(57)【要約】【課題】ピニオン付きモータをハイポイドギヤドモータのモータとして利用可能とする。【解決手段】  モータ軸２０の先端にヘリカルピニオン２２が形成されたモータＭ１と、連結部材ＣＭを介してハイポイドギヤ３０を連結する。連結部材ＣＭは、第１軸部材２４と第２軸部材２５とからなる。第１軸部材２４は、一端に、ヘリカルピニオン２２と連結される第１連結部２６を有し、他端に、第２連結部２７を有する。第２軸部材２５は、一端に、該第２連結部２７と連結される第３連結部２８を有し、他端側にはハイポイドギヤ３０と噛合するハイポイドピニオン２９が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸にピニオンが形成されているピニオン付きモータと、
一端に該ピニオンと連結される第１連結部を有し、他端に第２連結部を有する第１軸部材と、
一端に該第２連結部と連結される第３連結部を有し、他端にハイポイドピニオンが形成されている第２軸部材と、
該ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤと、を備え、
前記ピニオンと前記第１連結部との連結、前記第２連結部と第３連結部との連結のうち、少なくとも一方の連結が、軸方向の摺動が可能な連結とされている
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項２】
請求項１において、
前記モータ軸に形成されているピニオンがヘリカルピニオンであり、且つ前記第２連結部と第３連結部との連結が、軸方向に摺動が可能な連結とされている
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ピニオンと前記第１連結部との連結が、摩擦係合によって実現されている
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記第２連結部と第３連結部との連結が、Ｄカット結合によって実現されている
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項５】
請求項１において、
前記モータ軸に形成されているピニオンがスパーピニオンであり、該スパーピニオンと前記第１連結部との連結が、軸方向に摺動が可能な連結とされている
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項６】
先端にピニオンを有するモータ軸の回転を、減速部側に伝達するギヤドモータに用いられる連結部材であって、
該連結部材は、
一端に前記ピニオンと連結される第１連結部を有し、他端に第２連結部を有する第１軸部材と、
一端に該第２連結部と連結される第３連結部を有し、他端にハイポイドギヤと噛合して該ハイポイドギヤと共に前記減速部の減速機構を形成可能なハイポイドピニオンが形成されている第２軸部材と、で構成され、且つ
前記第２軸部材と第３連結部との連結が、軸方向に摺動が可能な連結とされている
ことを特徴とするギヤドモータ用連結部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤドモータ、特に、モータ軸にピニオンを有するピニオン付きモータを用いたギヤドモータ、及び該ギヤドモータに用いるのに好適な連結部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイポイドピニオン及びハイポイドギヤからなるハイポイドギヤセットは、回転軸の方向を直角に変えることができるため、いわゆる直交変換機構として知られている。ハイポイドギヤセットによる直交変換機構は、装置のコンパクト化が可能であり、同様の機能を有するウォームギヤセットに比べて効率が高く、また、ベベルギヤセットに比べて低騒音、低振動の運転が可能であり、且つ一段で高い減速比を確保できる。そのためハイポイドギヤセットによる直交変換機構を組みこんだ駆動装置は、特定の分野において強いニーズが存在する。例えば、ハイポイドギヤセットによる直交変換機構を収容した歯車箱とモータとを一体的に組付け、単独で最適なトルク及び回転速度に調整された出力が得られるように構成した所謂「ハイポイドギヤドモータ」は、その一例である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、ギヤドモータとして用いられる歯車箱には、コストの関係上、数量ベースでは、平行軸歯車機構が圧倒的に多い。そのため、この現象に対応して、モータ軸にスパーピニオン（平歯車）、或いはヘリカルピニオン（斜歯歯車）を予め形成し、該モータ軸に減速機初段の入力軸の機能を兼用させるようにしたピニオン付モータも数多く出荷されている。
