(57)【要約】【課題】耐久性に優れた歯車装置の固定構造を提供する。【解決手段】トルクアーム８０に連結されるトルクアーム連結部材５１と、歯車装置１０のケーシング１１の側面部１１ｂに設けられ、トルクアーム連結部材５１が片面側に配置された固定部２１と、固定部２１の他面側に配置された補強部材６１と、を備え、トルクアーム連結部材５１と補強部材６１とは、固定部２１を挟み込むように第１締結具７１により共締めされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクアームに連結されるトルクアーム連結部材と、
歯車装置のケーシングの側面部に設けられ、前記トルクアーム連結部材が片面側に配置された固定部と、
前記固定部の他面側に配置された補強部材と、を備え、
前記トルクアーム連結部材と前記補強部材とは、前記固定部を挟み込むように締結具により共締めされることを特徴とする歯車装置の固定構造。
【請求項２】
前記トルクアーム連結部材と前記補強部材との締結具による締結箇所は、前記固定部より高剛性に構成されることを特徴とする請求項１に記載の歯車装置の固定構造。
【請求項３】
前記トルクアーム連結部材は、一組の締結箇所で締結具により前記補強部材と共締めされ、
前記一組の締結箇所それぞれから略等距離の位置に、前記トルクアームに対する前記トルクアーム連結部材の連結箇所が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の歯車装置の固定構造。
【請求項４】
前記固定部は、前記ケーシングの側面部に複数設けられ、単一の前記トルクアーム連結部材が当該複数の固定部の片面側に配置され、
前記補強部材は、前記複数の固定部それぞれの他面側に個別に配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の歯車装置の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクアームを用いて歯車装置を固定するための歯車装置の固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
減速機等の歯車装置は、その出力軸に被動機械の被動軸が取り付けられ、出力軸には、入力軸の回転がギヤセットを介して伝達される。出力軸の回転が被動軸に伝達されると、歯車装置には出力軸の軸回りに回転反力が生じる。このため、歯車装置のケーシングにトルクアームを連結し、そのトルクアームを床等に固定し、回転反力による歯車装置の回転を防止している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１９８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
減速機では、入力軸の回転が非常に大きなトルクとして出力軸から被動軸に伝達される。このため、トルクアームを用いて歯車装置を固定する構造には、このトルクに歯車装置が耐えられるように耐久性が要求される。本発明者は、このような要求を実現できる構造について、改善の余地があると認識するに至った。
【０００５】
本発明は、こうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性に優れた歯車装置の固定構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は歯車装置の固定構造に関する。歯車装置の固定構造は、トルクアームに連結されるトルクアーム連結部材と、歯車装置のケーシングの側面部に設けられ、トルクアーム連結部材が片面側に配置された固定部と、固定部の他面側に配置された補強部材と、を備え、トルクアーム連結部材と補強部材とは、固定部を挟み込むように締結具により共締めされる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のある態様に係る歯車装置の固定構造によれば、ケーシングの固定部を挟み込むようにトルクアーム連結部材と補強部材とが共締めされるため、回転反力による固定部の変形が抑えられ、歯車装置の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る歯車装置の固定構造の構成を示す部分切欠正面図である。
【図２】本実施形態に係る歯車装置のケーシングの構成を示す底面図である。
【図３】（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）はケーシングの固定部の構成を示す正面断面図である。
【図４】本実施形態に係るトルクアームの構成を示す底面図である。
