(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交歯車箱のための万能取付ハウジングにおいて、
回転入力を受け取るための入力側開口、及び回転出力を伝達するための少なくとも１つの出力側開口を有し、且つ、前記出力側開口が、前記入力側開口の中心軸に対して直角となる中心軸を有するように構成される略立方体形成のハウジングボディと、
前記ハウジングボディの３つの面であって、前記入力側開口と反対側であると共に該入力側開口の前記中心軸と垂直となる面、及び、前記入力側及び出力側開口のそれぞれの中心軸に平行な平面となる両面を含む３つの面にそれぞれ設けられた複数の一体的な立設脚と、
前記ハウジングボディの該出力側開口の該中心軸と垂直となる平面に形成され、トルクアームを取り付ける場所としての役割を果たすと共に自身に貫通孔を備える、少なくとも１つの一体的なプレート形状のハウジング拡張部と、
前記出力側開口の周りの前記ハウジングボディに形成され、前記ハウジング拡張部の表面と略同一平面上とされる平らな取付表面と、
を備えたことを特徴とする直交歯車箱のための万能取付ハウジング。
【請求項２】
請求項１において、前記立設脚が、各々、そこに形成されるタップ孔を有することを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項３】
請求項２において、前記タップ孔が、前記ハウジングボディの前記３つの面の各々において、同一のボルト孔パターンを備えることを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項４】
請求項１において、前記少なくとも１つのハウジング拡張部は、前記ハウジングボディの２つの面において形成された一対の一体的なプレート形状のハウジング拡張部とされており、前記ハウジングボディの前記２つの面が、前記出力側開口の該中心軸に対して垂直となる２つの各々の平面に広がることを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項５】
請求項４において、前記ハウジング拡張部は、各々、取付目的のために形成された貫通孔を備えることにより、トルクアームを取り付ける場所としての役割を果たす構成とされ、前記貫通孔は、前記ハウジング拡張部の各々を、前記出力側開口の前記中心軸と平行方向に貫通することを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項６】
請求項５において、前記平らな取付表面は、前記出力側開口の周りの前記ハウジングボディに形成され、且つ、前記プレート形状のハウジング拡張部にまで広がる立設機械加工面を備えることを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項７】
請求項６において、更に、前記出力側開口と同軸的に前記ハウジングボディに形成されるセンタリング用ザグリも備え、該センタリング用ザグリが、前記プレート形状のハウジング拡張部の貫通孔及び前記平らな取付表面と一体となって、ハウジング自体に取付フランジとしての機能を持たせた構成とされていることを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項８】
請求項１において、更に、前記出力側開口の周りの前記ハウジングボディの前記平らな取付表面に、タップ孔セットを備えることを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項９】
直交歯車箱のための万能取付ハウジングにおいて、
回転入力を受け取るための入力側開口、及び回転出力を伝達するための少なくとも第１出力側開口を有し、且つ、前記第１出力側開口が、前記入力側開口の中心軸に対して直角となる中心軸を有するよう構成される略立方体形状のハウジングボディと、
前記ハウジングボディの３つの面であって、前記入力側開口と反対側であると共に該入力側開口の前記中心軸と垂直となる面、及び、前記入力側開口及び前記第１出力側開口のそれぞれの中心軸に平行な平面となる両面を含む３つの面にそれぞれ設けられる複数の一体的な立設脚であって、自身に形成されたタップ孔を有すると共に、該タップ孔がハウジングボディの前記３つの面の各々において同一ボルト孔パターンを備えるように構成された複数の一体的な立設脚と、
前記第１出力側開口の該中心軸に対して垂直となる前記ハウジングボディの面において形成された一体的なプレート形状の第１ハウジング拡張部対であって、各々が、取付目的のために形成された貫通孔を備えることにより、トルクアームを取り付ける場所としての役割を果たす構成とされたハウジング拡張部対と、
