(57)【要約】【課題】  歯車機構に遊星歯車機構を内蔵し、限られたスペースで軸受けサイズを大きくすることができるため、歯車減速機のハウジングを大型化することなく、十分な強度が得られるとともに、歯車減速機によって構成される減速機ユニットを複数段に組付けて所望の減速比を得ることができる歯車減速機を提供する。【解決手段】  出力軸３１を前記入力軸１３挿入口と同一軸線上に配置して減速機ユニットを構成し、前記減速機ユニットの歯車機構に遊星歯車機構３０を内蔵し、前記出力軸３１を、最終段大歯車２５を装着した第１の軸部３５と、この第１の軸部３５と同心状に回転自在に配置され、出力を取り出す第２の軸部３１で構成し、これら第１の軸部３５と第２の軸部３１を遊星歯車機構３０を介して連結した歯車減速機。【選択図】        図３
2011153717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に入力軸挿入口を設けたハウジング内に、入力軸の回転を減速して伝達する歯車機構を内蔵し、前記歯車機構によって減速された回転動力を取り出す出力軸を前記ハウジングの他端部に設けた歯車減速機において、
前記歯車減速機のハウジングを、出力軸側に開口させたハウジング本体と、該ハウジング本体の開口を閉塞するフランジとによって構成し、
前記出力軸に最終段大歯車を装着し、この最終段大歯車に噛合する最終段小歯車を備えた平行軸を、軸受けを介して保持する保持部材と、前記出力軸を支持する軸受けを保持する保持部材とを軸方向に互いにずらせて設け、
前記最終段小歯車の出力側軸受け保持部材を前記ハウジング本体に取付け、かつ前記出力軸を支持する軸受けを前記フランジで支持し、
該出力軸を前記入力軸挿入口と同一軸線上に配置して減速機ユニットを構成し、
前記減速機ユニットの歯車機構に遊星歯車機構を内蔵し、
前記出力軸を、最終段大歯車を装着した第１の軸部と、この第１の軸部と同心状に回転自在に配置され、出力を取り出す第２の軸部で構成し、これら第１の軸部と第２の軸部を遊星歯車機構を介して連結したことを特徴とする歯車減速機。
【請求項２】
前記第１の軸部に最終段大歯車の他に太陽歯車を設け、この太陽歯車の周囲のハウジングに内歯歯車を設けると共に、この内歯歯車と前記太陽歯車とに噛合する遊星歯車を設け、該遊星歯車の支持軸を第２の軸部に装着したことを特徴とする請求項１に記載の歯車減速機。
【請求項３】
前記太陽歯車の外径（Ｌ５），最終段小歯車の出力側軸受けの外径（Ｌ６），最終段小歯車と最終段大歯車の軸間距離の関係（Ｌ８）が、
〔（太陽歯車の外径（Ｌ５）＋最終段小歯車の出力側軸受け外径（Ｌ６））／２〕
＋〔最終段小歯車軸受け保持部材の軸受け嵌合部の大歯車方向の肉厚（Ｌ７）〕
＞ 最終段小歯車と最終段大歯車の軸間距離（Ｌ８）
であることを特徴とする請求項２に記載の歯車減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに組付けて回転動力を減速する歯車減速機に関するもので、詳しくは、歯車機構に遊星歯車機構を内蔵し、回転を取り入れる入力軸と回転を減速して出力する出力軸を同一軸線上に配置して減速機ユニットを構成し、この減速機ユニットを必要に応じて所定数連結して所望の減速比を得ることができる歯車減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転を取り入れる入力軸と回転を減速して出力する出力軸を同一軸線上に配置した減速機としては、各種のものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
このような平行軸歯車減速機では、ケースハウジング（歯車箱）の開口部は、入力側にあり、最終段小歯車の出力側軸受けと、最終段大歯車の出力側軸受けとが、ケースハウジングに一体加工されている。最終段小歯車の入力側軸受けハウジングと、最終段大歯車の入力側軸受けハウジングが、ケースハウジングの中間位置に配置されたフランジに加工されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０６０７６号公報（図３参照）
【特許文献２】実願昭５０−０３２８９７号（実開昭５１−１１４５７０号）のマイクロフィルム
【特許文献３】特開２０００−２７４４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の平行軸歯車減速機の出力軸を中心軸にする構造では、入力軸と出力軸が一致しない構造（偏心軸）に比べて最終段の軸間距離を長くとることができない。そのため、出力軸または出力軸軸受けと最終段小歯車出力側軸受けが干渉する。その結果、出力軸径ないし軸受けサイズを大きくできないために強度の高い減速機を提供することができなかった。