【図５】変形例に係るトルクアームの構成を示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態に係る歯車装置１０の固定構造４０を示し、図２は、歯車装置１０のケーシング１１の底面図である。歯車装置１０は、ケーシング１１、出力軸１５を備える。
【００１０】
ケーシング１１は、上下に平行に設けられた上側面部１１ａ及び下側面部１１ｂと、左右に平行に設けられた左側面部１１ｃ及び右側面部１１ｄと、前後に平行に設けられた前側面部１１ｅ及び後側面部１１ｆとを備える。ケーシング１１は、これら側面部１１ａ〜１１ｆにより直方体の箱状に形成される。
【００１１】
ケーシング１１の左側面部１１ｃには、モータ１３が取り付けられる。ケーシング１１内には、左側面部１１ｃに形成された開口（図示せず）を通してモータ１３のモータ軸が入力軸として挿入される。出力軸１５は、モータ１３のモータ軸と直交するようにケーシング１１内に設けられ、歯車装置１０は、直交軸減速機として構成される。ケーシング１１には複数段のギヤセット（図示せず）が内蔵され、モータ１３のモータ軸が回転すると、その回転が複数段のギヤセットを介して減速され、出力軸１５まで伝達される。
【００１２】
出力軸１５は、ケーシング１１の前側面部１１ｅに開口した中空軸により構成される。出力軸１５には、コンベア等の被動機械の被動軸３１が挿入される。出力軸１５には、その内周面に軸方向に延びるキー溝１６が設けられる。被動軸３１の外周面に設けられたキー（図示せず）がキー溝１６内に挿入されることで、被動軸３１は、出力軸１５に一体的に回転可能に取り付けられる。以下、出力軸１５の軸方向をＸ方向とし、下側面部１１ｂと平行でＸ方向と直交する方向をＹ方向として説明する。
【００１３】
歯車装置１０の固定構造４０は、固定部２１、トルクアーム連結部材５１、補強部材６１を備える。固定部２１は、出力軸１５の径方向外側にあるケーシング１１の下側面部１１ｂに複数設けられる。固定部２１は、Ｘ方向に間隔を空けて二つ一組で設けられ、その一組の固定部２１が出力軸１５を間に挟んでＹ方向に間隔を開けて二組設けられる。つまり、固定部２１は、側面視で略矩形状をなす下側面部１１ｂの四隅の近傍に設けられる。固定部２１には、下側面部１１ｂを貫通する第１貫通孔２２が形成される。
【００１４】
図３（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は固定部２１の正面断面図である。図４はトルクアーム連結部材５１の底面図である。ケーシング１１の下側面部１１ｂと交差する前側面部１１ｅには、ケーシング１１の内側に凹む凹部１７が設けられ、固定部２１の背面２１ａは、その凹部１７内に設けられる。ケーシング１１の後側面部１１ｆにも同様の凹部１７が設けられる。
【００１５】
トルクアーム連結部材５１は、本体部５３、突出部５５を有する。本体部５３は、複数の固定部２１の片面側である外面２１ｂ側に配置される。つまり、単一のトルクアーム連結部材５１が複数の固定部２１の片面側に配置される。トルクアーム連結部材５１は、その本体部５３の表面が複数の固定部２１の外面２１ｂに重ね合わせられる。突出部５５は、ケーシング１１の下側面部１１ｂと交差する左側面部１１ｃの外面から外側に突き出て設けられる。トルクアーム連結部材５１は全体として板状に形成され、本体部５３は平面視で矩形状に、突出部５５は平面視で台形状に形成される。本体部５３は、固定部２１の第１貫通孔２２と合致する位置に第２貫通孔５４が形成される。
【００１６】
補強部材６１は、板状に形成され、複数の固定部２１それぞれの他面側である背面２１ａ側に個別に配置される。補強部材６１は、その表面が固定部２１の背面２１ａに重ね合わされる。補強部材６１は、固定部２１の第１貫通孔２２と合致する位置に第３貫通孔６２が形成される。
【００１７】
固定部２１、トルクアーム連結部材５１、補強部材６１の各貫通孔２２、５４、６２には、頭付ボルト等の第１締結具７１が挿通される。第１締結具７１の雄ねじ部にはナット７２が螺合され、トルクアーム連結部材５１と補強部材６１とは、固定部２１を挟み込むように第１締結具７１により共締めされる。
【００１８】
図１に戻り、トルクアーム連結部材５１は、トルクアーム８０に連結される。トルクアーム８０は、歯車装置１０の出力軸１５の回転が被動軸３１に伝達されるときに、その出力軸１５の軸回りに生じる回転反力によって、歯車装置１０が回転するのを防止するために設けられる。
【００１９】
