(57)【要約】【課題】軸方向長の増大を防止しながら、クラッチ装置を容易に且つほぼ任意の位置に組み込むことができ、同時に減速装置全体として確保し得る減速比を高く維持する。【解決手段】中間軸（ハイポイド軸）４２及び出力軸４５と平行にクラッチ装置ＣＬのスライドピン（クラッチ軸）５０を配置する。該スライドピン５０はスライド体４８を摺動可能に有し、該摺動により出力ギヤ４６を出力軸４５上で連動して駆動し、該出力ギヤ４６と出力軸４５または２段目ピニオン４４との動力伝達の断接する。【選択図】図１
2005163841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイポイドギヤを有する減速装置において、
前記ハイポイドギヤが組み込まれたハイポイド軸と、
該ハイポイド軸に組み込まれた中間ピニオンと、
前記ハイポイド軸と平行に配置された出力軸と、
該出力軸に摺動可能に組み込まれ、前記中間ピニオンと噛合可能な出力ギヤと、
前記ハイポイド軸及び出力軸と平行に配置されたクラッチ軸と、
該クラッチ軸上にスライド体を摺動可能に有し、該スライド体の摺動により前記出力ギヤを出力軸上で連動して駆動し、該出力ギヤと前記出力軸または中間ピニオンとの動力伝達の断接を可能としたクラッチ装置と
を備えたことを特徴とするハイポイドギヤを有する減速装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記クラッチ装置は、前記スライド体を一方向に付勢する付勢手段を、前記クラッチ軸上に有する
ことを特徴とするハイポイドギヤを有する減速装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記クラッチ装置は、オペレータの操作によって駆動される偏心カムを備え、該偏心カムと前記スライド体との摺動によってスライド体の軸方向の推進力を得る
ことを特徴とするハイポイドギヤを有する減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイポイドギヤを有する減速装置に関する。
【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、Ａ）出力軸の延在方向を入力軸と直角の方向に変えることができる、Ｂ）出力軸方向の寸法を短くすることができる、Ｃ）ある程度の減速比を当該パイポイドギヤセットのみで得ることができる、Ｄ）低騒音且つ低振動である、等の特長がある。
【０００３】
従来、これらの特長を利用して自走式キャリヤ用の減速装置にハイポイドギヤセットを適用した例が開示されている（特許文献１）。
【０００４】
図３、図４を用いてこの減速装置について簡単に説明すると、この自走式キャリヤ全体図示は省略）に使用されている減速装置１０は、ハイポイド減速機１２及びＤＣモータ（一部のみ図示）１４を備える。
【０００５】
ＤＣモータ１４のモータ軸１４Ａの先端には、ハイポイドピニオン１６が歯切り形成されており、ハイポイド減速機１２内に臨まされてハイポイドギヤ１８と噛合している。
【０００６】
ハイポイドギヤ１８が装着されたハイポイド軸２０には、中間ピニオン２２が摺動自在に組みこまれており、出力軸２３に組み込まれた出力ギヤ２４と噛合している。
【０００７】
なお、図の符号２５はクラッチ装置で、オペレータがハンドル２６を操作することにより、ピン２１と凹部２２Ａの係合を介して中間ピニオン２２をハイポイド軸２０に沿って移動させ、スプライン２５同士の離反、係合によって該ハイポイド軸２０と中間ピニオン２２との間の動力伝達の断接を可能としているものである。
【０００８】
これにより、特に、停電時、あるいはモータ故障時などに自走式キャリヤを手動で駆動しようとしたときにその牽引負担を軽減することができる。
【０００９】
