００４】そこで、従来技術による油圧ショベルの旋
回装置を、図１３および図１４を参照しつつ説明する。

【０００５】図中、１は油圧ショベルの下部走行体、２
は該下部走行体１上に旋回可能に搭載された上部旋回体
で、該上部旋回体２は旋回フレーム３を有し、該旋回フ
レーム３上には、キャブ４、建屋カバー５およびカウン
タウェイト６等が設けられている。また、上部旋回体２
の前部側には、土砂等の掘削作業を行う作業装置７が俯
仰動可能に設けられている。

【０００６】８は下部走行体１と上部旋回体２との間に
設けられた旋回装置で、該旋回装置８は、図１４に示す
ように、後述の旋回用減速機９と旋回輪１８とによって
大略構成されている。

【０００７】９は上部旋回体２を構成する旋回フレーム
３に取付けられた旋回用減速機で、該旋回用減速機９
は、後述のハウジング１０、遊星歯車減速機構１２，１
３、出力軸１４、ピニオン１７等により構成されてい
る。

【０００８】１０は旋回フレーム３上に設けられた筒状
のハウジングで、該ハウジング１０の下端側は大径のフ
ランジ部１０Ａとなり、該フランジ部１０Ａが旋回フレ
ーム３にボルト締めされている。また、ハウジング１０
の上部内周側には、全周に亘って環状の内歯車１０Ｂ，
１０Ｃが形成されている。

【０００９】１１はハウジング１０の上端側に取付けら
れ、旋回用減速機９の回転源となる旋回モータで、該旋
回モータ１１は、外部から圧油が給排されることにより
回転軸１１Ａを回転駆動する油圧モータによって構成さ
れている。

【００１０】１２はハウジング１０内に設けられた１段
目の遊星歯車減速機構で、該遊星歯車減速機構１２は、
旋回モータ１１の回転軸１１Ａにスプライン結合された
太陽歯車１２Ａと、該太陽歯車１２Ａとハウジング１０
の内歯車１０Ｂとに噛合する複数の遊星歯車１２Ｂと、
該遊星歯車１２Ｂを回転可能に支持するキャリア１２Ｃ
とにより構成されている。

【００１１】１３は遊星歯車減速機構１２の下側に位置
してハウジング１０内に設けられた２段目の遊星歯車減
速機構で、該遊星歯車減速機構１３は、キャリア１２Ｃ
にスプライン結合された太陽歯車１３Ａと、該太陽歯車
１３Ａとハウジング１０の内歯車１０Ｃとに噛合する複
数の遊星歯車１３Ｂと、該遊星歯車１３Ｂを回転可能に
支持するキャリア１３Ｃとにより構成されている。

【００１２】１４はハウジング１０内に回転可能に設け
られた出力軸で、該出力軸１４は、軸受１５，１６を介
してハウジング１０内に支持され、遊星歯車減速機構１
２，１３によって減速された旋回モータ１１の回転を出
力するものである。そして、出力軸１４の上端側は遊星
歯車減速機構１３のキャリア１３Ｃにスプライン結合さ
れ、出力軸１４の下端側はハウジング１０から下向きに
突出している。

【００１３】１７は出力軸１４の下端側に一体に設けら
れた駆動歯車としてのピニオンで、該ピニオン１７は、
後述する内輪２０の内歯車２０Ａに噛合し、各遊星歯車
減速機構１２，１３によって減速された旋回モータ１１
の回転を内歯車２０Ａに伝達するものである。

【００１４】１８は下部走行体１上で上部旋回体２を旋
回可能に支持する旋回輪で、該旋回輪１８は、下部走行
体１側に設けられた丸胴１９の上面に固着された内輪２
０と、旋回フレーム３の下面に固着された外輪２１と、
内輪２０と外輪２１との間に配設された複数の鋼球２２
（２個のみ図示）とによって構成されている。

【００１５】ここで、内輪２０の内周側には全周に亘っ
て内歯車２０Ａが形成され、この内歯車２０Ａは、従動
歯車となって出力軸１４のピニオン１７に噛合するもの
である。

【００１６】このように、旋回装置８は、旋回用減速機
９のピニオン１７を駆動歯車とし、旋回輪１８の内歯車
２０Ａを従動歯車とする歯車装置を備えている。そし
て、旋回モータ１１が作動して出力軸１４が回転する
と、ピニオン１７が自転しつつ内歯車２０Ａに沿って公
転し、このピニオン１７の公転がハウジング１０を介し
て旋回フレーム３に伝達されることにより、上部旋回体
２が下部走行体１上で旋回する構成となっている。

【００１７】２３は軸受１６とピニオン１７との間に位
置してハウジング１０の下端側に取付けられた環状のリ
テーナで、該リテーナ２３は軸受１６を保持するもので
ある。２４はリテーナ２３に取付けられた環状のオイル
シールで、該オイルシール２４は、各遊星歯車減速機構
１２，１３等を潤滑するための潤滑油をハウジング１０
内に封止するものである。

【００１８】２５は旋回輪１８を構成する内輪２０の内
周側に設けられたグリースバスで、該グリースバス２５
は、丸胴１９の内周面に固着された環状の油溜め部２５
Ａと、該油溜め部２５Ａから立上る円板状の平板部２５
Ｂとからなっている。そして、グリースバス２５の油溜
め部２５Ａ内にはグリースＧが保持され、このグリース
Ｇにより、ピニオン１７と内歯車２０Ａとの噛合部を潤
滑する構成となっている。