とくに、ケースハウジングの開口部は、入力側にあるため、出力軸を入力側から挿入すると、最終段小歯車出力側軸受けと干渉するため、平面図上では成立しても実際に組立ができない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決し、歯車機構に遊星歯車機構を内蔵し、限られたスペースで軸受けサイズを大きくすることができるため、歯車減速機のハウジングを大型化することなく、十分な強度が得られるとともに、歯車減速機によって構成される減速機ユニットを複数段に組付けて所望の減速比を得ることができる歯車減速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、一端部に入力軸挿入口を設けたハウジング内に、入力軸の回転を減速して伝達する歯車機構を内蔵し、前記歯車機構によって減速された回転動力を取り出す出力軸を前記ハウジングの他端部に設けた歯車減速機において、前記歯車減速機のハウジングを、出力軸側に開口させたハウジング本体と、該ハウジング本体の開口を閉塞するフランジとによって構成し、前記出力軸に最終段大歯車を装着し、この最終段大歯車に噛合する最終段小歯車を備えた平行軸を、軸受けを介して保持する保持部材と、前記出力軸を支持する軸受けを保持する保持部材とを軸方向に互いにずらせて設け、前記最終段小歯車の出力側軸受け保持部材を前記ハウジング本体に取付け、かつ前記出力軸を支持する軸受けを前記フランジで支持し、該出力軸を前記入力軸挿入口と同一軸線上に配置して減速機ユニットを構成し、前記減速機ユニットの歯車機構に遊星歯車機構を内蔵し、前記出力軸を、最終段大歯車を装着した第１の軸部と、この第１の軸部と同心状に回転自在に配置され、出力を取り出す第２の軸部で構成し、これら第１の軸部と第２の軸部を遊星歯車機構を介して連結したことにある。
また、本発明は、前記第１の軸部に最終段大歯車の他に太陽歯車を設け、この太陽歯車の周囲のハウジングに内歯歯車を設けると共に、この内歯歯車と前記太陽歯車とに噛合する遊星歯車を設け、該遊星歯車の支持軸を第２の軸部に装着したことにある。
さらに、本発明は、前記太陽歯車の外径（Ｌ５），最終段小歯車の出力側軸受けの外径（Ｌ６），最終段小歯車と最終段大歯車の軸間距離の関係（Ｌ８）が、
〔（太陽歯車の外径（Ｌ５）＋最終段小歯車の出力側軸受け外径（Ｌ６））／２〕
＋〔最終段小歯車軸受け保持部材の軸受け嵌合部の大歯車方向の肉厚（Ｌ７）〕
＞ 最終段小歯車と最終段大歯車の軸間距離（Ｌ８）
に設定したことにある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、減速歯車の軸受けの組み付けに際して出力軸と干渉する虞がないため、軸受けサイズを大きくすることができる。平行軸の軸受けと出力軸の軸受けが互いに干渉する虞がない。遊星歯車機構を内蔵した歯車減速機と、遊星歯車機構を内蔵しない歯車減速機を組み合わせることが可能であり、減速比を必要に応じて選択することができる。
太陽歯車にピッチ円径の大きい歯車を配置することができることから、強度のある遊星歯車機構を提供することができる。
前記太陽歯車（出力軸）の外径（Ｌ５），最終段小歯車の出力側軸受けの外径（Ｌ６），最終段小歯車と最終段大歯車の軸間距離の関係（Ｌ８）が、
〔（太陽歯車の外径（Ｌ５）＋最終段小歯車の出力側軸受け外径（Ｌ６））／２〕
＋〔最終段小歯車軸受け保持部材の軸受け嵌合部の大歯車方向の肉厚（Ｌ７）〕
＞ 〔最終段小歯車と最終段大歯車の軸間距離（Ｌ８）〕
に設定したので、後段に強度のある遊星歯車機構を配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】平行軸歯車減速機を示した断面図である。
【図２Ａ】図１に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図２Ｂ】図１に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図２Ｃ】図１に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図２Ｄ】図１に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図２Ｅ】図１に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図２Ｆ】図１に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図３】本発明に係る減速機構に遊星歯車機構を用いた平行軸歯車減速機の実施形態を示した断面図である。