ところで、この自走式のキャリヤは、被搬送物を載置又は懸架した状態で、図示せぬ車輪が転動することによって所定の軌道上を自らが移動する。そのため、その性質上、軌道上の全区間に亘って当該軌道の周囲にキャリヤの進行方向の投影面積（図４で描写されている図形の最外郭線）よりも大なる「何も障害物のない空間」を確保する必要がある。したがって、減速装置１０の進行方向の投影面積が大きいと、当該自走式キャリヤ自体の設置が不可能になってしまったり、軌道周囲の空間を他の目的のために有効利用することができなくなったりしてしまう。
【００１０】
そこで、上記特許文献１で開示された自走式キャリヤ用の減速装置１０においては、その減速機構の一部にハイポイドピニオン１６及びハイポイドギヤ１８からなるハイポイドギヤセットを組み込み、モータ１４のモータ軸１４Ａの方向を９０度変換して、軸方向に長いモータ１４を進行方向Ｘに沿った方向に組み付け、当該モータ１４によってキャリヤ進行方向の投影面積が拡大するのを回避している。
【００１１】
また、ハイポイドギヤセットの有する「出力軸の軸方向長を短くすることができる」という機能を利用して減速機部分の投影面積の特に水平方向の寸法Ｓの縮小化を実現し、同時に、「ハイポイドギヤセットは単体である程度の減速比が確保できる」という機能を利用してこれを減速比の確保のために積極的に活用し、更に低騒音、低振動の特性を活かして被搬送物を損傷なく且つ静かに搬送することを可能としている。
【００１２】
この適応例のように、ハイポイドギヤセットには、一般的な平行軸歯車機構、あるいはベベル歯車機構等では得られない多くの特長があるため、小型化、軽量化、低騒音化、或いは低振動化等が特に要求される分野において根強いニーズがある。
【００１３】
【特許文献１】特許第２７６０６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、この特許文献１において開示されている技術では、前記クラッチ装置２５を構成するに当たり、中間ピニオン２２をハイポイド軸（ハイポイドギヤが装着されている軸）２０に沿って移動させるようにしていた。
【００１５】
そのため、中間ピニオン２２は、ある程度の強度を確保しながら凹部２２Ａやスプライン２２Ｂ等の形状を備える必要があることからピッチ円径を相応に大きくせざるを得ず、そのため該中間ピニオン２２と出力ギヤ２４との間で得られる減速比が小さく、結果として減速機１２の総減速比も小さくならざるを得ないという問題があった。
【００１６】
そのため、より高い減速比を必要とする用途によっては更にもう一段平行軸歯車機構等を減速機内に組み込むか、或いはハイポイド軸２０と出力軸２３との軸心間距離を大きくして出力ギヤ２４の方をより大径化しなければならず、何れの方法も、その分減速機が大きく且つ重くなり、せっかく「ハイポイドギヤセットを導入した」にも拘わらず、減速機の小型化、軽量化が損なわれるという問題が発生していた。
【００１７】
また、上記特許文献１に開示されているクラッチ装置２５には切換の主役となる中間ピニオン２２を軸方向に駆動する際に、そのいずれの方向に対しても手動によって行うようにしていたが、例えばクラッチを戻す操作に関しては、ばね力等を利用して軽い力で戻せるようにすると、より利便性が高まる。しかし、この場合、出力軸方向の寸法を増大させることなくこうした付勢手段をハイポイド軸２２に組み込むのは至難であった。
【００１８】
本発明は、このような現状を考慮して開発されたもので、ハイポイドギヤが有する本来の機能を極力減殺することなしにクラッチ装置を組み込むことができ、また、ある程度の高い減速比を減速段数を増やすことなしに実現し、且つ、必要に応じてクラッチの戻しを容易にする付勢手段を組み込む場合であっても、出力軸方向の寸法の増大を招かずに済むハイポイドギヤを有する減速装置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】
【００１９】
本発明は、ハイポイドギヤを有する減速装置において、前記ハイポイドギヤが組み込まれたハイポイド軸と、該ハイポイド軸に組み込まれた中間ピニオンと、前記ハイポイド軸と平行に配置された出力軸と、出力軸に摺動可能に組み込まれ、前記中間ピニオンと噛合可能な出力ギヤと、前記ハイポイド軸及び出力軸と平行に配置されたクラッチ軸と、該クラッチ軸上にスライド体を摺動可能に有し、該スライド体の摺動により前記出力ギヤを出力軸上で連動して駆動し、該出力ギヤと前記出力軸または中間ピニオンとの動力伝達の断接を可能としたクラッチ装置とを備えたことにより、上記課題を解決したものである。