【０００４】
一方、近年の工場においては、少量多品種の製造を実現するために、工場内の機械設備や搬送設備を組み換えたり、より適切なトルクや搬送速度に変更したりする「改変」が頻繁に行われるようになってきている。このため、例えばこれまで平行軸歯車機構を使用していた機械において、その出力軸の回転方向を直角方向に変換したいというような要請が発生することも少なくない。このような要請に対し、特許文献２においては、既存のピニオン付モータ部分を活かすべく、モータ軸に形成されているピニオンと噛合するギヤ（中間段）によって一度モータの回転を受けた後に、本来のハイポイドピニオンにその動力を伝達する構成が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７４１１０号公報
【特許文献２】特開平１０−２７８８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
「ギヤドモータ」は、例えば搬送システム全体から見れば、その一部品であるが、この部分を交換することによって、装置全体の仕様を変更することができるというのが、その大きな利点の一つと考えられていた。この意味で、ギヤドモータは、あくまで、システムの中では「最小単位の部品」という位置付けがなされていたと言って良い。
【０００７】
ギヤドモータは、大きく平行軸系列と直交軸系列とに区分される。このような背景から、従来は、例えば、モータ軸の先端に平行軸系のスパーピニオンやヘリカルピニオンが形成されているモータは、直交軸系のハイポイドピニオンが形成されているモータとは、設計、製造及び販売のいずれの面でも、各系列は、ほぼ完全に分離されていたというのが実情である。
【０００８】
特許文献２に記載されたような技術を利用すれば、確かに「モータの流用」ということ自体は可能となるが、一度、モータ軸に形成されているピニオンと噛合するギヤ（中間段）によって一度モータの回転を受けた後に、本来のハイポイドピニオンにその動力を伝達する構成であるため、ハイポイドギヤセットを「初段」で使用することができなくなり、ハイポイドギヤセットが大型化し、コストが大きく上昇する可能性が高くなる。一方、これを嫌って中間段で減速せずこれをアイドル的に使用したのでは、該中間段が介在される分そっくりコストが高くなるだけでなく、スペース効率も悪化する。
【０００９】
本発明は、このような背景の下で、潜在的に存在していた課題に着目し、その上で新規な着想によってこの課題を解決したものであって、本来、平行軸用の歯車箱と組み合わせて使用されるべきピニオン付モータを、ハイポイドギヤセットを有するギヤドモータのモータとして使用することを可能とすることをその課題としている。
【００１０】
また、平行軸系のピニオン付きモータをハイポイドギヤドモータとして活用するのに好適なギヤドモータ用連結部材を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、モータ軸にピニオンが形成されているモータと、一端に該ピニオンと連結される第１連結部を有し、他端に第２連結部を有する第１軸部材と、一端に該第２連結部と連結される第３連結部を有し、他端にハイポイドピニオンが形成されている第２軸部材と、該ハイポイドピニオンと噛合するハイポイドギヤと、を備え、前記ピニオンと前記第１連結部との連結、前記第２連結部と第３連結部との連結のうち、少なくとも一方の連結が、軸方向の摺動が可能な連結とされている構成を備えたことにより上記課題を解決した。
【００１２】
モータ軸にハイポイドピニオンが形成されたモータは、その歯形が極めて特殊であることから、例えば、減速比の変更等の改変を行いにくい等の潜在的な問題が少なからず存在していた。一方で、スパーピニオンやヘリカルピニオンが形成されたモータは、市場に豊富に出回っている。本発明により、メーカが在庫として保有しているピニオン付きモータ、あるいは各工場等において現に稼働しているピニオン付きモータを、そのモータ軸の減速出力を、該モータ軸と直交する出力軸から取り出すハイポイドギヤドモータとして活用する途が開ける。