前記第１出力側開口の周りの前記ハウジングボディに形成され、且つ、前記プレート形状の第１ハウジング拡張部対にまで広がる一体的な立設加工面であって、前記プレート形状の第１ハウジング拡張部対の平らな表面と略同一平面上とされる平らな第１取付表面、及び、前記第１出力側間口の周りに設けられたタップ孔セットを備えた立設加工面と、
を備えることを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項１０】
請求項９において、前記ハウジングボディは、更に、前記第１出力側開口と対向側、且つ、前記第１出力側開口と同軸的に第２出力側開口を備えてなり、前記第２出力側開口の周囲の前記ハウジングボディには平らな第２取付表面が形成され、前記ハウジングボディには、この第２取付表面と略同一平面上となる平らな表面を有するプレート形状の第２ハウジング拡張部対が形成されることを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項１１】
請求項９において、前記第１ハウジング拡張部対にそれぞれ形成された貫通孔が、前記第１出力側開口の前記中心軸と平行方向に伸びることを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項１２】
請求項１において、前記少なくとも１つのハウジング拡張部が、取付目的のために形成された貫通孔を備えることにより、トルクアームを取り付ける場所としての役割を果たす構成とされ、且つ、前記貫通孔が、前記少なくとも１つのハウジング拡張部を、前記出力側開口の前記中心軸と平行方向に貫通することを特徴とする万能取付ハウジング。
【請求項１３】
請求項１２において、更に、前記出力側開口周りの前記ハウジングボディの前記平らな取付表面に、タップ孔セットを備えることを特徴とする万能取付ハウジング。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
発明の属する技術分野
本発明は、広くは一般用及び産業用の動力伝達装置に関し、特に、直角方向の伝達形態である歯車箱及びギヤモータのための新規なハウジング構造に関する。ここに記載された直交歯車箱の概念は、１つの万能ハウジングによって実際上の全ての産業用の標準的な取り付けを網羅することを可能とするであろう。
発明の背景
直角方向の動力伝達系統用の歯車箱及びギヤモータ（即ち、入力及び出力軸が互いに直交する）は、産業用駆動用途の多くの場面で、好ましい駆動形態のものとして広く使用されている。直角方向の動力伝達を達成するためには、産業全般を通して、主としてウォームギヤ、ベベルギヤ及びハイポイドギヤ形態のものが用いられている。
要求される広い範囲の減速比を達成するものとして、例えばギヤ比の異なるウォームギヤセットを用いるような上記各種類のギヤによる一段減速態様や、又、例えば、ベベルギヤとサイクロイドギヤ、ウォームギヤとヘリカルギヤ、ウォームギヤと平歯車のように、異なる種類のギヤを組み合わせて用いて多段減速のユニットを構成するものがある。それらの態様の中で経済性と柔軟性を両立させるためには、歯車箱系列の直交ステージにおいて、標準化されたモジュール化ギヤセットシステムを組合せて（ギヤ比可変部分として）用いることが頻繁に行われている。これらの標準化されたモジュール化ギヤ形態システムは、最も一般的には、平状又はヘリカル状のピニオン及びホイール歯車列が基本的に用いられており、又、広範囲の減速比変化に対応可能なシステムとしては、スミトモマシーナリーコーポレーション・オブ・アメリカによって生産される「ＣＹＣＬＯ（登録商標）」システムのようなものがある。
歯車箱及びギヤモータのハウジングは、被駆動装置に連結される必要がある。この連結はあらゆる状況において、反力トルクのみならず、重力、被駆動装置からの軸方向及び径方向の力に対しても十分なものでなければならない。又、ハウジングの設計は、互いに関連する駆動及び被駆動シャフトの高精度の直線性（アライメント）を提供することも要求される。
歯車箱及びギヤモータにおいて最も頻繁に用いられる基本的な取付態様としては、
（１）脚取付（主として中実出力軸ユニットに用いられる。）
（２）ハウジング取付（主として中実出力軸ユニットに用いられる。しかし、中空軸ユニットにも用いられる。）
（３）フランジ取付（中実及び中空双方の出力軸ユニットに用いられる。）
（４）軸取付（トルクアームにより回転が拘束された中空出力軸ユニットに用いられる。）
最近のハウジング構造は、ある種の機械的取り付け手段によってハウジングに付設される適当な機器を主として用いることにより、上記リストに示される取付態様の中の１又は２種のみが利用できるように設計されている。それ故に、現在のハウジング構造は限られた種類の取付態様のみが許容されており、更に、そのような取付態様を実施するためには、一般的に付加的な機器が必要とされている。この付加的な取付機器は、多くの場合相当な取付空間を必要とし、結果としてハウジング構造のコンパクト化を困難なものとしている。