【００１９】従来技術による油圧ショベルの旋回装置８
は、旋回用減速機９のピニオン１７を駆動歯車とし、旋
回輪１８に設けた内歯車２０Ａを従動歯車とした歯車装
置を備えたもので、旋回モータ１１が作動すると、回転
軸１１Ａの回転が遊星歯車減速機構１２，１３により２
段減速されて出力軸１４に伝達され、ピニオン１７が高
トルクをもって回転する。

【００２０】そして、ピニオン１７が、下部走行体１側
に取付けられた旋回輪１８の内輪２０に設けた内歯車２
０Ａに噛合することにより、該内歯車２０Ａに沿って自
転しつつ公転し、この公転力がハウジング１０を介して
上部旋回体２の旋回フレーム３に伝達されることによ
り、上部旋回体２全体が下部走行体１上で旋回動作を行
う。

【００２１】このとき、オイルシール２４によってハウ
ジング１０内に封止された潤滑油により、遊星歯車減速
機構１２，１３等を常時潤滑し、グリースバス２５内に
保持されたグリースＧにより、ピニオン１７と内輪２０
の内歯車２０Ａとの噛合部を常時潤滑することにより、
上部旋回体２を長期に亘って円滑に旋回させることがで
きる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、グリースバ
ス２５内に保持されたグリースＧは、一般に粘性が高く
流動しにくいため、グリースＧの多くは、ピニオン１７
と内輪２０の内歯車２０Ａとの噛合部から外れた場所に
滞留してしまう。

【００２３】このため、グリースバス２５内に保持され
たグリースＧの多くは、ピニオン１７と内輪２０の内歯
車２０Ａとの噛合部に供給されない場合が多く、無駄に
なってしまうという問題がある。

【００２４】また、上部旋回体２の旋回動作時には、ピ
ニオン１７と内輪２０の内歯車２０Ａとが噛合するとき
のポンプ作用によってグリースＧがオイルシール２４に
向けて噴出する。

【００２５】この場合、グリースＧ内には、ピニオン１
７と内輪２０の内歯車２０Ａとの噛合によって生じる摩
耗粉、泥濘地や不整地を走行するときの泥等の異物、水
分が混入している。このため、これらの異物、水分が混
入したグリースＧがオイルシール２４に衝突し、オイル
シール２４のゴム材を化学的、物理的にアタックするこ
とにより、オイルシール２４が劣化、破損、損傷し、ハ
ウジング１０内の潤滑油が外部に漏れてしまい、遊星歯
車減速機構１２，１３等を適正に潤滑することができ
ず、旋回用減速機９の安定した作動が損なわれるという
問題がある。

【００２６】また、長期に亘ってグリースバス２５内に
保持されたグリースＧは、グリースバス２５内に侵入し
た雨水や洗浄水等の水分、経年変化等によって劣化し、
ピニオン１７と内歯車２０Ａとの噛合部を潤滑する能力
が低下するため、定期的に補給、交換等を行うことが望
ましい。

【００２７】しかし、グリースバス２５内のグリースＧ
を交換するときには、通常、作業者が下部走行体１の下
にもぐり込み、グリースバス２５の底部に設けた穴を通
じて劣化したグリースを外部に掻き出す必要があるため
非常に煩雑である。

【００２８】このように、グリースＧの交換作業は非常
に煩雑であるため、実際には異物が混入し劣化したグリ
ースＧが交換されないまま使用されている場合が多く、
グリースＧ内の異物によるオイルシール２４の破損や、
グリースＧの劣化によるピニオン１７と内歯車２０Ａと
の噛合部の潤滑不足等により、上部旋回体２の安定した
旋回動作が損なわれるという問題がある。

【００２９】さらに、グリースＧの交換を行うため、劣
化したグリースＧをグリースバス２５から排出するとき
に、このグリースＧが地面等に落下して土壌を汚染した
り、交換作業を行う作業者がグリースＧによって汚れる
ため非衛生的であるという問題がある。

【００３０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、潤滑油を予め含有した
潤滑用歯車を採用することにより、互いに噛合する駆動
歯車と従動歯車とを長期に亘って適正に潤滑することが
できるようにした歯車装置を提供することにある。

【００３１】また、本発明の他の目的は、駆動歯車と従
動歯車を潤滑する潤滑油によって環境汚染等を引き起こ
すことのない歯車装置を提供することにある。

【００３２】さらに、本発明の別の目的は、建設機械の
旋回体側に設けられた旋回装置のピニオンと、旋回体を
旋回可能に支持する旋回輪に設けられた旋回輪歯車との
噛合部を、グリースバス内に保持されたグリース等を用
いることなく、長期に亘って適正に潤滑することができ
るようにした歯車装置を提供することにある。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し該駆
動歯車の回転が伝達される従動歯車とからなる歯車装置
に適用される。

【００３４】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記駆動歯車と従動歯車のうちいずれか一方の
歯車に噛合し該歯車の歯面に潤滑油を供給する潤滑用歯
車を備え、該潤滑用歯車は、前記潤滑油が含浸された軟
質な材料を用いて形成された含油歯車板と、該含油歯車
板よりも硬質な材料を用いて形成された硬質歯車板とを
交互に重合せて積層化することにより構成したことにあ
る。

