(57)【要約】【課題】簡単且つ低コストな構造で同心２段型の外接噛合式の平行軸歯車減速機を得る。【解決手段】ケーシング３０の中央部付近において、該ケーシング３０の本体３２とは別体の中間プレート３４を該ケーシング３０の本体３２に取り付け可能とすると共に、該中間プレート３４によって出力軸１６の一端部を支持する。又、入力軸（モータ軸）１４及び出力軸１６と平行に中間軸１８を配置する。その上で、入力軸１４及び該中間軸１８の間、該中間軸１８及び出力軸１６の間で、合わせて２段の外接噛合式の平行軸歯車減速機構を形成し、且つ出力軸１６の軸心Ｏ２と、前記入力軸１４の軸心Ｏ１を同心とする。【選択図】図１
2005106076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸及び該入力軸と平行な出力軸をケーシング中に収めた平行軸歯車減速機において、
前記ケーシングの中央部付近において、前記ケーシングの本体とは別体の中間プレートを該ケーシングの本体に取り付け可能とすると共に、該中間プレートによって前記出力軸の一端部を支持し、
前記入力軸及び出力軸と平行に中間軸を配置し、
前記入力軸及び該中間軸の間、該中間軸及び前記出力軸の間で、合わせて２段の外接噛合式の平行軸歯車減速機構を形成し、且つ
前記出力軸の軸心と、前記入力軸の軸心とを同心とした
ことを特徴とする平行軸歯車減速機。
【請求項２】
請求項１において、
前記入力軸及び前記中間軸の少なくとも一方が、前記中間プレートによって支持されている
ことを特徴とする平行軸歯車減速機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記入力軸が前記ケーシングの一方側から突出されると共に、
前記出力軸が該ケーシングの他方側から突出される構成とされた
ことを特徴とする平行軸歯車減速機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記ケーシングの本体と入力軸を支持するカバーとの間にアダプタを介在させた
ことを特徴とする平行軸歯車減速機。
【請求項５】
平行軸歯車減速機構をケーシング中に有する平行軸歯車減速機と、モータとを一体化したギヤドモータにおいて、
前記ケーシングの中央部付近において、前記ケーシングの本体とは別体の中間プレートを該ケーシングの本体に取り付け可能とすると共に、該中間プレートによって前記出力軸の一端部を支持し、
前記モータのモータ軸を、前記平行軸歯車減速機の入力軸として該減速機のケーシング中に臨ませると共に、
該モータ軸及び前記平行軸歯車減速機の出力軸と平行に中間軸を配置し、
前記モータ軸及び該中間軸の間、該中間軸及び前記出力軸の間で、合わせて２段の外接噛合式の平行軸歯車減速機構を形成し、且つ
前記出力軸の軸心と前記モータ軸の軸心とを同心とした
ことを特徴とするギヤドモータ。
【請求項６】
請求項５において、
前記モータ軸及び前記中間軸の少なくとも一方が、前記中間プレートによって支持されている
ことを特徴とするギヤドモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外接噛合式の平行軸歯車減速機及び該減速機とモータとを一体化したギヤドモータに関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
平行軸歯車減速機構は、平行に配置された軸にそれぞれ組み込まれたピニオン及びギヤを介して、ピニオンが組み込まれた軸の回転を減速してギヤが組み込まれた軸から取り出すもので、構造が簡単で低コストなことから、代表的な減速機構の一つとして従来広く利用されている。
【０００３】
平行軸歯車減速機構を構成するピニオン及びギヤには、歯すじが軸心と平行な直線とされたスパーギヤ、あるいは歯すじが軸心に対して斜めに形成されたヘリカルギヤ等の種類があり、一般にいわゆるインボリュート歯形が使用される。
【０００４】
平行軸歯車減速機構は、原理的には従動側のギヤの径（歯数）を大きくすることにより、減速比をいくらでも大きくとることはできるが、無制限にギヤの径を大きくするのは実用的ではないため、通常減速比が３〜４より大きくなると、同様な構造の減速機構を２段あるいは３段に重ねて使用する。
【０００５】