従って、多岐に亘る取付け及びトルク支持態様を可能とする、歯車箱及びギヤモータのためのより多目的で且つコンパクトなハウジング構造が要求されている。
発明の要旨
本発明の目的は、上述したような従来のハウジング構造が有している問題を解決する直交歯車箱及びギヤモータのためのハウジング構造を提供することにある。
より具体的には、必要な組付スペースを最小化しながら多種多様の取付け及びトルク支持形態を可能とするような直交歯車箱及びギヤモータのための多目的に利用できるハウジング構造を提供することにある。
本発明の追加的な目的、利点、及び新規な特徴は、以下に述べる記述によってある部分言及され、そしてある部分は当業者にとって以下の述べることの試験時に明らかになるか、あるいは本発明の実施を通じて習得されるであろう。本発明の目的や利点は、とりわけ添付された特許請求の範囲において指摘された手段やコンビネーションを配して理解され、達成されるであろう。
本発明に従って、上述した問題を解消するために、万能取付ハウジング構造が種々多様な取付けやトルク支持形態を可能とする平行軸（訳者注：「直交」の誤り）歯車箱のために提供される。このハウジング構造は、回転入力を受け取るための入力側開口、及び回転出力を伝達するための少なくとも１つの出力側開口を有し、且つ、前記出力側開口が、前記入力側開口の中心軸に対して直角となる中心軸を有するように構成される略立方体形状のハウジングボディを備えている。このハウジングボディの３つの面であって、前記入力側開口と反対側であると共に該入力側開口の前記中心軸と垂直となる面、及び、前記入力側及び出力側開口のそれぞれの中心軸に平行な平面となる両面を含む３つの面には、複数の一体的な立設脚が設けられている。
この立設脚は、各々、そこに形成されるタップ孔を有している。このタップ孔は、望ましくは、前記ハウジングボディの前記３つの面の各々において、同一のボルト孔パターンを備えるようにする。前記ハウジングボディの２つの面には、一対の一体的なプレート形状のハウジング拡張部が形成されており、前記ハウジングボディの前記２つの面が、前記出力側開口の該中心軸に対して垂直となる２つの各々の平面に広がっている。前記ハウジング拡張部は、各々、取付目的のために自身に形成される貫通孔を備えた一体トルクアームを提供する。
前記出力側開口の周りの前記ハウジングボディには、立設機械加工面が形成され、この立設機械加工面は、前記プレート形状のハウジング拡張部にまで広がっている。この立設機械加工面は平らな取付表面を提供する。前記出力側開口と同軸的に、前記ハウジングボディにセンタリング用ザグリが形成される。このセンタリング用ザグリは、前記プレート形状のハウジング拡張部の貫通孔及び前記平らな取付表面と一体となって、フランジ型アタッチメントを提供する。前記出力側開口の周りの前記ハウジングボディには、付属フランジ装置を取り付けるためのタップ孔セットが設けられている。
【図面の簡単な説明】
本発明は、添付の図面に基づいて発明が開示されるにつれて、より明確に理解されるようになるであろう。この図面において；
図１は、本発明の実施形態の第１例に係る万能取付ハウジングを有する直交歯車箱の前面側斜視図である。
図１Ａは、図１の矢印Ａによって示された方向から見た図１に示した直交歯車箱の背面側斜視図である。
図２は、直交ステージとしてベベルギヤを用いた、本発明の実施形態の第２例に係る万能取付ハウジングを有する直交歯車箱の斜視図である。
図３は、回転バックル型トルクアームアタッチメントを備えた、図１に示される直交歯車箱の斜視図である。
図４は、小型トルクアーム取付配置とされる、図１に示される直交歯車箱の斜視図である。
図５は、ハウジングの１つの面に一体化された脚に取り付けられたトルクアーム配置を示す、図１に示した直交歯車箱の斜視図である。
図６は、ハウジングの１つの面に一体化された脚に取付板が配置された状態を示す、図１に示す直交歯車箱の斜視図である。
図７は、歯車箱の出力側の立設機械加工面及び定められた取付ポイントを用いることで駆動側が被駆動側の構造物に直接取り付けられた状態を示す、図１に示された直交歯車箱の斜視図である。
発明の詳細な説明
以下、例として添付図面の図１から図７を参照しながら本発明を詳細に説明する。
本発明は、直交歯車箱及びギヤモータに用いられ、上述した全ての取付け及びトルクアーム態様を含んだ、多種多様の取付け及びトルク支持態様を可能とする万能取付ハウジング構造に関する。