トルクアーム８０は、外部部材８１、第２締結具７４、ダブルナット７５を備える。外部部材８１は板状に形成され、歯車装置１０の外部で床等の構造物に固定される。外部部材８１は、トルクアーム連結部材５１の突出部５５の近傍に配置される。突出部５５には、その突出部５５を貫通する第１挿通孔５７が形成される。外部部材８１には、その外部部材８１を貫通する第２挿通孔８３が形成される。突出部５５、外部部材８１の各挿通孔５７、８３には、スタッドボルト等の第２締結具７４が挿通される。突出部５５と外部部材８１とは、この第２締結具７４の軸方向両側に設けられた雄ねじ部のそれぞれにダブルナット７５を螺合して連結される。これにより、トルクアーム連結部材５１がトルクアーム８０に連結され、歯車装置１０が固定される。
【００２０】
図４に示すように、第１挿通孔５７は、Ｘ方向に間隔を空けて設けられる第１締結具７１による二つ一組の締結箇所７３間の中央位置Ｃ１からＹ方向に離れた位置であって、その中央位置Ｃ１を通り、Ｙ方向に延びる仮想線Ｌ１上に形成される。これにより、一組の締結箇所７３それぞれから略等距離の位置に、トルクアーム８０に対するトルクアーム連結部材５１の連結箇所７６が設けられる。本実施形態では、二つ一組の締結箇所７３がＹ方向に間隔を空けて二組設けられ、各組の二つの締結箇所７３それぞれから略等距離の位置に連結箇所７６が設けられる。
【００２１】
モータ１３が駆動し、モータ軸の回転が出力軸１５から被動軸３１まで伝達されると、出力軸１５回りの回転反力が歯車装置１０に作用する。この回転反力は、トルクアーム連結部材５１を介してトルクアーム８０に伝達され、歯車装置１０の出力軸１５回りの回転が防止される。この回転反力がケーシング１１の固定部２１からトルクアーム連結部材５１に伝達されるとき、固定部２１が変形すると、固定部２１やその近傍の応力が増大して応力集中が生じ得る。ここでは、図３（ａ）に示すように、固定部２１の背面２１ａから垂直に延びる内周壁部１８と固定部２１との間の内隅部１９が応力集中部となる。
【００２２】
本実施形態では、固定部２１を挟み込むようにトルクアーム連結部材５１と補強部材６１とが共締めされるため、回転反力による固定部２１の変形が抑えられる。このため、固定部２１やその近傍に作用する応力が低減し、歯車装置１０の耐久性が向上する。また、耐久性の向上のため、ケーシング１１を高剛性の素材に替えたり、ケーシング１１の形状を替える必要がなく、経済性に優れる。
【００２３】
また、トルクアーム連結部材５１と複数の補強部材６１とが共締めされ、トルクアーム連結部材５１に複数の締結箇所が設けられるため、回転反力を複数の締結箇所で分担して伝達でき、ケーシング１１の各固定部２１やその近傍に生じる応力を低減できる。また、Ｘ方向に間隔を空けた一組の締結箇所７３それぞれから略等距離の位置に、外部部材８１に対する連結箇所７６が設けられるため、トルクアーム連結部材５１に生じる応力分布の偏りが抑えられる。
【００２４】
なお、ケーシング１１からトルクアーム連結部材５１に複数の締結箇所で分担して回転反力を伝達するうえでは、本実施形態のように、Ｘ方向に間隔を空けて二つ一組の締結箇所７３を設け、その一組の締結箇所７３をＹ方向に間隔を空けて二組設けるのが好ましい。ただし、回転反力を分担して伝達するうえでは、ケーシング１１の下側面部１１ｂに間隔を空けて複数の締結箇所７３が設けられていれば足りる。
【００２５】
また、トルクアーム連結部材５１、補強部材６１の第１締結具７１による締結箇所は、ケーシング１１の固定部２１より高剛性に構成されるのが好ましい。これらの高剛性化により、回転反力による固定部２１の変形がより有効に抑えられる。
【００２６】
トルクアーム連結部材５１、補強部材６１の締結箇所を高剛性化するため、これらをケーシング１１より高剛性の素材、すなわち、ヤング率等の弾性率がケーシング１１より高い素材から構成してもよい。ケーシング１１が鋳鉄から構成される場合、トルクアーム連結部材５１、補強部材６１の素材として、鋳鉄よりヤング率の高い鋼材を用いる。ケーシング１１、トルクアーム連結部材５１、補強部材６１の素材は、これらに限定されず、鋳鉄、鋼等の鉄系材料の他、銅合金、アルミニウム合金等の非鉄系材料でもよく、これら素材の中からトルクアーム連結部材５１等が高剛性化するように調整する。
【００２７】
この他に、トルクアーム連結部材５１、補強部材６１の締結箇所を高剛性化するため、これらの第１締結具７１による締結箇所にリブ等を設けてもよい。この場合、固定部２１の面内方向軸に関する断面二次モーメントより、トルクアーム連結部材５１や補強部材６１の同じ方向軸に関する断面二次モーメントが高くなるように、トルクアーム連結部材５１や補強部材６１の断面形状を調整する。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示すように、トルクアーム連結部材５１の肉厚Ｓ１や補強部材６１の肉厚Ｓ２を、固定部２１の肉厚Ｓ３の０．５倍以上としてもよい。これにより、トルクアーム連結部材５１や補強部材６１の剛性が高まり、回転反力による固定部２１の変形を有効に抑えられる。トルクアーム連結部材５１や補強部材６１の剛性を更に高めるため、これらの肉厚Ｓ１、Ｓ２は、固定部２１の肉厚Ｓ３の１．０倍以上としてもよい。なお、これらの肉厚Ｓ１、Ｓ２の上限値は、特に限定されないが、低コスト、省スペースの観点から、３．０倍以下としてもよい。