特許文献１（特開昭５９−２５４２号公報）においては、この種の外接噛合式の平行軸歯車減速機構を２段重ねて用いた２段型外接噛合平行歯車減速機の例が開示されている。この公報において開示されている減速機は、その入力軸と出力軸が「非同心」である。すなわち入力軸の軸心と出力軸の軸心が一致していない（ずれている）。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−２５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、減速機が適用される現場においては、入力軸と出力軸の同心が求められる状況がしばしば発生する。この「入力軸と出力軸が同心」という条件を考慮した場合、外接噛合式の平行軸歯車減速機構は、必ずしも好適な減速機構とは言いがたい。
【０００８】
より具体的に説明すると、外接噛合式の平行軸歯車減速機構は、２つの軸の間で減速が実行されため、１段型の場合、必然的にその入力側の軸と出力側の軸の軸心がずれる。２段型の場合は、１段目でずれた軸心を２段目で元に戻すことにより、同心とすることは机上のスケルトン上では可能であるが、現実問題としては、少なくとも出力軸は両持ち支持する必要があるため、困難を伴うことが多い。
【０００９】
即ち、出力軸の一端側に入力軸が同心で存在すると、この両持ち支持ができなくなる。それにも拘わらず出力軸の両持ち支持を実現するためには、出力側のケーシングを軸方向に長くして両持ちのためのスパンを稼いだり、あるいは、極めて特殊な構造のケーシングを成形したりする等の対策を講じなければならず、コスト増大、寸法増大、重量増大等が避けられない。そのため、この公報の例のように、２段型の外接噛合式の平行軸歯車減速機構の場合、入力軸と出力軸の軸心が非同心とされている例が殆どであるというのが実情である。
【００１０】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであって、簡単且つ低コストな構造で同心・２段型とし得る外接噛合式の平行軸歯車減速機及び該減速機を利用したギヤドモータ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、入力軸及び該入力軸と平行な出力軸をケーシング中に収めた平行軸歯車減速機において、前記ケーシングの中央部付近において、前記ケーシングの本体とは別体の中間プレートを該ケーシングの本体に取り付け可能とすると共に、該中間プレートによって前記出力軸の一端部を支持し、前記入力軸及び出力軸と平行に中間軸を配置し、前記入力軸及び該中間軸の間、該中間軸及び前記出力軸の間で、合わせて２段の外接噛合式の平行軸歯車減速機構を形成し、且つ前記出力軸の軸心と、前記入力軸の軸心とを同心としたことにより、上記課題を解決したものである。
【００１２】
本発明に係る外接噛合式の平行軸歯車減速機においては、平行軸歯車減速機構を用いていながら、基本的に入力軸と出力軸のそれぞれの軸心が同心とされている。なお、この明細書でいう「同心」は、必ずしも完全に軸心が一致している場合のみを指すのではなく、実質的に同心とみなされる程度（所定の範囲に収まる程度）に軸心が一致している場合を含む。例えば、各軸心とケーシングが据え付けられる裾付け面あるいはボルト位置との距離の差が３％以内であるならば、ここでいう「所定の範囲」に入ると言って良く、実質的な同心の範疇に入る。
【００１３】
本発明は、この入出力軸の同心を実現するに当たり、出力軸の軸方向端部付近に、ケーシングとは別体の中間プレートを取付け・配置する。出力軸の端部はこの中間プレートに支持される。これにより、ケーシングを必要以上に軸方向に大きくすることなく、ケーシングとこの中間プレートとにより出力軸を両持ち支持することができる。
【００１４】
また、中間プレートはケーシングの本体とは別体とされているため、ケーシング本体自体の構造の複雑化を回避できると共に、組付けの容易性を確保することができる。
【００１５】
一方、入出力軸と平行に中間軸が配置され、入力軸及び中間軸の間、中間軸及び出力軸の間に、合わせて２段の外接噛合式の平行軸歯車機構を形成する。これにより各要素を強固に且つ簡易に組み付けることができ、入力軸と出力軸の同心を確保することができる。
【００１６】
なお、本発明は、必ずしもこの中間プレートによって入力軸や中間軸をも支持することを要求するものではないが、後述するように、入力軸や中間軸もこの中間プレートによって支持するようにすると、一層剛性の高い減速機とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
