(57)【要約】【課題】モータ交換する際ハイポイドの噛み合い調整が不要でメンテナンス性の良いモータ付直交軸減速機を実現する。そして、モータ付平行軸減速機とモータ部分を共通化しモータの在庫を低減する。【解決手段】直交軸減速機の特徴であるハイポイドピニオンを従来のモータ軸から減速機内部の１段目の軸に噛み合い調整して配し、モータ軸ははすば歯車とすることにより、噛み合い調整無しでモータ部分のみの交換が可能となり、メンテナンス性の優れたモータ付直交軸減速機を提供することが可能となった。更に、モータ軸のはすば歯車の仕様を平行軸タイプの物と同一にし、モータの共通化を図った。【選択図】図１
2005220953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータとモータの回転を伝達するための歯車が軸端に一体で形成されているモータ軸と、該モータ軸と直交する面に軸心をもつ出力軸を持ち、複数段の歯車列を内蔵する減速機からなるモータ付直交軸減速機において、前記モータ軸に形成する歯車をはすば歯車とし、モータ軸からの動力が最初に伝達される１段目の軸がモータ軸に平行で且つ２つの軸受けで軸支されると共に、該軸受けのうちモータに近い側の軸受けから軸方向に突出した一端に前記モータ軸に形成したはすば歯車と概ね１/１から１/２の範囲内の減速比で噛み合うはすば歯車を設け、更に該１段目の軸に直交し所定の寸法だけオフセットした軸に固定されたハイポイドギアに噛み合うハイポイドピニオンを前記軸受けのモータから遠い側の軸受けから軸方向に突出した一端に一体で形成したことを特徴とするモータ付直交軸減速機。
【請求項２】
前記モータ軸のはすば歯車仕様を、モータ軸と出力軸の軸心が平行であるモータ付平行軸減速機の同種で同容量のモータのモータ軸に形成される歯車仕様と同一とし、モータ軸を含むモータ部分を平行軸タイプの物と共通化したことを特徴とする請求項１記載のモータ付直交軸減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンベアや産業機械などに使用されるモータ付減速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業機械などに使用されるモータ付減速機は、取り付ける相手機械によりいろいろな取り付け形態を要求される。モータ付減速機を製造するメーカーは、モータ軸と出力軸の軸心が平行である平行軸タイプとモータ軸と直交する面に出力軸の軸心を持つ直交軸タイプのシリーズを揃えユーザのニーズに合わせて選択できるように対応している。
【０００３】
従来のモータ付平行軸減速機の構成を図８に示す。モータ軸４４に直接平歯車のピニオン４８を形成し、減速機ケーシング内にあるモータ軸と平行な軸心をもつ一段目の軸４１５に固定される平歯車のギア４１６と噛み合わせることでモータから減速機へ動力を伝達していた。
減速機に入力された動力は、減速機内の別の歯車列で更に減速されモータ軸と平行な軸心を持つ出力軸４２１から外部に取り出される。
【０００４】
また、従来のモータ付直交軸減速機の構成を図７に示す。モータ軸３４に直接ハイポイドピニオン３８を形成し、減速機ケーシング内にあるモータ軸とは直交する面に軸心をもつ一段目の軸３１５に固定されるハイポイドギア３１６と噛み合わせることでモータから減速機へ動力を伝達するとともに、動力の伝達方向も９０度曲げた方向に変換していた（例えば、特許文献１参照。）。
減速機に入力された動力は、減速機内の別の歯車列で更に減速されモータ軸と直交する面に軸心を持つ出力軸３２１から外部に取り出される。ここでは出力軸３２１が中空形状の直交軸減速機を示したが、中実軸のタイプもある。
また、モータ軸とハイポイドセットの間に別の平行軸減速機構を配した物もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