【００２０】
本発明では、ハイポイドギヤを有する減速機が適用される用途において最も小型化が要求されるのは、既に説明した例のように、その出力軸方向であることが大半であることに着目し、ハイポイドギヤを有する減速機にクラッチ装置を組み込むに当たり、ハイポイド軸および出力軸と平行に配置されたクラッチ軸を新たに設けた。
【００２１】
これにより、ハイポイド軸に装着する（後段の平行軸歯車機構の一部を構成する）中間ピニオンにはクラッチ装置に関係した機能（凹部２２Ａやスプライン２２Ｂなど）を持たせる必要がなくなって、ピッチ円径を小さくすることが可能となり、出力ギヤのピッチ円径を大きくすることなく当該中間ピニオンと出力ギヤとによって形成される平行軸歯車機構の減速比を高く確保することができるようになる。その結果、減速段の数を２段に維持したまま、より高い減速比を確保することが可能となる。
【００２２】
なお、本発明においても、クラッチ軸を新たに設けることになるため、軸の数が増えるという意味のみにおいては、減速段数を増やす場合と同様になる。しかしながら、動力伝達系統に属する中間軸を増やす場合、その扱うトルクはクラッチ軸の扱うトルクの比ではなく、相応の軸受を配置しなければならないなど、コストの増大の程度が全く異なる。本発明によって減速比確保のために減速段を１段増やさなくて済む効果は現実的には極めて大きい。
【００２３】
なお、本発明においては、後述するようなクラッチの戻しを容易にするための付勢手段の装備については、特に必須とはされないが、仮にこのような装備を設ける場合においても、クラッチ軸に余裕を持って装着することができるため、出力軸方向の寸法が増大するのを確実に防止することができる。
【００２４】
さらに、これに関連して（このクラッチ軸が動力伝達には寄与していないため、扱うトルクが小さいことに関連して）、減速装置のいずれの部分にも当該クラッチ軸を容易に設置することができる。そのため、特に、オペレータのクラッチ操作の容易性を考慮して、減速装置の最適の位置に当該クラッチ装置を容易に配置することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ハイポイドギヤを有する減速装置において一般的に最も重要視される、出力軸方向の長さの増大防止を可能としながら、クラッチ装置を容易に且つほぼ任意の位置に組み込むことができ、同時に減速装置全体として確保し得る減速比を高く維持することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
図１は、本発明が適用されたハイポイドギヤを有する減速機装置を示す一部破断の正面図、図２は同縦断面図である。
【００２８】
図１及び図２に示されるように、このハイポイド減速装置３０は、ＤＣモータ２６と、ハイポイド減速機２８とを備える。ＤＣモータ２６は、そのモータ軸２６Ａの軸心Ｏ１が出力軸４５の軸心Ｏ２と（交差しない）直角の方向に配置されており、ハイポイド減速機２８によってその回転方向が９０度変換される構成とされている。
【００２９】
ＤＣモータ２６のモータ軸２６Ａの先端には、ハイポイドピニオン３４が歯切り形成されている。ハイポイドピニオン３４は、ハイポイド減速機２８のケーシング３６内に臨まされ、ハイポイドギヤ４０と噛合している。即ち、この実施形態では、ＤＣモータ２６のモータ軸２６Ａが、ハイポイド減速機２８の入力軸を兼ねている。ハイポイドピニオン３４の軸心（即ちモータ軸２６Ａの軸心）Ｏ１と、ハイポイドギヤ４０の装着されている中間軸（ハイポイド軸）４２の軸心Ｏ３は、シフト量Ｅ１を隔てて平面視で互いに直角に交差している。
【００３０】