【００１３】
また、モータはあくまで平行軸系のピニオンモータであり、ハイポイドピニオンが「モータ」側に存在しないことから、減速比の変更等の設計変更も容易化できる。更には、ピニオンと第１連結部との連結、第２連結部と第３連結部との連結のいずれか又は双方を、軸方向に摺動可能に連結させるようにしているため、モータや減速機側の種々の寸法誤差や組み付け誤差を極めて容易に吸収することができ、また、ハイポイドギヤセットにおいて発生するスラスト力を効果的に遮断できる。更には、ハイポイドピニオンがモータとは切り離された「連結部材」側に存在し、且つ連結部材自体が２つの軸部材に分かれているため、加工が容易であり、異なる減速比のバリエーションを構築し易い。
【００１４】
また、本発明は、モータ軸のピニオンを、例えば通常の平行軸歯車機構で受け、その後段にハイポイドギヤセットを連結する構造に比べ、高コストなハイポイドギヤセットをトルクの小さな「初段」で使うことができるという利点も得られる。
【００１５】
なお、本発明は、先端にピニオンを有するモータ軸の回転を、減速部側に伝達するためのギヤドモータ用連結部材という観点で捉えることも可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、既存の工場等に多く使用されている（或いはギヤドモータの市場に多く存在する）ピニオン付モータをハイポイドギヤドモータのモータとしてそのまま利用することができ、無駄を防止した有用且つ設計の自由度の高いギヤドモータを得ることができる。
【００１７】
またメーカとしても、減速比変更の自由度が高く、多数の減速比を網羅したハイポイドギヤドモータの製品群を容易に構築できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１及び図２は、それぞれ本発明の実施形態の一例に係るギヤドモータの正断面図及び展開平断面図である。
【００２０】
このギヤドモータＧＭ１のモータＭ１（フロントカバー１８のみ図示）は、そのモータ軸２０の先端にヘリカルピニオン２２を一体的に備える。
【００２１】
ヘリカルピニオン２２は、連結部材ＣＭと連結されている。連結部材ＣＭは、２つの軸部材、即ち第１軸部材２４及び第２軸部材２５によって構成されている。
【００２２】
第１軸部材２４の一端側には第１連結部２６が形成されており、この第１連結部２６がヘリカルピニオン２２と連結されることにより、該ヘリカルピニオン２２及び第１軸部材２４が一体的に（等速で）回転できるようになっている。
【００２３】
この実施形態では、この第１連結部２６は、摩擦締結手段を備え、ヘリカルピニオン２２の半径方向外側から該ヘリカルピニオン２２に摩擦連結される構成とされている。
【００２４】
第１軸部材２４の他端側には、第２連結部２７が形成され、一方、第２軸部材２５の一端側には、この第２連結部２７に対応する第３連結部２８が形成されている。具体的な第２連結部２７及び第３連結部２８の構造は、この実施形態では共に「キー溝」であり、キーＫｅを介して第２連結部２７と第３連結部２８とが連結される構成とされている。キーＫｅによる連結であるため、第１軸部材２４と第２軸部材２５は、軸方向に相対移動可能であり、且つ周方向に一体的に（等速で）回転可能である。なお、この場合、キーＫｅは、第２連結部２７の構成部品と捉えても、第３連結部２８の構成部品と捉えても良い。
【００２５】
第２軸部材２５の他端側にはハイポイドピニオン２９が一体的に形成されている。ハイポイドピニオン２９は、ハイポイドギヤ３０と噛合し、該ハイポイドギヤ３０と共に減速部Ｇ１の初段に相当するハイポイド減速機構３２を形成している。
【００２６】
ハイポイド減速機構３２の後段には、第１、第２平行軸歯車減速機構３４、３６が配置され、最終的に出力軸４０から取り出される構成とされている。
【００２７】