モータ付直交軸減速機に用いられるハイポイドギアとハイポイドピニオンは、その噛み合いが正規の噛み合いに近くなるように、歯当たりを見ながら組み付け時にギアとピニオンを一台づつシムで調整している。
【０００６】
この噛み合いの調整はハイポイドセットには必要で、歯車の焼き付きや騒音、振動を防止する効果があるが、減速機内部に潤滑油を封入し出荷された後では、一般ユーザで行うことは困難でありほとんど行われていない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１７８２７５号公報
【特許文献２】２００１−３０４３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように製造メーカー側でハイポイドセットの噛み合いを調整して出荷しているため、ユーザは製造現場で使用中のモータ付直交軸減速機のモータ部分が故障しモータの交換で済むような場合においても、モータ軸にハイポイドピニオンが形成されているため噛み合い調整ができず、減速機とともに全体を交換する必要があった。
【０００９】
一般に減速機部分は相手機械と連結され、且つ装置に据付されているためモータ部分のみの交換に比べて交換時間が長くなり、しばしば問題になっていた。
特に、減速機の出力軸が中空形状の物は直接駆動軸を繋ぐことができるためカップリング等の部品が不要で近年多用されてきてはいるが、故障時の交換の際には非常に多くの労力を費やしていた。それは、中空軸に挿入された相手機械の駆動軸を抜く作業や、取り付け時の芯出し作業などに代表される。
【００１０】
一方、モータ付減速機を製造するメーカー側にとっては、平行軸減速機と直交軸減速機に取り付けるモータは、モータ軸に形成する歯車が異なる種類の歯車であるため共通化することができず、電気的に全く同じモータでも、取り付ける減速機のタイプによってモータ軸端の歯車が異なる２種類のモータを用意する必要があった。
【００１１】
このことは、モータの在庫負担が大きくなり製品のコストアップ要因にもなっていた。
【００１２】
本発明は、これら従来品の持つ欠点に対し発明されたものであって、モータの故障時にユーザが簡単にモータ部分のみ交換することが可能なメンテナンス性の良い安価で使い易いモータ付直交軸減速機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の発明は、モータとモータの回転を伝達するための歯車が軸端に一体で形成されているモータ軸と、該モータ軸と直交する方向に軸心をもつ出力軸を持ち、複数段の歯車列を内蔵する減速機からなるモータ付直交軸減速機において、前記モータ軸に形成する歯車をはすば歯車とし、モータ軸からの動力が最初に伝達される１段目の軸がモータ軸に平行で且つ２つの軸受けで軸支されると共に、該軸受けのうちモータに近い側の軸受けから軸方向に突出した一端に前記モータ軸に形成したはすば歯車と概ね１/１から１/２の範囲内の減速比で噛み合うはすば歯車を設け、更に該１段目の軸に直交し所定の量オフセットした軸に固定されたハイポイドギアに噛み合うハイポイドピニオンを前記軸受けのモータから遠い側の軸受けから軸方向に突出した一端に一体で形成したことにより上記課題を解決したものである。
【００１４】
直交軸減速機の特徴であるハイポイドピニオンを従来のモータ軸から減速機内部の１段目の軸に噛み合い調整して配し、モータ軸ははすば歯車とすることにより、噛み合い調整無しでモータ部分のみの交換が可能となり、メンテナンス性の優れたモータ付直交軸減速機を提供することが可能となった。
【００１５】
また、概ね１/１から１/２の範囲内の減速比でモータ軸に形成したはすば歯車と１段目の軸に配したはすば歯車を噛み合わせるのは次のような理由がある。
【００１６】
ハイポイドギアは伝達トルクが大きくなると歯部の強度上、より外径の大きな歯車にする必要があり、減速機本体の寸法が大きくなる。特に、ハイポイドギアの外径が大きくなると出力軸に直交する取り付け面の寸法が大きくなりコンパクト化を妨げることになる。