【００３５】このように構成したことにより、駆動歯車
と該駆動歯車に噛合する従動歯車とが回転すると、潤滑
用歯車が、駆動歯車と従動歯車のうち一方の歯車に噛合
して自転する。そして、このときに駆動歯車と潤滑用歯
車の噛合部または従動歯車と潤滑用歯車との噛合部で生
じる摩擦熱、噛合時の抵抗による歯面での押付け力等に
よって含油歯車板から潤滑油が滲み出す。これにより、
潤滑用歯車から滲み出した潤滑油が、該潤滑用歯車に噛
合する歯車の歯面に供給され、駆動歯車と従動歯車との
噛合部を適正に潤滑することができる。

【００３６】また、潤滑用歯車が駆動歯車と従動歯車の
うち一方の歯車に噛合するときには、含油歯車板よりも
硬質な材料を用いて形成された硬質歯車板が前記歯車か
らの押付け力を直接受承することができる。そして、こ
のような押付け力が含油歯車板に過大に作用するのを防
止でき、含油歯車板の摩耗、変形を最小限に抑えること
ができる。

【００３７】また、請求項２の発明が採用する構成の特
徴は、駆動歯車と従動歯車のうちいずれか一方の歯車に
噛合し該歯車の歯面に潤滑油を供給する潤滑用歯車を備
え、該潤滑用歯車は、前記歯車に噛合する歯車本体と、
該歯車本体の噛合面側に設けられ前記潤滑油が含浸され
た含油材料からなる含油部材とにより構成したことにあ
る。

【００３８】このように構成したことにより、駆動歯車
と該駆動歯車に噛合する従動歯車とが回転すると、潤滑
用歯車の歯車本体が、駆動歯車と従動歯車のうち一方の
歯車に噛合して自転する。そして、このときに駆動歯車
と潤滑用歯車の噛合部または従動歯車と潤滑用歯車との
噛合部で生じる摩擦熱、噛合時の抵抗による歯面での押
付け力等によって含油部材から潤滑油が滲み出し、駆動
歯車と従動歯車との噛合部を適正に潤滑することができ
る。

【００３９】また、請求項３の発明は、歯車本体は含油
部材よりも硬質な材料を用いて形成している。このよう
に構成したことにより、潤滑用歯車が駆動歯車と従動歯
車のうち一方の歯車に噛合するときには、含油部材より
も硬質な材料を用いて形成された歯車本体が前記歯車か
らの押付け力を直接受承することができ、このような押
付け力が含油部材に過大に作用するのを防止することが
できる。

【００４０】また、請求項４の発明は、歯車本体には、
歯車に噛合する歯面に沿って延びる凹溝を設け、含油樹
脂材は該凹溝内に埋設する構成としている。このように
構成したことにより、含油樹脂材は歯車本体の歯面の凹
溝内に埋設されているから、含油樹脂材から滲み出した
潤滑油を前記歯車に常時安定して供給することができ
る。

【００４１】さらに、請求項５の発明は、歯車本体に
は、歯車に噛合する歯面側に螺旋状に延びる螺旋状凹溝
を設け、含油樹脂材は該螺旋状凹溝内に埋設する構成と
している。このように構成したことにより、含油樹脂材
は歯車本体の歯面側の螺旋状凹溝内に埋設されているか
ら、含油樹脂材から滲み出した潤滑油を前記歯車に常時
安定して供給することができる。

【００４２】さらに、請求項６の発明は、歯車本体に
は、歯車に噛合する歯面側に複数の凹窪部を設け、含油
樹脂材は該各凹窪部に埋設する構成としている。このよ
うに構成したことにより、含油樹脂材は歯車本体の歯面
側の各凹窪部内に埋設されているから、この含油樹脂材
から滲み出した潤滑油を前記歯車に安定して供給するこ
とができる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による歯車装置の実
施の形態を、油圧ショベルの旋回装置に適用した場合を
例に挙げ、図１ないし図１２を参照しつつ詳細に説明す
る。

【００４４】まず、図１ないし図５は本発明による第１
の実施の形態を示している。なお、本実施の形態では、
上述した従来技術と同一の構成要素に同一符号を付し、
その説明を省略するものとする。

【００４５】図中、３１はピニオン１７の近傍に位置し
て旋回フレーム３の下面に設けられた歯車ホルダで、該
歯車ホルダ３１は、図３に示すように、鋼板等を折曲げ
ることにより形成され、旋回フレーム３の下面に取付け
られ鉛直下向きに折曲げられたＬ型のフレーム取付部３
１Ａと、該フレーム取付部３１Ａの下端側を折曲げるこ
とによりピニオン１７に向けて水平に延びた歯車支持部
３１Ｂとを有している。また、歯車ホルダ３１のフレー
ム取付部３１Ａにはボルト挿通穴３１Ｃが穿設され、歯
車支持部３１Ｂには軸穴３１Ｄが穿設されている。

【００４６】そして、歯車ホルダ３１は、フレーム取付
部３１Ａのボルト挿通穴３１Ｃと旋回フレーム３とに挿
通したボルト３２にナット３３を螺着すると共に、フレ
ーム取付部３１Ａと旋回フレーム３とにノックピン３４
を挿通することにより、旋回フレーム３の下面に廻止め
状態で固着されている。

【００４７】３５は歯車ホルダ３１に立設された支持軸
で、該支持軸３５は円柱状の鋼棒からなり、その下端側
を歯車支持部３１Ｂの軸穴３１Ｄに挿嵌することによ
り、歯車ホルダ３１に一体的に固着されている。