中間軸４２には、２段目ピニオン（中間ピニオン）４４が形成されている。２段目ピニオン４４は、出力軸４５に摺動自在に装着された出力ギヤ４６と噛合している。出力軸４５は、軸受４７、４９を介してこの中間軸４２と平行（即ちモータ軸２６Ａと直角）に配置されており、その外周の一部には雄スプライン（外歯歯車）４５Ａが形成されている。一方、出力ギヤ４６には自身の内周に該雄スプライン４５Ａと係合可能な雌スプライン４６Ａが形成されている。すなわち、出力ギヤ４６は、２段目ピニオン４４と噛合する外歯歯車であると同時に、雄スプライン４５Ａと噛合する内歯歯車でもある。出力軸４５は、図示せぬ被駆動体の入力軸と連結され、該被駆動体を駆動する。
【００３１】
次に、クラッチ機構（クラッチ装置）ＣＬについて説明する。
【００３２】
出力ギヤ４６は、その外周の一部にリング状の凹部４６Ｂを有し、この凹部４６Ｂにスライド体４８の係止部４８Ａが係合している。スライド体４８は、出力軸４５と平行に別途設けられたスライドピン（クラッチ軸）５０に沿ってスライド可能とされている。このスライド体４８は前記係止部４８Ａと反対側（図２の上方側）にピン４８Ｂを有する。
【００３３】
ハンドル（ノブ）５２には、その中心軸Ｈ１の周りで該ハンドル５２と一体的に回転する偏心カム５４が配置されている。この偏心カム５４はカム面５４Ａを備える。カム面５４Ａは、ハンドル５２の回転に伴って中心軸Ｈ１に対して公転可能であり、この公転によって前記スライド体４８のピン４８Ｂを押圧可能である。スライド体４８はスライドピン５０に沿ってのみ移動が可能であるため、ピン４８Ｂ側からの押圧力によりスライド体４８のスライドピン５０方向の推進力（分力）が得られる。また、スライド体４８は、スライドピン５０に装着されたばね６０によって常時図２の左方向（出力ギヤ４６の雌スプライン４６Ａを出力軸４５の雄スプライン４５Ａと係合させる方向）に付勢されている。
【００３４】
スライドピン（クラッチ軸）５０を中心として、ハンドル５２、偏心カム５４、ばね６０、スライド体４８、出力ギヤ４６の雌スプライン４６Ａ、及び出力軸４５の雄スプライン４５Ａが、出力ギヤ４６と出力軸４５との間の動力伝達を断接可能なクラッチ機構ＣＬを構成している。
【００３５】
一方、ハイポイド減速機２８のケーシング３６は、本体３６Ａとカバー３６Ｂとで主に構成され、シールリング６４を介してボルト６６により一体化されている。カバー３６Ｂは、ハイポイド減速機２８内の各軸、即ち中間軸４２、出力軸４５、及びスライドピン５０を支持するための支持穴７０、７２、７４を備え、ケーシング３６の本体３６Ａ側は対応する支持穴７６、７８、８０を備える。中間軸４２は軸受８２、８３を介して、出力軸４５は軸受４７、４９を介して、スライドピン５０は特に大きなトルクが掛かるわけではないので直接的に、これらの支持穴７０、７２、７４、７６、７８、８０によって回転自在に支持されている。
【００３６】
なお、図の符号８１は、ボルト８１Ａ、ばね８１Ｂ、ボール８１Ｃからなる偏心カム５４の位置決め機構であり、偏心カム５４の中心軸Ｈ１方向の動きを拘束するためのものである。
【００３７】
次にこの実施形態に係るハイポイド減速装置３０の作用を説明する。
【００３８】
ＤＣモータ２６のモータ軸２６Ａが回転すると、該モータ軸２６Ａの先端に形成されたハイポイドピニオン３４が一体的に回転する。ハイポイドピニオン３４が回転すると、これと噛合しているハイポイドギヤ４０が回転し、中間軸４２に形成された２段目ピニオン４４が回転する。２段目ピニオン４４の回転は出力ギヤ４６に伝達される。
【００３９】
ここで、通常使用時は、ハンドル（ノブ）５２の位置がばね６０の機能によりスライド体４８を図２の実線の位置に位置決めしているため、該出力ギヤ４６の雌スプライン４６Ａは出力軸４５の雄スプライン４５Ａと噛合しており、出力ギヤ４６の回転はそのまま出力軸４５の回転となる。
【００４０】