また、伝達トルクが大きくなるとハイポイドピニオンが形成されている１段目の軸にかかる軸方向荷重も比例して大きくなる。従って、１段目の軸受けを大きくしなければならず減速機の寸法が大きくなってしまう問題が起きてくる。従って、モータ軸と１段目のはすば歯車の減速比は概ね１/１程度が良いことになる。
【００１７】
更に、１/２までの減速比を許容したのは、従来の汎用交流モータのモータ軸回転速度が約１５００rpm若しくは約１８００rpm程度であるのに対し、サーボモータやブラシレスモータは約３０００rpmであることが多い。従って、同じ２００Wのモータでも１/１で連結した場合は、ハイポイドギアも含めて２段目以降の歯車にかかるトルクはサーボモータやブラシレスモータでは、汎用交流モータの約半分のトルクに過ぎず歯車の能力を十分に発揮しているとは言い難い構成となる。
そこで、サーボモータやブラシレスモータのようなモータ軸回転速度が約３０００rpmであるモータを取り付けるとき、モータ軸と１段目のはすば歯車を概ね１/２の減速比とすることにより、減速機の歯車の能力を同じモータ容量の汎用交流モータを取り付けた場合と同等レベルまで利用することが可能となる。
【００１８】
このことは、ひとつの減速機部分を汎用交流モータやサーボモータ、又はブラシレスモータと合理的に共用可能とすることであり、多くの種類のモータ付減速機シリーズをコストと時間をかけずに構築可能にするものである。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１においてモータ軸のはすば歯車仕様を、モータ軸と出力軸が平行であるモータ付平行軸減速機の同種で同容量のモータのモータ軸に形成される歯車仕様と同一とし、モータ軸を含むモータ部分を平行軸タイプの物と共通化したことにより前記課題を解決したものである。
【００２０】
ひとつのモータのモータ軸に形成されたはすば歯車は、平行軸タイプの減速機に、例えば１/５の減速比で噛み合いモータの動力を伝達したり、直交軸タイプの減速機に１/１の減速比で噛み合いモータの動力を伝達することが可能である。
このように、モータ軸に形成するピニオンの歯車仕様を同じにすることによって、モータ部分が平行軸タイプの減速機にも直交軸タイプの減速機にも取り付け可能となる。
【００２１】
更に、モータ軸に形成する歯車と相手歯車は、はすば歯車ではなくねじれ角のない平歯車であっても良い。
【発明の効果】
【００２２】
モータ軸に形成される歯車がハイポイドではない為、噛み合いを調整する必要がなくなりモータ部分の交換が容易になった。
更に、請求項２の構成による効果は、モータ軸に形成する歯車を、減速機部分が直交軸タイプの物と平行軸タイプの物で共通化することによりモータ在庫が少なくて済む効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面をもとに詳述する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、出力軸が中空形状でモータが汎用の交流モータであるモータ付直交軸減速機に、本発明を適用した場合の構造を示す展開平面図である。
【００２５】
モータ付直交軸減速機は大きく分けて減速機１００とモータ１で構成される。
【００２６】
モータ１は、モータケース２とステータ３とロータ５とモータ軸４と２枚のモータカバー７（モータ後部カバーは図示せず）で構成されている。
ステータ３は筒状のモータケース２の内周面に焼きばめなどによって固定されている。
モータ軸４には、ステータ３と対向する位置にロータ５が圧入固定された状態で組み付けられている。
また、モータ軸４には、軸方向の前後２箇所に装着された軸受け６（モータ後部の軸受けは図示せず）が組み付けられている。
軸受け６はモータカバー７に形成された軸受けを収めるケーシング部分で保持される。