【００４８】３６は歯車ホルダ３１に固着された支持軸
３５に着脱可能に取付けられ、ピニオン１７に噛合する
潤滑用歯車で、該潤滑用歯車３６は、鍔部３７Ａを有し
支持軸３５の外周側に摺動可能に挿嵌されたブッシュ３
７と、該ブッシュ３７の外周側に設けられた後述の硬質
歯車板３８と、該硬質歯車板３８と一緒にブッシュ３７
の外周側に設けられた含油歯車板３９とにより大略構成
されている。

【００４９】３８，３８，…は支持軸３５の軸方向に間
隔をおいて設けられた５枚の硬質歯車板で、該硬質歯車
板３８は、後述の含油歯車板３９よりも硬質な樹脂材
料、金属材料等を用いて形成されている。また、硬質歯
車板３８は、例えばピニオン１７と等しい歯数およびモ
ジュールを有する複数の歯部３８Ａ，３８Ａ，…をもっ
て形成され、歯厚ｄ1を有している。また、硬質歯車板
３８の中心部にはブッシュ３７が圧入状態で挿嵌される
ブッシュ挿嵌穴３８Ｂが穿設されている。

【００５０】また、硬質歯車板３８には、その中心とな
るブッシュ挿嵌穴３８Ｂから離れた位置にピン挿嵌穴３
８Ｃが穿設されている。そして、硬質歯車板３８はピニ
オン１７と噛合し、このときに硬質歯車板３８の歯面は
ピニオン１７からの押付け力を受承するものである。

【００５１】３９，３９，…は各硬質歯車板３８と交互
に積層された５枚の含油歯車板で、該含油歯車板３９
は、従来技術によるグリースバスに保持されたグリース
に代えて、旋回用減速機９のピニオン１７（駆動歯車）
と旋回輪１８の内歯車２０Ａ（従動歯車）との噛合部を
潤滑するものである。

【００５２】そして、含油歯車板３９は、図４および図
５に示すように、後述する含油樹脂材料により硬質歯車
板３８よりも僅かに大きな歯車として形成されている。
即ち、含油歯車板３９の歯厚ｄ2は硬質歯車板３８の歯
厚ｄ1よりも一定寸法だけ大きく（ｄ2＞ｄ1）設定して
いる。

【００５３】また、含油歯車板３９は、例えばピニオン
１７と等しい歯数およびモジュールを有する複数の歯部
３９Ａ，３９Ａ，…をもって形成され、その中心部には
ブッシュ３７が圧入状態で挿嵌されるブッシュ挿嵌穴３
９Ｂが穿設されている。また、含油歯車板３９には、そ
の中心となるブッシュ挿嵌穴３９Ｂから離れた位置にピ
ン挿嵌穴３９Ｃが穿設されている。

【００５４】ここで、含油歯車板３９の素材となる含油
樹脂材料は、潤滑油が含浸された軟質な材料、例えばポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の
ポリオレフィン系合成樹脂等の高分子材料からなる樹脂
材料中に、例えば鉱油系、合成油系潤滑油、リチウム石
けん−鉱油系グリース等の潤滑油を、例えば５０重量％
以上含有したものである。

【００５５】また、この含油樹脂材料は熱硬化性を有
し、非加熱状態ではグリース状となっているため、この
グリース状の含油樹脂材料を成形型内に充填した後、加
熱することにより、硬質ゴム程度の硬さをもった含油歯
車板３９を成形することができる。

【００５６】そして、各硬質歯車板３８のピン挿嵌穴３
８Ｃ内、各含油歯車板３９のピン挿嵌穴３９Ｃ内にそれ
ぞれピン４０を圧入状態で挿嵌することにより、硬質歯
車板３８および含油歯車板３９はブッシュ３７に対し周
方向に位置決めして取付けられている。さらに、潤滑用
歯車３６は、硬質歯車板３８、含油歯車板３９が支持軸
３５の上端側に装着された止め輪４１によって軸方向に
抜止めされている。そして、潤滑用歯車３６は、歯車ホ
ルダ３１に立設された支持軸３５にブッシュ３７を摺動
可能に挿通することにより、支持軸３５に回転可能に支
持されている。

【００５７】このように、潤滑用歯車３６は、支持軸３
５により回転可能に支持され、歯車ホルダ３１によって
ピニオン１７に噛合した状態を保持し、該ピニオン１７
の回転に伴って自転する構成となっている。そして、潤
滑用歯車３６の含油歯車板３９は、ピニオン１７に噛合
することによる摩擦熱等によってその歯面から潤滑油が
滲み出し、この滲み出した潤滑油によってピニオン１７
の歯面を常時潤滑するものである。この場合、含油歯車
板３９の素材となる含油樹脂材料は水に侵されにくい性
質を有しているため、雨水、洗浄水等が付着したとして
も、ピニオン１７に対する潤滑用歯車３６の潤滑性能が
低下することはない。

【００５８】本実施の形態による歯車装置は、上述の如
くピニオン１７（駆動歯車）と旋回輪１８の内歯車２０
Ａ（従動歯車）との噛合部を潤滑するために潤滑用歯車
３６を備えたもので、以下、この潤滑用歯車３６の動作
について説明する。

【００５９】まず、旋回モータ１１が作動すると、ピニ
オン１７が、旋回輪１８の内歯車２０Ａに沿って自転し
つつ公転し、この公転力がハウジング１０を介して上部
旋回体２の旋回フレーム３に伝達されることにより、上
部旋回体２全体が下部走行体１上で旋回動作を行う。