なお、図１での描写では恰もハイポイドギヤ３０とピニオン３３が噛合しているように見えるが、これは、図２に示す展開平断面で明らかなように、ハイポイドギヤ３０と同じ回転軸３１に組み込まれたほぼ同径のスパー（又はヘリカル）ギヤ３５が該ピニオン３３と噛合することにより増速目的の第１平行軸歯車減速機構３４を形成しているものである。
【００２８】
モータ軸２０と出力軸４０は、直交しており、ギヤドモータＧＭ１は「ハイポイドギヤドモータ」を構成している。なお、モータ軸２０の軸心２０Ａと出力軸４０の軸心４０Ａは、同一平面上では交差していないが、この明細書においては、このような交差をも含めて「直交」の用語を用いるものとする。
【００２９】
減速部Ｇ１の継カバー４２には円筒部４４が形成されている。該円筒部４４の内側には軸受４６、４８が配置されており、該軸受４６、４８が前記第２軸部材２５を回転自在に支持している。また、この円筒部４４の端部には、軸受４８の軸方向（図中右方向）の移動規制を行うための突起５０が形成されている。第２軸部材２５には軸受４６、４８に対する軸方向の位置を規定するために、リング状の段部２５Ｔが形成されている。さらに、円筒部４４のモータＭ側には、止め輪５２が配置されており、軸受４６の軸方向（図中左方向）の移動規制を行っている。符号５３は、三者（軸受４６、第２軸部材２５、軸受４８）の継カバー４２に対する位置を調整するためのシムである。
【００３０】
次に、この実施形態に係るギヤドモータＧＭ１の作用を説明する。
【００３１】
モータ軸２０のヘリカルピニオン２２が特定の方向に回転すると、第１連結部２６を介して該ヘリカルピニオン２２と摩擦係合されている第１軸部材２４が一体的に（等速で）回転する。この回転は、キー連結、即ち、第２、第３連結部２７、２８同士の連結によって第２軸部材２５に伝達される。その結果、該第２軸部材２５の他端側に形成されているきハイポイドピニオン２９が回転し、該ハイポイドピニオン２９と噛合しているハイポイドギヤ３０が回転する。
【００３２】
ハイポイドギヤ３０の回転は、同じ回転軸３１に組み込まれている第１平行軸歯車減速機構３４のスパーギヤ３５からピニオン３３に増速伝達された後、第２平行軸歯車減速機構３６を介して再び減速され、出力軸４０から取り出される。なお、動力伝達経路の途中で一度増速しているのは、種々の減速比（低減速比から高減速比まで）を同一段数で実現しようとしたためである。増速段を挿入することにより、低減速比（例えば総減速比５）を実現することができる。
【００３３】
出力軸４０の軸心４０Ａは、モータ軸２０の軸心２０Ａに対して直交（広義）しており、モータ軸２０の回転は、その軸心２０Ａが９０度回転された状態で出力軸４０から取り出されることになる。
【００３４】
ここで、この実施形態では、ヘリカルピニオン２２と第１軸部材２４の第１連結部２６とが摩擦締結によって連結されているため、この部分の連結によってスラスト力が発生することはない。
【００３５】
一方、ハイポイドピニオン２９とハイポイドギヤ３０との噛合によって第２軸部材２５に発生するスラスト力は、モータ軸２０がいずれの方向に回転する場合であっても、軸受４６を介して止め輪５２によって、あるいは軸受４８を介して突起５０によって受け止められる。この場合、軸受４６、４８の遊びの範囲で第２軸部材２５は、軸方向に若干スライドする。しかしながら、この実施形態においては、第１軸部材２４と第２軸部材２５との間の連結（第２連結部２７及び第３連結部２８同士の連結）が軸方向の摺動を許容するキー連結によって実現されているため、第２軸部材２５が若干軸方向にスライドしたとしても、第１軸部材２４が連動してスライドすることはない。従って、ヘリカルピニオン２２を備えたモータ軸２０にハイポイドピニオン２９が一体回転可能に連結されている構造でありながら、該モータ軸２０にハイポイドピニオン２９とハイポイドギヤ３０の噛合によるスラスト力が及ぶことは一切なく、モータＭ１は、強度に関して何らの設計変更も必要としない（そのまま使用できる）。
【００３６】
しかも、ハイポイドギヤセットを初段に用いるハイポイドギヤドモータＧＭ１を形成していながら、ハイポイドピニオン２９がモータ側から独立しているため、モータ側の調達がし易い。また、連結部材ＣＭが２つの軸部材（第１軸部材２４及び第２軸部材２５）に分かれているため、ハイポイドピニオン２９自体の加工がし易く、また、複数の減速比を網羅したギヤドモータ群からなる製品シリーズを構築する場合においても、設計の自由度を非常に高めることができる。