【００２９】
なお、コストを抑える観点からは、トルクアーム連結部材５１、補強部材６１のうち、補強部材６１のみ第１締結具７１による締結箇所を高剛性にしたり、補強部材６１の肉厚Ｓ２のみを固定部２１の肉厚Ｓ３の０．５倍以上にしてもよい。
【００３０】
図５は、変形例としてのトルクアーム連結部材５１の底面図である。本変形例では、Ｘ方向に間隔を空けて設けられる一組の締結箇所７３間の中央位置Ｃ１からＹ方向に離れた位置であって、その中央位置Ｃ１を通り、Ｙ方向に延びる仮想線Ｌ１に対称な位置に、第１挿通孔５７が複数形成される。これにより、一組の締結箇所７３それぞれから略等距離の位置に、トルクアーム８０に対するトルクアーム連結部材５１の連結箇所７６が個別に設けられる。よって、トルクアーム連結部材５１に生じる応力分布の偏りが抑えられる。なお、一組の締結箇所７３から連結箇所７６までの距離は等距離でなくともよく、応力分布の偏りが大きくならない限り、若干異なる距離であってもよい。この最適な距離は実験、解析等で定めればよい。
【００３１】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎない。また、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。
【００３２】
上述の実施形態では、歯車装置１０として、直交軸減速機を説明したが、入力軸の回転がギヤセットを介して伝達される出力軸１５が設けられていれば、平行軸減速機等のように特に限定されない。出力軸１５は、被動軸３１が一体的に回転可能に取り付けられれば、キーとキー溝の嵌め合いによる取り付けに限定されず、更に、中実軸により構成されてもよい。ケーシング１１は、その側面部にトルクアーム連結部材５１を重ね合わせられれば、その形状が直方体の箱状以外でもよい。
【００３３】
上述の実施形態では、第１締結具７１にナット７２を螺合してトルクアーム連結部材５１と補強部材６１とを共締めした。この代わりに、トルクアーム連結部材５１の第２貫通孔５４か補強部材６１の第３貫通孔６２の内周面に雌ねじを設け、その雌ねじに第１締結具７１の雄ねじ部を螺合させ、トルクアーム連結部材５１と補強部材６１とを共締めしてもよい。第１締結具７１として頭付ボルトを挙げたが、頭部のないスタッドボルトが用いられてもよい。
【００３４】
上述の実施形態では、ケーシング１１の凹部１７内に固定部２１の背面２１ａが設けられる例を説明したが、ケーシング１１の凹部１７を設けなくてもよい。この場合、側面部１１ａ〜１１ｆに他の側面部１１ａ〜１１ｆより外側に突出した部位を設け、その部位を固定部２１として、その両面側にトルクアーム連結部材５１と補強部材６１とを配置し、これらを第１締結具７１により共締めする。
【００３５】
固定部２１は、ケーシング１１の複数の側面部１１ａ〜１１ｆに設けられてもよいし、一つの側面部１１ａ〜１１ｆに設けられる数、位置について特に限定されない。トルクアーム連結部材５１や補強部材６１は、その形状が板状以外に形成されてもよい。上述の実施形態では、トルクアーム連結部材５１を下側面部１１ｂの外面２１ｂ側に配置し、補強部材６１をその背面２１ａ側に配置したが、これらが逆に配置されてもよい。補強部材６１は、その数について特に限定されない。外部部材８１は、床等の構造物に固定された板状の部材を説明したが、床等の構造物そのものでもよいし、その形状も板状に限定されない。
【００３６】
トルクアーム８０は、その外部部材８１がトルクアーム連結部材５１に連結されていればよく、それらの連結手段は第２締結具７４、ダブルナット７５によるものに限定されない。たとえば、第２締結具７４として頭付ボルトを用い、そのボルトに単一のナットを螺合することで、外部部材８１がトルクアーム連結部材５１に連結されてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０：歯車装置、１１：ケーシング、１１ａ〜１１ｆ：側面部、１５：出力軸、２１：固定部、５１：トルクアーム連結部材、６１：補強部材、７１：第１締結具、８０：トルクアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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