【００６０】このとき、歯車ホルダ３１は旋回フレーム
３に取付けられているので、この歯車ホルダ３１の支持
軸３５に支持された潤滑用歯車３６は、ピニオン１７に
噛合することにより支持軸３５を中心として自転する。
そして、潤滑用歯車３６を構成する含油歯車板３９の各
歯部３９Ａの歯面からは、ピニオン１７との噛合による
摩擦熱、噛合時の抵抗による歯面での押付け力等によっ
て潤滑油が除々に滲み出し、この潤滑油がピニオン１７
の歯面に付着する。従って、ピニオン１７は、潤滑用歯
車３６から潤滑油の供給を受けつつ内歯車２０Ａに噛合
することになり、ピニオン１７と内歯車２０Ａとの噛合
部を常時適正に潤滑しておくことができる。

【００６１】このため、本実施の形態においては、グリ
ースバス内に保持したグリース等を用いてピニオン１７
と内歯車２０Ａとの噛合部を潤滑する必要がなくなり、
これらグリースバス、および該グリースバス内に充填さ
れる大量のグリース等を不要にできる。従って、従来技
術に比較して、旋回輪１８の内周側にグリースバスを形
成する作業、グリースバス内にグリースを充填する作業
等を不要にでき、製造コストを低減することができる。

【００６２】また、グリースバス内に保持したグリース
を用いてピニオン１７と内歯車２０Ａとの噛合部を潤滑
する場合に比較して、摩耗粉、泥土、水分等の異物が混
入したグリースがピニオン１７と内歯車２０Ａとの噛合
部から噴出してオイルシール２４に衝突することによ
り、該オイルシール２４が化学的、物理的に劣化、破
損、損傷してしまうことがない。このため、ハウジング
１０内に潤滑油を確実に封止しておくことができ、遊星
歯車減速機構１２，１３等を常時適正に潤滑することが
できるので、旋回用減速機９を長期に亘って安定して作
動させることができる。

【００６３】また、雨水や洗浄水等の水分、経年変化等
によって劣化したグリースがピニオン１７と内歯車２０
Ａとの噛合部に供給されることがないので、ピニオン１
７と内歯車２０Ａとの噛合部の潤滑状態を良好に保つこ
とができる。

【００６４】さらに、グリースの交換作業を行う必要が
ないため、グリースが地面等に落下して土壌を汚染した
り、交換作業を行う作業者がグリースによって汚れるこ
とがなく、衛生的な作業環境を提供することができる。

【００６５】しかも、本実施の形態では、潤滑用歯車３
６を硬質歯車板３８と含油歯車板３９とにより構成し、
硬質歯車板３８を含油歯車板３９よりも硬質な（強度が
高い）材料を用いて形成したので、潤滑用歯車３６がピ
ニオン１７と噛合するときには、硬質歯車板３８の歯面
がピニオン１７からの押付け力を受承し、前記押付け力
が含油歯車板３９に過大に作用するのを防止することが
できる。

【００６６】これにより、潤滑用歯車３６の含油歯車板
３９がピニオン１７との間で摩耗、変形するのを防止で
き、潤滑用歯車３６の耐久性、寿命等を高め、含油歯車
板３９からの潤滑油をピニオン１７に安定して供給する
ことができる。

【００６７】また、潤滑用歯車３６は各硬質歯車板３８
と各含油歯車板３９とを交互に重合わせて積層する構成
としたので、各含油歯車板３９をブッシュ３７の軸方向
にほぼ等間隔に配置でき、これら各含油歯車板３９から
の潤滑油をピニオン１７の歯面全体に亘って均一に供給
することができる。

【００６８】さらに、潤滑用歯車３６は、含油歯車板３
９の歯厚ｄ2を硬質歯車板３８の歯厚ｄ1よりも一定寸法
だけ大きく（ｄ2＞ｄ1）形成したので、潤滑用歯車３６
がピニオン１７と噛合するときには、含油歯車板３９の
歯部３９Ａの歯面をピニオン１７の歯面に安定して接触
させることができ、潤滑油をピニオン１７に良好に供給
することができる。

【００６９】次に、図６および図７は本発明による第２
の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、潤滑用歯
車を構成する硬質歯車板の歯面側には全周に亘って延び
る全周凹溝を設け、該全周凹溝内には潤滑油が含浸され
た含油材料からなる含油部材を埋設する構成としたこと
にある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施
の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明
を省略するものとする。

【００７０】図中、５１は本実施の形態に係る潤滑用歯
車で、該潤滑用歯車５１は、ブッシュ５２、後述の歯車
本体５３および含油部材５４によって構成されている。
また、ブッシュ５２は、第１の実施の形態によるブッシ
ュ３７とほぼ同様に構成されている。

【００７１】５３は本実施の形態に用いる潤滑用歯車５
１の歯車本体で、該歯車本体５３は、第１の実施の形態
による硬質歯車板３８とほぼ同様に、含油部材５４より
も硬質な樹脂材料、金属材料等を用いて形成され、複数
の歯部５３Ａ，５３Ａ，…を有している。また、歯車本
体５３はその内周側がブッシュ挿嵌穴５３Ｂとなり、該
ブッシュ挿嵌穴５３Ｂ内にはブッシュ５２が圧入等の手
段を用いて取付けられている。ここで、歯車本体５３の
歯面側には軸方向に離間して全周に亘って延びる全周凹
溝５３Ｃ，５３Ｃ，…が設けられている。