【図４Ａ】図３に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図４Ｂ】図３に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図４Ｃ】図３に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図４Ｄ】図３に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図４Ｅ】図３に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図４Ｆ】図３に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図４Ｇ】図３に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【図４Ｈ】図３に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、平行軸歯車減速機を示した断面図、図２Ａ〜図２Ｆは、図１に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
図３は、本発明に係る減速機構に遊星歯車機構を用いた平行軸歯車減速機の実施形態を示した断面図、図４Ａ〜図４Ｈは、図３に示した減速機の組立て手順を示した斜視図である。
【００１１】
図１に示す平行軸歯車減速機１は、歯車減速機のハウジング１０が、出力軸側の端部が開放されて開口したハウジング本体１１と、該ハウジング本体１１の開口端を塞ぐフランジ１２とによって形成されている。この歯車減速機１はモータ３に組みつけられており、モータ３の回転軸３ａが入力軸１３として歯車減速機１に組み付けられている。
この入力軸１３は、モータ３の回転軸３ａあるいは減速機の出力軸でも良い。
【００１２】
そして、この歯車減速機１のハウジング１０は、閉塞されたハウジング本体１１の片側端面１１ａの中心位置に、入力軸１３の組付け孔１１ｂが設けられている。このハウジング１０の他方側開口端に設けられたフランジ１２には、該入力軸１３の軸芯延長上に出力軸１４が配設されており、入力軸１３および出力軸１４に対して平行に、平行軸１５が設けられている。
【００１３】
平行軸１５は、その一端部に、最終段小歯車１６が形成され、他端部に、初段大歯車１７が嵌合固設されている。この平行軸１５の一端は、軸受け１８を介して出力側軸受け保持板１９に保持されている。そして、出力側軸受け保持板１９をハウジング本体１１の開口端部にネジ２０によって締結し、平行軸１５の他端を、軸受け２１を介してハウジング本体１１の端壁に挿嵌させて、平行軸１５をハウジング本体１１に保持させている。
一方、入力軸１３の端部には、入力側初段小歯車２２が形成され、該入力側初段小歯車２２は、ハウジング本体１１内に臨ませて配置され、平行軸１５の初段大歯車１７に噛合されている。
【００１４】
また、出力軸１４は、出力軸軸受け２３を介してフランジ１２に保持され、出力軸軸受け２３の外方には、オイルシール２４が配設されている。この出力軸１４の一端部には、最終段大歯車２５が嵌合固設されている。この最終段大歯車２５は、出力側軸受け保持板１９に形成された孔１９ａからハウジング本体１１内に臨ませて配置され、平行軸１５の最終段小歯車１６に噛合されている。
【００１５】
出力軸１４の最大外径Ｌ１，最終段小歯車１６の出力側軸受けの外径Ｌ２，最終段小歯車１６と最終段大歯車２５の軸間距離Ｌ４の関係が、
〔（出力軸の最大外径Ｌ１＋最終段小歯車の出力側軸受け外径Ｌ２）／２〕
＋〔最終段小歯車軸受け保持部材の軸受け嵌合部の大歯車方向の肉厚Ｌ３〕
＞〔最終段小歯車と最終段大歯車の軸間距離Ｌ４〕
である。
【００１６】
このように構成された平行軸歯車減速機１は、原動機の駆動軸等の入力軸１３の回転が、入力側初段小歯車２２から平行軸１５の初段大歯車１７に伝達され、最終段小歯車１６および最終段大歯車２５を介して、出力軸１４に伝達される。
【００１７】
以下に、上記平行軸歯車減速機１の組付け手順を説明する。
先ず、図２Ａに示すように、平行軸１５に、最終段小歯車１６と初段大歯車１７を嵌合固着させ、さらに、平行軸１５の端部に軸受け２１を装着させ、この平行軸１５を、軸受け１８とともに、出力側軸受け保持板１９に組付けて平行軸ユニットＵ１を形成する。
一方、図２Ｂに示すように、出力軸１４に、最終段大歯車２５および出力軸軸受け２３を取付けて出力軸ユニットＵ２を構成する。この組付けは、外組立て冶具で行なう。