簡単且つ低コストな構造で同心・２段型の外接噛合式の平行軸歯車減速機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図面に基づいて本発明の実施形態の例を詳細に説明する。
【００１９】
図１に本発明の実施形態が適用されたギヤドモータＧＭ１の例を示す。
【００２０】
このギヤドモータＧＭ１は、モータＭ１と、外接噛合式の平行軸歯車減速機Ｇ１とを一体化したものである。
【００２１】
モータＭ１は、１対の軸受（平行軸歯車減速機Ｇ１側の軸受１２のみ図示）によって回転自在に支持されたモータ軸１４を備える。モータ軸１４の先端は、平行軸歯車減速機Ｇ１の内部に臨まされ、該平行軸歯車減速機Ｇ１の入力軸を兼用している。このため、便宜上、この実施形態でのモータ軸１４は適宜入力軸１４と称す。
【００２２】
平行軸歯車減速機Ｇ１は、この入力軸１４及び該入力軸１４と平行に配置された出力軸１６を備え、さらに該入力軸１４及び出力軸１６と平行に配置された中間軸１８を備える。
【００２３】
入力軸１４と出力軸１６は同心である。なお、ここでいう「同心」という文言は、軸心が設計上完全に一致することを要求するものではなく、実質的に同心である場合を含む。「実質的に同心」とは、この実施形態のように脚取付の場合には、例えば据付体との接触面Ｐから入力軸１４及び出力軸１６のそれぞれの軸心Ｏ１、Ｏ２までの距離Ｌ１、Ｌ２の差ΔＬ（＝Ｌ１−Ｌ２）が、距離Ｌ１の３％の範囲内に収まっている場合には、「実質的に同心」の範疇にあると考えてよい。なお、図示の例は、理解を容易にするために、ΔＬの大きさをやや誇張して表現している。
【００２４】
入力軸１４は１段目ピニオン２０がキーを２２を介して一体的に組み込まれている。また、前記中間軸１８にはこの１段目ピニオン２０と噛合する１段目ギヤ２４及び２段目ピニオン２６が組み込まれている。この２段目ピニオン２６は出力軸１６に組み込まれた２段目ギヤ（出力ギヤ）２８と噛合している。
【００２５】
一方、平行軸歯車減速機Ｇ１のケーシング３０は、本体３２、中間プレート３４、カバー３６、アダプタ３８、及び脚部４０を備える。
【００２６】
ケーシング３０の本体３２は、出力軸１６の軸心Ｏ２に対して中間軸１８の存在する側（図の下側）が存在しない側（図の上側）よりも大きく設定された形状とされている。また本体３２は、その軸方向に対して中央部付近に段差部３２Ａを備える。この段差部３２Ａには、中間プレート３４が組み込まれている。中間プレート３４は本体３２とは別体で形成されており、ボルト４２を介して取付・取り外し可能である。中間プレート３４は、出力軸１６の一端部を軸受４４を介して支持している。その結果、出力軸１６は本体３２側の軸受４５と共に両持ち状態で支持されていることになる。
【００２７】
また、中間プレート３４は、入力軸１４を軸受４１を介して支持すると共に、中間軸１８を軸受４６を介して支持している。即ち、入力軸１４はモータＭ側の軸受（軸受１２のみ図示）と共に３点で支持されており、中間軸１８は、本体３２側の軸受４７と共に２点で支持されている。
【００２８】
ケーシング３０のカバー３６は、モータＭ１の減速機側のカバーと兼用のものであり、モータ軸１４と同心のほぼ円形の外周を有している。このカバー３６には、前述の軸受１２が組み込まれており、モータ軸（入力軸）１４の一部が支持されている。
【００２９】
ケーシング３０の本体３２とカバー３６との間にはアダプタ３８が介在されている。このアダプタ３８は、ケーシング３０の本体３２の断面形状とカバー３６の外形との寸法の差を吸収する（埋める）ためのものである。カバー３６と本体３２はアダプタ３８を介在させた状態でボルト３９によって連結されている。
【００３０】
なお、アダプタ３８とカバー３６との間のシールは、合わせ面３８Ａが円形であるため、接触部分にパッキンを施してボルト３９を締めることによりほぼ完全に行うことができる。しかしながら、アダプタ３８と本体３２との間のシールは、合わせ面３８Ｂが円形ではないため、ボルト３７によって締め付け力を増強し、シール性を向上させている。
【００３１】
ケーシング３０の脚部４０は、該ケーシング３０をモータＭ１ごと図示せぬ据付体に据え付けるためのものであり、図の符号４０Ａはそのボルト孔である。
【００３２】