これは、一体的な又“デザイン・イン”されたハウジングの特徴によって達成され、ある場合には、ブラケットやボルト固定の脚等のような標準的な付属機器を用いることによって達成される。ここで示されるハウジング設計手法は産業用歯車箱／ギヤモータのユーザーに、大変優れた柔軟性を提供するものである。それと同時に、ここで説明される１種類の万能ハウジングのみを大量に生産し、その後ストックすればよいため、生産及び全般的な在荷コストが削減されることになる。
図１は、本発明の実施形態の第１例に係る万能取付ハウジングを有する直交歯車箱２０の斜視図である。この直交歯車箱２０は、直交ステージとしてウォームギヤが用いられている。従って、入力軸１及び出力軸２の中心軸線は、食い違って直交するようになっている。
入力側は、図１に示される入力軸１のように開放状態とされている場合や、又、モータと連結されて一体ギヤモータユニットを構成する場合がある。更に、前記入力側は、ヘリカルギヤ、平歯車、遊星歯車、サイクロイド歯車、その他のあらゆるギヤシステムが前段ステージとして連結されることもある。図１に示されるように、ハウジングに入ってくる回転動力を受け入れるために、ハウジングボディには、中心軸Ｒｉを有する入力用開口が前記入力軸１と同軸的に設けられている。
前記出力軸２を通じてハウジングからの回転力を伝達するために、ハウジングボディには出力側開口が設けられている。このハウジングの出力側開口は、図１に示されるように中心軸Ｒｏを有している。前記出力軸２は中空又は中実タイプのものが用いられる。
歯車箱２０のハウジングは、このハウジングの３つの主要取付面において、一体的な機械平面加工された脚３ａ、３ｂ、３ｃを有する立方体形状とされている。前記脚３ａ、３ｂ、３ｃにはタップ孔４が形成されており、被駆動機械の構造物にこの歯車箱２０を容易に取付可能としている。前記タップ孔４を有する機械平面加工された脚３ａ、３ｂ、３ｃは、取付ブラケット、基板、トルクアーム、その他の多種類の取付機器に対する理想的な取付基部も提供することになる。
前記ハウシングは、貫通孔６を有する２組の耳部５ａ及び５ｂを有しており、これらはトルクアームを取り付ける場所としての役割を果たす。このトルクアーム取付用の耳部５ａ、５ｂは主として中空シャフト取付ユニットのために利用される。
前記ハウジングの双方の出力側面には、立設された機械加工面７が備えられている。この立設された機械加工面７は出力軸ハウジングザグリ９の回りを取り囲むように広がっており、両耳部５ａ、５ｂにまで達している。前記出力軸ハウジングザグリ９の回りに形成されるこれらの機械加工面７は、前記出力軸２の中心軸線に対して垂直となる何らかの平面にこの歯車箱又はギヤモータを搭載する際に、理想的な面を提供する。
前記出力軸ハウジングザグリ９は、雄タイプの中心位置決め用案内部と係合可能に設計されている。前記トルクアーム用の耳部５ａ、５ｂに設けられる２つのより小さな取付用貫通孔６は、上述した前記出力軸ハウジングザグリ９及び前記案内部と共に、位置決め及び支持に必要な３点を提供し、被駆動機械の構造物に対して前記歯車箱を直接且つ簡易にボルト固定することを可能としている。この配置は、ハウジングの内部に直接的に設けられた一体的なフランジの役目をなし、結果として、取付スペースをかなり小さく抑えることに寄与する。
従来の円形状フランジ取付けが望まれる状況に備えて、この従来の円形状フランジを容易に取り付けるため、前記出力軸ハウジングザグリ９を取り囲む機械加工面に適当な間隔をおいて１組のタップ８が形成されている。上述した前記中心位置決め用の案内部は、前記万能ハウジングのフランジをしっかりと固定する役割を果たすと共に、適切なアライメントを提供することになる。
前記歯車箱の内部構成部品の組立は、前記入力及び出力軸１、２の開口及び上部蓋１０を介してなされる。この上部蓋１０はその上表面が前記脚３ａの取付面よりも低くなるように設計されている。更に、全ての取付脚３ａ、３ｂ、３ｃはハウジング本体と一体となっており、このハウジング本体の基底取付面を提供する。従って、前記上部蓋１０は如何なる外部からの反力又は内部の伝達力を受けることがない。結果として、このハウジング本体は、あらゆるタイプの内部潤滑油であっても、その漏れを効果的に防止することができる。
図２は、本発明の実施形態の第２例に係るハウジング形態を有する直交歯車箱３０を示している。この直交歯車箱３０は、直交ステージとしてベベルギヤを用いている。この第２実施例に係るハウジング形態は、基本的には既に示した実施形態の第１例と同様の効果を有する態様となっている。主な相違としては、第２実施例のハウジングの蓋が歯車箱の入力側と反対側に設けられていることである。更に、入力及び出力軸１′、２′の中心軸線が交差しており、図１に示される実施の形態の第１例に係るウォームギヤ型ユニットのように食い違っていない。