そして、図２Ｃに示すように、出力軸ユニットＵ２の最終段大歯車２５を、出力側軸受け保持板１９の孔１９ａに挿入させ、その後、ハウジング本体１１を上方から被せ、該ハウジング本体１１の出力軸側を上にして前記冶具を外し、図２Ｄに示すように、出力側軸受け保持板１９を、ネジ２０によってハウジング本体１１に締結する。
次いで、図２Ｅに示すように、フランジ１２を、出力軸ユニットＵ２の出力軸軸受け２３に嵌合させて組付け、図示しないネジによってフランジ１２をハウジング本体１１に締結する。
次いで、図２Ｆに示すように、フランジ１２の開口にオイルシール２４を装着する。
【００１８】
図３に示す平行軸歯車減速機２は、図１と同一部分は同符号を付して同一部分の説明は省略して説明する本発明の他の実施の形態である。この実施の形態では、減速機構に遊星歯車機構３０を組み合わせたもので、減速比率を向上させることができる。
この場合、歯車減速機のハウジング３０とフランジ１２間に円筒状の中間ハウジング４０を介在させ、この中間ハウジング４０の内周面に内歯歯車３２が設けられている。この内歯歯車３２に噛合する遊星歯車３３が、出力軸３１に支持された支持軸３４に回転自在に支持されている。この出力軸３１の端部には、円盤状アーム３１ａが形成され、該円盤状アーム３１ａの周縁に支持軸３４が立設されている。そして、遊星軸３４には、遊星歯車３３が回転自在に配設され、該遊星歯車３３は、中間ハウジング４０の内周面に形成された内歯歯車３２に噛合されている。
【００１９】
前記円盤状アーム３１ａが設けられた出力軸（第２の軸部）３１の端部には、出力軸３１の軸芯延長上に太陽歯車軸（第１の軸部）３５が配設されている。この太陽歯車軸３５は出力軸３１および入力軸１３の軸線上に配設されており、この太陽歯車軸３５には、一端部に最終段小歯車１６に噛合する最終段大歯車２５が装着され、他端部に遊星歯車３３に噛合する太陽歯車３６が装着されている。太陽歯車軸３５の両端部はそれぞれ軸受け４１，４２を介してハウジング本体１１と出力軸３１に支持されている。軸受け４１は、入力側軸受け保持板４３に装着されてネジ４４を介してハウジング本体１１の入力軸側端面に螺着されている。また、軸受け４２は、出力軸３１の円盤状アーム３１ａの端面に形成された凹部３１ｂに配設されている。なお、軸受け４１および入力側軸受け保持板４３を省略して、太陽歯車軸３５の軸部を長くして複数の軸受け４２によって片持ちで支持することも可能である。
【００２０】
太陽歯車５１（出力軸）の外径Ｌ５，最終段小歯車３８の出力側軸受け４０の外径Ｌ６，最終段小歯車３８と最終段大歯車５２の軸間距離の関係Ｌ８が、
〔（太陽歯車の外径Ｌ５＋最終段小歯車の出力側軸受け外径Ｌ６）／２〕
＋〔最終段小歯車軸受け保持部材の軸受け嵌合部の大歯車方向の肉厚Ｌ７〕
＞ 〔最終段小歯車と最終段大歯車の軸間距離Ｌ８〕
である
【００２１】
このように構成された平行軸歯車減速機２は、入力軸１４の回転が、入力初段小歯車２２から平行軸１５の初段大歯車１７に伝達され、最終段小歯車１６，太陽歯車軸３５の最終段大歯車２５，太陽歯車３６を介して遊星歯車３３に伝達され、さらに、軸３４を介して出力軸３１に伝達される。
【００２２】
上記減速機の組付け手順は、以下の通りである。
図４Ａに示すように、平行軸１５に、最終段小歯車１６と初段大歯車１７を嵌合固着させ、さらに、平行軸１５の端部に軸受け２１を装着させ、この平行軸１５を、軸受け１８とともに、出力側軸受け保持板１９に組付けて平行軸ユニットＵ１を形成する。
一方、図４Ｂに示すように、太陽歯車軸３５に、最終段大歯車２５および太陽歯車３６を装着し、軸受け４１を介して、入力側軸受け保持板４３に装着して出力軸ユニットＵ３を構成する。この組付けは、外組立て冶具で行なう。
【００２３】
そして、図４Ｃに示すように、出力軸ユニットＵ３の最終段大歯車２５を、出力側軸受け保持板１９の孔１９ａに挿入させ、その後、ハウジング本体１１を上方から被せ、該ハウジング本体１１の出力軸側を上にして前記冶具を外し、図４Ｄ，４Ｅに示すように、入力側軸受け保持板４３を、ネジ４４によって、出力側軸受け保持板１９を、ネジ２０によってハウジング本体１１に締結する。
次いで、図４Ｆに示すように、ハウジング本体１１に、内歯３２を有する中間ハウジング４０を取付ける。
そして、図４Ｇに示すように、フランジ１２に、出力軸３１，出力軸軸受け２３，遊星歯車３３，オイルシール２４を取付け、そのフランジ１２を、図４Ｈに示したように、図示しないネジによってハウジング本体１１に締結する。こうして、遊星歯車３３が太陽歯車３６と内歯歯車３２に噛合して組み付けられる。太陽歯車軸３５は、軸受け４１，４２に両端部を支持されて組み付けられる。
【００２４】
前記実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