モータケース２の前後の開口部に前記モータカバー７をはめあわせ、ボルトで固定することにより、モータ軸４はステータ３を貫通してロータ５と一体に回転自在に軸支される。
さらに、モータ軸４の減速機側一端には、はすば歯車８が形成されている。このはすば歯車８は前記モータカバー７から突出しモータ１の動力を外部に伝達するようになっている。
【００２７】
減速機１００の外枠は減速機本体１０１と減速機カバー１０２及び中間カバー１０３からなる３つの部品で構成される。その内部の部品構成を詳述する。
【００２８】
減速機本体１０１と中間カバー１０３の間には、１段目の軸１１０が２つの軸受け１１１、１１２を介して回転自在に保持される。１段目の軸１１０とモータ軸４の軸心は平行な位置関係にある。
１段目の軸１１０のモータに近い側の軸端には、はすば歯車１１３が設けられ、他端にはハイポイドピニオン１１４が直接形成されている。この構成では２つの軸受け１１１、１１２に対してハイポイドピニオン１１４はもちろん、はすば歯車１１３も片持ち支持構造となっている。
【００２９】
１段目の軸１１０のはすば歯車１１３はモータ軸に形成されたはすば歯車８と１/１の減速比で噛み合い、モータの動力を減速機へ伝達する。この際モータ側と中間カバー１０３はインロー部９で位置決めされ、噛み合う２つのはすば歯車８と１１３の中心距離が保証される。
【００３０】
ハイポイドピニオン１１４は、１段目の軸１１０に直交し所定の寸法だけオフセットした２段目の軸１１５に固定されたハイポイドギア１１６に噛み合い、動力を伝達する。この際、動力の伝達方向を９０度変換しつつ軸の回転も減速される。
【００３１】
減速機本体１０１と減速機カバー１０２の間には、２段目の軸１１５と３段目の軸１２０と出力軸１２１が、それぞれ２つの軸受けを介して回転自在に保持されている。これら３つの軸の軸心は互いに平行な位置関係にあり、はすば歯車もしくは平歯車で順に噛み合い減速し、最終的に出力軸１２１から外部に取り出される。
【００３２】
具体的には、２段目の軸には前記ハイポイドギア１１６の他に、３段目の軸１２０に固定された大歯車１２３と噛み合う小歯車１２２が組み込まれている。また３段目の軸には前記大歯車１２３の他に４段目の軸となる出力軸１２１に固定された大歯車１２５と噛み合う小歯車１２４が組み込まれている。
【００３３】
図２は実施例１の歯車列のレイアウトを示す正面図である。
中空の出力軸１２１の軸線がモータ軸の軸線上に位置し、相手機械との取り付け面になるA寸法が最も小さくなるように設計されている。
【００３４】
図３は本発明品における、ハイポイドの噛み合い調整を示す図である。
【００３５】
１段目の軸１１０はハイポイドピニオン１１４とハイポイドギア１１６の噛み合いを調整する為、２箇所の軸受け１１１、１１２と軸受けを保持するケーシングとの間に適当な枚数だけシム１１７、１１８を挿入し、適正な噛み合いの位置に調整される。
適正な噛み合い位置かどうかは、ハイポイドギアの歯当たりを見て判断し、２箇所のシム量を決定する。
【００３６】
噛み合い調整後、減速機本体１０１と中間カバー１０３はボルト１１９で固定され、モータを取り外してもハイポイドピニオン１１４の位置は変わることはなくモータ交換の際、再度の噛み合い調整は不要となる。
【００３７】
図４は、図１のモータ付直交軸減速機を相手機械へ取り付けた図である。
４本のボルト１５０で相手機械１５１に固定されている。従来なら、この状態でモータ１が故障した場合、相手機械の入力軸１５２と減速機１００の締結をはずし、更に４つのボルト１５０をゆるめて相手機械からモータ付直交軸減速機全体を取り外していた。
また、再度組み付ける際は相手機械との芯出し調整が必要なこともある。
【００３８】
本発明品は、ボルト１０をはずしてモータ１のみ交換可能である。この際、前述したようにモータ軸に形成した歯車がはすば歯車である為、ハイポイドピニオンのように噛み合い調整する必要はない。また減速機１００を取り外さない為、相手機械の入力軸との連結をはずす作業や、相手機械との芯出し調整も不要である。