【００７２】５４，５４，…は本実施の形態に用いる含
油部材で、該含油部材５４は、第１の実施の形態で述べ
た含油歯車板３９とほぼ同様に、潤滑油が含浸された軟
質な樹脂材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系合成樹脂等を
用いた歯車として形成されている。そして、含油部材５
４は歯車本体５３の全周凹溝５３Ｃ内に射出成形等の手
段を用いて埋設されている。また、含油部材５４は、複
数の歯部５４Ａ，５４Ａ，…を有し、第１の実施の形態
と同様に歯車本体５３よりも一定寸法だけ大きな歯厚を
もって形成されるものである。

【００７３】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。特に、本実施の形態では、含油歯車板
３９を射出成形等の手段を用いて歯車本体５３に取付け
ることができるから、潤滑用歯車５１の製作時には例え
ば圧入等の手段を用いる必要がなくなり、製作時の作業
性等を高めることができる。また、含油部材５４を歯車
本体５３の全周凹溝５３Ｃ内に埋設する構成としたの
で、含油部材５４をピニオン１７に常に接触させること
ができ、ピニオン１７に対し潤滑油を安定して供給する
ことができる。

【００７４】次に、図８ないし図１０は本発明による第
３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、潤滑用
歯車を構成する硬質歯車板の歯面側には螺旋状凹溝を設
け、該螺旋状凹溝内には含油部材を埋設する構成とした
ことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の
実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その
説明を省略するものとする。

【００７５】図中、６１は本実施の形態に係る潤滑用歯
車で、該潤滑用歯車６１は、ブッシュ６２、後述の歯車
本体６３および含油部材６４によって構成されている。
また、ブッシュ６２は第１の実施の形態によるブッシュ
３７とほぼ同様に構成されている。

【００７６】６３は本実施の形態に用いる歯車本体で、
該歯車本体６３は、含油部材６４よりも硬質な樹脂材
料、金属材料等を用いて形成され、複数の歯部６３Ａ，
６３Ａ，…を有している。また、歯車本体６３はその内
周側がブッシュ挿嵌穴６３Ｂとなり、該ブッシュ挿嵌穴
６３Ｂ内にはブッシュ６２が圧入等の手段を用いて取付
けられている。ここで、歯車本体６３の歯面側には螺旋
状に延びる螺旋状凹溝６３Ｃが設けられている。

【００７７】６４は本実施の形態に用いる含油部材で、
該含油部材６４は、第１の実施の形態で述べた含油歯車
板３９とほぼ同様に、潤滑油が含浸された軟質な樹脂材
料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチル
ペンテン等のポリオレフィン系合成樹脂等の樹脂材料を
用いて形成されている。そして、含油部材６４は、歯車
本体６３の螺旋状凹溝６３Ｃ内に射出成形等の手段を用
いて埋設され、歯車本体６３の歯面側を螺旋状に延びて
いる。これにより、図１０に示すように歯部６３Ａ1に
位置する含油部材６４は歯部６３Ａ2に位置する含油部
材６４よりも寸法ｔだけ高く配置され、歯部６３Ａ2に
位置する含油部材６４は歯部６３Ａ3に位置する含油部
材６４よりも寸法ｔだけ高く配置される。

【００７８】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。特に、本実施の形態では、含油部材６
４を歯車本体６３の螺旋状凹溝６３Ｃ内に埋設する構成
としたので、含油部材６４をピニオン１７に常に接触さ
せることができ、ピニオン１７に対し潤滑油を安定して
供給することができる。

【００７９】また、例えば歯車本体６３の歯数をピニオ
ン１７の歯数に対して１個だけ増やしたり減らしたりす
ることにより、ピニオン１７が１回自転すると、例えば
図１０に示すように歯部６３Ａ1または歯部６３Ａ2がピ
ニオン１７の１つの歯部と噛合し、このときに歯車本体
６３の上部側で寸法ｔの範囲内の含油部材６４をピニオ
ン１７の歯面に供給できる。そして、次にピニオン１７
が１回自転すると、歯部６３Ａ2または歯部６３Ａ3がピ
ニオン１７と噛合し、このときに歯車本体６３の下部側
で寸法ｔの範囲内の含油部材６４をピニオン１７の歯面
に供給できる。これにより、ピニオン１７の歯部に対し
高さ方向全面に亘って均一に潤滑油を供給することがで
きる。

【００８０】次に、図１１および図１２は本発明による
第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、潤滑
用歯車を構成する硬質歯車板の歯面側には複数の凹窪部
を設け、これら各凹窪部内には含油部材を埋設する構成
としたことにある。なお、本実施の形態では、前述した
第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００８１】図中、７１は本実施の形態に係る潤滑用歯
車で、該潤滑用歯車７１は、ブッシュ７２、後述の歯車
本体７３および含油部材７４によって構成されている。
また、ブッシュ７２は第１の実施の形態で述べたブッシ
ュ３７とほぼ同様に構成されている。

【００８２】７３は本実施の形態に用いる歯車本体で、
該歯車本体７３は、含油部材７４よりも硬質な樹脂材
料、金属材料等を用いて形成され、複数の歯部７３Ａ，
７３Ａ，…を有している。また、歯車本体７３はその内
周側がブッシュ挿嵌穴７３Ｂとなり、該ブッシュ挿嵌穴
７３Ｂ内にはブッシュ７２が一体成形等の手段を用いて
取付けられている。ここで、歯車本体７３の歯面側には
楕円形状をなした複数の凹窪部ないしディンプル７３
Ｃ，７３Ｃ，…（以下、凹窪部７３Ｃという）が設けら
れている。