次にこのギヤドモータＧＭ１の作用を説明する。
【００３３】
モータＭ１のモータ軸（すなわち平行軸歯車減速機Ｇ１の入力軸）１４が回転すると、その先端に取り付けられた１段目ピニオン２０が回転する。この回転は１段目ギヤ２４を介して中間軸１８に伝達され、第１段目の減速が実現される。中間軸１８が回転すると、該中間軸１８に組み込まれた２段目ピニオン２６が同一の速度で回転し、２段目ギヤ２８を介して出力軸１６が回転し、トータルで２段の減速が実現される。
【００３４】
ここで、入力軸１４の１段目ピニオン２０の部分が軸受１２及び４１の２点（モータ軸全体に着目した場合には３点）で支持されているため、（軸受１２から片持ち状態で１段目ピニオン２０を支持する構造に比べ）その支持剛性を向上させることができ、低振動、低騒音を実現できる。入力軸１４は、高速で回転しているため、この剛性強化による振動、騒音の低減効果は大きい。また、中間プレート３４の存在により、出力軸１６及び２段目ピニオン２６も両持ちで支持されているため、この部分での支持剛性も高く維持することができる。
【００３５】
中間プレート３４は、ケーシング３０の本体３２とは別部品（別体）で形成されており、ボルト４２を介して該本体３２側と連結される構成とされているため、本体３２側の形状を複雑化しなくて済み、成形コストの増大を抑制できる。また、２段目側の組付け・分解等もモータＭ１側（入力軸１４側）からできるようになるため、組付性、メンテナンス性を向上させることができる。
【００３６】
さらには、ケーシング３０の本体３２とカバー３６との間にアダプタ３８を介在させるようにしたため、ケーシング３０の本体３２の断面形状とカバー３６の外形との寸法の差を良好に吸収することができる。例えば、この実施形態に係るギヤドモータＧＭ２においては、１段目のギヤ２４の半分が中間軸１８より径方向外側に位置している。そのため、このギヤ２４の存在により、ケーシング３０は入、出力軸１４、１６の軸心に対し、片側（図１の例ではその下側）の寸法が他側（同上側）の寸法よりかなり大きくなってしまう。一方、モータＭのカバー３６の形状は、入、出力軸１４、１６とほぼ同心の円形である。従って、カバー３６と本体３２の断面形状との軸心のずれの処理が問題となる。
【００３７】
ここで、ケーシング３０の内容積をできるだけ小さく抑えようとした場合には、例えばケーシング３０全体の基準半径を、ギヤ２４以外の全ギヤが丁度収まるような大きさに設計すると共に、ギヤ２４の存在する部分だけを外周側に張り出させる手法が考えられる。
【００３８】
しかしながら、この手法は、ケーシング３０の形状が複雑になり、ケーシング３０の成形コストが大きく増大する。また、仮にこのような張り出しをなくした形状としたとしても、今度は本体３２の断面形状とカバー３６との形状の差を吸収（埋める）ための内側への立ち上がり部を本体３２側に形成する必要があり、やはりケーシング３０の成形コストの増大は避けられない。
【００３９】
これに対し、本実施形態では、アダプタ３８のカバー３６側には、円形の合わせ面３８Ａが形成されている。一方、アダプタ３８の本体３２側の合わせ面は、ギヤ２４の分だけ半径方向外側に膨らんだ形状とされている。そのため、形状の差を埋めるための立ち上がり部を本体３２側に形成する必要がない。そのため中間プレート３４が別部品とされていることと相まって、ケーシング３０の本体３２の形状を比較的単純化でき、また、単純化できるにも拘わらず低コスト化、コンパクト化が可能である。
【００４０】
なお、アダプタ３８を介してモータＭを取付けることにより、専用のモータでなくても、モータカバーを減速機Ｇ２のカバーとして兼用させることもできるという利点も得られる。
【００４１】
次に、図２を用いて本発明の他の実施形態の例について説明する。
【００４２】
このギヤドモータＧＭ２は、平行軸歯車減速機Ｇ２のケーシング１３０の据え付けを脚部によってではなくて、フランジ部１４０の貫通孔１４０Ａを介して図示せぬボルトによって行うようにしている。貫通孔１４０Ａは軸心０２に対して同心円上に等配されている。出力軸１１６は相手機械の図示せぬ回転体のホロー部に直接挿入されるか、またはカップリングを介して相手機械側と連結される。入力軸１１４の先端は、専用の軸受１４１によって支持されている。
【００４３】