一方、何らかの理由で、被駆動体を手動で駆動する必要が生じた場合、すなわち、出力軸４５の側から回転動力が入力されてくるような状況のときには、該出力軸４５が２段目ピニオン４４やハイポイドギヤ４０及びハイポイドピニオン３４を介してモータ軸２６Ａと連結された状態にあると、大きな駆動抵抗が発生する。そこで、この場合には、ハンドル５２を回転させることにより偏心カム５４のカム面５４Ａを中心軸Ｈ１に対して公転させる。すると、この公転によりスライド体４８のピン４８Ｂを介してスライドピン５０の軸方向の分力を得ることができ、スライド体４８は、ばね６０の付勢力に打ち勝って図２の右方向にスライドし、その係止部４８Ａを介して出力ギヤ４６を図２の右方向に連動して移動させる。この結果、出力ギヤ４６の雌スプライン４６Ａと出力軸４５の雄スプライン４５Ａとの噛合が解かれ、出力軸４５はＤＣモータ２６からの動力伝達系統から外れる。この結果、オペレータはこのクラッチ機構ＣＬの存在により、被駆動体を容易に駆動或いは移動することができる。
【００４１】
また、該クラッチ機構ＣＬを、出力軸４５に形成された雄スプライン４５Ａに対して、雌スプライン４６Ａを有する出力ギヤ４６を出力軸４５に沿って摺動させ、該雄スプライン４５Ａと雌スプライン４６Ａの噛合、離反を行わせる構成としているため、クラッチ機構ＣＬ自体の構成が簡易であり、低コスト化が実現できる。
【００４２】
さらに、この出力ギヤ４６の出力軸４５に沿った摺動を、中間軸（ハイポイド軸）４２及び出力軸４５と平行に配置したスライドピン（クラッチ軸）５０上を摺動可能なスライド体４８によって実現するようにしたため、スペース的により余裕のある空間を有効に利用することができ、戻し機構付きのクラッチ装置ＣＬを有しながら、出力軸方向の寸法Ｓ１の増大を回避できている。
【００４３】
また、クラッチ装置ＣＬが中間軸４２側に設けられていないことから、高減速比を得るためにできるだけ小径としたい２段目ピニオン（中間ピニオン）４４のピッチ円径を限界に近いに値にまで小さくすることができている。そのため、減速段を１段増やしたりすることなく、あるいは、元々大径の出力ギヤ４６を更にこれ以上大きくしたりすることなく、簡易に高減速比に対応できている。
【００４４】
なお、上記実施形態においては、出力ギヤ４６を移動させることによって出力軸４５と出力ギヤ４６との間の動力伝達を断接するようにしていたが、出力ギヤと中間ピニオンとの噛合を解いてこの間の動力伝達を断接するように構成することも可能である。
【００４５】
また、上記実施形態においては、ハイポイドピニオンをモータ軸に直接形成してモータ軸に減速機の入力軸としての機能を兼用させていたが、本発明においては、減速機内に独立した入力軸を備え、この入力軸上にハイポイドピニオンを有している場合でも、当然適応可能である。
【００４６】
更に、本発明においては、クラッチを戻すための付勢手段の装備については、必ずしも必要ではなく、接続方向、離反方向ともオペレータの手によって駆動する構成であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
ハイポイド減速機の持つ諸機能を必要とする用途において、特にクラッチ装置の装着を必要とし、且つ出力軸方向の寸法増大防止とより高い減速比の確保との両立が期待される減速装置として有益である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明が適用されたハイポイド減速装置の実施形態の例を示す一部破断の正面図
【図２】図１の矢視II−II線に沿う断面図
【図３】従来のハイポイド減速装置の構成例を示す正断面図
【図４】図３の矢視IV−IV線に沿う断面図
【符号の説明】
【００４９】
ＣＬ…クラッチ装置
２６…ＤＣモータ
２６Ａ…モータ軸
２８…ハイポイド減速機
３０…ハイポイド減速装置
３４…ハイポイドピニオン
３６…ケーシング
３６Ａ…本体
３６Ｂ…カバー
４０…ハイポイドギヤ
４２…中間軸（ハイポイド軸）
４４…２段目ピニオン
４５…出力軸
４５Ａ…雄スプライン
４６…出力ギヤ
４６Ａ…雌スプライン
４８…スライド体
５０…スライドピン（クラッチ軸）
５２…ハンドル
５４…偏心カム
５６…ピン
６０…ばね
７０、７２、７４、７６、７８、８０…支持穴
【図１】
2005163841.tif 000003
【図２】
2005163841.tif 000004
【図３】
2005163841.tif 000005
【図４】
2005163841.tif 000006