【００８３】７４，７４，…は本実施の形態に用いる複
数個の含油部材で、該含油部材７４は、第１の実施の形
態で述べた含油歯車板３９とほぼ同様に、潤滑油が含浸
された軟質な樹脂材料、例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系合成
樹脂等を用いて形成されている。そして、含油部材７４
は、楕円形状をなした板片として形成され、歯車本体７
３の凹窪部７３Ｃ内に埋設されている。

【００８４】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。特に、本実施の形態では、歯車本体７
３の歯面側に複数の含油部材７４を埋設する構成とした
ので、潤滑用歯車７１がピニオン１７と噛合するときに
は含油部材７４からの潤滑油をピニオン１７の歯面全体
に亘って均一に供給することができる。

【００８５】なお、前記第１の実施の形態では、含油歯
車板３９は潤滑油が含浸された樹脂材料を用いて形成す
るものとして述べている。しかし、本発明はこれに限ら
ず、含油歯車板を、例えば潤滑油が含浸された自己潤滑
性を有する焼結金属等を用いて形成する構成としてもよ
い。このことは、第２，第３，第４の実施の形態で述べ
た含油部材５４，６４，７４についても同様である。

【００８６】また、前記第１の実施の形態では、潤滑用
歯車３６をピニオン１７に噛合させる構成とした場合を
例に挙げて説明したが、これに替えて、例えば潤滑用歯
車を旋回輪１８の内歯車２０Ａに噛合させ、内歯車２０
Ａを潤滑用歯車により直接潤滑する構成としてもよい。
このことは、第２，第３，第４の実施の形態でも同様で
ある。

【００８７】また、前記第１の実施の形態では、ピニオ
ン１７を潤滑するために１個の潤滑用歯車３６を設けた
場合を例に挙げたが、本発明はこれに限るものではな
く、例えば２個以上の潤滑用歯車を用いてピニオン１７
を潤滑する構成としてもよい。このことは、第２，第
３，第４の実施の形態でも同様である。

【００８８】さらに、前記第１の実施の形態では、ピニ
オン１７を潤滑するための潤滑用歯車３６のみを設けた
場合を例に挙げている。しかし、本発明はこれに限るも
のではなく、例えばピニオン１７を潤滑する潤滑用歯車
と、内歯車２０Ａを潤滑する潤滑用歯車とを両方設ける
構成としてもよい。

【００８９】さらに、上述した各実施の形態では、ピニ
オン１７（駆動歯車）と、このピニオン１７に噛合する
内歯車２０Ａ（従動歯車）とを備えた油圧ショベルの旋
回装置に適用した場合を例に挙げたが、本発明はこれに
限るものではなく、例えば油圧クレーン、トンネル掘削
機等の他の建設機械の駆動装置、あるいは他の産業機械
に搭載される歯車を用いた動力伝達機構にも広く適用す
ることができる。

【００９０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、歯車装置は、駆動歯車と従動歯車のうちいずれ
か一方の歯車に噛合し該歯車の歯面に潤滑油を供給する
潤滑用歯車を備え、該潤滑用歯車は潤滑油が含浸された
軟質な材料を用いて形成された含油歯車板と、該含油歯
車板よりも硬質な材料を用いて形成された硬質歯車板と
を交互に重合せて積層化することにより構成したので、
潤滑用歯車が駆動歯車と従動歯車のうち一方の歯車に噛
合して自転すると、このときの摩擦熱等によって潤滑用
歯車の含油歯車板から滲み出した潤滑油が、潤滑用歯車
に噛合した歯車の歯面に供給される。このため、潤滑用
歯車からの潤滑油によって駆動歯車と従動歯車との噛合
面を適正に潤滑することができる。

【００９１】これにより、駆動歯車と従動歯車との噛合
面を、グリースバス内のグリース等を用いて潤滑する必
要がなくなる。従って、例えばグリースバスや該グリー
スバス内に充填される大量のグリース等を不要にでき、
コストの低減を図ることができる。また、グリースバス
内のグリースを交換する煩雑な作業を不要にできる上
に、この交換作業時にグリース等の潤滑油が地面等に落
下して環境汚染を引き起こしたり、作業者が潤滑油によ
って汚れるといった問題を解消することができる。

【００９２】また、潤滑用歯車が駆動歯車と従動歯車の
うち一方の歯車に噛合するときの歯面での押付け力を、
硬質歯車板により直接受承することができ、含油歯車板
の摩耗、変形を最小限に抑え、潤滑用歯車の耐久性、寿
命等を高めることができる。

【００９３】また、請求項２の発明によれば、潤滑用歯
車を、歯車本体と、該歯車本体の噛合面側に設けられた
含油部材とにより構成したので、駆動歯車と該駆動歯車
に噛合する従動歯車とが回転すると、駆動歯車と潤滑用
歯車の噛合部または従動歯車と潤滑用歯車との噛合部で
生じる摩擦熱、噛合時の抵抗による歯面での押付け力等
によって含油部材から潤滑油が滲み出し、駆動歯車と従
動歯車との噛合部を適正に潤滑することができ、請求項
１の発明とほぼ同様の効果を得ることができる。

【００９４】また、請求項３の発明は、歯車本体を含油
部材よりも硬質な材料を用いて形成したので、潤滑用歯
車が駆動歯車と従動歯車のうち一方の歯車に噛合すると
きには、含油部材よりも硬質な材料を用いて形成された
歯車本体が前記歯車からの押付け力を直接受承すること
ができ、このような押付け力が含油部材に過大に作用す
るのを防止でき、含油部材が摩耗、変形するのを防止す
ることができる。