本実施形態においては、モータ軸心０１及び平行軸歯車減速機の軸心０２がほぼ同心であり、更にフランジ部１４０の貫通孔１４０Ａを軸心０２に対して等配しているため、相手機械へ取付けた際のバランスが良く、振動を低減することが出来る。
【００４４】
その他の構成については先の実施形態と基本的に同様であるため、図中で同一または類似する部分に図１において付した符号に１００をプラスした符号を付すに止め、重複説明を省略する。
【００４５】
図３には、モータから独立させた平行軸歯車減速機Ｇ３の実施形態の例が示されている。
【００４６】
この実施形態では、入力軸２１４が平行軸歯車減速機Ｇ３の１個の独立部品として組み込まれている。入力軸２１４は、１対の軸受２１２及び２４１に２点支持された状態で平行軸歯車減速機Ｇ３のケーシング２３０の一方側から突出されている。なお出力軸２１６は、前述した実施形態と同様に、１対の軸受２４４、２４５に、支持された状態でケーシング２３０の他方側から突出されている。この結果、いわゆる両軸タイプの減速機が形成されている。この平行軸歯車減速機Ｇ３は、図示せぬカップリングを介してモータ側或いは相手機械側と連結される。その他の構成については、図１に示された実施形態と基本的に同様であるため、同一または類似する部分に図１の実施形態において付された符号に対して２００を加えた符号を付すに止め、重複説明を省略する。
【００４７】
本実施形態においては、アダプタ２３８を設けることにより、（平行軸歯車減速機Ｇ３と異なる）他の減速機で使用されているカバーを使用することも可能となる。
【００４８】
なお、上記実施形態においては、いずれも中間プレートによって入力軸の端部をも支持するようにしていたが、本発明では、入力軸については、必ずしも中間プレートによって支持する必要はない。即ち、例えば、図１あるいは図２で示されたような、モータ軸が平行軸歯車減速機の入力軸を兼用するような場合においては、該モータ軸（入力軸）を片持ち状態でケーシング内に臨ませるような構成としてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態においては、いずれも中間軸の一部をも中間プレートによって支持する構成を採用していたが、この構成も必須の構成ではない。例えば中間プレートに中間軸用の大きめの貫通孔を形成しておき、中間軸自体については、該中間プレートの貫通孔を貫通してケーシングの本体とカバーとによって両持ち支持させるような構成としてもよい。
【００５０】
さらに、上記実施形態においては、いずれもケーシングのカバーと本体との間にアダプタを介在させるようにして、カバーと本体との形状の差を吸収（埋める）ようにしていたが、本発明においては、アダプタは必ずしも必要な部材ではなく、例えばカバーの外形を本体のカバー側の開口形状と合致させた場合には、アダプタを介在させることなく本体とカバーとを直接連結することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、入力軸及び出力軸に同軸性が求められるような減速機あるいはギヤドモータを、簡単で且つ低コストな構成で実現することができるため、産業用、あるいは民生用のさまざまな駆動機械、あるいは駆動システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明が適用されたギヤドモータの実施形態の例を示す縦断面図
【図２】他の実施形態の例を示す縦断面図
【図３】本発明が適用をされた平行軸歯車減速機の実施形態の例を示す縦断面図
【符号の説明】
【００５３】
ＧＭ１、ＧＭ２、ＧＭ３…ギヤドモータ
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３…平行軸歯車減速機
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３…モータ
１４、１１４、２１４…モータ軸（入力軸）
１６、１１６、２１６…出力軸
１８、１１８、２１８…中間軸
２０、１２０、２２０…１段目ピニオン
２４、１２４、２２４…１段目ギヤ
２６、１２６、２２６…２段目ピニオン
２８、１２８、２２８…２段目ギヤ
３０、１３０、２３０…ケーシング
３２、１３２、２３２…本体
３４、１３４、２３４…中間プレート
３６、１３６、２３６…カバー
【図１】
2005106076.tif 000003
【図２】
2005106076.tif 000004
【図３】
2005106076.tif 000005