第２実施例に係る前記歯車箱３０のハウジングは立方体形状に設計されており、このハウジングの３つの主な取付面において、平行する１組の一体的な機械平面加工された脚３ａ′、３ｂ′、３ｃ′を備えている。前記脚３ａ′、３ｂ′、３ｃ′にはタップ４′が形成されており、被駆動機械の構造物にこの歯車箱３０を容易に取付可能としている。前記タップ４を有する機械平面加工された脚３ａ′、３ｂ′、３ｃ′は、更に、取付ブラケット、基板、トルクアーム、その他の各種取付機器に対して理想的な取付基部を提供する。
前記歯車箱３０のハウジングは、貫通孔６′を有する２組の耳部５ａ′及び５ｂ′を備えており、これらはトルクアームを取り付ける場所としての役割を果たす。前記歯車箱３０のハウジングの両出力側の面には、立設された機械加工面７′が出力軸ハウジングザグリ９′を取り囲むように形成され、前記両耳部５ａ′、５ｂ′まで到達する。
ここに示されている本発明が、１つのハウジングによって複数の有益な取付態様を統合し、それによって、如何なるタイプのギヤ配置を用いた直交駆動装置であっても、これの極めて柔軟な取付けを可能とするものであることは当業者にとって明らかである。本発明の有益性を更に説明するために、図３から図７において本発明に係る万能ハウジング構造を有するいくつかの考え得る歯車箱／ギヤモータの取付態様を示す。
図３は、本発明の実施形態の第１例に係る直交歯車箱２０を示したものであり、前記一体トルクアーム用の耳部５ａの１つにターンバックル型トルクアーム１１が取り付けられているものである。このトルクアーム１１は、前記一体トルクアーム用の耳部５ａが有する貫通孔６を貫通するターンバックル１２を有している。この一体トルクアーム用の耳部５ａは、それによってターンバックル型トルクアーム１１の容易な取付けを可能とするものであり、従来からあるハウジング設計において一般的になされているような、ハウジングボルトの取り外し作業を不要とするものである。
図４は、本発明の実施形態の第１例に係る直交歯車箱２０を示すものであり、被駆動機械の構造物からの延長板１３を用いたトルクアーム取付態様である。延長板１３は単純なボルト又はピン１４によって前記一体トルクアーム用の耳部５ａの１つに取り付けられる。これは、非常にコンパクトな取付けを提供するものである。図５は、前記万能取付歯車箱のハウジングの一面において、前記脚３ａに取り付けられるトルクアーム装置１５を示したものである。３組全ての前記取付用の脚３ａ、３ｂ、３ｃに同様なボルト孔加工を行うことも好ましく、そうすることで、このハウジングの３つの取付面のいずれにおいても同様なトルクアーム装置１５を取り付けることが可能となる。このことは、付加的な機械的取付装置を用いずに前記万能取付ハウジングの柔軟性を更に向上させることになる。
図６は、取付板１６を前記万能取付ハウジングに（又は、前記万能取付ハウジングを基板に）取り付けた状態を示したものである。前記取付板１６は前記一体脚３ａに形成されるタップ孔４を用いて取り付けられている。ここでも同様に、前記一体脚３ａに形成したボルト孔パターンと同様なものを全ての面に形成することによって、前記取付板１６と同様のものを前記ハウジングの３つの全ての取付面に設置することが可能である。
図７は、駆動側の構造物が直接的に被駆動側の構造物１７に取り付けられる取付態様を示すものであり、この取付けは、前記定められた３つの取付ポイントを有する、歯車箱２０の出力側の立設機械加工面７によって行われる。即ち、前記取付けは、前記中心位置決め用案内部と前記ザグリとの係合、及び、前記一体トルクアーム用の耳部５ｂが有する貫通孔６に貫通するように配置される２本のボルトによって行われる。
当業者にとっては明らかであると思われるが、本発明に係る万能取付ハウジング構造においては、実施形態に例示されていない他の多くの取付配置を採用することも可能である。
以上、本発明について、直交歯車箱を参照することで詳細に説明、及び、図示を行ってきたが、本発明は、これらと同様に直交ギヤモータに適用可能なものであることに注意すべきである。従って、歯車箱及びギヤモータの用語は、本願の明細書及び請求の範囲全体を通じて相互に置き換えることが可能である。本発明は、これまで説明し、及び、添付図面にて図解したそのままの構成に限定されるものではなく、本発明の範囲及び真意から逸脱しない限り、様々な修正や変更を行うことが可能であると思われる。本発明の範囲は添付された請求の範囲によってのみ限定されると意図されている。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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