【００９５】また、請求項４の発明は、歯車本体には、
歯車に噛合する歯面側に沿って延びる凹溝を設け、含油
樹脂材は該凹溝内に埋設する構成としたので、含油樹脂
材を凹溝により前記歯車に接触させることができ、含油
樹脂材から滲み出した潤滑油を前記歯車側へと常時安定
して供給することができる。

【００９６】さらに、請求項５の発明は、歯車本体に
は、歯車に噛合する歯面側に螺旋状に延びる螺旋状凹溝
を設け、含油樹脂材は該螺旋状凹溝内に埋設する構成と
したので、含油樹脂材を螺旋状凹溝により前記歯車に常
時接触させることができ、含油樹脂材から滲み出した潤
滑油を前記歯車側へと常時安定して供給することができ
る。

【００９７】さらに、請求項６の発明は、歯車本体に
は、歯車に噛合する歯面側に複数の凹窪部を設け、含油
樹脂材は該各凹窪部に埋設する構成としたので、含油樹
脂材から滲み出した潤滑油を各凹窪部側から前記歯車側
へと安定して供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による歯車装置が適
用された油圧ショベルの旋回装置を示す断面図である。

【図２】ピニオン、旋回輪歯車、潤滑用歯車等を図１中
の矢示II−II方向からみた断面図である。

【図３】図１中のピニオン、潤滑用歯車等を拡大して示
す拡大断面図である。

【図４】図３中の潤滑用歯車を拡大して示す平面図であ
る。

【図５】潤滑用歯車を図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた
断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態による潤滑用歯車を
示す平面図である。

【図７】潤滑用歯車を図６中の矢示VII−VII方向からみ
た断面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態による潤滑用歯車を
示す平面図である。

【図９】潤滑用歯車を図８中の矢示IX−IX方向からみた
正面図である。

【図１０】第３の実施の形態による潤滑用歯車を示す部
分斜視図である。

【図１１】本発明の第４の実施の形態による潤滑用歯車
を示す平面図である。

【図１２】潤滑用歯車を図１１中の矢示XII−XII方向か
らみた断面図である。

【図１３】従来技術による旋回装置を備えた油圧ショベ
ルを示す正面図である。

【図１４】グリースバスを備えた従来技術による旋回装
置を示す断面図である。

【符号の説明】

１７ピニオン（駆動歯車）２０内輪２０Ａ内歯車（従動歯車）３６，５１，６１，７１潤滑用歯車３８硬質歯車板３９含油歯車板５３，６３，７３歯車本体５３Ｃ全周凹溝６３Ｃ螺旋状凹溝５４，６４，７４含油部材７３Ｃ凹窪部

【手続補正書】

【提出日】平成１３年８月２日（２００１．８．２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７３】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。特に、本実施の形態では、含油部材５
４を射出成形等の手段を用いて歯車本体５３に取付ける
ことができるから、潤滑用歯車５１の製作時には例えば
圧入等の手段を用いる必要がなくなり、製作時の作業性
等を高めることができる。また、含油部材５４を歯車本
体５３の全周凹溝５３Ｃ内に埋設する構成としたので、
含油部材５４をピニオン１７に常に接触させることがで
き、ピニオン１７に対し潤滑油を安定して供給すること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者益田勇人茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者栗原猛茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者井川裕二茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者関戸慎一茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内Ｆターム(参考） 2D015 DA02 3J030 AC01 BA01 BA10 BB03 BB06 BC01 BC02 CA10 3J063 AA15 AB12 AC01 BA11 BB29 CB04 XD02 XD32 XD72 XE15 XE18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し該駆動
歯車の回転が伝達される従動歯車とからなる歯車装置に
おいて、前記駆動歯車と従動歯車のうちいずれか一方の歯車に噛
合し該歯車の歯面に潤滑油を供給する潤滑用歯車を備
え、該潤滑用歯車は、前記潤滑油が含浸された軟質な材
料を用いて形成された含油歯車板と、該含油歯車板より
も硬質な材料を用いて形成された硬質歯車板とを交互に
重合せて積層化することにより構成したことを特徴とす
る歯車装置。
【請求項２】駆動歯車と、該駆動歯車に噛合し該駆動
歯車の回転が伝達される従動歯車とからなる歯車装置に
おいて、前記駆動歯車と従動歯車のうちいずれか一方の歯車に噛
合し該歯車の歯面に潤滑油を供給する潤滑用歯車を備
え、該潤滑用歯車は、前記歯車に噛合する歯車本体と、
該歯車本体の噛合面側に設けられ前記潤滑油が含浸され
た含油材料からなる含油部材とにより構成したことを特
徴とする歯車装置。
【請求項３】前記歯車本体は前記含油部材よりも硬質
な材料を用いて形成してなる請求項２に記載の歯車装
置。
【請求項４】前記歯車本体には、前記歯車に噛合する
歯面に沿って延びる凹溝を設け、前記含油部材は該凹溝
内に埋設する構成としてなる請求項２または３に記載の
歯車装置。
【請求項５】前記歯車本体には、前記歯車に噛合する
歯面側に螺旋状に延びる螺旋状凹溝を設け、前記含油部
材は該螺旋状凹溝内に埋設する構成としてなる請求項２
または３に記載の歯車装置。
【請求項６】前記歯車本体には、前記歯車に噛合する
歯面側に無数の凹窪部を設け、前記含油部材は該各凹窪
部に埋設する構成としてなる請求項２または３に記載の
歯車装置。