【００３７】
図３〜５に、本発明の他の実施形態の例を示す。
【００３８】
この実施形態に係るギヤドモータＧＭ２では、ヘリカルピニオン１２２と連結されるべき第１軸部材１２４の第１連結部１２６がクランプタイプの摩擦締結構造ではなく、図５に示されるように、ねじ１６０を円周方向の２カ所から半径方向にねじ込み、ヘリカルピニオン１２２に圧接させる構造を採用している。ねじ１６０の先端は、ヘリカルピニオン１２２の図示せぬ歯先に圧接して摩擦応力を利用するようにしてもよく、また、歯と歯の間にねじ込んでねじ１６０の剪断応力を利用するようにしてもよい。
【００３９】
摩擦応力を利用するようにした場合には、この部分に締結によるスラスト力が発生しないため、先の実施形態とほぼ同様の作用が得られる。
【００４０】
一方、ねじ１６０の先端を歯と歯の間にねじ込むようにした場合には、ねじ１６０の剪断応力を利用できるため、当該連結部において滑りが発生しないという効果が得られる。この実施形態では、第２、第３連結部１２７、１２８同士の連結を、軸方向の移動が許容されたキー連結によって実現しているため、この部分のスラスト力はモータ軸１２０及び第１軸部材１２４のみに発生し、該スラスト力が第２軸部材１２５側へ伝搬されるのを阻止できる。また、逆に、ハイポイドギヤセット（２９、３０）側からのスラスト力が第１軸部材１２４及びモータ軸１２０側に伝搬されるのも遮断できる。
【００４１】
その他の構成・作用については、基本的に先の実施形態と同様であるため、図中で、同一または類似する部分に下２桁が同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。
【００４２】
図６、図７に、本発明の更に他の実施形態の一例を示す。
【００４３】
この実施形態におけるギヤドモータＧＭ３においては、モータＭ２のモータ軸２２０の先端にスパーピニオン２２２が形成されている。また、第１連結部２２６は、２枚のプレート２７０を備え、スパーピニオン２２２と第１連結部２２６との連結を、この２枚のプレート２７０を介して行わせるようにしている。
【００４４】
各プレート２７０は、図７に示されるように、スパーピニオン２２２の歯と係合可能な内歯形状の貫通孔２７４及びボルト孔２７６を有しており、互いに重ねられた状態で第１軸部材２２４の一端にボルト２７８を介して固定されている（図６参照）。なお、プレート２７０を２枚用意したのは、容量的に余裕を持たせるためである。
【００４５】
第１連結部２２６のプレート２７０は、スパーピニオン２２２の歯に沿って軸方向に摺動可能である。従って、モータ軸２２０と第１軸部材２２４は、互いに軸方向において相対的に移動可能であり、円周方向において一体的に回転可能である。
【００４６】
この実施形態においては、この部分で「軸方向に摺動可能な連結」が実現されているため、第１軸部材２２４と第２軸部材２２５との連結（第２連結部２２７と第３連結部２２８との連結）については、これを圧入によって実現し、一体化している。即ち、この部分では軸方向の摺動が可能な連結とはされていない。
【００４７】
この実施形態においては、モータ軸２２０に形成されているピニオンがスパーピニオン２２２であること利用して、該スパーピニオン２２２と第１連結部２２６との間で「軸方向に摺動可能な連結」を実現するようにしたため、構造が簡単で、部品点数が少なく、低コスト、且つコンパクトなギヤドモータＧＭ３を得ることができる。
【００４８】
なお、その他の構成については、先の実施形態とほぼ同様であるため、図中で同一または類似する部分に下２桁が共通の符号付すにとどめ、重複説明を省略する。
【００４９】
このように、本発明においては、ピニオンと第１連結部との連結、第２連結部と第３連結部との連結のうち、少なくとも一方の連結が、軸方向の摺動が可能な連結とされていれば足りる。また、摺動可能とする構成も、種々の構成が採用でき、例えば、図８に示されるように、第１軸部材３２４の第２連結部３２７と第２軸部材３２５の第３連結部３２８とをＤカット結合によって結合するものであっても良い。
【００５０】