【００３９】
図５は、実施例１の汎用交流モータをブラシレスモータ２１にした例である。ブラシレスモータのように回転速度が約３０００rpmと汎用交流モータの１５００rpm若しくは１８００rpmに比べて約２倍の回転速度の高いモータを直交軸減速機と組合わせる場合の構成で、モータ軸に形成したはすば歯車８'と１段目の軸１１０'のはすば歯車１１３'の減速比を１/２にした例である。
【００４０】
モータ２１以外に中間カバー１０３'と１段目の軸1１０'、及び１段目の軸に組み付けられるモータ側の軸受け1１２'が異なるだけで他の減速機部品は汎用交流モータの物と共用している。
【実施例２】
【００４１】
図６は、モータ軸に形成する歯車仕様を共通化することにより、ひとつのモータが平行軸タイプの減速機にも直交軸タイプの減速機にも取り付け可能とした構成例を示す図である。
【００４２】
モータ５１のモータ軸には、はすば歯車５８が一体で形成されている。直交軸タイプの減速機５００に組み付ける場合、モータ軸に形成したはすば歯車５８は、同じくはすば歯車５１３と１/１の減速比で噛み合いモータ５１の動力を減速機５００側に伝達する。
【００４３】
また、平行軸タイプの減速機６００に組み付ける場合、モータ軸に形成したはすば歯車５８は、同じくはすば歯車６１６と１/５の減速比で噛み合い動力を伝達する。
【００４４】
なお、実施例１、２では４段の歯車の噛み合いをもった直交減速機で説明したが、３段目の軸を省略した３段型の減速機であっても良い。
【００４５】
また、実施例１、２においてモータ軸と１段目の軸に組み込まれる歯車は、はすば歯車で説明したが、平歯車であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施例を示す展開平断面図
【図２】第１実施例の歯車列のレイアウトを示した正面図
【図３】第１実施例のハイポイドピニオンのシム調整を示す図
【図４】図１のモータ付直交軸減速機を相手機械へ取り付けた状態を示す図
【図５】第１実施例でモータ軸と１段目を１/２に減速した例を示す図
【図６】本発明の第２実施例でモータ部を共通化した場合の構成図
【図７】従来のモータ付直交軸減速機の展開平断面図
【図８】モータ付平行軸減速機の正面図
【符号の説明】
【００４７】
１、２１、３１、４１、５１・・・モータ
２・・・モータケース
３・・・ステータ
４、３４、４４・・・モータ軸
５・・・ロータ
６、１１１、１１２、１１２'・・・軸受け
７・・・モータカバー
８、８'、３８、４８、５８・・・モータ軸の歯車
９・・・インロー部
１０、１１９、１５０・・・ボルト
１００、３００、４００、５００、６００・・・減速機
１０１・・・減速機本体
１０２・・・減速機カバー
１０３、１０３'・・・中間カバー
１１０、１１０'、５１０・・・１段目の軸
１１３、１１３'、５１３、６１６・・・モータ軸の相手歯車
１１４、５１４・・・ハイポイドピニオン
１１５・・・２段目の軸
１１６、５１６・・・ハイポイドギア
１２０・・・３段目の軸
１２１、３２１、４２１、５２１、６２１・・・出力軸
１２２、１２４・・・減速機後段の小歯車
１２３、１２５・・・減速機後段の大歯車
１１７、１１８・・・シム
１５１・・・相手機械
１５２・・・相手機械の入力軸
【図１】
2005220953.tif 000003
【図２】
2005220953.tif 000004
【図３】
2005220953.tif 000005
【図４】
2005220953.tif 000006
【図５】
2005220953.tif 000007
【図６】
2005220953.tif 000008
【図７】
2005220953.tif 000009
【図８】
2005220953.tif 000010