第１の実施の形態では、平行軸１５の一端が軸受け１８を介して出力側軸受け保持板１９に保持され、該保持板１９を介してハウジング本体１１に取付けられるので、平行軸１５の軸受け１８と出力軸１４の軸受け２３が互いに干渉する虞がない。したがって、平行軸１５と出力軸１４との軸間距離を可及的に小さくすることができるので、コンパクトで強度が高い減速機が得られる。
また、初段大歯車１７および最終段小歯車１６を備えた平行軸１５を軸受け保持板１９に組付け、そこに、最終段大歯車２５および軸受け２３を備えた出力軸１４を組付けて、ハウジング本体１１に組付ければよいので、組付け作業が容易になる。
さらに、平行軸歯車減速機１を減速機ユニットとして複数台直列に組付けることによって、減速比率を大きくすることができる。この場合、平行軸歯車減速機１の減速機ユニットは、入力軸１３の組付け孔１１ｂと出力軸１４が中心位置の同一軸線上に配置されているので、複数の減速機ユニットを接続しても一列に組付けることができる。
【００２５】
本発明の実施の形態では、平行軸歯車減速機２に遊星歯車機構３０を備えたので、減速比率を格段に大きくすることができる。また、第１の実施の形態の平行軸歯車減速機１の出力軸１４を入力軸として、第２の実施の形態の平行軸歯車減速機２を組付けることによって、複数の減速機ユニットを組み合わせることができ、減速比率を格段に向上することができる。
さらに、本発明の実施の形態では、平行軸１５が、出力側軸受け保持板１９に保持され、該出力側軸受け保持板１９を介してハウジング１０に取付けられ、また、太陽歯車軸３５が、入力側軸受け保持板４３に保持され、該入力側軸受け保持板４３を介してハウジング１０に取付けられるので、平行軸１５の入力側軸受け２１と太陽歯車軸３５の入力側軸受け４１が互いに干渉する虞がない。また、平行軸１５の出力側軸受け１８と太陽歯車軸３５の出力側軸受け４２が互いに干渉する虞もない。したがって、平行軸１５と太陽歯車軸３５との軸間距離を可及的に小さくすることができ、コンパクトで強度が高い減速機が得られる。
またさらに、初段大歯車１７および最終段小歯車１６を備えた平行軸１５を出力側軸受け保持板１９に組付け、また、最終段大歯車１７および太陽歯車３６を備えた太陽歯車軸３５を入力側軸受け保持板４３に組付け、次いで、それらを互いに組付けて、ハウジング本体１１に取付ければよいので、組付け作業が容易になる。
【００２６】
なお、本発明は、前記実施の形態のみに限定されず、例えば、入力軸としてモータの回転軸を用いたが、他の駆動源の回転軸を入力軸とすることもできる。また、平行軸歯車減速機１と平行軸歯車減速機２の減速機ユニットの組み合わせは、必要に応じて複数段に亘って組み合わせることができる。さらに、第１の実施の形態の出力軸１４の先端を、第２の実施の形態の軸受け４１および入力側軸受け保持板４３で支持することで、強度のある支持構造を得ることができる等、適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２７】
１ 平行軸歯車減速機
２ 平行軸歯車減速機
１０ ハウジング
１１ ハウジング本体
１２ 出力フランジ
１３ 入力軸
１４ 出力軸
１５ 平行軸
１６ 最終段小歯車
１７ 初段大歯車
１８ 軸受け
１９ 出力側軸受け保持板
１９ａ 孔
２０ ネジ
２１ 軸受け
２２ 入力初段小歯車
２３ 出力軸軸受け
２４ オイルシール
２５ 最終段大歯車
３０ 遊星歯車機構
３１ 出力軸（第２の軸部）
３１ａ 円盤状アーム
３２ 内歯歯車
３３ 遊星歯車
３４ 支持軸
３５ 太陽歯車軸（第１の軸部）
３６ 太陽歯車
４０ 中間ハウジング
４１ 軸受け
４２ 軸受け
４３ 入力側軸受け保持板
【図１】
2011153717.tif 000003
【図２Ａ】
2011153717.tif 000004
【図２Ｂ】
2011153717.tif 000005
【図２Ｃ】
2011153717.tif 000006
【図２Ｄ】
2011153717.tif 000007
【図２Ｅ】
2011153717.tif 000008
【図２Ｆ】
2011153717.tif 000009
【図３】
2011153717.tif 000010
【図４Ａ】
2011153717.tif 000011
【図４Ｂ】
2011153717.tif 000012
【図４Ｃ】
2011153717.tif 000013
【図４Ｄ】
2011153717.tif 000014
【図４Ｅ】
2011153717.tif 000015
【図４Ｆ】
2011153717.tif 000016
【図４Ｇ】
2011153717.tif 000017
【図４Ｈ】
2011153717.tif 000018