なお、これまで示した例においては、いずれもハイポイドギヤ側の歯車箱をそのまま用いられるように、継軸２４、１２４、２２４を収容する継カバー４２、１４２、２４２を用意するようにしていた。この様にハイポイドピニオンとそれを支持する軸受をモータやハイポイド歯車箱と別体の継カバーで支持するようにしておけば、スラスト力やトルク変更に対して安価な軸受と継カバーを交換するだけで良い。これに対して、スラスト力がどの程度掛かるか予め分かっている場合等においては、例えば図９、図１０に示されるように、ハイポイドギヤ４３０側の歯車箱４６２に円筒部４６４を一体的に形成し、該円筒部４６４において継軸４２４を支持するように構成しても良い。図３〜５、図６、図７に示した実施形態においても、同様な変形が可能である。なお、図９、図１０において、その他の構成は、先の実施形態と同様であるため、図中で、同一または類似する部分に下２桁が同一の符号をそれぞれ付すに止め、重複説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、さまざまな場面において適用することができる。
【００５２】
例えば、先の特許文献１に記載されているように、既存のピニオン付モータ部分を活かそうとして、モータ軸に形成されているピニオンと噛合するギヤ（中間段）によって一度モータの回転を受けた後に、本来のハイポイドピニオンにその動力を伝達する構成を採用した場合には、ハイポイドギヤセットを「初段」で使用できなくなるため、ハイポイドギヤセットが大型化し、コストが大きく上昇する可能性が高くなる。しかし、中間段で減速せずこれをアイドル的に使用したのでは、該中間段が介在される分そっくりコストが高くなるだけでなく、スペース効率も悪化する。
【００５３】
この点で、本発明は、既存のピニオン付きモータをそのまま使え、しかも連結部材を介するだけで、ハイポイドギヤセットを「初段」で使用できるものであり、この適用場面で得られるメリットは大きい。
【００５４】
本発明の他の適用場面としては、平行軸系のピニオン付モータの直交ギヤドモータへの積極的な「転用」が考えられる。例えば、ギヤドモータのメーカ、或いは大きな工場などでは、通常の平行軸系ピニオン付モータの在庫を多量に有していることが多い。このような状況において本発明を適用すると、モータ系以外の調達のみでハイポイドギヤドモータを実現することができる。この結果、モータを含めて全く新たにハイポイドギヤドモータを調達する場合に比べ、納期やコストを大きく低減できる場合がある。
【００５５】
尤も本発明の産業上の利用可能性は、これらの適用場面のみに限定されるものではなく、より広くピニオン付モータをハイポイドギヤドモータのモータとして利用するあらゆる場面で有効に活用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態の例に係るハイポイドギヤドモータの正断面図
【図２】同、展開平断面図
【図３】本発明の他の実施形態の例に係るハイポイドギヤドモータの正断面図
【図４】同、展開平断面図
【図５】図４の実施形態における第１連結部付近の側面図
【図６】本発明の他の実施形態の例に係るハイポイドギヤドモータの正断面図
【図７】図６の実施形態の第１連結部において用いられているプレートの正面図
【図８】本発明の更に他の実施形態に係る第２連結部と第３連結部の構成例を示す断面図
【図９】図１の実施形態の変形例を示す図１相当の正断面図
【図１０】同、図２相等の展開平断面図
【符号の説明】
【００５７】
ＧＭ１…ハイポイドギヤドモータ
Ｍ１…モータ
ＣＭ…連結部材
２０…モータ軸
２２…ヘリカルピニオン
２４…第１軸部材
２５…第２軸部材
２６…第１連結部
２７…第２連結部
２８…第３連結部
２９…ハイポイドピニオン
３０…ハイポイドギヤ
３４、３６…第１、第２平行軸歯車減速機構
４０…出力軸
４６、４８…軸受
【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】
2006349054.tif 000007
【図６】
2006349054.tif 000008
【図７】
2006349054.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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